Sáng kiến kinh nghiệm Các bước giải bài toán trên máy tính

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Các bước giải bài toán trên máy tính

1. PHÒNG GD VÀ ĐỨC TRỌNG TRƯỜNG THCS ĐÀ LOAN ===0O0=== SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM MÔN TIN HỌC LỚP 8: ĐỀ TÀI “CÁC BƯỚC GIẢI BÀI TOÁN TRÊN MÁY TÍNH ” Người viết: Phan Lê Ngọc Huy Chức vụ: Giáo viên Tổ: Toán – Lý_tin _Kt Đơn vị: Trường THCS Đà Loan Đà Loan : 20/10/2015 Giáo Viên : Phan Lê Ngọc Huy 1
2. PHẦN I: PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài . 2. Mục đích nghiên cứu 3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu 5. Phạm vi giới hạn nghiên cứu PHẦN II : NỘI DUNG CHƯƠNG I : CƠ SỞ LỲ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1. Căn cứ khoa học 2. Một số vấn đề lý luận cơ bản của đề tài 3. Cơ sở thực tiễn của đề tài CHƯƠNG II: MỘT SỐ BIỆN PHÁP ỨNG DỤNG CNTT 1. Các giảI pháp thực hiện: 2. Các biện pháp thực hiện: PHẦN III: KẾT LUẬN CHUNG VÀ KHUYẾN NGHỊ 1. Kết luận chung 2. Khuyến nghị 3. Phương pháp tinh chế a) Lần 1: b) Lần 2: c) Lần 3: IV. Chảy thử, thay đổi và kiểm tra chương trình: 1. Chạy thử 2. Phân loại lỗi 3. Kiểm tra 4. Thay đổi chương trình C. Kết thúc vấn đề: Giáo Viên : Phan Lê Ngọc Huy 2
3. A. ĐẶT VẤN ĐỀ: 1. Lý do chọn đề tài: Hiện nay nước ta cũng như các nước trên thế giới đang cạnh tranh về nghành công nghệ chế tạo máy cũng như các sản phẩm phần mềm giúp ích cho con người trên mọi lĩnh vực. Vậy làm thế nào để làm được điều đó : nhờ vào ngành công nghệ thông tin. Ngày xa xưa con người không biết đọc, không biết viết đó là một nỗi khổ vô cùng, còn ngày nay con người không biết sử dụng máy vi tính thì coi như là không biết đọc, không biết viết. Vậy khi biết sử dụng máy vi tính rồi chúng ta sẽ làm gì hay chỉ ngồi chơi điện tử, các trò giải trí, soạn thảo các bài văn bản mà thôi ? Là một giáo viên Tin học một trong các mục tiêu khi đưa tin học vào trường học là nhằm giúp học sinh không chỉ biết soạn thảo mà còn phải có khả năng phân tích, tổng hợp, trừu tượng hoá, khái quát hoá vấn đề và đặc biệt là phát triển tư duy, sáng tạo. Những năm qua môn Tin học ở THCS chưa có sách giáo khoa cụ thể hướng dẫn cho học sinh về cách phân tích lập trình. Vì vậy học sinh chưa có tính độc lập sáng tạo mà phải nhờ vào giáo viên rất nhiều. Những năm nay đã có sách giáo khoa hướng dẫn cho học sinh cụ thể qui trình lập trình như thế nào.Vì thế mà tôi sẽ hướng cho học sinh lớp 8 cách để trở thành một nhà lập trình thì cần phải nắm các bước cơ bản nào? Trong thời đại thông tin bùng nổ ngày nay, việc lập được các chương trình tự hoạt động cho máy tính, máy gia dụng là cần thiết. Và để làm được việc đó cần có một quá trình nghiên cứu, học tập về ngôn ngữ lập trình lâu dài, qua đó nhà lập trình có thể chọn một ngôn ngữ lập trình thích hợp. Tuy nhiên mọi thứ đều có điểm khởi đầu của nó, với học sinh việc học Pascal là khởi đầu cho việc tiếp cận ngôn ngữ lập