SKKN Kinh nghiệm và kĩ năng giảng dạy phần “BFS VÀ CÁC ỨNG DỤNG”

1. Tên sáng kiến, lĩnh vực áp dụng

Tên sáng kiến: “BFS VÀ CÁC ỨNG DỤNG”

Lĩnh vực áp dụng: giảng dạy môn chuyên lớp 10

2. Nội dung

a. Giải pháp cũ thường làm:

Khi giảng dạy phần “BFS và các ứng dụng” cho học sinh THPT thường gặp phải hai vấn đề chính đó là chưa có hệ thống bài tập rõ ràng và chuyên đề về đồ thị tương đối mới đối với đại bộ phận giáo viên dạy Tin học trong tỉnh.

* Về vấn đề thiếu hệ thống bài tập rõ ràng, thông thường các giáo viên chỉ giải thích lý thuyết và cung cấp một số ví dụ để học sinh có thể hiểu và áp dụng vào thực tế. Tuy nhiên, điều này khiến cho học sinh gặp khó khăn trong việc nắm vững kiến thức và áp dụng vào các bài tập thực tế.

Bài tập Tin học liên quan tới BFS trong các đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh thường đa dạng. Để có tài liệu dạy đội tuyển, giáo viên thường phải dày công tìm tòi từ nhiều nguồn tư liệu. Khi soạn giảng, giáo viên bắt buộc phải tham khảo rất nhiều tài liệu từ nhiều phương tiện, do đó mất rất nhiều thời gian và công sức, tốn kém nhiều tiền bạc.

* Về vấn đề chuyên đề về đồ thị tương đối mới và khó đối với đại bộ phận giáo viên dạy Tin học trong tỉnh. Do đó nhiều giáo viên cảm thấy khó khăn trong việc giảng dạy vì không có đủ kiến thức về đồ thị để giải thích và hướng dẫn cho học sinh. Giáo viên cũng phải đối mặt với nhiều thách thức trong việc giảng dạy phần “BFS và các ứng dụng”. Một số khó khăn thường gặp là:

Thiếu tài liệu và sách báo chuyên ngành: Việc tiếp cận các tài liệu và sách báo chuyên ngành về đồ thị và thuật toán BFS không phải là dễ dàng Vì tài liệu trên nguồn internet là rời rạc. Điều này khiến cho các giáo viên khó có thể nắm bắt và cập nhật kiến thức mới nhất trong lĩnh vực này.

Thiếu kinh nghiệm giảng dạy: Nhiều giáo viên chưa có đủ kinh nghiệm và kỹ năng trong việc giảng dạy phần “BFS và các ứng dụng”. Điều này khiến cho việc truyền đạt kiến thức và hướng dẫn cho học sinh gặp nhiều khó khăn.

b. Giải pháp mới cải tiến:

Nhóm tác giả sử dụng hệ thống kiến thức thông qua việc phân loại các dạng BFS bằng thuật toán và các bài tập ứng dụng. Do đó BFS và các ứng dụng được xây dựng là rất logic, đa dạng, phong phú, thể hiện kiến thức bao chùm từ cơ bản đến phức tạp, từ dễ đến khó, phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh, có thể dành cho nhiều đối tượng học sinh dự thi học sinh giỏi THPT.

Đối với học sinh lần đầu tiên tiếp cận với lý thuyết đồ thị sẽ không tránh khỏi những ngỡ ngàng, lạ lẫm, có phần trừu tượng khó hiểu. Để giúp đỡ giải quyết vấn đề đó, trong chuyên đề này nhóm tác giả trình bày về phương pháp duyệt theo chiều rộng (BFS) trên đồ thị và các ứng dụng. Phần lý thuyết về cơ bản đã rất rõ ràng trong cuốn Tài liệu giáo khoa chuyên Tin, nhóm tác giả trình bày lại theo hướng tiếp cận khác nhằm mục đính giúp cho giáo viên và học sinh có thể dễ dàng nghiên cứu hơn. Trong nội dung nghiên cứu, nhóm tác giả trình bày về những ứng dụng cơ bản của BFS và các bài tập cho học sinh luyện tập, các bài tập được sắp xếp theo mức độ từ dễ tới khó, mỗi bài có hướng dẫn sơ lược, có link test, một số bài chỉ để link để giáo viên và học sinh tham khảo thêm. Nội dung nghiên cứu này được dùng để dạy các em học sinh lớp 10 chuyên Tin, mới học đến phần lý thuyết cơ bản về đồ thị và các đối tượng học sinh ở các trường phổ thông trong tỉnh ôn thi HSG tiếp cận.

Hệ thống bài tập lựa chọn đưa vào trong nội dung nghiên cứu này được sưu tầm chủ yếu nguồn trên SPOJ và VNOI để thuận tiện cho bạn đọc luyện tập. Code mẫu một phần là của chính tác giả, một phần được tham khảo trên Internet.

Trong mỗi dạng bài theo mức độ nhận thức, bài tập được sắp xếp theo từng chủ đề với cùng mức độ kiến thức.

Phần A: BẢN TÓM TẮT SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

1. Tên sáng kiến, lĩnh vực áp dụng

Tên sáng kiến: “BFS VÀ CÁC ỨNG DỤNG”

Lĩnh vực áp dụng: giảng dạy môn chuyên lớp 10

2. Nội dung

a. Giải pháp cũ thường làm:

Khi giảng dạy phần “BFS và các ứng dụng” cho học sinh THPT thường gặp phải hai vấn đề chính đó là chưa có hệ thống bài tập rõ ràng và chuyên đề về đồ thị tương đối mới đối với đại bộ phận giáo viên dạy Tin học trong tỉnh.

