Giáo án NLS Tin học 7 kết nối Bài 16: Thuật toán sắp xếp

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

BÀI 16: THUẬT TOÁN SẮP XẾP

(3 tiết)

I. MỤC TIÊU 

1. Mục tiêu

Sau bài học này, HS sẽ:

• Giải thích được một vài thuật toán sắp xếp cơ bản.
• Biểu diễn và mô phỏng được hoạt động của thuật toán sắp xếp với bộ dữ liệu đầu vào có kích thước nhỏ.
• Nêu được ý nghĩa của việc chia một bài toán thành những bài toán nhỏ hơn.

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 một vài thuật toán sắp xếp cơ bản.
• Biểu diễn và mô phỏng được hoạt động của thuật toán sắp xếp với bộ dữ liệu đầu vào có kích thước nhỏ.
• Nêu được ý nghĩa của việc chia một bài toán thành những bài toán nhỏ hơn.
• Năng lực số:
• 6.2.TC1a:
• Mô phỏng được cơ chế hoạt động của thuật toán (so sánh - hoán đổi) thông qua các bước lặp tuần tự (Loop) và điều kiện rẽ nhánh (if).
• Thực hiện thao tác "Kiểm thử trên giấy" (Dry Run) để xác minh logic của thuật toán trước khi lập trình.
• 1.1.TC1a: Nhận diện sự thay đổi trạng thái của dữ liệu (Data State) sau mỗi vòng lặp sắp xếp.
• 6.1.TC1a:
• Hiểu được vai trò của sắp xếp trong các hệ thống Big Data/AI: Dữ liệu phải được sắp xếp thì AI mới có thể tìm kiếm và truy xuất nhanh (liên hệ bài 15).
• Nhận thức được tư duy "Chia để trị" (Decomposition) là phương pháp nền tảng để giải quyết các vấn đề phức tạp trong khoa học máy tính.

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, HS sử dụng minh họa trực quan trong thực tiễn để mô phỏng thao tác hoán đổi hai giá trị.

b. Nội dung: GV cho HS quan sát hình 16.1 SGK tr.78 và thảo luận nhóm, giải thích cách thực hiện.

c. Sản phẩm học tập: Cách thực hiện hoán đổi chất lỏng ở hai cốc A, B.

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 thực hiện nhiệm vụ: Có hai chất lỏng khác màu là xanh và đỏ, lần lượt được chứa trong hai chiếc cốc A và B. Chúng ta cần đổi chỗ hai chất lỏng này, sao cho cốc A đựng chất lỏng màu đỏ, còn cốc B đựng chất lỏng màu xanh. Để thực hiện công việc này, chúng ta sử dụng thêm một chiếc cốc thứ ba (cốc C) không đựng gì. Em hãy quan sát hình 16.1b, 16.1c, 16.1d để biết cách thực hiện.

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 trả lời: Cách thực hiện hoán đổi chất lỏng ở hai cốc A, B:

+ Đầu vào: A đựng chất lỏng màu xanh, B đựng chất lỏng màu đỏ.

+ Bước thực hiện:

• Đổ chất lỏng màu xanh từ cốc A sang cốc C.
• Đổ chất lỏng màu đỏ từ cốc B sang cốc A.
• Đổ chất lỏng màu xanh từ cốc C sang cốc B.

+ Đầu ra: A đựng chất lỏng màu đỏ, B đựng chất lỏng màu xanh.

- HS hoạt động nhóm và thực hiện nhiệm vụ.

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

- HS lắng nghe câu trả lời 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 dẫn dắt HS vào bài học: Bài 16: Thuật toán sắp xếp.

B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Thuật toán sắp xếp nổi bọt

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS biểu diễn và mô phỏng được hoạt động của thuật toán sắp xếp nổi bọt với bộ dữ liệu đầu vào có kích thước nhỏ.

b. Nội dung: 

- GV tổ chia cho HS hoạt động nhóm, quan sát hình 16.2 – 16.4, đọc hiểu mục 1. Thuật toán sắp xếp nổi bọt SGK tr.78, 79 và trả lời câu hỏi: Em hãy diễn giải hoạt động của thuật toán sắp xếp nổi bọt với bốn giá trị qua hình 16.2 – 16.4.

- GV tổ chức cho HS đọc nội dung Mô tả thuật toán sắp xếp nổi bọt bằng ngôn ngữ tự nhiên SGK tr.80 và nêu các bước cụ thể. 

- GV tổ chức cho HS làm việc nhóm và thực hiện HD1 SGK tr.80.

- GV tổ chức cho HS làm việc cá nhân và thực hiện hoạt động câu hỏi SGK tr.80.

c. Sản phẩm học tập: Thuật toán sắp xếp nổi bọt và các bước mô tả thuật toán sắp xếp nổi bọt bằng ngôn ngữ tự nhiên.

d. Tổ chức hoạt động: 

Hoạt động 2: Thuật toán sắp xếp chọn

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS thực hành biểu diễn và mô phỏng được hoạt động của thuật toán sắp xếp chọn với bộ dữ liệu đầu vào có kích thước nhỏ.

b. Nội dung: 

- GV tổ chia cho HS hoạt động nhóm, quan sát hình 16.5 đọc hiểu mục 2. Thuật toán sắp xếp chọn SGK tr.80, 81 và trả lời câu hỏi: Em hãy diễn giải hoạt động của thuật toán sắp xếp chọn trên cơ sở mô phỏng vòng lặp thứ nhất qua hình 16.5.

