SKKN Rèn luyện tư duy thuật toán trong học lập trình Pascal Tin học 8 tại trường Phổ thông thực hành chất lượng cao Nguyễn Tất Thành

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH HÒA BÌNH

TRƯỜNG CĐSP HÒA BÌNH

Tác giả: Nguyễn Văn Hào

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

RÈN LUYỆN TƯ DUY THUẬT TOÁN TRONG HỌC LẬP TRÌNH

PASCAL - TIN HỌC 8 TẠI TRƯỜNG PT THỰC HÀNH CHẤT

LƯỢNG CAO NGUYỄN TÁT THÀNH

Năm học 2019-2020

MỤC LỤC

Chương 1. TỔNG QUAN .......................................................................................3

1.1. Lý do chọn sáng kiến kinh nghiệm .................................................................3

1.2. Cơ sở lý luận ...................................................................................................4

1.2.1. Khái niệm thuật toá n .................................................................................4

1.2.2. Đánh giá thuật toán ...................................................................................4

1.3. Phương pháp tiếp cận để tạo ra sáng kiế n .......................................................5

1.4. Mục tiêu của sáng kiến kinh nghiệm ...............................................................5

Chương 2. MÔ TẢ SÁNG KIẾN ...........................................................................6

2.1. Vấn đề của sáng kiến .......................................................................................6

2.2. Các biện pháp nâng cao hiệu qu ả ....................................................................6

2.2.1. Thay đổi cách nhìn và tạo niềm đam mêm của học sinh với môn học. ....7

2.2.2. Các cách tiếp cận bài toá n .......................................................................10

2.2.2.1. Rèn luyện kỹ năng lập trình với câu lệnh điều kiện .............................10

2.2.2.2. Rèn luyện kỹ năng lập trình với câu lệnh lặp .......................................12

2.2.2.3. Rèn luyện kỹ năng lập trình với mảng một chiều. ...............................19

2.3. Khả năng áp dụng và nhân rộng sáng kiến ....................................................21

Chương 3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................22

3.1. Kết luận .........................................................................................................22

3.2. Kiến nghị, đề xuất .........................................................................................22

Chương 1. TỔNG QUAN

1.1. Lý do chọn sáng kiến kinh nghiệm

Tin học đang phát triển ngày ngày càng nhanh và trở thành nhân tố vô cùng cần

thiết trong mọi lĩnh vực. Trong đó tin học được sử dụng phổ biến và đặc biệt quan

trọng trong giáo dục. Tin học được đưa vào chương trình tin học nhà trường cũng

như hỗ trợ giảng dạy. Cùng với đó, Trong những năm học gần đây Bộ GD&ĐT đang

tiến hành đổi mới phương pháp dạy học và một trong những phương pháp đó là phát

triển khả năng tư duy, sáng tạo của học sinh; lấy học sinh làm trung tâm; tránh tình

trạng thầy đọc trò chép một cách thụ động; hướng học sinh đến việc tự làm chủ kiến

thức của mình, tự tìm tòi khám phá kiến thức cho bản thân mình.

Theo phương pháp trên thì ngoài việc cung cấp kiến thức cho học sinh người

thầy còn phải biết phát huy khả năng tư duy cho học sinh. Trong quá trình dạy học

tôi nhận thấy một điểm hạn chế của học sinh là khi các em tiếp xúc với ngôn ngữ

lập trình pascal thì hầu hết các em đều thấy nó khó, khó nhớ, khó áp dụng. Chính vì

lí do đó mà khi học nội dung này các em chỉ học cho xong, học đối phó với thầy cô,

các em cố tìm những đoạn mã lệnh rồi gõ theo và chạy chương trình cho có kết quả

mà cũng không cần biết những đoạn mã lệnh đó làm việc như thế nào. Đôi với những

học sinh khá hơn thì khi các em có tìm ra lời giải cho một bài toán thì các em đã vội

hài lòng với kết quả mình đạt được mà không tìm hiểu thêm liệu có cách giải nào

hay hơn không? Có thể cải tiến chương trình cho hiệu quả, ngắn học hơn không?

Từ những thắc mắc đó, và sau một thời gian giảng dạy nội dung lập trình pascal

cho đối tượng là học sinh lớp 8 tôi đã rất băn khoăn. Phải làm gì để học sinh của tôi

có thể thay đổi cách nhìn nhận với môn học và cách học với môn lập trình này. Sau

một thời gian suy nghĩ tôi cho rằng muốn thay đổi được các em thì trước tiên người

thầy phải thay đổi, thay đổi cách tiếp cận nội dung, thay đổi phương pháp. Phải làm

thế nào để các em có thể yêu thích môn học này, có yêu thích hứng thú thì các em

mới có thể tập trung học tập nghiêm túc được, các em sẽ không còn học đối phó nữa.

Khi các em yêu thích thì hãy hướng các em đi từ việc đơn gian tới phức tạp, nhìn

nhận vấn đề hay giải các bài toán bằng nhiều cách để từ đó các em lĩnh hội được đầy

đủ và chủ động kiến thức môn học. Từ những lí do trên tôi quyết định nghiên cứu

và thực hiện sáng kiến “ RÈN LUYỆN TƯ DUY THUẬT TOÁN TRONG HỌC LẬP

TRÌNH PASCAL - TIN HỌC 8 TẠI TRƯỜNG PT THỰC HÀNH CHẤT LƯỢNG CAO

NGUYỄN TÁT THÀNH” nhằm giúp học sinh lớp 8 khắc phục được những hạn chế

nêu trên và tạo sự ham mê yêu thích của học sinh với môn học lập trình này.

1.2. Cơ sở lý luận

1.2.1. Khái niệm thuật toán

Trong bài viết này tôi không đi sâu vào lí thuyết thuật toán, do vậy không đề

cập đến khái niệm hình thức chính xác của thuật toán. Chúng ta hãy xem xét một số

định nghĩa (không hình thức) ít nhiều khác nhau của khái niệm thuật toán nhưng

cùng nêu bản chất mô tả một cách thức mà một nhiệm vụ hay một tiến trình được

thực hiện như thế nào của thuật toán. Xét một số định nghĩa về thuật toán sau:

Định nghĩa 1 (K.Rosen): Một thuật toán là một thủ tục xác định để giải một

bài toán, sử dụng một số hữu hạn bước. Mỗi bước có thể gồm một hoặc một số thao

tác/phép toán.

