Giáo án NLS Tin học 11 KHMT kết nối Bài 26: Phương pháp làm mịn dần trong thiết kế chương trình

Ngày soạn: .../.../...

Ngày dạy: .../.../...

BÀI 26: PHƯƠNG PHÁP LÀM MỊN DẦN TRONG THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH

I. MỤC TIÊU

1. Kiến thức

Học xong bài này, HS đạt các yêu cầu sau:

• Biết và giải thích được phương pháp làm mịn dần trong lập trình.
• Vận dụng được phương pháp làm mịn dần để thiết kế chương trình.

2. Năng lực 

Năng lực chung:

• Tự chủ và tự học: biết lắng nghe, tự giác học tập và hoàn thành nhiệm vụ; tích cực tham gia các hoạt động học tập trong lớp.
• Giao tiếp và hợp tác: có thói quen trao đổi, giúp đỡ nhau trong học tập; biết cùng nhau hoàn thành nhiệm vụ học tập theo sự hướng dẫn của GV.
• Giải quyết vấn đề và sáng tạo: ứng dụng các kiến thức đã học vào thực tế, phát triển khả năng giải quyết vấn đề có tính tích hợp liên môn giữa Tin học với các môn học khác.

Năng lực riêng: 

• Biết và giải thích được phương pháp làm mịn dần trong lập trình.
• Vận dụng được phương pháp làm mịn dần để thiết kế chương trình.

Năng lực số:

• 6.2.NC1b: Sử dụng công cụ AI để hỗ trợ chuyển đổi các bước thiết kế chi tiết thành mã nguồn hoặc tối ưu hóa thuật toán.
• 5.2.NC1b: Sử dụng phần mềm vẽ sơ đồ (Mindmap/Flowchart) để mô hình hóa quá trình phân rã bài toán; sử dụng IDE để lập trình và gỡ lỗi.
• 1.2.NC1a: Phân tích bài toán gốc để xác định các module con cần tách biệt.
• 2.1.NC1a: Phối hợp nhóm trên môi trường số để cùng thiết kế giải thuật.

3. Phẩm chất

• Trách nhiệm, tính cẩn thận khi làm việc nhóm, phẩm chất làm việc chăm chỉ, chuyên cần để hoàn thành một nhiệm vụ.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 

1. Đối với GV 

• SGK, tài liệu giảng dạy, giáo án PPT.
• Phòng thực hành máy tính kết nối Internet.
• Máy chiếu.
• Video AI tạo bằng công cụ AI được dùng để khởi động bài học.

2. Đối với HS 

• SGK, SBT Tin học 11, vở ghi chép.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG 

a) Mục tiêu: GV khơi gợi HS suy nghĩ về các bước cần thực hiện giải một bài toán hoặc thuật toán cụ thể.

b) Nội dung: GV tổ chức trả lời câu hỏi ở phần Mở đầu, HS thực hiện nhiệm vụ được giao.

c) Sản phẩm: Dựa vào kiến thức của bản thân, HS thực hiện yêu cầu GV đưa ra. 

d) Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ:

- GV yêu cầu xem video AI được thiết kế để phục vụ bài dạy và trả lời câu hỏi xuất hiện trong video đó.

- GV dẫn dắt, đặt vấn đề cho HS: Em đã biết thiết kế một số thuật toán và chương trình: tìm kiếm tuần tự, tìm kiếm nhị phân, sắp xếp chèn, sắp xếp nổi bọt. 

- GV đặt câu hỏi trong Khởi động tr.118 SGK, yêu cầu HS thảo luận nhóm 3 - 4 HS suy nghĩ và trả lời: 

+ Tất cả các thiết kế chương trình đó có điểm nào chung? 

+ Theo em, để thiết kế một thuật toán đúng giải một bài toán cho trước cần trải qua các bước như thế nào? Nêu quan điểm của riêng em và trao đổi với các bạn.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập:

- HS xem video và suy nghĩ câu trả lời.

- HS lắng nghe, suy nghĩ câu trả lời.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận: 

- GV gọi đại diện một số HS trả lời.

Gợi ý: 

+ Các thuật toán và chương trình trên đều là các thuật toán cơ bản trong lập trình và giải quyết các vấn đề thông thường. Điểm chung của các bài toán đó là có tính đơn giản và độ phức tạp thấp.

+ Để thiết kế một thuật toán đúng giải một bài toán cho trước cần trải qua các bước: 

1. Xác định bài toán

2. Tìm cấu trúc dữ liệu biểu diễn thuật toán

3. Tìm thuật toán

4. Lập trình

5. Kiểm thử chương trình

6. Tối ưu chương trình

- HS khác nhận xét, bổ sung.

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện:

- GV nhận xét, đánh giá và kết luận.

[6.1.NC1a: HS sử dụng công cụ AI hoặc sản phẩm số do GV cung cấp để tiếp nhận thông tin, trả lời câu hỏi đơn giản.

2.1.NC1a: HS thực hiện các tương tác cơ bản với học liệu số (xem video, trả lời câu hỏi trên môi trường số).

1.1.NC1a: HS tiếp cận, khai thác được thông tin từ nguồn học liệu số dưới sự hướng dẫn của GV.]

- GV nhận xét câu trả lời của HS. Trên cơ sở đó, GV dẫn dắt HS vào bài học mới: Các thuật toán và chương trình được tìm hiểu ở bài trước đều có độ phức tạp thấp, dễ dàng thiết kế. Vậy nếu gặp một bài toán có độ phức tạp cao hơn thì chúng ta cần phải làm như thế nào? Và bài học ngày hôm nay chúng ta sẽ giúp chúng ta giải quyết vấn đề nêu trên, chúng ta cùng vào - Bài 26: Phương pháp làm mịn dần trong thiết kế chương trình.

2. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Tìm hiểu về phương pháp thiết kế làm mịn dần

a) Mục tiêu: Thông qua một ví dụ cụ thể của một thuật toán đã biết, HS sẽ làm quen với các bước phân tích thực hiện thuật toán này theo phương pháp làm mịn dần.

b) Nội dung: GV đặt vấn đề, HS hoạt động nhóm tìm hiểu thông tin mục 1 trang 118 - 120 SGK và thực hiện nhiệm vụ được giao.

c) Sản phẩm: Phương pháp thiết kế làm mịn dần.

d) Tổ chức thực hiện:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..
 

Hoạt động 2: Tìm hiểu về thiết kế chương trình bằng phương pháp làm mịn dần

a) Mục tiêu: Giúp HS biết và thực hiện được thiết kế một thuật toán đơn giản bằng phương pháp làm mịn dần.

b) Nội dung: GV nêu nhiệm vụ, HS hoạt động nhóm đọc hiểu thông tin mục 2 trang 120 - 122 SGK và thực hiện nhiệm vụ được giao.

c) Sản phẩm: Thiết kế chương trình bằng phương pháp làm mịn dần.

d) Tổ chức thực hiện:

3. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

a) Mục tiêu: HS củng cố kiến thức về phương pháp làm mịn dần trong thiết kế chương trình.

b) Nội dung: HS trả lời câu hỏi trắc nghiệm và hoàn thành bài tập phần Luyện tập SGK trang 122.

c) Sản phẩm học tập: HS trả lời câu hỏi về phương pháp làm mịn dần trong thiết kế chương trình.

d) Tổ chức thực hiện:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..
 

4. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

a) Mục tiêu: HS thực hiện làm bài tập Vận dụng để nắm vững kiến thức.

b) Nội dung: HS vận dụng kiến thức đã học và hiểu biết của bản thân để làm bài tập Vận dụng trang 122 SGK.

c) Sản phẩm: Câu trả lời nội dung Vận dụng.

d) Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ

- GV yêu cầu HS hoạt động cặp đôi hoàn thành bài tập phần Vận dụng trang 122 SGK.

Bài 1. Sử dụng phương pháp làm mịn dần để giải bài toán sau: Cho trước số tự nhiên không âm n, viết chương trình kiểm tra xem số n có phải là số nguyên tố hay không. Chương trình cần thông báo "CÓ" nếu n là số nguyên tố, ngược lại thông báo "KHÔNG".

Bài 2. Với thuật toán sắp xếp chèn, chứng minh rằng nếu thay toàn bộ phần 

<Chèn A[i] vào vị trí đúng của dãy con A[e], A[1], ..., A[i − 1]> 

bằng các lệnh sau thì chương trình vẫn đúng: 

1        j = i

2        while j > 0 and A[j] < A[j-1]: 

3                 Đổi chỗ A[j] và A[j-1]

4                 j = j – 1

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS vận dụng kiến thức đã học để làm bài tập phần Vận dụng. 

- GV điều hành, quan sát, hỗ trợ.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- HS trình bày kết quả.

Kết quả:

Bài 1: Các bước thực hiện bài toán này theo phương pháp làm mịn dần như sau:

a) Tìm hiểu bài toán.

Input: n số tự nhiên cho trước. Output: "CÓ" nếu n là nguyên tố, ngược lại thông báo "KHÔNG".

b) Các bước thiết kế chi tiết.

Bước 1. Thiết lập ý tưởng ban đầu

Số tự nhiên là số nguyên tố nếu nó lớn hơn 1 và chỉ có ước số là 1 và chính nó. Chúng ta sẽ thiết lập hàm prime(n), hàm này trả về True nếu n là nguyên tố, ngược lại trả về False. Lược đồ chương trình như sau, bao gồm ba mức.

1. Nếu n ≤ 1 thì trả về False

2. Nếu n > 1 thì đi tìm các ước số thực sự của n bắt đầu từ 2. Nếu có ước như vậy thì trả vé False

3. Trả về True.

Bước 2. Chi tiết hoá yêu cầu mức 1.

if n <= 1:

    return False

Bước 3. Chi tiết hoá mức 2.

for k in range(2, n):

if n % k == 0:

return False

Bước 4. Chi tiết hóa mức 3.

return True.

c) Chương trình hoàn chỉnh

1        def prime(n):

2                 if n <= 1:

3                           return False

4                 else:

5                           for k in range(2,n):

6                                    if n%k == 0:

7                                              return False

8                           return True

9        n = 5

10      if prime(n):

11         print("CÓ")

12      else:

13         print("KHÔNG")

[5.2.NC1b: HS vận dụng phương pháp làm mịn dần để giải quyết bài toán.]

Bài 2: Chứng minh mệnh đề này rất dễ dàng. Đây chính là phương án 2 của thuật toán sắp xếp.

[1.2.NC1a: HS thực hiện đánh giá sự tương đương của các giải pháp số.]

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện

- GV nhận xét, đánh giá, đưa ra một vài ý mà HS còn thiếu, chốt đáp án.

- GV tổng kết tiết học.

* HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ

• Ghi nhớ kiến thức trong bài. 
• Hoàn thành các bài tập trong SBT.
• Chuẩn bị bài mới Bài 27 – Thực hành thiết kế chương trình theo phương pháp làm mịn dần.