Ứng dụng phần mềm crocodile ict hỗ trợ cho việc dạy và học tin học lớp 11

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT YÊN ĐỊNH 2 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CROCODILE ICT HỖ TRỢ CHO VIỆC DẠY VÀ HỌC TIN HỌC LỚP 11 Người thực hiện: Lê Văn Thịnh Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc môn: Tin học THANH HÓA NĂM 2014MỤC LỤC A-ĐẶT VẤN ĐỀ I. LỜI NÓI ĐẦU Công nghệ thông tin là một trong các phương tiện quan trọng nhất của sự phát triển, đang làm biến đổi sâu sắc đời sống, kinh tế, văn hóa, xã hội, giáo dục của thế giới hiện đại, trong đó có Việt Nam. Ứng dụng và phát triển công nghệ thông tin trong giáo dục và đào tạo sẽ tạo một bước chuyển cơ bản trong quá trình đổi mới nội dung, chương trình, phương pháp giảng dạy, học tập và quản lí giáo dục. Ngày nay, kiến thức và kĩ năng công nghệ thông tin đã trở thành nhu cầu thiết yếu với mọi công dân trên toàn cầu, đối với mọi lứa tuổi và ở mọi lĩnh vực. Crocodile ICT là phần mềm trong nhóm phần mềm của hãng Crocodile Clipt Ltd (Crocodile Chimistry, Crocodile Physics and Crocodile ICT). Chúng là những phần mềm được các nhà giáo trong ba lĩnh vực trên đánh giá rất cao bởi những khả năng hỗ trợ trong dạy học các bộ môn khoa học Hóa học, Vật lí và Tin học. Crocodile ICT là phần mềm hỗ trợ việc hình thành, rèn luyện, phát triển tư duy giải thuật và một số kĩ năng lập trình cơ bản cho học sinh THPT khi học môn tin học. II. THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ Qua việc dạy tin học ở trường THPT Yên Định 2, tôi thấy học sinh khó tiếp thu các cấu trúc câu lệnh rẽ nhánh, lặp và tổ chức chương trình con do giáo viên khó diễn tả rõ được các thao tác này nên học sinh chỉ tiếp thu một cách thụ động. Từ thực tế trên, qua quá trình giảng dạy ở trường THPT Yên Định 2 và nghiên cứu một số tài liệu tham khảo, tôi xin trình bày một kinh nghiệm về ứng dụng công nghệ thông tin trong việc giảng dạy tin học ở trường THPT với đề tài “ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CROCODILE ICT HỖ TRỢ CHO VIỆC DẠY VÀ HỌC TIN HỌC LỚP 11” làm sáng kiến kinh nghiệm của mình với mong muốn được đóng góp một phần công sức của bản thân nhằm nâng cao chất lượng dạy và học tin học lớp 11. Với khuôn khổ của đề tài, thời gian và kiến thức của bản thân còn hạn chế, sáng kiến kinh nghiệm này của tôi không tránh khỏi những thiếu sót. Bản thân tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp xây dựng quý báu của các đồng chí, đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện hơn, từ đó kinh nghiệm này có thể áp dụng phổ biến rộng rãi hơn. B-GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I. GIẢI PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 1. Mục đích nghiên cứu: - Sử dụng các thuật toán phổ thông mà học sinh đã được học để mô phỏng giúp học sinh hiểu hơn về thuật toán; - Giúp học sinh hiểu sâu hơn về cấu trúc rẽ nhánh, cấu trúc lặp và việc tổ chức, sử dụng chương trình con; - Ứng dụng vào giảng dạy để nâng cao chất lượng dạy và học môn tin học 11. 