trình bậc cao, qua đó giúp các em hình dung được sự ra đời, cấu tạo, hoạt động cũng như ích lợi của các chương trình hoạt động trong máy tính, các máy tự động Qua đó giúp các em có thêm một định hướng, một niềm đam mê về tin học, về nghề nghiệp mà các em chọn sau này. Đồng thời Pascal là một ngôn ngữ có cấu trúc thể hiện trên 3 yếu tố: Cấu trúc về mặt dữ liệu, cấu trúc về mặt câu lệnh, cấu trúc về mặt chương trình. Xuất phát từ cơ sở trên, tôi đã chọn đề tài “Các bước giải một bài toán trên máy vi tính sử dụng ngôn ngữ lập trình Pascal”, giúp các em nắm được cấu trúc của chương trình và ngôn ngữ lập trình ( Lập trình đơn giản của phần I - SGK tin học 8) 2. Mục đích: Giáo Viên : Phan Lê Ngọc Huy 3
4. Sử dụng các ví dụ cụ thể để học sinh nắm được các bước giải bài toán. Và thông qua các ví dụ đó hướng dẫn học sinh chuyển đổi qua lại giữa cách giải bài toán trên giấy và trên máy vi tính. 3. Nhiệm vụ: Đưa ra vấn đề: Lập trình đơn giản của phần I. SGK tin học 8, để học sinh thảo luận qua đó nắm vững cấu trúc chung của chương trình. Và hình thành ở học sinh kỷ năng phân tích, xử lý các vấn đề liên quan đến các bài toán trong quá trình lập trình các chương trình đơn giản sau này. 4. Đối tượng nghiên cứu: Học sinh khối 8 trường THCS Đà Loan 5. Phương pháp nghiên cứu: - Kết hợp thực tiễn giáo dục ở trường THCS Đà Loan - Có thao khảo các tài liệu về ngôn ngữ lập trình Pascal và tài liệu về sáng kiến kinh nghiệm. 6. Cơ sở lý luận: Khi học sinh bước vào chương trình lớp 8 (Phần I lập trình đơn giản). Học sinh đã gặp rất nhiều khó khăn và bở ngỡ trong việc để hiểu và giải các bài toán trên máy vi tính. 7. Cơ sở thực tiển: Trong quá trình dạy tôi nhận thấy ở các em học sinh. Mới đầu các em cũng rất sợ khi thấy giải một bài toán ở ngoài thì đơn giản và chỉ trong vòng vài giây có thể nhẩm ra kết quả . Còn ở trong lập trình cũng bài toán đó mà phải làm đến hàng chục phút mà lại có thể cho kết quả sai. Song bằng những tâm huyết của mình và cũng như sự yêu thích của học sinh. Nhất là năm nay nghành giáo dục có phát động phong trào giải toán trên mạng. Điều đó đã thúc đẩy tôi rất nhiều trong việc dạy học là làm sao đưa ra được cho các em sự đam mê và phát triển tài năng của học sinh trong việc đào tạo nhân tài cho đất nước . Ngôn ngữ lập trình PASCAL là một phần mềm có cấu trúc và rất được nhiều độc giả quan tâm và cũng chính đó đã có nhiều cuốn sách do nhiều tác giả viết. Song với bản thân tôi khi lựa chọn viết đề tài này là muốn đưa ra “Các bước giải một bài toán trên máy vi tính” sử dụng bằng ngôn ngữ lập trình pascal. B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Phương pháp cơ bản giải các bài toán trong tin học không chỉ dùng để giải một bài toán cụ thể mà còn giải nhiều các bài toán cụ thể thuộc cùng một loại. Bài toán được cấu tạo từ hai yếu tố cơ bản: Thông tin vào (Input) và thông tin ra (Output). Giáo Viên : Phan Lê Ngọc Huy 4
