TRƯỜNG ĐẠI HỌC s ư PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA CỐNG NGHỆ THÔNG TIN

N G U Y ỄN TH Ị NGỌC TH ÚY

PHÁT TRIẺN T ư DUY THUẬT TOÁN
CHO HOC SINH LỚP 11

KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP ĐẠI HỌC
•

•

•

•

Chuyên ngành: Sư phạm Tin học

Người hướng dẫn khoa học:
TS. Lưu Thị Bích Hương

HÀ NỘI - 2016


LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài “Phát triển tư duy thuật toán cho học
sinh lớp 11”, ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận
tình, tạo điều kiện của các thầy, cô giáo trong khoa Công nghệ Thông tin, đặc
biệt là cô giáo hướng dẫn - TS. Lưu Thị Bích Hương cùng với gia đình và bạn

CHƯƠNG 1: C ơ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀ I............................................ 4
1.1.
Giới thiệu chung về tư duy con người...................................................4
1.1.1. Sự hình thành và phát triển tư duy con người................................... 4
1.1.2. Đặc điểm tâm sinh lí lứa tuổi học sinh THPT................................... 6
1.2.
Khái niệm thuật toán.............................................................................. 8
1.2.1. Khái niệm............................................................................................8
1.2.2. Các tính chất của thuật toán............................................................... 9
1.2.3. Các phương pháp biểu diễn thuật to án .............................................. 9
1.3.
Khái niệm tư duy thuật toán................................................................. 14
1.4.
Vấn đề phát triển tư duy thuật toán cho học sinh ừong dạy tin học. 15
1.4.1. Vai trò của việc phát triển tư duy thuật toán ừong dạy học Tin học ở
trường phổ thông...............................................................................15
1.4.2. Những tư tưởng chủ đạo để phát triển tư duy thuật toán trong dạy
học môn Tin h ọ c...............................................................................16
1.5.
Cơ sở thực tiễn của việc phát triển tư duy thuật toán cho học sinh
THPT ..............................................................................................................17
1.5.1. Điều ừa thăm dò ý kiến giáo viên.................................................... 17
1.5.2. Điều ừa, thăm dò ý kiến học sinh.................................................... 18
1.5.3. Đánh giá chung về thực trạng phát triển tư duy thuật toán cho học
sinh THPT........................... ............. .......... ..........................
20
CHƯƠNG 2: ĐỊNH HƯỚNG SƯ PHẠM VÀ XÂY DựNG BÀI TẬP
HƯỚNG PHÁT TRIỂN TƯ DUY THUẬT TOÁN...................................21
2.1. Thực trạng dạy Tin học lớp 11 trường *THPT Nguyễn Gia Thiều.............21
2.1.1. Thuận lợ i..............................................................................................: ........ .7.........21


Câu hỏi

HS

Học sinh

GV

Giáo viên

Nxb

Nhà xuât bản

THPT
[l,ữang 38]
pp

Trung học phô thông
Cuôn 1, ừang 38 theo tài liệu tham khảo
Phương pháp

PPDH

Phương pháp dạy học

PTTD

Phát triên tư duy

Bảng 1.2: Bảng kết quả điều tra thăm dò ý kiến học sinh...............................25
Bảng 3.1: Thống kê kết quả học tập trước thử nghiệm................................... 51
Bảng 3.2: Kết quả bài kiểm ừa số 1................................................................ 67
Bảng 3.3: xếp loại bài kiểm tra số 1............................................................... 67
Bảng 3.4: Kết quả bài kiểm tra số 2 ................................................................ 67
Bảng 3.5: xếp loại bài kiểm ừa số 2............................................................... 68


MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa của nước ta hiện nay thì
giáo dục là vấn đề được quan tâm hàng đầu. Để mang lại hiệu quả cao trong
dạy học, cùng với việc cải cách chương trình và thay sách giáo khoa thì
phương pháp dạy học phải được chọn lọc sao cho phát huy tính tích cực, chủ
động, sáng tạo của học sinh; phù họp với đặc điểm của từng lớp học, môn
học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện
kỹ năng vận dụng kỹ năng vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm
vui, hứng thú học tập cho học sinh.
Dạy học Tin học là hoạt động tin học đối với học sinh, có thể nói rằng: Tư
duy thuật toán và lập trình là hình thức chủ yếu và quan trọng nhất trong hoạt
động Tin học, đó là phương pháp hữu hiệu nhất giúp học sinh nắm vững và
khắc sâu kiến thức Tin học, phát triển tư duy, hình thành kỹ năng, kỹ xảo. Tư
duy thuật toán và lập trình còn là điều kiện tốt giúp học sinh phát huy tính tích
cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo, bồi dưỡng chức năng tự học, lòng say
mê học tập và ý chí vươn lên.
Hiện nay, học sinh THPT còn gặp rất nhiều khó khăn ừong môn Tin học,
đặc biệt là những bất cập trong việc tiến hành bài học lập trình và tư duy thuật
toán. Các em còn bỡ ngỡ rất nhiều trong quá trình học tập môn này. Chính vì
những lý do trên và nhận thấy bồi dưỡng học sinh trong chương trình dạy học

6. Phưong pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu các văn bản, nghị quyết
của Đảng, của Chính phủ, của ngành giáo dục về đổi mới phương pháp dạy
học ở trường phổ thông.
- Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia: Tham khảo ý kiến của các nhà
khoa học về dạy học...
- Phương pháp điều tra xã hội học: Điều tra thực trạng giáo dục nghiệp
vụ sư phạm và rèn luyện kỹ năng dạy học...
2


-

Phương pháp thực nghiêm sư phạm: Tổ chức thực nghiệm sư phạm để

kiểm chứng các giải pháp đề xuất.
7. Cấu trúc khóa ỉuận
Ngoài phần mở đầu, kết luận và hướng phát triển, nội dung khóa luận
gồm 3 phần:
Chương 1: Cơ sở lý luận của đề tài
Chương 2: Định hướng sư phạm và xây dựng bài tập hướng phát triển
tư duy thuật toán.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

3


Chương 1
C ơ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI
1.1.

này có thể nhận thấy, tư duy xuất hiện trong quá trình sản xuất xã hội của con
người. Trong quá trình đó, con người so sánh các thông tin, dữ liệu thu được
từ nhận thức cảm tính hoặc các ý nghĩa với nhau. Trải qua các quá trình khái
quát hóa và trừu tượng hóa, phân tích và tổng họp để rút ra các khái niệm,
phán đoán, giả thuyết, lý luận,... Kết quả của quá trình tư duy bao giờ cũng là
phản ánh khái quát các thuộc tính, các mối liên hệ cơ bản, phổ biến, các quy
luật không chỉ ở một sự vật riêng lẻ mà còn ở một nhóm sự vật nhất định. Vì

4


vậy, tư duy bao giờ cũng là sự giải quyết vấn đề thông qua những tri thức đã
nắm được từ trước.
Hoạt động tư duy bắt nguồn từ hoạt động tâm lí. Cơ chế hoạt động cơ
sở của tư duy dựa trên hoạt động sinh lý của bộ não với tư cách là hoạt động
thần kinh cao cấp. Đó là một hình thức hoạt động của hệ thần kinh thể hiện
qua việc tạo ra các liên kết giữa các phân tử đã ghi nhớ được chọn lọc và kích
thích chúng hoạt động để thực hiện sự nhận thức thế giới xung quanh, định
hướng cho hành vi phù hợp với môi trường sống. Tư duy là hoạt động cao cấp
của hệ thần kinh và để thực hiện được tư duy cần có những điều kiện. Có các
điều kiện cơ bản và điều kiện riêng cho từng loại hình tư duy.
• Điều kiện cơ bản:
- Hệ thần kinh phải có năng lực tư duy. Đây là điều kiện tiên
quyết, điều kiện về bản thể. Thiếu điều kiện này thì không có tư duy
nào được thực hiện. Năng lực tư duy thể hiện ở ba loại hình tư duy là
kinh nghiệm, sáng tạo và trí tuệ. Ba loại hình tư duy này mang tính bẩm
sinh. Nhưng có thể bị biến đổi trong quá trình sinh trưởng theo xu
hướng giảm dần từ trí tuệ xuống kinh nghiệm, nhưng sự bộc lộ của
chúng lại theo chiều hướng ngược lại. Đây là biểu hiện của mối quan hệ
giữa năng lực bẩm sinh với môi trường sống và trực tiếp là môi trường