* Về vấn đề thiếu hệ thống bài tập rõ ràng, thông thường các giáo viên chỉ giải thích lý thuyết và cung cấp một số ví dụ để học sinh có thể hiểu và áp dụng vào thực tế. Tuy nhiên, điều này khiến cho học sinh gặp khó khăn trong việc nắm vững kiến thức và áp dụng vào các bài tập thực tế.

Bài tập Tin học liên quan tới BFS trong các đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh thường đa dạng. Để có tài liệu dạy đội tuyển, giáo viên thường phải dày công tìm tòi từ nhiều nguồn tư liệu. Khi soạn giảng, giáo viên bắt buộc phải tham khảo rất nhiều tài liệu từ nhiều phương tiện, do đó mất rất nhiều thời gian và công sức, tốn kém nhiều tiền bạc.

* Về vấn đề chuyên đề về đồ thị tương đối mới và khó đối với đại bộ phận giáo viên dạy Tin học trong tỉnh. Do đó nhiều giáo viên cảm thấy khó khăn trong việc giảng dạy vì không có đủ kiến thức về đồ thị để giải thích và hướng dẫn cho học sinh. Giáo viên cũng phải đối mặt với nhiều thách thức trong việc giảng dạy phần “BFS và các ứng dụng”. Một số khó khăn thường gặp là:

Thiếu tài liệu và sách báo chuyên ngành: Việc tiếp cận các tài liệu và sách báo chuyên ngành về đồ thị và thuật toán BFS không phải là dễ dàng Vì tài liệu trên nguồn internet là rời rạc. Điều này khiến cho các giáo viên khó có thể nắm bắt và cập nhật kiến thức mới nhất trong lĩnh vực này.

Thiếu kinh nghiệm giảng dạy: Nhiều giáo viên chưa có đủ kinh nghiệm và kỹ năng trong việc giảng dạy phần “BFS và các ứng dụng”. Điều này khiến cho việc truyền đạt kiến thức và hướng dẫn cho học sinh gặp nhiều khó khăn.

b. Giải pháp mới cải tiến:

Nhóm tác giả sử dụng hệ thống kiến thức thông qua việc phân loại các dạng BFS bằng thuật toán và các bài tập ứng dụng. Do đó BFS và các ứng dụng được xây dựng là rất logic, đa dạng, phong phú, thể hiện kiến thức bao chùm từ cơ bản đến phức tạp, từ dễ đến khó, phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh, có thể dành cho nhiều đối tượng học sinh dự thi học sinh giỏi THPT.

Đối với học sinh lần đầu tiên tiếp cận với lý thuyết đồ thị sẽ không tránh khỏi những ngỡ ngàng, lạ lẫm, có phần trừu tượng khó hiểu. Để giúp đỡ giải quyết vấn đề đó, trong chuyên đề này nhóm tác giả trình bày về phương pháp duyệt theo chiều rộng (BFS) trên đồ thị và các ứng dụng. Phần lý thuyết về cơ bản đã rất rõ ràng trong cuốn Tài liệu giáo khoa chuyên Tin, nhóm tác giả trình bày lại theo hướng tiếp cận khác nhằm mục đính giúp cho giáo viên và học sinh có thể dễ dàng nghiên cứu hơn. Trong nội dung nghiên cứu, nhóm tác giả trình bày về những ứng dụng cơ bản của BFS và các bài tập cho học sinh luyện tập, các bài tập được sắp xếp theo mức độ từ dễ tới khó, mỗi bài có hướng dẫn sơ lược, có link test, một số bài chỉ để link để giáo viên và học sinh tham khảo thêm. Nội dung nghiên cứu này được dùng để dạy các em học sinh lớp 10 chuyên Tin, mới học đến phần lý thuyết cơ bản về đồ thị và các đối tượng học sinh ở các trường phổ thông trong tỉnh ôn thi HSG tiếp cận.

Hệ thống bài tập lựa chọn đưa vào trong nội dung nghiên cứu này được sưu tầm chủ yếu nguồn trên SPOJ và VNOI để thuận tiện cho bạn đọc luyện tập. Code mẫu một phần là của chính tác giả, một phần được tham khảo trên Internet.

Trong mỗi dạng bài theo mức độ nhận thức, bài tập được sắp xếp theo từng chủ đề với cùng mức độ kiến thức.

3. Hiệu quả kinh tế, xã hội dự kiến đạt được

a. Hiệu quả kinh tế.

“BFS và các ứng dụng” không gây tốn kém về kinh tế của phụ huynh học sinh và nhà trường, vì vậy nó có thể áp dụng thường xuyên, liên tục ở các tiết học trên lớp; góp phần tích cực chuyển biến cách dạy, học của giáo viên và học sinh chuyên tin cũng như các đối tượng học sinh khá giỏi không thuộc lớp chuyên, trường chuyên.

b. Hiệu quả xã hội.

– Nhiều học sinh đã tự giải được các bài tập trong cuốn Tài liệu giáo khoa chuyên tin và một số bài tập trên các trang nguồn SPOJ, VNOI.

– Nhiều học sinh đã thực sự yêu thích, đam mê môn Tin học. Qua đó các em có định hướng nghề nghiệp sau này.

– Kết quả thu được thể hiện qua các bài kiểm tra qua hai năm học rất khả quan. Cụ thể:

Kết quả kiểm tra giữa