Đang tải... (xem toàn văn)
Đề tài “Phần mềm mô phỏng thuật toán và một số trò chơi trong môn tin học” ra đời nhằm mục đích giúp các bạn học sinh hiểu rõ hơn cơ chế hoạt động của một số thuật toán tiêu biểu như thuật toán sắp xếp , quy hoạch động. Đồng thời thông qua các trò chơi của phần mềm cũng góp phần giúp các bạn học sinh rèn luyện khả năng tư duy thuật toán và hứng thú hơn với bộ môn tin học.
Phần mềm mơ thuật tốn số trò chơi môn Tin học MỤC LỤC Mục lục Trang Lời cảm ơn Trang I Tóm tắt nội dung đề tài Trang II Giới thiệu tổng quan vấn đề nghiên cứu Trang III Giả thuyết khoa học mục đích nghiên cứu Trang Giả thuyết khoa học Trang Mục đích nghiên cứu Trang IV Phương pháp nghiên cứu Trang V Nội dung thực Trang Mô thuật tốn xếp Trang Mơ thuật tốn quy hoạch động Trang Thiết kế trò chơi Trang VI Kết luận Trang 11 VI Tài liệu tham khảo Trang 11 Tác giả : Nguyễn Minh Trung Hiếu Trang Phần mềm mơ thuật tốn số trò chơi mơn Tin học LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu, học tập làm việc tích cực, giúp đỡ vơ quý báu quý Thầy Cô trường THCS Chu Văn An quan tâm động viên bạn bè trường Đến hơm em hồn thành đề tài “ Phần mềm mơ thuật tốn số trò chơi mơn tin học” Hồn thành đề tài cho phép em bày tỏ lời cảm ơn tới quý Thầy Cô trường THCS Chu Văn An tạo điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đề tài Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn đặc biệt hướng dẫn tận tình Thầy Nguyễn Quốc Dư – Giáo viên môn Tin Học nhà trường dành nhiều thời gian, công sức hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình thực đề tài Tuy thời gian, kinh nghiệm kiến thức nhiều hạn chế nên đề tài khơng thể tránh khỏi thiếu sót, hạn chế định Vì em mong nhận bảo, đóng góp ý kiến q Thầy Cơ, bạn bè Hội đồng khoa học để em có điều kiện bổ sung nâng cao kiến thức nhằm thực tốt đề tài đề tài sau Em xin chân thành cảm ơn! Sông xoài, ngày 15 tháng 11 năm 2014 NGƯỜI VIẾT Nguyễn Minh Trung Hiếu Tác giả : Nguyễn Minh Trung Hiếu Trang Phần mềm mơ thuật tốn số trò chơi mơn Tin học I TĨM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI Đề tài “Phần mềm mô thuật tốn số trò chơi mơn tin học” đời nhằm mục đích giúp bạn học sinh hiểu rõ chế hoạt động số thuật toán tiêu biểu thuật toán xếp , quy hoạch động Đồng thời thơng qua trò chơi phần mềm góp phần giúp bạn học sinh rèn luyện khả tư thuật toán hứng thú với môn tin học Đề tài gồm hai nội dung : mơ thuật toán xếp, quy hoạch động số trò chơi mơnTin Học Đề tài viết ngơn ngữ lập trình C# Windows Forms Application Về mơ thuật tốn xếp đề tài mơ tả q trình xếp thuật tốn xếp : InterchangeSort, BubleSort, SelectionSort thuật tốn xếp nâng cao QuickSort Việc mơ thuật tốn quy hoạch động minh họa thơng qua tốn kiến di chuyển Về trò chơi đề tài giới thiệu trò chơi với đơn giản, hay gặp đòi hỏi người chơi phải nắm vững thuật tốn chơi để chiến thắng Các trò chơi bao gồm : trò chơi đốn số, trò chơi cắt gạch, trò chơi chia cờ, trò chơi bốc sỏi, trò chơi bật đèn Mỗi trò chơi thiết kế