Rèn luyện kỹ năng lập trình Môn Tin học 11 cho học sinh khá, giỏi bằng việc mở rộng các bài toán cơ bản
ĐẶT VẤN ĐỀ
Lời nói đầu
Để rèn luyện kỹ năng lập trình cho học sinh khá, giỏi trước khi chọn đội
tuyển đi thi học sinh giỏi môn Tin học có rất nhiều cách mà giáo viên có thể áp
dụng đối với các đối tượng học sinh khác nhau. Các trường có điểm thi đầu vào
cao thì việc rèn luyện kỹ năng sẽ có nhiều thuận lợi nhưng với các trường có
điểm thi đầu vào trung bình và thấp thì việc rèn luyện kỹ năng lập trình cho các
em gặp rất nhiều khó khăn. Tuy nhiên trong cùng một trường với các đối tượng
học sinh khác nhau giáo viên có thể áp dụng nhiều biện pháp khác nhau để rèn
luyện kỹ năng lập trình cho học sinh với hiệu quả khác nhau. Các giáo viên đều
hướng dẫn cho học sinh biết một bài toán có thể được giải với nhiều thuật toán
khác nhau và mỗi thuật toán chỉ giải được một bài toán hoặc một lớp bài toán,
nhưng thực tế cho thấy, đứng trước một bài toán tin học học sinh thường lúng
túng khi xác định thuật toán hoặc không xác định được thuật toán, việc này cũng
có thể do nhiều nguyên nhân, chẳng hạn môn Tin học không liên quan đến thi
đại học nên các em không chú tâm học, không đầu tư, do các em không có máy
để thực hành thêm ở nhà…. Tuy nhiên khi cho một bài toán tin học có dạng
tương tự hoặc dạng mở rộng từ một bài toán cơ bản nào đó trong sách giáo khoa,
hoặc một bài toán cơ bản nào đó mà các em biết thì các em có thể xây dựng và
có hứng thú để xây dựng thuật toán cho bài toán đặt ra. Vì vậy giáo viên có thể
chọn các bài tập cơ bản từ đó mở rộng và phát triển để rèn luyện kỹ năng lập
trình cho học sinh.
Dĩ nhiên cách làm này không mới với giáo viên nhưng cách chọn các bài
toán cơ bản như thế nào để học sinh có thể vận dụng và gây được hưng thú cho
học sinh đó lại là điều đáng quan tâm.
Với ý định “Rèn luyện kỹ năng lập trình Môn Tin học 11 cho học sinh
khá, giỏi bằng việc mở rộng các bài toán cơ bản” nên trong sáng kiến kinh
nghiệm này tôi muốn trình bày một kinh nhgiệm trong việc rèn luyện kỹ năng
lập trình cho học sinh khi học môn Tin học 11.
Mỗi buổi học nên xây dựng hệ thống bài tập như sau:
Bước 1: Chọn bài toán cơ bản hoặc bài toán quen thuộc với học sinh để
học sinh lập trình.
Bước 2: Mở rộng bài toán ở cấp độ 1 (chỉ cần học sinh lập trình được mà
chưa cần quan tâm đến các yếu tố như: quan tâm đến các yếu tố đặc biệt của dữ
liệu vào, thời gian, phạm vi giá trị của biến…)
Bước 3: Mở rộng bài toán ở cấp độ 2 (quan tâm đến các yếu tố như: các
trường hợp đặc biệt của dữ liệu vào, phạm vi giá trị của các biến, thời gian,
chuyển sang đọc ghi vào kiểu tệp …)
Bước 4: Mở rộng bài toán để học sinh rèn luyện kỹ năng lập trình ở nhà
trên máy hoặc trên giấy sau đó nộp lại để giáo viên kiểm tra đánh giá.
2. Tổ chức cho học sinh hình thành kỹ năng lập trình thông qua nhiều buổi
học có sự hướng dẫn của giáo viên tại phòng máy.
3. Tổ chức kiểm tra để thu thập thông tin về khả năng rèn luyện kỹ năng
lập trình của học sinh.
II.
