Giáo án Bài 20. Câu lệnh lặp for

Xác định vấn đề: để tính tổng nhiều số liên tiếp, máy tính cần lặp lại việc cộng dồn một cách tự động; từ đó HS có nhu cầu học câu lệnh for.

GV nêu bài toán: “Tính nhanh tổng $1 + 2 + 3 + 4 + 5$. Nếu $n$ là số bất kì, em cần làm gì?”. HS nhận xét các bước cộng lặp lại và nêu nhu cầu viết một đoạn lệnh lặp lại việc cộng để máy tự làm.

HS nêu được: tổng cần tìm là $1 + 2 + 3 + 4 + 5 = 15$; việc cộng lặp lại với số lượng phụ thuộc vào $n$ nên cần một cấu trúc lặp. Từ đó HS xác định nhiệm vụ của bài: dùng câu lệnh for để lặp các lệnh cộng.

Giải thích được cách for duyệt một dãy giá trị và cách hàm range tạo dãy: range(n) cho $0$ đến $n-1$, range(a, b) không gồm $b$, muốn cộng từ $1$ đến $n$ dùng range(1, n+1).

HS làm việc theo cặp với Phiếu học tập số 1 và quan sát bảng dự đoán trên slide. Từng cặp dự đoán giá trị của biến $i$ trong các trường hợp: range(4), range(2, 6), range(1, 4), range(1, n+1) với $n = 5$. Sau đó các cặp chạy thử bằng Python để kiểm tra dự đoán. Phiếu học tập số 1 nêu rõ: “Điền vào bảng giá trị của $i$ và nhận xét vì sao cận phải không được lấy”.

Kết quả điền trong Phiếu học tập số 1:

• range(4) sinh $0, 1, 2, 3$ (có $4$ giá trị, bắt đầu từ $0$, dừng trước $4$).
• range(2, 6) sinh $2, 3, 4, 5$ (không gồm $6$).
• range(1, 4) sinh $1, 2, 3$ (không gồm $4$), nên đáp án đúng là A.
• range(1, n+1) với $n = 5$ sinh $1, 2, 3, 4, 5$, đây là cách lấy đủ các số từ $1$ đến $n$.
  Kết luận HS rút ra: for duyệt lần lượt từng giá trị của dãy; cận phải $b$ của range(a, b) không được lấy.

Giải thích được vai trò khởi tạo $s = 0$ ngoài thân vòng lặp, thụt lề để xác định lệnh lặp, và phân biệt số lần lặp với giá trị của biến điều khiển sau vòng lặp.

GV chiếu chương trình mẫu tính tổng từ $1$ đến $n$:

n=int(input())
s=0
for i in range(1,n+1):
    s=s+i
print(s)

HS làm việc nhóm đôi, lập bảng theo dõi giá trị của $s$ và $i$ qua từng lượt khi $n = 5$, trả lời câu hỏi: “Tổng sau các lượt lần lượt là bao nhiêu? Vì sao $s = 0$ phải đặt ngoài vòng lặp? Khi thụt lề sai thì điều gì xảy ra? Số lần lặp là bao nhiêu và giá trị của $i$ sau vòng lặp là bao nhiêu?”.

Bảng theo dõi khi $n = 5$:

• Lượt 1: $i = 1$, $s = 1$.
• Lượt 2: $i = 2$, $s = 3$.
• Lượt 3: $i = 3$, $s = 6$.
• Lượt 4: $i = 4$, $s = 10$.
• Lượt 5: $i = 5$, $s = 15$; chương trình in 15.
  Kết luận HS rút ra:
• $s = 0$ được khởi tạo một lần ngoài thân vòng lặp; nếu đặt trong thân thì mỗi lượt đều xóa tổng cũ.
• Thụt lề xác định lệnh nào thuộc thân vòng lặp; dòng print(s) không thụt lề nên chỉ in sau khi lặp xong.
• Vòng lặp chạy $5$ lần, nhưng sau vòng lặp biến $i$ có giá trị cuối cùng là $5$; số lần lặp và giá trị biến điều khiển cuối là hai khái niệm khác nhau.

Vận dụng được cách đọc, dự đoán kết quả chương trình for và chọn đúng cách dùng range; sắp xếp đúng phương pháp giải một bài toán tính tổng.

HS chia thành 3 trạm, mỗi trạm 1 nhóm, luân phiên sau 4 phút:

• Trạm 1: Dự đoán kết quả các chương trình sau: (a) s=0, for i in range(4), s=s+i, in $s$; (b) s=0, for i in range(2,6), s+=i, in $s$; (c) s=1, for i in range(3), s*=2, in $s$.
• Trạm 2: Chọn đáp án đúng: range(1,4) sinh giá trị nào? A. $1, 2, 3$; B. $1, 2, 3, 4$; C. $0, 1, 2, 3$; D. $4, 3, 2, 1$. Đánh giá nhận định: “Đặt $s=0$ trong mỗi lượt vẫn giữ tổng các lượt trước.” Đúng hay sai?
• Trạm 3: Sắp xếp các bước giải bài toán tính tổng: Duyệt $1$ đến $n$; Đọc $n$ và khởi tạo tổng; In tổng sau vòng lặp; Cộng từng $i$ vào tổng.
  HS có thể kiểm tra bằng bài tập tương tác trên NeoEdu.

Đáp án:

• Trạm 1: (a) in $6$ vì $0+1+2+3 = 6$; (b) in $14$ vì $2+3+4+5 = 14$; (c) in $8$ vì $s$ nhân $2$ ba lần: $1 \to 2 \to 4 \to 8$.
• Trạm 2: Đáp án A, vì cận phải $4$ không được lấy. Nhận định “Đặt $s=0$ trong mỗi lượt vẫn giữ tổng các lượt trước” là Sai, vì lệnh này xóa tổng cũ mỗi lần.
• Trạm 3: Thứ tự đúng: Đọc $n$ và khởi tạo tổng → Duyệt $1$ đến $n$ → Cộng từng $i$ vào tổng → In tổng sau vòng lặp.
  HS nộp đáp án tự kiểm tra cho GV xem qua NeoEdu hoặc phiếu ghi của nhóm.

Vận dụng được câu lệnh for để viết chương trình hoàn chỉnh tính tổng các số nguyên từ $1$ đến $n$ và kiểm tra kết quả bằng dữ liệu mẫu cùng trường hợp $n = 0$.

Bài toán gắn thực tế: Một bạn đi bộ mỗi ngày tăng thêm số bước theo thứ tự $1, 2, 3, \dots$ bước; cần tính tổng số bước đi trong $n$ ngày. Yêu cầu: viết chương trình nhập $n$ nguyên không âm, in tổng từ $1$ đến $n$; kiểm tra với $n = 5$ (kết quả $15$) và $n = 0$. Giải thích vì sao khi $n = 0$ chương trình in $0$.

Chương trình gợi ý:

n=int(input())
s=0
for i in range(1,n+1):
    s=s+i
print(s)

Kết quả kiểm thử: với $n = 5$ in 15 (các tổng sau lượt là $1, 3, 6, 10, 15$); với $n = 0$ in 0.
Giải thích: range(1, 1) là dãy rỗng nên thân vòng lặp không thực hiện; biến $s$ được khởi tạo bằng $0$ và được giữ nguyên nên chương trình in $0$, đó là tổng của dãy rỗng.
Tiêu chí chấm: khởi tạo tổng ngoài vòng lặp; dùng range(1, n+1); kiểm thử đúng $n = 5$ và $n = 0$. Chấp nhận phương án khác đúng và có lập luận.