Định nghĩa 2 (G.Brookshear): Một thuật toán là một tập hợp có thứ tự các

bước không nhập nhằng, thực hiện được, xác định một tiến trình có kết thúc.

Định nghĩa 3 (A.V. Aho, J.E.Hopcroft,J.D.Ullman): Thuật toán là một dãy

hữu hạn các câu lệnh, mỗi câu lệnh đều có một ý nghĩa rõ rằng và có thể được thực

hiện với một lượng công sức hữu hạn trong một thời gian hữu hạn.

Qua một số định nghĩa nêu trên, có thể thấy các thuật toán có các tính chất

chung như sau:

Đầu vào: Một thuật toán có các giá trị đầu vào được lấy từ một tập xác định.

Đầu ra: Từ một tập các giá trị đầu vào, thuật toán sản sinh ra các giá trị đầu

ra thuộc một tập xác định. Các gía trị đầu ra chứa lời giải của bài toán.

Tính xác định: Các bước trong thuật toán phải được định nghĩa chính xác.

Tính hữu hạn: Một thuật toán phải cho kết quả mong đợi sau một số hữu

hạn bước với mọi đầu vào thuộc tập các dữ liệu vào hợp lệ.

Tính hiệu quả: Phải có khả năng thực hiện mỗi bước của thuật toán một cách

đúng đắn và trong một thời gian chấp nhận được.

Tính tổng quát (Phổ dụng): Thuật toán phải được áp dụng cho mọi bài toán

có chung một dạng mà không phải chỉ cho riêng một tập các dữ liệu vào đặc biệt.

1.2.2. Đánh giá thuật toán

Một bài toán có thể có nhiều thuật toán khác nhau để giải. Có các câu hỏi nảy

sinh một cách tự nhiên: “Thuật toán nào tốt hơn trong số các thuật toán cùng giải

quyết một bài toán đó?.” hoặc “Thuật toán nào là chấp nhận được”. Những câu hỏi

như vậy liên quan đến việc ước lượng tài nguyên máy tính cần thiết để thực hiện một

thuật toán. Các tài nguyên máy tính được quan tâm là thời gian, dung lượng nhớ,

phần cứng.

Đứng trước một bài toán cho máy tính thì thuật toán cần phải được thiết kế

hay xây dựng như thế nào để thực hiện nhiệm vụ. Việc xây dựng một thuật toán là

một công việc khó khăn không chỉ đối với học sinh mà đôi khi ngay cả với giáo viên

cũng khó xây dựng được một thuật toán tối ưu. Công việc này đòi hỏi phải có sáng

tạo, sự am hiểu lĩnh vực của bài toán và không thể đưa ra một tập các quy tắc chung.

Nói cách khác, không có thuật toán nào cho việc thiết kế thuật toán. Do đó việc rèn

luyện tư duy thuật toán cho học sinh là hết sức cần thiết. Ở cấp học trung học cơ sở

thì việc các em tự thiết kế một thuật toán để giải quyết bài toán mới mẻ là khó khăn,

chúng ta chỉ có thể hướng dẫn các em làm quen với các bài toán mẫu với thuật toán

có sẵn để hình thành tư duy thuật toán, từ đó hình thành thói quen lập trình giải quyết

bài toán khi đã xây dựng được thuật toán.

1.3. Phương pháp tiếp cận để tạo ra sáng kiến

- Nghiên cứu lý thuyết : Tìm hiểu các tài liệu, giáo trình liên quan tới nhiệm vụ

nghiên cứu.

- Nghiên cứu thực tiễn: Thông qua việc trực tiếp giảng dạy, trao đổi, phóng vấn trực

tiếp với học sinh qua từng bài dạy để nắm được mức độ nhận thức của các em, biết

được vấn đề khó khăn mà các em đang gặp phải từ đó tìm cách giải quyết vấn đề.

1.4. Mục tiêu của sáng kiến kinh nghiệm

Thông qua việc trình bày về thuật toán, cách xác định bài toán để hình thành

thói quen tư duy lập trình cho mỗi học sinh. Từ việc học sinh rất khó xác định bài

toàn, bỡ ngỡ khi gặp một bài toán hoặc khi đã có thuật toán thì học sinh cũng không

biết ngôn ngữ hóa thuật toán thế nào để thành một bài toán trên ngôn ngữ lập trình

Pascal, Thì học sinh có thể hình thành tư duy thuật toán, biết cách xác định rõ một

bài toán trước khi chuyển hóa bài toán thành ngôn ngữ lập trình. Mong muốn của

tác giả là sau khi hướng dẫn các em học sinh cách xác định một bài toán. Cụ thể là

thông qua một số ví dụ cụ thể thì các em từng bước hình thành được kỹ năng lập

trình với ngôn ngữ lập trình pascal.

Chương 2. MÔ TẢ SÁNG KIẾN

2.1. Vấn đề của sáng kiến

Tin học là một môn học mới do đó học sinh còn bỡ ngỡ, chưa thấy hết tầm

quan trọng của môn học. Nội dung học lập trình tin học 8 lại là nội dung mới lạ đối

với hầu hết học sinh với nhiều khái niệm, thuật ngữ, cấu trúc dữ liệu đối với học sinh

mới tiếp cận lần đầu. Chính vì vậy khi gặp một bài toán học sinh không biết phải

giải quyết bài toán thế nào. Học sinh hoàn toàn xa lạ với những khái niệm như “xác

định bài toán” hay “Xây dựng thuật toán”. Học sinh hoàn toàn bỡ ngỡ với việc

chuyển hóa các bước giải bài toán thông thường trong toán học sang ngôn ngữ lập

trình Pascal trong tin học. Bên cạnh những khó khăn đó thì cũng có nhiều mặt thuận

lợi như đối tượng học sinh ngoan, nhiều em ham học hỏi. Nhà trường cũng đầu tư

trang thiết bị dạy học hiện đại, phòng máy đáp ứng được nhu cầu thực hành của các

em học sinh.