2. Nhiệm vụ của đề tài: - Đưa ra các bài toán phổ thông mà học sinh đã được làm quen để học sinh xác định được bài toán và xây dựng được thuật toán; - Mô phỏng các thuật toán giải bài toán đã đưa ra; - Thông qua các mô phỏng đó để giáo viên và học sinh có thể dạy và học tốt hơn chương trình tin học lớp 11. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: - Thuật toán và biểu diễn thuật toán; - Phần mềm mô phỏng Crocodile ICT; - Học sinh khối 11 năm học 2013-2014 tại trường THPT Yên Định 2. 4. Phương pháp nghiên cứu: - Qua thực tiễn giảng dạy ở trường THPT Yên Định 2; - Tham khảo các tài liệu sách giáo khoa, sách giáo viên tin học, các bài viết và các tư liệu trên mạng Internet, đặc biệt là bài viết và các tài liệu về đổi mới phương pháp dạy học môn tin học; - Tham khảo các ý kiến của đồng nghiệp; - Lấy các ý kiến từ phía học sinh; - Kết hợp vận dụng sáng kiến vào giảng dạy trên lớp; - Đánh giá, rút kinh nghiệm sau mỗi giờ dạy có vận dụng sáng kiến để có những điều chỉnh hợp lí. II. BIỆN PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 1. Ứng dụng cho việc dạy và học bài cấu trúc rẽ nhánh. Khi dạy bài cấu trúc rẽ nhánh, giáo viên phải làm rõ khối hình thoi trong sơ đồ thuật toán. Đây là khối kiểm tra điều kiện đúng hoặc sai để rẽ nhánh theo một hướng đúng và một hướng sai của điều kiện. Giáo viên có thể lựa chọn các mệnh đề rẽ nhánh thường gặp trong cuộc sống hoặc các mệnh đề rẽ nhánh nếu- thì mà học sinh hay làm trong môn toán, như: bài toán giải phương trình bậc 2 ax2+bx+c=0 (a0) làm bài toán ví dụ cho việc rẽ nhánh. Giáo viên có thể dẫn dắt học sinh vào bài bằng tình huống yêu cầu học sinh sử dụng máy tính Casio để giải bài toán giải phương trình bậc 2, từ đó đặt học sinh vào tình huống trả lời câu hỏi: “Tại sao máy tính Casio có thể giải mọi bài toán giải phương trình bậc 2 với giá trị a (a0), b, c nhập vào tùy ý”. Từ đó, giáo viên có thể yêu cầu học sinh nêu cách giải một phương trình bậc 2 mà các em đã học rồi đưa ra sơ đồ thuật toán giải bài toán giải phương trình bậc 2 theo chương trình tin học lớp 10. Dựa vào sơ đồ thuật toán này giáo viên chỉ ra cho học sinh thấy được khối điều kiện này chính là rẽ nhánh. Tuy nhiên, để làm rõ mệnh đề rẽ nhánh và khắc sâu kiến thức cho học sinh, giáo viên nên sử dụng mô phỏng thuật toán này bằng phần mềm Crocodile ICT như sau: Giáo viên lựa chọn một số bộ test tiêu biểu để mô phỏng việc thực hiện của máy tính khi giải bài toán để từ đó học sinh thấy rõ được khối điều kiện biểu diễn trong hình thoi chính là thao tác kiểm tra đúng và sai để rẽ nhánh thực hiện một trong hai thao tác. Ví dụ các bộ test lựa chọn: a=1; b=2; c=1 để chỉ ra rẽ nhánh theo trường hợp delta=0. a=1; b=1; c=1 để chi ra rẽ nhánh theo trường hợp delta<0. a=1; b=3; c=1 để chỉ ra rẽ nhánh theo trường hợp delta>0. Việc lựa chọn các bộ test tiêu biểu và mô phỏng cho học sinh thấy được rẽ nhánh là rất cần thiết, giúp học sinh hiểu bài sâu sắc hơn. 2. Ứng dụng cho việc dạy và học bài cấu trúc lặp. Khi dạy bài cấu trúc lặp, giáo viên cần chỉ ra cho học sinh thấy được điều kiện lặp; thao tác lặp. Khác với cấu trúc rẽ nhánh, cấu trúc lặp có câu lệnh được thực hiện có thể nhiều lần tùy thuộc vào điều kiện lặp. Điều kiện luôn là biểu thức cho kết quả logic, nhưng điều