Form riêng biệt với thể thức chơi người máy tính Giao diện tổng quan phần mềm sau : Tác giả : Nguyễn Minh Trung Hiếu Trang Phần mềm mơ thuật tốn số trò chơi mơn Tin học II GIỚI THIỆU VÀ TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Tin học có vai trò quan trọng đời sống Việc giảng dạy học tập môn tin học nhà trường đạt nhiều kết tốt đẹp tạo thu hút, hứng thú học sinh với môn Tuy nhiên có thực tế phần lớn học sinh thường thích thú tập trung vào lĩnh vực phần mềm ứng dụng tin học mà tìm hiểu lĩnh vực thuật tốn Về lý do nhiều nguyên nhân : lĩnh vực khó khăn hơn, tạo hứng thú hơn, thầy truyền đạt khó hiểu… Vì em lựa chọn đề tài “Phần mềm mơ thuật tốn số trò chơi mơn tin học” nhằm mục đích giúp bạn học sinh hiểu rõ chế hoạt động số thuật toán tiêu biểu thuật toán xếp , quy hoạch động Đồng thời thơng qua trò chơi phần mềm góp phần giúp bạn học sinh rèn luyện khả tư thuật toán hứng thú với môn tin học Trong phạm vi đề tài em lựa chọn mơ thuật tốn xếp thuật tốn có nhiều ứng dụng q trình giải tốn tin Ngồi thuật tốn quy hoạch động lựa chọn thuật toán hay thường gặp toán thi học sinh giỏi Mặt khác để tạo hứng thú cho bạn việc tìm hiểu thuật tốn em thiết kế số trò chơi mà người chơi muốn chiến thắng phải nắm vững thuật toán chơi, từ giúp bạn rèn luyện khả tư thuật tốn III GIẢ THUYẾT KHOA HỌC VÀ MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Giả thuyết khoa học Ở nhiều nước giới mô thuật toán sử dụng việc giảng dạy mơn Khoa học máy tính cơng cụ hữu hiệu để mơ tả thuật tốn cách trực quan, khoa học Với quan điểm “trăm nghe không mắt thấy” q trình tìm hiểu thuật tốn, học sinh hiểu sâu dễ dàng nắm bắt quan sát bước thuật tốn cách trực quan Vì để học sinh hiểu rõ số thuật toán xếp thuật tốn quy hoạch động cần mơ Tác giả : Nguyễn Minh Trung Hiếu Trang Phần mềm mơ thuật tốn số trò chơi mơn Tin học hoạt động thuật tốn để học sinh dễ dàng nắm bắt tư tưởng bước hoạt động cụ thể thuật tốn từ dễ dàng hiểu hiệu tốn Ngồi với quan điểm “học mà chơi, chơi mà học” ta cần xây dựng kết hợp theo tính chất vừa học vừa chơi : xây dựng trò chơi mà em cần nắm bắt thuật toán để chơi từ tạo quan tâm, hứng thú kích thích khả tư em với mơn Tin Học nói chung việc tìm hiểu thuật tốn nói riêng Mục đích nghiên cứu Đề tài nghiên cứu nhằm mục đích giúp cho học sinh nắm vững thuật tốn xếp bản, nâng cao thuật toán quy hoạch động cách trực quan, chi tiết bước Ngồi đề tài giúp cho học sinh cảm thấy hứng thú việc tìm hiểu thuật tốn thơng qua trò chơi từ rèn luyện tư lập trình cho học sinh Từ tạo niềm đam mê mơn tin học việc tìm hiểu thuật toán học sinh Đề tài góp phần đóng góp vào kho tư liệu giáo dục phần mềm hữu ích việc giảng dạy học tập môn tin học giáo viên học sinh IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Để xây dựng đề tài, em tiến hành nhiều phương pháp nghiên cứu : phương pháp điều tra, thống kê, phân tích tổng hợp tài liệu, xây dựng thử nghiệm Cụ thể tiến hành qua bước sau : Điều tra nắm bắt tình hình : tiến hành khảo sát ý kiến bạn lớp