Đối với giáo viên: Tính tới năm nay thì mới là khóa học thứ 2 của trường học

nội dung lập trình pascal. Do đó, bản thân tôi cũng còn thiếu kinh nghiệm trong quá

trình giảng dạy, đôi khi còn phụ thuộc nhiều vào sách giáo khoa và giáo án, chính vì

thế mà khi tiếp cận một bài toán nào đó thì thường là hướng dẫn cho học sinh lời

giải bài toán đó theo một phương pháp nhất định, cơ bản nhất để các em có thể hiểu

và giải được bằng ngôn ngữ lập trình Pascal. Tuy nhiên với cách làm đó tôi nhận

thấy học sinh bị phụ thuộc nhiều vào lời giải của thầy và không phát huy được khả

năng tư duy và sáng tạo. Các em cố gắng học thuộc cấu trúc một số câu lệnh và các

ví dụ áp dụng mà không tự tìm hiểu thêm các dạng bài khác, hoặc cách giải khác

hiệu quả hơn, thú vị hơn.

Trong tiết thực hành một số em gõ chương trình một cách máy móc các nội

dung của bài thực hành từ sách giáo khoa chứ không thực sự tìm hiểu xem tại sao

lại viết câu lệnh này, câu lệnh này mục đích để làm gì, câu lệnh này sẽ cho chúng ta

kết quả gì, các học sinh hầu như chưa ý thức việc học của mình, hay nói cách khác

học sinh chưa có động cơ, thái độ học tập đúng đắn. Để dẫn tới điều này có thể do

các em chưa tìm thấy niềm vui và sự đam mê đối với môn học, các em nghĩ môn tin

học là môn phụ. Mặt khác nội dung môn tin học 8 lại đòi hỏi khá cao. Nếu học sinh

chỉ dừng lại ở nội dung kiến thức trong chương trình sách giáo khoa thì sẽ không

đáp ứng được yêu cầu đặt ra như thi học sinh giỏi văn hóa lớp 9, thi tin học trẻ, thi

vào trường chuyên tin lớp 10.

2.2. Các biện pháp nâng cao hiệu quả

2.2.1. Thay đổi cách nhìn và tạo niềm đam mêm của học sinh với môn học.

- Vì sao môn Pascal lại khó?

Một thói quen khó thay đổi của học sinh đó là cách nhìn nhận về môn tin học,

theo các em thì môn tin học là học những thao tác sử dụng đơn giản như: cách sử

dụng internet, sử dụng hệ điều hành window, chương trình soạn thảo văn bản MS

Word, chương trình soạn thảo trình diễn MS PowerPoint … Đây là những phần học

ít đòi hỏi ở học sinh tư duy, mà chỉ cần học kĩ và nhớ thao tác, thực hành nhiều lần

thì sẽ thành kỹ năng và thành thạo.

Nhưng khi học bộ môn lập trình Passal chương trình lớp 8 ở THCS thì hầu

như các em bị “choáng” vì bộ môn rất “mới”, và cách học cũng “mới”. Học những

thao tác và thực hành nhiều dường như không còn phù hợp nữa. Học thuộc bài theo

kiểu thuộc lòng chỉ phù hợp với nội dung là các cấu trúc câu lệnh chứ không thể áp

dụng điều đó vào từng bài toán được. Lúc này các em cần phải học cách tư duy logic,

tìm hiểu thuật toán, và viết những dòng lệnh máy tính trên cơ sở thuật toán đã xây

dựng và hơn thế nữa các câu lệnh cần phải có độ chính xác tuyệt đối đến từng đấu

chấm, dấu phẩy.

Với tâm lí thông thường các em học sinh coi tin học là môn phụ không quan

trọng nên nhiều em chủ quan không dành đủ thời gian để học nên không hiểu bài

và dần bị mất căn bản. Đây cũng là lí do mà nhiều em luôn kêu học lập trình pascal

khó quá.

- Tại sao lại học Pascal?

Pascal là một ngôn ngữ lập trình cấp cao do Niklaus Wirth, giáo sư điện toán

trường đại học Kỹ thuật Zurich (Thụy sĩ) thiết kế và công bố vào năm 1971 và đặt

tên là Pascal để tưởng niệm nhà Toán học và Triết học nổi tiếng Blaise Pascal. Đây

là một ngôn ngữ lập trình có cấu trúc đơn giản, rõ ràng, cấu trúc chặt chẽ, dễ viết, dễ

hiểu cũng như dễ sửa chữa, cải tiến. Do đó Pascal được nhiều quốc gia trong đó có

Việt Nam đưa vào chương trình giảng dạy tin học ở các trường phổ thông và đại học

như một môn học cơ sở, đại cương.

Ở cấp học phổ thông chúng ta không chú trọng học chuyên sâu về ngôn ngữ

lập trình để tạo ra các phần mềm máy tính mà tập trung rèn luyện kĩ năng tư duy

logic, tư duy hệ thống và sáng tạo không chỉ để giải quyết những vấn đề trong tin

học mà đây còn là những kĩ năng vô cùng quan trọng để giải quyết nhiều vấn đề

trong cuộc sống.

Học Pascal giúp cho ta hiểu được cách làm việc của máy tính, cách giao tiếp

để ra lệnh cho máy tính làm việc theo sự điều khiển của con người thông qua ngôn

ngữ lập trình. Các em có thể tạo ra các chương trình thú vị bằng cách sử dụng các

câu lệnh Pascal. Cũng giống như những môn học khác như toán học, vật lý, hóa học

… khi các em đã thực sự hiểu và yêu thích bộ môn tin học các em sẽ tìm thấy nhiều

niềm vui, sự đam mê khi tìm hiểu và khám phá những điều mới mẻ nhưng đầy hấp

dẫn trong bộ môn tưởng chừng như khô khan này.

- Tạo sự yêu thích khi học lập trình Pascal

Lập trình là môn học đòi hỏi học sinh phải giải các bài toán bằng cách viết

chương trình trên máy tính. Đây là môn học mới đối với học sinh nên phần đông các

em không nắm bắt được kiến thức để vận dụng vào giải bài tập. Về ngôn ngữ lập

trình Pascal đang gây khó khăn cho các học sinh mới bắt đầu tìm hiểu học lập trình.

