SKKN Sử dụng phần mềm CROCODILE ICT 605 dùng để mô phỏng các thuật toán tin học 10 nhằm nâng cao kết quả học tập của học sinh trường THPT Ngô Gia Tự

1 SỞ GD&ĐT KHÁNH HÒA TRƯỜNG THPT NGÔ GIA TỰ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHSP ỨNG DỤNG SỬ DỤNG PHẦN MỀM CROCODILE ICT 605 DÙNG ĐỂ MÔ PHỎNG CÁC THUẬT TOÁN TIN HỌC 10 NHẰM NÂNG CAO KẾT QUẢ HỌC TẬP CỦA HỌC SINH TRƯỜNG THPT NGÔ GIA TỰ Giáo viên: Trần Chí Thu Trường THPT Ngô Gia Tự Cam Ranh, năm 2014 2 Mục lục 1. Tóm tắt đề tài 2 2. Giới thiệu 3 3. Phương pháp nghiên cứu 4 3.1 Khách thể nghiên cứu 4 3.2 Thiết kế nghiên cứu 4 3.3 Quy trình nghiên cứu 5 3.4 Đo lường và thu thập dữ liệu 6 4. Phân tích dữ liệu và kết quả 7 5. Bàn luận 8 6. Kết luận và khuyến nghị 9 7. Tài liệu tham khảo 10 8. Phụ lục 11 3 ĐỀ TÀI: Sử dụng phần mềm CROCODILE ICT 605 dùng để mô phỏng các thuật toán tin học 10 nhằm nâng cao kết quả học tập của học sinh Trường THPT Ngô Gia Tự 1. TÓM TẮT Ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học đang trở thành trào lưu của nền giáo dục hiện đại. Thông qua việc sử dụng các công cụ hỗ trợ làm cho bài giảng của giáo viên thêm phong phú và trực quan hơn, giúp các thầy giáo, cô giáo nâng cao chất lượng dạy học; trang bị cho học sinh kiến thức về CNTT, học sinh sử dụng máy tính như một công cụ học tập nhằm nâng cao chất lượng học tập. Đó là một yêu cầu quan trọng của đổi mới PPDH. Trong quá trình dạy học các thuật toán, để giúp học sinh hiểu được thuật toán cũng như hiểu được hoạt động của nó cần phải thử nghiệm kết quả của thuật toánn. Đây là một quá trình mất nhiều thời gian bởi người dạy phải thực hiện từng bước một, nhất là đối với các thuật toán lặp. Việc dạy và học thuật toán trong nhà trường cũng gặp nhiều khó khăn. Các thuật toán khiến cho người học khó hiểu, khó hình dung nhất là với những người mới bắt đầu học tin học. Người dạy đôi khi rất khó truyền đạt cho người học ý tưởng, hoạt động của thuật toán như thế nào cho hiệu quả. Với hiện trạng trên giải pháp tôi đưa ra là “Sử dụng phần mềm CROCODILE ICT 605 dùng để mô phỏng các thuật toán tin học 10 nhằm nâng cao kết quả học tập của học sinh”. Nghiên cứu tiến hành trên hai nhóm tương đương: hai lớp 10 trường THPT Ngô Gia Tự. Lớp 10A7 là lớp thực nghiệm và lớp 10A10 là lớp đối chứng. Lớp thực nghiệm được thực hiện giải pháp thay thế khi dạy bài 4 “Bài toán và thuật toán”. Kết quả cho thấy chênh lệch giá trị trung bình chuẩn của hai bài kiểm tra là SMD = 0,80. Điều này có nghĩa mức độ ảnh hưởng của tác động là lớn. Phép kiểm chứng T-test ĐTB sau tác động của hai lớp là p=0.0002< 0.001. Kết quả này khẳng định sự chênh lệch ĐTB của hai nhóm không phải là do ngẫu nhiên mà là do tác động. Điều đó chứng minh việc Sử dụng phần mềm CROCODILE ICT 605 dùng để mô phỏng các thuật toán tin học 10 đã làm nâng cao kết quả học tập của học sinh. 4 2. GIỚI THIỆU Nếu quý thầy cô đã và