Thuật toán là một cấu trúc rất quan trọng trong ngôn ngữ lập trình. Thuật toán được sử dụng để tối ưu cho máy tính thực hiện các hoạt động một cách khoa học và hiệu quả . Mọi ngôn ngữ lập trình đều cần đến thuật toán. Từ thuật toán là một trong những kiến thức cơ bản được dùng để viết chương trình máy tính. Đây là một nội dung cơ bản và quan trọng của ( bài 5 Từ bài toán đến chương trình ), đối với học sinh mới bắt đầu làm quen với lập trình. Học sinh phải nắm được sự cần thiết của thuật toán trong Pascal. Để vận dụng, viết được chương trình hoàn chỉnh giải quyết các tình huống quen thuộc.
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HỐ PHỊNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGA SƠN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM GIẢI PHÁP GIÚP HỌC SINH LỚP NẮM VỮNG THUẬT TỐN THƠNG QUA MỘT SỐ VÍ DỤ MINH HOẠ Ở TRƯỜNG THCS NGA TRUNG, NGA SƠN Người thực hiện: Mai Thanh Nghệ Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THCS Nga Trung SKKN thuộc môn: Tin học THANH HOÁ NĂM 2019 DANH MỤC VIẾT TẮT GD&ĐT CNTT HS GV SGK THCS Giáo dục đào tạo Công nghệ thông tin Học sinh Giáo viên Sách giáo khoa Trung học sở MỤC LỤC Mục 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 2.1 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.3 2.3.1 2.3.2 2.4 3.1 3.2 Nội dung Mở đầu Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Những điểm sáng kiến kinh nghiệm Nội dung sáng kiến kinh nghiệm Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Thực trạng sơ vật chất nhà trường Thực trạng việc dạy học môn Tin học trường THCS Nga Trung, Nga Sơn Thực trạng nội dung học “Một số ví dụ thuật tốn” chương trình Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề Vận dụng kiến thức liên mơn tích hợp để giảng dạy học Thâm nhập tình thực tế Hiệu sáng kiến kinh nghiệm Kết luận, kiến nghị Kết luận Kiến nghị Tài liệu tham khảo Trang 1 1 1 2 2 3 12 13 14 14 14 15 Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài : Thuật tốn cấu trúc quan trọng ngôn ngữ lập trình Thuật tốn sử dụng để tối ưu cho máy tính thực hoạt động cách khoa học hiệu Mọi ngôn ngữ lập trình cần đến thuật tốn Từ thuật tốn kiến thức dùng để viết chương trình máy tính Đây nội dung quan trọng ( Từ tốn đến chương trình ), học sinh bắt đầu làm quen với lập trình Học sinh phải nắm cần thiết thuật toán Pascal Để vận dụng, viết chương trình hồn chỉnh giải tình quen thuộc [ điền tài liệi minh chung] Từ thực tế để học sinh nắm vững cú pháp hoạt động thuật toán để áp dụng giải số toán yêu cầu chuẩn kiến thức, kỹ tạo điều kiện để em thành thạo viết chương trình tốt, hứng thú với tiết học hơn, dễ hiểu hiểu sâu nội dung học Đặc biệt em có chuyển biến rõ rệt khả vận dụng kiến thức, kỹ vào thực tiễn Tôi mạnh dạn ứng dụng Sáng kiến kinh nghiệm “Giải pháp giúp học sinh lớp nắm vững