Các biện pháp để tổ chức thực hiện
Nội dung này được triển khai thông qua các buổi học (mỗi buổi học 3
tiết). Số lượng buổi học là bao nhiêu buổi là do giáo viên xây dựng tùy vào chất
lượng học sinh.
Trong phạm vi chương trình môn tin học lớp 11, chúng ta có thể sử dụng
một số hệ thống bài tập sau để rèn luyện kỹ năng lập trình cho học sinh khá, giỏi
thông qua các buổi học:
BUỔI 1: (Áp dụng khi học xong các bài về các câu lệnh IF, FOR, WHILE)
Bài tập 1: (bài toán cở bản): Viết chương trình nhập vào số nguyên dương N từ
1
2
1
3
1
2
1
3
tính tổng sau: S= 1 ...
1
và đưa kết quả ra màn hình.
N
Nhận xét:
+ Từ màn hình soạn thảo của Pascal yêu cầu học sinh vào File chọn Save As để
lưu lại tên tệp với tên bài 2 sau đó sửa lại chương trình bài 1 để được bài 2, bỏ
bớt các biến không dùng đến (cách làm này rất tiết kiệm thời gian vì chương
trình bài 2 mở rộng từ bài 1).
+ Ở bài này với học sinh khá, giỏi ở một số trường có chất lượng điểm đầu vào
cao có thể giải quyết đơn giản, còn học sinh ở một số trường có điểm đầu vào
thấp thì học sinh có thể băn khoăn ở việc tìm điều kiện của vòng lặp WHILE,
đến đây giáo viên có thể hướng dẫn cách chuyển đổi từ vòng lặp For–To-Do
(Bài tập 1) sang vòng lặp WHILE , chẳng hạn:
i:= <GTđầu>;
While i
Program bai3;
Var i,dau,N:integer;
S:real;
Begin
Write(‘Nhap N=’);
Readln(N);
Dau:=1;
S:=0;
For i:=1 to N do
begin
S:=S + dau*(1/i);
Dau := -1*dau;
End;
Writeln(‘Tong = ‘, S:10:2);
Readln;
End.
Giáo viên nên giải thích tại sao lại nên dùng biến dau như vây?
Từ bài tập 3 ta sẽ chuyển sang bài tập 4 như sau:
Bài tập 4: Sửa lại chương trình ở bài tập 1 nhưng sử dụng câu lệnh lặp WHILE
1
2
1
3
1
4
tính tổng sau: S= 1 .. (1) N 1
Rèn luyện kỹ năng lập trình Môn Tin học 11 cho học sinh khá, giỏi bằng việc mở rộng các bài toán cơ bản
S:real;
Begin
Write(‘Nhap N=’);
Readln(N);
Dau:=1;
S:=0;
For i:=1 to N do
begin
Gt:=1;
For j:=1 to i do gt:=gt*j;
S:=S + dau*(1/gt);
Dau := -1*dau;
End;
Writeln(‘Tong = ‘, S:10:2);
Readln;
End.
Giáo viên yêu cầu học sinh tối ưu lại chương trình bằng cách sử dụng một vòng
lặp để xem học sinh làm thế nào? Nếu học sinh vẫn còn lúng túng thì giáo viên
nên lấy ví dụ minh họa với N = 5 chẳng hạn, mô phỏng trạng thái của các biến
trong chương trình để học sinh hiểu được thuật toán với một vòng lặp. Giáo viên
yêu cầu học sinh phải hoàn thiện chương trình với một vòng lặp như sau:
Program bai5;
Var j,i,dau,N:integer;
Gt:longint; {giáo viên nên giải thích}
S:real;
Begin
Write(‘Nhap N=’);
Bằng cách lưu và sửa lại chương trình ở bài tập 5 học sinh sẽ giải quyết một cách
nhanh chóng.
(Giáo viên yêu cầu học sinh về nhà đọc thêm câu lện Repeat …Until nếu chưa
dạy thêm) để làm các bài tập sau đây để nộp lại cho giáo viên vào ngày nào đó
trong tuần để giáo viên kiểm tra.
