Báo cáo chuyên Đề học phần lập trình java Đề tài Ứng dụng học toán qua trò chơi

Chính vì vậy, việc áp dụng công nghệ vào giảng dạy, đặc biệt là thông qua các trò chơi học tập, là một giải pháp hữu ích giúp thu hút sự chú ý và nâng cao khả năng học toán của trẻ..  T

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ HỌC PHẦN

LẬP TRÌNH JAVA

ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG HỌC TOÁN QUA TRÒ CHƠI

TỐNG VĂN HOÀNG

Hà Nội, tháng 12 năm 2024

LỜI CẢM ƠN

Thành công luôn là kết quả của sự nỗ lực, đồng hành cùng sự giúp đỡ và

hỗ trợ từ những người xung quanh, dù trực tiếp hay gián tiếp Trong quá trình thực hiện bài tập lớn môn Lập trình Java, chúng em đã nhận được sự quan tâm, hướng dẫn tận tình từ thầy cô, sự động viên từ gia đình, và sự hỗ trợ từ bạn bè

Trước tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Khoa Công nghệ thông tin, Trường Đại học Điện Lực, đã tạo điều kiện thuận lợi để chúng em được học tập và nghiên cứu môn Lập trình Java

Đặc biệt, nhóm xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Phương Văn Cảnh, người đã tận tâm hướng dẫn và chỉ bảo chúng em trong suốt quá trình học tập.Qua từng buổi học và thảo luận, chúng em không chỉ tích lũy được nhiều kiếnthức bổ ích mà còn rèn luyện tinh thần học tập nghiêm túc, hiệu quả Những kiến thức và kinh nghiệm này chắc chắn sẽ là hành trang quý báu để chúng

em áp dụng trong tương lai

Bộ môn Lập trình Java là môn học thú vị, vô cùng bổ ích và có tính thực tếcao Đảm bảo cung cấp đủ kiến thức, gắn liền với nhu cầu thực tiễn của Tuy nhiên, do thời gian tìm hiểu ngắn và khả năng tiếp thu thực tế còn nhiều bỡ ngỡ Kính mong thầy góp ý để bài tập lớn của chúng em được hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤ

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 4

1.1 Lý do chọn đề tài 4

1.2 Mục tiêu 4

1.3 Kết quả mong muốn đạt được 5

PHẦN 2: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 6

2.1 Giới thiệu sản phẩm “ Ứng dụng học toán qua trò chơi” cho trẻ em 6

2.2 Khảo sát hệ thống 6

2.2.1 Khảo sát sơ bộ 6

2.2.2 Tài liệu đặc tả yêu cầu 8

2.3 Phân tích hệ thống 11

2.3.1 Mô hình hóa chức năng hệ thống 11

2.3.2 Mô hình hóa dữ liệu và giao diện hệ thống 15

2.4 Thực hiện bài toán 16

PHẦN 3: KẾT LUẬN VÀ BÀI HỌC KINH NGHIỆM 21

3.1 Nội dung đã thực hiện 21

3.2 Hướng phát triển 22

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1.1 Lý do chọn đề tài

Hiện nay, giáo dục cho trẻ em, đặc biệt là trong các môn học như toán học, đang trở thành một trong những vấn đề quan trọng được nhiều quốc gia và tổ chức quan tâm Học toán là một kỹ năng cơ bản và cần thiết trong sự phát triển tư duy của trẻ em Tuy nhiên, nhiều trẻ

em gặp khó khăn khi học toán vì các bài học thiếu tính tương tác và sáng tạo Chính vì vậy, việc áp dụng công nghệ vào giảng dạy, đặc biệt là thông qua các trò chơi học tập, là một giải pháp hữu ích giúp thu hút sự chú ý và nâng cao khả năng học toán của trẻ.

Có nhiều lý do để chọn đề tài này:

 Nhu cầu học toán cho trẻ em: Toán học là một phần quan trọng trong chương

trình giáo dục tiểu học Tuy nhiên, với phương pháp học truyền thống, nhiều trẻ em cảm thấy nhàm chán và thiếu động lực học môn này Việc áp dụng trò chơi vào quá trình học giúp trẻ em tiếp cận toán học một cách thú vị và dễ hiểu hơn, đồng thời kích thích sự tò mò và ham học hỏi của trẻ.

 Tăng tính tương tác và sáng tạo trong học tập: Ứng dụng học toán qua trò chơi

giúp trẻ em phát triển tư duy logic, khả năng giải quyết vấn đề và kỹ năng tư duy phản biện thông qua các trò chơi tương tác Trẻ em có thể học toán một cách tự nhiên mà không cảm thấy căng thẳng hay áp lực Việc giải quyết các bài toán thông qua trò chơi cũng giúp trẻ em phát triển kỹ năng sáng tạo và tư duy phản xạ nhanh chóng.