5. Phương pháp tổng quát để giải một bài toán bằng máy vi tính dựa trên ngôn ngữ pascal cần các bước : 1. Xác định bài toán. 2. Tìm thuật toán. 3. Viết chương trình 4. Chạy thử, sửa đổi chương trình I. XÁC ĐỊNH BÀI TOÁN 1. Khái niệm bài toán Trong quá trình học người học sinh hay bất kỳ một cá nhân nào luôn phải liên tục giải quyết các bài toán. Trong cuộc sống là 1 chuỗi các bài toán mà ta phải đối đầu giải quyết không một chút đơn giản mà nhiều lúc phải bức mình. Song đối với học sinh lớp 8 do chương trình học toán của các lớp chỉ mới đến giải phương trình bậc nhất là cao nhất. Nên việc đưa các lớp bài toán vào giải cho các em đang còn một phần nào bị hạn chế. Nhưng bất kỳ một bài toán nào thì chúng ta cũng đọc đề rồi xác định nó : A->B. Trong đó: - A là giải thiết : điều kiện ban đầu hoặc cái đã cho khi bắt đầu giải bài toán. - B là kết luận: Mục tiêu cần đạt được hay cái phải tìm, phải làm ra khi kết thúc bài toán . - -> Là suy luận: giải pháp cần xác định hay một chuổi thao tác thực hiện từ A đến B. 2. Bài toán trên máy vi tính: Bài toán trên máy cũng mang đầy đủ các tính chất của bài toán tổng quát trên, nhưng nó lại được diễn đạt theo một cách khác. - A: là đưa thông tin vào (Input ) - B: là đưa thông tin ra( Output) : là chương trình tạo từ các lệnh cơ bản của máy tính cho phép biến đổi từ A đến B. 3. Một số ví dụ Ví dụ 1: Tính diện tích hình chữ nhật. Ta cần xác định cho bài toán: + Thông tin vào: Chiều dài là cạnh a, chiều rộng là cạnh b + Thông tin ra: Kết quả diện tích khi đưa a,b vào + Các thông tin cần chế biến như: - Lần lượt đưa a,b vào ( cho a=3,b=4) Giáo Viên : Phan Lê Ngọc Huy 5
6. - Áp dụng công thức tính diện tích hình chữ nhật: a*b - Kết quả in ra là 12. Ví dụ 2: Cho 2 số tự nhiên a, b. Tìm ước số chung lớn nhất của chúng. Các bước xác định bài toán: + Xác định thông tin vào: hai số tự nhiên a,b + Xác định thông tin ra: số tự nhiên d thoả mãn: d là ước của a và d là ước của b d là số lớn nhất trong tập các ước chung của a, b + Các thông tin cần chế biến như: Xây dựng hữu hạn các thao tác cho phép tính được d từ a và b. Nhập a =16 b= 24 -> d =8 Ví dụ 3: Tìm tất cả các số nguyên tố trong các số nguyên N được nhập vào từ bàn phím: + Xác định thông tin vào:Nhập số nguyên N + Xácđịnh thông tin ra: Các số nguyên tố ( chia hết cho nó và số 1) II- TÌM THUẬT TOÁN Thuật toán là một quá trình gồm một dãy hữu hạn các thao tác đơn giản được sắp xếp theo một trình tự xác định sao cho theo đó từ Input của bài toán sẽ tìm ra được Output bài toán . Một bài toán ta có 4 cách thể hiện thuật toán: Các bước xác định bằng lời, lập sơ đồ khối, ngôn ngữ phỏng trình, dùng một ngôn ngữ lập trình (Pascal). Ví dụ: Tìm ước số chung lớn nhất của 2 số nguyên dương a,b . ta có thể giải bằng các cách trên 1. Cách 1: Các bước xác định bài toán bằng lời: - Bước 1: Nhập 2 số nguyên dương là a,b - Bước 2: So sánh giá trị a và b. Nếu a bằng b thì sang bước 3, ngược lại a khác b thì sang bước 4 - Bước 3: Tìm được ước số chung là a và kết thúc chương trình. - Bước 4: Nếu a lớn hơn b thì ước số chung lớn nhất là a và quay trở lại bước 2. Ngược lại ước số chung là b và quay trở lại bước 2. 