đề tài sáng kiến kinh nghiệm mô phỏng thuật toán

Mụ phng thut toỏn Trng THPT Quc Oai S GIO DC V O TO H NI TRNG TRUNG HC PH THễNG QUC OAI TI SNG KIN KINH NGHIM Mễ PHNG THUT TON Giỏo viờn thc hin: NGUYN TH HI T chuyờn mụn : Toỏn Tin Chuyờn mụn dy : Tin Hc Trng THPT Quc Oai Nm hc: 2010- 2011 Nhận xét của hội đồng khoa học giáo dục 1 Giỏo viờn: Nguyn Th Hi_ T Toỏn Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc Oai CÊp c¬ së : CÊp huyÖn : 2 Giáo viên: Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc Oai LỜI NÓI ĐẦU Tôi xin chân thành cảm ơn trường THPT Quốc Oai và các bạn đồng nghiệp đã tạo điều kiện về thời gian và tài liệu cần thiết giúp tôi hoàn thành đề tài với đúng thời gian quy định. Tôi xin chân thành cảm ơn những người thân trong gia đình, bạn bè và những người đã luôn ủng hộ và góp ý để nội dung đề tài được đầy đủ hơn. Xin chân thành cảm ơn tất cả những ai đã và đang quan tâm đến đề tài để đề tài có thể mang lại một cẩm nang hữu ích cho người yêu thích môn Tin học và ngành Công Nghệ Thông Tin nói chung. Đề tài này do phạm vi nghiên cứu còn hạn hẹp và không tránh khỏi những thiếu xót. Vì vậy tôi rất mong nhận được sự quan tâm góp ý của các cấp lãnh đạo và các đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện và sử dụng rộng rãi hơn. Xin chân thành cảm ơn tất cả. Người thực hiện Hai Nguyễn Thị Hải MỤC LỤC 3 Giáo viên: Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc Oai I.SƠ YẾU LÝ LỊCH: 5 II.NỘI DUNG ĐỀ TÀI: 6 1.Lý do chọn đề tài: 6 2.Phạm vi của đề tài: 9 3.Thời gian thực hiện đề tài: 10 III.QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI: 10 1.Tình trạng thực tế khi chưa thực hiện đề tài: 10 2.Khảo sát thực tế: 12 3.Nội dung và biện pháp thực hiện đề tài: 14 3.1.Bài toán sử dụng cấu trúc điều kiện: 15 a.Bài toán: 15 Tìm UCLN của 2 số nguyên M và N 15 a.Phân tích bài toán: 15 b.Nhận xét: 17 c.Bài tập củng cố: 18 3.2.Bài toán kiểm tra một số nguyên dương là số nguyên tố: 18 a.Bài toán: 18 b.Phân tích bài toán: 18 c.Nhận xét: 22 d.Bài tập củng cố: 23 3.3.Bài toán sắp xếp trong mảng: 23 a.Bài toán: 23 b.Phân tích bài toán: 23 c.Nhận xét: 26 d.Bài tập củng cố: 27 3.4.Bài toán tìm kiếm trong mảng: 27 a.Bài toán: 27 4 Giáo viên: Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc Oai b.Phân tích bài toán: 27 c.Nhận xét: 34 d.Bài tập củng cố: 34 VI. KẾT QUẢ THU ĐƯỢC: 35 V. KIẾN NGHỊ, ĐỀ NGHỊ SAU KHI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI: 37 VI. TÀI LIỆU THAM KHẢO: 39 I. SƠ YẾU LÝ LỊCH:  Họ và tên: NGUYỄN THỊ HẢI.  Ngày sinh: 13/ 05/ 1985.  Năm vào ngành: 2010.  Chức vụ: Giáo viên.  Đơn vị công tác: Trường THPT Quốc Oai.  Trình độ chuyên môn: Đại học.  Hệ đào tạo: Chính quy.  Bộ môn giảng dạy: Tin học. 5 Giáo viên: Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc Oai  Ngoại ngữ: B II. NỘI DUNG ĐỀ TÀI: Tên đề tài: MÔ PHỎNG THUẬT TOÁN 1. Lý do chọn đề tài: Trong những năm gần đây nền khoa học kỹ thuật tiên tiến trên thế giới ngày càng phát triển mạnh mẽ. Đặc biệt là trong ngành lĩnh vực Công nghệ thông tin, sự phát triển của nó đã ảnh hưởng vô cùng lớn đến sự phát triển của một đất nước, ảnh hưởng 6 Giáo viên: Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc Oai không nhỏ đến sự tri thức hoá của con người trong xã hội đó. Bởi vì sự phổ dụng hoá tin học trong mọi lĩnh vực trong sản xuất lẫn trong sinh hoạt hàng ngày đã trở nên phổ biến. Sự phát triển đó đòi hỏi con người phải có đầy đủ khả năng về tri thức để làm chủ đất nước, làm