ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA TIN HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Đề Tài:
“Ứng dụng phần mềm mô phỏng thuật toán Crocodile ICT 605 vào
giảng dạy thuật toán tại trƣờng THPT”

GVHD: Th.S Trần Văn Hưng
SVTH: Trần Thị Mỹ Diệu
Lớp: 10SPT
Chuyên ngành: Sư phạm Tin học

Đà Nẵng, 5/ 2014


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật toán THPT

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................................... 4
PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 10
1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................................................ 10
2. Mục đích nghiên cứu .................................................................................................................. 11
3. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................................................. 11
4. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................................................. 11
5. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................................ 12
6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận văn: ................................................................. 12
7. Bố cục luận văn .......................................................................................................................... 12
CHƢƠNG 1 ....................................................................................................................................... 14
1.1. Thực trạng về vấn đề học ngơn ngữ lập trình cấp trung học phổ thông: ................................. 14

1.1.1. Đối với học sinh ................................................................................................................ 14
1.1.2 .Đối với giáo viên .............................................................................................................. 15
1.2. Mô phỏng thuật toán ................................................................................................................ 16
1.2.1. Thuật toán ......................................................................................................................... 16
Bảng 1.1. Phân tích bài tốn tìm giá trị lớn nhất của một dãy số ngun ................................. 17
1.2.2. Mơ phỏng thuật tốn ........................................................................................................ 18
1.3. Kết chương .............................................................................................................................. 27
CHƢƠNG 2 ....................................................................................................................................... 28
2.1. Giới thiệu phần mềm Crocodile ICT ....................................................................................... 28
2.1.1. Xuất xứ .............................................................................................................................. 28
2.1.2. Đặc điểm ngơn ngữ........................................................................................................... 28
2.1.3. Cấu trúc chương trình ...................................................................................................... 28
2.2. Cài đặt Crocodile ICT 605....................................................................................................... 29
2.2.1. Các điều kiện trước khi cài đặt......................................................................................... 29
2.2.2. Cài đặt phần mềm ............................................................................................................. 29
2.3. Làm quen với phần mềm Crocodile ICT 605 .......................................................................... 34
2.3.1. Khởi động chương trình ................................................................................................... 34
2.3.2. Thốt khỏi chương trình ................................................................................................... 34
2.3.3. Màn hình làm việc của phần mềm Crocodile ICT 605 ..................................................... 34
2.4. Cách tạo các sơ đồ khối ........................................................................................................... 39
2.4.1. Quy tắc để xây dựng một sơ đồ khối ................................................................................ 39
2.4.2. Mở tệp chương trình ......................................................................................................... 40
2.4.3. Chạy một sơ đồ ................................................................................................................. 40
2.4.4. Các lỗi trong sơ đồ ........................................................................................................... 41
2.5. Các khối lệnh thường sử dụng ................................................................................................. 41
2.5.1. Thư mục Flowcharts ......................................................................................................... 41
2.5.2. Presentation ...................................................................................................................... 45
2.6. Một số hàm được xây dựng sẵn ............................................................................................... 46
2.7. Ví dụ minh họa ........................................................................................................................ 46
2.7.1. Xác định bài toán.............................................................................................................. 47

2.7.2. Thuật tốn ......................................................................................................................... 47
2.7.3. Viết chương trình trong Crocodile ICT ............................................................................ 47
2.7.4. Hướng dẫn cách viết ......................................................................................................... 48
Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 2


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật toán THPT
2.8. Kết chương .............................................................................................................................. 56
CHƢƠNG 3 ....................................................................................................................................... 57
3.1. Sử dụng phầm mềm Crocodile ICT 605 để mơ phỏng một số ví dụ cơ bản trong bài 4 Tin học
10 .................................................................................................................................................... 57
3.1.1. Bài toán kiểm tra tính nguyên tố của một số nguyên dương ........................................... 57
3.1.2. Bài tốn tìm kiếm ............................................................................................................. 60
3.1.3. Tìm ước chung lớn nhất(UCLN)...................................................................................... 62
1. 3.1.4. Tìm bội chung nhỏ nhất (BCNN) ............................................................................. 64
3.2. Một số bài tập tham khảo trong chương trình tin học 10 ........................................................ 66
3.2.1. Tìm giá trị nhỏ nhất của dãy số ........................................................................................ 66
3.2.2. Tính tổng các số có giá trị là chẵn ................................................................................... 68
3.2.3. Đếm các số có giá trị chẵn ............................................................................................... 70
3.2.4. Tìm giá trị lớn nhất trong ba số ....................................................................................... 72
3.3. Ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 trong dạy học cấu trúc lặp, cấu trúc điều kiện trong
chương III Tin học 11 ..................................................................................................................... 74
3.3.1. Thiết kế cấu trúc rẽ nhánh ................................................................................................ 74
3.3.2. Thiết kế cấu trúc lặp ......................................................................................................... 76
3.4. Đánh giá thử nghiệm ............................................................................................................... 80
3.5. Đánh giá phần mềm ................................................................................................................. 80
3.5.1. Đối với giáo viên trong việc giảng dạy thuật toán ........................................................... 81
3.5.2. Đối với học sinh trong việc học thuật toán ...................................................................... 82

3.6. So sánh phần mềm Crocodile ICT 605 với các công cụ mơ phỏng thuật tốn khác ............... 83
3.7. Kết chương .............................................................................................................................. 88
KẾT LUẬN ....................................................................................................................................... 89
1. Kết quả đạt được ......................................................................................................................... 89
2. Kết quả chưa đạt được ................................................................................................................ 89
3. Hướng phát triển của đề tài ........................................................................................................ 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................................ 91
1. Tài liệu sách ................................................................................................................................ 91
2. Một vài trang Wep liên quan ...................................................................................................... 91

Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 3


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật tốn THPT

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Kiến trúc của hệ thống mơ phỏng thuật tốn. .................................................................... 24
Hình 1.2. Cấu trúc của mơ phỏng thuật tốn ..................................................................................... 27
Hình 2.1. Màn hình làm việc của Crocodile ICT 605 ........................................................................ 34
Hình 2.2. Cửa sổ Contents.................................................................................................................. 35
Hình 2.3. Cửa sổ Parts library ........................................................................................................... 35
Hình 2.4. Hộp thoại Open .................................................................................................................. 40
Hình 2.5. Các khổi lệnh xây dựng chương trình của Crocodile ICT ................................................. 41
Hình 2.6. Thư mục Flowchars ............................................................................................................ 41
Hình 2.7. Các khối để khởi động hay kết thúc sơ đồ .......................................................................... 42
Hình 2.8. Các khối trong thư mục process ......................................................................................... 43
Hình 2.9. Khối kiểm tra điều kiện ....................................................................................................... 44
Hình 2.10. Các khối để nhập xuất dữ liệu .......................................................................................... 44

Hình 2.11. Hộp thoại mơ tả hoạt động chương trình ......................................................................... 45
Hình 2.12. Khối liên kết với khối nhập xuất để đưa kết quả ra màn hình ......................................... 45
Hình 2.14. Giải bài tốn tìm giá trị lớn nhất bằng phần mềm Crocodile ICT 605 ............................ 47
Hình 2.15. Tạo nút start ..................................................................................................................... 48
Hình 2.16. Tạo khối nhập dữ liệu Input ............................................................................................. 48
Hình 2.17. Tạo Edit box ..................................................................................................................... 49
Hình 2.18. Nhập tên cho Edit box ...................................................................................................... 49
Hình 2.19. Tạo liên kết giữa Get property và Edit box ...................................................................... 50
Hình 2.20. Gán giá trị cho biến .......................................................................................................... 50
Hình 2.22. Tạo khối xuất dữ liệu Set property ................................................................................... 52
Hình 2.23. Tạo edit box ...................................................................................................................... 52
Hình 2.24. Nhập tên cho Edit box ...................................................................................................... 53
Hình 2.25. Tạo nút Stop để kết thúc chương trình.............................................................................. 53
Hình 2.26. Tạo khối kiểm tra Max < A[i] .......................................................................................... 54
Hình 2.27. Gán giá trị cho Max ......................................................................................................... 54
Hình 2.28. Tăng biến i lên một đơn vị ................................................................................................ 55
Hình 2.29. Hộp thoại Monnitor Box ................................................................................................... 55
Hình 3.1. Mơ phỏng bài tốn kiểm tra tính ngun tố của một số ngun dương ............................. 59
Hình 3.2. Mơ phỏng bài tốn tìm kiếm tuần tự................................................................................... 61
Hình 3.3. Mơ phỏng bài tốn tìm ước chung lớn nhất ....................................................................... 63
Hình 3.4. Mơ phỏng bài tốn tìm bội chung nhỏ nhất bằng Crocodile ICT 605 ............................... 65
Hình 3.5. Sơ đồ khối thuật tốn tìm giá trị nhỏ nhất .......................................................................... 66
Hình 3.6. Mơ phỏng bài tốn tìm giá trị nhỏ nhất bằng Crocodile ICT 605 ..................................... 67
Hình 3.7. Sơ đồ khối thuật tốn tìm tổng của các số chẵn ................................................................. 68
Hình 3.8. Mơ phỏng bài tốn tìm tổng các số có giá trị chẵn bằng Crocodile ICT 605 .................... 69
Hình 3.9. Sơ đồ khối thuật toán đếm giá trị các số chẵn ................................................................... 70
Hình 3.10. Mơ phỏng bài tốn đếm giá trị các số chẵn bằng Crocodile ICT 605 ............................. 71
Hình 3.11. Sơ đồ khối thuật tốn tìm giá trị lớn nhất của ba số ........................................................ 72
Hình 3.12. Mơ phỏng bài tốn tìm giá trị lớn nhất của ba số bằng Crocodile ICT 605 .................... 73
Hình 3.13. Sơ đồ khối thuật tốn tìm nghiệm của phương trình bậc hai ........................................... 74

Hình 3.14. Mơ phỏng bài tốn tìm nghiệm của phương trình bậc hai bằng Crocodile ICT 605 ....... 75
Hình 3.15. Sơ đồ khối thuật tốn tính tổng S với số lần lặp biết trước .............................................. 76
Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 4


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật tốn THPT
Hình 3.16. Mơ phỏng bài tốn tính tổng S với số lần lặp biết trước bằng Crocodile ICT 605 ......... 77
Hình 3.17. Sơ đồ khối thuật tốn tính tổng S với số lần lặp chưa biết trước ..................................... 78
Hình 3.18. Mơ phỏng bài tốn tính tổng S với số lần lặp chưa biết trước bằng Crocodile ICT 605. 79
Hình 3.19. Giao diện của phần mềm Flash player ............................................................................. 84

Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 5


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật toán THPT

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Phân tích bài tốn tìm giá trị lớn nhất của một dãy số nguyên .......................................... 17
Bảng 2.1. Bảng mô tả các bảng chọn của Crocodile ICT ................................................................... 37
Bảng 2.2. Chức năng của các nút lệnh trên thanh công cụ ................................................................. 39
Bảng 2.3. Một số hàm được xây dựng sẵn trong Crocodile ICT ........................................................ 46
Bảng 3.1. Phân tích bài tốn Kiểm tra tính nguyên tố của một số nguyên dương ............................. 58
Bảng 3.2. Phân tích bài tốn tìm kiếm tuần tự ................................................................................... 61
Bảng 3.3. Phân tích bài tốn tìm ước chung lớn nhất(UCLN) ........................................................... 63
Bảng 3.4. Phân tích bài tốn tìm bội chung nhỏ nhất (BCNN) .......................................................... 65
Bảng 3.5. Bảng so sánh So sánh phần mềm Crocodile ICT 605 với phần mềm Flash player và

powerpoint .......................................................................................................................................... 87

Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 6


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật toán THPT

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................

........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................

Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 7


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật toán THPT

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................

........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................

Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 8


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật toán THPT

LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế khơng có thành cơng nào mà khơng gắn liền với những sự quan, chỉ bảo
và giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong suốt thời gian từ
khi bắt đầu học tập ở giảng đường đại học đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm,
giúp đỡ của quý Thầy Cô, gia đình và bạn bè. Với lịng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến
quý Thầy Cô ở Khoa Tin Học – Trường Đại Học Sư Phạm – Đại Học Đà Nẵng đã cùng với
tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt
thời gian học tập tại trường.
Và đặc biệt, em xin gởi lời cảm ơn chân thành nhất đến thầy giáo hướng dẫn ThS.
Trần Văn Hưng đã tận tâm hướng dẫn để em có thể hồn thiện được khóa luận tốt nghiệp.
Những lời động viên khích lệ từ gia đình, sự chia sẻ, học hỏi từ bạn bè cũng đã góp
phần rất nhiều cho khóa luận của em đạt được kết quả tốt hơn.
Trong quá trình làm khóa luận mặc dù em đã có rất nhiều cố gắng, tuy nhiên do kiến

thức và sự hiểu biết còn hạn chế nên khó tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Rất mong
nhận được sự góp ý, chỉ bảo thêm từ phía Thầy, Cơ để khóa luận có thể được hoàn chỉnh và
đạt kết quả tốt hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, tháng 5 năm 2014

Trần Thị Mỹ Diệu

Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 9


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật toán THPT

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong xã hội ngày nay, giáo dục đóng vai trị vơ cùng quan trọng. Nó là nền tảng, là
động lực cho sự phát triển của một quốc gia. Để đào tạo thế hệ trẻ trở thành người chủ thực
sự của đất nước trong tương lai, có khả năng làm chủ được nền khoa học kỹ thuật hiện
đại,… thì việc đổi mới nội dung và phương pháp dạy học là vấn đề hết sức cấp thiết. Một
trong những biện pháp giúp đổi mới phương pháp dạy học hiện nay là ứng dụng công nghệ
thông tin trong dạy học. Với sự giúp đỡ của máy tính và các phần mềm hổ trợ dạy học,
người giáo viên sẽ tổ chức tốt quá trình dạy học trên lớp theo hướng phát huy tính tích cực,
chủ động, sáng tạo trong hoạt động nhận thức của học sinh.
Tin học là môn học được Bộ Giáo Dục và Đào Tạo chính thức đưa vào chương trình
phân ban cho khối THPT, bắt đầu từ năm 2006-2007.
Một trong những nội dung quan trọng trong chương trình tin học phổ thơng là dạy
ngơn ngữ lập trình. Thơng qua đó, hình thành cho học sinh tư duy thuật tốn. Khó khăn nhất

hiện nay là làm thế nào để có thể truyền tải các ý tưởng giải thuật đến với học học sinh một
cách dễ hiểu và hiệu quả nhất. Bên cạnh độ khó độ trừu tượng của các giải thuật cịn thiếu
các cơng cụ mơ phỏng trực quan giúp học sinh làm quen dần với chương trình máy tính.
Qua tìm hiểu và nghiên cứu, tơi phát hiện ra phần mềm Crocodile ICT. Đây là phần
mềm hổ trợ cho việc hình thành và phát triển khả năng tư duy giải thuật trong chương trình
tin học phổ thơng. Crocodile ICT là phần mềm mô phỏng hay, cung cấp một môi trường lập
trình linh hoạt, khơng dùng ngơn ngữ lập trình để thể hiện giả thuật mà dùng các sơ đồ khối,
giao diện đẹp mắt và dể sử dụng. Nó là cơng cụ lập trình mạnh, có khả năng giải quyết một
số bài tồn trong chương trình Tin học, các bài tốn thực tế với giao diện đồ họa sinh động
mà đối với ngơn ngữ pascal, hay các ngơn ngữ lập trình khác rất khó khăn. Vì vậy sẽ tạo
hứng thú cho người học.
Nhận thấy đây là phần mềm hỗ trợ đắc lực cho việc giảng dạy thuật tốn trong
chương trình tin học tại trường THPT. Đặc biệt là các bài toán trong chương trình tin học 10
Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 10


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật tốn THPT
- giúp các em có thể năm bắt kiến thức một cách dễ dàng hơn và nhanh hiểu bài hơn. Do vậy
tôi chon để tài “ Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học
thuật toán tại trƣờng Trung Học Phổ Thông ” để nghiên cứu.
Đề tài tập trung nghiên cứu về phần mềm Crocodile ICT 605 và những ứng dụng của
phầm mềm này trong việc dạy và thuật toán nhằm đem lại hiệu quả tốt nhất trong việc giảng
dạy thuật tốn tại trường THPT.
2. Mục đích nghiên cứu
 Biết được kiến thức tổng quan về mô phỏng.
 Biết cách ứng dụng Crocodile ICT 605 trong dạy và học thuật toán một cách có hiểu
quả.
 Biết được lợi ích của phần mềm Crocodile ICT 605.

3. Nhiệm vụ nghiên cứu
 Tìm hiểu về mô phỏng, lịch sử mô phỏng và tác dụng của mơ phỏng.
 Tìm hiểu về phần mềm mơ phỏng thuật tốn Crocodile ICT 605.
 Tìm hiểu cách sử dụng phần mềm Crocodile ICT 605.
 Mơ phỏng các ví dụ thuật toán trong bài 4 : “ Bài toán và thuật toán ” Tin học 10
bằng phần mềm Crocodile ICT 605.
 Mô phỏng cấu trúc lặp, cấu trúc rẽ nhánh trong chương III Tin học 11 bằng phần
mềm Crocodile ICT 605.
 Tìm và viết thuật tốn cho một số ví dụ và bài tập tham khảo nhằm hổ trợ cho việc
giảng dạy và học thuật toán tại trường THPT.
4. Đối tƣợng nghiên cứu
 Phần mềm Crocodile ICT 605.

Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 11


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật tốn THPT
 Một số ví dụ và bài tập tham khảo của bài 4: Bài toán và thuật toán (SGK Tin học
10).
 Cấu trúc rẽ nhánh, cấu trúc lặp trong chương III Tin học 11.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu qua sách, báo và các tài liệu điện tử,
nghiên cứu trên internet.
 Phương pháp phỏng vấn chuyên gia: tiếp thu ý kiến cố vấn, đánh giá của các giáo
viên có kinh nghiệm, đặc biệt là giáo viên hướng dẫn.
 Tham khảo ý kiến bạn bè.
6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận văn:
 Đưa ra được cơng cụ mơ phỏng các thuật tốn trong chương trình Tin học tại trường

THPT.
 Tạo ra một giao diện khai thác dễ dàng và hiệu quả thông qua hệ thống chức năng.
 Kết quả nghiên cứu có thể làm tài liệu tham khảo cho các giáo viên và học sinh trong
việc dạy và học ngơn ngữ lập trình.
 Với môi trường tương tác trợ giúp này, khơi gợi cho học sinh niềm đam mê với bộ
môn Tin học, học sinh có thể tiếp cận, phát huy tư duy và học ngơn ngữ lập trình một
cách có hiệu quả hơn.
7. Bố cục luận văn
Luận văn ngoài phần mở đầu với phần kết luận cịn có các chương sau:
Chƣơng 1: Tổng quan.
 Tìm hiểu về thực trạng dạy và học ngơn ngữ lập trình tại trường THPT.
 Lý thuyết về mơ phỏng thuật toán.
Chƣơng 2: Nghiên cứu phần mềm Crocodile ICT 605.
Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 12


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật tốn THPT
 Tìm hiểu một số vấn đề về phần mềm Crocodile ICT 605 như: xuất xứ, đặc
điểm ngơn ngữ, cách cài đặt chương trình, khởi động và kết thúc chương
trình,…
 Tìm hiểu về cách tạo các sơ đồ khối.
 Hướng dẫn sử dụng phần mềm.
Chƣơng 3: Thực nghiệm và đánh giá phần mềm trong dạy và thuật toán tại
trƣờng THPT
 Ứng dụng phần mềm trong giảng dạy một số ví dụ trong bài 4: Bài toán và
thuật toán (Tin học 10).
 Ứng dụng phần mềm trong dạy và học cấu trúc lặp, cấu trúc rẽ nhánh
chương III Tin học 11 THPT.

 Sử dụng phần mềm để mơ phỏng bài tập tham khảo trong chương trình
THPT.
 Đánh giá thử nghiệm phần mềm.
 Đánh giá phần mềm.

Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 13


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật toán THPT

CHƢƠNG 1
THỰC TRẠNG DẠY VÀ HỌC NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH THPT
TỔNG QUAN VỀ MƠ PHỎNG THUẬT TỐN
Chương trình giảng dạy mơn tin học ở bậc Trung học Phổ thông đã được chỉnh sửa và
bàn luận trong nhiều hội thảo thường niên của ngành giáo dục. Mục đích của chương trình
học là trang bị cho học sinh những kiến thức cơ bản nhưng đầy đủ về ngành học mới và
nhiều ứng dụng thực tiễn nhất hiện nay. Tuy nhiên, với cái nhìn chung nhất hiện nay thì
việc dạy và học mơn tin học nói chung và học ngơn ngữ lập trình nói riêng chưa thực sự đem
lại chất lượng cao. Trong phạm vi chương này, tôi sẽ trình bày sơ lược về thực trạng dạy và
học ngơn ngữ lập tình tại trường THPT và đưa ra một số lý thuyết cơ bản về mơ phỏng thuật
tốn nhằm đem đến cái nhìn mới mẻ nhất trong phương pháp dạy và học ngơn ngữ lập trình.
Từ đó đề xuất cơng cụ mơ phỏng thuật tốn ứng dụng ở chương tiếp theo.
1.1. Thực trạng về vấn đề học ngôn ngữ lập trình cấp trung học phổ thơng:
1.1.1. Đối với học sinh
Qua quá trình điều tra tìm hiểu trực tiếp từ phía học sinh qua đợt thực tập sư phạm
vừa qua tại trường THPT Nguyễn Thượng Hiền- TP. Đà Nẵng. Tơi nhận thấy rằng phần lớn
học sinh thích học ngơn ngữ lập trình. Học sinh tiếp xúc với mơn học này với thái độ rất
hứng thú, say mê bởi đây là môn học khá mới mẻ. Tuy nhiên mức độ rất thích học mơn này

cịn rất nhiều hạn chế. Cịn có nhiều em cho rằng đây là một mơn học khó, rất muốn học
nhưng rất khó hiểu vì thế mà nhiều học sinh có thái độ chán nản, khơng hứng thú với mơn
học.
Qua điều tra, tìm hiểu trực tiếp thì học sinh cũng đã mạnh dạng đưa ra một số đề xuất
để giúp các em học tốt hơn môn học này:


Xây dựng hệ thống bài tập từ đơn giản đến nâng cao theo từng bài học, từng

câu lệnh.

Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 14


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật tốn THPT


Tóm tắt lý thuyết và hệ thống câu hỏi lý thuyết dưới dạng câu hỏi trắc nghiệm

đề học sinh dễ nắm kiến thức.


Cần đưa ra nhiều ví dụ minh họa cụ thể và thực tế hơn để học sinh dễ hình

dung và dễ hiểu.


Bài tập thực hành cần được hướng dẫn kỹ hơn.




Có hệ thống dịch báo lỗi khi lập trình.



Đối với từng câu lệnh cụ thể, giáo viên nên minh họa và cho chạy chương trình

để học sinh có thể hiểu kỹ hơn vì nhiều lúc thuộc lệnh nhưng không hiểu được câu
lệnh được thực thi như thế nào.


Cần có nhiều bài tập mẫu, chương trình mẫu, bài giải mẫu cho học sinh tham

khảo.
1.1.2 .Đối với giáo viên
Sau khi phỏng vấn, trao đổi với các giáo viên giảng dạy tin học tại trường THPT
Nguyễn Thượng Hiền cũng như tham khảo những ý kiến cảu các nhà chuyên môn về thực
trạng giảng dạy ngôn ngữ lập trình cấp THPT, chúng tơi rút ra được những kết luận sau:
 Theo nhận xét của giáo viên bộ mơn Tin học, đa số học sinh đều thích học mơn
này và cho đây là một mơn học khó.
 Đa số học sinh hiểu bài nhưng lúng túng khi chuyển từ mức độ hiểu sang mức
độ vận dụng.
 Đa số học sinh cho rằng điểm khó nhất khi học ngơn ngữ lập trình là xây dựng
được thuật tốn và viết chương trình.
 Học sinh cũng như giáo viên đều yêu cầu cần có một cơng cụ trợ giúp trong việc
dạy và học ngơn ngữ lập trình.
 Theo ý kiến của giáo viên thì việc xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập trắc
nghiệm là hết sức cần thiết.


Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 15


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật toán THPT
 Nên đổi mới phương pháp dạy và học ngơn ngữ lập trình bằng cách ứng dụng
cơng nghệ thơng tin trong q trình giảng dạy.
1.2. Mơ phỏng thuật tốn
1.2.1. Thuật tốn
a. Khái niệm
Thuật tốn để giải một bài toán là một dãy hữư hạn các thao tác được sắp xếp theo
một trình tự xác định sao cho sau khi thực hiện dãy thao tác ấy, từ input của bài tốn, ta nhận
được output cần tìm.
b. Một số tính chất của thuật tốn
 Tính kết thúc: Một thuật toán phải kết thúc sau một số hữu hạn thao tác.
 Tính rõ ràng: theo nghĩa nhiều người khác nhau thực hiện thì phải cho cùng một
kết quả.
 Tình phổ dụng: Thuật tốn nào dùng được rộng rãi hơn tổng qt hơn thì tính phổ
dụng cao hơn.
 Tính hiệu quả: Ít tốn kém về số lượng thao tác, về vùng nhớ, về thời gian.
c. Các phương pháp biểu diễn thuật toán
Người ta thường dùng hai phương pháp sau đây để mơ tả thuật tốn:
 Phƣơng pháp liệt kê
 Phƣơng pháp sơ đồ khối ( Lưu đồ)
-

Hình O van thể hiện thao tác nhập xuất dữ liệu.


-

Hình chữ nhật thể hiện các phép tính tốn.

-

Các mũi tên quy định trình tự thực hiện thao tác.

-

Mũi tên ngược được hiểu là phép gán.

-

Hình thoi thể hiện thao tác so sánh.

Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 16


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật tốn THPT
d. Ví dụ: Tìm giá trị lớn nhất của một dãy số nguyên
Tìm giá trị lớn nhất của một dãy số nguyên
Xác định
bài toán

Input: Số n và dãy a1..an
Output: Giá trị lớn nhất của dãy số nguyên
Khởi tạo giá trị Max=a1;


Y tƣởng

Lần lượt với I từ 2 đến n so sánh các giá trị số hạng ai với Max, nếu ai>Max thì
Max nhận giá trị mới là ai
Bước 1: Nhập N và dãy a1,,an

Bước 2: Max <- a1; i<-2;
Mô tả thuật
Bước 3: Nếu i> N thì đưa ra giá trị Max rồi kết thúc
tốn bằng
Bước 4;
liệt kê
Bước 4.1. Nếu ai>Max thì Max<-ai
Bước 4.2. i<-i+1 rồi quay lại bước 3

Mơ tả thuật
tốn bằng
Sơ đồ khối

Ví dụ

N=11 và dãy số 5,1,4,7,6,3,15,8,4,9,12
dãy

Mơ phỏng
theo ví dụ

5


1

4

7

6

3

15

8

4

9

12

i

2

3

4

5


6

7

8

9

10

11

Max 5

5

5

7

7

7

15

15

15


15

15

12

Giá trị lớn nhất là : 15
Bảng 1.1. Phân tích bài tốn tìm giá trị lớn nhất của một dãy số nguyên

Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 17


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật tốn THPT
1.2.2. Mơ phỏng thuật tốn
a. Khái niệm về mơ phỏng thuật tốn
Mơ phỏng thuật tốn là quá trình tách dữ liệu, thao tác, ngữ nghĩa và tạo mơ phỏng đồ
họa cho q trình trên. Mơ phỏng thuật toán được thiết kế để giúp người dùng có thể hiểu
thuật tốn, đánh giá chương trình và sửa lỗi chương trình.
Một chương trình máy tính chứa các mẫu cấu trúc dữ liệu của thuật tốn mà nó thực
thi. Trong quá trình thực thi chương trình, các giá trị trong cơ sở dữ liệu sẽ thay đổi. Mô
phỏng thuật toán sử dụng biểu diễn đồ họa để biểu diễn cấu trúc dữ liệu và chỉ ra sự thay đổi
giá trị trong cơ sở dữ liệu trong mọi trạng thái. Thơng qua đó, người sử dụng có thể xem
được từng bước thực thi chương trình và nhờ vậy có thể hiểu chi tiết được thuật tốn.
Mơ phỏng thuật tốn cũng được dùng để đánh giá một chương trình đã có bằng cách
cung cấp các mô phỏng cho các thành phần của hệ thống, nhờ đó kiểm tra được hiệu năng
của hệ thống.
Bên cạnh giúp người sử dụng hiểu hơn về hệ thống, mơ phỏng thuật tốn cịn được
dùng để giúp thực hiện q trình dị lỗi dễ dàng hơn.

b. Lịch sử mơ phỏng thuật tốn
Mơ tả thuật tốn được xây dựng từ hai thập kỷ gần đây. Nhưng chương trình mơ
phỏng thuật tốn đầu tiên là của Ken Knowlton ở Bell Telephone Laboratories khi mô phỏng
ngôn ngữ liên kết danh sách vào năm 1966. Mơ phỏng thuật tốn phát triển mạnh vào đầu
những năm 80 của thế kỷ 20.
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 mơ phỏng thuật tốn. Từ đó các nhà giáo
dục đã sử dụng mơ phỏng thuật tốn để trợ giúp quá trình dạy học.
Giữa những năm 80 và đầu những năm 90, hai hệ thống là BALSA-I (Brown
Alorithm Simulator) [ Brown 1984] và TANGO ( Transition-basced Animation GeneratiOn)

Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 18


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật tốn THPT
[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.
BALSA-I là hệ thống mơ phỏng thuật tốn nổi tiếng rọng khắp đầu tiên. Nó được
phát triển bởi Marc Brown và Robert Sedgewick tại trường đại học Brown. BALSA-I là hệ
thống mô phỏng thuật toán tương tác mà hổ trợ đồng thời nhiều cái nhìn của một cấu trúc dữ
liệu thuật tốn và có thể hiển thị nhiều thuật tốn thực thi đồng thời. Sự phát triển của nó là
động cơ thúc đẩy các nhà nghiên cứu khác tham gia vào việc phát triển hệ thống mơ phỏng
thuật tốn khác.
TANGO là hệ thống được phát triển bởi John Stasko của trường đại học Brown. Sự
nổi bật của TANGO là chỉ ra mô hình Part- transition để thiết kế mơ phỏng và một
framework cho hệ thống mơ phỏng thuật tốn. Nó đưa ra một khái niệm framework mới mà
được chấp nhận bởi một số hệ thống sau này như kiến trúc cơ sở của chúng.
Sau khi hai hệ thống này phát triển thì các hệ thống đi sau cũng phát triển một cách