việc học phần thuật toán Lập bảng thống kê Tổng hợp phân tích số liệu : từ việc khảo sát bảng thống kê với tài liệu tham khảo rút kết luận cần xây dựng đề tài Xây dựng thử nghiệm : tiến hành sử dụng công cụ lập trình để xâp dựng phần mềm Sau hoàn thành cho sử dụng thử nghiệm lấy ý kiến khảo sát Tác giả : Nguyễn Minh Trung Hiếu Trang Phần mềm mơ thuật tốn số trò chơi mơn Tin học V NỘI DUNG THỰC HIỆN Để thực thiết kế xây dựng phần mềm từ ý tưởng ban đầu, em tiến hành bước : - Lựa chọn nghiên cứu tài liệu thuật tốn để mơ tìm hiểu trò chơi thơng qua tài liệu tham khảo - Tìm hiểu ngơn ngữ lập trình C# thơng qua tài liệu dẫn giáo viên hướng dẫn để tiến hành viết chương trình Mơ thuật tốn xếp a Giao diện Việc mơ thuật toán xếp thực Form riêng chương trình (Form_Sort) Về thiết kế giao diện thiết kế hình : b Các thủ tục Phần mã lệnh gồm hàm sau : Hàm thực chức đổi chỗ hai control Hàm gọi có hai phần tử dãy số tạo thành cặp nghịch cần đổi chỗ Hàm thực nhấn nút lệnh Khởi tạo Hàm khởi tạo mảng TextBox chứa giá trị dãy số mảng Label chứa số dãy số Hàm thực xếp lựa chọn menu cách xếp tương ứng Tác giả : Nguyễn Minh Trung Hiếu Trang Phần mềm mơ thuật tốn số trò chơi mơn Tin học Mơ thuật tốn quy hoạch động a Giao diện Việc mơ thuật tốn quy hoạch động với toán kiến thực Form riêng chương trình (Form_QHD) Về thiết kế giao diện chia làm khu vực Được thiết kế hình : b Các thủ tục Phần mã lệnh gồm hàm sau : Hàm thực nhấn nút lệnh Khởi tạo Hàm khởi tạo toán ma trận toán Hàm thực nhấn nút lệnh Tạo bảng Hàm khởi tạo bảng phương án toán Hàm thực nhấn nút lệnh Đường Hàm có chức tìm đường kiến ma trận Thiết kế trò chơi a Tổng quan Gồm có trò chơi : Đoán số, Cắt gạch, Chia Cờ, Bốc sỏi, Bật đèn Mỗi trò chơi thiết kế Form riêng biệt với giao diện gồm thành phần sau : Tác giả : Nguyễn Minh Trung Hiếu Trang Phần mềm mơ thuật tốn số trò chơi mơn Tin học Khu vực Thời gian : gồm progressBar timer thể thời gian trình chơi Khu vực Control : gồm số Button thực việc bắt đầu chơi, chơi lại, thoát Khu vực Hướng dẫn: gồm Label chứa nội dung hướng dẫn cách chơi Khu vực hình : khu vực thể diễn biến trò chơi b Trò chơi Đốn số Giới thiệu : Là trò chơi máy nghĩ số khoảng từ tới 100 Người chơi đốn vòng lần với lần đoán máy trả lời số cần đoán lớn nhỏ số đoán Thuật toán chơi tối ưu : Chúng ta áp dụng thuật tốn tìm kiếm nhị phân để đốn số cần tìm Với kỹ thuật đảm bảo yêu cầu trò chơi Thiết kế trò chơi : Form trò chơi thiết kế sau : c Trò chơi Cắt gạch Giới thiệu : Là trò chơi máy cho hai dãy gạch, dãy có N viên gạch Tới phiên người chơi chọn viên gạch viên gạch kể Tác giả : Nguyễn Minh Trung Hiếu Trang Phần mềm mơ thuật tốn số trò chơi mơn Tin học từ viên lên qua phải biến Ai mà tới lượt khơng gạch để chọn thua Viên gạch vị trí (2,1) khơng chọn Thuật toán chơi tối ưu : Chúng ta lựa chọn lượt máy dãy gạch khuyết bên phải Thiết kế trò chơi : Form trò chơi thiết kế sau : d Trò chơi Chia cờ Giới thiệu : Là trò chơi máy cho hai dãy cờ, dãy có N quân cờ, dãy có M quân cờ Tới