Vì Pascal có nhiều hạn chế về mặt hình thức như: Giao diện là dòng lệnh, khó nhớ

và không thân thiện, dễ gây sự nhàm chán cho học sinh, về cú pháp thì chặt chẽ chỉ

cần thiếu một dấu cũng báo lỗi sai trong chương trình, toàn bộ thông báo lại bằng

ngôn ngữ tiếng anh đó cũng là hạn chế và khó khăn cho học sinh.

Qua một thời gian giảng dạy ở bộ môn này, tôi nhận thấy khi học Pascal học

sinh thường không thích thú với môn học này vì nhiều lý do như khó hiểu, đòi hỏi

tư duy, … nên việc viết được một chương trình chạy được trên máy tính đối với các

em rất khó khăn. Do đó để học tốt đòi hỏi học sinh phải có hứng thú. Cốt lõi của

việc đổi mới phương pháp dạy học là giúp học sinh yêu thích, hứng thú với môn

học, hướng tới việc học tập chủ động, chống lại thói quen học tập thụ động. Để khắc

phục điều này thì chúng ta cần giải quyết được các vấn đề sau:

* Vấn đề 1: Học sinh chúng ta vừa đọc xong đề bài là kêu khó, không chịu tìm hiểu

xem đề bài yêu cầu gì. Nói cụ thể hơn là sau khi đọc xong bài toán thì học sinh không

định hướng được là phải bắt đầu từ đâu, phải sử dụng cấu trúc dữ liệu nào hay cấu

trúc lệnh nào để giải quyết. Để giúp học sinh vấn đề này thì sau khi đọc đề bài xong

giáo viên hướng dẫn các em xác định rõ bài toán (xác định thành phần Input và

Output của bài toán). Từ Inphut và Output của bài toán giáo viên yêu cầu học sinh

gạch ra giấy chỉ ra từng bước để giải quyết bài toán rồi từ đó đưa ra các thuật toán,

từng bước tinh chỉnh thuật toán tìm được thuật toán đúng đắn nhất cuối cùng là viết

chương trình hoàn chỉnh.

VD: Khi yêu cầu học sinh lập trình tính chu vi và diện tích hình tròn với bán kính

nhập vào từ bàn phím.

- Để giải bài này giáo viên yêu cầu học sinh nêu rõ Input vào Output bài toán.

Input: Bán kính hình tròn

Output: Diện tích và chu vi của hình tròn

- GV yêu cầu HS gạch ra các công việc cần làm để giải quyết bài tập này ?

Các công việc cần làm để giải quyết bài tập này :

+ Nhập bán kính R, + Tính diện tích hình tròn + Tính chu vi hình tròn

+ In ra diện tích và chu vi hình tròn

– Gv gợi ý yêu cầu HS nêu công thức tính diện tích và chu vi hình tròn?

Diện tích S = Pi*R^{^2}

Chu vi Cv = 2*Pi*R

– Với những yêu cầu cụ thể đó, giáo viên yêu cầu học sinh gõ các câu lệnh để hoàn

thành bài toán. Có thể gợi ý cụ thể trong bài toán này: Cần thực hiện lệnh nhập dữ

liệu như thế nào? Dùng lệnh gán để tính chu vi và diện tích với các công thức toán

học đã có. Sau khi tính toán xong thì dùng lệnh in kết quả ra màn hình.

* Vấn đề 2: Hầu như các em học sinh khi thực hành lập trình đều đùn đẩy cho nhau

vì thiếu tự tin và không biết phải gõ gì vào máy, sợ gõ sai lỗi chính tả các câu lệnh

hay từ khóa. Để giúp các em vấn đề này thì giáo viên nên khuyến khích các em cứ

mạnh dạn gõ, một lần sai, hai lần sai,… rồi từ từ các em sẽ gõ đúng câu lệnh, có như

vậy các em mới nhớ được câu lệnh, từ khóa và chủ động hơn trong việc gõ các câu

lệnh giải quyết bài toán. Lúc đầu giám sát quá trình làm việc của các em, sửa các lỗi

sai, về sau để các em tự làm việc chỉ sửa lỗi khi các em gặp khó khăn thực sự, không

giải quyết được bắt buộc cần có hướng dẫn của giáo viên. Khi các em tự gõ chương

trình các em mới thực sự hiểu chương trình đó hoạt động thế nào chứ không thể nhìn

mà hiểu được. Chỉ có tự gõ các lệnh thì mới nhớ được và hiểu từ đó sẽ tự tin khi

ngồi lập trình trước máy tính. Khi tự tin làm việc với máy tính thì các em mới say

mê và yêu thích môn học.

* Vấn đề 3: Khi thực hành các em chỉ gõ cho xong nội dung của bài thực hành, hoặc

tìm kiếm những bài mẫu có sẵn và gõ theo, sau đó các em kiểm soát lỗi chính tả rồi

chạy thử, hiện kết là coi như xong bài tập. Học như vậy các em hoàn toàn thụ động,

chứ không thực sự tìm hiểu xem tại sao lại có câu lệnh đó, tại sao phải dùng cấu trúc

điều khiển này mà không dùng cấu trúc điều khiển kia, tới câu lệnh này thì kết quả

sẽ như thế nào, … Chính vì vậy mà các em không hiểu bài và không thể tự sửa lỗi

nếu gõ sai. Hướng dẫn các em cách chạy chương trình từng bước và cách quan sát

giá trị các tham số cần thiết. Hướng dẫn các em “Biến mình thành cái máy tính” để

thực hiện lần lượt các câu lệnh từ trên xuống dưới xem nếu là máy thì tại bước này

sẽ thực hiện công việc gì, kết quả sẽ là gì? Có như vậy học sinh mới thực sự hiểu

vấn đề, hiểu cách làm việc của ngôn ngữ lập trình pascal.

