Dạy học thuật toán tìm kiếm nhị phân trong tin học lớp 11 theo phương pháp tinh chế từng bước

  • Số trang: 39 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 32 |
  • Lượt tải: 0
nguyen-thanhbinh

Đã đăng 8358 tài liệu

Mô tả:

Sáng kiến kinh nghiệm MỤC LỤC PHẦN I: MỞ ĐẦU...............................................................................1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.....................................................................................1 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU.............................................................................2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU..................................................2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.....................................................................2 THỜI GIAN NGHIÊN CỨU............................................................................2 PHẦN II: NỘI DUNG.........................................................................3 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LỰA CHỌN ĐỀ TÀI.....................................................3 1.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN.......................................................................................3 1.2 CƠ SỞ THỰC TIỄN...................................................................................5 CHƯƠNG 2: DẠY HỌC THUẬT TOÁN TÌM KIẾM NHỊ PHÂN TRONG TIN HỌC LỚP 11 THEO PHƯƠNG PHÁP TINH CHẾ TỪNG BƯỚC........7 2.1 PHƯƠNG PHÁP TINH CHẾ TỪNG BƯỚC.............................................7 2.2 BÀI TOÁN TÌM KIẾM..............................................................................8 2.4 DẠY HỌC THUẬT TOÁN TÌM KIẾM NHỊ PHÂN TRONG TIN HỌC LỚP 11 THEO PHƯƠNG PHÁP TINH CHẾ TỪNG BƯỚC.............................9 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC...........................................................22 3.1 QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN THU THẬP SỐ LIỆU VÀ KẾT QUẢ........22 3.2 HẠN CHẾ.................................................................................................30 3.3 BÀI HỌC KINH NGHIỆM.......................................................................30 3.4 ĐIỀU KIỆN ÁP DỤNG............................................................................31 3.5 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI..............................................................31 3.6 KIẾN NGHỊ..............................................................................................31 PHẦN III: KẾT LUẬN....................................................................33 TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................34 GV Bùi Thiện Quý THPT Hưng Yên Sáng kiến kinh nghiệm PHẦN I: MỞ ĐẦU GV Bùi Thiện Quý 1 THPT Hưng Yên Sáng kiến kinh nghiệm LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Phương pháp dạy học có vai trò quan trọng trong quá trình giáo dục, đó là những hoạt động và giao lưu của thầy và trò nhằm đạt được mục tiêu giáo dục. Để đạt được mục tiêu giáo dục thì việc lựa chọn phương pháp dạy học thích hợp là vấn đề quan trọng. Mỗi bài dạy có thể có