Tài liệu Một số kinh nghiệm giảng dạy thuật toán sắp xếp trong tin học 10

MỘT SỐ KINH NGHIỆM GIẢNG DẠY THUẬT TOÁN SẮP XẾP TRONG TIN HỌC 10 I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Hiện nay, Tin học đã được ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực của đời sống xã hội đem lại hiệu quả to lớn, trước yêu cầu của xã hội, môn Tin học đã trở thành môn học chính khóa trong hệ thống các môn học ở bậc Trung học phổ thông . Là môn học mới đưa vào nhà trường, không những đối với chúng ta mà còn mới với cả thế giới.Trong bối cảnh đó; là một giáo viên, ngoài việc rèn luyện đạo đức nhà giáo, còn có trách nhiệm tìm ra các biện pháp nâng cao chất lượng giảng dạy môn học… Mặt khác, Tin học bước vào phổ thông như thổi luồng gió mới vào ngành giáo dục. Trong ngôi trường thân thiện học sinh tích cực. Từ cấp hai các em đã tiếp cận tin học ở mức tự chọn, thi nghề... các em đã trãi nghiệm tham gia đố vui tin học, có em đã dự thi tin học trẻ không chuyên do thành đoàn tổ chức... Như vậy các em phần nào rất yêu thích bộ môn tin học. Trong cuộc sống hằng ngày, các em luôn tiếp cận với công việc sắp xếp như: đồ đạc, sách vở, thời khóa biểu, thời gian biểu, chào cờ vào buổi đầu tuần… Để phù hợp với thời gian học hành và vui chơi… Tuy nhiên, về đặc điểm tâm lý, trình độ hiểu biết, vốn sống còn nhiều hạn chế, nên nếu sắp xếp công việc thành công thì các em thường tự tin quá mức, ngược lại thì bị dao động trầm cảm … Trong lứa tuổi mong muốn lớn hơn khả năng, các em đang ở lứa tuổi khẳng định mình, giàu ước mơ, bước đầu có khả năng tự quản, tự tổ chức hoạt động tập thể…Vì vậy hơn bao giờ hết các em cần được hướng dẫn truyền đạt thuật toán sắp xếp làm kim chỉ nam cho mọi hoạt động của mình khi bước vào lớp 10. Ví dụ: khi ta hướng dẫn các em biết tự sắp xếp chính mình trong một ê kíp bất kỳ về chiều cao, thì các em sẽ tự xếp bản thân với các bạn cùng lớp, cùng trường về mọi mặt khác… Từ đó các em sẽ tự lên kế hoạch phấn đấu cho bản thân phù hợp với hoàn cảnh bằng cách sắp xếp thời gian để chuyên cần siêng năng học tập, ổn định nề nếp trong lớp … Các em còn nhỏ chưa làm được việc lớn, nhưng cần truyền đạt thuật toán sắp xếp để thu hút các em vào những công việc mang tính thực tiễn cao, nhìn thấy gì, suy nghĩ gì, để sắp xếp giải quyết công việc nhanh chính xác, từ đó các em sẽ thấy ứng dụng thuật toán sắp xếp trong cuộc sống và hưởng được luồng sinh khí mới về tầm và ước mơ… của các em sau này…. Xuất phát từ cơ sở trên, qua quá trình tìm tòi, nghiên cứu, tích lũy kinh nghiệm trong dạy học. Tôi trình bày sáng kiến kinh nghiệm: MỘT SỐ KINH NGHIỆM GIẢNG DẠY THUẬT TOÁN SẮP XẾP TRONG TIN HỌC 10 II. NỘI DUNG: § THUẬT TOÁN Sắp Xếp bằng tráo đổi (Exchange Sort) Bài toán sắp xếp: Cho dãy A gồm N số nguyên a1, a2, …., aN. Cần sắp xếp để dãy A trở thành dãy không giảm. III. CHUẨN BỊ ĐỀ TÀI: THUẬT TOÁN Ví dụ . Bài toán sắp xếp: Cho dãy A gồm N số nguyên a1, a2, …., aN. Cần sắp xếp để dãy A trở thành dãy không giảm. Thuật toán sắp xếp bằng tráo đổi (Exchange Sort)  Xác định bài toán Input: ................................................................................................................................................................ Output: .............................................................................................................................................................  Ý tưởng:Với mỗi cặp số hạng đứng liền kề trong dãy, nếu số trước lớn hơn só sau ta thay đổi chỗ chúng cho nhau. Việc đó được lặp lại, cho đến khi không có sự đổi chỗ nào xảy ra nữa.  