Thuật tốn “thơng qua số ví dụ cụ thể” trường THCS Nga Trung, Nga Sơn” 1.2 Mục đích nghiên cứu: - Giúp em nắm vững kiến thức thuật toán đồng thời biết hiểu sâu cú pháp hoạt động thuật tốn thơng qua số ví dụ thuật tốn ngơn ngữ Pascal - Giúp em gắn kết kiến thức, kĩ năng, thái độ môn học với nhau, với thực tiễn đời sống xã hội, đồng thời tạo hứng thú, u thích mơn học - Biết vận dụng kiến thức để giải vấn đề thực tiễn cách đưa thuật toán tối ưu để giải vấn đề 1.3 Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu giải pháp nhằm giúp học sinh lớp nắm vững thuật toán, qua “Từ tốn đến chương trình” cho cách khoa học hiệu 1.4 Phương pháp nghiên cứu: Trong phạm vi đề tài lựa chọn số phương pháp sau: * Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lý thuyết: Thu thập thông tin từ nguồn tài liệu đặc biệt Chủ đề - Từ tốn đến chương trình * Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin: Khảo sát thực tế lớp trực tiếp giảng dạy khối Lắng nghe, trao đổi, rút kinh nghiệm từ nhận xét, góp ý đồng nghiệp để trau rồi, nâng cao trình độ nghệp vụ sư phạm thân 1.5 Những điểm sáng kiến kinh nghiệm Sáng kiến làm, áp dụng lần đầu trường THCS Nga Trung, Nga Sơn đem lại hiệu cao Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Thuật toán thường dùng để thuật toán giải vấn đề tin học Hầu hết thuật tốn tin học viết thành chương trình máy tính chúng thường có vài hạn chế (vì khả máy tính khả người lập trình) Trong nhiều trường hợp, chương trình thiết kế bị thất bại lỗi thuật toán mà người lập trình đưa vào khơng xác, khơng đầy đủ, hay không ước định trọn vẹn lời giải vấn đề Thuật tốn mơ tả theo nhiều cách: Trong ngôn ngữ tự nhiên (naturallanguagel), sơ đồ khối (flowcharts), gọi mã giải (pseudocode) loại ngơn ngữ thể thuật tốn, khơng phụ thuộc vào ngơn ngữ lập trình cụ thể Với học sinh lớp thuật tốn thuật ngữ mẻ làm quen nên khả tiếp thu gặp nhiều khó khăn dẫn đến học sinh có tâm lý chán nản khơng thích học mơn học Nắm vững thuật toán giúp em có kiến thức kỹ lập trình mà cụ thể lập trình Pascal, tạo sở tiền đề cho sau em học tốt lập trình ngơn ngữ khác Những quan điểm, định hướng nêu tạo tiền đề, sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm: 2.2.1 Thực trạng sở vật chất nhà trường Hiện nhà trường có 01 phịng máy, với tổng số máy tính cịn hoạt động để phục vụ cơng tác giảng dạy môn Tin học 15 máy Tuy nhiên số lượng cịn ít, chưa đáp ứng đủ nhu cầu học tập học sinh 3HS/máy Mặt khác thời gian nhà trường cấp số máy lâu (Từ năm 2008->đến nay) nhiều máy hư hỏng, xuống cấp sửa chữa, thay linh kiện cần thiết đời máy cũ nên chạy chương trình chậm, nhiều tính lạc hậu, lỗi thời…Điều gây khó khăn cho giáo viên trình giảng dạy.