nhiều phương pháp dạy khác nhau, và mỗi phương pháp dạy thì có thể thực hiện ở nhiều bài học. Mặt khác, trên thực tế hiện nay, các phương pháp dạy học truyền thống không đáp ứng được nhu cầu và mục tiêu dạy học. Việc đổi mới phương pháp là vấn đề then chốt để có được những bài dạy hay và đạt hiệu quả cao. Văn kiện Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ XI của Đảng cộng sản Việt Nam họp tháng 01 năm 2011 đưa ra chiến lược phát triển kinh tế - xã hội 2011 – 2020 có nêu yêu cầu: “Đổi mới mạnh mẽ nội dung, chương trình, phương pháp dạy và học ở tất cả các cấp, bậc học”. Như vậy, việc cấp bách hiện nay là cần phải đổi mới phương pháp dạy học để đáp ứng nhu cầu học tập của người học và xã hội. Đối với môn Tin học hiện nay trong trường phổ thông vẫn còn là mới mẻ, bên cạnh đó phương pháp để dạy học môn học còn chưa tiếp cận nhiều đến giáo viên. Chính vì điều này thì việc dạy môn Tin học cũng sẽ là một thử thách đối với các giáo viên Tin học trong tỉnh nói chung. Trong đó, việc dạy lập trình cho học sinh cần phải có những phương pháp thích hợp để đạt hiệu quả cho học về hiểu thuật toán và cài đặt thuật toán trên một ngôn ngữ lập trình. Trong sáng kiến kinh nghiệm này tôi muốn đưa ra áp dụng một phương pháp dạy học để phát triển tư duy cho học sinh trong việc cài đặt thuật toán đó là phương pháp tinh chế từng bước. Phương pháp này được áp dụng thông qua đề tài: “Dạy học thuật toán tìm kiếm nhị phân trong tin học lớp 11 theo phương pháp tinh chế từng bước”. Mặc dù nội dung thuật toán tìm kiếm nhị phân đã được giảm tải nhưng tôi muốn đưa ra đây để thấy được hiệu quả của phương pháp và đồng thời bồi dưỡng và phát hiện những học sinh có năng khiếu tin học. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU GV Bùi Thiện Quý 2 THPT Hưng Yên Sáng kiến kinh nghiệm Nâng cao chất lượng dạy và học môn Tin học trong trường phổ thông, đặc biệt là dạy học lập trình ở Tin học lớp 11. Góp phần đổi mới phương pháp dạy học trong trường phổ thông nói chung và môn Tin học nói riêng. Góp phần khơi dậy lòng đam mê, yêu thích và hứng thú khi học môn Tin học của học sinh. Đặc biệt là tạo học sinh có được cách tư duy khi học thuật toán và lập trình. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Phương pháp tinh chế từng bước và việc áp dụng vào dạy học thuật toán và lập trình đối với thuật toán “Tìm kiếm nhị phân” cho học sinh phổ thông. Học sinh khối 11, trường THPT Hưng Yên năm học 2012-2013. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Dựa trên cơ sở lý thuyết về phương pháp dạy học nói chung và phương pháp tinh chế từng bước đưa vào giảng thuật toán “Tìm kiếm nhị phân” cho học sinh lớp 11. Thu thập dữ liệu thông qua phiếu điều tra thông tin mức độ học sinh biết, hiểu và vận dụng thuật toán của học sinh sau khi học thuật toán. Phân tích đánh giá mức độ học sinh hiểu về thuật toán sau khi dạy, thông qua phân tích các bảng số liệu và thông kê. Tổng kết rút kinh nghiệm THỜI GIAN NGHIÊN CỨU Từ tháng 1 năm 2013 đến tháng 2 năm 2013 GV Bùi Thiện Quý 3 THPT Hưng Yên Sáng kiến kinh nghiệm PHẦN II: NỘI DUNG “DẠY HỌC THUẬT TOÁN TÌM KIẾM NHỊ PHÂN TRONG TIN HỌC LỚP 11 THEO PHƯƠNG PHÁP TINH CHẾ TỪNG BƯỚC” CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LỰA CHỌN ĐỀ TÀI 1.1 CƠ SỞ LÝ LUẬN Việt Nam đang trong thời kỳ hội nhập nền kinh tế thế giới WTO (World Trade Organizasion) với những bước biến chuyển mới đã tạo cơ hội và thách thức không ít đến các lĩnh vực trong đó có giáo dục. Giáo dục là lĩnh vực được xem là quan trọng của đất nước, một đất nước có mạnh hay không là nhờ vào nền giáo dục. Việc phát triển nền giáo dục của đất nước cần phải đáp ứng yêu cầu của một nền kinh tế tri thức và xã hội tri thức trong thời kỳ này. Một trong những vần đề không kém phần quan trọng trong nền giáo dục đó là công tác dạy học. Để dạy học tốt thì mục tiêu đặt ra làm thế nào để người học chiếm lĩnh được tri thức nhân loại, vận dụng nó vào đời sống thực tiễn của xã hội. Muốn vậy người thầy cần phải có cách thức hay nói một cách tổng quát đó là phương pháp dạy học đạt hiệu quả. Việc đổi mới phương pháp được đưa ra rất nhiều trong các văn kiện, nghị quyết, chiến lược của Đảng và Nhà nước về giáo dục trong xu thế hiện nay. Nghị quyết Hội nghị lần thứ hai, Ban chấp hành Trung ương Đảng khóa VIII: "Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục và đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học, từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương pháp hiện đại vào quá trình dạy học, bảo đảm thời gian tự học, tự nghiên cứu của học sinh...”. Trên cơ sở khái niệm về phương pháp dạy học, một cách thức tiến hành các hoạt động giao lưu của giáo viên gây ra các cách thức hoạt động và giao lưu của học sinh để đạt được mục tiêu giáo dục. Việc đổi mới phương pháp ở đây là đổi mới cách thức, đổi mới các hoạt động tạo ra niềm vui, niềm hứng thú cho học GV Bùi Thiện Quý 4 THPT Hưng Yên Sáng kiến kinh nghiệm sinh chiếm lĩnh tri thức một cách có hiệu quả. Điều này thể hiện ở ngay trong các bài dạy, người giáo viên có vai trò mới điều khiển các hoạt động giao lưu ấy, tức là các tình huống để học sinh tìm hiểu tự kiến tạo tri thức. Tri thức mà học sinh chiếm lĩnh được thực hiện theo lý thuyết của vùng phát triển gần nhất do nhà tâm lí học người Nga Vưgôtxki L.X đưa ra. Đó là, những tri thức mà học sinh đã có được nằm ở vùng phát triển hiện tại và những tri thức cần yêu cầu học sinh đạt được đang nằm ở vùng phát triển gần nhất. Dạy học là hướng tới vùng phát triển gần nhất, để yêu cầu học sinh tích cực hoạt động, phấn đấu thực hiện những nhiệm vụ đặt ra. Nhờ vào những hoạt động đó mà các yêu cầu ở vùng phát triển gần nhất dần dần chuyển hóa thành vùng phát triển hiện tại và các vùng trước kia ở xa thì giờ đây được kéo lại trở thành vùng phát triển gần nhất. Cứ như vậy, trình độ học sinh cũng như các tri thức do học sinh chiếm lĩnh được được phát triển và hoàn thiện hơn. Thực tế hiện nay các môn học đều thực hiện việc đổi mới phương pháp, nâng cao hiệu quả chất lượng bài dạy. Đối với môn Tin học thì việc đổi mới phương pháp dạy là hết sức quan trọng, bởi môn học có sự phát triển về mặt tri thức và điều đặc biệt là nó liên quan hầu như tới các môn học khác. Điều này sẽ rất thuận lợi là nhờ có sự đổi mới ở các môn học khác làm tác động đến môn Tin học. Đổi mới phương pháp dạy học Tin học ở các trường phổ thông hiện nay chưa được thực hiện nhiều, mặc dù sự phát triển của môn học thì thường xuyên nhưng việc đổi mới phương pháp để dạy môn