chủ chính mình, nhằm đưa đất nước đi lên theo hướng công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, hoà cùng nhịp phát triển mạnh mẽ của thế giới. Cùng hoà nhịp với các lĩnh vực khác, nền giáo dục cũng đang từng bước đổi mới cả về phương thức, nội dung, hình thức và phương tiện dạy học nhằm đáp ứng nhu cầu cần thiết của xã hội về trình độ nhân lực, phát triển mức tối đa tư duy của con người. Do đó trong nền giáo dục hiện nay cần áp dụng tin học rộng rãi cả trong việc dạy và học, giúp cho học sinh chiếm lĩnh được tri thức, tư duy sáng tạo và năng lực giải quyết các vấn đề để phù hợp với nhu cầu và hoàn cảnh mới. Và người có khả năng giúp cho nền giáo dục tiếp cận nhiều với Công nghệ thông tin (CNTT) chính là những người truyền đạt kiến thức cho người học, không ai khác là những người thầy, người cô đang giảng dạy trên ghế nhà trường. Hiện nay tôi đang là một giáo viên giảng dạy trong một trường phổ thông, tôi cũng đã trải qua nhiều năm ngồi trên ghế nhà trường và tôi rút ra được một điều rằng học mà chỉ có lý thuyết, có ghi chép không, không có thực hành đi kèm, hay không có thực tế mô phỏng thì thật sự việc học trở nên rất khó khăn cho cả người truyền đạt và người tiếp nhận kiến thức. Không những 7 Giáo viên: Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc Oai thế nó còn làm hạn chế tư duy sáng tạo của người học do không có thực tế mô phỏng nên họ chỉ học mang tính tư duy trừu tượng. Học sinh hiện nay càng có xu hướng học thự động nếu không được tự thực hành hay tự đi tìm hiểu một nội dung nào đó. Điều đó khiến cho việc chỉ có lý thuyết mà không có thực hành kèm theo, hay không có hình ảnh trực quan thì các em chỉ học mang tính hình thức. Ví dụ, khi học một bài về các hiện tượng tự nhiên như động đất, song thần, núi lửa, lũ lụt… thì học sinh sẽ biết qua thông tin đại chúng, qua báo đài. Nếu giáo viên đưa ra một vài hình ảnh minh họa được trình chiếu trên máy tính thì chắc chắn tiết học đó sẽ sinh động và gây hứng thú cho học sinh rất nhiều. Vậy, với vai trò là một giáo viên dạy Tin học, tôi hiểu rất rõ tầm quan trọng của Tin học, của máy tính đối với nền giáo dục hiện nay và với bộ môn tin học của tôi nói riêng. Tin học, một khái niệm không quá xa lạ với chúng ta hiện nay, nhưng nhiều người chỉ hiểu được ý nghĩa của nó là gắn liền với thông tin, với máy tính. Nhưng hiện nay, nó đã trở thành một môn học chính trên giảng đường phổ thông, thì học sinh mới hiểu được phần nào được ý nghĩa của nó, hiểu được những khía cạnh khác của bộ môn này. Đó là việc giải quyết các bài toán trên máy tính. Một nội dung được coi là khá khó đối với những ai mới và chưa thật sự hứng thú với môn học. Nó đòi hỏi học sinh phải có một khả năng tư duy thuật toán khá tốt, biết vận dụng trong một ngôn ngữ lập trình nào đó. Và mục tiêu của tôi khi viết đề tài này là giúp các em có cái nhìn sâu hơn với môn học và tạo sự hứng thú, yêu thích môn học 8 Giáo viên: Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc Oai của các em. Chính điều đó tôi thấy mình nên tìm hiểu mảng nội dung mô phỏng thuật toán, nhằm đi xây dựng các hình ảnh mô phỏng giúp cho người học có các giao diện hình ảnh thực tế khi học về một thuật toán nào đó hay nghiên cứu một bài toán cụ thể. Như vậy việc đi kèm là hình ảnh mô phỏng sẽ làm cho sự dạy và học trở nên sinh động hơn, giúp học sinh có thêm lý thú khi học, say mê học hơn. Từ lâu mô phỏng thuật toán được coi là công cụ hỗ trợ cho việc giảng dạy các thuật toán