Rèn kỹ năng viết thuật toán cho học sinh thông qua một số bài tập cơ bản

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT HOẰNG HÓA II SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: NÂNG CAO KỸ NĂNG VIẾT THUẬT TOÁN CHO HỌC SINH THÔNG QUA MỘT SỐ BÀI TẬP CƠ BẢN Người thực : LÊ THI HOÀI THU Chức vụ : Giáo viên Đơn vị công tác : THPT HOẰNG HÓA SKKN thuộc lĩnh vực môn: TIN HỌC THANH HÓA NĂM 2017 PHẦN I MỞ ĐẦU LÝ DO Năm học 2016 -2017 năm tổ chuyên môn phân công dạy Tin học 10 Đứng trước nhiệm vụ năm học này, lên kế hoạch mục tiêu dạy học cho nhằm đạt hiệu dạy học tốt đạt tiêu đăng kí Trong trình giảng dạy môn Tin học 10, dạy Bài “BÀI TOÁN VÀ THUẬT TOÁN ” nhận thấy nội dung khó em em hiểu vô lý thú Với ví dụ trình bày kinh nghiệm giúp cho học sinh nắm bắt tốt cách viết thuật toán toán • Khảo sát tình trạng: Giáo viên đưa đề kiểm tra tiết lớp 10A2 (40 học sinh) sau: Bài 1: Xác định Input Output toán sau: “Tính tổng bình phương chữ số số tự nhiên có chữ số ” Bài 2: Liệt kê bước thuật toán để giải toán sau : “Rút gọn phân số a với a, b bất kỳ, b ≠ ” b Bài 3: Viết thuật toán để xếp dãy số nguyên nhập từ bàn phím theo thứ tự giảm dần Kết kiểm tra không áp dụng kinh nghiệm sau: Lớp 10A2 có 40 học sinh: Điểm Số học sinh Tỉ lệ 23 % 10 25 % 11 28 % 13 % 13 % Đối với Bài 1, học sinh tìm Input Output toán mà chưa viết đầy đủ thuật toán để giải Đối với Bài 2, Bài học sinh chưa mô thuật toán sơ đồ khối 2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Trong dự thảo báo cáo trị phát triển văn hoá – giáo dục – đào tạo báo Nhân dân ngày 3.2.2001 có đề cập: “Đổi toàn diện nội dung, phương pháp dạy học, hệ thống trường lớp hệ thống quản lí giáo dục theo hướng chuẩn hoá, đại hoá, xã hội hoá dân chủ hoá” Trên sở đó, mục tiêu đề tài nhằm: Giúp học sinh hiểu rõ khái niệm Thuật toán Giúp học sinh viết thuật toán dễ dàng, khắc phục tình trạng cảm thấy mơ hồ học thuật toán Khuyến khích học sinh biểu diễn thuật toán sơ đồ khối Là sở để phát bồi dưỡng học sinh giỏi tin học để học tiếp kiến thức viết chương trình năm sau học sinh ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Nội dung Bài toán thuật toán nằm chương trình Tin học 10, gồm tiết (5 tiết lý thuyết tiết tập) , áp dụng đề tài lồng ghép lý thuyết tập - Đối tượng học sinh lớp 10 mà dạy PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHUNG - Đứng trước vấn đề trừu tượng học sinh, việc xây dựng tập ví dụ quan trọng Học sinh học thông qua ví dụ hiểu rõ cụ thể thuật toán - Vì vậy, trước hết, phải giúp học sinh giải tập sách giáo khoa sách tập, sau đó, đưa số ví dụ khác sách giáo khoa gần gũi với em CẤU TRÚC ĐỀ TÀI Phần I Mở đầu Lí Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu chung Cấu trúc đề tài Phần II Nội dung Giúp học sinh hiểu rõ khái niệm “Bài toán” tin học Giúp học sinh hiểu rõ khái niệm “Thuật toán” tin học Một số tập Đánh giá Phần III Kết luận PHẦN II NỘI DUNG Giúp học sinh hiểu rõ khái niệm "Bài toán" Tin học: Giáo viên đặt vấn đề cách đưa ví dụ để học sinh quan sát: Ví dụ 1: Giải phương trình bậc tổng quát: ax2+ bx+ c= (a ≠ 0) Ví dụ 2: Bài toán kiểm tra tính nguyên tố số nguyên dương N Phát vấn học sinh: Em xác định INPUT(thông tin ban đầu) Output(kết quả) toán có dạng ? (Dạng