2.2.2. Các cách tiếp cận bài toán

2.2.2.1. Rèn luyện kỹ năng lập trình với câu lệnh điều kiện

Đối với học sinh, khi làm quen với bất kỳ một cấu trúc lệnh nào cũng đều bỡ

ngỡ vì các em chưa quen và biết cách sử dụng cấu trúc đó. Để học sinh có thể hiểu và

vận dụng các cấu trúc lệnh vào từng bài toán cụ thể thì điều đầu tiên giáo viên phải

giúp các em hiểu rõ cấu trúc lệnh, thuộc cấu trúc lệnh sau đó sẽ đưa ra các dạng bài tập

áp dụng cấu trúc lệnh để củng cố kiến thức cho các em. Phải thực hiện chi tiết cả về

mặt cấu trúc ngôn ngữ lập trình và phân tích bài toán từ đó xác định rõ bài toán sẽ cho

kết quả là gì? Chúng ta sẽ lấy ví dụ bài toán sử dụng câu lệnh điều kiện sau:

Ví dụ: Viết chương trình nhập vào 3 số nguyên dương a, b, c khác nhau. In ra

màn hình số lớn nhất và nhỏ nhất trong 3 số trên.

* Phương pháp 1:

- Xác định bài toán:

. Input: Nhập vào máy tính 3 số tự nhiên a, b, c

. Output: In ra màn hình số lớn nhất, nhỏ nhất trong 3 số a, b, c

- Ý tưởng:

+ Tìm số lớn nhất: (a>b) và (a>c) thì a lớn nhất; (b>a) và (b>c) thì b lớn nhất; (c>a)

và (c>b) thì c lớn nhất;

+ Tìm số nhỏ nhất: (a<b) và (a<c) thì a nhỏ nhất; (b<a) và (b<c) thì b nhỏ nhất; (c<a)

và (c<b) thì c nhỏ nhất;

- Từ ý tưởng trên chúng ta sẽ xây dựng chương trình:

Var a,b,c:Integer;

Begin

Writeln(‘Nhap a, b, c:’);

Readln(a,b,c);

If (a>b) and (a>c) Then Writeln(a,’ lon nhat’)

Else If (b>a) and (b>c) Then Writeln(b,’ lon nhat’)

Else Writeln(c,’ lon nhat’) ;

If (a<b) and (a<c) Then Writeln(a,’ nho nhat’)

Else If (b<a) and (b<c) Then Writeln(b,’ nho nhat’)

Else Writeln(c,’ nho nhat’) ; Readln; End.

* Phương pháp 2:

- Ý tưởng: Cũng là một bài toán như trên, chúng ta cũng xác định cho học sinh thấy

rõ yêu cầu bài toán tức là xác định Input và output, những có thể giải quyết bài toán

theo một cách khác như sau:

+ Nếu a>b thì ta gán a cho Max, b cho Min, ngược lại thì ta gán Max cho

b, Min cho a {Tìm số lớn nhất và nhỏ nhất trong hai số a, b. Sau khi thực hiện

dòng lệnh trên Max sẽ nhận được giá trị lớn nhất, Min sẽ nhận được giá trị nhỏ

nhất}.

+ Nếu c>Max thì ta gán c cho Max, ngược lại nếu c<Min thì ta gán c cho

Min {So sánh c với giá trị lớn nhất (Max) và nhỏ nhất (Min)}.

- Chương trình:

Var a,b,c,Max,Min:Integer;

Begin

Write(‘Nhap lan luoc 3 so a, b, c:’);Readln(a,b,c);

If (a>b) Then Begin Max:=a; Min:=b; End

Else Begin Max:=b; Min:=a; End;

If (c>Max) Then Max:=c Else If (c<Min) Then Min:=c;

Write(‘So lon la:’,Max,’ So nho la:’,Min);

Readln;

End.

* Phương pháp 3:

- Ý tưởng:

+ So sánh giá trị a và b, nếu a>b thì đổi giá trị a và b. {Sau khi đổi giá trị

thì sẽ cho kết quả a <b}.

+ So sánh giá trị b và c, nếu b>c thì đổi giá trị b và c. {Sau khi đổi giá trị

thì sẽ cho kết quả a, b <c, tuy nhiên lại chưa xác định được a>b hay b>a }.

+ Lại so sánh giá trị a và b, nếu a>b thì đổi giá trị a và b. {Sau khi đổi giá

trị thì sẽ cho kết quả a < b và b < c}.

- Chương trình:

Var a,b,c,tam:Integer;

Begin

Write('Nhap gia tri a, b, c tuong ung: '); Readln(a,b,c);

If a>b Then

begin

Tam:=a; a:=b; b:=tam

end;

If b>c Then

begin

Tam:=b; b:=c; c:=tam

end;

If a>b Then

begin

Tam:=a; a:=b;b:=tam

end;

Write('So nho la:’,a,’ so lon la’,c);

Readln;

End.

=> Nhận xét: Trong 3 phương pháp trên thì mỗi phương pháp đều có một ưu điểm

và hạn chế riêng:

- Phương pháp 1: Giúp học sinh làm quen với câu lệnh điều kiện dạng đủ lồng nhau

và điều kiện ghép ((a>b) and (a>c)) trong câu lệnh điều kiện thông qua phép

toán and.

- Phương pháp 2: Giúp học sinh làm quen với lệnh gán, sử dụng biến trung gian

Max, Min và câu lệnh ghép (Begin Max:=a; Min:=b; End) trong câu lệnh điều kiện.

- Phương pháp 3: Giúp học sinh làm quen với câu lệnh điều kiện dạng thiếu và ôn

lại kiến thức sắp xếp giá trị hai biến theo thứ tự tăng hoặc giảm dần

begin Tam:=a; a:=b; b:=tam end;

Tóm lại: Với mỗi bài toán nếu có thể hãy tìm ra nhiều cách tiếp cận khác nhau,

các cách viết chương trình khác nhau để học sinh có thể mở rộng khả năng tư duy

cũng như tạo sự yêu thích khi tìm thấy niềm vui ở mỗi cách xây dựng bài toán. Qua

đó học sinh sẽ có cách nhìn linh hoạt hơn với mỗi cấu trúc câu lệnh, phát huy tính

tích cực và sáng tạo cho học sinh.

2.2.2.2. Rèn luyện kỹ năng lập trình với câu lệnh lặp

Cấu trúc lệnh lặp là cấu trúc cơ bản trong ngôn ngữ lập trình pascal và cấu

trúc này cũng là cấu trúc giúp học sinh giải quyết một lượng lớn các dạng bài tập.

