Giáo án chuyên đề KHMT 11 kết nối: Bài 2 Thiết kế thuật toán đệ quy

Trọn bộ giáo án chuyên đề tin học khoa học máy tính 11 sách kết nối tri thức cả năm file word. Giáo án bài 2 Thiết kế thuật toán đệ quy. Bài soạn bám sát theo chương trình mới được trình bày khoa học, kiến thức trọng tâm, dễ dàng giảng dạychỉnh sửa đơn giản khi cần.

Nội dung chi tiết

Ngagrave;y soạn:hellip;/hellip;/hellip;

Ngagrave;y dạy:hellip;/hellip;/hellip;

BAgrave;I 2: THIẾT KẾ THUẬT TOAacute;N BẰNG ĐỆ QUY

  1. MỤC TIEcirc;U
  2. Về kiến thức

Sau bagrave;i học nagrave;y, HS sẽ:

  • Ứng dụng được kĩ thuật đệ quy trong việc thiết kế một vagrave;i thuật toaacute;n đơn giản.
  • Nhận biết được tiacute;nh ưu việt của kĩ thuật đệ quy trong thiết kế thuật toaacute;n.
  • Thiết kế được một vagrave;i thuật toaacute;n đệ quy đơn giản.
  1. Năng lực

Năng lực chung:

  • Năng lực tự chủ: Biết lựa chọn caacute;c nguồn tagrave;i liệu học tập phugrave; hợp.
  • Năng lực giải quyết vấn đề vagrave; saacute;ng tạo: Xaacute;c định vagrave; tigrave;m hiểu được caacute;c thocirc;ng tin liecirc;n quan đến vấn đề, đề xuất giải phaacute;p giải quyết vấn đề trong bagrave;i học.
  • Năng lực giao tiếp vagrave; hợp taacute;c: Thực hiện tốt nhiệm vụ trong hoạt động nhoacute;m.

Năng lực tin học:

  • Higrave;nh thagrave;nh, phaacute;t triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của cocirc;ng nghệ thocirc;ng tin vagrave; truyền thocirc;ng.
  • Sử dụng được ngocirc;n ngữ lập trigrave;nh bậc cao, qua đoacute; phaacute;t triển tư duy điều khiển vagrave; tự động hoacute;a.
  1. Phẩm chất:

- Higrave;nh thagrave;nh, phaacute;t triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của cocirc;ng nghệ thocirc;ng tin vagrave; truyền thocirc;ng; sử dụng được ngocirc;n ngữ lập trigrave;nh bậc cao, qua đoacute; phaacute;t triển tư duy điểu khiển vagrave; tự động hoaacute;.

- Higrave;nh thagrave;nh yacute; thức traacute;ch nhiệm, tiacute;nh cẩn thận khi lagrave;m việc nhoacute;m, phẩm chất lagrave;m việc chăm chỉ, chuyecirc;n cần để hoagrave;n thagrave;nh một nhiệm vụ.

  1. THIẾT BỊ DẠY HỌC VAgrave; HỌC LIỆU
  2. Đối với giaacute;o viecirc;n
  • SGK, SGV, Giaacute;o aacute;n;
  • Maacute;y tiacute;nh đatilde; cagrave;i đặt Python vagrave; maacute;y chiếu;
  • Higrave;nh ảnh, sơ đồ minh họa cho caacute;c bước thực hiện trecirc;n một mẫu dữ liệu đơn giản hoặc coacute; thể sử dụng caacute;c phần mềm mocirc; phỏng thuật toaacute;n để minh họa thecirc;m trong quaacute; trigrave;nh giảng dạy.
  1. Đối với học sinh
  • SGK, vở ghi.
  • Kiến thức Python cơ bả, kiến thức về đệ quy vagrave; hagrave;m đệ quy.

III. TIẾN TRIgrave;NH DẠY HỌC

  1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
  2. Mục tiecirc;u:

- Gợi yacute; để dẫn đến việc thiết kế chương trigrave;nh hay hagrave;m đệ quy. Từ yacute; tưởng của bạn An. GV khơi gợi HS đến yacute; tưởng của thiết kế đệ quy.

