Giáo án NLS Tin học 7 kết nối Bài 15: Thuật toán tìm kiếm nhị phân

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 15: THUẬT TOÁN TÌM KIẾM NHỊ PHÂN

(2 tiết)

I. MỤC TIÊU 

1. Mục tiêu

Sau bài học này, HS sẽ:

• Giải thích được thuật toán tìm kiếm nhị phân.
• Biểu diễn và mô phỏng được hoạt động của thuật toán tìm kiếm nhị phân trên bộ dữ liệu vào có kích thước nhỏ.
• Giải thích được mối liên quan giữa sắp xếp và tìm kiếm, nêu được ví dụ minh họa.

2. Năng lực

• Năng lực chung: 
• Tự chủ và tự học: biết lắng nghe và chia sẻ ý kiến cá nhân với bạn, nhóm và GV. Tích cực tham gia các hoạt động 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 thầy cô. 
• Giải quyết vấn đề và sáng tạo: biết phối hợp với bạn bè khi làm việc nhóm, có sáng tạo khi tham gia các hoạt động tin học. 
• Năng lực riêng: 
• Giải thích được thuật toán tìm kiếm nhị phân.
• Biểu diễn và mô phỏng được hoạt động của thuật toán tìm kiếm nhị phân trên bộ dữ liệu vào có kích thước nhỏ.
• Giải thích được mối liên quan giữa sắp xếp và tìm kiếm, nêu được ví dụ minh họa.
• Năng lực số: 
• 6.2.TC1a:
• Mô tả được kịch bản tìm kiếm "chia đôi" (Divide and Conquer) dưới dạng các bước logic tuần tự.
• Mô phỏng ("chạy thử") thuật toán trên giấy để kiểm chứng tính đúng đắn của logic máy tính.
• 1.1.TC1a: Thực hiện thao tác sắp xếp dữ liệu (Sorting) để biến đổi dữ liệu thô thành dữ liệu có cấu trúc, tạo tiền đề cho việc xử lý hiệu quả.
• 6.1.TC1a: So sánh hiệu suất giữa tìm kiếm tuần tự và nhị phân. Hiểu rằng đối với Dữ liệu lớn (Big Data), việc tối ưu hóa thuật toán (giảm số bước lặp) là yếu tố sống còn của các hệ thống AI.

3. Phẩm chất

• Các hoạt động khuyến khích các em hợp tác làm việc có trách nhiệm, có sự trao đổi, tôn trọng ý kiến người khác. Giúp các em có điều kiện học tập lẫn nhau.
• Chia sẻ niềm vui khi cùng nhau hoàn thành một sản phẩm.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

1. Đối với giáo viên

• SGK, SGV, SBT Tin học 7. 
• Máy tính, máy chiếu. 
• Video AI tạo bằng công cụ AI được dùng để khởi động bài học.

2. Đối với học sinh

• SGK, SBT Tin học 7. 
• Máy tính có kết nối Internet.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, đặt HS vào tình huống thực tiễn chứa đựng vấn đề cần giải quyết.

b. Nội dung: 

- GV cho HS đọc tình huống trong SGK và yêu cầu HS đưa ra cách giải quyết tình huống.

 - GV nhấn mạnh nhu cầu thuật toán tìm kiếm khác.

c. Sản phẩm học tập: HS nêu được bài toán tìm kiếm trong thực tiễn và nhu cầu tìm hiểu thuật toán tìm kiếm khác.

d. Tổ chức thực hiện: 

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- 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 cho HS đọc tình huống trong SGK và xử lí tình huống: Việc kinh doanh mở rộng, số lượng khách hàng của cửa hàng bán giống cây trồng nhà An lên đến hàng trăm người. Việc tìm kiếm tên khách hàng trong danh sách thật khó khăn. Em có gợi ý gì cho bạn An để việc tìm kiếm được dễ dàng hơn không?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS xem video và suy nghĩ câu trả lời.

- HS đọc tình huống trong SGK và xử lí tình huống: Để việc tìm kiếm của An được dễ dàng hơn, bạn có thể:

+ Sắp xếp danh sách để tìm dễ hơn.

+ Đưa danh sách vào phần mềm soạn thảo văn bản hoặc bảng tính và sử dụng chức năng tìm kiếm của phần mềm để tìm kiếm.

- HS hoạt động nhóm và thực hiện nhiệm vụ.

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

- HS lắng nghe cách xử lí tình huống của bạn và nhận xét.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét.