đang dạy bộ môn Tin học 10 thì hẳn thầy cô sẽ có nhận xét ngay rằng: bài số 4 “Bài toán và thuật toán” là một bài khó dạy và học sinh khó có thể hiểu được các ví dụ mà sách giáo khoa (SGK) đã đưa ra và cũng không có kĩ năng tự mình xây dựng một thuật toán . Với thời lượng là 6 tiết (5 tiết lý thuyết + 1 tiết bài tập), giáo viên rất khó để truyền tải được toàn bộ các thuật toán ở trong SGK. Tuy nhiên, theo nhận định của nhiều giáo viên thì những thuật toán trong SGK là rất hay, vậy vấn đề đặt ra là làm thế nào để học sinh có thể hiểu được các thuật toán này và có khả năng tự xây dựng một thuật toán? Có lẽ quý thầy cô sẽ có cùng ý kiến với tôi: Hãy minh họa thuật toán với nhiều bộ Test. Và ở trong SGK cũng đã thực hiện theo cách này, nhưng chỉ với một vài bộ Test. Xuất phát từ thực tế giảng dạy và từ nội dung chương trình Tin học phổ thông: Toàn bộ chương trình Tin học 11 đều nghiên cứu về lập trình, là kiến thức có liên quan mật thiết với các thuật toán. Bởi vì nếu không xây dựng được thuật toán thì không thể lập trình để giải bài toán trên máy tính. Qua việc thăm lớp, dự giờ khảo sát trước tác động, tôi thấy giáo viên thường chỉ minh họa các thuật toán trên bảng, họ đã có gắng đưa ra các bộ test. Kết quả học sinh hiểu bài chưa sâu sắc, kĩ năng vận dụng chưa cao và giáo viên lại tốn rất nhiều thời gian. Để thay đổi hiện trạng trên, đề tài nghiên cứu này đã “Sử dụng phần mềm CROCODILE ICT 605 dùng để mô phỏng các thuật toán tin học 10 nhằm nâng cao kết quả học tập của học sinh”. Bởi vì việc mô phỏng thuật toán với giao diện đồ họa rất trực quan, đồng thời người sử dụng có thể tương tác với hệ thống mô phỏng. Mô phỏng sẽ giúp cho người học nhanh chóng hiểu được bản chất, hiểu được từng thao tác trong thuật toán hoạt động như thế nào, đồng thời đánh giá được tính đúng đắn của thuật toán. Còn đối với người dạy, mô phỏng sẽ giúp cho người dạy dễ dàng truyền đạt ý tưởng của thuật toán, giúp cho quá trình giảng dạy thuận lợi hơn. Hơn nữa, mô phỏng làm cho người học cảm thấy hứng thú hơn khi tiếp xúc với các thuật toán. Giải pháp thay thế: Sử dụng phần mềm CROCODILE ICT 605 dùng để mô phỏng các thuật toán tin học 10 nhằm nâng cao kết quả học tập của học sinh Trường THPT Ngô Gia Tự. 5 Vấn đề nghiên cứu: Việc Sử dụng phần mềm CROCODILE ICT 605 dùng để mô phỏng các thuật toán tin học 10 có nâng cao kết quả học tập của học sinh không? Giả thiết nghiên cứu: Sử dụng phần mềm CROCODILE ICT 605 dùng để mô phỏng các thuật toán tin học 10 sẽ nâng cao kết quả học tập của học sinh. 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Khách thể nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là học sinh lớp 10A7 và lớp 10A10 trường THPT Ngô Gia tự vì hai lớp này có những điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. Giáo viên: cả hai lớp do tôi giảng dạy. Học sinh: Tương đồng nhau về tỷ lệ giới tính, dân tộc, và chất lượng đầu vào; ý thức tốt, chăm ngoan và cùng học chung một chương trình. 