 Khả năng phát triển và cá nhân hóa: Các ứng dụng học toán qua trò chơi có thể

được thiết kế để đáp ứng nhu cầu học tập của từng trẻ, giúp điều chỉnh mức độ khó

dễ của bài học theo trình độ của học sinh Hơn nữa, các trò chơi có thể dễ dàng được cập nhật và bổ sung thêm chức năng mới để phù hợp với sự phát triển của trẻ

em, từ đó hỗ trợ quá trình học tập lâu dài.

 Tạo động lực học tập: Học toán qua trò chơi không chỉ giúp trẻ em củng cố kiến

thức mà còn mang đến cho các em niềm vui và sự hứng thú trong việc học Trẻ em

sẽ cảm thấy như đang tham gia vào một trò chơi thay vì phải ngồi học một bài toán khô khan Điều này giúp tạo động lực học tập bền vững cho các em.

1.2 Mục tiêu

 Thiết kế giao diện bắt mắt, dễ nhìn:

Sử dụng kiến thức về Java để thiết kế một giao diện người dùng (GUI) trực quan, dễ dàng

sử dụng và thân thiện với trẻ em Màu sắc, hình ảnh và các yếu tố thiết kế sẽ được lựa chọn sao cho hấp dẫn và tạo sự hứng thú cho trẻ trong quá trình học toán.

 Xử lý ngoại lệ và quản lý bộ nhớ hiệu quả:

Đảm bảo ứng dụng có khả năng xử lý các ngoại lệ, bắt lỗi và gom rác để duy trì hiệu suất

và sự ổn định của phần mềm khi trẻ em sử dụng Điều này giúp tạo ra một trải nghiệm học tập mượt mà và không gặp phải sự cố.

 Áp dụng kiến thức về hướng đối tượng (OOP):

Thiết kế phần mềm sử dụng các nguyên lý lập trình hướng đối tượng như kế thừa, đóng gói, và đa hình để tổ chức mã nguồn gọn gàng, dễ bảo trì, và dễ mở rộng khi cần thiết.

 Thực hiện thao tác với mảng và dữ liệu:

Sử dụng mảng để lưu trữ và xử lý các bài toán, câu hỏi và đáp án trong ứng dụng Đọc và ghi dữ liệu vào các file để lưu trữ thông tin về kết quả học tập của trẻ em, giúp theo dõi tiến độ học của từng người dùng.

1.3 Kết quả mong muốn đạt được

 Thiết kế và xây dựng thành công ứng dụng học toán qua trò chơi:

Phát triển một ứng dụng học toán cho trẻ em với giao diện đẹp mắt, dễ sử dụng, và hấp dẫn, giúp trẻ em có thể học toán một cách vui vẻ và hiệu quả Phần mềm sẽ đáp ứng được các yêu cầu và mục tiêu học tập mà đề tài đặt ra.

 Tăng cường sự hứng thú và khả năng tiếp thu của trẻ:

Cải thiện quá trình học toán của trẻ em bằng cách sử dụng các trò chơi thú vị, giúp trẻ không cảm thấy nhàm chán và học toán một cách tự nhiên, qua đó tối ưu hóa thời gian học

và nâng cao sự hiểu biết về các khái niệm toán học cơ bản.

 Tăng tính chính xác và hiệu quả trong việc học toán:

Ứng dụng sẽ giúp trẻ em thực hành các bài toán một cách chính xác và hiệu quả, nhờ vào

hệ thống kiểm tra, theo dõi và cung cấp phản hồi kịp thời Điều này giúp cải thiện khả năng giải quyết vấn đề và kỹ năng tư duy của trẻ.

 Cải thiện trải nghiệm người dùng và môi trường học tập:

Tạo ra một môi trường học tập tích cực và thuận tiện, giúp trẻ em dễ dàng tương tác với hệ thống qua các trò chơi, giảm thiểu sự nhầm lẫn và khuyến khích trẻ tự tin hơn trong việc giải quyết các bài toán Việc sử dụng ứng dụng học toán sẽ trở nên thú vị và tạo động lực học tập lâu dài cho trẻ.