1.1.2. Đăc
điểm tâm sinh ỉí lứa tuổi hoc
sinh THPT
•
•
Học sinh THPT còn gọi là tuổi thanh niên, là giai đoạn phát triển bắt
đầu từ lúc dậy thì và kết thúc khi bước vào tuổi người lớn. Tuổi thanh niên
được tính từ 15 - 25 tuổi, được chia làm hai thời kỳ: 15 - 18 là tuổi đàu thanh
niên, 18 - 25 là giai đoạn thứ hai của tuổi thanh niên (thanh niên, sinh viên)
[4].
Ở độ tuổi thanh niên, con người sống trong những đặc trưng của một
thế giới mà ở đó có sự tồn tại giữa tuổi trẻ em và người lớn. Cũng vì thế, tâm
sinh lý của con người ở lứa tuổi thanh niên khá phức tạp và biểu hiện nhiều
mặt trong một cá thể.
Ở lứa tuổi học sinh THPT, các em chưa có hình dáng người lớn, có
những nét của người lớn nhưng chưa phải là người lớn, còn phụ thuộc vào
người lớn. Thái độ đối xử của người lớn đối với các em thường thể hiện tính
chất hai mặt đó là: Một mặt luôn nhắc nhở rằng các em đã lớn và đòi hỏi các
em phải có tính độc lập, phải có ý thức trách nhiệm và thái độ họp lý. Nhưng

6


mặt khác lại đòi hỏi các em phải thích ứng với những đòi hỏi của người lớn,
nghe lời bố mẹ, giáo viên,...
Đặc điểm hoạt động giao tiếp có nhiều biến đổi, mở rộng phát triển các
mỗi quan hệ cả chất lượng và số lượng, vị trí của thanh niên ừ ong các mối
quan hệ thay đổi ảnh hưởng lớn đến sự phát triển tâm lý của lứa tuổi này.
Hoạt động học tập vẫn là hoạt động chủ đạo đối với học sinh THPT
nhưng yêu càu cao hơn nhiều đối với tính tích cực và độc lập trí tuệ của các

Nhìn chung tư duy của học sinh THPT phát triển mạnh, hoạt động trí
tuệ linh hoạt và nhạy bén hơn. Các em có khả năng phán đoán và giải quyết
vấn đề một cách rất nhanh. Tuy nhiên, ở một số học sinh vẫn còn nhược điểm
là chưa phát huy hết khả năng độc lập suy nghĩ của bản thân, còn kết luận vội
vàng theo cảm tính. Vì vậy, giáo viên cần hướng dẫn, giúp đỡ các em tư duy
một cách tích cực độc lập để phân tích, đánh giá sự việc và tự rút ra kết luận
cuối cùng. Việc phát triển khả năng nhận thức của học sinh trong dạy học là
một trong những nhiệm vụ quan trọng của giáo viên.
1.2.

Khái niêm
thuât
toán
•
•

1.2.1. Khái niệm
Hằng ngày con người tiếp xúc với rất nhiều bài toán từ đơn giản đến
phức tạp. Đối với một số bài toán tồn tại những quy tắc xác định nhằm mô tả
quá trình giải bài toán đó. Từ việc mô tả quá trình ấy, người ta đi đến khái
niệm trực giác về thuật toán.
Theo Bùi Văn Nghị (1996): “Thuật toán là một khái niệm cơ bản, được
hiểu như một quy tắc mô tả những chỉ dẫn rõ ràng và chính xác để người (hay
máy) thực hiện một loạt thao tác nhằm đạt được mục đích đặt ra hay giải một
lóp bài toán nhất định” [7, ữang 16-18].
Theo Nguyễn Bá Kim (2011): “Thuật giải theo nghĩa trực giác được
hiểu như một dãy hữu hạn những chỉ dẫn thực hiện được theo một trình tự,
kết thúc sau một số hữu hạn bước và đem lại kết quả là biến đổi thông tin vào
(INPUT) của một lớp bài toán thành thông tin ra (OUTPUT) mô tả lời giải bài
toán đó” [5, trang 376].