Bài tập 7: Sử dụng câu lệnh lặp Repeat … Until viết lại các bài toán từ 1 đến 6
với điều kiện 1
Tương tự như vậy ta sẽ yêu cầu học sinh làm bài tập 3 như sau:
Bài tập 3: Viết chương trình in ra màn hình các số hoàn hảo trong khoảng từ a
đến b (với 1
begin
write('N = ');readln(n);
kq:=true;{Giả sử N là SNT, Gán kq bằng true}
if n10), in ra
màn hình các số nguyên tố trong khoảng từ 1 đến N.
Nhận xét: Học sinh sẽ áp dụng thuật toán của bài 1 để giải quyết bài 2. Giáo viên
nên để học sinh tự làm, nếu còn lúng túng thì mới hướng dẫn thuật toán. Sau khi
áp dụng bài 1, sao chép và sửa lại chương trình bài 1 để có chương trình bài 2,
chương trình có thể được học sinh viết như sau:
Program b2;
Var i,k,n:integer;
kq:boolean;
begin
write('N = ');readln(n);
kq1, kq2:boolean;
begin
writeln(‘Nhap N= ‘); readln(N);
for i:=2 to N-1 do
{vong lap 1}
begin {kiem tra xem so i co phai la so nguyen to hay khong}
kq1:=true;
for k:=2 to trunc(sqrt( i )) do
{vong lap 2}
if i mod k =0 then
begin
kq1:=false;{do i chia het cho k nen i khong nguyen to}
break;
end;
if kq1 then {neu so i la snto thi tim so j la so nto ma i+j=N}
for j := i to N-1 do
{vong lap 3}
begin {kiem tra xem so j co phai la so nguyen to hay khong}
kq2:=true;
for m:=2 to trunc(sqrt( j )) do
if j mod m=0 then
begin
kq2:=false;{Gan kq2=false, tuc j khong la so nto}
break;
end;
if kq2 then
if i+j = N then
begin
writeln(N ,' = ', i, ' + ', j);
d:=d+1;
Nhap 1 so tu nhien: 677
677 la so nguyen to
Nhận xét: Dựa vào thuật toán kiểm tra số nguyên tố giáo viên nên để học sinh
làm bài tập này sau đó hướng dẫn và cũng cố lại thuật toán. Chương trình có thể
như sau:
Program bai4;
uses crt;
Var m, n: longint;
dem,i:integer;
kq:boolean;
Begin
repeat
clrscr;
Write('Nhap mot so tu nhien:'); readln(n);
Until (n>1) and (n
số nguyên tố.
Hãy viết chương trình đọc dữ liệu vào là một số nguyên N (0< N
nguyên tố là ka, kết thúc.
13
Rèn luyện kỹ năng lập trình Môn Tin học 11 cho học sinh khá, giỏi bằng việc mở rộng các bài toán cơ bản
Chương trình cụ thể như sau:
Program Bai5;
var a,b: array [1..100] of longint;
N,i,k,ka,kb,cs,t: byte;
kt:boolean;
m,j:longint;
BEGIN
Write ('Nhap N: ');
Readln (N);
ka:=1; a[ka]:=0;
For i:=1 to N do
Begin
Kb:=0;
For k:=1 to ka do
For cs:=0 to 9 do
begin
m:=a[k]*10+cs; {kiem tra xem m co la so nguyen to khong}
kt:=true;
If (m
+ Là số chia hết cho một số K
+ Là số nguyên tố
+ Là số hoàn hảo
+ Là số chính phương
….
Bài tập 1: (Bài toán cơ bản)
Viết chương trình nhập vào từ bàn phím số nguyên N và mảng A gồm N phần tử.
Thông báo ra màn hình các số chẵn có trong mảng đã nhập và số lượng của
chúng.
