Tạo hứng thú cho học sinh khi học phần bài toán và thuật toán tin học 10 qua việc kết hợp lôgic một số phương pháp

I MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Môn tin học nhằm cung cấp cho học sinh kiến thức phổ thông ngành khoa học tin học, hình thành phát triển khả tư thuật toán, lực sử dụng thành tựu ngành khoa học học tập lĩnh vực hoạt động sau Trang bị cho học sinh cách tương đối có hệ thống khái niệm mức phổ thông tin học, ngành khoa học với đặc thù riêng, kiến thức hệ thống, thuật toán, cấu trúc liệu Học sinh bước đầu biết sử dụng máy tính, biết soạn thảo văn bản, biết sử dụng Internet, khai thác phần mềm ứng dụng, giải toán đơn giản máy tính, bước đầu sử dụng hệ quản trị CSDL quan hệ cụ thể Rèn luyện cho học sinh cách nghĩ làm việc khoa học ham hiểu biết, tìm tòi sáng tạo, chuẩn mực, xác suy nghĩ hành động, say mê môn tin học, cẩn thận công việc, hợp tác tốt với bạn bè Trong trình dạy học tìm hiểu xem học sinh không thích học phần toán thuật toán, đưa số câu hỏi biết lý Đa phần học sinh lớp 10 hỏi “các em học tin học cấp 2, em có suy nghĩ học tin học?” hầu hết em trả lời “không học cả” “học soạn thảo văn không thực hành” trường THCS, sở vật chất thiếu, số lượng máy tính chưa đủ học sinh thực hành, em không thích học tin học Còn phận học sinh cho học tin học có nghĩa chơi máy tính, có lên máy tính chơi điện tử Các em hào hứng, chờ đợi học tin chơi máy tính Vì học vào phần tin học 10 phần thuật toán học sinh thấy chàn nãn khô khan cứng nhắc nó, lại không lên phòng thực hành để chơi máy tính Vì với kinh nghiệm 12 năm nghề năm đứng dạy lớp 10 xin chia với người số kinh nghiệm thân dạy phần thuật toán tin học 10 để học sinh có quan niệm khác học tin học không em suy nghĩ lâu học tin học, không cảm thấy nhàm chán học phần toán thuật toán tin học 10 mà ngược lại cảm thấy hứng thú học phần này, chịu khó làm giáo viên giao nhà hăng say phát biểu cho dù không thực hành với máy tính Chuẩn bị tốt cho trình tiếp thu kiến thức tin học 11 – Chương trình lập trình Vì chọn đề tài “Tạo hứng thú học tập cho học sinh học phần toán thuật toán tin học 10 qua việc kết hợp logic số phương pháp” có nhiều lý lý quan trọng muốn tạo cho học sinh cảm giác thoải mái, hứng thú học phần học khô khan cứng nhắc, máy móc với bước hay hình khối Mục đích nghiên cứu Cho học sinh hiểu khái niệm toán, thuật toán tin học Hiểu rõ khái niệm thuật toán cách giải toán mà nguyên tắc giao cho máy tính thực Hiểu thực số thuật toán đơn giản Xây dựng số thuật toán đơn giản Qua hình thành số kĩ chuẩn bị tiếp thu việc học ngôn ngữ lập trình tin học 11 Các kiến thức góp phần phát triển khả tư giải vấn đề khoa học sống Luyện tập cách xây dựng ý tưởng, xác định Input Output toán Biểu diễn thuật toán hai cách: liệt kê sơ đồ khối Kĩ Biết cách xác định Input Output Bước đầu biểu diễn thuật toán hai cách: Liệt kê sơ đồ khối Đối tượng nghiên cứu Phần toán thuật toán phần học nói khó Các kiến thức phần học góp phần phát triển khả tư