học ở các giáo viên trường phổ thông là hạn chế. Một mặt do đặc thù môn học liên quan đến máy tính, đến các môn học khác như: Toán, Vật lí, Tiếng Anh, …. Một mặt do sự chậm trễ đổi mới ở giáo viên, việc bồi dưỡng thường xuyên chưa nhiều, chưa tìm tòi và phát hiện ra những phương pháp mới. Trong các nội dung chương trình Tin học phổ thông thì việc dạy học lập trình là một việc khó khăn, hầu như các giáo viên đều vấp phải. Bởi nó liên quan đến thuật toán, điều khó ở chỗ là để học sinh hiểu thuật toán đã cả là một khó khăn đối với học sinh. Ngoài ra, còn ứng dụng thuật toán vào các bài toán khác GV Bùi Thiện Quý THPT Hưng Yên 5 Sáng kiến kinh nghiệm lại là một việc khó hơn, mà học sinh khi nghe đến thuật toán là chúng sợ bởi khả năng tư duy của chúng còn hạn chế. Nếu cứ dạy theo những phương pháp thông thường thì học sinh sẽ học một cách máy móc và không hiểu sâu thuật toán hoạt động dẫn đến việc chuyển hóa thuật toán để viết trên một ngôn ngữ lập là rất khó thực hiện được, do đó để ứng dụng thuật toán đó vào các bài tập đơn giản là không thể làm được. Chính vì vậy mà cần đưa ra một phương pháp dạy mới để có thể vừa hiểu thuật toán, vừa biết cách xây dựng thuật toán trên một ngôn ngữ lập trình là rất cần thiết. Phương pháp đó không chỉ thực hiện ở một thuật toán này mà có thể áp dụng vào thuật toán khác, hoặc có thể cho các nội dung khác nội bộ trong môn Tin học. 1.2 CƠ SỞ THỰC TIỄN Đặc điểm môn Môn Tin học đến nay không còn là môn học mới mẻ đối với học sinh phổ thông, bởi học sinh đã được làm quen nó ngay ở các cấp học dưới. Đây là một thuận lợi cho học sinh, học sinh không phải học từ đầu để làm quen với môn học. Tuy nhiên, môn học này có đặc thù riêng đó là nó liên quan đến việc sử dụng công cụ máy tính để thực hiện và những nội dung trong môn học dễ bị lạc hậu do sự phát triển ngành khoa học Tin học là rất nhanh. Sự liên quan của môn Tin học với các môn học khác là nhiều, vì vậy học sinh sẽ phải vất vả để xem lại, tìm kiếm lại tri thức ở các môn học khác. Đặc biệt nội dung lập trình trong môn học Tin học lại có liên quan rất nhiều đến tư duy Toán học, mà nếu học sinh yếu tư duy về Toán học thì sẽ rất là khó khăn. Muốn giải quyết được việc này thì giáo viên cần phải làm sao tách ra, đưa học sinh nhìn theo một tư duy mới gần gũi với học sinh để học sinh dễ dàng hiểu hơn. Giáo viên Nhiều giáo viên còn hạn chế về nội dung Tin học, trình độ, khả năng cập nhật thông tin. Không chỉ vậy, một số giáo viên còn yếu khả năng tư duy về thuật toán, hay nói cách khác là chưa hiểu rõ thuật toán để diễn đạt trong việc dạy lập trình. Chính điều này đã làm cho giáo viên hạn chế trong việc đổi mới GV Bùi Thiện Quý THPT Hưng Yên 6 Sáng kiến kinh nghiệm phương pháp, có khi giáo viên dạy thuật toán hay dạy lập trình còn theo kiểu hàn lâm, kinh viện, có khi cứ dạy lập trình là sử dụng máy tính gõ luôn chương trình và chạy. Dẫn đến học sinh mất đi khả năng tìm hiểu và tư duy giải quyết các thuật toán, hứng thú trong việc học lập trình. Nhà trường Về phía nhà trường thì một mặt còn chưa hiểu thấu đáo về học môn Tin học, cho rằng học môn Tin học là học cách sử dụng máy tín, đó là sai lầm về mục tiêu dạy học môn học. Ngoài ra về mặt cơ sở vật chất như phòng máy, số lượng máy