Nhận xét: Với cách nhập dữ liệu cho mảng, cách dùng vòng For để duyệt mảng
đã được học hoặc đã được làm quen với các ví dụ các em có thể dễ dàng hoàn
thành chương trình có thể như sau:
Program bai1;
Const Nmax=100;
Var A:array[1..Nmax] of integer;
I,dem,N : integer;
Begin
Writeln(‘Nhap n=’);
Readln(N);
For i:=1 to N do
begin
writeln(‘nhap phan tu thu ‘,i);
read(A[i]); {doc tung phan tu vao mang}
end;
Dem:=0; {khoi tao bien dem=0 (chua dem duoc so nao thoa man)}
For i:=1 to N do
if A[i] mod 2 =0 then {Xu li luon cac phan tu cua mang}
begin
write(A[i],’ ‘); {in phan tu thoa man ra man hinh}
inc(dem); {tang bien dem len mot don vi}
N phần tử. Thông báo ra màn hình các số hoàn hảo có trong mảng đã nhập và số
lượng của chúng.
Nhận xét: Giáo viên yêu cầu học sinh từ chương trình bài tập 1 lưu lại với tên
khác, dựa vào thuật toán kiểm tra số hoàn hảo đã học ở buổi trước để sửa lại
chương trình thành chương trình bài 5. (Mất khoảng 8-12 phút học sinh sẽ hoàn
thành)
DẠNG 2: Thuật toán sắp xếp và một số bài tập áp dụng thuật toán sắp xếp
Bài tập 1: (Bài toán cơ bản)
Viết chương trình vào từ bàn phím số nguyên N và mảng A gồm N phần tử. In ra
màn hình mảng A sau khi đã sắp xếp các phần tử theo thứ tự tăng dần.
Nhận xét: Có nhiều thuật toán sắp xếp nhưng chúng ta chưa nên giới thiệu các
thuật toán như QuickSort..., chỉ nên giới thiệu thuật toán sắp xếp đơn giản, chẳng
hạn:
Program b1;
const nmax=20;
var a:array[1..nmax]of integer;
16
Rèn luyện kỹ năng lập trình Môn Tin học 11 cho học sinh khá, giỏi bằng việc mở rộng các bài toán cơ bản
tg:integer;
i,j,n:integer;
begin
Writeln(‘Nhap so luong phan tu cua mang’);
Readln(N);
for i:=1 to n do{Cho i chạy từ 1 đến N}
Begin
Writeln(‘nhap phan tu thu ‘,i);
read(a[i]);{Đọc phần tử thứ I vào mảng}
thì tăng R. Quá trình tìm và xếp đó sẽ kết thúc khi L>R.
17
Rèn luyện kỹ năng lập trình Môn Tin học 11 cho học sinh khá, giỏi bằng việc mở rộng các bài toán cơ bản
Câu b) Vì câu ở Câu a ta xếp các phần tử lẻ lên đầu, phần tử chẵn ở cuối dãy nên
ở câu b ta chỉ cần dùng biến K đếm xem có băo nhiêu phần tử lẻ sau đó ta dùng
thuật toán sắp xếp tăng dần cho đoạn từ 1 đến K, sau đó ta lại dùng thuật toán sắp
xếp giảm dần cho đoạn từ K+1 đến N.
Bài tập 4: Viết chương trình nhập vào từ bàn phím mảng A gồm N phần tử là số
nguyên gồm 3 loại số : Loại 1 : các số vừa chia hết cho 3 vừa lẻ, loại 3 : các số
vừa chia hết cho 3 vừa chẵn, loại 2 : các số còn lại . Yêu cầu hãy xếp các số loại
1 lên đầu dãy , các số loại 3 xuống cuối dãy , các số loại 2 ở giữa dãy . Trước hết
xếp gọn hết các số loại 1 , sau đó xếp đồng thời các số loại 2 và 3. Đưa ra màn
hình dãy đã được sắp xếp.
Dữ liệu vào
Dữ liệu ra
N=8
88 29 81 12 42 35 62 83
88 29 81 12 42 35 62 83
81 29 88 62 83 35 12 42
Nhận xét: Giáo viên nên để giáo viên nên để cho học sinh thử tìm thuật toán cho
bài này dựa vào thuật toán sắp xếp đã biết ở các bài trên, sau đó mới hướng dẫn.
Bài tập 5: Viết chương trình nhập vào từ bàn phím mảng một chiều A gồm M
phần tử, mảng một chiều B gồm N phần tử, sắp xếp 2 dãy A và B tăng dần sau
đó trộn 2 dãy thành dãy C sao cho dãy C cũng là dãy đã được sắp xếp tăng dần.