kiện ở cấu trúc lặp là điều kiện xác định câu lệnh được thực hiện lặp, còn ở cấu trúc rẽ nhánh là điều kiện thực hiện câu lệnh nên câu lệnh chỉ được thực hiện nhiều nhất một lần. Giáo viên có thể lấy các công việc lặp mà học sinh thường gặp như việc thực hiện thời khóa biểu hay cũng có thể lựa chọn các bài toán quen thuộc với các em học sinh như bài toán tìm ước chung lớn nhất của hai số nguyên dương; bội chung nhỏ nhất của hai số nguyên dương hoặc hai bài toán tính tổng trong bài 10 (sách giáo khoa tin học 11) để chỉ ra cho học sinh thấy được câu lệnh lặp và điều kiện lặp. Với các bài toán như tìm ước chung lớn nhất của hai số nguyên dương, bội chung nhỏ nhất của hai số nguyên dương hay bài toán tính tổng trong bài 10 (sách giáo khoa tin học 11) học sinh có thể trình bày được thuật toán và từ đó giáo viên có thể mô phỏng thuật toán, giúp các em có thể hiểu rõ thao tác lặp và điều kiện lặp. Giáo viên phải làm rõ cấu trúc lặp với số lần biết trước cũng cần điều kiện lặp. Tuy nhiên, điều kiện lặp ở cấu trúc này có khác so với điều kiện lặp ở cấu trúc lặp với số lần chưa biết trước ở chỗ điều kiện lặp ở cấu trúc lặp với số lần biết trước được thay đổi tăng hoặc giảm 1 đơn vị. Mô phỏng thuật toán tính tổng trong bài 10 (sách giáo khoa tin học 11) Với số nguyên a>2 cho trước, tính: cho đến khi Mô phỏng thuật toán bài toán tìm ước chung lớn nhất của hai số nguyên dương Mô phỏng thuật toán bài toán tìm bội chung nhỏ nhất của hai số nguyên dương Với mỗi bài toán đưa ra làm ví dụ mô phỏng, giáo viên cần nhấn mạnh cho học sinh thấy rõ được điều kiện lặp và câu lệnh lặp. Ở bài toán tính tổng có thao tác được lặp lại 100 lần với giá trị của n thay đổi tăng dần n=1; 2; ; 100 (hoặc giảm dần n=100; 99; ; 1). Vậy, điều kiện lặp là và thao tác lặp là biết trước số lần lặp. Ở bài toán tính tổng cho đến khi có thao tác được lặp lại với số lần phụ thuộc vào giá trị của a, giá trị a càng lớn thì số lần lặp càng ít, giá trị a càng nhỏ thì số lần lặp càng nhiều. Và điều kiện lặp của bài toán là khi n còn chưa đủ lớn để . Vì vậy số lần lặp của bài toán này là chưa biết trước. Còn với bài toán tìm ước chung lớn nhất của hai số nguyên dương thì giáo viên có thể dùng đó để so sánh giữa điều kiện rẽ nhánh với điều kiện lặp. Điều kiện MN là điều kiện lặp còn điều kiện M>N là điều kiện rẽ nhánh. Giáo viên nên lựa chọn một số bộ test tiêu biểu để mô phỏng cho bài toán này, ví dụ như: M=N=10; M=15 và N=12; M=6 và N=8 để làm rõ hơn điều kiện lặp và thao tác lặp của bài toán. 3. Ứng dụng cho việc dạy và học bài chương trình con. Chương trình con là dãy lệnh thực hiện một số thao tác nhất định và có thể được gọi thực hiện từ nhiều vị trí khác nhau trong chương trình. Giáo viên cần làm cho học sinh thấy được lợi ích của việc sử dụng chương trình con và cách viết và sử dụng chương trình con bằng việc lựa chọn một số bài toán tiêu biểu, quen thuộc để học sinh có thể hiểu và so sánh được. Mô phỏng thuật toán tính tổng các lũy thừa am+bn+cp+dq. Mô phỏng thuật toán tính tổ hợp chập k của n:. Mô phỏng thuật toán rút gọn phân số có tử số và mẫu số là các số nguyên dương. Với bài toán tính tổng các lũy thừa