skkn các hoạt động hỗ trợ nhằm tạo hứng thú học tập cho học sinh khối 10 khi học bài “bài toán và thuật toán

S¸ng kiÕn kinh nghiÖm - Bµi to¸n vµ ThuËt to¸n CÁC HOẠT ĐỘNG HỖ TRỢ NHẰM TẠO HỨNG THÚ HỌC TẬP CHO HỌC SINH KHỐI 10 KHI HỌC BÀI “BÀI TOÁN VÀ THUẬT TOÁN” A - MỞ ĐẦU I/ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Dựa trên mục tiêu đổi mới chương trình giáo dục phổ thông của Bộ GD- ĐT ban hành nhằm góp phần năng cao chất lượng giáo dục toàn diện, tăng cường bồi dưỡng cho thế hệ trẻ, tính tích cực việc đổi mới phương pháp dạy và học; Phát huy tư duy sáng tạo và năng lực tự học, khả năng ứng dụng kiến thức đã học của học sinh, quan tâm đúng mức tới các loại trình độ học tập. Tiếp cận trình độ giáo dục phổ thông của các nước tiên tiến trong khu vực và trên thế giới. Tuy nhiên, với các em học sinh nói chung và ở vùng miền núi nói riêng, việc tiếp cận với bộ môn Tin học còn nhiều hạn chế. Một điều dễ hiểu đó là vì hầu hết các em ít có điều kiện tiếp xúc, nguyên nhân chính là điều kiện kinh tế cũng như cơ sở vật chất chưa đáp ứng đầy đủ, vì thế lĩnh vực công nghệ thông tin vấn còn khá mới mẻ. Đỗ xuân Hoàng - Trường THPT Như Thanh 1 S¸ng kiÕn kinh nghiÖm - Bµi to¸n vµ ThuËt to¸n Vì vậy quá trình dạy và học bộ môn Tin học trong nhà trường phổ thông còn gặp rất nhiều khó khăn. Từ thực tế này tôi muốn chia sẻ một kinh nghiệm nhỏ để chúng ta cùng tham khảo trong quá trình dạy học, đó là kinh nghiệm về việc phối hợp một số phương pháp trong giờ dạy- học để giúp học sinh có cái nhìn trực quan, giúp các em nắm được bài tốt hơn. Cụ thể tôi muốn nói ở đây là dùng "giáo án điện tử" và các công cụ trợ giúp khác của tin học do giáo viên tự biên soạn để trình chiếu bài giảng, kết hợp thuyết trình, vấn đáp và mô phỏng bằng các ví dụ thực tế cho học sinh. Trước đây chúng ta thường sử dụng phương pháp thuyết trình, vấn đáp đơn thuần trên lớp do chưa đủ phương tiện. Nhưng những năm gần đây, được sự quan tâm của Bộ Giáo dục - Sở Giáo dục và Đào tạo đã trang bị cho các trường phổ thông một số máy tính (Computer) và máy chiếu (Projector), vì vậy chúng ta có điều kiện dùng "giáo án điện tử" và các công cụ trợ giúp khác của tin học để trình chiếu bài giảng cho học sinh. Tôi xin trình bày phương pháp giảng dạy của mình thông qua một số ví dụ cụ thể trong chương trình Tin học lớp 10, đó là ba tiết đầu của bài "Bài toán và thuật toán". Đỗ xuân Hoàng - Trường THPT Như Thanh 2 S¸ng kiÕn kinh nghiÖm - Bµi to¸n vµ ThuËt to¸n Đây được coi là bài học khó trong chương trình giáo khoa lớp 10 và có liên quan chặt chẽ đến kiến thức lớp 11 sau này. Giúp học sinh hiểu được 2 khái niệm then chốt là "bài toán" và "thuật toán", nắm được các tính chất của thuật toán và cách diễn tả thuật toán bằng 2 cách: liệt kê và sơ đồ khối. Giúp cho học sinh có cái