đáng chú ý. BALSA-I có hệ thống đi sau là BALSA-II [Brown 1988], đây là hệ thống mơ
phỏng thuật tốn vùng- độc lập thao tác các ảnh với nhiều cái nhìn và cung cấp quá trình tạo
ra bộ điều khiển dễ dàng. TANGO có rất nhiều hệ thống đi sau. Trực tiếp đi sau là
XTANGO [ Stasko 1992]. POLKA được thiết kế để xây dựng đồng thời cho các chương
trình song song. Đây là hệ thống mơ tả thuật tốn hướng đối tượng 2-D và được mở rộng
thành hệ thống 3-D, POLKA 3-D. POLKA 3-D cung cấp cái nhìn 3-D và 3-D ngun thủy,
ví dụ như: hình nón, hình cầu, hình lập phương và một số hình khác. Người dùng khơng bị
yêu cầu phải biết trước về đồ họa máy tính 3-D để sử dụng POLKA 3-D. Samba cho phép
thể hiện mô phỏng tương tác mà đọc các câu lệnh ASCII và thực hiện các hành động mơ
phỏng tương ứng. Có một phiên bản Java của Samba được gọi là JSamba ( xem tại
)
Các hệ thống mơ phỏng thuật tốn khác bao gồm: Zeus, Leonardo, CATAI, mocha.
Zeus [Brown 1991] được phát triển tại trường đại học Brown cùng với BALSA và BALSAII, nó được coi như một trong số những phần mềm có ảnh hưởng lớn đến nhau đầu tiên.

Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 19


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật toán THPT
Zeus được thực thi trong mơi trường multi-threaded và multi-processor, vì thế nó có thể làm
cho các chương trình song song.
CATAI ( xem ) là một hệ thống mơ phỏng các
chương trình C++. Nó tin tưởng vào những công nghệ đối tượng phân tán và cho phép một
vài người dùng chia sẻ mô phỏng đó thơng qua sự trừu tượng hóa lớp học thực tế. Truyền
thơng và sự đồng bộ hóa giữa các khách hàng mơ phỏng và thuật tốn được mơ phỏng được
đảm bảo bởi người phục vụ mô phỏng Java mà sử dụng công nghệ CORBA. Mocha ( xem
) là một mơ hình phân tán với cấu trúc
client-server nhằm tối ưu phân chia những thành phần của phần mềm trong một hệ thống mơ
phỏng thuật tốn tiêu biểu. Trong mơ hình Mocha, chỉ mã giao diện được xuất hiện tới máy

người dùng, trong khi thuật toán được thực hiện trên một server chạy trên máy của nhà cung
cấp.
Với sự phát triển của cơng nghệ mới, tính phổ dụng của mạng tồn cầu và sự tiến hóa
của ngơn ngữ lập trình Java, những người phát triển đã được xây dựng những hệ thống mơ
phỏng thuật tốn trực tuyến, có lợi thế của những hệ thống mở dễ tiếp cận hơn.
Một số nhà phát triển cũng hợp nhất việc sử dụng đa phương tiện trong các hệ thống
của họ. Việc sử dụng các hệ thống mơ phỏng thuật tốn khơng cịn bị bó hẹp trong các lớp
học truyền thống hoặc phịng thí nghiệm giảng dạy nữa mà đã được mở rộng để giảng dạy từ
xa.
Trong khoảng hai thập niên gần đây, một số rất lớn các hệ thống mơ phỏng thuật tốn
được ra đời và phát triển mạnh mẽ. Phần lớn các hệ thống được đề cập đến trong chương này
đều rất phổ biến hơn và phức tạp hơn các hệ thống đang sử dụng ngoài thực tế. Chúng được
phát triển và sử dụng bởi các nhà chun mơn, với mục đích giáo dục hoặc nghiên cứu thực
nghiệm của họ. Một trong số các hệ thống này có một kiến trúc phức tạp và cần có những
cơng nghệ đặc biệt để chạy nó. Chúng ta khơng có bất kỳ tiện ích nào của các hệ thống này
để xây dựng hệ thống mô phỏng các thuật tốn, thay vào đó chúng ta có thể ước lượng các
hệ thống mô phỏng hiện hữu khác mà kích thước nhỏ hơn và có những kiến trúc nhỏ hơn.

Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 20


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật tốn THPT
c. Tác dụng của mơ phỏng thuật tốn
Các hệ thống mơ phỏng thuật tốn được sử dụng rộng rãi như công cụ hỗ trợ giảng
dạy trong ngành giáo dục khoa học máy tính. Một số nghiên cứu thực nghiệm đã ước lượng
hiệu quả của chúng trong giáo dục và kết quả nhận được có thay đổi. Cụ thể là:
Brown ( 1984) đã sử dụng BALSA-I để dạy một khóa giới thiệu lập trình và một khóa
“ Cấu trúc dữ liệu và giải thuật”. Hệ thống được sử dụng như một chương trình trực quan

