Phát triển năng lực tư duy thuật toán cho học sinh khi dạy học câu lệnh rẽ nhánh trong tin học lớp 11

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - CHU HUY HOÀNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY THUẬT TOÁN CHO HỌC SINH KHI DẠY HỌC CÂU LỆNH RẼ NHÁNH TRONG TIN HỌC LỚP 11 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Sƣ phạm Tin học HÀ NỘI, 2019 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - CHU HUY HOÀNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY THUẬT TOÁN CHO HỌC SINH KHI DẠY HỌC CÂU LỆNH RẼ NHÁNH TRONG TIN HỌC LỚP 11 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Sƣ phạm Tin học Ngƣời hƣớng dẫn khoa học TS LƢU THỊ BÍCH HƢƠNG HÀ NỘI, 2019 LỜI CẢM ƠN Trong trình thực khóa luận “Phát triển lực tư thuật tốn cho học sinh dạy học câu lệnh rẽ nhánh Tin học lớp 11”, cố gắng thân, em nhận đƣợc giúp đỡ tận tình, tạo điều kiện thầy, giáo Viện Công nghệ Thông tin, đặc biệt cô giáo hƣớng dẫn – TS Lƣu Thị Bích Hƣơng Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới Lƣu Thị Bích Hƣơng tận tình giúp đỡ, hƣớng dẫn bảo cho em suốt q trình thực khóa luận Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo Viện Công nghệ Thông tin trƣờng ĐHSP Hà Nội tận tình truyền đạt kiến thức năm em học tập Vốn kiến thức tiếp thu đƣợc q trình học tập khơng tảng cho q trình nghiên cứu khóa luận mà hành trang quý báu để em bƣớc vào đời cách vững tự tin Cuối em xin cảm ơn thầy giáo tổ Tốn – Tin – CN trƣờng THPT Xuân Hòa – Phúc Yên – Vĩnh Phúc, đặc biệt cô hƣớng dẫn thực tập Nguyễn Thị Thu Trang tạo điều kiện giúp đỡ đóng góp ý kiến để em thực khóa luận Hà Nội, tháng năm 2019 Sinh viên thực Chu Huy Hoàng LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng em đƣợc hƣớng dẫn TS Lƣu Thị Bích Hƣơng Các kết quả, số liệu nêu khóa luận chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khoa học Những số liệu kết đƣợc em thu thập thời gian thực tập trƣờng THPT Xn Hòa Ngồi ra, khóa luận có sử dụng sở lý thuyết có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát gian lận nào, em xin chịu hoàn tồn trách nhiệm nội dung khóa luận Hà Nội, tháng năm 2019 Sinh viên thực Chu Huy Hồng DANH MỤC CÁC VIẾT TẮT CN Cơng nghệ ĐK Điều kiện GV Giáo viên HS Học sinh SGK Sách giáo khoa THPT Trung học phổ thông DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Mơ hình chung cấu trúc lực 13 Hình 1.2: phẩm chất 10 lực học sinh cần đạt đƣợc 20 Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc rẽ nhánh if – then 26 Hình 2.2: Thuật tốn kiểm tra a số chẵn 28 Hình 2.3: Sơ đồ cấu trúc rẽ nhánh if – then – else 29 Hình 2.4: Thuật tốn tìm max a b 31 Hình 2.5: Thuật tốn giải phƣơng trình bậc nhất: ax + b = 34 Hình 2.6: Thuật tốn giải phƣơng trình bậc 36 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Bảng tóm tắt lực chung biểu lực 14 Bảng 1.2: Ý kiến GV việc dạy học nhằm phát triển lực tƣ thuật toán 20 Bảng 1.3: Kết điều tra ý thức học tập phƣơng pháp học môn Tin học học sinh 22 Bảng 2.1: So sánh hai dạng câu lệnh If – then 24 Bảng 2.2: Một số ví dụ câu lệnh rẽ nhánh 25 Bảng 3.1: Thống kê kết học tập môn Tin học trƣớc thực nghiệm 39 Bảng 3.2: Kết điểm sau thực nghiệm 52 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Sự hình thành khái niệm thuật toán 1.1.1 Nguồn gốc từ thuật toán 1.1.2 Sự hình thành khái niệm thuật toán Tin học 1.1.3 Khái niệm thuật toán đƣợc dạy trƣờng phổ thông 1.2 Các tính chất thuật tốn 1.3 Phát triển lực tƣ thuật toán 11 1.3.1 Nguồn gốc lực 11 1.3.2 Khái niệm lực 12 1.3.3 Khái niệm lực Tin học 13 1.3.4 Khái niệm lực tƣ thuật toán 13 1.3.5 Các lực cần phát triển cho học sinh trung học phổ thông 14 1.4 Điều tra thực trạng dạy học theo định hƣớng phát triển tƣ thuật toán Tin học lớp 11 20 1.4.1 Điều tra thăm dò ý kiến giáo viên 20 1.4.2 Điều tra thăm dò ý kiến học sinh 22 1.4.3 Đánh giá chung 23 CHƢƠNG 2: PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY THUẬT TOÁN CHO HỌC SINH KHI DẠY HỌC CÂU LỆNH RẼ NHÁNH TRONG TIN HỌC 11 24 2.1 Mục tiêu chủ đề 24 2.2 Câu lệnh rẽ nhánh 24 2.3 Phân tích số nội dung dạy học câu lệnh rẽ nhánh Tin học 11 25 2.3.1 Ý nghĩa câu lệnh rẽ nhánh 25 2.3.3 Câu lệnh ghép ví dụ 34 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 38 3.1 Mục đích, đối tƣợng phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm 38 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sƣ phạm 38 3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sƣ phạm 38 3.1.3 Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm 38 3.1.4 Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm 39 3.2 Triển khai thực nghiệm sƣ phạm 39 3.2.1 Tiến hành giảng dạy lớp 39 3.2.2 Tổ chức thực nghiệm 52 3.2.3 Kết thực nghiệm 52 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 PHỤ LỤC MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Bàn tƣ duy, Pascal cho “Tƣ tạo nên cao ngƣời”; Descartes nói “Tơi tƣ tức tơi tồn tại”; Emerson nói “Tƣ hạt giống hành động”; H.Poincaré dùng hình ảnh “Tƣ tia sáng đêm tối Nhƣng tia sáng tất cả” Bàn dạy học, rèn luyện tƣ duy, nguyên thủ tƣớng Phạm Văn Đồng nói “Điều chủ yếu khơng phải nhồi nhét mớ kiến thức hỗn độn mà phƣơng pháp suy nghĩ, phƣơng pháp nghiên cứu, phƣơng pháp học tập, phƣơng pháp giải vấn đề” Theo ngạn ngữ cổ Hy lạp “Dạy học khơng phải rót kiến thức vào thùng rỗng mà thắp sáng lên lửa” Theo Lê Hải Yến (2008), mục tiêu bậc học phổ thơng hình thành phát triển đƣợc tảng tƣ HS thời đại mới, bao gồm nhóm kiến thức, kĩ mơn học phổ thơng, nhóm kĩ tƣ nhóm phẩm chất nhân cách đạo đức Trong đó, kĩ tƣ kể đến nhƣ biết cách suy luận, phát hiện, giải vấn đề, biết cách học, cách tự học, có tƣ sáng tạo, Thơng qua dạy kiến thức kỹ để đạt đƣợc mục tiêu hình thành phát triển lực tƣ - trí tuệ HS, thơng qua việc dạy học theo định hƣớng phát triển tƣ duy, tạo đƣợc móng trí tuệ - cách suy nghĩ để giải vấn đề thực tiễn sau cho HS bƣớc vào đời Vậy, mục tiêu quan trọng trình dạy học giúp cho HS phát triển đƣợc tƣ [8] Hồ Sỹ Đàm cộng (2006) khẳng định mục tiêu dạy học môn Tin học bậc học phổ thông nhấn mạnh: Mục tiêu môn Tin học “nhằm cung cấp cho HS kiến thức phổ thông ngành khoa học Tin học, hình thành phát triển khả tƣ thuật toán, lực sử dụng thành tựu ngành khoa học học tập lĩnh vực hoạt động sau này"[4] Nguyễn Bá Kim (2009) đề cập đến “dạy học qui tắc phƣơng pháp” dạy học mơn Tốn, cụ thể dạy thuật giải qui tắc tựa thuật giải [9] Dạy thuật giải nhằm dạy cho HS kiến tạo tri thức, đặc biệt tri thức phƣơng pháp Đây nội dung quan Hoạt động giáo viên học sinh chuyển nhƣ sau: Nội dung ghi bảng đủ: - If (số đo chiều cao A lớn B) then (A + Nếu điều kiện cao B) thực câu lệnh sau “then” Từ tốn thực tế ta có tốn sau: Ví dụ 2: Tìm số lớn số nguyên + Nếu điều kiện sai thực câu lệnh sau “else” a b? GV: Hãy cho biết input output Dƣới sơ đồ khối cấu trúc rẽ nhánh dạng thiếu toán? dạng đủ: HS: - Dạng thiếu: - Input: số nguyên a b Đ - Output: Đƣa số lớn Câu lệnh ĐK GV: Hãy cho biết có trƣờng hợp xảy trƣờng hợp nào? S HS: Có trƣờng hợp xảy ra: - a lớn b - Dạng đủ: - b lớn a - a b Vậy với trƣờng hợp a lớn b ta có câu lệnh nhƣ sau: Câu lệnh Đ S ĐK Câu lệnh - If (a > b) then writeln(„so a lon hon so b‟); GV: Tƣơng tự đƣa câu lệnh rẽ nhánh cho trƣờng hợp lại? HS: Chƣơng trình tìm số lớn - If (b > a) then writeln(„so