Hướng dẫn dạy học Tin học 8 Kết nối tri thức, bài 12: Từ thuật toán đến chương trình

A. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU
1. Kiến thức
- Mô tả được kịch bản đơn giản dưới dạng thuật toán và tạo được một chương trình đơn giản.
- Hiểu được chương trinh là dãy các lệnh điểu khiển máy tính thực hiện một thuật toán.
2. Năng lực
- Giải quyết vấn để với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và truyền thông (NLc):
- Chuyển được kịch bản điểu khiển nhân vật trong môi trường lập trình trực quan sang mô tả thuật toán và tạo được chương trình thực hiện một thuật toán.
- Bước đầu có tư duy điểu khiển hệ thống.
3. Phẩm chất
- Rèn luyện được phẩm chất chăm chỉ, kiên trì và cẩn thận trong học và tự học.

B. CHUẨN BỊ
- GV: Chuẩn bị phòng thực hành (máy tính cài đặt phần mềm Scratch hoặc kết nối Internet để dùng phần mềm Scratch trực tuyến).

C. GỢI Ý CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC CHÍNH
* Hoạt động khởi động
Ở các lớp học trước, HS đã viết được kịch bản và chương trình thể hiện kịch bản bằng ngôn ngữ lập trình trực quan.
GV cho HS nêu yêu cầu bài toán điều khiển nhân vật đi theo đường là các hình như: tam giác đều, vuông,... để kết nối vào Hoạt động 1.

1. Từ thuật toán đến chương trình
Hoạt động 1. Mô tả kịch bản dưới dạng thuật toán

Mục tiêu	Tiến hành	Kết quả	Chú ý
HS mô tả được kịch bản của một chương trình trên máy tính dưới dạng một thuật toán.	- GV chia nhóm HS, giao nhiệm vụ thảo luận - Các nhóm HS thảo luận để mô tả kịch bản dưới dạng liệt kê các hoạt động của nhân vật. - Các nhóm trình bày câu trả lời của mình.	Câu trả lời là bản mô tả thuật toán bằng ngôn ngữ tự nhiên: - Đầu vào: Số bước di chuyển (ví dụ 60 bước), số do góc quay: + 120 độ (quay trái). - Đầu ra: Nhân vật di chuyển theo đường đi là tam giác đều. - Lặp lại 3 lần hai hành động sau: + Di chuyển 60 bước. + Quay trái 120 độ.	Nếu có điều kiện về máy tính và máy chiếu, GV có thể chạy chương trình Scracth điều khiển nhân vật di chuyển theo đường đi là hình tam giác đều để HS được quan sát trực quan trước khi mô tả thuật toán. Ở lớp 6, HS đã biết ba phương pháp mô tả thuật toán, ba cấu trúc điều khiển tuần tự, rẻ nhánh và lặp. Để gần nhất với kịch bản chương trình, trong hoạt động này, HS dùng ngôn ngữ tự nhiên để mô tả. Hoạt động đọc tiếp theo cung cấp bản mô tả kịch bản bằng sơ đồ khối và ngôn ngữ lập trình.

           
* Kiến thức mới (hoạt động đọc)
HS đọc để có thể:
- Nhận biết hành động lặp trong kịch bản và mô tả được cấu trúc lặp bằng phương pháp liệt kê và sơ đồ khối
- Hiểu được chương trình là dãy các lệnh điểu khiển máy tính thực hiện một thuật toán.
Từ kết quả của hoạt động thảo luận là bản mô tả thuật toán theo cách liệt kê, HS được hướng dẫn để nhận ra ba thành phần của một vòng lặp bao gồm;
1) Các giá trị được gán một lần trước khi thực hiện vòng lặp, còn được gọi là các giá trị khởi đầu.
2) Điều kiện tiếp tục hay kết thúc vòng lặp, được kiểm tra trước hoặc sau mỗi bước lặp.
3) Các khối lệnh được thực hiện trong mỗi bước lặp, còn được gọi là thân lặp.
Ba thành phần trên được thể hiện trong sơ đồ khối ở Hình 12.3 như sau:
1) Giá trị khởi đầu: Lần lặp <-1.
2) Điều kiện tiếp tục hay kết thúc vòng lặp là lần lặp <- 3. Điều kiện này được kiểm tra trước mỗi bước lặp.
3) Khối lệnh được thực hiện trong mỗi bước lặp gồm ba lệnh: 1. Di chuyển 60 bước, 2. Quay trái 120 độ và 3. Tăng lần lặp lên 1 đơn vị. 
HS được hướng dẫn để thấy được mỗi câu lệnh của ngôn ngữ lập trình trực quan tương ứng với lệnh trong sơ đồ khối, từ đó hiểu được chương trình là dãy các lệnh điểu khiển máy tính thực hiện một thuật toán.