số, hình ảnh, hay văn ?) Học sinh trả lời: ví dụ Dữ kiện Các hệ số a, b, c Kết Nghiệm phương trình (nếu có) có dạng số nguyên ví dụ Số nguyên dương N số thực N là số nguyên tố N số nguyên tố Lâu nay, học sinh tiếp xúc quen với khái niệm toán Toán học Vì vậy, giáo viên nên đưa câu hỏi so sánh giống khác toán Tin học toán Toán học? Giáo viên giải thích: Bài toán Toán học yêu cầu giải cụ thể để tìm kết quả, toán Tin học yêu cầu máy tính giải đưa kết cho Từ giáo viên trình chiếu khái niệm Bài toán Tin học : Là việc mà ta muốn máy tính thực để từ thông tin đưa vào máy tính cho ta kết mong muốn - Những kiện toán gọi Input - Kết máy tính trả gọi Output toán Sau giáo viên yêu cầu học sinh tìm lại Input Output ví dụ  Như vậy, khái niệm toán không bó hẹp phạm vi môn toán, mà phải hiểu vấn đề cần giải thực tế, để từ thông tin cho máy tính tìm kết cho Giúp học sinh hiểu rõ khái niệm "Thuật toán" Tin học: Bước 1: Giáo viên nêu tình để giúp học sinh tt́ìm Input Output Làm để từ Input toán, máy tính tìm cho ta Output ? Ta cần tìm cách giải toán làm cho máy tính hiểu cách giải Giáo viên giải thích: Nếu Toán học phải giải trực tiếp để lấy kết quả, đây, cần tìm cách giải toán tổng quát máy tính giải cho ta lớp toán đồng dạng Ví dụ: Bài toán giải phương trình bậc với hệ số a,b,c bất kỳ, toán tìm diện tích tam giác với độ dài cạnh nhập bất kỳ, toán tìm UCLN số nguyên bất kỳ, toán quản lý học sinh … Bước 2: Giáo viên đưa khái niệm thuật toán phân tích, nhấn mạnh tính chất thuật toán:  Khái niệm: “Thuật toán để giải toán dãy hữu hạn thao tác xếp theo trình tự xác định cho sau thực dãy thao tác ấy, từ thông tin đầu vào (Input) toán ta nhận kết (Output) cần tìm”  Các tính chất thuật toán: - Tính dừng: thuật toán phải kết thúc sau số hữu hạn thao tác - Tính xác định: Sau thực thao tác thuật toán kết thúc, có thao tác xác định để thực bước - Tính đắn: Sau thuật toán kết thúc, ta nhận kết cần tìm  Các bước tiến hành viết thuật toán toán : • Xác định toán: Là tìm Input Output toán • Tìm ý tưởng để giải toán • Viết thuật toán phương pháp liệt kê hay sơ đồ khối Bước 3: Giới thiệu cho học sinh cách biểu diễn thuật toán - Cách l: Liệt kê bước: Chính dùng ngôn ngữ tự nhiên để diễn tả bước cần làm giải toán máy tính - Cách 2: Dùng sơ đồ khối Quy ước : • Hình thoi thể thao tác so sánh • Hình chữ nhật • Hình ô van thể thao tác nhập, xuất liệu • Các mũi tên trình tự thực thao tác thể phép tính toán Giáo viên lưu ý học sinh phải nhớ quy ước để biểu diễn thuật toán xác Các quy ước hiểu ngôn ngữ thuật toán, Vì vậy, giáo viên khuyến khích học sinh biểu diễn thuật toán sơ đồ khối Ưu điểm sơ đồ khối tránh việc mô tả thừa câu chữ cách biểu diễn liệt kê, người đọc thấy trực quan bước thuật toán Một số tập Bài tập Viết thuật toán cho toán tìm nghiệm phương trình bậc ax2+bx+c=0 (SGK Tin học 10, trang 44) Lời giải :  Xác định toán : +Input : Cho ba số thực a, b, c + Output : Nghiệm phương trình ax2+bx+c=0  Ý tưởng toán: Để tìm nghiệm phương trình bậc ta cần tính  dựa vào kết  mà suy nghiệm phương trình Thuật toán toán: Cách 1: Liệt kê bước - Bước 1: Bắt đầu - Bước 2: Nhập hệ số a,b,c - Bước 3: Tính biệt số ∆ = b2- 4ac - Bước 4: Nếu ∆ < thông báo phương trình vô nghiệm kết thúc - Bước 5: Nếu ∆ = thông báo phương trình có nghiệm kép x = −b kết 2a thúc - Bước 6: Nếu ∆ > thông báo phương trình có nghiệm x1,x2= −b ± ∆ , 2a kết thúc - Bước 7: Kết thúc Cách 2: Biểu diễn thuật toán sơ đồ khối Bắt đầu Nhập a,b,c Tính = b2- 4ac B4 - B3 : Nếu a=0 - B3.1 Nếu b=0 kết luận phương trình cú vô số nghiệm => B4 - B3.2 Nếu b< > kết luận phương trình Vô nghiệm => B4 - B4: Kết thúc Cách 2: Biểu diễn thuật toán sơ đồ khối Nhp a,b Đúng Phương a0 trình có nghiệm x=-b/a Sai Phương trình b0 Đúng Kết thúc vô nghiệm Sai Phương trình có vô số nghiệm Bài tập Viết thuật toán tính tổng sau: S=1/2+1/3+1/4+…+1/N Lời giải :  Xác định toán : + Input : Nhập N + Output : Tổng S  Ý tưởng toán:Ta thấy việc tính tổng toán lặp lặp lại nhiều lần với tổng sau tổng trước cộng i với i chạy từ N i >N thuật toán dừng lại xuất tổng S  Thuật toán toán: Cách 1: Liệt kê bước B1: Nhập số N B2: S  0; i  0; B3 : Nếu i >N đưa tổng S kết thúc B4: S  S+ 1/i,i  i+1 B5 : Kết thúc thuật toán Yêu cầu học sinh chuyển từ cách viết thuật toán phương pháp liệt kê sang sơ đồ khối Cách 2: Biểu diễn thuật toán sơ đồ khối Nhập N S 0; i0 S i N tht́ì đưa giá trị Min kết thúc - Bước Bước 4.1 Nếu N Sai Đưa giá trị Minkết thúc Sai N tht́ì dừng lại xuất giá trị biến Dem 13  Thuật toán toán: Cách 1: Liệt kê bước - B1: Nhập số nguyên dương N n số a1,…,aN; - B2: i ¬ 1; Dem ¬ 0; - B3 Nếu i > N đưa giá trị Dem kết thúc ; - B4 Nếu N Đưa giá trị Dem kết thúc S N tht́ì dừng lại xuất giá trị biến Sum  Thuật toán toán: Cách 1: Liệt kê bước B1: Nhập số nguyên dương N n số a1,…,aN; B2: i ¬ 1; Sum ¬ 0; B3 Nếu i > N đưa giá trị Sum kết thúc ; B4 Nếu >0 tht́ì Sum ¬ Sum +1; B5 i ¬ i+1, quay lại B3 Cách 2: Biểu diễn thuật toán sơ đồ khối Nhập số nguyên dương N n số a1,…,aN; i1; Sum Đ i>N Đưa giá trị Sum kết thúc S >0 Đ Sum Sum +1 S ii+1 15 ĐÁNH GIÁ Kết kiểm tra học sinh lớp 10A1(42 học sinh) với đề kiểm tra giống lớp 10A2 (ở trên) sau thực đề tài sau: Lớp 10A1: Điểm Số học sinh 0 10 10 Tỉ lệ 14% 24% 24% 21% 17% 16 PHẦN III KẾT LUẬN Với việc xây dựng thuật toán minh họa trên, tŕnh giảng dạy Tin học 10, thân thấy tiết học toán thuật toán không cc̣òn nhàm chán, khô cứng mà trở nên sôi học sinh hiểu thuật toán cách dễ dàng Đề tài đời từ kinh nghiệm thân tŕnh giảng dạy từ kiến thức mà đă tham khảo với đồng nghiệp Tôi mong góp ý chân thành quý thầy cô để có sáng kiến kinh nghiệm tốt Xin chân thành cảm ơn! THANH HÓA, ngày 25 tháng 05 năm 2017 Giáo viên thực hiện: Lê Thị Hoài Thu ZZZZZZZ Tài liệu tham khảo: - Sách giáo khoa, sách tập sách giáo viên Tin học 10 - Tài liệu bồi dưỡng giáo viên Tin học 10 - Bài tập Ngôn ngữ lập trình pascal (Quách Tuấn Ngọc) 17 ... thấy trực quan bước thuật toán Một số tập Bài tập Viết thuật toán cho toán tìm nghiệm phương trình bậc ax2+bx+c=0 (SGK Tin học 10, trang 44) Lời giải :  Xác định toán : +Input : Cho ba số thực... Giúp học sinh hiểu rõ khái niệm Bài toán tin học Giúp học sinh hiểu rõ khái niệm Thuật toán tin học Một số tập Đánh giá Phần III Kết luận PHẦN II NỘI DUNG Giúp học sinh hiểu rõ khái niệm "Bài. .. học sinh viết thuật toán dễ dàng, khắc phục tình trạng cảm thấy mơ hồ học thuật toán Khuyến khích học sinh biểu diễn thuật toán sơ đồ khối Là sở để phát bồi dưỡng học sinh giỏi tin học để học