Tuy nhiên khi tiếp cận câu lệnh lặp này thì học sinh lại khó hình dung ra cách hoạt

động của từng cấu trúc, đặc biệt là học sinh khó phân biệt cấu trúc lặp xác định và

lặp với số lần lặp không xác định. Một lỗi mà học sinh thường gặp khi làm việc với

cấu trúc lặp đó là không xác định được điều kiện để dừng vòng lặp. Chính vì những

lý do trên mà khi dạy cho học sinh cấu trúc lặp giáo viên cần xây dựng các ví dụ sử

dụng cấu trúc này cụ thể để học sinh hiểu rõ và ghi nhớ sau đó các em mới hình

thành phản xạ và kĩ năng lập trình có xử dụng cấu trúc lặp.

Để học sinh có thể hiểu rõ và phân biệt được cấu trúc lặp chúng ta có thể giao

cho học sinh bài toán sau:

Ví dụ 1: Viết chương trình tính tổng số nguyên từ 1 tới n, n là số nguyên nhập

từ bàn phím bằng cách sử dụng cấu trúc lặp For..do, While..do và cấu trúc Repeat

..until.

Với bài toán này cho dù dùng cấu trúc lệnh lặp nào thì cũng cần xác định rõ

bài toán với Input: Nhập vào số tự nhiên n, Output: in ra màn hình tổng của các chữ

số từ 1 tới n vừa nhập vào.

+ Cấu trúc For..do ta có thể xây dựng chương trình như sau:

var i, n: integer; s: real;

Begin

writeln('nhap so n de tinh tong'); readln(n);

s:=0;

for i:=1 to n do s:=s+i;

writeln('tong tu 1-n la: =',s:2:0);

readln;

end.

+ Cấu trúc While ..do ta có chương trình như sau:

var i: integer; s: real;

begin

writeln('nhap so n de tinh tong tu 1-n'); readln(n);

s:=0;i:=0;

while i<=n do

begin

i:=i+1; s:=s+i;

end;

writeln('tong tu 1- ' , n , ' la= ' ,s:5:2); readln;

end.

+ Cấu trúc lệnh lặp Repeat ..until ta có chương trình như sau:

var i:integer; s:real;

begin

write('n= '); readln(n);

s:=0; i:=0;

repeat

i:=i+1; s:=s+i;

until i=n;

writeln('tong 1- ' , n, '=',s:0:2); readln;

end.

Trong bài toán nêu trên về cơ bản thì cả 3 cách viết đều cho một kết quả nhưng

khi dạy làm quen với cấu trúc lặp thì chúng ta cần khuyên khích học sinh viết chương

trình giải quyết cùng một bài toán nhưng dùng cả 3 cấu trúc lặp. Đối với câu lệnh

lặp For .. do thì đại đa số học tiếp cận nhanh hơn và không bị nhầm lẫn, chỉ khi các

em chuyển bài toán từ dùng Ror..do sang dùng while ..do và Repeat ..until thì hầu

hết các em đều không hiểu rõ vẫn đề là điều kiện gì để vòng lặp có thể dừng. Chính

vì lý do đó mà khi giúp các em xây dựng bài toán theo hướng While..do và

Repeat..until giáo viên nên nhấn mạnh điểm này. Có thể cho học sinh rơi vào vòng

lặp không dừng như ta có thể bỏ qua lệnh làm thay đổi giá trị của biến i (i:=i+1).

Khi học sinh chạy thử chương trình sẽ bị lặp và dẫn tới không thoát được, khi đó

mới phân tích điều kiện dừng vòng lặp và yêu cầu học sinh gõ lại chương trình, khi

đó học sinh mới hiểu rõ được bản chất của hai câu lệnh dạng này đồng thời đó cũng

là một kinh nghiệm cho các em khi lập trình mà sử dụng cấu trúc lặp không xác định

này.

Mặt khác của vấn đề là khi dạy cho học sinh các cấu trúc lệnh lặp thì ngoài

việc dạy các em cấu trúc còn phải giúp các em nhận diện bài toán để có thể áp dụng

được tốt các cấu trúc lệnh sao cho phù hợp. Khi các em nhận diện được cấu trúc lệnh

để giải quyết bài toán thì vấn đề đặt ra là các bài toán đó các em đã giải quyết tốt

chưa? Tức là chương trình các em xây dựng đã hoàn hảo chưa? Đến lúc này giáo

viên cần giúp các em tinh chỉnh bài toán của các em sao cho tối ưu nhất. Chúng ta

sẽ xem xét vấn đề này qua một số ví dụ sau:

Ví dụ 2: Số nguyên tố là số tự nhiên lớn hơn 1, chỉ có hai ước là 1 và chính nó.

Yêu cầu: Nhập vào số nguyên dương N. Kiểm tra xem N có phải là số nguyên

tố hay không, thông báo kết quả sau khi kiểm tra.

Xác định bài toán:

Input: Nhập vào một số tự nhiên N, Output: N có phải là số nguyên tố hay không.

* Phương pháp 1:

- Ý tưởng:

+ Cho biến i chạy từ 2 đến n-1 {Ta xét trường hợp n có chia hết cho i hay không},

nếu n chia hết cho i thì ta tăng biến đếm lên một đơn vị {ban đầu biến đếm nhận

giá trị bằng 0}.

+ Kiểm tra biến đếm, nếu biến đếm nhận giá trị bằng không {tức n không chia hết

cho số nào trong khoảng từ 2 đến n-1} vậy n là số nguyên tố, ngược lại biến đếm

nhận giá trị lớn hơn 0{tức n chia hết cho cho một hoặc nhiều giá trị trong khoảng

[2..n-1]} vậy n không phải là số nguyên tố.

• Chương trình:

Var n,i,dem:Integer;

Begin

Write('Nhap gia tri N: ');Readln(n);

If n<2 Then Write(n, Khong phai la so nguyen to') Else

Begin

dem:=0;

For i:=2 To n-1 Do

If n Mod i = 0 Then Inc(dem);

If dem=0 Then Writeln(n, ' La so nguyen to')

Else Writeln(n, ' Khong phai So nguyen to');

End; Readln;

End.

* Phương pháp 2:

- Bổ sung kiến thức:

+ N là số Nguyên tố khi n>=2 và n không chia hết cho số nào có giá trị trong khoảng

từ 2 đến n – 1. Tuy nhiên trên thực tế thì chỉ cần n không chia hết cho số nào có giá

trị trong khoản từ 2 đến số nguyên gần với căn n nhất nhưng nhỏ hơn n

{Trunc(Sqrt(n))}.