Tỉnh đúng đắn: Thuật toán phải đảm bảo tính đúng đắn tức là phải giải
quyết đúng đắn vấn đề đặt ra, làm đúng công việc mà ta mong muốn, không
cho ra kết quả sai hoặc không đầy đủ, bỏ sót trường họp.
Ngoài ra người ta thường chú ý tới tính chất nâng cao của thuật toán là
tỉnh hiệu quả (tỉnh tối ưu): thực hiện nhanh, tốn ít thiết bị lưu trữ các kết quả
trung gian, đáp ứng được nhu cầu của thực tiễn.
1.2.3. Các phương pháp biểu diễn thuật toán
Khi chứng minh hoặc giải một bài toán trong toán học, ta thường dùng
những ngôn ngữ toán học như “ta có”, “điều phải chứng minh”, “giả
9


thiết”,-..và sử dụng các phép suy luận toán học như phép kéo theo, phép
tương đương,...
Đối với tin học cũng vậy, khi cần máy tính thực hiện một công việc,
giải một bài toán nào đó thì chúng ta cần phải đưa ra cách giải, các bước giải
cho máy chứ máy tính không thể suy nghĩ và tìm ra cách giải. Hay nói theo
ngôn ngữ tin học thì có nghĩa là phải đưa ra thuật toán, cài đặt thuật toán vào
máy, khi đó máy mới có thể giải quyết được bài toán.
Thuật toán tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau. Có 3 phương pháp
biểu diễn thuật toán:
- Ngôn ngữ tự nhiên
- Lưu đồ - sơ đồ khối
- Mã giả
1, Ngôn ngữ tự nhiên
Trong cách biểu diễn thuật toán theo ngôn ngữ tự nhiên, người ta sử
dụng ngôn ngữ thường ngày để liệt kê các bước của thuật toán. Phương
pháp biểu diễn này không yêu cầu người viết thuật toán

cũngnhư người

Bước 11: Kết luận phương trình có nghiệm kép dương, chuyển sang
B14.
Bước 12: Kết luận phương trình có nghiệm kép âm, chuyển sang
B14.
Bước 13: Kết luận phương trình vô nghiệm.
Bước 14: Kết thúc
2, Lưu đồ - Sơ đồ khối
Lưu đồ hay sơ đồ khối là một công cụ trực quan để diễn đạt các thuật
toán. Biểu diễn thuật toán bằng sơ đồ khối sẽ giúp người đọc theo dõi được
11


sự phân cấp các trường hợp và quá trình xử lý của thuật toán. Phương pháp
sơ đồ khối thường được dùng trong những thuật toán có tính rắc rối, khó
theo dõi được quá trình xử lý.
Để biểu diễn thuật toán theo sơ đồ khối, ta phải phân biệt hai loại
thao tác: thao tác lựa chọn và thao tác hành động.
• Thao tác lựa chọn
Thao tác lựa chọn được biểu diễn bằng một hình thoi, bên trong
chứa biểu thức điều kiện:

• Thao tác xử lý được biểu diễn bằng một hình chữ nhật bên trong
chứa nội dung xử lý.
Tăng i lên 1

Chọn 1 hộp bất kỳ

• Đường đi
Trong sơ đồ khối, do thể hiện các bước bằng hình vẽ và có thể
đặt các hình vẽ này ở vị trí bất kỳ nên ta phải có phương pháp để thể


c,

C++,...) để thể hiện thuật toán, mã giải đơn giản, gần gũi với mọi người, dễ
học vì nó sử dụng nhiều ngôn ngữ tự nhiên và chưa sa đà vào những quy
13