PHẦN 2: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 2.1 Giới thiệu sản phẩm “ Ứng dụng học toán qua trò chơi” cho trẻ em

Trong quá trình phát triển ứng dụng, nhóm sẽ áp dụng các bước phát hiện yêu cầu, thiết kế hệ thống, phát triển phần mềm và kiểm thử phần mềm để đảm bảo chất lượng và hiệu quả của sản phẩm Mục tiêu chính của ứng dụng này là giúp trẻ em học toán một cách vui nhộn, dễ dàng tiếp thu các khái niệm toán học thông qua các trò chơi thú vị, đồng thời phát triển các kỹ năng tư duy logic và giải quyết vấn đề.

Hình thức sản phẩm:

Sản phẩm sẽ là một ứng dụng chạy trên máy tính với giao diện đơn giản, thân thiện

và dễ sử dụng dành cho trẻ em Ứng dụng sẽ bao gồm các trò chơi toán học cơ bản như phép cộng, trừ, nhân, chia, giúp trẻ em luyện tập các kỹ năng toán học thông qua các câu hỏi và bài toán được đưa ra trong trò chơi Ứng dụng không chỉ giúp trẻ học mà còn khuyến khích trẻ tham gia học tập lâu dài nhờ vào tính năng thú vị và giao diện sinh động.

Công cụ phát triển:

Nhóm sẽ sử dụng Eclipse làm công cụ phát triển phần mềm Eclipse là một công cụ

phát triển phần mềm mã nguồn mở, mạnh mẽ và phổ biến, hỗ trợ lập trình Java và cung cấp một môi trường lập trình tích hợp (IDE) với nhiều tính năng hữu ích Sử dụng Eclipse sẽ giúp nhóm xây dựng, phát triển và kiểm thử ứng dụng một cách hiệu quả, từ việc viết mã nguồn, thiết kế giao diện người dùng đến kiểm tra tính năng của phần mềm.

Kết quả đạt được:

Sản phẩm cuối cùng sẽ là một ứng dụng học toán qua trò chơi hoàn chỉnh, dễ sử dụng, với các bài toán và trò chơi hấp dẫn phù hợp với độ tuổi của trẻ em Ứng dụng không chỉ giúp trẻ em tiếp cận toán học một cách thú vị mà còn giúp các em phát triển khả năng tư duy logic và giải quyết vấn đề Với công cụ phát triển

Eclipse, nhóm sẽ đảm bảo chất lượng phần mềm qua các giai đoạn phát triển, kiểm thử và triển khai, nhằm cung cấp một sản phẩm hữu ích và hiệu quả cho người dùng.

2.2 Khảo sát hệ thống

2.2.1 Khảo sát sơ bộ

2.2.1.1 Mục tiêu

Phần mềm "Ứng dụng học toán qua trò chơi" nhằm giúp trẻ em học toán một cách thú

vị và hiệu quả thông qua các trò chơi tương tác Mục tiêu chính bao gồm:

1 Tạo giao diện dễ sử dụng: Thiết kế giao diện trực quan, phù hợp với trẻ em để thu

hút sự chú ý và tạo hứng thú học tập.

2 Học toán qua trò chơi: Cung cấp các trò chơi học toán từ cơ bản đến nâng cao,

giúp trẻ thực hành phép cộng, trừ, nhân, chia.

3 Đánh giá kết quả học tập: Cung cấp phản hồi ngay lập tức sau mỗi bài toán để

giúp trẻ nhận thức được điểm mạnh và yếu.

4 Theo dõi tiến độ học tập: Lưu kết quả học tập và giúp phụ huynh theo dõi sự tiến

bộ của trẻ.

2.2.1.2 Phương pháp

Để thu thập thông tin và yêu cầu từ người dùng hoặc đối tượng sử dụng, nhóm sẽ sử dụng

phương pháp điều tra qua các câu hỏi khảo sát trực tiếp hoặc trực tuyến Những câu hỏi

điều tra sẽ giúp nhóm hiểu rõ hơn về nhu cầu và mong muốn của người dùng Dưới đây là một số ví dụ về câu hỏi điều tra áp dụng cho ứng dụng học toán qua trò chơi:

1 Do trẻ em có hứng thú với việc học toán qua trò chơi không?

o Trẻ em có thích học toán qua các trò chơi tương tác không?

o Các trò chơi học toán có tạo động lực cho trẻ em học tập không?

2 Nếu có một ứng dụng học toán qua trò chơi, trẻ em muốn nó có những tính

o Phụ huynh có muốn theo dõi tiến độ học tập của trẻ qua ứng dụng không?

o Giáo viên có cần tính năng giúp theo dõi kết quả học tập của từng học sinh không?