nhìn trực quan sinh động hơn đối với môn Tin học. Rèn luyện cho học sinh phong cách suy nghĩ và làm việc khoa học như sự ham hiểu biết, tìm tòi, sáng tạo, chuẩn mực chính xác trong suy nghĩ và hành động, say mê môn học, logic trong công việc, hợp tác với bạn bè. II- THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1/ Tình trạng thực tế khi chưa thực hiện đề tài Trước đây khi chưa áp dụng phương pháp giảng dạy bằng giáo án điện tử và các công cụ trợ giúp khác của tin học, lấy ví dụ từ thực tế… học sinh luôn phản ánh với giáo viên rằng: “Bài toán và thuật toán” này khó hiểu và trừu tượng. Khi kiểm tra với mức độ đề tương đương với một Đỗ xuân Hoàng - Trường THPT Như Thanh 3 S¸ng kiÕn kinh nghiÖm - Bµi to¸n vµ ThuËt to¸n vài ví dụ trong sách giáo khoa, các em vẫn mơ hồ và đạt kết quả chưa cao. 2/ Khảo sát thực tế Giáo viên đưa ra đề kiểm tra 1 tiết đối với lớp 10B 1 có 45 học sinh như sau: Bài 1: Xác định Input và Output của bài toán và viết thuật toán để giải phương trình: ax + b = 0 Bài 2: Liệt kê các bước của thuật toán để giải bài toán tính tổng: S = 1 + 2 + 3 + … + N (với N là một số nguyên dương) Kết quả kiểm tra như sau: Điểm Số học sinh Tỉ lệ 3 3 6,67% 4 7 15,56% 5 14 31,11% 6 10 22,22% 7 7 15,56% 8 3 6,67% 9 1 2,22% Đỗ xuân Hoàng - Trường THPT Như Thanh 4 Sáng kiến kinh nghiệm - Bài toán và Thuật toán i vi bi 1: Hu nh hc sinh ch tỡm c Input v Output ca bi toỏn m cha vit c y thut toỏn gii nú. i vi Bi 2: Hc sinh cha mụ phng c thut toỏn bng cỏch lit kờ hoc s khi B. NI DUNG TèM HIU BI TON V THUT TON: * Hot ng 1: Giỳp hc sinh hiu rừ khỏi nim "Bi toỏn" trong Tin hc: Giỏo viờn hi hc sinh: Mt bi toỏn trong toỏn hc gm my phn? ú l nhng phn no? Hc sinh tr li: Mt bi toỏn trong toỏn hc gm: Gi thit v Kt lun. Giỏo viờn yờu cu hc sinh hóy xỏc nh d kin ban u v kt qu ca mi bi toỏn sau: Vớ d 1: Gii phng trỡnh bc 2 tng quỏt: ax 2 + bx+ c= 0 (a 0). Vớ d 2: Nhp t bn phớm di 3 cnh ca tam giỏc ABC, ri tớnh chu vi, din tớch. Vớ d 3: Gii bi toỏn c: "Va g va chú. xuõn Hong - Trng THPT Nh Thanh 5 S¸ng kiÕn kinh nghiÖm - Bµi to¸n vµ ThuËt to¸n Bó lại cho tròn. Ba mươi sáu con, Một trăm chân chẵn." Hỏi có bao nhiêu con mỗi loại ? Học sinh trả lời: Dữ kiện Kết quả Ví dụ 1 Các hệ số a, b, c bất kỳ (với a<>0) Nghiệm của phương trình (nếu có) có dạng số nguyên hoặc số thực. Ví dụ 2 Các hệ số a, b, c bất kỳ Chu vi và diện tích của tam giác Ví dụ 3 Có 36 con cả gà và chó. Có tổng 100 chân chẵn cả hai loại. Số lượng gà và chó (dạng số nguyên) Từ đây các ví dụ giáo viên đưa ra khái niệm bài toán trong Tin học: Là một việc nào đó mà ta muốn máy tính thực hiện để từ thông tin đầu vào (dữ kiện) máy tính cho ta kết quả mong muốn. Toán học Tin học Thuật ngữ Giả thiết Thông tin đưa vào máy Input Kết luận Thông tin muốn lấy từ máy Output Đỗ xuân Hoàng - Trường THPT Như Thanh 6 S¸ng kiÕn kinh nghiÖm - Bµi to¸n vµ ThuËt to¸n - Những dữ kiện của bài toán được gọi là Input. - Kết quả máy tính trả ra được gọi là Output của bài toán.  