- Ý tưởng:

+ Giống như phương pháp 1 tuy nhiên ở đây chúng ta không đếm mà sử dụng phương

pháp đánh dấu của kiểu boolean. Tức ta xét trường hợp n có chia hết cho i hay không,

nếu n chia hết cho i thì ta đánh dấu là False {Giả sử biến KT có biểu dữ liệu là

Boolean thì nếu n chia hết cho i thì KT:=False, ban đầu ta gán KT:=True}.

+ Kiểm tra biến KT, nếu KT là True {tức biến KT nhận tất cả là True} thì n là số

nguyên tố, ngược lại n không phải số nguyên tố {tức biến KT có nhận lớn hơn hoặc

bằng một giá trị False}.

- Chương trình:

Var i,n:Integer; Kt:Boolean;

Begin

Write('Nhap gia tri N: ');Readln(n);

Kt:=True; If n < 2 Then Kt:=False Else

For i:=2 To Trunc(Sqrt(n)) Do

If n Mod i = 0 Then Kt:=False;

If Kt Then Write(n,' la so nguyen to')

Else Write(n,' Khong la so nguyen to'); Readln;

End.

=> Nhận xét:

- Phương pháp 1: Giúp cho học sinh có cái nhìn tổng quan hơn khi xác định n có

phải là số nguyên tố hay không thông qua phương thức đếm số lần n có chia hết cho

giá trị nào trong khoảng từ [2..n-1] hay không, theo định nghĩa thì số nguyên tố là

số chỉ chia hết cho 1 và chính nó {tức nếu N là số nguyên tố chỉ khi n chia hết cho

1 và n}. Vậy nếu n còn chia hết cho số nào trong khoảng [2..n-1] thì n không phải

nguyên tố.

- Phương pháp 2: Phương giáp này giúp học sinh tìm hiểu được nhiều kiến thức hơn

trên nền kiến thức của phương pháp 1. Khi cho i chạy từ 2 đến trunc(sqrt(n))

thì số lần thực hiện vòng lặp được giảm đi một nữa, sẽ tiết kiệm được thời gian khi

chạy chương trình; mặt khác giúp học sinh ôn lại kiến thức lấy kết quả phép so sánh

của kiểu dữ liệu Boolean, một kiểu dữ liệu mà chúng ta cũng rất hay sử dụng trong

các bài tạo vòng lặp.

Ví dụ 3: Viết chương trình nhập vào 2 số nguyên dương a, b khác nhau. Tìm ước

chung lớn nhất và bội chung nhỏ nhất của 2 số trên.

- Xác định bài toán:

Input: Nhập vào hai số nguyên dương a, b

Output: In ra màn hình UCLN(a,b) và BCNN(a,b)

* Phương pháp 1:

- Ý tưởng:

Đầu tiên, là cách cơ bản nhất. Đó là dùng vòng lặp WHILE, rồi lấy số lớn trừ

nhỏ cho đến khi chúng bằng nhau. Cách này dành cho những bạn học yếu, đỡ phải

suy nghĩ nhiều. Tuy nhiên cách này có hạn chế là nếu mà 2 số chênh nhau quá lớn

thì nó sẽ lặp rất nhiều lần, điều này không quan trọng đối với các bạn học sinh, nhưng

nếu đi sâu vào chuyên ngành thì việc làm này sẽ tốn dung lượng bộ nhớ và thuật

toán này cũng được đánh giá là kém tối ưu.

Ví dụ tìm UCLN và BCNN của 17 và 3 (bằng phương pháp đoán nhận ta thấy được

UCLN của 2 số này là 1 và BCNN là 51).

Giáo viên có thể mô phỏng thuật toán cho học sinh hiểu như sau:

- UCLN : ta sẽ lấy 17 - 3 = 14, 14 - 3 =11, 11- 3 = 8; 8 - 3 = 5; 5 - 3 = 2; 3-2=1; 2-1

=1; Lúc này chúng đã bằng nhau và bằng 1. Và 1 cũng chính là UCLN.

- BCNN : bằng tích của 2 số chia cho UCLN lấy phần nguyên.

+ Tích của 2 số là 17x3 = 51

+ Chia 1 lấy phần nguyên là bằng 51.

var x,y,UCLN,BCNN:integer;

Begin

readln(x,y);

BCNN:=x*y;

While x<>y do

If x>y then x:=x-y else y:=y-x;

UCLN:=x;

BCNN:=BCNN div UCLN;

write(UCLN,' ',BCNN);

end.

• Lưu ý: Sau khi test chương trình xong giáo viên cho học sinh test cặp giá trị a, b

bằng nhau. Yêu cầu học sinh nhận xét, nêu thuật toán và viết lại chương trình trên

với điều kiện a, b là hai số nguyên.

* Phương pháp 2:

- Ý tưởng:

+ Nếu a chia b có phần dư bằng 0 thì b là UCLN của a và b. Từ khái niệm này ta xây

dựng thuật toán như sau: du:= a mod b, a:=b; b:=du, chương trình kết thúc khi b=0

và UCLN là a.

+ Viết ra UCLN, BCNN

- Chương trình:

Var a,b,p,du:Integer;

Begin

Write('Nhap gia tri a, b tuong uong : ');Readln(a, b);

P:=a*b;

While b<>0 Do

Begin Du:=a mod b; a:=b:b:=du; End;

Writeln('UCLN la: ',a,' BCNN la: ',P Div a); Readln;

End.

* Phương pháp 3:

- Ý tưởng:

+ Ta cho biến i chạy từ 1 đến a, nếu thỏa mãn đồng thời 2 điều kiện (a

mod i =0) và (b mod i =0) thì i là UCLN của a và b.

+ Viết ra UCLN, BCNN

- Chương trình:

Var a,b,p,d:Integer;

Begin

Write('Nhap gia tri a, b tuong uong : ');Readln(a, b);

P:=a*b;

For i:=1 To a Do if (a mod i=0) and (b mod i=0) then d:=i

Writeln('UCLN la: ',d, ‘BCNN la: ',p Div d);

Readln;

End.