3.2.Thiết kế nghiên cứu Chọn hai lớp nguyên vẹn: lớp 10A7 là nhóm thực nghiệm, lớp 10A10 là nhóm đối chứng. Tôi dùng bài kiểm tra 15 phút trước đó làm bài kiểm tra trước tác động. Kết quả kiểm tra cho thấy điểm trung bình của hai nhóm có sự khác nhau, do đó tôi dùng phép kiểm chứng T-Test để kiểm chứng sự chênh lệch giữa điểm số trung bình của 2 nhóm trước khi tác động. Đối chứng Thực nghiệm TBC 6.8 7.0 P 0.25 Xác định tính tương đương giữa hai nhóm bằng phép T-Test độc lập: P = 0,25 > 0,05  So sánh với tiêu chuẩn cho thấy sự chênh lệch điểm số trung bình của hai nhóm là không có ý nghĩa, hai nhóm được coi là tương đương. 6 Chọn thiết kế nghiên cứu: thiết kế 2 Thiết kế kiểm tra trước và sau tác động đối với nhóm tương đương. Bảng: Thiết kế nghiên cứu Nhóm KT trước tác động Tác động KT sau tác động TN 01 01’ Dạy bài 4 “Bài toán và thuật toán” 03 ĐC 02 02’ Không tác động 04 Ở thiết kế này tôi sử dụng phép kiểm chứng T.tes độc lập. 3.3.Quy trình nghiên cứu -Chuẩn bị của giáo viên : + Lớp đối chứng: Thiết kế kế hoạch bài học không sử dụng phần mềm CROCODILE ICT 605 dùng để mô phỏng các thuật toán tin học 10 , quy trình chuẩn bị bài như bình thường. + Lớp thực nghiệm : Thiết kế kế hoạch bài học có Sử dụng phần mềm CROCODILE ICT 605 dùng để mô phỏng các thuật toán tin học 10 -Tiến hành dạy thực nghiệm : Thời gian tiến hành dạy thực nghiệm tuân thủ theo kế hoạch nhà trường và thời khóa biểu để đảm bảo tính khách quan. Cụ thể: 7 Tuần TPPCT Tên bài dạy 10 §4. Bài toán và thuật toán 1) Khái niệm bài toán 2) Khái niệm Thuật toán 5 11 §4. Bài toán và thuật toán (tt) 3) Một số ví dụ Ví dụ 1. Kiểm tra tính nguyên tố số dương 12 §4. Bài toán và thuật toán (tt) 3) Một số ví dụ Ví dụ 2. Bài toán sắp xếp 6 13 §4. Bài toán và thuật toán (tt) 3) Một số ví dụ Ví dụ 3. Bài toán tìm kiếm Thuật toán tìm kiếm tuần tự 14 §4. Bài toán và thuật toán (tt) 3) Một số ví dụ Ví dụ 5. Bài toán tìm kiếm Thuật toán tìm kiếm nhị phân 7 15 Bài tập 3.4. Đo lường và thu thập dữ liệu - Bài kiểm tra trước tác động là bài kiểm tra 15 phút 8 - Bài kiểm tra sau tác động là bài kiểm tra sau khi học xong bài số 4 “Bài toán và thuật toán” . Bài kiểm tra sau tác động là bài kiểm tra 1 tiết có 2 nội dung: đọc hiểu thuật toán và tự thiết kế thuật toán (xem phần phụ lục). Sau khi kiểm tra xong tiến hành chấm bài theo đáp án và biểu điểm đã xây dựng. 4. PHÂN TÍCH DỮ LIỆU VÀ KẾT QUẢ Sau thời gian tiến hành tác động (3 tuần), tiến hành cho học sinh 2 lớp (thực nghiệm và đối chứng ) làm bài kiểm tra sau tác động (bài kiểm 1 tiết). Trên cơ sở kết quả thu được, tôi tiến hành phân tích dữ liệu qua các thông số: Tính giá trị chênh lệch qua giá trị trung bình của các bài kiểm tra trước và sau kiểm chứng. Bảng So sánh điểm trung bình bài kiểm tra sau tác động Đối chứng Thực nghiệm ĐTB 6.7 