- Kiacute;ch thiacute;ch sự tograve; mograve; cho người học.

  1. Nội dung: GV cho caacute;c nhoacute;m HS trao đổi để nhận ra caacute;c tiacute;nh chất chung nhất của caacute;c hiện tượng, khaacute;i niệm nagrave;y vagrave; tigrave;m thecirc;m nhiều viacute; dụ khaacute;c trong thực tế
  2. Sản phẩm học tập: HS dựa vagrave;o kiến thức vagrave; hiểu biết caacute; nhacirc;n để đưa ra cacirc;u trả lời.
  3. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV dẫn dắt: An được giao tigrave;m một thiết kế mới cho bagrave;i toaacute;n tiacute;nh tổng S(n)= 1+2 +..+n

An nhận thấy S(n) coacute; thẻ được viết như sau:

S(n)=1+2+..+n=1+2+..+n-1+n=S(n-1)+n

Do đoacute;, việc tiacute;nh S(n) coacute; thể được tiacute;nh từ S(n - 1), tương tự S(n - 1) lại coacute; thể được tiacute;nh từ S(n - 2), cứ như vậy, cuối cugrave;ng sẽ dẫn đến cần tiacute;nh S(0), nhưng S(0) = 0.

- GV đặt cacirc;u hỏi: Em coacute; thẻ giuacute;p An hoagrave;n thiện yacute; tưởng trecirc;n thagrave;nh một chương trigrave;nh hay khocirc;ng?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS lắng nghe, suy nghĩ vagrave; đưa ra cacirc;u trả lời.

Bước 3: Baacute;o caacute;o kết quả hoạt động vagrave; thảo luận

- GV mời HS trả lời cacirc;u hỏi.

- Caacute;c HS khaacute;c nhận xeacute;t, necirc;u yacute; kiến khaacute;c (nếu coacute;).

Bước 4: Đaacute;nh giaacute; kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xeacute;t, đaacute;nh giaacute;, tuyecirc;n dương cacirc;u trả lời của HS.

- GV dẫn dắt vagrave;o nội dung bagrave;i mới: Qua bagrave;i học nagrave;y, chuacute;ng ta coacute; thể học được caacute;ch để giuacute;p bạn An hoagrave;n thiện yacute; tưởng của migrave;nh bằng một chương trigrave;nh - Bagrave;i 2: Thiết kế thuật toaacute;n bằng đệ quy.

  1. HOẠT ĐỘNG HIgrave;NH THAgrave;NH KIẾN THỨC

Hoạt động 1: Yacute; tưởng thiết kế theo kĩ thuật đệ quy

  1. Mục tiecirc;u: HS biết được caacute;c yacute; tưởng vagrave; thiết kế đệ quy của một số bagrave;i toaacute;n đơn giản.
  2. Nội dung: GV yecirc;u cầu HS tigrave;m hiểu Hoạt động 1 SGK trang 11, đọc thocirc;ng tin mục 1, thảo luận nhoacute;m vagrave; xacirc;y dựng kiến thức mới.
  3. Sản phẩm học tập: HS necirc;u được khaacute;i niệm yacute; tưởng thiết kế theo kĩ thuật đệ quy vagrave; trả lời được caacute;c Cacirc;u hỏi củng cố kiến thức SGK trang 13.
  4. Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia lớp thagrave;nh caacute;c nhoacute;m, yecirc;u cầu thảo luận để hoagrave;n thagrave;nh Hoạt động 1 SGK trang 11:

Trao đổi, thảo luận vagrave; tigrave;m hiểu yacute; tưởng thực hiện caacute;c tiacute;nh toaacute;n sau bằng kĩ thuật đệ quy.