giải vấn đề khoa học sống, hình thành số kĩ chuẩn bị cho việc tiếp thu học ngôn ngữ lập trình; cách dùng biến, khởi tạo giá trị biến…Vì thấy cần giúp học sinh tạo cho số kĩ học tin học tin học lập trình chương trình tin 11 mà học sinh cảm giác sợ học hay chán nãn với khô khan bước đầu sử dụng kết hợp số phương pháp trình dạy phần toán thuật toán tin học 10 đễ cho học sinh suy nghĩ học tin học Vì đề tài “Tạo hứng thú học tập cho học sinh học phần toán thuật toán tin học 10 qua việc kết hợp logic số phương pháp” Phương pháp nghiên cứu Tìm hiểu đối tượng học sinh lớp, thuyết trình, hướng dẫn học sinh theo hướng học sinh chủ động Có thể kết hợp biện pháp khuyến khích cho điểm cao để học sinh hứng thú hăng say phát biểu Cho ví dụ thực tế phù hợp với nhóm đối tượng học sinh (Giỏi, khá, trung bình, yếu), ứng dụng phương pháp dạy học theo NCBH tiết dạy Có thể nói nội dung khó cần kết hợp nhiều biện pháp để hướng dẫn cho học sinh giải thuật toán từ dễ đến khó, không tạo cho học sinh áp lực dẫn đến chán nãn trình học phần II NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Trước học phần học học sinh giống trang giấy trắng chưa có chút kiến thức, khái niệm thuật toán, giáo viên người tô cho học sinh khái niệm cách giải toán bắng thuật toán Phần phần học trừu tượng Vì với nội dung SGK học sinh khó hiểu, từ dẫn đến tình trạng sợ học thuật toán phần tin học 10 THPT Luyện tập cách xây dựng ý tưởng, xác định Input Output toán Biểu diễn thuật toán hai cách: liệt kê sơ đồ khối Kỹ Biết cách xác định Input Output Bước đầu biểu diễn thuật toán hai cách Hai khái niệm mà học sinh cần phải nắm vững Bài toán việc ta muốn máy tính thực Để giải toán thực tế đời sống hàng ngày cần xác định hai yếu tố quan trọng biết cần tìm Giải toán máy tính cần xác đinh Input Output mối quan hệ chúng Thuật toán dãy hữu hạn thao tác được xếp theo trình tự xác định cho sau thực dãy thao tác ấy, từ Input toán ta nhận Output cần tìm” Áp dụng thực làm số ví dụ thực tế giáo viên giao ví dụ SGK Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Một số học sinh cho học tin học có nghĩa chơi máy tính, có lên máy tính chơi điện tử Các em hào hứng, chờ đợi học tin chơi máy tính Vì học vào phần tin học 10 phần thuật toán học sinh thấy chán nãn khô khan cứng nhắc Trước học phần học học sinh giống trang giấy trắng chưa có chút kiến thức, khái niệm thuật toán giáo viên người tô cho học sinh khái niệm cách giải toán thuật toán Phần phần học trừu tượng với nội dung SGK học sinh khó hiểu, từ dẫn đến tình trạng sợ học thuật toán phần tin học 10 Kinh nghiệm sau nhiều năm dạy tin học phần thuật toán tin học 10, dạy phần cần tạo cho học sinh hứng thú học cần thiết Trong SGK tin 10 cho học sinh học số ví dụ ban đầu sức học sinh Vì đưa số ví dụ có yêu cầu thấp hơn, dễ dàng giải với học sinh kết hợp biện pháp khuyến khích cho điểm cao để học sinh hứng thú hăng say phát biểu Các phương pháp sử dụng để giải vấn đề - Tôi thực lồng ghép phương pháp dạy học