hướng dẫn học sinh lập trình tốt

Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập trình tốt
Giáo viên: Nguyễn Phạm Bảo Dung – Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Trang: 1
I. LÝ DO CHỌN SÁNG KIẾN.
Ngày nay, công nghệ thông tin được ứng dụng rộng rãi trong thực tế ở nhiều
lĩnh vực. Để đáp ứng nhu cầu đó của xã hội, môn Tin học đã được đưa vào
trường trung học phổ thông nhằm bước đầu cung cấp cho các em học sinh những
kiến thức cơ bản. Tuy nhiên, do đặc trưng của môn học có những khái niệm trừu
tượng nên các em gặp nhiều khó khăn trong quá trình tiếp thu bài. Đặc biệt trong
chương trình Tin học 11, khi học phần lập trình đòi hỏi phải tư duy thì khó khăn
nhất đối với các em là bước “Lựa chọn và thiết kế thuật toán”.
Việc lựa chọn và thiết kế thuật toán để giải bài toán trên máy tính là một
bước rất quan trọng. Bởi vì nếu bỏ qua bước này thì đôi khi việc lập trình cho ra
kết quả không tối ưu. Cũng giống như khi giải một bài tập toán, vật lý, để tìm
ra kết quả chính xác thì buộc học sinh phải xác định công thức cần áp dụng là
công thức nào.
Khi nắm vững cách lựa chọn và thiết kế thuật toán, các em học sinh có thể
dễ dàng viết chương trình để giải bài toán trên máy tính bằng bất kỳ ngôn ngữ
bậc cao nào. Làm được việc này sẽ kích thích sự hứng thú học môn Tin học hơn.
Điều quan trọng hơn, việc lựa chọn và thiết kế thuật toán để giải bài toán
trên máy tính giúp rèn luyện cho học sinh khả năng tư duy, sáng tạo, biết phân
tích và giải quyết tình huống. Đây là những kỹ năng rất cần thiết để sau này các
em hoà nhập vào thực tế cuộc sống.
Từ những lý do nêu trên, qua thực tế giảng dạy bản thân tôi thấy cần đưa ra
một số kinh nghiệm để trao đổi với các đồng nghiệp nhằm giúp học sinh bước
đầu hiểu rõ và tiếp cận với thuật toán giải bài toán để việc lập trình đạt kết quả tốt
hơn. Vì thời gian có hạn, tôi chỉ trình bày cách xây dựng thuật toán để giải bài
toán bằng cách lập sơ đồ khối.
II.THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP CỦA
SÁNG KIẾN
1) Thuận lợi:

 Toàn ngành, toàn xã hội đang đề cao việc ứng dụng công nghệ thông
tin vào tất cả các lĩnh vực.
 Môn Tin học là môn chính khoá trong trường phổ thông.
 Các em học sinh thích được thực hành trên máy tính để nghiên cúu
tìm tòi.
Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập trình tốt
Giáo viên: Nguyễn Phạm Bảo Dung – Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Trang: 2
 Ngôn ngữ bậc cao trong môn Tin học gần gũi với ngôn ngữ giao tiếp
trong cuộc sống.
2) Khó khăn:
 Máy vi tính và các thiết bị hỗ trợ còn hạn chế
 Phần lập trình hoàn toàn xa lạ với học sinh.
3) Số liệu thống kê
Qua các lớp tôi đã dạy, khi học đến phần lập trình Pascal đa số các em
học sinh còn lúng túng khi viết một chương trình. Đặc biệt là khái niệm
về bài toán và thuật toán, các em chưa nắm vững và hay bỏ quên bước
này. Do đó khi viết chương trình, sản phẩm thu được chưa đảm bảo tính
tối ưu.
III. NỘI DUNG ĐỀ TÀI
1) Cơ sở lý luận
 Đa số các câu nói hàng ngày của con người như: “Các bước để vá một
ruột xe bị lủng”, “Nếu….thì…”, “Nếu…thì…ngược lại…”, “Trong khi
….thì làm….” đều có thể diển đạt bằng ngôn ngữ Sơ đồ khối .
 Điều quan trọng là khi đã xây dựng được thuật toán bằng sơ đồ khối thì
ta có thể sử dụng bất kỳ một ngôn ngữ bậc cao nào cũng viết được
chương trình một cách rất thuận tiện và đảm bảo tính tối ưu.
2). Nội dung,biện pháp thực hiện các giải pháp của sáng kiến.