In mảng A, B, C ra màn hình.
Nhận xét: Giáo viên nên để cho học sinh thử tìm thuật toán cho bài này dựa vào
thuật toán sắp xếp đã biết ở các bài trên, sau đó mới hướng dẫn thuật toán.
Tăng k, tăng i
DẠNG 3: Tìm một phần tử X trong mảng thoã mãn điều kiện nào đó
Ví dụ: X là phần tử nhỏ nhất hoặc lớn nhất của dãy
Bài tâp 1: (Bài tập cơ bản )
Viết chương trình nhập vào từ bàn phím mảng A gồm N phần tử là số
nguyên. Thông báo ra màn hình phần tử lớn nhất của mảng.
Nhận xét: Thuật toán tìm giá trị nhỏ nhất và lớn nhất hoặc sinh đã được làm quen
trong sách giáo khoa Tin học 10, Tin học 11 nên học sinh có thể dễ dàng làm
được bài này. Giáo viên có thể nhắc lại thuật toán tìm Max để học sinh nhớ.
Bài tâp 2: Sửa lại chương trình ở bài 1 để đưa ra màn hình phần tử nhỏ nhất của
mảng.
Nhận xét: Mất 1 phút để học sinh hoàn thành.
Giáo viên có thể nhắc lại thuật toán tìm Min để học sinh nhớ.
Bài tâp 3: Sửa lại chương trình bài 2 để hoàn thành chương trình của bài 3 sau:
Viết chương trình nhập vào từ bàn phím mảng A gồm N phần tử là số nguyên.
Thông báo ra màn hình phần tử lớn nhất và phần tử nhỏ nhất của mảng.
Nhận xét: Thuật toán tìm giá trị nhỏ nhất và lớn nhất hoặc sinh đã được làm quen
trong sách giáo khoa nên học sinh có thể dễ dàng làm được bài này.
Dễ dàng học sinh có thể sẽ kết hợp cách làm cả 2 bài để hoàn thành chương trình
bài 3 với 2 vòng lặp, tuy nhiên ta nên yêu cầu học sinh nên sử dụng một vòng
lặp.
Kết hợp lại thuật toán tìm Max và Min để học sinh nhớ:
- Giả sử số lớn nhất và số nhỏ nhất là số đầu tiên: Max:=a[1]; Min:=a[1].
- Duyệt qua các phần tử a[i], với i chạy từ 2 tới N:
Begin
Nếu a[i]>Max thì gán Max:=a[i];
Nếu a[i]
cách làm này với nhiều dạng bài tập khác nhau để thấy được hiệu quả. Tôi hy
vọng các thầy cô có thể chọn được đội tuyển để đi thi học sinh giỏi môn tin học
và có được thành tích cao và đó cũng là mong muốn của tôi khi viết SKKN này.
SKKN này cũng là một cách làm đơn giản và đó là một kinh nghiệm của
bản thân khi lựa chọn đội tuyển học sinh giỏi để đi thi tại một trường mà điểm
thi đầu vào lớp 10 ở mức thấp trong huyện nên việc chọn đội tuyển rất khó khăn.
Với kết quả đó, tôi mạnh dạn viết ra sáng kiến kinh nghiệm mày mặc dù cách
làm chưa được đầy đủ và sâu sắc, chưa thể hiện đầy đủ được các ưu nhược điểm
và còn nhiều thiếu sót, rất mong được sự góp ý kiến, phê bình, phản hồi của các
đồng nghiệp.
Cuối cùng tôi hy vọng cách làm này sẽ được các đồng nghiệp nghiên cứu
và áp dụng vào thực tiễn dạy học để rút ra những điều bổ ích.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thanh Hóa, ngày 25 tháng 5 năm 2013
XÁC NHẬN CỦA HIỆU TRƯỞNG
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết,
không sao chép nội dung của người khác.
Tài liệu tham khảo
+ Sách giáo khoa, Sách bài tập, Sách hướng dẫn giáo viên Tin học 11
+ Một số tài liệu về Pascal tại các diễn đàn tin học trên Internet
20