1. Tiacute;nh tổng S(n)= 1+2+...+n

2. Tiacute;nh luỹ thừa =a a ... a (n lần).

3. Tiacute;nh n giai thừa

- GV yecirc;u cầu HS chia thagrave;nh caacute;c nhoacute;m vagrave; mỗi nhoacute;m thực hiện đọc, trao đổi vagrave; thực hiện giải quyết một bagrave;i toaacute;n bằng thiết kế thuật toaacute;n đệ quy.

- GV hỏi một số cacirc;u hỏi:

+ Vigrave; sao lại thiết kế lập trigrave;nh đệ quy, caacute;c viacute; dụ nagrave;y coacute; những điểm gigrave; giống nhau.

- GV đưa ra kết luận:

Yacute; tưởng chiacute;nh của kĩ thuật đệ quy lagrave; biến đổi bagrave;i toaacute;n ban đầu về bagrave;i toaacute;n với kiacute;ch thước nhỏ hơn. Nếu bagrave;i toaacute;n coacute; kiacute;ch thước nhỏ coacute; thề giải được thigrave; coacute; thề thiết lập lời giải đệ quy cho bagrave;i toaacute;n nagrave;y. Lời giải của caacute;c bagrave;i toaacute;n sử dụng kĩ thuật đệ quy thường ngắn gọn vagrave; dễ hiểu.

- GV cho HS thảo luận cặp đocirc;i, trả lời Cacirc;u hỏi để củng cố kiến thức:

1. Hatilde;y chỉ ra phần cơ sở vagrave; phần đệ quy của caacute;c chương trigrave;nh trecirc;n.

2. Vigrave; sao trong yacute; tưởng thiết kế đệ quy trecirc;n, yecirc;u cầu từ bagrave;i toaacute;n với kiacute;ch thước lớn cần phải đưa về cugrave;ng bagrave;i toaacute;n đoacute; với kiacute;ch thước nhỏ hơn?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS chia nhoacute;m, thảo luận để trả lời Hoạt động 1 SGK trang 5.

- HS tigrave;m hiểu khaacute;i niệm đệ quy vagrave; caacute;c viacute; dụ minh họa.

- HS lagrave;m việc nhoacute;m đocirc;i để trả lời Cacirc;u hỏi củng cố kiến thức.

- GV hướng dẫn, theo dotilde;i, hỗ trợ HS khi cần.

Bước 3: Baacute;o caacute;o kết quả hoạt động vagrave; thảo luận

- GV mời đại diện một số nhoacute;m trigrave;nh bagrave;y kết quả Hoạt động 1.

- HS xung phong phaacute;t biểu khaacute;i niệm đệ quy vagrave; necirc;u caacute;c viacute; dụ.

- GV gọi 1 - 2 HS trả lời Cacirc;u hỏi.

- GV mời HS nhoacute;m khaacute;c nhận xeacute;t, bổ sung.

Bước 4: Đaacute;nh giaacute; kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xeacute;t, tổng kết, chuyển sang nội dung tiếp theo.

1. Yacute; tưởng thiết kế theo kĩ thuật đệ quy

- Hoạt động 1:

1.

2.

3.

- Cả ba bagrave;i toaacute;n trecirc;n đều coacute; chung tiacute;nh chất lagrave; từ bagrave;i toaacute;n goacute;c coacute; thẻ đưa về trường hợp coacute; tham số đầu vagrave;o nhỏ hơn. Điều đoacute; sẽ dẫn đeacute;n việc coacute; thẻ dugrave;ng Kĩ thuật đệ quy đề gọi chiacute;nh hagrave;m goacute;c. Nếu với caacute;c dữ liệu đầu vagrave;o nhỏ coacute; thẻ giải trực tiếp (viacute; dụ caacute;c bagrave;i toaacute;n trecirc;n đều coacute; lời giải cho trường hợp n = 0) thigrave; phản cơ sở của đệ quy sẽ thực hiện lời giải trực tiếp nagrave;y.

- Trong cả ba chương trigrave;nh trecirc;n, caacute;c hagrave;m được định nghĩa với tham số n mặc định phải thoả matilde;n n > 0. Do đoacute;, caacute;c hagrave;m nagrave;y khocirc;ng cần coacute; lệnh điều khiển dừng tường minh. Nhoacute;m caacute;c lệnh cơ sở sẽ lagrave;m luocirc;n chức năng kiểm soaacute;t đugrave;ng của lặp đệ quy.