TÓM TẮT LÝ THUYẾT

A) BÀI TOÁN.
 Trong phạm vi tin học, có thể quan niệm bài toán là một việc nào đó mà ta
muốn máy tính thực hiện.
 Khi dùng máy tính giải bài toán, ta cần quan tâm đến hai yếu tố:
o Đưa vào máy thông tin gì (Input)
o Cần lấy ra thông tin gì (Output).
B) THUẬT TOÁN
Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập trình tốt
Giáo viên: Nguyễn Phạm Bảo Dung – Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Trang: 3
a). Thuật toán để giải một bài toán là một dãy hữu hạn các thao tác được
sắp xếp theo một trình tự xác định sao cho sau khi thực hiện dãy thao tác ấy ,
từ Input của bài toán , ta nhận được Output cần tìm.
Những đặc trưng cơ bản của thuật toán:
 Tính tổng quát: Thuật toán không đề cập chỉ một bài toán riêng lẽ mà
bao hàm một lớp bài toán cùng một kiểu,
 Có giới hạn: Quá trình biến đổi từ thông tin ban đầu đến kết quả cuối
cùng qua một số giới hạn các biến đổi.
 Tính duy nhất: Toàn bộ quá trình biến đổi, cũng như trình tự thực
hiện phải được xác định và là duy nhất. Như vậy khi dùng thuật toán
cùng một tin tức ban đầu phải có cùng một kết quả.Trong thuật toán ở
mỗi giai đoạn phải nêu chính xác các bước tiếp theo, có nghĩa là thứ
tự thực hiện, các thao tác và quyết định phải được quy định rõ ràng.
 Tính đúng đắn: Sau khi thuật toán kết thúc, ta phải nhận được Output
cần tìm.
Thuật toán có thể phân loại như sau:
 Thuật toán không phân nhánh
 Thuật toán có phân nhánh
 Thuật toán theo chu trình có bước lặp xác định và có bước lặp không

xác định.
Thuật toán không phân nhánh là thuật toán đơn giản nhất. Trong thực
tế thường gặp thuật toán phân nhánh theo các điều kiện so sánh đúng
hoặc sai. Phổ biến nhất trong các bài toán thực tế là thuật toán gồm nhiều
chu trình , theo nhiều nhánh, đó là đặc trưng của thuật toán giải các bài
toán khoa học kỹ thuật
b). Các kí hiệu để diễn tả thuật toán bằng sơ đồ khối.

Thể hiện thao tác so sánh

Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập trình tốt
Giáo viên: Nguyễn Phạm Bảo Dung – Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Trang: 4

Thể hiện các phép tính toán



Thể hiện các thao tác nhập, xuất dữ liệu


Quy định trình tự thực hiện các phép toán
Lưu ý:
 Với hình ô van thì chỉ có một hướng mũi tên đi ra cho trường hợp
thao tác nhập dữ liệu và chỉ có một hướng đi vào cho thao tác xuất
dữ liệu
 Với hình chữ nhật thì có một hướng mũi tên vào và một hướng mũi
tên ra
 Với hình thoi thì có một hướng mũi tên vào và hai hướng mũi tên ra
Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập trình tốt

Giáo viên: Nguyễn Phạm Bảo Dung – Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Trang: 5
MỘT SỐ VÍ DỤ
VỀ LỰA CHỌN VÀ THIẾT KẾ THUẬT TOÁN

. Thuật toán không phân nhánh

VD1:
Cho A=x
2
+y
2
;
B=x+y+3A;
C=xy+A-2B
2
;
x,y R. Hãy mô tả thuật toán giải bài toán bằng sơ đồ khối để tính C

* Xác định bài toán
 Input: x,y
 Output: C
Lưu ý: Muốn tính được C thì đầu tiên ta phải tính A và B
Sơ đồ khối

Nhập x, y
A

x*x+y*y
B

x+y+3*A

C

x*y+A
-
2*B*B

Thông báo C

r
ồi kết thúc

Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập trình tốt
Giáo viên: Nguyễn Phạm Bảo Dung – Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Trang: 6

VD2:
Tính vận tốc v khi chạm đất của một vật rơi từ độ cao h, biết rằng v= gh2 , trong
đó g là gia tốc rơi tự do và g = 9.8 m/s
2
. Độ cao h được nhập từ bàn phím. Hãy mô tả
thuật toán giải bài toán bằng sơ đồ khối.