tính, các phần mềm hỗ trợ dạy học, thiết bị liên quan, … chưa đáp ứng được yêu cầu cho dạy và học môn Tin học. Học sinh Chưa hiểu về mục tiêu môn học, cũng cho rằng học Tin học là học sử dụng máy tính, nên không quan tâm đến các nội dung học. Có học sinh còn hiểu môn học như là một môn học phụ không có tác dụng nhiều trong chương trình giáo dục phổ thông. Bên cạnh đó học sinh còn yếu về tư duy lôgic, khả năng sáng tạo và suy luận trong việc học lập trình. Học sinh khi học thuật toán không hình dung được con đường ra thuật toán bởi nó là tổng quát hóa một cách thức hoạt động, từ việc đó người ta đưa cho máy tính thực hiện và làm. GV Bùi Thiện Quý 7 THPT Hưng Yên Sáng kiến kinh nghiệm CHƯƠNG 2: DẠY HỌC THUẬT TOÁN TÌM KIẾM NHỊ PHÂN TRONG TIN HỌC LỚP 11 THEO PHƯƠNG PHÁP TINH CHẾ TỪNG BƯỚC 2.1 PHƯƠNG PHÁP TINH CHẾ TỪNG BƯỚC Trước hết chúng ta nói về kỹ năng lập trình, đó là một kỹ năng mà người lập trình chuyển hóa thuật toán từ ngôn ngữ tự nhiên (liệt kê hay sơ đồ khối) thành một chương trình hoàn chỉnh. Rèn luyện kỹ năng này rất quan trọng bởi nó là một bước tư duy từ thuật toán cho đến chương trình trên một ngôn ngữ cụ thể. Nếu việc thực hiện kỹ năng này không tốt thì dẫn đến một chương trình tồi và không hiệu quả, thậm chí có thể còn lỗi và sai về thuật toán. Để giúp giáo viên, cũng như học sinh có một tư duy tốt về khả năng cài đặt thuật toán ta đưa ra một phương pháp gọi tinh chế từng bước hay có thể hiểu là phát triển chương trình bằng cách tinh chế từng bước. Một bài toán đưa ra có thể có nhiều lời giải (hay thuật toán) khác nhau, tuy nhiên để một giáo viên có thể tổ chức dạy hay hướng dẫn học sinh thực hiện viết chương trình sao cho thuật toán của bài toán đó dễ hiểu là một vấn để cần đặt ra. Do đó việc tinh chỉnh các bước cho bài toán trong máy tính là phương pháp khoa học, có hệ thống giúp chúng ta phân tích các thuật toán và cấu trúc dữ liệu từ đó thành một chương trình. Vậy cốt lõi của vấn đề là biết phương pháp phát triển dần dần để chuyển ý tưởng ra thành chương trình hoàn chỉnh. Một chương trình ban đầu hay nói gần hơn là thuật toán thường được viết dưới dạng tự nhiên (ở đây là ngôn ngữ tiếng Việt) thể hiện tổng thể quá trình thực hiện thuật toán. Phương pháp tính chế từng bước sẽ thực hiện phân tích các câu lệnh chi tiết hơn có thể là ở trên một ngôn ngữ lập trình Pascal. Nói một cách dễ hiểu là phương pháp tình chế từng bước sẽ làm rõ dần các bước thực hiện trong thuật toán bằng quá trình chuyển nó thành chương trình trên một ngôn ngữ cụ thể. Các bước của thuật toán dần dần được làm rõ lên để người đọc cảm nhận thuật toán viết trên ngôn ngữ lập trình. Đây là một phương pháp mà khi giáo viên sẽ hướng học sinh nhìn rõ dần thuật toán trên ngôn ngữ cụ thể, khi GV Bùi Thiện Quý 8 THPT Hưng Yên Sáng kiến kinh nghiệm đó việc cài đặt thuật toán sẽ dễ áp dụng cho các bài toán đơn giản khác sẽ dễ dàng hơn và tối ưu hơn, dễ hiểu hơn. 2.2 BÀI TOÁN TÌM KIẾM Cho dãy A gồm N số nguyên khác nhau: a1, a2, ...,aN và một số nguyên k (gọi tắt là khóa k). Cần biết có hay không chỉ số i (0 ≤ i ≤ N) mà ai = k. Nếu có hãy cho biết chỉ số đó. Xác định bài toán: Input: Dãy A gồm N số nguyên khác nhau a1, a2, ...,aN và số nguyên k; Output: Chỉ số i mà ai = k hoặc thông báo