Cacirc;u hỏi:

Cacirc;u 1: a) Phần cơ sở lệnh lagrave; 2,3, phần đệ quy lagrave; lệnh 5.

b) Phần cơ sở lệnh lagrave; 2,3, phần đệ quy lagrave; lệnh 5.

c) Phần cơ sở lệnh lagrave; 2,3, phần đệ quy lagrave; lệnh 5.

Cacirc;u 2: Vigrave; trong tất cả caacute;c thuật toaacute;n đệ quy đều phải coacute; yecirc;u cầu bagrave;i toaacute;n coacute; kiacute;ch thước lớn hơn đưa về cugrave;ng bagrave;i toagrave;n đoacute; với kiacute;ch thước nhỏ hơn.

Hoạt động 2: Thuật toaacute;n tigrave;m kiếm nhị phacirc;n

  1. Mục tiecirc;u: HS hiểu được caacute;ch thiết kế đệ quy cho bagrave;i toaacute;n tigrave;m kiếm nhị phacirc;n.
  2. Nội dung: GV đọc vagrave; yecirc;u cầu thực hiện Hoạt động 2 SGK trang 13, trả lời Cacirc;u hỏi SGK trang 14.
  3. Sản phẩm học tập: HS necirc;u được caacute;ch thiết kế đệ quy cho bagrave;i toaacute;n tigrave;m kiếm nhị phacirc;n., hoagrave;n thagrave;nh caacute;c bagrave;i tập trong phần Cacirc;u hỏi SGK trang 14.
  4. Tổ chức hoạt động:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chia lớp thagrave;nh caacute;c nhoacute;m, yecirc;u cầu thảo luận để hoagrave;n thagrave;nh Hoạt động 2 SGK trang 13:

Chuacute;ng ta đatilde; biết thuật toaacute;n tigrave;m kiềm nhị phacirc;n trecirc;n datilde;y caacute;c phần tử đatilde; sắp xếp. Hatilde;y tigrave;m thiết kế mới của thuật toaacute;n nagrave;y theo kĩ thuật đệ quy. Trao đổi, thảo luận vagrave; trả lời caacute;c cacirc;u hỏi sau:

1. Necirc;u yacute; tưởng chiacute;nh của giải thuật tigrave;m kiếm nhị phacirc;n sử dụng Kĩ thuật đệ quy.

2. Vị triacute; nagrave;o trong thuật toaacute;n coacute; thẻ gợi yacute; cho kĩ thuật đệ quy?

3. Phần cơ sở của thiết kế đệ quy nằm ở bước nagrave;o?

- GV trigrave;nh bagrave;y lại thuật toaacute;n tigrave;m kiếm nhị phacirc;n đatilde; được học trong SGK phần kiến thức thuật toaacute;n tigrave;m kiếm,

- GV đưa caacute;c cacirc;u hỏi để caacute;c nhoacute;m HS trao đổi, thảo luận về đặc điểm của thuật toaacute;n nagrave;y vagrave; caacute;c gợi yacute; để coacute; thể dẫn đến lời giải đệ quy của thuật toaacute;n. Đặc điểm quan trọng nhất của thuật toaacute;n tigrave;m kiếm nhị phacirc;n lagrave; sau mỗi bước việc tigrave;m kiếm sẽ được thu gọn lại trecirc;n miền dữ liệu coacute; độ dagrave;i bằng miền tigrave;m kiếm của bước trước. Đacirc;y chiacute;nh lagrave; gợi yacute; quan trọng nhất để dẫn đến yacute; tưởng thiết kế đệ quy.

- GV mocirc; tả thiết kế đệ quy của thuật toaacute;n vagrave; cugrave;ng caacute;c nhoacute;m thực hiện cagrave;i đặt thuật toaacute;n nagrave;y ngay trecirc;n lớp.