am+bn+cp+dq giúp cho học sinh thấy được việc tổ chức hàm tính lũy thừa sẽ làm cho chương trình ngắn gọn hơn và dễ tư duy hơn. Với bài toán tính tổ hợp chập k của n () và bài toán rút gọn phân số có tử số và mẫu số là các số nguyên dương giúp cho học sinh thấy được việc sử dụng chương trình con thể hiện tư duy lập trình có cấu trúc theo kiểu làm mịn dần thuật toán. Để giúp cho học sinh hiểu rõ hơn việc tổ chức và sử dụng chương trình con thì giáo viên cần mô phỏng các thuật toán trên với các bộ test tiêu biểu cụ thể để học sinh có thể thấy được cách tổ chức, cách gọi thực hiện và lợi ích của việc sử dụng chương trình con. Trên đây là một số ví dụ với những bài toán quen thuộc giúp giáo viên có thể dễ dàng sử dụng, lựa chọn làm ví dụ, mô phỏng cho bài dạy của mình. Và học sinh cũng có thể sử dụng các ví dụ đã được mô phỏng này, kết hợp với các câu lệnh được học trong ngôn ngữ lập trình pascal để tổ chức dữ liệu và viết thành chương trình. C-KẾT LUẬN I. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Sau một thời gian nghiên cứu và vận dụng vào dạy học ở khối lớp 11 trong năm học 2013-2014 với sự góp ý chân thành từ các đồng nghiệp, đề tài sáng kiến kinh nghiệm này của tôi đến nay đã hoàn thành. Nhiều thuật toán trong chương trình tin học phổ thông đã được mô phỏng để vận dụng vào giảng dạy cho học sinh, giúp nâng cao chất lượng dạy và học môn tin học lớp 11. Chất lượng các giờ học có vận dụng sáng kiến này cho thấy các em hứng thú học tập hơn, hiểu bài nhanh hơn và sâu sắc hơn. Bằng chứng là, hầu hết các em đều có tư duy lập trình và có khả năng tổ chức dữ liệu, viết chương trình cho các bài toán cơ bản bằng ngôn ngữ lập trình pascal. Hơn thế nữa, trong năm học 2013-2014 đã có nhiều học sinh yêu thích môn tin học hơn, nhiều em đã viết được các chương trình phức tạp và có em đã tham gia thi học sinh giỏi cấp tỉnh đạt giải nhì. Chắc chắn trong khi viết đề tài này, tôi không tránh khỏi những khiếm khuyết. Vậy, kính mong các đọc giả, các đồng nghiệp và các đồng chí trong hội đồng khoa học nhà trường, các đồng chí trong hội đồng khoa học cấp trên góp ý để tôi có thể hoàn thiện hơn nữa kinh nghiệm này và để kinh nghiệm này có khả năng thực tiễn hơn. II. HIỆU QUẢ MỚI Sau một thời gian tìm hiểu, nghiên cứu và vận dụng sáng kiến vào dạy học ở lớp lớp 11 năm học 2013-2014 thì kết quả nhận được là rất khả quan, các giờ dạy có ứng dụng sáng kiến này đã thu hút được sự chú ý học tập của học sinh, chất lượng giờ học đã được nâng cao và được các đồng nghiệp đánh giá cao về tính hiệu quả và thực tiễn của đề tài. Kết quả so sánh điểm kiểm tra của các lớp khối 11- ban khoa học tự nhiên ở trường THPT Yên Định II cụ thể qua 2 năm học 2012-2013 (chưa vận dụng sáng kiến) và năm học 2013-2014 (đã vận dụng sáng kiến) cho thấy: Lớp Sĩ số Chưa vận dụng sáng kiến Lớp Sĩ số Đã vận dụng sáng kiến Giỏi Khá T.bình Yếu Giỏi Khá T.bình Yếu C1 47 13 26 8 0 A1 50 13 37 0 0 C2 48 5 30 12 1 A2 46 8 38 0 0 C3 48 7 22 17 2 A3 40 5 35 0 0 C4 47 3 31 13 0 A4 47 5 39 3 0 III. BÀI HỌC KINH NGHIỆM Thuật toán là chìa khóa quan trọng để học sinh có thể viết được chương trình cũng như việc phát triển tư duy. Không