không có phần tử nào của dãy A có giá trị bằng k. 2.3 THUẬT TOÁN TÌM KIẾM NHỊ PHÂN Xét bài toán ở một trường hợp đặc biệt của Input đó là dãy A đã được sắp xếp tăng dần (a1k . Quá trình tiếp tục lặp đi lặp lại như trên với dãy các phần tử đứng trước hoặc sau cho đến khi tìm thấy khóa k trong dãy A hoặc phạm vi tìm kiếm (hay dãy phần tử) bằng rỗng (không còn phần tử nào) thì kết thúc. a1 aGiua aN Thuật toán tìm kiếm nhị phân viết bằng cách liệt kê: Bước 1: Nhập N, các số hạng a1, a2, ...,aN và khóa k; Bước 2: Dau1; Cuoi N;  Dau  Cuoi   ; 2  Bước 3: Giua   Bước 4: Nếu aGiua = k thì thông báo chỉ số Giua, rồi kết thúc; GV Bùi Thiện Quý 9 THPT Hưng Yên Sáng kiến kinh nghiệm Bước 5: Nếu aGiua > k thì đặt Cuoi = Giua –1 rồi chuyển đến bước 7; Bước 6: Dau Giua +1; Bước 7: Nếu Dau > Cuoi thì thông báo dãy A không có số hạng nào có giá trị bằng k, rồi kết thúc; Bước 8: Quay lại bước 3; 2.4 DẠY HỌC THUẬT TOÁN TÌM KIẾM NHỊ PHÂN TRONG TIN HỌC LỚP 11 THEO PHƯƠNG PHÁP TINH CHẾ TỪNG BƯỚC Mục đích: - Học sinh hiểu về bài toán tìm kiếm. - Học sinh biết được thuật toán tìm kiếm nhị phân. - Học sinh vận dụng được ngôn ngữ Pascal để cài đặt chương trình. Yêu cầu: - Học sinh phát biểu được bài toán tìm kiếm và đưa ra được ý tưởng thuật toán tìm kiếm nhị phân. - Học sinh thực hành áp dụng được thuật toán tìm kiếm nhị phân cài đặt chương trình cho một bài toán đơn giản (tìm kiếm một phần tử thỏa mãn điều kiện nào đó trong dãy các phần tử đã biết). Đối tượng học sinh: - Học sinh lớp 11. - Mức độ: Trung bình khá Mức độ khó của thuật toán đối với học sinh: - Xác định dãy để thực hiện tìm kiếm. Sự thay đổi biến Dau và Cuoi trong quá trình lặp - Xác định phần tử ở giữa của dãy cần xét để so sánh với khóa tìm kiếm. Sự thay đổi biến Giua trong quá trình lặp - Điều kiện để lặp lại việc tìm kiếm trên dãy mới và kết thúc quá trình tìm kiếm, thông báo kết quả. Phương pháp thực hiện: - Tinh chế thuật toán từng bước một để đi đến chương trình cụ thể. GV Bùi Thiện Quý THPT Hưng Yên 10 Sáng kiến kinh nghiệm - Giáo viên có thể thực hiện bằng việc sử dụng máy tính, máy chiếu và phần mềm trình chiếu Microsoft Powerpoint để trình chiếu các Slide đã được chuẩn bị sẵn. Thực hiện bài giảng: Giáo viên đặt vấn đề để đưa ra những tình huống hướng học sinh vào việc tìm hiểu ý tưởng thuật toán tìm kiếm nhị phân: Bài toán tìm kiếm và việc tìm kiếm tuần tự - Tìm kiếm là một yêu cầu rất thường xuyên trong đời sống hàng ngày cũng như trong tin học - Ví dụ: + Tìm kiếm một học sinh trong một lớp học + Tìm kiếm một quyển sách trong thư viện + Tìm kiếm một tập tin hay thư mục trong máy tính, …. - Để đơn giản ta xét một bài toán tìm kiếm đơn giản như sau: Cho một dãy số gồm các phần tử a1, a2, …., aN. Cho biết trong dãy này có phần tử nào có giá trị bằng k (cho trước) hay không? - Với bài toán trên, ta có thể đưa ra cách làm như sau: + So sánh k với phần tử đầu tiên trong dãy A, nếu thấy thì thông báo. + Còn lại không thấy thì tiếp tục tìm kiếm ở dãy bắt đầu từ phần tử thứ 2 đến N. + Việc làm trên có thể lặp lại N lần nếu phần tử đó nằm ở cuối dãy hoặc không có phần tử nào. àĐó là ý tưởng của thuật toán tìm kiếm tuần tự mà học sinh đã biết. Cách này cũng như việc ta muốn tìm kiếm một bạn học sinh có chiều cao k nào