Như vậy, khái niệm bài toán không chỉ bó hẹp trong phạm vi môn toán, mà phải được hiểu như là một vấn đề cần giải quyết trong thực tế, để từ những dữ kiện đã cho máy tính tìm ra kết quả cho chúng ta. Vậy khái niệm bài toán trong Tin học rộng hơn trong môn Toán học. * Hoạt động 2: Giúp học sinh hiểu rõ khái niệm "Thuật toán" trong Tin học: + Bước 1: Giáo viên nêu tình huống gợi động cơ: Bài toán Input Output - Làm thế nào từ Input của bài toán, máy tính tìm ra được Output? Học sinh trả lời: Ta cần tìm cách giải bài toán và làm cho máy tính hiểu được cách giải đó. Đến đây sẽ có em thắc mắc: Như vậy chúng ta vẫn phải giải bài toán mà có khi còn phức tạp hơn trong Toán học? Đỗ xuân Hoàng - Trường THPT Như Thanh 7 S¸ng kiÕn kinh nghiÖm - Bµi to¸n vµ ThuËt to¸n Bài toán Input Bước 1, Bước 2 . . . . . . . . . . . . . . .Bước n Output Thuật toán Giáo viên giải thích: Nếu như trong Toán học, phần lớn chúng ta phải giải trực tiếp từng bài để lấy kết quả, thì ở đây, chúng ta chỉ cần tìm cách giải bài toán tổng quát. Ví dụ: Bài toán giải phương trình bậc 2 với 3 hệ số a,b,c bất kỳ, bài toán tìm diện tích tam giác với độ dài 3 cạnh được nhập bất kỳ, bài toán tìm UCLN của 2 số nguyên bất kỳ, bài toán quản lý học sinh ,v.v… + Bước 2: Giáo viên đưa ra khái niệm thuật toán và các tính chất của một thuật toán:  Khái niệm: “Thuật toán để giải một bài toán là một dãy hữu hạn các thao tác được sắp xếp theo một trình tự xác định sao cho sau khi thực hiện dãy các thao tác ấy, từ thông tin đầu vào (Input) của bài toán ta nhận được kết quả (Output) cần tìm”.  Các tính chất của một thuật toán: Đỗ xuân Hoàng - Trường THPT Như Thanh 8 S¸ng kiÕn kinh nghiÖm - Bµi to¸n vµ ThuËt to¸n - Tính dừng: Thuật toán phải kết thúc sau một số hữu hạn lần thực hiện các thao tác. - Tính xác định: Sau khi thực hiện một thao tác thì hoặc là thuật toán kết thúc hoặc là có đúng một thao tác xác định để được thực hiện tiếp theo. - Tính đúng đắn: Sau khi thuật toán kết thúc, ta phải nhận được Output cần tìm. + Bước 3: Giới thiệu cho học sinh 2 cách biểu diễn một thuật toán - Cách l: Liệt kê các bước: Chính là dùng ngôn ngữ tự nhiên để diễn tả các bước cần làm khi giải một bài toán bằng máy tính. - Cách 2: Dùng sơ đồ khối. Một số quy ước khi biểu diễn thuật toán bằng sơ đồ khối: Khối hình oval: mô tả thao tác nhập xuất dữ liệu  Khối hình chữ nhật: mô tả các thao tác tính toán  Khối hình thoi: mô tả các thao tác so sánh Đỗ xuân Hoàng - Trường THPT Như Thanh 9 S¸ng kiÕn kinh nghiÖm - Bµi to¸n vµ ThuËt to¸n Mũi tên: mô tả trình tự thực hiện các bước Giáo viên nhắc học sinh phải nhớ các quy ước