[6.1.TC1a: 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.TC1a: HS thực hiện các tương tác cơ bản với học liệu số (xem video, trả lời câu hỏi trên môi trường số).

1.1.TC1a: HS tiếp cận, khai thác được thông tin từ nguồn học liệu số dưới sự hướng dẫn của GV.]

- GV nhấn mạnh nhu cầu cần có thuật toán tìm kiếm khác để giải quyết bài toán tìm kiếm nhanh hơn và cách tìm kiếm nhanh hơn là tìm kiếm một danh sách đã được sắp xếp.

- GV dẫn dắt HS vào bài học: Bài 15: Thuật toán tìm kiếm nhị phân.

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Thuật toán tìm kiếm nhị phân

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS hiểu hoạt động của thuật toán tìm kiếm nhị phân, đánh giá và so sánh với thuật toán tìm kiếm tuần tự. HS thấy được ý nghĩa của bài toán sắp xếp đối với bài toán tìm kiếm.

b. Nội dung: 

- GV tổ chia cho HS hoạt động nhóm, quan sát hình 15.1, đọc hiểu mục 1. Thuật toán tìm kiếm nhị phân SGK tr.74 và trả lời câu hỏi HD1.

- GV trình bày sơ đồ khối của thuật toán và hoàn thiện HD1.

- GV tổ chức cho HS đọc nội dung Mô tả thuật toán tìm kiếm nhị phân bằng ngôn ngữ tự nhiên SGK tr.76 và nêu các bước cụ thể. 

- GV tổ chức cho HS làm việc cá nhân và thực hiện hoạt động câu hỏi SGK tr.76.

c. Sản phẩm học tập: Thuật toán tìm kiếm nhị phân và các bước mô tả thuật toán tìm kiếm nhị phân bằng ngôn ngữ tự nhiên.

d. Tổ chức hoạt động: 

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..
 

Hoạt động 2: Sắp xếp và tìm kiếm

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động:

- HS hiểu được mối liên quan giữa sắp xếp và tìm kiếm, từ đó dẫn dắt sang bài học tiếp theo về các thuật toán sắp xếp.

- HS luyện tập biểu diễn và mô phỏng được hoạt động của thuật toán tìm kiếm nhị phân với bộ dữ liệu đầu vào có kích thước nhỏ.

b. Nội dung: 

- GV tổ chia cho HS hoạt động nhóm, quan sát hình 15.1, đọc hiểu mục 2. Sắp xếp và tìm kiếm SGK tr.76, 77 và trả lời câu hỏi HD2.

- GV tổ chức cho HS làm việc cá nhân và thực hiện hoạt động câu hỏi SGK tr.77.

c. Sản phẩm học tập: Biểu diễn và mô phỏng được hoạt động của thuật toán tìm kiếm nhị phân với bộ dữ liệu đầu vào có kích thước nhỏ.

d. Tổ chức hoạt động: 

C. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS củng cố kiến thức đã học.

b. Nội dung: GV nêu nhiệm vụ; HS trả lời để luyện tập các kiến thức đã học.

c. Sản phẩm học tập: HS trả lời câu hỏi. 

d. Tổ chức hoạt động:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..
 

D. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS củng cố kiến thức đã học.

b. Nội dung: GV nêu nhiệm vụ; HS vận dụng kiến thức đã học, kiến thức thực tế để trả lời câu hỏi. 

c. Sản phẩm học tập: Câu trả lời của HS trong phần Vận dụng.

d. Tổ chức hoạt động:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS làm việc cặp đôi và thực hiện các bài tập sau: Em tìm một từ tiếng Anh trong quyển từ điển theo cách nào? Tại sao em lại dùng cách đó?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS thảo luận nhóm và vận dụng kiến thức đã học, kiến thức thực tế để thực hành.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết. 

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

- GV mời HS thực hành lập danh sách những cuốn sách mà em có và sử dụng thuật toán tìm kiếm tuần tự để tìm một cuốn sách trong danh sách đó.

- GV mời đại diện HS khác nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức, kết thúc tiết học.

[5.2.TC1a: HS áp dụng thuật toán tìm kiếm nhị phân vào giải quyết vấn đề đời sống.]

E. HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ:

• Ôn lại kiến thức đã học.
• Làm bài tập trong Sách bài tập Tin học 7.
• Đọc và tìm hiểu trước Bài 16: Thuật toán sắp xếp.