vào với tiết dạy thuật toán - Cho ví dụ phù hợp với nhóm đối tượng học sinh không thiết phải áp dụng ví dụ SGK - Ứng dụng phương pháp dạy học theo NCBH… 3.1 Phương pháp Đối với tất đối tượng học sinh Ở tiết đầu phần toán thuật toán sử dụng phương pháp thuyết trình Yêu cầu học sinh phải nắm khái niệm toán thuật toán từ phân biệt toán thuật toán, kết hợp đưa ví dụ thực tế Trước vào phần ví dụ cho học sinh tìm hiểu sâu, yêu cầu học sinh cần phải hiểu toán thuật toán Bài toán việc ta muốn máy tính thực Để giải toán thực tế đời sống hàng ngày cần xác định hai yếu tố quan trọng biết cần tìm Giải toán máy tính cần xác đinh Input Ouput mối quan hệ chúng Ví dụ thực tế: Ví dụ Giải toán: Muốn đến trường cần thực cách nào? Giải toán đề nhiều cách: Đi Đi xe đạp Xin xe bạn… Ví dụ 2: Muốn điểm 10 môn tin kiểm tra miệng ngày mai thực cách nào? Thực giải toán cách phải học cũ Ví dụ 3: cho hai số a b nguyên dương, Tính tổng hai số Xác định Input: a,b Output: S Ví dụ 4: cho hai số a b nguyên dương, Tìm số lớn hai số Xác định Input: a,b Output: Số lớn a b Ví dụ : Tìm UCLN hai số nguyên dương a b Input : a,b Output : UCLL (a,b) Ví dụ 6: Tìm nghiệm phương trình bậc hai: ax2 + bx + c = (a ≠ 0) Input: a,b,c Output: nghiệm PTB2 Sau cho học sinh số ví dụ, học sinh hiểu rõ toán kể học sinh theo khối C Khái niệm thứ học sinh cần nắm “thuật toán” Tôi phân tích chi tiết cho học sinh hiểu khái niệm thuật toán SGK: Khái niệm: “Thuật toán dãy hữu hạn thao tác được xếp theo trình tự xác định cho sau thực dãy thao tác ấy, từ Input toán ta nhận Output cần tìm” Học sinh hiểu dãy hữu hạn thao tác Dãy hữu hạn bước giải toán để từ I ta O cần tìm phải theo thứ tự Ví dụ: Muốn tìm nghiệm phương trình bậc hai cần phải: xác định a,b,c Tính Deta So sánh Deta với (Deta >0, Deta b, b>a so sánh a với b a>b kết luận số lớn a a Max Max nhận giá trị 3.3 Phương pháp Đối với tất đối tượng học sinh Tôi dạy học sinh theo phương pháp nghiên cứu học Tôi chia học sinh làm nhóm Ở phương pháp sử dụng lồng ghép cách sau Cách Tôi chia học sinh làm nhóm Mỗi nhóm có đối tượng học sinh Giỏi, khá, trung bình, yếu để học sinh hỗ trợ lẫn Tôi kết hợp lấy tinh thần xung phong, khuyến khích học sinh cách cho điểm, học sinh giỏi trợ giúp học sinh bình yếu Từ tất đối tượng học sinh tiếp cận làm quen với thuật toán, tạo cho học sinh hứng thú không cảm thấy chán nãn làm việc với thuật toán Cách Tôi chia học sinh làm nhóm riêng theo học lực Nhóm nhóm học sinh: giỏi – Nhóm nhóm học sinh: trung bình – trung bình Nhóm nhóm học sinh: trung bình – yếu Tôi cho nhóm học sinh đề khác theo lực học sinh Nhóm học sinh giỏi đề nâng cao hơn, nhóm học sinh trung bình yếu đề Yêu cầu học sinh làm theo nhóm định đại diện nhóm lên làm bài, khuyến khích học sinh yếu Cách Tôi yêu cầu học sinh làm tập theo nhân Tôi cho học sinh dạng làm phần hoạt động nhóm tiết trước để học sinh yếu thao tác lại, sau cho toán mức độ khác nhau, dạng khác Bằng phương pháp tất học sinh lớp hăng hái hoạt động học