2.2.1.3 Đối tượng khảo sát

-Trẻ em (độ tuổi từ 5-15): Là đối tượng trực tiếp sử dụng ứng dụng

học toán qua trò chơi Cần khảo sát về sở thích, mức độ yêu thích trò chơi và các tính năng giúp trẻ tiếp thu kiến thức một cách hiệu quả.

-Phụ huynh: Để hiểu về nhu cầu của họ trong việc hỗ trợ con cái học

toán qua trò chơi Câu hỏi có thể xoay quanh mong muốn theo dõi sự tiến bộ của con, những tính năng phụ huynh mong muốn trong ứng dụng, hoặc mức

độ tin tưởng vào phương pháp học qua trò chơi.

-Giáo viên: Những người có thể đưa ra ý kiến về cách học toán qua trò

chơi có thể hỗ trợ hiệu quả cho việc giảng dạy, giúp tăng cường kỹ năng toán học cho trẻ Câu hỏi sẽ xoay quanh sự phù hợp của ứng dụng với phương pháp giảng dạy và học sinh.

2.2.1.4 Kết quả sơ bộ

Biết được nhu cầu cơ bản của người được phỏng vấn và giao diện, cácchức năng cơ bản của phần mềm sẽ xây dựng

2.2.1.5 Các tài liệu thu được

Thu thập được tài liệu hỗ trợ việc xây dựng phần mềm

2.2.2 Tài liệu đặc tả yêu cầu

Phần mềm này được xây dựng nhằm cung cấp một môi trường học toán thú vị và hiệu quả thông qua các trò chơi tương tác, giúp trẻ em dễ dàng tiếp cận và học hỏi các khái niệm toán học cơ bản Dưới đây là các yêu cầu

và chức năng chính của ứng dụng

1 Chức năng làm toán trắc nhiệm:

Chức năng làm toán trắc nghiệm sẽ giúp trẻ em luyện tập các phép toánqua các câu hỏi trắc nghiệm, qua đó giúp trẻ củng cố và cải thiện khả năng tính toán nhanh chóng Cụ thể, chức năng này bao gồm các đặc điểm và tính năng sau:

 Giao diện làm bài trắc nghiệm:

Mỗi câu hỏi là một bài toán đơn giản:

Mỗi câu hỏi trắc nghiệm sẽ bao gồm một phép toán (cộng, trừ, nhân, chia).

Hiển thị câu hỏi và các lựa chọn:

Câu hỏi và các lựa chọn sẽ được hiển thị rõ ràng trên màn hình Các lựa chọn đáp án sẽ được hiển thị dưới dạng các nút bấm lớn, dễ bấm và nhận diện

Nhiều lựa chọn đáp án:

Mỗi câu hỏi sẽ có 3 đáp án lựa chọn Trẻ sẽ phải chọn đáp án đúng

từ các lựa chọn này

Giới hạn thời gian:

Mỗi câu hỏi có thể có thời gian giới hạn (60 giây/ vòng), giúp trẻ luyện tập khả năng tính toán nhanh Khi hết thời gian, trẻ sẽ phải bắt đầu lại từ đầu

2 Chức năng làm toán tự luận:

Chức năng làm toán tự luận sẽ giúp trẻ em luyện tập các phép toán qua các câu hỏi tự luận, qua đó giúp trẻ củng cố và cải thiện khả năng tính toán chính xác( khi không được cung cấp đáp án có sẵn) Chức năng này có cách tính điểm tương tự với chức năng làm toán trắc

nghiệm nhưng có một vài điểm khác:

 Giao diện làm bài trắc nghiệm:

Mỗi câu hỏi là một bài toán đơn giản:

Mỗi câu hỏi trắc nghiệm sẽ bao gồm một phép toán (cộng, trừ, nhân, chia)

Hiển thị câu hỏi:

Câu hỏi và các lựa chọn sẽ được hiển thị rõ ràng trên màn hình

Trẻ em tự nhập đáp án:

Trẻ em sẽ phải tự nhập đáp án từ bàn phím

Giới hạn thời gian:

Mỗi câu hỏi có thể có thời gian giới hạn (60 giây/ vòng), giúp trẻ luyện tập khả năng tính toán nhanh Khi hết thời gian, trẻ sẽ phải bắt đầu lại từ đầu

3 Chức năng đánh giá và phản hồi :

Phản hồi ngay sau khi trả lời:

Sau khi trẻ chọn đáp án, hệ thống sẽ ngay lập tức đưa ra phản hồi về câu trả lời đúng hay sai

Đúng: Trẻ sẽ được cộng them 10 điểm và tiếp tục hoàn thành các

câu hỏi khác

Sai: Trẻ sẽ không được cộng thêm điểm và phải làm lại từ đầu.

