Mô phỏng 1 số thuật toán thường gặp.

PHẦN I: PHẦN MỞ ĐẦU
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Lý do chọn đề tài
Thuật toán là khái niệm mà học sinh THPT mới được tiếp cận nên học sinh thường thấy khó hiểu, khó hình dung và giáo viên đôi khi cũng rất khó truyền đạt cho học sinh ý tưởng, hoạt động của thuật toán như thế nào. Để giải quyết vấn đề này tôi viết chương trình “Mô phỏng một số thuật toán thường gặp ở THPT”. Chương trình mô phỏng: ý tưởng thuật toán, thuật toán theo phương pháp liệt kê và thuật toán theo phương pháp sơ đồ khối. Chương trình mô phỏng với giao diện đồ hoạ trực quan, minh họa từng bước, đồng thời người sử dụng có thể tương tác với hệ thống mô phỏng sẽ giúp cho người học nhanh chóng hiểu được bản chất, hiểu được ý tưởng và từng bước thuật toán hoạt động như thế nào và đánh giá được tính đúng đắn của thuật toán. Dạy học với mô phỏng sẽ giúp cho giáo viên dễ dàng truyền đạt kiến thức và giúp học sinh cảm thấy hứng thú hơn khi tiếp xúc với các thuật toán. Một điều quan trọng nữa, trong phương pháp giảng dạy mới hướng học sinh phát huy tính tích cực chủ động nắm bắt kiến thức thì mô phỏng là một tư liệu học tập tốt cho học sinh trong quá trình tự học tự nghiên cứu.
Như vậy chương trình mô phỏng các thuật toán mang lại nhiều lợi ích trong việc dạy và học. Đồng thời nó cũng góp phần quan trọng vào việc ứng dụng công nghệ thông tin vào việc giảng dạy trong nhà trường.
2. Mục đích nghiên cứu
-Nghiên cứu tổng quan về mô phỏng thuật toán.
- Hướng đến các kỹ thuật lập trình với mã nguồn mở và ngôn ngữ lập trình Visual basic 6.0
-Áp dụng kết quả nghiên cứu làm một demo mô phỏng thuật toán từ đơn giản đến phức tạp ở bậc THPT giúp giáo viên dễ dàng truyền đạt kiến thức cho học sinh và học sinh hứng thú học bài nắm bài tốt hơn.
-Tạo ra 1 chương trình mô phỏng có nhiều chức năng và dễ sử dụng.
3. Đối tượng nghiêm cứu, phạm vi nghiên cứu
-Dành cho học sinh và giáo viên các trường THPT
-Các thuật toán trong chương trình tin học phổ thông
4. Phương pháp nghiên cứu
-Nghiên cứu l‎ý luận: Đổi mới phương pháp dạy học nhờ ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy thông qua các mô phỏng - Nghiên cứu lý thuyết: sưu tầm, nghiên cứu tìm hiểu tài liệu về các thuật toán - Ứng dụng chương trình mô phỏng trong hoạt động giảng dạy
PHẦN II: NỘI DUNG
I. CƠ SỞ LÝ LUẬN
1. Khái niệm mô phỏng thuật toán
- Khái niệm Mô phỏng thuật toán (Algorithm Animation): là quá trình tách dữ liệu, thao tác, ngữ nghĩa và tạo mô phỏng đồ họa cho quá trình trên [Stasko 1990]. Mô phỏng thuật toán được thiết kế để giúp người dùng có thể hiểu thuật toán, đánh giá chương trình và sửa lỗi chương trình.
2. Lịch sử mô phỏng thuật toán
- Mô phỏng thuật toán đã được xây dựng từ hai thập kỷ gần đây.
- Vào năm 1981, video (sorting out sorting) được xây dựng bởi Ronald Baecker ở đại học Toronto được coi là khởi điểm của lĩnh vực mô phỏng thuật toán. Giữa những năm 80 và đầu những năm 90, hai hệ thống BALSA-I (Brown ALgorithm Simulator and Animator) [Brown 1984] và TANGO (Transition-based Animation GeneratiOn) [Stasko 1990] có ảnh hưởng mạnh đến về sau được phát triển và có ý nghĩa lớn trên tất cả những hệ thống sau này. - Trong khoảng hai thập niên gần đây, một số rất lớn các hệ thống mô phỏng thuật toán đã ra đời và phát triển mạnh mẽ.
3. Tác dụng mô phỏng thuật toán trong hoạt động dạy học
- Gây hứng thú cho người học, làm tăng tính sáng tạo của người học. - Tăng tốc độ hiểu biết cho người học. - Giúp cho người học dễ hiểu thuật toán hơn - Mô phỏng được sử dụng phối hợp với những yếu tố khác (chỉ dẫn song song, hình ảnh, ...) sẽ mang lại hiệu quả cao nhất. - Một chương trình mô phỏng thuật toán hiệu quả phải đáp ứng được các yêu cầu : • Truy cập mở (Open access) • Mô phỏng một cách có điều khiển (Control animation) • Tương tác (Ineractivity) • Lịch sử (History) • Phản hồi (Feedback)
II. CƠ SỞ THỰC TẾ
-Hiện nay cũng có chương trình minh họa 1 số thuật toán theo phương pháp sơ đồ khối bằng Flash. Nhưng chương trình này còn có nhược điểm:
+Trong máy phải cài phần mềm Flash
+Không thuận lợi khi nhập dữ liệu: khó nhập dữ liệu vào, mất nhiều thời gian nhập dữ liệu
+Chương trình chạy còn lỗi