* Xác định bài toán
 Input: h
 Output: v
Lưu ý: Ta có thể khai báo g là hằng số hoặc không là hằng số
Sơ đồ khối

BÀI TẬP ĐỀ NGHỊ

Hãy mô tả thuật toán giải các bài toán sau bằng sơ đồ khối:
Bài 1:
Nhập từ bàn phím độ dài 3 cạnh của tam giác ABC, rồi tính chu vi, diện tích và
các đường cao của tam giác.
Hướng dẫn:
- Input: độ dài 3 cạnh a,b,c
- Output: chuvi, dientich, các đường cao h
a
,h
b
,h
c

- Sử dụng các công thức:
Chu vi: 2p=a+b+c;
Diện tích: s =
p(p-a)(p-b)(p-c)
;
Nhập h
v


sqrt(2*9.8*h)

Thông báo v
rồi kết thúc
Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập trình tốt
Giáo viên: Nguyễn Phạm Bảo Dung – Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Trang: 7
Các đường cao: h
a
=
a
s2
; , h
b
=
b
s2
; h
c
=
c
s2
;
Bài 2
Nhập từ bàn phím toạ độ 3 điểm A,B,C. Tính tích vô hướng của hai vectơ
AB

và
AC
.
Hướng dẫn:
- Input: Toạ độ 3 điểm A, B và C;

- Output: Tích vô hướng
ACAB.
;
- Sử dụng các công thức:
vectơ:
B A B A
AB=(x -x ;y -y )

;

C A C A
AC=(x -x ;y -y )

;
Tích vô hướng:
B A C A B A C A
AB.AC=(x -x ).(x -x )+(y -y ).(y -y )
 
;
Bài 3
Nhập từ bàn phím toạ độ 3 điểm A,B,C. Tính độ dài các đoạn thẳng AB,AC và
BC.
Hướng dẫn:
- Input: Toạ độ 3 điểm A, B và C;
- Output: Độ dài các đoạn thẳng AB,AC và BC
- Sử dụng các công thức:
AB=
2 2
B A B A
AB = (x -x ) +(y -y )


;

Bài 4
Giải tam giác khi biết góc B, cạnh a và góc C.
Hướng dẫn
- Input: Góc B , C và cạnh a;
- Output: Góc A, cạnh b và c
- Sử dụng các công thức:
* Đổi độ ra rad :
180
.


;
* A+B+C=180
0
;
*
a b c
= =
sinA sinB sinC
;
Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập trình tốt
Giáo viên: Nguyễn Phạm Bảo Dung – Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Trang: 8

. Thuật toán có phân nhánh

Sơ đồ:

Dạng thiếu













Dạng đủ

Chú ý:
 Ta có thể sử dụng cấu trúc rẽ nhánh lồng nhau
Sai
Đúng
Điều
kiện

Câu lệnh

Sai Đúng
Điều
kiện

Câu lệnh
1


Câu lệnh
2
Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập trình tốt
Giáo viên: Nguyễn Phạm Bảo Dung – Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Trang: 9
VD3:
Tìm số lớn nhất trong hai số thực A và B
Hãy mô tả thuật toán giải bài toán bằng sơ đồ khối
* Xác định bài toán
 Input: A,B
 Output: Số lớn nhất trong hai số

Sơ đồ khối



















Đ

S

Nhập A,B
A>=B
Lớn nhất là B
và k
ết
thúc

Lớn nhất là A
và k
ết thúc

Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập trình tốt
Giáo viên: Nguyễn Phạm Bảo Dung – Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Trang: 10
VD4:
Tìm số lớn nhất trong ba số thực A , B và C
Hãy mô tả thuật toán giải bài toán bằng sơ đồ khối
* Xác định bài toán
 Input: ba số thực A,B,C
 Output: Số lớn nhất trong ba số

Sơ đồ khối

Đ Đ
S S
S Đ
Nhập A,B,C
A > B
B > C A > C
Max

A Max

C Max

B
Thông báo Max
và k
ết thúc

Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập trình tốt

Giáo viên: Nguyễn Phạm Bảo Dung – Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Trang: 11
VD5:
Cho phương trình bậc hai ax
2
+bx+c=0
Hãy mô tả thuật toán giải bài toán bằng sơ đồ khối
* Xác định bài toán
 Input: a,b,c (a<>0)
 Output: Nghiệm x thoả phương trình ax
2
+bx+c=0

Sơ đồ khối

S
Đ
S
Đ
Nhập a,b,c
(a<>0)

D

b*b-4*a*c
D<0
Thông báo PT
vô nghiệm rồi
k
ết thúc

D=0
Thông báo PT
có nghiệm kép
x r
ồi kết thúc

x


-b/(2*a)
x
1
(-b+sqrt(D))/(2*a)
x
2
(-b-sqrt(D))/(2*a)