[tl ] 2.2.2 Thực trạng việc dạy học môn Tin học trường THCS Nga Trung, Nga Sơn - Trong chương trình Tin học bậc THCS, lập trình Pascal phần học khó, nhiều học sinh lần học nên em tỏ lúng túng, mơ hồ…khó khăn việc diễn đạt Từ tốn đến chương trình ngơn ngữ tự nhiên sang câu lệnh viết chương trình máy tính - Mặt khác mơn Tin học môn học Tự chọn nên nhiều học sinh, kể học sinh khá, giỏi có thái độ thờ ơ, ngại trau dồi kiến thức, học đối phó, miễn cưỡng 2.2.3 Thực trạng nội dung học “Một số ví dụ thuật tốn” chương trình Thuật tốn nội dung quan trọng chương trình Tin học Các em phải nắm cần thiết thuật toán, biết ngơn ngữ lập trình có cấu trúc từ thuật tốn, hiểu cú pháp, hoạt động tầm quan trọng thuật tốn chương trình Pascal Trên sở tìm hiểu tình hình nhà trường, thực trạng giáo viên học sinh Năm học 2017-2018, sau học xong với phương pháp dạy học cũ tiến hành khảo sát 113 học sinh lớp 8A, 8B, 8C việc cho em làm kiếm tra 15 phút, với nội dung câu hỏi sau: Đề bài: Cho số nguyên dương Hãy cho biết kết so sánh số dạng "a lớn b", "a nhỏ b" "a b" a: Input Output tốn gì? b: Thử chạy với cặp số khác nhau: a=6,b=8; a=8,b=6; a=7,b=7; Kết sau: Lớp Số học sinh Giỏi Khá Trung bình Yếu SL % SL % SL % SL % 8A 44 11.4 13 29.5 19 43.2 15.9 8B 42 4.8 18 42.9 17 40.5 11.9 8C 27 3.7 10 37 40.7 18.5 11 Kết khảo sát cho thấy rõ tỉ lệ học sinh trung bình, yếu, lớp tương đối cao( TB: 41.6%; Yếu, kém: 15%) Điều khẳng định em nắm chưa vững kiến thức học Bản thân trăn trở tìm nhiều giải pháp để tạo hứng thú học tập cho em nhằm thiện cách nhìn, cách học, chất lượng môn học đúc rút thành kinh nghiệm: “Giải pháp giúp học sinh lớp nắm vững “Từ tốn đến chương trình thơng qua số ví dụ thuật tốn” trường THCS Nga Trung, Nga Sơn” 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề: 2.3.1 Vận dụng kiến thức liên mơn tích hợp để giảng dạy học: TÊN HỒ SƠ DẠY HỌC BÀI 5: TỪ BÀI TOÁN ĐẾN CHƯƠNG TRÌNH - TIẾT 22,23 MỤC TIÊU DẠY HỌC 2.1 Kiến thức a) Môn Tin học - Học sinh biết chương trình thể thuật tốn ngôn ngữ cụ thể - Học sinh biết mơ tả thuật tốn - Học sinh biết mơ tả thuật tốn phương pháp liệt kê bước - Học sinh hiểu toán, xác định Input Output toán b) Mơn Tốn học - Biết cơng thức tính diện tích hình chữ nhật - Biết cách tìm ước số chung lớn hai số - Biết công thức tính diện tích hình bán nguyệt (nửa hình trịn) - Biết so sánh số thực a b - Tính tổng số tự nhiên dãy số Chương trình lớp 6: 17- Ước chung lớn Chương trình lớp 8: 9- Hình chữ nhật Chương trình lớp 9: bài10- Diện tích hình trịn – Hình quạt trịn c) Mơn Giáo dục cơng dân - Biết cách tiết kiệm nhiên liệu (điện năng) - Biết cách bảo vệ tài ngun mơi trường Chương trình lớp 3: Tiết kiệm Chương trình lớp 14: Bảo vệ môi trường tài nguyên thiên nhiên 2.2.Kỹ * Học sinh thực được: - Xác định Input Output toán - Biết cách mơ tả thuật tốn - Biết vận dụng linh hoạt sáng tạo để giải tốn có tính thực tiễn hiểu biết tự nhiên xã hội giai đoạn * Học sinh thực thành thạo: Việc xác định Input Output, mô tả chi tiết thuật toán cho toán cụ thể 2.3.Thái độ * Thói quen: Hình thành học sinh thói quen nghiên cứu, tìm tịi tư môn tin môn học khác * Tính cách: - Giáo dục ý thức sáng tạo nghiêm túc học tập nghiên cứu - Hợp tác trao đổi, thảo luận nhóm - Có ý thức thực hành tiết kiệm, bảo vệ môi trường 2.4 Định hướng lực hình thành - Năng lực giải vấn đề - Năng lực giao tiếp - Năng lực hợp tác - Năng lực sử dụng công nghệ thông tin truyền thông ĐỐI TƯỢNG DẠY HỌC CỦA BÀI HỌC - Học sinh trường THCS Nga Trung + Số lượng: 113 học sinh đại trà + Số lớp: lớp + Khối/ lớp: Lớp 8A,8B,8C Ý NGHĨA CỦA BÀI HỌC 4.1 Ý nghĩa học thực tiễn dạy học - Qua việc dạy học học học sinh có tư duy, vận dụng kiến thức nhiều môn học khác để giải vấn đề cụ thể - Từ kiến thức học cách vận dụng kiến thức nhiều môn học khác để giải vấn đề mà học sinh vận dụng tình khác 4.2 Ý nghĩa học thực tiễn đời sống - Hiểu cách tính tiền điện ngành điện lực - Học sinh có kiến thức để vận dụng vào sống hàng ngày Đó nâng cao khả rèn luyện thân cộng đồng - Từ có kĩ sống, có ý thức thực hành tiết kiệm điện nói riêng dạng lượng khác nói chung - Qua việc dạy học học rèn cho học sinh phẩm chất: cẩn thận, chu đáo, sáng tạo kỹ cần thiết để xử lý tình gặp phải sống THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 5.1 Thiết bị dạy học - Phòng học mơn gồm thiết bị: máy tính giáo viên, máy chiếu, máy tính học sinh - Bút dạ, giấy A3 5.2 Học liệu - Môn Tin: sách giáo khoa môn tin học 8, sách giáo viên tin học - Mơn Tốn: sách giáo khoa mơn tốn học lớp 8và lớp - Môn Giáo dục công dân: sách giáo khoa môn GDCD lớp 6, lớp - Ảnh cảnh ô nhiễm môi trường - Ảnh cách tiết kiệm điện - Hoá đơn tiền điện 5.3 Ứng dụng công nghệ thông tin - Sử dụng phần mềm Microsoft Office PowerPoint 2007, Microsoft Word 2007 - Sử dụng ứng dung Google Tài liệu google Driver - Sử dụng email HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC VÀ TIẾN TRÌNH DẠY HỌC 6.1 Ổn định: kiểm tra sĩ số 6.2 Kiểm tra cũ: Lồng gép trình dạy 6.3 Nội dung: (Nội dung kiến thức : Từ tốn đến chương trình) GV vào bài- kết nối: Trong tiết 20,21 em học toán xác định tốn, q trình giả tốn máy tính, thuật tốn mơ tả thuật tốn, hơm thầy em tìm hiểu số ví dụ thuật tốn có nội dung tốn học, giáo dục cơng dân ví dụ có nội dung thực tiễn Thơng qua ví dụ em hiểu sâu sắc thuật toán củng cố kiến thức số mơn học có thêm hiểu biết đời sống xã hội, kỹ sống Hoạt động 1: Bài toán xác định toán Hoạt động 2: Q trình giải tốn máy tính Hoạt động 3: Thuật tốn mơ tả thuật tốn Hoạt động 4: Một số ví dụ thuật tốn Hoạt động giáo viên học sinh Nội dung Ví dụ Một hình A ghép từ Ví dụ 1: hình chữ nhật với chiều rộng 2a, chiều INPUT: Số a 1/2 chiều rộng dài b hình bán nguyệt bán kính a hình 29 đây: Hình 29 Yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi Hình A gồm hình tạo thành? ? Nêu cách tính diện tích hình trên? ? Diện tích Hình chữ nhật tính nào? ? Diện tích hình bán nguyệt tính nào? cơng thức chung S= S1 + S2 hình chữ nhật bán kính hình bán nguyệt, b chiều dài hình chữ nhật OUTPUT: Diện tích hình A Thuật tốn đơn giản để tính diện tích hình A gồm bước sau: Bước S1 ← 2*a*b {(Tính diện tích hình chữ nhật)}; π a2 Bước S2 ← {(Tính diện tích hình bán nguyệt)}; Bước S ← S1 + S2 kết thúc Lưu ý: Trong biểu diễn thuật tốn, người ta thường sử dụng kí hiệu ← để phép gán biểu thức cho biến Hướng dẫn hs viết thuật toán GV kiểm tra số làm lớp GV nhận xét, nhắc nhở số lỗi trình bày HS Ví dụ Tính tổng 100 số tự nhiên ? Làm để tính tổng số tự nhiên từ đến 100? Ví dụ INPUT: Dãy 100 số tự nhiên đầu tiên: 1, 2, 100 OUTPUT: Giá trị tổng + + + 100 Bước SUM ← Bước SUM ← SUM + Bước 101 SUM ← SUM + 100 Viết gọn lại: Bước SUM ← 0; i ← Bước i ← i + Bước Nếu i ≤ 100, SUM ← SUM + i quay lại bước Bước Thông báo kết kết thúc thuật tốn Ví dụ Đổi giá trị hai biến x y ? Thực x:=y, y:=x không? Tại sao? GV: Ta phải lấy biến z làm biến trung gian Ví dụ Cho số thực a b Hãy cho biết kết so sánh số dạng "a lớn b", "a nhỏ b" "a b" ? Input Output tốn gì? ? Thử chạy với cặp số khác nhau: a=3,b=4; a=4,b=3; a=5,b=5; Ví dụ Đổi giá trị hai biến x y INPUT: Hai biến x, y có giá trị tương ứng a c OUTPUT: Hai biến x, y có giá trị tương ứng a b Bước z ← x {Sau bước giá trị z a} Bước x ← y {Sau bước giá trị x b} Bước y ← z {Sau bước giá trị y giá trị z, a, giá trị ban đầu biến x} Ví dụ Cho hai số thực a b Hãy cho biết kết so sánh hai số dạng "a lớn b", "a nhỏ b" "a b" INPUT: Hai số thực a b OUTPUT: Kết so sánh Thuật tốn sau giải tốn này: Bước Nếu a > b, kết "a lớn b" chuyển đến bước Bước Nếu a < b, kết "a nhỏ b"; ngược lại, kết "a b" Bước Kết thúc thuật tốn * Tích hợp mơn toán: GV liên hệ: Qua toán ơn lại cơng thức tốn học như: Diện tích hình chữ nhật, hình trịn; tổng số tự nhiên, so sánh số - GV: Hàng tháng gia đình em nộp tiền điện chi nhánh điện Giá điện tính nào? Các em hiểu rõ qua nội dung tập sau Ví dụ 5: Để khuyến khích tiết kiệm điện, Ví dụ 5: giá điện sinh hoạt tính theo kiểu luỹ INPUT: Số điện n tiến, nghĩa người sử dụng dùng nhiều điện giá số điện (1kwh) tăng lên theo mức sau: Mức thứ nhất: 50 số điện đầu tiên, giá số 1388 đồng Mức thứ hai: Tính cho số điện thứ 51 đến 100, giá số 1433 đồng Mức thứ ba: Tính cho số điện thứ 101 đến 200, giá số 1660 đồng Mức thứ tư: Tính cho số điện thứ 201 đến 300, giá số 2082 đồng v.v… Ngồi ra, người sử dụng cịn phải trả thêm 10% thuế giá trị gia tăng (thuế VAT) Nhập vào n số điện, tính số tiền phải trả? - Gv đưa hướng giải Lưu ý HS giá tiền điện mức thứ so với mức 2, mức so với mức 3, … - Cho học sinh thảo luận - Gv yêu cầu nhóm điền vào bảng phụ OUTPUT: Số tiền cần phải trả T Bước 1: Nếu n