trên để biểu diễn thuật toán được chính xác. * Hoạt động 3: Giới thiệu và hướng học sinh mô tả, biểu diễn thuật toán của một số bài toán. Bài toán 1: Thuật toán nấu cơm được viết như sau: Bước 1: Lấy gạo theo định lượng cần thiết. Bước 2: Vo gạo và đổ gạo, nước vào nồi. Bước 3: Đun sôi cạn nước. Bước 4: Giữ lửa nhỏ Bước 5: Cách 5 phút một: nếm cơm xem chín chưa. Nếu chưa chín: quay về bước 5. Nếu chín cơm thì chuyển sang bước 6. Bước 6: Tắt lửa, bắc nồi cơm ra và kết thúc. * Nhận xét: Với bài toán này giúp học sinh hiểu hơn về thuật toán và tạo hứng thú cho học sinh làm các bài tập tiếp theo. Bài toán 2: Giải phương trình bậc 2 tổng quát : ax 2 +bx+c = 0 ( a ≠ 0). Trước tiên giáo viên yêu cầu học sinh xác định Input và Output của bài toán: Đỗ xuân Hoàng - Trường THPT Như Thanh 10 [...]... khái quát thành bài toán: nếu Sn = x1n + x2n (n∈ N*) thì các em giỏi toán hãy tìm cách chứng minh bài toán trên về mặt toán học, xem như Sn ∈ N* * Nhận xét: Việc sử dụng thuật toán thực hiện bởi máy tính trong dạy tin học giúp học sinh khái quát hoá thành một bài toán trong toán học, việc này tạo nên hứng thú học tập tin học, xem máy tính như là công cụ phát hiện các “vấn đề mới”của toán học b) Viết... hết cho một số lớn nhất Cách 1: Thuật toán liệt kê Bước 1: Nhập hai số nguyên dương A và B Bước 2: Nếu A = B thì UCLN của A và B là A or là B rồi kết thúc Bước 3: Nếu A > B thì A = A – B rồi quay lại Bước 2 Bước 4: Nếu B > A thi B = B – A rối quay lại Bước 2 Cách 2: Thuật toán sơ đồ khối - Ở bài toán này giáo viên cho học sinh thảo luận nhóm để từ đó học sinh có thể hình dung và trình bày thuật toán. .. Trong bài toán này ta có thể dùng các hình ảnh khác màu chạy trên sơ đồ khối để học sinh thấy được quá trình hoạt động của thuật toán Đỗ xuân Hoàng - Trường THPT Như Thanh 19 S¸ng kiÕn kinh nghiÖm - Bµi to¸n vµ ThuËt to¸n C- KẾT LUẬN Nói chung, thông qua một môn học, giáo viên không chỉ truyền đạt cho học sinh những kiến thức tối thiểu mà còn kích thích cho các em sự hứng thú học tập, sự tìm tòi sáng tạo. .. tòi sáng tạo Từ đó các em sẽ mang những điều đã học vận dụng vào thực tế cuộc sống Riêng bộ môn Tin học, người giáo viên càng có nhiều thuận lợi để thực hiện điều đó Thực tế sau khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm này vào giảng dạy các tiết của bài toán và thuật toán tôi thấy tỉ lệ % kết quả của học sinh trước và sau khi thực hiện đề tài ta thấy rõ ràng kết quả của học sinh sau khi được học bằng giáo án... khác: Việc thực hiện đề tài đã tạo được hứng thú học tập cho học sinh, góp phần làm phát huy tư duy sáng tạo toán học cho học sinh, là cầu nối tự nhiên của Tin học và Toán học Tuy nhiên, do vẫn còn những hạn chế về trình độ hiểu biết chuyên môn, thời gian thực hiện đề tài còn hạn hẹp Do đó, trong đề tài chắc chắn sẽ không tránh được những thiếu sót Tôi mong rằng những yêu cầu và biện pháp mà tôi nêu trong... 