sinh dù học sinh yếu làm thuật toán đơn giản 3.4 Phương pháp Lấy số ví dụ cụ thể toán từ xây dựng thuật toán Học sinh làm quen cách xác định toán (INPUT, OUPUT) Từ xây dựng thuật toán hai cách liệt kê, sơ đồ khối Từ toán dễ đến khó để đối tượng học sinh làm quen với thuật toán Đó phần quan trọng Trong SGK tin 10, ví dụ đưa ví dụ tìm số lớn dãy số nguyên, khó học sinh học sinh ban C bản, có phần học sinh theo khối nâng cao không làm ví dụ Theo nên cho học sinh làm quen từ dễ đến khó nâng cao dần Trước làm ví dụ yêu cầu học sinh học kỹ hai loại thuật toán: Liệt kê Sơ đồ khối Học sinh chọn hai loại theo kiến thức *) Thuật toán liệt kê: Liệt kê bước xếp theo trình tự giải toán để từ Input ta Output cần tìm Ví dụ: Tính tổng số nguyên dương a, b Bước xác định a, b Bước tính S = a + b Bước kết luận S *) Thuật toán sơ đồ khối: sử dụng hình khối để thể thao tác cần thực để từ Input ta Output cần tìm Các hình khối thuật toán liệt kê: Nhập, xuất, Bắt đầu, kết thúc Phép so sánh Phép tính toán Chuyển thực thao tác Ví dụ: Tính tổng số nguyên dương a, b Nhập a, b S=a+b Kết luận S 3.5 Phương pháp 5: Yêu cầu học sinh hoạt động nhóm nhà (bài tập nhà) Giao cho nhóm khác Yêu cầu: - Xác định toán - Xây dựng ý tưởng - Xây dựng thuật toán hai cách: liệt kê, sơ đồ khối - Trình bày vào giấy A0 Yêu cầu học sinh trình bày thuyết trình lớp, học sinh nhóm phần 3.6 Phương pháp Cho thuật toán học sinh làm giáo viên hướng dẫn Yêu cầu học sinh đưa nhận định kết (Output) sau thực thuật toán với Input cho Ví dụ 1: Tính tổng hai số nguyên a,b Input Output a=2 b=4 Ví dụ 2: Tìm giá trị lớn dãy số nguyên dương Input Output N=10 Dãy số: 3, 5, 7, 4, 2, 1, 7, 8, 9, Ví dụ 3: Kiểm tra tính nguyên tố số nguyên dương N Input Output N=10 N không nguyên tố Ví dụ 4: Kiểm tra xem dãy có số nguyên tố Input Output N=10 Dãy số: 3, 5, 7, 4, 2, 1, 7, 8, 9, Ví dụ Tìm nghiệm phương trình bậc hai: ax2 + bx + c = (a ≠ 0) Input Output a = 1; b=3; c=2 VÍ DỤ ÁP DỤNG: Ví dụ 1: cho hai số nguyên dương a b Tìm tổng hai số Input: a, b Output: s Bước xác định a, b Nhập a,b Bước tính tổng S = a + b S=a+b Bước kết luận S Kết luận S Ví dụ 2: Tìm số lớn hai số a b Input: a, b Bước xác định Output: a, b kết luận số lớn Bước a>b ⇒ số lớn a Nếu ab Số lớn b Kết thúc Ví dụ Tìm nghiệm phương trình bậc nhất: ax + b = 10 I: a, b O: nghiệm phương Bước trình xác đinh a, b Bước tính nghiệm −b X= a Bước kết luận nghiệm Nhập a, b X= -b/a Kết luận X Ví dụ tính tổng a, b với a>b I: a,b (a>b) O: S Bước 1.xác định a,b Bước a>b sang bước ab Đ S:= a+ b Kết luận S, kết thúc Ví dụ Tìm nghiệm phương trình bậc hai: ax2 + bx + c = (a ≠ 0) 11 I: a, b, c (a ≠ 0) O: nghiệm PT Bước Nhập a, b, c (a ≠ 0) Bước tính DT DT = b2 – 4*a*c Nhập a, b, c DT = b*b-4*a*c b, c Bước so sánh DT với DT>0, PT có nghiệm phân biệt X1 = DT>0 b, − b − DT 2*a − b + DT X2 = 2*a ⇒ bước Nếu DT = 0, PT có nghiệm kép X1 = X2 = -b/2*a ⇒ bước Nếu Nếu DT N? Bước i > N đưa Max Bước ai>Max ⇒ Max ← S S i> N? i> N? i> ai>Max