đó trong một lớp học mà các bạn học sinh đang ngồi học, khi đó ta phải gọi từng bạn trong lớp ra đo (từ bạn ngồi ở đầu tiên bàn đầu đến bạn ở vị trí cuối cùng lớp học) để xác định vị trí học sinh có chiều cao k cần tìm. Hướng học sinh đi đến ý tưởng tìm kiếm nhị phân - Trong một giờ chào cờ lớp học đó ra xếp hàng chào cờ, và việc xếp hàng này có thứ tự từ thấp lên cao (bạn thấp đứng trước và bạn cao đứng sau, giả sử GV Bùi Thiện Quý 11 THPT Hưng Yên Sáng kiến kinh nghiệm chiều cao của các bạn là khác nhau). Liệu việc tìm ra bạn học sinh có chiều cao k sẽ có thuận lợi không và việc làm đó sẽ làm như thế nào? ? Tăng dần số lượng học sinh (độ khó của công việc tìm kiếm) để tìm ra một phương pháp tìm kiếm thích hợp cho bài toán: - Có 1 bạn học sinh có chiều cao a, việc chỉ ra bạn a có chiều cao bằng k hay không rất đơn giản. Nếu k = a thì “Thông báo” còn lại “Thông báo không tìm thấy” - Có 2 bạn học sinh có chiều cao a và b, trong đó ab): nếu (k>b) chiều cao bạn đó (b) nhỏ hơn k, thì tiếp theo sẽ so sánh chiều cao bạn đứng sau (c), còn lại (kb thì Xét trường hợp với 1 bạn học sinh c còn lại Xét trường hợp với 1 bạn học sinh a - Có 4 bạn học sinh xếp hàng theo thứ tự tăng dần theo chiều cao (chiều cao tương ứng: ab): nếu (k>b) chiều cao bạn đó (b) nhỏ hơn k, tìm kiếm ứng với trường hợp 2 học sinh (c và d), còn lại (kb thì Xét trường hợp 2 học sinh c và d còn lại Xét trường hợp với 1 bạn học sinh a - Có N bạn học sinh xếp hàng theo thứ tự tăng dần theo chiều cao. (Giả sử chiều cao bạn thứ nhất là a1, bạn thứ hai là a2,…, bạn thứ N là aN; trong đó: a1 a(N+1)/2), tìm kiếm k ứng với trường hợp hàng có (N/2)-1 bạn học sinh đứng phía sau bạn đứng giữa (từ bạn thứ ((N+1)/2) +1 đến bạn thứ N). Còn lại (k< a(N+1)/2), tìm kiếm k ứng với trường hợp hàng có (N/2)-1 bạn học sinh đứng phía trước bạn đứng giữa (từ bạn thứ 1 đến bạn thứ ((N+1)/2) -1) Nếu k= a(N+1)/2 thì Thông báo còn lại nếu k> a(N+1)/2 thì Xét trường hợp (N/2)-1 học sinh phía sau bạn đứng giữa (từ bạn thứ ((N+1)/2) +1 đến bạn thứ N) còn lại Xét trường hợp (N/2)-1 học sinh phía trước bạn đứng giữa (từ bạn thứ 1 đến bạn thứ ((N+1)/2) -1) - Trường hợp (N/2)-1 học sinh quay lại làm tương tự như trường hợp với N học sinh. Quá trình chia đôi hàng như vậy cho đến khi không còn học sinh nào để xét thì thông báo kết quả. Đưa ra trường hợp đặc biệt của dãy A là đã sắp xếp tăng dần (sử dụng thuật toán sắp xếp mà học sinh đã biết). Như vậy bài toán tìm kiếm được phát biểu lại như sau: GV Bùi Thiện Quý 13 THPT Hưng Yên Sáng kiến kinh nghiệm - Cho một dãy số tăng gồm các phần tử a 1, a2, …., aN (trong đó: a1 Phần tử đứng giữa thì Xét trường hợp (N/2)-1 phần tử phía sau (từ sau phần tử đứng giữa đến phần tử thứ N) (?) còn lại Xét trường hợp (N/2)-1 phần tử phía trước (từ phần tử thứ 1 đến phần tử trước phần tử đứng giữa) (?) Tinh chế lần 2: Program Tim_Kiem; Var a: array[1..N] of integer; i, k, Dau, Cuoi, Giua: integer; GV Bùi Thiện Quý 14 THPT Hưng Yên Sáng kiến kinh nghiệm Begin Write(‘Nhap N =’); readln(N); for i:=1 to N do Begin Write(‘a[’ ,i, ‘] =’); readln(a[i]); End; Dau:= 1; Cuoi:= N; {dùng biến Dau va Cuoi để lưu giữa vị trí đầu và cuối của dãy ban đầu. Ký hiệu để xác định dãy số như sau: (Dau, Cuoi), với dãy ban