Thông báo PT có
2 nghiệm x
1
và x
2

r
ồi kết thúc

Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập trình tốt
Giáo viên: Nguyễn Phạm Bảo Dung – Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Trang: 12

BÀI TẬP ĐỀ NGHỊ

Hãy mô tả thuật toán giải các bài toán sau bằng sơ đồ khối:

Bài 1: Nhập dữ liệu là tháng trong năm
Hướng dẫn
- Tháng trong năm phải từ 1 đến 12
- Nếu thỏa thì thông báo là tháng, ngược lại thì thông báo không

phải là tháng trong năm
Bài 2: Nhập vào một năm cho ra số ngày của năm đó
Hướng dẫn
- Có hai loại ngày là 365 ngày và 366 ngày
- Năm nhuận là 365 ngày, không nhuận là 366 ngày
- Năm nhuận là năm chia hết cho 400 hoặc chia hết cho 4 nhưng
không chia hết cho 100
Bài 3: Tính căn bậc hai của một số
Hướng dẫn
- Sử dụng hàm Sqrt(x)
- Nếu nhập vào số âm thì thông báo số đó không có căn bậc hai
Bài 4: Giải bất phương trình ax+b> 0
Hướng dẫn
- Sử dụng thuật toán như các bài đã gặp
Bài 5: Nhập một điểm thi của học sinh và phân loại nếu điểm thấp hơn 5 thì không
đạt, từ 5 đến < 6.5 thì trung bình, từ 6.5 đến <8 thì khá, từ 8 đến < 9 thì giỏi, >=9
đến 10 thì xuất sắc.
Hướng dẫn
- Sử dụng If lồng nhau
Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập trình tốt
Giáo viên: Nguyễn Phạm Bảo Dung – Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Trang: 13

. Thuật toán theo chu trình có bước lặp xác định.


Sơ đồ:

Sai
Đúng
Điều kiện


Câu lệnh
Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập trình tốt
Giáo viên: Nguyễn Phạm Bảo Dung – Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Trang: 14
VD6:
Tính tổng
n
1 2 n k
k 1
S x x x ;(S x )


    


Hãy mô tả thuật toán giải bài toán bằng sơ đồ khối

* Xác định bài toán
 Input: Số nguyên dương n và x
1
,x
2
,…,x
n
;
 Output: Tổng S

Sơ đồ khối

S
Đ
Nhập n và
x
1
,x
2
,…,x
n

S

0
i

1
S

S+x
i

i


i+1
i <= n
Thông báo S
r
ồi kết thúc

Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập trình tốt
Giáo viên: Nguyễn Phạm Bảo Dung – Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Trang: 15
VD7:
Tính giai thừa của một số nguyên dương n (n!=1.2 (n-1).n.
Hãy mô tả thuật toán giải bài toán bằng sơ đồ khối

* Xác định bài toán
 Input: Số nguyên dương n;
 Output: Giai thừa của n (GT)


Sơ đồ khối

Đ
S
Nhập n
GT

1
i

1
GT

GT*i
i

i+1
i

n
Thông báo GT

rồi kết thúc
Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập trình tốt
Giáo viên: Nguyễn Phạm Bảo Dung – Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Trang: 16

BÀI TẬP ĐỀ NGHỊ

Hãy mô tả thuật toán giải các bài toán sau bằng sơ đồ khối:

Bài 1: Tính tổng
S= 1 + 2 + 3 + ……… + n
với n nhập từ bàn phím
Bài 2: Tính tổng
1 1 1
S 1
2 3 n
    

với n nhập từ bàn phím
Bài 3: Tính tổng
S= 1
2
+ 2
2
+ 3
2
+ ……… + n
2
với n nhập từ bàn phím
Bài 4: Tính tổng

1 1 1
S 1
1! 2! n!
    

với n nhập từ bàn phím
Bài 5: Tính tích
n
1 2 n i
i 1
P x *x * *x ;(P x )

 


với n nhập từ bàn phím


. Thuật toán theo chu trình có bước lặp không xác định.
Sơ đồ:

Sai
Đúng
Điều
ki
ện


Câu lệnh
Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập trình tốt
Giáo viên: Nguyễn Phạm Bảo Dung – Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Trang: 17




VD8:
Tìm ước số chung lớn nhất của hai số nguyên dương a và b
Hãy mô tả thuật toán giải bài toán bằng sơ đồ khối

* Xác định bài toán
 Input: Số nguyên dương a,b;
 Output: UCLN(a,b)