phiên người chơi chọn quân cờ hai dãy Các quân cờ dãy không chọn biến quân cờ dãy chọn từ vị trí chọn tới cuối di chuyển sang dãy Ai tới lượt khơng thể di chuyển qn cờ thua Hai qn cờ vị trí đầu dãy khơng chọn Thuật toán chơi tối ưu : Chúng ta lựa chọn lượt máy quân cờ hai dãy số lẻ Thiết kế trò chơi : Form trò chơi thiết kế sau : Tác giả : Nguyễn Minh Trung Hiếu Trang Phần mềm mơ thuật tốn số trò chơi mơn Tin học e Trò chơi Bốc sỏi Giới thiệu : Là trò chơi máy cho ba dãy sỏi, dãy có số viên sỏi khơng giống Tới phiên người chơi bốc số viên sỏi dãy – Có thể bốc tối thiểu viên, tối đa hết tồn dãy Ai tới lượt sỏi để bốc thua Thuật toán chơi tối ưu : Giả sử số sỏi dãy N1, N2, N3 Gọi S = N1 + N2 + N3 kết phép cộng không nhớ số N1, N2, N3 hệ số Nếu tới phiên mà tổng S > người chơi ln có phương án giành chiến thắng sau : - Tìm đống sỏi i thỏa mãn S + Ni < Ni - Bốc đống i Ni – (S + Ni) viên sỏi Thiết kế trò chơi : Form trò chơi thiết kế sau : f Trò chơi Bật đèn Giới thiệu : Là trò chơi bảng vng kích thước NxN, có bóng đèn hai trạng thái tắt mở Khi người chơi nhấn chọn bóng đèn ô ô liền cạch với ô đảo ngược trạng thái Tìm cách để tất bòng đèn bật lên với số lần tác động Thuật tốn chơi tối ưu : ta có thề áp dụng thuật tốn quya lui tìm phương án tối ưu Thiết kế trò chơi : Form trò chơi thiết kế sau : Tác giả : Nguyễn Minh Trung Hiếu Trang 10 Phần mềm mô thuật tốn số trò chơi mơn Tin học Trên phần tóm tắt nội dung đề tài, ngồi số nội dung phụ Form giới thiệu, Form Splash…… VI KẾT LUẬN Qua trình thực hiện, em rút nhiều kinh nghiệm cho thân việc tiến hành bước viết chương trình mơ việc ứng dụng trò chơi Tin Học vào học tập thuật toán đạt hiệu Việc áp dụng đề tài góp phần tạo hứng thú cho học sinh với việc tìm hiểu thuật tốn, từ nâng cao chất lượng học tập thông qua việc rèn luyện khả tư giải vấn đề Đồng thời đề tài góp phần nâng cao tính sáng tạo, tìm tòi học hỏi học sinh để tìm cách mơ thuật tốn giải thuật toán đơn giản, hiệu VII TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu giáo khoa chuyên Tin Học - Hồ Sĩ Đàm chủ biên - NXB Giáo Dục Sáng tạo thuật tốn lập trình - Nguyễn Xuân Huy - NXB Thông Tin Truyền Thông Thuật tốn thơng dụng - Trần Đỗ Hùng - NXB Khoa Học kỹ Thuật Lập trình C# 2005 – Phạm Hữu Khang - NXB Lao Động Xã Hội NGƯỜI VIẾT Họ tên : …………………………………… Tác giả : Nguyễn Minh Trung Hiếu Trang 11 ... Trang Phần mềm mơ thuật tốn số trò chơi mơn Tin học I TĨM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI Đề tài Phần mềm mơ thuật tốn số trò chơi mơn tin học đời nhằm mục đích giúp bạn học sinh hiểu rõ chế hoạt động số thuật. .. người chơi phải nắm vững thuật toán chơi để chiến thắng Các trò chơi bao gồm : trò chơi đốn số, trò chơi cắt gạch, trò chơi chia cờ, trò chơi bốc sỏi, trò chơi bật đèn Mỗi trò chơi thiết kế Form riêng... tài Phần mềm mơ thuật tốn số trò chơi mơn tin học nhằm mục đích giúp bạn học sinh hiểu rõ chế hoạt động số thuật toán tiêu biểu thuật toán xếp , quy hoạch động Đồng thời thông qua trò chơi phần