2. Cách 2: Giải bài toán bằng sơ đồ - Có hình thoi  thể hiện các thao tác so sánh - Hình chữ nhật thể hiện các phép tính toán, các câu lệnh - Hình ôvan thể hiện bắt đầu và kết thúc - Các mũi tên quy định trình tự các thao tác Giáo Viên : Phan Lê Ngọc Huy 6
7. Begin a, b Đúng a=b UCLN là a Sai END Đúng Sai a b then thay a :=a -b Else thay b:=b-a; Kết thúc in ra USCLN (a,b) . 4. Cách 4: Viết chương trình hoàn chỉnh (dùng ngôn ngữ pascal) Program USCLN; Var a,b: integer; Begin Write('nhap gia tri a =');Readln(a); Write('nhap gia tri b =');Readln(b); While a b Then a:=a - b else b:=b-a; Giáo Viên : Phan Lê Ngọc Huy 7
8. Writeln('uoc so chung lon nhat cua 2 so a va b la',a:); Readln END. III- VIẾT CHƯƠNG TRÌNH Lập trình là dùng ngôn ngữ máy vi tính cụ thể (ngôn ngữ Pascal) để diễn tả thuật toán, cấu trúc dữ liệu thành câu lệnh để máy tính có thể thực hiện được và giải quyết đúng bài toán mà người lập trình mong muốn. 1. Kỹ năng lập trình - Rèn luyện được cho học sinh kỹ năng cài đặt thành công các thuật toán bằng một ngôn ngữ lập trình. - Đã gọi là kỹ năng thì chỉ có thể có được thông qua rèn luyện tích cực. - Kinh nghiệm cho thấy một thuật toán do cài đặt vụng về, lộn xộn thì khi chạy trên máy tính có thể cho kết quả tồi tệ hoặc là không thể chạy được. 2. Phát triển chương trình bằng cách tinh chế từng bước Một bài toán ta có thể đưa ra nhiều cách giải khác nhau, song là một giáo viên thì chúng ta cần giúp học sinh viết chương trình làm sao người xem nhìn vào có thể dễ hiểu được bài toán đó là gì? Do đó việc tinh chỉnh các bước cho bài toán trong máy tính là phương pháp khoa học, có hệ thống giúp ta phân tích các thuật toán và cấu trúc dữ liệu từ đó thành một chương trình. Muốn lập trình giỏi không phải chỉ cần nắm ngôn ngữ lập trình là đủ. Mà vấn đề cốt yếu là biết phương pháp phát triển dần dần để chuyển các ý tưởng ra thành chương trình hoàn chỉnh. 3. Phương pháp tinh chế từng bước Một chương trình bắt đầu được viết bằng lời tự nhiên (tiếng việt) thể hiện sự phân tích tổng thể của người lập trình được thể hiện ở từng bước sau các câu lệnh đ- ược phân tích chi tiết hơn, bằng những lời khác nhau tương ứng với sự phân tích công việc thành các việc nhỏ chi tiết hơn dễ hiểu và chính xác hơn. Song ngôn ngữ lập rình pascal người lập trình có thể đưa ra phương pháp tinh chỉnh từng bước là thể hiện tư duy giải quyết vấn đề bài toán từ trên xuống trong đó các bước là hướng về ngôn ngữ lập trình làm sao cho bài toán đưa ra được phương pháp lập trình tối ưu, sáng sửa. 4. Ví dụ: Tìm tất cả các số nguyên tố trong các số nguyên N được nhập vào từ bàn phím a. Tính lần 1 - Lấy 2 tập NT= [ ] (để chứa các số nguyên tố tìm được) S = [2, N] (tập các số cần xét ) Giáo Viên : Phan Lê Ngọc Huy 8