N? Đ Max i> N? Bước i ← i +1 ⇒ ii+1 quay lại bước Kết luận Max, kết thúc Bước Kết luận Khi dạy thuật toán, yêu cầu học sinh xác định toán trước xây dựng thuật toán để học sinh thấy biết cần tìm để không vướng mắc xây dựng thuật toán Theo kinh nghiệm dạy thuật toán nên nhấn mạnh đến tính chất thuật toán, tính dứng thuật toán Ví dụ: Khi đưa toán, tính tổng hai số a b Tôi yêu cầu học sinh xác định tính dừng thuật toán (Thuật toán dừng nào? – thuật toán dừng tìm tổng) Ví dụ Tính tổng a b (a>b) Với toán trên, trường hợp xãy ra? Khi đưa vào số ab, tìm ta tổng thuật toán dừng Ví dụ So sánh hai số a b, tìm số lớn Thuật toán dừng tìm số lớn hai số 13 Ví dụ Cho dãy N số nguyên dương, tìm số lớn dãy số Thuật toán dừng tìm hết dãy ( i>N có nghĩa biến đếm chạy hết dãy) N = 10, dãy có 10 số i = 11, biến đếm i chạy hết dãy đứa số lớn dãy dừng thuật toán Ví dụ Tìm nghiệm PTB2 Thuật toán dừng kết luận nghiệm Chú ý: trường hợp dãy số thuật toán dừng xãy ta hai trường hợp: TH1 Tìm giá trị theo yêu cầu đề TH2 chạy hết dãy số (i>N) Ví dụ: TH1, Cho số K, tìm số có giá trị K dãy số nguyên dương Thuật toán dừng tìm thấy số K (ai = K) TH2, Cho dãy N (a1, a2, …, aN) số K Tìm tất số có giá trị K dãy Thuật toán dừng biến đếm chạy hết dãy (i>N) Sau dạy ví dụ đơn giản này, học sinh hứng thú học thuật toán phục vụ cho chương trình học tin học 11- THPT (tin học lập trình) mà học sinh không thấy nhàm chán Từ ta nâng cao kiến thức cho số đối tượng học sinh khá, giỏi Như ví dụ áp dụng SGK: Ví dụ 1: Kiểm tra tính nguyên tố số nguyên dương N Input: Số nguyên dương N Ouput: N nguyên tố, N không nguyên tố Ý tưởng: Yêu cầu học sinh nhắc lại khái niệm số nguyên tố (số nguyên tố số có hai ước nó) Có nhiều học sinh đến không nhớ đến khái niệm số nguyên tố ước giáo viên cần phải cho ví dụ để học sinh hiểu khái niệm Ví dụ 1: Với N = N chia hết cho chia hết cho N số nguyên tố Với N = N chia hết cho chia hết cho N số nguyên tố Với N = N chia hết cho 1, 2, N không số nguyên tố Vậy số lớn ta tìm ước thời gian Vậy cần hướng dẫn cho học sinh cách xác định theo: N=1 14 cần phải tính phần nguyên bậc hai N ( [ N ] ), sau lấy N chia cho số từ đến hết [ N ], N chia hết cho số khoảng khẳng định N số nguyên tố, ngược lại N số nguyên tố Ví dụ: N = 10 => [ 10 ] = 3, lấy N chia cho 2, N chia hết cho => N không nguyên tố N = 29 => [ 29 ] = 5, lấy N chia cho 2, 3, 4, N không chia hết cho số số => N nguyên tố N = 45 => [ 45 ] = 6, lấy N chia cho 2, 3, 4, 5, N chia hết cho số => N nguyên tố Từ đưa thuật toán cho học sinh yêu cầu học sinh thuật toán theo thuật toán liệt kê thuật toán theo ý hiểu học sinh diễn tả ngôn từ liệt kê bước, học sinh dễ thực Thuật toán liệt kê Bước Nhập số nguyên dương N GV yêu cầu Bước Nếu N = khẳng định N không Học sinh lên bảng làm ví dụ theo yêu cầu giáo viên giáo nguyên tố Nếu 1 A thông báo tính chất nguyên tố N sang bước Bước Nếu N chia hết cho i thông báo N không nguyên tố ⇒ Bước Nếu N không chia hết cho i i ← i+1, quay lại