như sắp xếp, đệ quy. . . trên máy tính, vì nó tạo ra một hình ảnh mô phỏng sinh động cho từng thuật toán trong quá trình thực thi. Mặt khác, mô phỏng thuật toán còn góp phần giúp các học sinh, sinh viên khi mới làm quen với thuật toán dễ dàng hơn. Tôi xin trình bày đề tài. MÔ PHỎNG THUẬT TOÁN 2. Phạm vi của đề tài: Là giáo viên giảng dạy trên trường phổ thông nên đối tượng mà tôi nghiên cứu chính là những học sinh bắt đầu làm quen với khái niệm thuật toán, giải bài toán trên máy tính và khái niệm ngôn ngữ lập trình. Nội dung đề tài cũng có thể được áp dụng đối với người bắt đầu làm quen với lập trình căn bản. 9 Giáo viên: Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc Oai 3. Thời gian thực hiện đề tài: Đề tài được thực hiện song song đồng thời với quá trình giảng dạy theo quy định và phân phối do Bộ GD ban hành. Ý tưởng của đề tài cũng đã được tôi tìm hiểu và cân nhắc nội dung từ lâu. III. QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI: 1. Tình trạng thực tế khi chưa thực hiện đề tài: Tôi đã có 3 năm kinh nghiệm trong giảng dạy (dạy thêm, hợp đồng và tập sự. Hiện tại tôi đang là giáo viên tập sự tại trường THPT Quốc Oai), đã tiếp xúc với nhiều học sinh khác nhau. Và cách các em học và hiểu bộ môn này cũng theo các cách khác nhau. Khi giảng ngoài giờ, các em có điều kiện thực hành nhiều và có nhiều cơ hội hỏi giáo viên những gì mà các em thắc mắc, tôi thấy các em tiếp thu bài khá tốt. Khi giảng dạy trên một tập thể học sinh, tôi thấy một thực tế hiện lên đó là các em càng học, càng có xu hướng không hứng thú và yêu thích môn học. Một tiết học giảng dạy, tôi thấy học sinh có cảm giác không hiểu bài, kêu khó và ngại suy nghĩ. Điều này sẽ làm cho các em có cảm giác sợ môn học và không hứng thú trong học tập. Nguyên nhân một phần do các em không có điều kiện trong học tập, máy tính không đủ để 1 học sinh / 1 máy tính thực hành ngay nội dung kiến thức vừa học. Một phần do các em phải học quá nhiều môn học phụ bên cạnh những môn học mà các em cho là chính, phục vụ cho việc thi tốt nghiệp và đại học sau này, cho nên làm cho học thấy không hứng thú môn học. Và một nguyên nhân nữa tôi thấy là chủ yếu, đó là sự truyền đạt kiến thức cho các em chưa thật sự hiệu quả, chưa thật sự giúp học sinh hiểu bài nhanh. 10 Giáo viên: Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin [...]... viết thuật toán hay lập trình trên pascal Sau đây xin trình bày cả 2 dạng thuật toán tìm kiếm: + Thuật toán tìm kiếm tuần tự: 28 Giáo viên: Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc Oai + Thuật toán tìm kiếm nhị phân: - Mô phỏng thuật toán: Hãy mô phỏng dãy số sau: 29 Giáo viên: Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc Oai 2, -6, 123, 6, 3487 Sau đây là mô. .. Xác định yêu cầu bài toán: + Input: Nhập số nguyên dương N + Output: N là số nguyên tố hay không là số nguyên tố - Thuật toán: 18 Giáo viên: Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc Oai Liệt kê các bước Sơ đồ khối - Mô phỏng thuật toán: Dựa vào thuật toán, ta kiểm tra xem số 15 có là số nguyên tố không? 