chỉ học sinh khối lớp 10, mà cả học sinh khối lớp 11 cũng cần phải có khả năng tư duy về thuật toán. Đó là tiền đề để các em có thể học về lập trình. Việc mô phỏng thuật toán là rất cần thiết, giúp cho học sinh thấy rõ được các cấu trúc rẽ nhánh, cấu trúc lặp và việc tổ chức, sử dụng chương trình con. Để học sinh có thể viết được chương trình đòi hỏi các em cần hiểu rõ cách máy tính thực hiện giải bài toán, đó là cách mà con người truyền đạt cho máy tính giải thông qua việc thực hiện một số hữu hạn các thao tác tính toán. IV. PHẠM VI ÁP DỤNG ĐỀ TÀI Trong điều kiện hiện nay, nhà trường đã có đủ điều kiện để giáo viên dạy tin học nói riêng và các môn học khác nói chung đều có thể ứng dụng công nghệ thông tin vào trong dạy học nên có thể áp dụng đề tài vào việc dạy học trong phạm vi rộng rãi cả trong chương trình tin học lớp 10 và lớp 11. Tuy nhiên, theo tôi để sử dụng đề tài có hiệu quả hơn trong các năm học tới cần lưu ý một số điểm sau đây: - Học sinh cần nắm vững kiến thức về tư duy thuật toán và cách biểu diễn thuật toán trong chương trình tin học lớp 10; - Giáo viên nên yêu cầu học sinh chuẩn bị trước các bài toán sẽ trình bày trong tiết học căn cứ vào trình độ học sinh để lựa chọn trình bày các thuật toán ở các mức độ hợp lý, đảm bảo đa số học sinh hiểu bài và các em có hứng thú trong học tập; - Giáo viên phải kiểm tra đánh giá một cách thường xuyên để có sự điều chỉnh trong các tiết học sau sao cho hiệu quả học tập của học sinh được cao nhất; - Giáo viên nên dành nhiều thời gian để học sinh có thể tự biểu diễn thuật toán và viết chương trình cho các bài toán tương tự với các bài toán mà giáo viên đã trình bày; - Giáo viên cũng cần kiểm tra một cách thường xuyên việc làm bài tập của học sinh để tránh trường hợp học sinh lười học, không coi trọng môn học. V. KIẾN NGHỊ, ĐỀ XUẤT Qua thực tiễn giảng dạy khối lớp 11 trong năm học 2013-2014 ở trường THPT Yên Định 2 tôi nhận thấy: Việc mô phỏng các thuật toán đã đem lại kết quả cao trong từng tiết dạy, đa số học sinh hiểu bài, đều có hứng thú học tập và từ đó học sinh có thể viết được chương trình cho máy tính giải bài toán. Tuy vậy, để việc ứng dụng đề tài này vào việc dạy học được tốt hơn tôi có một số kiến nghị, đề xuất sau: - Nhà trường cần tạo điều kiện hơn nữa cho giáo viên thực hiện giờ dạy bằng giáo án điện tử và ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học; - Nhà trường nên bổ sung máy tính ở các phòng máy chiếu để thuận lợi cho việc dạy học ứng dụng công nghệ thông tin của giáo viên. Trên thực tế, việc ứng dụng sáng kiến này mới chỉ trong một phạm vi hẹp và chưa được nhiều, vì thế cũng chưa thể đánh giá được toàn diện và chính xác tất cả những ưu điểm và hạn chế của việc ứng dụng đề tài trong dạy học. Vì vậy, tôi rất mong nhận được sự động viên cùng những lời góp ý chân thành từ các thầy cô, các đồng nghiệp để sáng kiến này của tôi ngày một hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! Xác nhận của thủ trưởng đơn vị Thanh Hóa, ngày 15 tháng 05 năm 2014 Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết, không sao chép nội dung của người khác (Ký và ghi rõ họ tên) Lê Văn Thịnh