Tính điểm: Mỗi câu trả lời đúng sẽ được tính điểm Cuối bài trắc

nghiệm, hệ thống sẽ hiển thị tổng điểm của trẻ cùng với lời cảm ơn sau khi cứu được công chúa

4 Đổi câu hỏi

Hệ thống sẽ cung cấp chức năng đổi câu hỏi cho người dùng (trẻ em) với tối đa 3 lần đổi câu hỏi khi người dùng thấy có câu hỏi khó

5 Trợ giúp

Hệ thống cung cấp chức năng trợ giúp người dung với bài toán, khi người dùng nhập phép toán vào chức năng này thì sẽ tự động tính cho người dung kết quả (nhưng ứng dụng không khuyến khích điều này)

6 Ghi nhớ và lưu trữ kết quả

Ứng dụng sẽ lưu trữ kết quả của từng bài trắc nghiệm để phụ huynh hoặc giáo viên có thể theo dõi tiến độ của trẻ

 Phản hồi câu trả lời:

- Hệ thống đưa ra phản hồi ngay sau khi trẻ chọn đáp án (đúng hoặcsai)

- Cung cấp lời giải thích cho các câu trả lời sai

 Đổi câu hỏi:

-Hệ thống sẽ đưa ra chức năng đổi câu hỏi để người dùng (trẻ em)

có thể chọn để đổi khi gặp câu hỏi khó

 Lưu kết quả:

- Lưu kết quả của bài kiểm tra, bao gồm số điểm, câu trả lờiđúng/sai, để trẻ và phụ huynh theo dõi tiến bộ

 Biểu đồ Use Case:

Hình 2.1 Biểu đồ use case

Bảng 2.1 Bảng phân tích use case

Kích hoạt sau khi người dùng (trẻ em) mở

hệ thống, hệ thống sẽ yêu cầu đăng

2 trẻ em khi gặp khó

khăn trong quá trình làm bài, cung cấp đáp án cho bài toán

cấp đán án khi người

dùng (trẻ em) nhấn vào nút “Trợ giúp”

UC0

3

Đổi câu hỏi Cho phép trẻ em

thay đổi câu hỏi hiệntại và chuyển sang câu hỏi khác trong bài kiểm tra

Hệ thống thực hiện đổi câu hỏi khác cho người dung

Kích hoạt khi người dùng (trẻ em) nhấn vào nút “Đổi câu hỏi”

Hệ thống thực hiện phản hồi câu trả lời đúng hoặc sai

Kích hoạt khi người dùng (trẻ em) thực hiện xong một phép toán

Hệ thống thực hiện cộng điểm khi người dùng trảlời đúng và không cộng điểm khi trả lời sai

Kích hoạt khi người dùng (trẻ em) thực hiện xong một phép toán

Chức năng này lưu lại kết quả bài

quả bài làm của trẻ để xemlại sau này.

làm của trẻ, bao gồm điểm số

2.3.2 Mô hình hóa dữ liệu và giao diện hệ thống

2.3.2.1 Các yêu cầu về dữ liệu

Dữ liệu về kết quả bài làm:

 Điểm số: Lưu điểm số của trẻ sau khi hoàn thành bài làm, tính từ số câutrả lời đúng

 Thời gian hoàn thành: Lưu thời gian mà trẻ đã sử dụng để hoàn thànhbài trắc nghiệm

 Các câu trả lời: Lưu câu trả lời của trẻ cho từng câu hỏi trong bài trắcnghiệm (đúng/sai)

Dữ liệu về người dùng:

 ID người dùng (Trẻ em): Mỗi kết quả cần được gắn với một ngườidùng cụ thể (Trẻ em) để có thể theo dõi quá trình học tập và kết quả củatừng người

 Tên người dùng: Cần lưu tên của trẻ để dễ dàng nhận diện kết quả khitra cứu

Dữ liệu bài kiểm tra:

 ID bài kiểm tra: Lưu thông tin về bài kiểm tra mà trẻ tham gia

 Thời gian bài kiểm tra: Lưu thời gian dự kiến và thời gian thực tế màtrẻ đã làm bài

Dữ liệu về trạng thái kết quả:

 Trạng thái hoàn thành: Lưu trạng thái "đã hoàn thành" hoặc "chưa hoànthành" để xác định liệu trẻ có hoàn tất bài kiểm tra hay không

 Câu hỏi đã trả lời: Mỗi câu trả lời của trẻ sẽ được lưu lại để theo dõi