- GV chốt kiến thức về cocirc;ng thức truy hồi của caacute;c datilde;y số truy hồi, từ đoacute; necirc;u ra sự liecirc;n hệ với khaacute;i niệm đệ quy.

Thuật toaacute;n tigrave;m kiếm nhị phacirc;n coacute; thể biểu diễn bằng kĩ thuật đệ quy trecirc;n độ dagrave;i của dacirc;y cacirc;n tigrave;m kiếm. Mỗi lần gọi độ quy sẽ gọi hagrave;m tigrave;m kiếm trecirc;n datilde;y coacute; độ dagrave;i bằng độ dagrave;i của dacirc;y hiện tại.

- GV yecirc;u cầu HS giữ nguyecirc;n nhoacute;m, tiếp tục thảo luận để hoagrave;n thagrave;nh caacute;c bagrave;i tập trong phần Cacirc;u hỏi nhằm khắc sacirc;u kiến thức:

1. Trong chương trigrave;nh trecirc;n lệnh nagrave;o đoacute;ng vai trograve; lagrave; phần cơ sở của đệ quy?

2. Giả sử A = [1, 3, 7, 9] vagrave; K= 10. Nếu aacute;p dụng chương trigrave;nh trecirc;n thigrave; cần mấy lần gọi hagrave;m đệ quy??

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- Caacute;c nhoacute;m HS tigrave;m hiểu kiến thức mới trong SGK.

- HS thảo luận nhoacute;m, hoagrave;n thagrave;nh bagrave;i tập phần Cacirc;u hỏi.

- GV theo dotilde;i, hỗ trợ HS trong quaacute; trigrave;nh học tập.

Bước 3: Baacute;o caacute;o kết quả hoạt động vagrave; thảo luận

- GV mời đại diện caacute;c nhoacute;m trigrave;nh bagrave;y kết quả thảo luận của nhoacute;m migrave;nh.

- Đại diện caacute;c nhoacute;m xung phong trả lời Cacirc;u hỏi.

- Caacute;c HS cograve;n lại nhận xeacute;t, bổ sung (nếu coacute;).

Bước 4: Đaacute;nh giaacute; kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xeacute;t, bổ sung, tuyecirc;n dương ghi điểm caacute;c nhoacute;m lagrave;m tốt.

- GV tổng kết lại nội dung.

- GV chuyển sang nội dung tiếp theo.

2. Thuật toaacute;n tigrave;m kiếm nhị phacirc;n

Hoạt động 2

1.

2. Theo mocirc; tả ở trecirc;n, chuacute;ng ta thầy Bước 2.3 vagrave; Bước 2.4 thực hiện việc đưa bagrave;i toaacute;n tigrave;m kiềm về chiacute;nh bagrave;i toaacute;n đoacute; với caacute;c datilde;y con coacute; kiacute;ch thước nhỏ hơn, cụ thể lagrave; bằng: kiacute;ch thước datilde;y ban đầu. Như vậy, lệnh gọi đệ quy sẽ thực hiện tại caacute;c bước nagrave;y.

3. Bước 3 đoacute;ng vai trograve; phần cơ sở của đệ quy, khi độ dagrave;i của datilde;y cần tigrave;m kiếm bằng 0 thigrave; chương trigrave;nh sẽ dừng lại vagrave; thocirc;ng baacute;o khocirc;ng tim thầy.

Cacirc;u hỏi:

1. Phần cơ sở nằm ở caacute;c lệnh 10, 11 khi left > right, khi datilde;y rỗng.

2. Nếu A = [1,3,7, 9], K = 10 thigrave; lời gọi hagrave;m tigrave;m kiếm nhị phacirc;n sẽ gọi đệ quy ba lần.

Lần 1, hagrave;m sẽ gọi đệ quy đến đatilde;y [7, 9].

Lần 2, hagrave;m sẽ gọi đệ quy đến datilde;y [9].

Lần 3, hagrave;m sẽ gọi đệ quy đến datilde;y [].

--------------- Cograve;n tiếp ---------------