* Hộp kiến thức (hoạt động ghi nhớ kiến thức)
Dựa trên kết quả thảo luận của Hoạt động 1 và hoạt động đọc, GV chốt kiến thức cần ghi nhớ.

? Câu hỏi (hoạt động củng cố kiến thức)
Đáp án: Trong sơ đồ khối và chương trình ở Hình 12.3 của SGK, bổ sung lệnh “đợi 1 giây” sau lệnh “di chuyển 60 bước”

2. Thực hành: Tạo chương trình điều khiển máy tính thực hiện thuật toán
GV tổ chức hoạt động thực hành theo từng bước hướng dẫn trong SGK.
* Hoạt động luyện tập
1.  
2. Bổ sung nhân vật Buterflyl
- Sao chép lệnh của nhân vật Ladybug 1 sang cho nhân vật Buterflyl.
- Chỉnh sửa chương trình của nhân vật Buterfly 1 như minh hoạ trong Hình 12.2. chạy chương trình để kiểm tra kết quả.
 
3. a) Sơ đồ khối thuật toán như Hình 12.3.
 
 
b) Chương trình Scracth thực hiện thuật toán như Hình 12.4.
 
* Hoạt động vận dụng
Trong bài học trên, đường đi của nhân vật là tam giác đều. Đường đi đó có thể là hình vuông, lục giác đều,... Khi đó cần thay đổi các con số sau:
Số bước lặp trong câu lệnh lặp: thay đổi theo số cạnh của hình.
- Số bước đi chuyển cần thay đổi để đảm bảo hình vẽ đường đi không vượt ra ngoài sân khấu.
- Góc quay: tuỳ thuộc vào hình mà góc quay có giá trị khác nhau, công thức tính góc quay là 360/số cạnh.
Có thể khái quát bài toán để đường đi của nhân vật là một hình có n cạnh đều (n cạnh bằng nhau). Khi đó:
- Số bước lặp của câu lệnh lặp là n.
- Dựa trên kích thước sân khấu, có thể lấy số bước di chuyển để đảm bảo hình vẽ đường đi không vượt ra ngoài sân khấu là 900/n.
- Góc quay: tuỳ thuộc vào hình mà góc quay có giá trị khác nhau, công thức tính góc quay là 360/n.

D. MỘT SỐ LƯU Ý VÀ KIẾN THỨC BỔ SUNG
Một số lưu ý
- Bài học thực hiện trong 2 tiết: 1 tiết lí thuyết, 1 tiết thực hành.
- Theo Chương trình Tin học 2018, nội dung lập trình trực quan được triển khai ở cấp Tiểu học với các yêu cầu cần đạt sau đây:
Lớp 4: Làm quen với môi trường lập trình trực quan
- Nhận ra được chương trình máy tính qua các trò chơi.
- Nêu được ví dụ cụ thể về sử dụng chương trình máy tính để diễn tả ý tưởng, câu chuyện theo từng bước.
- Tự thiết lập và tạo được chương trình đơn giản, ví dụ điểu khiển một nhân vật chuyển động trên màn hình.
Lớp 5: Chơi và khám phá trong mối trường lập trình trực quan
- Nêu được ví dụ cụ thể mô tả các cấu trúc tuần tự, lặp, rẽ nhánh và sử dụng được các cấu trúc điểu khiển này trong một số chương trình đơn giản.
- Sử dụng được biến nhớ và biểu thức trong một số chương trình đơn giản.
- Hợp tác được theo nhóm để viết kịch bản và chương trình thể hiện kịch bản.
Như vậy, kết thúc cấp Tiểu học, HS đã được học những kiến thức cơ bản của môi trường lập trình trực quan thông qua những ví dụ cụ thể. Nội dung lập trình trực quan của chủ đề F ở lớp 8 góp phần bước đẩu hình thành cho HS tư duy mô hình hoá một bài toán qua việc hiểu và sử dụng khái niệm thuật toán và lập trình trực quan. Bài học này tiếp nối mạch kiến thức về thuật toán ở lớp 6 và lớp 7 với kiến thức nền tảng về lập trình trực quan mà HS đã được học ở cấp Tiểu học.