7.5 Độ lệch chuẩn 1 0.8 Giá trị P của T- test 0,0002 Chênh lệch giá trị TB chuẩn (SMD) 0.80 Như trên đã chứng minh rằng kết quả 2 nhóm trước tác động là tương đương. Sau tác động kiểm chứng chênh lệch ĐTB bằng T-Test cho kết quả P = 0,0002, cho thấy: sự chênh lệch giữa ĐTB nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng rất có ý nghĩa, tức là chênh lệch kết quả ĐTB nhóm thực nghiệm cao hơn ĐTB nhóm đối chứng là không ngẫu nhiên mà do kết quả của tác động. Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn SMD = 80,0 1 7.65.7   . Điều đó cho thấy mức độ ảnh hưởng của dạy học có sử dụng phần mềm CROCODILE ICT 605 dùng để mô phỏng các thuật toán tin học 10 đến ĐTB học tập của nhóm thực nghiệm là lớn. 9 1 Trước TĐ (NTN) Trước TĐ (NĐC) Sau TĐ (NTN) Sau TĐ (NĐC) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Trước TĐ (NTN) Trước TĐ (NĐC) Sau TĐ (NTN) Sau TĐ (NĐC) 5. BÀN LUẬN Cơ sở để lựa chọn các đối tượng học sinh để nghiên cứu cho đề tài là: - Cùng học chương trình THPT, - Cùng học 01 giáo viên môn Tin, - Điều kiện học tập như nhau, - Ý thức học tập như nhau, - Trình độ như nhau, - Giáo viên chủ nhiệm quan tâm như nhau. Nghiên cứu đã đạt được mục tiêu đề tài đặt ra. Các kết quả khá thống nhất với nghiên cứu trước đó. Qua kết quả của bài kiểm tra sau tác động của nhóm thực nghiệm là ĐTB= 7.5, kết quả bài kiểm tra tương ứng của nhóm đối chứng là ĐTB = 6.7. Độ chênh lệch điểm số giữa hai nhóm là 0.8; Điều đó cho thấy ĐTB của hai lớp đối chứng và thực nghiệm đã có sự khác biệt rõ rệt, lớp được tác động có điểm ĐTB cao hơn lớp đối chứng. Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn của hai bài kiểm tra là SMD = 0,80. Điều này có nghĩa mức độ ảnh hưởng của tác động là lớn. Bi ểu đồ so sánh điểm trung bình trước tác động của nhóm thực ngiệm và nhóm đối chứng 10 Phép kiểm chứng T-test ĐTB sau tác động của hai lớp là p=0.0002< 0.001. Kết quả này khẳng định sự chênh lệch ĐTB của hai nhóm không phải là do ngẫu nhiên mà là do tác động. Việc sử dụng phần mềm CROCODILE ICT 605 dùng để mô phỏng các thuật toán tin học 10 ở trường THPT Ngô Gia Tự là có khả năng thực hiện. Để tạo tính hiệu quả cần phải tiếp tục được nghiên cứu và phát triển. 6. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ * Kết luận: Việc Sử dụng phần mềm CROCODILE ICT 605 dùng để mô phỏng các thuật toán tin học 10 ở trường THPT Ngô Gia Tự đã nâng cao kết quả học tập của học sinh. Với việc xây dựng các chương trình mô phỏng như trên, trong quá trình giảng dạy Tin học 10, bản thân tôi thấy rằng các tiết học về bài toán và thuật toán không còn nhàm chán, khô cứng nữa mà trở nên sôi nổi hơn và học sinh cũng có thể hiểu các thuật toán một cách dễ dàng hơn. Hơn nữa, với mỗi thuật toán, giáo viên có thể minh họa bằng rất nhiều bộ Test khác nhau mà không mất nhiều công sức, có thể nói đây là đặc điểm nổi bật mà máy tính có thể trợ giúp cho con người. Mô phỏng cũng là một công cụ giảng dạy hiệu quả cho người dạy và cũng là một tư liệu học tập tốt. Như vậy, mô phỏng thuật toán mang lại nhiều lợi ích trong việc dạy và học các thuật toán. Đồng thời nó cũng góp phần quan trọng vào việc ứng dụng công nghệ thông tin vào việc giảng dạy trong nhà trường. Mô phỏng thuật toán đã được các nhà sư phạm của ngành công nghệ thông tin sử dụng như một công cụ có tính chất giúp đỡ trong việc dạy các thuật toán bằng máy tính. Nguyên nhân của việc mô phỏng thuật toán được sử dụng như một công cụ trợ giúp cho việc giảng dạy là do nó có thể cung cấp các mô phỏng động bằng đồ họa của một thuật toán và các thay đổi trong cấu trúc dữ liệu của nó trong suốt quá trình thực thi. Như một phần của quá trình học thuật toán. Mô phỏng thuật toán ngày càng trở nên hữu ích và trở thành một giáo cụ trực quan rất quan trọng trong hầu hết các lĩnh vực, nhất là trong môi trường giáo dục. Đặc biệt, nó giúp học sinh hiểu thuật toán nhanh hơn. * Khuyến nghị: [...]... với lãnh đạo trường: đáp ứng các nhu cầu về tư liệu, cơ sở vật chất để phục vụ cho cách dạy học nêu trên + Nhân rộng cách thức cho các lớp khác, GV khác Đặc biệt sử dụng phần mềm CROCODILE ở các bộ môn lý, hóa dùng để mô phỏng thí nghiệm ảo + Giáo viên tin học nên có sự phản biện, đóng góp ý kiến để cách thức thực hiện tốt hơn 7.TÀI LIỆU THAM KHẢO: - Tan, C (2008) Tài liệu tập huấn Nâng cao năng lực... Tuần:05 Tiết: 10 Ngày soạn: 06/9/2013 §4 BÀI TOÁN VÀ THUẬT TOÁN (tiết 1) A MỤC ĐÍCH YÊU CẦU: 1/ Kiến thức: - Biết khái niệm bài toán và thuật toán, các tính chất của thuật toán - Hiểu 2 cách biểu diễn thuật toán : bằng sơ đồ khối và bằng liệt kê các bước - Hiểu một số thuật toán thông dụng 2/ Kỹ năng: Xây dựng được thuật toán giải một số bài toán đơn giản bằng sơ đồ khối hoặc liệt kê các bước 3/ Tư... nghiên cứu khoa học Dự án Việt Bỉ - Bộ GD&ĐT - Mạng Internet: thuvientailieu.bachkim.com ; thuvienbaigiangdientu.bachkim.com; giaovien.net … - Lê Nguyễn Thuý Hằng, Hướng dẫn sử dụng phần mềm Crocodile ICT 501, Khoa Tin học - Trường ĐHSP Huế, 2006 - http://www .crocodile- clips.com/en /Crocodile_ ICT - Sách giáo khoa tin học 10 Hồ Sĩ Đàm (chủ biên), NXB Giáo dụ, 2006 - Sách giáo viên tin học 10 Hồ Sĩ Đàm (chủ... toán tin 10 trên phần mềm CROCODILE ICT - Kế hoạch bài học Cam Ranh, tháng 04 năm 2014 Tác giả Trần Chí Thu 12 PHỤ LỤC I ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT Môn : TIN HỌC I-Ma trận đề: Yêu cầu Nhận biết Thông hiểu Vận dụng Tin học là một ngành khoa học Câu 2,3 Thông tin &Dữ liệu Câu 1,4,5,6 Câu 9 Câu 8 II Nội dung đề: A-PHẦN TRẮC NGHIỆM ( Hãy khoanh tròn đáp án đúng) 6 điểm Câu 1: Đối tượng của ngành tin học là: A Phần. .. Trong Tin học để giải một bài toán có nghĩa là hướng dẫn máy tính thực hiện các thao tác để tìm ra lời giải tường minh và dãy các thao tác đó được gọi là thuật toán Vậy theo em thuật toán là gì? HS: Dựa vào gợi ý trong VD và SGK để trả lời câu hỏi GV: Chuẩn hoá lại ( đưa ra khái niệm thuật toán) GV : Có hai cách để diễn tả thuật toán : cách diễn tả cho con người (dùng phương pháp liệt kê các thao tác,... 