b lon hon so a‟); số nguyên a b nhƣ sau: - If (a = b) then writeln(„so a bang so b‟); Var a, b: integer; 44 Hoạt động giáo viên học sinh Nội dung ghi bảng GV: Dựa vào cấu trúc rẽ nhánh có đƣợc Begin trên, viết chƣơng trình tìm số lớn Writeln(„nhap a va b: „); số nguyên a b? Readln(a, b); HS: chƣơng trình nhƣ sau: If (a = b) then writeln Var a, b: integer; („so a bang so b‟); Begin If (a > b) then writeln („so a lon hon so b‟) Writeln(„nhap a va b: „); Else writeln(„ so b lon If (a > b) then writeln(„so a lon hon so hon so a‟); b‟); Readln Readln(a, b); If (b > a) then writeln(„so b lon hon so End a‟); Câu lệnh ghép If (a = b) then writeln(„so a bang so b‟); Câu lệnh ghép Pascal Readln có dạng sau: End Begin GV: Em có nhận xét chƣơng trình ; viết? End; HS: Số lần thực câu lệnh If - then Trong đó: lần dài - Các câu lệnh câu Vậy để khắc phục việc phải sử lệnh Pascal dụng nhiều lần câu lệnh If – then Ví dụ: Sử dụng cấu trúc rẽ sử dụng cấu trúc dạng đủ là: If – then – nhánh biện luận nghiệm else phƣơng trình bậc 2: a + bx Var a, b: integer; + c = (a ≠ 0)? Begin If (D b) then writeln(„so a lon hon so Else b‟) Begin Else writeln(„ so b lon hon so a‟); := (-b – sqrt(D))/(2*a); Readln := (-b + sqrt(D))/(2*a); End Nhƣ ta rút ngắn đƣợc từ câu lệnh End; xuống câu lệnh Chú ý sử dụng câu lệnh GV: Từ ví dụ em có nhận xét điều If – then: kiện câu lệnh cấu trúc câu lệnh If – - Trong chƣơng trình then? khơng nên có q nhiều câu lệnh If – then lồng nhƣ HS: Trong câu lệnh If – then: tốn nhớ thời - Điều kiện biểu thức logic gian xử lý - Câu lệnh câu lệnh Pascal - Vậy nên cần sử dụng câu GV: Qua ví dụ em có nhận xét lệnh rẽ nhánh If – then câu lệnh If – then dạng thiếu câu lệnh If cho hợp lý có hiệu – then dạng đủ? cao HS: - Trong câu lệnh If – then dạng thiếu + Nếu điều kiện thực câu lệnh sau “then” + Nếu điều kiện sai khỏi cấu trúc rẽ nhánh thực câu lệnh chƣơng trình - Trong câu lệnh If then dạng đủ: 46 Hoạt động giáo viên học sinh + Nếu điều kiện thực câu lệnh sau “then” + Nếu điều kiện sai thực câu lệnh sau “else” Dƣới sơ đồ khối cấu trúc rẽ nhánh dạng thiếu dạng đủ: - Dạng thiếu: Đúng Điều kiện Câu lệnh Sai - Dạng đủ: Câu lệnh Đúng Sai Điều kiện Câu lệnh GV: Vẽ sơ đồ khối thuật toán toán tìm số lớn số nguyên a b? HS: Sơ đồ khối thuật tốn tìm số lớn số nhƣ sau: 47 Nội dung ghi bảng Hoạt động giáo viên học sinh Bắt đầu a b S S a>b b lớn a a=b Đ số Đ a lớn b Kết thúc Nhƣ ta biết cấu trúc câu lệnh rẽ nhánh dạng thiếu dạng đủ câu lệnh câu lệnh Pascal 48 Nội dung ghi bảng Hoạt động giáo viên học sinh Nhƣng nhiều trƣờng hợp sau từ khóa “ then” hay từ khóa “else” có nhiều câu lệnh phải sử dụng câu lệnh ghép Câu lệnh ghép Pascal có dạng sau: Begin ; End; Trong đó: - Các câu lệnh câu lệnh Pascal Ví dụ nhƣ ta có đoạn cấu trúc rẽ nhánh biện luận nghiệm phƣơng trình bậc 2: a c = (a ≠ 0) nhƣ sau: + bx + If (D c) and (b + c > a) and (c + a > b) then writeln(„ a, b, c la so canh cua tam giac‟); Else writeln(„a, b, c khong phai la so ba canh cua tam giac‟); Readln End ...TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - CHU HUY HOÀNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY THUẬT TOÁN CHO HỌC SINH KHI DẠY HỌC CÂU LỆNH RẼ NHÁNH TRONG TIN HỌC LỚP 11 KHÓA LUẬN... tra thăm dò ý kiến học sinh 22 1.4.3 Đánh giá chung 23 CHƢƠNG 2: PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƢ DUY THUẬT TOÁN CHO HỌC SINH KHI DẠY HỌC CÂU LỆNH RẼ NHÁNH TRONG TIN HỌC 11 ... tài Phát triển lực tư thuật toán cho học sinh dạy học câu lệnh rẽ nhánh Tin học lớp 11 để nghiên cứu Mục đích nghiên cứu Mục tiêu khóa luận đề xuất đƣợc số cách tiếp cận dạy học thuật toán