* Phương pháp 4:

- Ý tưởng:

+ Ta cho biến i chạy downto từ a đến 1, nếu thỏa mãn đồng thời 2 điều kiện (a mod

i =0) và (b mod i =0) thì i là UCLN của a và b đồng thời kết thúc việc tìm kiếm

{kết thúc vòng lặp}.

+ Viết ra UCLN, BCNN

- Bổ sung kiến thức: Lệnh break

+ Cú pháp: Break

+ Hoạt động: Lệnh break hoạt động khi được đặt trong thân các vòng lặp for,

while, repeat. Khi gặp lệnh break thì máy sẽ thoát khỏi chu trình của vòng lặp,

nếucó nhiều vòng lặp lồng nhau sẽ thoát vòng lặp trong nhất chứa lệnh break;

- Chương trình:

Var a,b,p,d:Integer;

Begin

Write('Nhap gia tri a, b tuong uong : '); Readln(a, b);

P:=a*b;

For i:=a Downto 1 Do

if (a mod i=0) and (b mod i=0) then d:=i;

Writeln('UCLN la: ',d, ‘BCNN la: ',p Div d);

Readln;

End.

=> Nhận xét:

- Phương pháp 1, 2: Nếu chúng ta cho học sinh thực hiện vòng While .. Do

hoặc Repeat .. Until để viết chương trình cho hai phương pháp trên thì cơ bản thuật

toán không thay đổi chỉ khác nhau là sử dụng phương pháp chia liên tiếp hay trừ liên

tiếp. Tuy nhiên ở đây chúng ta sử dụng While .. Do cho phương pháp 1 và Repeat ..

Until cho phương pháp 2 với mục đích giúp các em tìm hiểu thêm sự khác nhau

trong điều kiện lặp và kết thúc hai câu lệnh trên, từ đó yêu cầu các em chỉnh sửa câu

lệnh, thuật toán chia, trừ liên tiếp ngược lại trong hai phương pháp để khắc sâu kiến

thức hơn.

- Phương pháp 3, 4: Phương pháp này giúp các em ôn lại 2 nội dung kiến thức,

một là điều kiện ghép trong câu lệnh điều kiện, hai là vòng lặp với số lần biết trước.

Khi thực hiện vòng lặp dạng tiến For i:=1 To a thì có thể có nhiều giá trị thỏa mãn

nhưng chương trình sẽ nhận được giá trị cuối cùng khi kết thúc lặp, giá trị này là giá

trị ta cần tìm trong bài toán. Trong phương pháp 4 các em còn tìm hiểu thêm được

kiến thức mới về câu lệnh Break. Lệnh này thường được áp dụng để tìm giá trị nhỏ

nhất, lớn nhất thỏa mãn các điều kiện nào đó. Ví dụ Viết chương trình tìm số nguyên

dương T nhỏ nhất có N chữ số, biết rằng khi chia T cho 19 thì dư 13 và khi chia T

cho 31 thì dư 12.

2.2.2.3. Rèn luyện kỹ năng lập trình với mảng một chiều.

Trong quá trình học lập trình, khi học sinh học bài: Kiểu mảng học sinh gặp

rất nhiều khó khăn với kiểu dữ liệu này. Qua quá trình giảng dạy tôi nhận thấy học

sinh gặp khó khăn như vậy vì học sinh khó hình dung ra kiểu dữ liễu mới này, không

hiểu rõ được cấu trúc lưu trữ kiểu mảng cũng như các cách làm việc với các phần tử

trong mảng. Để học sinh hiểu và lập trình được các bài toán đơn giản, giáo viên phải

hướng dẫn học sinh các công việc liên quan đến mảng một chiều như: khai báo mảng

một chiều, nhập mảng một chiều gồm các phần tử theo ý muốn, xử lý mảng một

chiều đơn giản như: tính tổng các phần tử của mảng, đếm các phần tử của mảng, tìm

kiếm các phần tử của mảng hay xuất các phần tử của mảng thỏa điều kiện nào đó.

Từ đó học sinh có thể lập trình giải bài toán sắp xếp dãy số nguyên (tăng dần hoặc

giảm dần), tìm phần tử lớn nhất (hoặc nhỏ nhất) của dãy số nguyên một cách đơn

giản.

Để tạo hứng thú cho học sinh, giúp các em gạt bỏ những khó khăn kể trên thì

khi dạy phần mảng một chiều giáo viên cần bóc tách riêng từng phần công việc một.

Chẳng hạn, trước tiên cần phải ghi nhớ cho học sinh việc ghi nhớ đầu tiên đó là việc

khai báo mảng. Khai báo mảng là một công việc gần như cố định với tất cả các bài

toán làm việc với dãy số hay còn gọi là mảng một chiều:

+ Để khai báo ta thực hiện như sau:

Var <tên biến mảng> : array [kiểu chỉ số] of <kiểu phần tử>;

+ Sau khi đã khai báo kiểu dữ liệu mảng thì cần hướng dẫn học sinh cụ thể

công việc nhập các phần tử của mảng:

Write(‘Nhap so phan tu cua mang n =’); Readln(n);

For i:= 1 to n do

Begin

Write(‘ Phan tu a[’,i,‘]=’); Readln(a[i]);

End;

Đây là đoạn lệnh thực hiện việc nhập vào từ bàn phím số phần tử của mảng và sau

đó nhập từng giá trị của mảng.

+ Việc tiếp sau mà giáo viên yêu cầu học sinh ghi nhớ là việc in các phần tử

của mảng vừa nhập được ra màn hình để học sinh quan sát dãy số vừa nhập qua câu

lệnh:

For i := 1 to n do write(a[i]:10);

Sau khi học sinh đã nắm vững được 3 công việc tạm gọi là cố định của việc lập trình

với mảng một chiều thì giáo viên mới mở rộng một số bài toán liên quan tới mảng

một chiều theo từng cấp độ từ dễ tới khó để học sinh dần từng bước giải quyết.

Chẳng hạn một số bài tập liên quan dạng:

+ In ra các phần tử chẵn của mảng:

For i:=1 to do If a[i] mod 2 =0 then write(a[i]);

+ Tính tổng các phần tử của mảng:

S:=0;