19 Giáo viên: Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc... N nguyên • Output: UCLN của M và N - Thuật toán: • Dạng liệt kê: Thuật toán Euclide tìm UCLN (M, N) + Nếu M = N thì UCLN = M ( hoặc N) + Nếu M >N thì UNLN (M, N) = UNLN (M – N, N) + Nếu M < N thì UNLN (M, N) = UNLN (M, N - M) • Dạng sơ đồ khối: - Mô phỏng thuật toán: 15 Giáo viên: Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc Oai Mô phỏng thuật toán với bộ giá trị M = 9, N = 6 Ta... Giáo viên: Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc Oai là: 123, 3487 Dãy mới ta có: Dau = 4; Cuoi = 5; -> Giua = 4; -> a[giua] = 123 ≠ K -> a[giua] > K.; -> cuoi = giua – 1 = 3 < dau -> Thông báo không có k trong dãy Để minh họa rõ hơn cho thuật toán, ta có file mô phỏng cho thuật toán : 32 Giáo viên: Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc Oai Mophong.exe... 3487 Sau đây là mô phỏng thuật toán dựa trên 2 thuật toán: + Với thuật toán tìm kiếm tuần tự: Thuật toán này không cần điều kiện gì, ta chỉ cần tìm kiếm tuần tự từng phần tử của mảng Nếu tìm thấy, đưa ra vị trí tìm thấy và kết thúc chương trình Thuật toán này sẽ mất nhiều thời gian hơn thuật toán tìm kiếm nhị phân do phải duyệt đến phần tử N của mảng nếu không tìm thấy Ta có các mô phỏng minh họa như... nguyên tố không? 3.3 Bài toán sắp xếp trong mảng: a Bài toán: Cho dãy số nguyên a1, a2, …, an gồm N phần tử kiểu nguyên Hãy sắp xếp dãy tăng dần b Phân tích bài toán: - Xác định yêu cầu bài toán: + Input: Dãy số nguyên a1, a2, …, an + Output: Dãy đã được sắp xếp tăng dần - Thuật toán: 23 Giáo viên: Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc Oai - Mô phỏng thuật toán: Với input là bộ... bộ môn tin học phổ thông Giáo viên đưa ra một đề bài kiểm tra 1 tiết cho học sinh khối 10 và khối 11  Khối 10: Lớp 10A3 có 50 học sinh Đề bài: 1 Mô phỏng một dãy số sau bằng thuật toán sắp xếp dãy tăng dần: 67, 7, 27, 84, 59, 28, 46, 10, 99 2 Trình bày thuật toán tìm Max của 2 số nguyên M và N Minh họa bằng một cặp số cụ thể trên thuật toán Nhận xét: Với đề bài này, tỉ lệ số học sinh làm được phần mô. .. phổ thông bao gồm: - Bài toán sử dụng cấu trúc điều kiện - Bài toán kiểm tra một số nguyên là số nguyên tố - Bài toán sắp xếp trong mảng - Bài toán tìm kiếm trong mảng 14 Giáo viên: Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc Oai 3.1 Bài toán sử dụng cấu trúc điều kiện: a Bài toán: Tìm UCLN của 2 số nguyên M và N a Phân tích bài toán: - Xác định yêu cầu bài toán: • Input: M, N nguyên... giữa thuật toán, mô phỏng thuật toán và viết chương trình Giáo viên cũng có chỉ trình bày 1 dạng sơ đồ thuật toán, dạng còn lại yêu cầu học sinh về nhà đưa ra, buổi sau có thể kiểm tra lại Dạng thuật toán tìm kiếm nhị phân, cần nhấn mạnh với học sinh là phải sắp xếp dãy tăng dần trước vì như vậy thuật toán mới chạy đúng Dạng tìm kiếm tuần tự, tuy đơn giản hơn nhưng không tối ưu vì thời gian thực hiện thuật. .. học sinh lên viết thuật toán sau khi giáo viên đã hướng dẫn một dạng( liệt kê hay sơ đồ) - Lớp 11, có thể nêu lại cho các em thuật toán, giáo viên yêu cầu học sinh dựa vào thuật toán để viết chương trình - Phần mô phỏng thuật toán là phần quan trọng, vì đây là nội dung chính để giúp học sinh hiểu bài nhanh và giải quyết được yêu cầu đưa ra của bài toán Vì vậy cần cho học sinh mô phỏng thông qua một . Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc Oai I.SƠ YẾU LÝ LỊCH: 5 II.NỘI DUNG ĐỀ TÀI: 6 1.Lý do chọn đề tài: 6 2.Phạm vi của đề tài: 9 3.Thời gian thực hiện đề tài: 10 III.QUÁ. UNLN (M, N - M). • Dạng sơ đồ khối: - Mô phỏng thuật toán: 15 Giáo viên: Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc Oai Mô phỏng thuật toán với bộ giá trị M = 9, N = 6. Ta. môn: Đại học.  Hệ đào tạo: Chính quy.  Bộ môn giảng dạy: Tin học. 5 Giáo viên: Nguyễn Thị Hải_ Tổ Toán Tin Mô phỏng thuật toán Trường THPT Quốc Oai  Ngoại ngữ: B II. NỘI DUNG ĐỀ TÀI: Tên đề