Thuật toán a. Cách liệt kê Bước 1. .................................................................................................................................................................... Bước 2. .................................................................................................................................................................... Bước 3. .................................................................................................................................................................... Bước 4. .................................................................................................................................................................... Bước 5...................................................................................................................................................................... Bước 6...................................................................................................................................................................... Bước 7...................................................................................................................................................................... Bước 8...................................................................................................................................................................... b. Sơ đồ khối IV. CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH: Vì vấn đề đặt ra làm cho học sinh có trách nhiệm thực hiện và giáo viên dễ dàng theo dõi, giúp đỡ. Tuy nhiên để việc truyền đạt thuật toán sắp xếp có hiệu quả đòi hỏi giáo viên thiết kế giáo án, lựa chọn nội dung đưa vào Bài tập phù hợp với nhiều đối tượng học sinh. Bài tập được sắp xếp từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp, bài tập bổ sung được lớp trưởng photo cho lớp để học sinh chuẩn bị trước. Các bước tiến hành tiết dạy thuật toán sắp xếp: Bước 1. Giáo viên gọi học sinh nhắc lại các kiến thức cũ đã học, giáo viên tổng kết ghi tóm tắt trên bảng. Bước 2. Giáo viên nêu vấn đề, yêu cầu và nội dung, xác định rõ input và output, gọi hoặc hướng dẫn học sinh xây dựng thuật toán Bước 3. Giáo viên hướng dẫn nội dung trọng tâm, hoặc gọi học sinh thực hiện cho các học sinh khác quan sát. Bước 4. Lớp tiến hành làm Bài tập. - Giáo viên quản lí, giám sát học sinh, gợi mở thuật toán, khuyến khích học sinh tích cực hoạt động. Bước 5. Giáo viên tổng kết bài, tuyên dương, phê bình. Cho học sinh quan sát bài tập đúng và giao bài tiếp theo. THỰC HIỆN:  HƯỚNG DẪN TRÁO ĐỔI HAI PHẦN TỬ LIỀN KỀ NHAU.  ÁP DỤNG HƯỚNG DẪN SẮP XẾP N PHẦN TỬ BẰNG CÁCH HƯỚNG DẪN CÁC EM XẾP THEO CHIỀU CAO TƯƠNG ỨNG CỦA MÌNH  VÍ DỤ 1: TRONG TOUR DU LỊCH HƯỚNG DẪN VIÊN SẮP XẾP THEO SỐ NGƯỜI ĐÃ ĐĂNG KÍ TRONG 4 LỨA TUỔI CHO TRƯỚC LÀ 40 TUỔI, 20 TUỔI, 30 TUỔI, 10 TUỔI. EM HÃY SẮP XẾP THÀNH 10, 20, 30, 40 TUỔI? GIẢI N= 4; DÃY A LÀ 40; 20 ;30 ;10 M N M M-1 i0 4 3 2 1 ii+1 0 0, 1, 2, 3, 4 0, 1, 2, 3 0, 1, 2 DÃY A LÀ 40; 20; 30; 10 LD1 40 20 20 40 30 30 40 10 LD2 20 30 10 10 30 LD3 20 10 10 20 10 40 Giải thích: Tại vị trí thứ 4 ở lượt duyệt đầu tiên, ta xếp đúng giá trị lớn nhất về cuối Tại vị trí thứ 3 ở lượt duyệt thứ hai, ta xếp đúng giá trị lớn thứ hai về kế cuối Tại vị trí thứ 2 ở lượt duyệt thứ ba, ta xếp đúng giá trị lớn thứ ba về kế,và ta xếp đúng giá trị còn lại về vị trí đầu. Thuật toán sắp xếp trên Dừng khi M=1, i= 2. Với M: là số lần so sánh 2 phần tử liền kề nhau. N: số phần tử; i: là chỉ số chạy từ 0 -> M+1  VÍ DỤ2: Một người thợ hàn cần tim hiểu từ: Web, Rain, Domain, Old, Key, Art. Em hãy giúp họ Sắp xếp các từ cần tìm khi tra từ điển theo kí tự đầu cho trước thành: a, d, k, o, r, w Khi nhập kí tự máy sẽ mã hóa thành mã ASCII rồi mới tiến hành xếp Thuật toán sắp xếp 6 kí tự trên dừng khi M=1 ; i = 2 Với M: là số lần so sánh 2 phần tử liền kề nhau. N: số phần tử; i: là chỉ số chạy từ 0 -> M+1  HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ THUẬT TOÁN BÀI TẬP NÂNG CAO: VÍ DỤ 3: TỪ VÍ DỤ 1 . TÍNH SỐ LẦN ĐỔI CHỖ KHI SẮP XẾP 4 SỐ NGUYÊN LÀ 40, 20, 30, 10 CHO TRƯỚC:  BÀI LUYỆN TẬP: TÍNH SỐ LẦN ĐỔI CHỖ KHI SẮP XẾP 6 SỐ NGUYÊN LÀ: 3, 5, 9, 8, 1, 7 CHO TRƯỚC: BÀI GIẢI: DEM  0 DEM  DEM + 1 0 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7  BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM  Gọi M: là số lần so sánh 2 phần tử liền kề nhau.  N: số phần tử; i: là chỉ số chạy từ 0 -> M+1 BÀI GIẢI A 9 4 4 9 3 3 4 ĐÁP ÁN: CÂU 1: M = 5; i = 4. CÂU 2: i = 5. 8 10 8 9 10 8 9 10 9 7 3 7 7 9 Khi tổ chức truyền đạt thuật toán sắp xếp ta cần chú ý các tiêu chí sau:  Đề bài phổ biến gần gũi gắn liền thực tế cuộc sống.  Thu hút lượng học sinh tham gia sắp xếp càng nhiều càng tốt. Muốn vậy phải lên kế hoạch kỹ lưỡng bằng cách chọn một trong các hình thức sau:  Lập mô hình cho học trò sắp xếp nhanh…  Hình thức thuyết trình là một phương pháp truyền thống. Đặc điểm cơ bản nổi bật của thuyết trình là thông báo - tái hiện. Do đó, theo hướng hoạt động hóa học trò, cần phải tư vấn, tăng cường giải quyết truyền đạt thuật toán sắp xếp. Đây là kiểu đặt học sinh trước những bài toán nhận thức, kích thích học sinh hứng thú giải bài toán nhận thức, tạo ra sự chuyển hóa từ quá trình nhận thức có tính nghiên cứu khoa học vào tổ chức qúa trình nhận thức trong học tập thuật toán sắp xếp. Giáo viên đưa học sinh vào tình huống có vấn đề rồi học sinh tự mình giải quyết vấn đề đặt ra, trước khi giáo viên cung cấp kết quả, được xen kẻ vấn đáp, thảo luận một cách hợp lý thì hiệu quả sẽ tăng thêm, đồng thời rèn luyện cho học sinh phải có thói quen mạnh dạn bộc lộ ý kiến riêng trước vấn đề nào đó nêu ra trong thuật toán sắp xếp(số lần tráo đổi hai phần tử liền kề). V. KẾT QUẢ: Trong quá trình tham gia học thuật toán sắp xếp các em sẽ học được cách tổ chức làm việc nhóm, ”mình vì mọi người, mọi người vì mình”. Một công việc hoàn tất phải thật trọn vẹn và chu đáo, đòi hỏi ai cũng có trách nhiệm cao trong ê kíp thực hiện. Lợi ích khi tham gia học thuật toán sắp xếp: Tầm nhìn các em được nâng lên khi cọ xát thực tiễn. Trãi nghiệm để vững bước trên con đường tiến vào chọn học ngành công nghệ thông tin. Hiểu được sự thay đổi để phát triển lâu dài. Mặc khác, khi tham gia học thuật toán sắp xếp các em thấy được lợi ích rất nhiều về chiếc máy tính công cụ mà các em tiếp cận hằng ngày, từ đó các em sẽ ý thức tốt hơn trong việc chọn nghề nghiệp cho chính mình sau này. Từ những điều bình dị giản đơn, các em sẽ thiết lập ý tưởng áp dụng thuật toán sắp xếp để học các môn học khác tốt hơn nhất là môn toán (xác suất )11 sang năm tới. Khi xem ảo thuật gia biểu diễn… Các em sẽ biết được sự phối hợp giữa yếu tố nhanh tay lẹ mắt và cách sắp xếp các thao tác thực hiện một cách logic…đã hình thành nên môn nghệ thuật hấp dẫn này. Khi xem khai mạc Olympic hay Thế vận hội, thấy đội hình sắp xếp biểu diễn trên sân vận động thể thao, các em sẽ thấy ứng dụng của thuật toán sắp xếp thật tuyệt vời ở thực tiễn… Với những công việc có quy mô rộng, tầm cỡ lớn thì phải giải quyết bài toán sắp xếp trên máy rất hiệu quả… VI. KẾT LUẬN: Học sinh chuyển đầy đủ nội dung thuật toán từ dạng liệt kê đã chuẩn bị sang sơ đồ khối (hoặc ngược lại) ... Học sinh bổ sung đầy đủ nội dung thuật toán vào chỗ trống đã chuẩn bị từ đầu. Đánh giá các nhóm sắp xếp, tuyên dương, khen thưởng các thành viên hoạt động tích cực, sáng tạo, nhắc nhở tinh thần, thái độ cộng tác các thành viên. Rút ra bài học kinh nghiệm trong việc áp dụng nâng cao thuật toán sắp xếp . Thuật toán sắp xếp là tiết dạy lí thuyết tuyệt đối không áp đặt, thuyết trình qua loa, hay “bôi đen” nội dung sách giáo khoa để chiếu, chép, gây phản cảm. Cần phối hợp tốt giữa trình chiếu và các phương pháp dạy học tích cực thì tiết dạy đạt được những mục tiêu như mong muốn. Đặc biệt là khi tham gia học thuật toán sắp xếp các em sẽ biết vận dụng bước đầu sắp xếp kiến thức liên quan giữa các môn học với nhau… dần dần sẽ sáng tạo ra cách học liên môn sau này, và nhất là các em sẽ yêu mến tin học nhiều hơn… Xin chân thành cảm ơn quý đồng nghiệp đã hỗ trợ giúp đỡ tôi hoàn thành sáng kiến kinh nghiệm này…! NGƯỜI VIẾT PHÙNG THỊ DIỄM TRANG