ước chi tiết. Mặt khác, nó cũng dễ chuyển sang những ngôn ngữ cho máy
tính điện tử vì đã sử dụng một cấu trúc và ký hiệu chuẩn hóa.
Vỉ du 3: Biểu diễn thuật toán tìm ước chung lớn nhất của hai số nguyên
dương a, b (ƯCLN(a,b)) bằng phương pháp mã giải:
THUATTOAN

ƯCLN;

BIEN

a,b,n,m: Nguyen;

BATDAU
- Nhập 2 số a,b nguyên dương;
- m := a; n := b;
KHI n o m LAM
NEU m>n THI m := m-n KHONGTHI n := n - m;
Thongbao UCLN(a,b) = m;
KETTHƯC
1.3.

Khái niệm tư duy thuật toán

việc rất cần thiết, vai ừò của việc phát triển tư duy thuật giải là quan trọng.
Bởi đối với tin học thì vẫn đề thuật toán là vấn đề hàng đàu, muốn giải quyết
được bài toán cần phải xác định được thuật toán và các kiểu dữ liệu sẽ sử
dụng. Hơn nữa việc phát triển tư duy thuật toán không những có ý nghĩa rất
lớn đối với tin học mà còn cả đối với toán học. Phát triển tư duy thuật toán
không chỉ là một điều kiện cần thiết góp phần hình thành và phát triển văn
hóa thuật toán cho học sinh mà còn là mục đích quan trọng của việc dạy tin
học ở trường phổ thông.
Tư duy thuật toán là một trong những loại hình tư duy cần được rèn
luyện cho học sinh phổ thông. Rèn luyện TDTT cho học sinh góp phần nâng
cao chất lượng toàn diện của quá trình dạy học tin.
Trong dạy học môn Tin, tiến hành rèn luyện TDTT cho học sinh sẽ có
những tác dụng sau đây:
_

tạ o

điều kiện tốt cho học sinh tiếp thu kiến thức, rèn luyện

các kỹ năng tin học và các môn học khác.
_ YQYT giúp học sinh làm quen với cách làm việc trong khi giải
bài toán bằng máy tính điện tử.
_ YQYT phát triển sẽ thúc đẩy sự phát triển các thao tác trí tuệ
(phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tượng hóa, khái quát hóa,...) cũng
15


như những phẩm chất trí tuệ (tính linh hoạt, tính độc lập, tính sáng tạo)
và nhất là những phẩm chất cần thiết của người lập trình (tác phong
làm việc theo nhóm, tính kỷ luật cao,...).

1.5.

Cơ sở thực tiễn của việc phát triển tư duy thuật toán cho học sinh
THPT

1.5.1. Điều tra thăm dò ỷ kiến giáo viên
Việc điều tra, thăm dò ý kiến giáo viên được thực hiện với 15 GV và 5
câu hỏi (CH) qua việc điều ừa, thăm dò chúng tôi có kết quả như sau:
Bảng 1.1: Bảng kết quả điều tra thăm dò ý kiến giáo viên
Câu hỏi
Câu 1: Các thây cô
thường sử dụng phương

Đáp án lựa chọn

Kết quả

1. Phương pháp đàm thoại

7/15

2. Phương pháp trực quan

4/15

3. Phương pháp gợi mở - vân đáp

4/15

1. Có

3. Không sử dụng

2/15

Câu 4: Hiệu quả mà

1. C ókêtquảtôt

12/15

2. Bình thường

3/15

3. Không có kêt quả

0/15

1. Tiêp thu kiên thức nhanh hơn

10/15

2. Thúc đây sự phát triên của các

3/15

duy thuật toán được
thầy cô sử dụng trong

phát triển tư duy thuật

Chúng tôi tiến hành lấy ý kiến điều tra của 90 HS khối 11 về việc học tập
liên quan đến phát triển tư duy thuật toán với 5 câu hỏi. Qua việc thống kê em
có kết quả như sau:
Bảng 1.2: Bảng kết quả điều tra thăm dò ý kiến học sinh
Câu hỏi
Câu 1: Các em có thích học

Đáp án lựa chọn

Kết quả

1. Có

5/90

2. Không

75/90

môn tin học không?

3. Bình thường
18

10/90