1 điểm a) Nếu nhập I=5 Khi kết thúc thuật toán giá trị của S =10 b) Nếu nhập I=0 Khi kết thúc thuật toán giá trị của S =0 Câu 3 cho dãy số nguyên A gồm N phần tử A1, A2, … , AN Tính tổng các phần tử có giá trị chẵn Xác định bài toán (1đ) Input: N (nguyên) và dãy nguyên: A1, A2, … , AN Output: S (tổng giá trị các phần tử chẵn) Ý tưởng: 0.5 đ Lần lượt từ phần tử thứ 1 đến phần tử thứ N Mỗi lần lấy giá... 22 Inputs-Outputs:  Text : Dùng để chèn thêm văn bản vào các mô hình và có thể tác động đến như một thành phần thông thường  Editbox : Dùng để liên kết với các thành phần khác, chẳng hạn như liên kết với Get Property để nhập giá trị cho biến, liên kết với Set Property để đưa giá trị của biến ra 1.3 Một số hàm được xây dựng sẵn Cú pháp Mô tả sin(x) Trả về giá trị là sin của góc x (được tính bằng độ)... cấp các thành phần để tạo sơ đồ khối Click vào Flowchart sẽ có các ứng dụng sau: a Start and stop: Gồm các khối để khởi động hay kết thúc sơ đồ  Start: Sử dụng để bắt đầu một sơ đồ Khi sơ đồ đã được tạo hoàn chỉnh nhấn nút để thiết lập chạy chương trình Khi sơ đồ đang chạy, ngưng lại bằng việc nhấn nút  Stop: 21 Dùng để kết thúc một chương trình Bất kỳ một chương trình chính nào cũng đều phải kết. .. và Output của các bài toán trên HS: Xác định các yếu tố của bài toán GV: Nhận xét, đánh giá và bổ sung GV: Sau khi xác định được input và output ta có thể giải bài toán được chưa? 20ph vd 2 Tìm giá trị lớn nhất của dãy gồm N số nguyên  Input: a1, a2,…, an  Output: GTLN của dãy Max= ai HĐ 2: Tìm hiểu khái niệm thuật toán GV: Trong toán học có 1 xu hướng nghiên cứu định tính của các bài toán, tức là... của lời giải và không cần chỉ ra 1 cách tường minh cách tìm lời giải đó Việc chỉ ra tường minh 1 cách tìm output của bài toán được gọi là thuật toán VD: Em hãy nêu các bước để giải và biện luận phương trình bậc nhất: ax + b = 0 HS: Đưa ra các bước giải và biện luận bài toán trên GV: Như vậy với bài tập trên em đã chỉ ra tường minh các bước giải bài toán giải phương trình bậc nhất ax + b = 0 Trong Tin . TRƯỜNG THPT NGÔ GIA TỰ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHSP ỨNG DỤNG SỬ DỤNG PHẦN MỀM CROCODILE ICT 605 DÙNG ĐỂ MÔ PHỎNG CÁC THUẬT TOÁN TIN HỌC 10 NHẰM NÂNG CAO KẾT QUẢ HỌC TẬP CỦA HỌC SINH. tập của học sinh Trường THPT Ngô Gia Tự. 5 Vấn đề nghiên cứu: Việc Sử dụng phần mềm CROCODILE ICT 605 dùng để mô phỏng các thuật toán tin học 10 có nâng cao kết quả học tập của học sinh không?. nghiên cứu này đã Sử dụng phần mềm CROCODILE ICT 605 dùng để mô phỏng các thuật toán tin học 10 nhằm nâng cao kết quả học tập của học sinh . Bởi vì việc mô phỏng thuật toán với giao diện đồ họa