1.6180339887) Hãy tìm giá trị lớn nhất của 10 số chữ số liên tiếp đứng sau dấu phẩy của x1 * Nhận xét: Có thể dùng các hình ảnh để tạo hứng thú cho học sinh khi làm bài Đỗ xuân Hoàng - Trường THPT Như Thanh 13 S¸ng kiÕn kinh nghiÖm - Bµi to¸n vµ ThuËt to¸n Bài toán 4: Tìm UCLN của hai số nguyên dương A và B - Giáo viên hỏi học sinh: Thế nào là UCLN của hai số nguyên dương? - Học sinh trả lời : UCLN của hai số... Sai Kết thúc Phương trình có 2 nghiệm x1,x2=(-b ± ∆ )/2a  Sau khi đã hướng dẫn xong các cách biểu diễn thuật toán để giải bài toán trên, giáo viên nêu ra các ứng dụng của bài toán này trong thực tế: dùng để giải các phương trình bậc 2 trên máy tính cá nhân, tích hợp vào máy tính bỏ túi như: Casio FX 500A, Casio FX 500MS mà học sinh chỉ cần nhập 3 hệ số a,b,c vào máy là ngay lập tức máy tính sẽ cho nghiệm... to¸n vµ ThuËt to¸n Bài toán 5 : Tìm UCLN của hai số nguyên dương A = 121401 và B= 80934 * Ý tưởng: Duyệt lần lượt cho đến khi hai số đó chia cho một số lớn nhất - Giáo viên lại tiếp tục trình chiếu và hướng dẫn học sinh 2 cách biểu diễn thuật toán Cách 1: Liệt kê các bước Bước 1: Nhập hai số nguyên dương A = 121401 và B= 80934 Bước 2: Nếu A = B thì UCLN của A và B là A or là B rồi kết thúc Bước 3: Nếu... Nghiệm của phương trình Sau đó gọi một học sinh đứng lên nhắc lại cách giải một phương trình bậc 2 đầy đủ hoặc có thể một em lên bảng giải bài toán phương trình bậc 2 dạng tổng quát, rồi từ đó từng bước hướng dẫn học sinh viết thuật toán theo 2 cách  Lưu ý rằng giáo viên vừa trình chiếu từng bước của thuật toán vừa vấn đáp học sinh “dùng hiệu ứng xuất hiện phù hợp” Cách 1: Liệt kê từng bước - Bước 1:... được bài Bài toán và thuật toán D - NHỮNG KIẾN NGHỊ - Sau khi thực hiện đề tài, tôi xin có một vài ý kiến sau: - Đề nghị cấp trên tạo điều kiện hơn nữa về cơ sở vật chất nhất là các trường ở miền núi, vùng cao có hoàn cảnh Đỗ xuân Hoàng - Trường THPT Như Thanh 21 S¸ng kiÕn kinh nghiÖm - Bµi to¸n vµ ThuËt to¸n khó khăn để các em học sinh có điều kiện tiếp xúc với máy tính nhiều hơn Như Thanh, Ngày 10 . S¸ng kiÕn kinh nghiÖm - Bµi to¸n vµ ThuËt to¸n CÁC HOẠT ĐỘNG HỖ TRỢ NHẰM TẠO HỨNG THÚ HỌC TẬP CHO HỌC SINH KHỐI 10 KHI HỌC BÀI “BÀI TOÁN VÀ THUẬT TOÁN” A - MỞ ĐẦU I/ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Dựa trên. 6: Tắt lửa, bắc nồi cơm ra và kết thúc. * Nhận xét: Với bài toán này giúp học sinh hiểu hơn về thuật toán và tạo hứng thú cho học sinh làm các bài tập tiếp theo. Bài toán 2: Giải phương trình. sau này. Giúp học sinh hiểu được 2 khái niệm then chốt là " ;bài toán& quot; và " ;thuật toán& quot;, nắm được các tính chất của thuật toán và cách diễn tả thuật toán bằng 2 cách: liệt kê và sơ đồ khối.