đầu sẽ là (1,N)} Giua:= (Dau + Cuoi) div 2; {dùng biến Giua để lưu giữ vị trí phần tử đứng giữa_chia lấy phần nguyên để lấy vị trị giữa tương đối} if k= a[Giua] then Thông báo else if k> a[Giua] then Xác định dãy (N/2)-1 phần tử phía sau (từ phần tử thứ Giua+1 đến phần tử thứ N) (?) else Xác định dãy (N/2)-1 phần tử phía trước (từ phần tử thứ 1 đến phần thứ Giua-1) (?) End. Dau Giua Cuoi Tinh chế lần 3: Program Tim_Kiem; Var a: array[1..N] of integer; i, k, Dau, Cuoi, Giua: integer; Begin Write(‘Nhap N =’); readln(N); for i:=1 to N do Begin GV Bùi Thiện Quý 15 THPT Hưng Yên Sáng kiến kinh nghiệm Write(‘a[’ ,i, ‘] =’); readln(a[i]); End; Dau:= 1; Cuoi:= N; Giua:= (Dau + Cuoi) div 2; if k= a[Giua] then Thông báo else if k> a[Giua] then Dau:= Giua+1 {quay lại xác định vị trí giữa và tìm kiếm trên dãy (Giua+1, N), Cuoi = N (?)} else Cuoi:= Giua-1; {quay lại xác định vị trí giữa và tìm kiếm trên dãy (1, Giua-1), Dau = 1 (?)} End. Cuoi = Giua-1 Dau Dau = Giua+1 Cuoi Tinh chế lần 4: Program Tim_Kiem; Var a: array[1..N] of integer; i, k, Dau, Cuoi, Giua: integer; Begin Write(‘Nhap N =’); readln(N); for i:=1 to N do Begin Write(‘a[’ ,i, ‘] =’); readln(a[i]); End; Dau:= 1; Cuoi:= N; Đoạn lệnh lặp lại với dãy mới (1, Giua-1) hoặc (Giua+1,N) và dãy mới lại tiếp tục được chia đôi để tìm kiếm nên số lần lặp chưa biết trước (?) Begin Giua:= (Dau + Cuoi) div 2; GV Bùi Thiện Quý 16 THPT Hưng Yên Sáng kiến kinh nghiệm if k= a[Giua] then Thông báo else if k> a[Giua] then Dau:= Giua+1 else Cuoi:= Giua-1; End; End. Tinh chế lần 5: Program Tim_Kiem; Var a: array[1..N] of integer; i, k, Dau, Cuoi, Giua: integer; Begin Write(‘Nhap N =’); readln(N); for i:=1 to N do Begin Write(‘a[’ ,i, ‘] =’); readln(a[i]); End; Dau:= 1; Cuoi:= N; While <điều kiện (?)> do Begin Giua:= (Dau + Cuoi) div 2; if k= a[Giua] then Thông báo else if k> a[Giua] then Dau:= Giua+1 else Cuoi:= Giua-1; End; GV Bùi Thiện Quý 17 THPT Hưng Yên Sáng kiến kinh nghiệm End. Tinh chế lần 6: Program Tim_Kiem; Var a: array[1..N] of integer; i, k, Dau, Cuoi, Giua: integer; Begin Write(‘Nhap N =’); readln(N); for i:=1 to N do Begin Write(‘a[’ ,i, ‘] =’); readln(a[i]); End; Dau:= 1; Cuoi:= N; {Việc chia đôi dãy để tìm kiếm kết thúc khi dãy không còn phần tử, khi đó quá trình lặp kết thúc. Mà hai biến Dau, Cuoi dùng để xác định dãy đang xét nên ta sẽ so sánh giá trị hai biến này (tức là khi Dau<=Cuoi thì dãy đang xét vẫn còn phần tử).} While Dau<=Cuoi do Begin Giua:= (Dau + Cuoi) div 2; if k= a[Giua] then Thông báo (?) else if k> a[Giua] then Dau:= Giua+1 else Cuoi:= Giua-1; End: End. Tinh chế lần 7: Program Tim_Kiem; GV Bùi Thiện Quý 18 THPT Hưng Yên Sáng kiến kinh nghiệm Var a: array[1..N] of integer; i, k, Dau, Cuoi, Giua: integer; Tim_thay: boolean; Begin Write(‘Nhap N =’); readln(N); for i:=1 to N do Begin Write(‘a[’ ,i, ‘] =’); readln(a[i]); End; Dau:= 1; Cuoi:= N; Tim_thay:=False; While Dau<=Cuoi do Begin Giua:= (Dau + Cuoi) div 2; if k= a[Giua] then Tim_thay:=True else if k> a[Giua] then Dau:= Giua+1 else Cuoi:= Giua-1; End; Thông báo kết quả (?) End. Tinh chế lần 8: Program Tim_Kiem; Var a: array[1..N] of integer; i, k, Dau, Cuoi, Giua: integer; Tim_thay: boolean; Begin GV Bùi Thiện Quý 19 THPT Hưng Yên
- Xem thêm -