- GV tổ chức cho HS đọc nội dung Mô tả thuật toán sắp xếp chọn bằng ngôn ngữ tự nhiên SGK tr.81 và nêu các bước cụ thể. 

- GV tổ chức cho HS làm việc nhóm và thực hiện HD2 SGK tr.82.

- GV tổ chức cho HS làm việc cá nhân và thực hiện hoạt động câu hỏi SGK tr.82.

c. Sản phẩm học tập: Thuật toán sắp xếp chọn và các bước mô tả thuật toán sắp xếp chọn bằng ngôn ngữ tự nhiên.

d. Tổ chức hoạt động: 

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..
 

Hoạt động 3: Chia bài toán thành những bài toán nhỏ hơn

a. Mục tiêu: Thông qua hoạt động, HS hiểu được ý nghĩa của việc chia bài toán thành những bài toán nhỏ hơn ở thuật toán sắp xếp và thuật toán tìm kiếm nhị phân

b. Nội dung: 

- GV tổ chia cho HS hoạt động nhóm, đọc hiểu mục 3. Chia bài toán thành những bài toán nhỏ hơn SGK tr.82 và trả lời câu hỏi: Em hãy nêu ý nghĩa của việc chia bài toán thành những bài toán nhỏ hơn ở thuật toán sắp xếp và thuật toán tìm kiếm nhị phân.

- GV tổ chức cho HS làm việc cá nhân và thực hiện hoạt động câu hỏi SGK tr.82.

c. Sản phẩm học tập: Diễn giải và ý nghĩa của việc chia bài toán thành những bài toán nhỏ hơn ở thuật toán sắp xếp và thuật toán tìm kiếm nhị phân.

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

Nhiệm vụ 1: Trò chơi trắc nghiệm

- GV tổ chức trò chơi trắc nghiệm nhanh trên Quizizz hoặc Kahoot để củng cố toàn bài.

- GV cung cấp mã QR hoặc đường Links cho HS làm Phiếu bài tập, trả lời nhanh một số câu hỏi trắc nghiệm tổng kết bài học.

Câu 1. Mục đích chính của việc sắp xếp dữ liệu là gì?

A. Giảm dung lượng lưu trữ của dữ liệu.
B. Giúp việc tìm kiếm và xử lí dữ liệu dễ dàng hơn.
C. Làm cho dữ liệu trở nên phức tạp hơn.
D. Thay đổi kiểu dữ liệu ban đầu.

Câu 2. Thuật toán sắp xếp nổi bọt thực hiện sắp xếp bằng cách nào?

A. Chọn phần tử nhỏ nhất đưa về đầu dãy.
B. Chọn phần tử lớn nhất đưa về cuối dãy.
C. Chèn phần tử vào vị trí thích hợp.
D. Hoán đổi nhiều lần các phần tử liền kề nếu chúng chưa đúng thứ tự.

Câu 3. Điểm giống nhau giữa sắp xếp nổi bọt và sắp xếp chọn là gì?

A. Đều yêu cầu dãy phải được sắp xếp sẵn.
B. Đều chỉ thực hiện đúng một vòng lặp.
C. Đều dựa trên việc so sánh và hoán đổi các phần tử.
D. Đều luôn đưa phần tử lớn nhất lên đầu dãy.

Câu 4. Trong thuật toán sắp xếp chọn, sau mỗi vòng lặp, điều gì xảy ra?

A. Phần tử lớn nhất được đưa về cuối dãy.
B. Phần tử nhỏ nhất trong phần chưa sắp xếp được đưa về đúng vị trí.
C. Toàn bộ dãy đã được sắp xếp hoàn toàn.
D. Không có sự thay đổi nào trong dãy.

Câu 5. Việc chia bài toán sắp xếp thành những bài toán nhỏ hơn có ý nghĩa gì?

A. Làm cho thuật toán phức tạp hơn.
B. Làm tăng số phép so sánh.
C. Giúp bài toán dễ hiểu và dễ thực hiện hơn.
D. Không ảnh hưởng đến quá trình giải quyết bài toán.

Nhiệm vụ 2: Thực hiện phần Luyện tập – SGK tr.82

- GV nêu yêu cầu:

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..
 

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 hãy ghi lại kết quả điểm học tập môn Tin học của các bạn trong tổ. Thực hiện thuật toán sắp xếp chọn hoặc sắp xếp nổi bọt để sắp xếp điểm theo thứ tự giảm dần. Dựa trên kết quả sắp xếp, hãy cho biết danh sách tên các bạn tương ứng theo kết quả sắp xếp đó.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

…………………………………………..

…………………………………………..

…………………………………………..