bước Bước Kết thúc Khi giáo viên đặt câu hỏi: “Thuật toán dừng nào?” Trả lời: Thuật toán dừng xác định tính nguyên tố hay không nguyên tố số nguyên dương N Sau yêu cầu học sinh xây dựng thuật toán sơ đồ khối 15 Nhập N Đ N=1? S Đ N? Thông báo N nguyên tố, kết thúc S i i+1 S N chia hết cho i ? Đ Thông báo N không nguyên tố, kết thúc Ví dụ 2: Bài toán xếp (sắp xếp tuần tự) Cho dãy A gồm N số nguyên dương a1, a2, …, aN Sắp dãy A thành dãy không giảm Yêu cầu học sinh đưa ý kiến “Dãy không giảm dãy nào?” Trả lời: Dãy không giảm dãy số hạng đứng trước không lớn số hạng đứng sau Lấy ví dụ dãy số SGK dãy A gồm số: Dãy A 10 12 Dãy sau 7 10 12 Input: dãy A gồm N số nguyên Ouput: Dãy A xếp thành dãy không giảm (tăng) 16 Ý tưởng: So sánh cặp số hạng đứng liền kề dãy, số đứng trước lớn số đứng sau thực đổi chổ cho Lặp lặp lại không đổi chổ xãy Thuật toán: Liệt kê: Bước Nhập N, số hạng a1, a2, …, aN Bước M←N Bước MM, quay lại bước Bước > ai+1, trao đổi với ai+1, bước Sơ đồ khối: Nhập N a1, a2, …, aN M N MM ? S Trao đổi với ai+1 Đ ai> ai+1 ? S 17 Sau hướng dẫn học sinh làm ví dụ yêu cầu học sinh nhà làm thuật toán xếp dãy Dãy không tăng (số hạng đứng trước không nhỏ số hạng đứng sau) III HIỆU QUẢ CỦA SKKN ĐỐI VỚI HOẠT ĐỘNG GIÁO DỤC Sau áp dụng kinh nghiệm tiết học thấy chất lượng học sinh học có tốt qua năm Học sinh hứng thú học thuật toán không tượng học sinh chán học, mệt mỏi tiết học Kết đánh giá học sinh sau áp dụng phương pháp trình dạy học phần toán – thuật toán Lớp Sĩ số Giỏi Trung bình Yếu SL % SL % SL % SL % 10B2 42 29 69.05 13 30.95 0 0 10B4 45 10 22.73 29 65.91 11.36 0 10B5 42 13 30.95 26 61.9 7.17 0 IV KẾT LUẬN Trên số phương pháp áp dụng tiết dạy phần học toán thuật toán chương trình tin học lớp 10 trường THPT Lam Kinh Tuy chưa thực tối ưu mong đồng chí đóng góp ý kiến đề tài hoàn thiện áp dụng trình dạy học tin học 10 nói riêng tin học THPT nói chung có hiệu tốt Tôi xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 29 tháng năm 2016 Tôi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác Nguyễn Thị Hương 18 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa tin học 10 Sách tập tin học 10 Sách tham khảo hay toán - thuật toán Một số toán - thuật toán đơn giản Giúp em học tốt phần thuật toán tin 10 Dạy học theo chuẩn kiến thức, kĩ môn tin học 10 Câu hỏi tập trắc nghiệm tin học 10 Luyện thi tin học 10 19 ... thuật toán tin học 10 đễ cho học sinh suy nghĩ học tin học Vì đề tài Tạo hứng thú học tập cho học sinh học phần toán thuật toán tin học 10 qua việc kết hợp logic số phương pháp Phương pháp nghiên... dung SGK học sinh khó hiểu, từ dẫn đến tình trạng sợ học thuật toán phần tin học 10 Kinh nghiệm sau nhiều năm dạy tin học phần thuật toán tin học 10, dạy phần cần tạo cho học sinh hứng thú học cần... khoa tin học 10 Sách tập tin học 10 Sách tham khảo hay toán - thuật toán Một số toán - thuật toán đơn giản Giúp em học tốt phần thuật toán tin 10 Dạy học theo chuẩn kiến thức, kĩ môn tin học 10