trong khóa giới thiệu, và như một người mơ phỏng thuật tốn mức cao trong lớp cấu trúc dữ
liệu. Ông đã báo cáo rằng việc sử dụng các hoạt cảnh mô phỏng để phụ thêm vào thuyết
trình dẫn tới “ những lợi ích có thể chứng minh được trong việc tăng tốc độ hiểu biết” qua
thuyết trình truyền thống.
Stasko (1997) đã sử dụng Samba, chương trình mơ phỏng của hệ thống Xtango dạy
một khóa thuật tốn khoa học máy tính. Những sinh viên được yêu cầu sử dụng hệ thống có
thêm vào mơ phỏng cho các chương trình ấn định cuả họ.
Các kết quả thu được cho biết rằng những sinh viên thích các mơ phỏng và những mơ
phỏng đó có thể làm tăng tính sáng tạo của các sinh viên. Hơn nữa, hơn nữa sự hiểu biết của
sinh viên về thuật tốn tăng lên nhờ việc mơ phỏng.
Tuy nhiên, việc ứng dụng mơ phỏng thuật tốn trong q trình giảng dạy không phải
lúc nào cũng thành công. Các nhà giáo dục đã làm các thực nghiệm và thu được kết quả pha
trộn. Stasko et al (1993) đã chỉ ra một thí nghiệm bằng việc dạy hai nhóm sinh viên với hai
cách thuyết trình khác nhau. Cả hai nhóm sinh viên này cùng nghiên cứu thuật tốn “ Pairing
heap” (ghép đơi đồng). Một nhóm học thuật tốn dựa vào sự mơ tả văn bản và nhóm kia
cũng nhận các tài liệu đó nhưng có thêm sự trợ giúp bằng các chương trình mơ phỏng thuật
tốn. Mặc dù những kết quả chỉ ra rằng nhóm thứ hai đạt điểm cao hơn nhưng khơng có
điểm nổi trội nào có thể kết luận là nhờ sự trợ giúp của mô phỏng.
Tương tự, Byrne et al. (1996) đã chủ đạo hai thí nghiệm mà trong đó các kết quả chỉ
ra rằng lợi ích của mơ phỏng không phải là hiển nhiên. Những kết quả pha trộn này đã gây
chán nản, nhưng đa số các nhà giáo dục đều tin rằng mô phỏng hổ trợ việc học.

Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 21


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật toán THPT
Tuy nhiên, những kết quả thí nghiệm bất lợi này gợi ý những yếu tố quan trọng khác
trong việc sử dụng mơ phỏng thuật tốn. Các kết quả thông báo rằng để đạt được hiệu quả

mơ phỏng thuật tốn đầy đủ thì điều quan trọng là mô phỏng được sử dụng phối hợp với
những yếu tố khác. Lawrence et al. (1994) đã sử dụng hệ thống XTANGO và POLKA để
dạy thuật toán cây khung nhỏ nhất Kruskal. Trong số nhóm sinh viên tham dự thí nghiệm,
kết quả mà những sinh viên tham dự một phiên thí nghiệm tương tác tốt hơn đáng kể so với
những sinh viên mà tham dự những phiên thì nghiệm bị động. Các kết quả này đã cho phép
các sinh viên điều khiển và tương tác với mô phỏng tốt hơn, chẳng hạn, chương trình mơ
phỏng cho phép sinh viên đưa vào tập dữ liệu của chính họ và thực hiện mô phỏng trên tập
dữ liệu này chứ không phải chỉ dừng lại ở việc quan sát những tập dữ liệu mẫu.
Hơn nữa, nhiều nghiên cứu gần đây bởi Kehoe et al. (1999) cho thấy có thể sử dụng
mơ phỏng như một cơng cụ giáo dục. Thí nghiệm được thực hiện trong một thái độ khác từ
các thí nghiệm khác. Những sinh viên thực hiện được chia thành hai nhóm và cả hai đều học
thuật toán “binomial heap” (đồng nhị thức). Một nhóm học thuật tốn bởi sự tương tác với
mơ phỏng trong khi nhóm cịn lại là đọc những hình dạng phẳng về các điểm khóa thao tác
của thuật tốn. Sự khác nhau trong thí nghiệm này là kịch bản bài tập về nhà. Những sinh
viên được đưa cho những câu hỏi trước khi bắt đầu khóa học. Trong suốt thời gian kiểm tra
thử, những sinh viên có thể truy cập tới bài dạy và thời gian để hoàn thành bài kiểm tra thử
này được cho tương đối nhiều. Các kết quả của thí nghiệm này cho thấy nhóm được trang bị
chương trình mơ phỏng thuật tốn thực hiện bài kiểm tra thử tốt hơn. Các sinh viên của
nhóm có sử dụng mơ phỏng thuật tốn phản hồi rằng mơ phỏng đã giúp đỡ họ hiểu thuật
toán tốt hơn.
Báo cáo của Kehoe et al. (1999) đã trình diễn một các sử dụng mơ phỏng thuật tốn
trong việc dạy để đạt được giá trị sư phạm cao hơn. Nó đã được thuyết trình rằng mơ phỏng
thuật tốn được sử dụng tốt hơn trong các tình trạng học tương tác và mơ phỏng ( như một
bài tập về nhà). Cũng như vậy, mơ phỏng thuật tốn có thể có tính sư phạm hơn khi nó được
sử dụng trong việc phối hợp với các cách học khác hoặc giúp đỡ những chỉ dẫn khác để giải
thích làm thế nào để thực hiện một thao tác thuật tốn. Báo cáo cũng nói rằng với mô phỏng

Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 22



Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật tốn THPT
thuật tốn người ta có thể dễ dàng học các thao tác theo thủ tục của các thuật tốn. Ngồi ra
nó có thể làm cho việc học một thuật tốn bớt đáng sợ hơn vì nó làm cho thuật tốn dễ tiếp
cận hơn.
Stasko et al. (1993) đã kết luận từ thí nghiệm của họ một số điều kiện mà mơ phỏng
thuật tốn có thể có lợi nhất. Một trong số những điều kiện này là hỗ trợ mơ phỏng thuật
tốn với những chỉ dẫn thúc đẩy tồn diện. Khi mơ phỏng thuật tốn đóng vai trị chỉ dẫn
này, màn hình mơ phỏng phải được bổ sung bởi các mô tả văn bản của thao tác đang diễn ra.
Một điều kiện khác đó là hệ thống mơ phỏng thuật tốn cần phải bao gồm các chức năng
quay lại hoặc lặp lại những bước thực hiện thuật toán để cho phép những người dùng sao lưu
và xem lại những thao tác quan trọng. Một số bài giảng địi hỏi các trạng thái thực hiện thuật
tốn cũng cần phải được ghi lại và cung cấp lại được. Sự phản hồi của sinh viên cũng là quý
giá trong việc cải thiện chất lượng chỉ dẫn của mô phỏng.
Mặc dù những kết quả được đưa ra từ những nghiên cứu thực nghiệm này khơng phải
khơng có lợi, thì cũng khơng có nghĩa rằng mơ phỏng thuật tốn khơng hiệu quả trong việc
dạy học. Hiện nay đang có nhiều nghiên cứu đang được tiến hành về thiết kế và đánh giá mơ
phỏng thuật tốn.
Hansen et al. (1999) tin rằng các kết quả trong các nghiên cứu thực nghiệm trên chưa
tốt không phải vì mơ phỏng thuật tốn là phương pháp dạy học khơng tốt, mà vì cách thức
thực hiện các mơ phỏng chưa tốt. Họ đã phát triển một hệ thống trực quan hóa giải thuật siêu
phương tiện gọi là HalVis (Hypermedia Algorithm Visualizations). Dựa vào Framework của
chúng họ đã thiết kế các trực quan hóa giải thuật, và họ đã hướng dẫn vài thí nghiệm thực
nghiệm bởi việc sử dụng hệ thống này. Tất cả các kết quả thí nghiệm cho thấy trực quan hóa
giải thuật bằng đồ họa có hiệu quả hơn so với các phương pháp dạy truyền thống. Những kết
quả này cho thấy rằng để mô phỏng thuật tốn có hiệu quả và có lợi cho người dùng thì việc
thiết kế cho thích hợp và cách thức mô phỏng là yếu tố quan trọng.
d. Kiến trúc của hệ thống mô phỏng


Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 23


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật toán THPT
Đa số các hệ thống mơ phỏng thuật tốn có những thư viện hỗ trợ thủ tục mô phỏng
và giao diện mô phỏng. Vài hệ thống mơ phỏng địi hỏi phải đưa vào trực tiếp bằng tay
những thống điệp gửi tới các thủ tục mô phỏng trong chương trình thực hiện thuật tốn.
Những hệ thống mơ phỏng thuật tốn ra đời sớm như: BALSA and TAGO là sự kiện – điều
khiển (event-driven), nghĩa là chúng có một chương trình phát sinh những sự kiện trong
dạng những thông điệp tới một máy chủ thông điệp. Máy chủ thông điệp chuyển thông điệp
tới những cảnh quan tương ứng. Một cảnh quan là một cửa sổ trong một thiết bị màn hình
nơi người dùng nhìn những đối tượng mô phỏng. Thông điệp bao gồm thông tin của một đối
tượng mô phỏng. Sau khi cảnh quan nhận thông điệp, nó tính tốn lại đối tượng và kéo lại nó
trên cảnh quan.
Vài hệ thống gần đây được viết bằng Java và tất cả đều có những kiến trúc tương tự
nhau. Ví dụ: JSamba, hệ thống POLKA
( và JAWAA (Java và mơ phỏng
thuật tốn trên mạng, xem ), phát triển bởi Pierson và
Rodger tại trường đại học Duke vào năm 1996. Những hệ thống này chấp nhận Framework
của TANGO như kiến trúc của nó. Tất cả hệ thống gồm 3 thành phần, các hàm mô phỏng
(animator), kênh mô phỏng (animation interpreter ) và trình diễn mơ phỏng (animation
viewer) như đã chỉ ra trong sơ đồ sau:
File kịch
bản ASCII

Kênh
mô
phỏng


Các hàm
mô phỏng

Màn hình
trình diễn
mơ phỏng

Hình 1.1. Kiến trúc của hệ thống mơ phỏng thuật tốn.

 Các hàm mơ phỏng: Chứa các thư viện để vẽ các đối tượng mô phỏng trên thiết bị
màn hình.
 Màn hình trình diễn văn bản: Cung cấp mơi trường đồ họa để trình diễn mơ phỏng
trên thiết bị màn hình tới người dùng cuối.

Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 24


Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Crocodile ICT 605 vào dạy và học thuật tốn THPT
 Kênh mơ phỏng: Đóng vai trị như một kênh truyền thơng giữa hệ thống mơ phỏng
và người dùng cuối. Nó đọc một file kịch bản ASCII được cung cấp bởi người dùng
cuối mà trong đó có chứa mơ phỏng văn bản cung cấp việc phát sinh những lệnh.
 Kênh mô phỏng: Dịch các lệnh kịch bản thành các lệnh mô phỏng tương ứng và
chuyển qua những tham số điều kiện của đối tượng mô phỏng tới các hàm mô phỏng.
 Các hàm mô phỏng: Vẽ các đối tượng mô phỏng theo tham số điều kiện của đối
tượng đó tới Animation Viewer.
 Các tham số điều kiện (bao gồm tọa độ x và y): chỉ rõ nơi đối tượng được mô phỏng
xuất hiện trong Animation Viewer hoặc màu sắc của đối tượng được mô phỏng.

Người thiết kế mô cần tạo ra một file văn bản ASCII gồm có mọi lệnh để tạo ra mơ
phỏng. Những chú giải có thể là một dịng lệnh được đặt vào trong bất kỳ đoạn code nào
trong chương trình mà ở đó dữ liệu hoặc cấu trúc dữ liệu sắp được mô phỏng. Các lệnh mô
phỏng chuyển đầu vào là văn bản rõ thành đầu ra là một file văn bản ASCII. File kịch bản
sau đó được chuyển qua hệ thống tới mơ phỏng được tạo ra bởi q trình thực hiện của
người lập trình cuối.
e. Những khó khăn khi thực hiện mơ phỏng thuật tốn
Chưa thực sự nắm chắc về thuật tốn mà ta cần mơ phỏng.
Chưa hiểu rõ về q trình thực thi của thuật tốn khi áp dụng vào một bài toán cụ thể.
Từ lý thuyết đến thiết kế mơ phỏng trên mọi ngơn ngữ lập trình mà chưa nắm rõ về ngơn
ngữ đó thì sẽ gặp nhiều khó khăn trong khi mơ phỏng.
f. Một số u cầu khi thực hiện mơ phỏng thuật tốn:
 Mơ tả theo đúng thuật tốn:
Thuật tốn đưa ra phải chính xác, các bước thực hiện thuật toán phải trực quan và
phản ánh đúng theo nội dung thuật toán đã đưa ra để đảm bảo tính đúng đắn của thuật tốn.
Để kiểm tra tính đúng đắn của thuật tốn, ta có thể cài đặt giải thuật đó trên máy tính
rồi đưa vào các bộ dữ liệu xác định, lấy kết quả thu được xác định với kết quả đã biết. Bộ dữ
Trần Thị Mỹ Diệu_Lớp 10SPT_Khoa Tin Học_ĐHSP_ĐHĐN_Năm 2014

Trang 25