Sơ đồ khối

S

Đ
S

Đ
Nhập a, b
a <> b a > b
b

b - a
a

a - b
Thông báo UCLN
là
a, k
ết thúc

Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập trình tốt
Giáo viên: Nguyễn Phạm Bảo Dung – Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Trang: 18
VD9:
Tính
1 1 1
S 1

1! 2! n!
    
cho đến khi
1
e
(n 1)!


với e là lượng nhập khá nhỏ
Hãy mô tả thuật toán giải bài toán bằng sơ đồ khối

* Xác định bài toán
 Input: Số thực dương e;
 Output: Tổng S;

Sơ đồ khối

Đ
S

Nhập e
S

1
i

1
gt

1
sh

1/gt
sh>=e

S  S + sh
i  i + 1
gt  gt*i
sh  1/gt
Thông báo S
và k
ết thúc

Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập trình tốt
Giáo viên: Nguyễn Phạm Bảo Dung – Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Trang: 19
BÀI TẬP ĐỀ NGHỊ
Hãy mô tả thuật toán giải các bài toán sau bằng sơ đồ khối:

Bài 1 :
Nhập vào x. Tính
2 n
x
x x x
e 1
1! 2! n!
     cho đến khi
n 1
x
e
(n 1)!



với e là lượng

nhập khá nhỏ

Hướng dẫn
- Tương tự VD11.

Bài 2:
Tính tổng các số dương và trung bình cộng các số âm của các số nhập vào từ
bàn phím cho đến khi số nhập vào bằng 0.

Hướng dẫn
- Công việc lặp phải có sử dụng cấu trúc If để tính tổng các số
dương và trung bình các số âm.

Bài 3: Kiểm tra xem khi nhập một số tự nhiên vào có phải là số nguyên tố hay không.
Hướng dẫn
- Nhập vào số tự nhiên N
- Chú ý: N<=1 thì thông báo “Không xét”
- Lấy N chia cho các số tự nhiên lớn hơn 1 và nhỏ hơn nó. Nếu N
là số nguyên tố thì các phép chia có số dư khác 0. Nếu N không
là số nguyên tố thì sẽ có một phép chia có dư bằng 0
IV. KẾT QUẢ
Nói chung, thông qua một môn học, giáo viên không chỉ truyền đạt cho học
sinh những kiến thức tối thiểu mà còn kích thích cho các em sự hứng thú học tập, sự
tìm tòi sáng tạo. Từ đó các em sẽ mang những điều đã học vận dụng vào thực tế cuộc
sống. Riêng bộ môn Tin học, người giáo viên càng có nhiểu thuận lợi để thực hiện
điều đó. Thực tế sau khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm này vào giảng dạy môn Tin
học lớp 11 ở trường tôi nhận thấy chất lượng bộ môn được nâng cao đáng kể:

 Kỹ năng tư duy, sáng tạo, biết phân tích và giải quyết tình huống của các em
học sinh ngày càng tốt hơn.

 Các em có thể tự viết được những chương trình để giải các bài tập Toán, Lý,
Hoá của bậc phổ thông.
Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lập trình tốt
Giáo viên: Nguyễn Phạm Bảo Dung – Trường THPT Chuyên Tiền Giang
Trang: 20
 Vì nhận thấy được những ứng dụng rất hữu ích của môn Tin học thông qua việc
lựa chọn và thiết kế thuật toán để viết một chương trình nên các em học sinh
càng yêu thích và say mê học hơn, kết quả học tập của các em tốt hơn.

V. BÀI HỌC KINH NGHIỆM

Sau khi thực hiện sáng kiến tôi rút ra những kinh nghiệm sau:
 Vì “lựa chọn và thiết kế thuật toán” nằm trong chương trình Tin học lớp 10
nhưng được ứng dụng vào chương trình Tin học lớp 11, nên khi giáo viên yêu
cầu viết chương trình để giải một bài toán thì học sinh hay bỏ qua bước này.
 Trong quá trình dạy luôn phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học
sinh.
 Tổ chức hoạt động nhóm để các em thảo luận và xây dựng ý tưởng trước khi
thiết kế thuật toán.
 Hướng dẫn để giúp các em học sinh biết lựa chọn thuật toán tối ưu nhất.
 Tạo không khí học tập thân thiện.
VI. TÀI LIỆU THAM KHẢO

- Tin học lớp 10 – Nhà xuất bản giáo dục
- Tin học lớp 10 – Sách giáo viên– Nhà xuất bản giáo dục
- Tin học lớp 11 – Nhà xuất bản giáo dục
- Tin học lớp 11 – Sách giáo viên– Nhà xuất bản giáo dục