Giáo án Bài 28 · KHMT. Thiết kế chương trình theo mô đun

HS nhận ra hạn chế của chương trình viết gộp nhập, xử lí và xuất trong một đoạn, từ đó xác định nhu cầu mô đun hóa.

GV mô tả một chương trình giả định: một đoạn mã vừa yêu cầu người dùng nhập dãy số từ bàn phím, vừa tính tổng các số dương bằng vòng lặp, vừa in kết quả ngay trong cùng đoạn. HS trả lời hai câu hỏi: (1) Muốn thử phần tính tổng với dãy [-3,4,9] thì phải làm gì? (2) Nếu muốn sửa cách nhập dữ liệu thì có ảnh hưởng gì đến phần tính không?

HS nêu được ít nhất hai khó khăn: phải nhập tay mỗi lần kiểm thử, khó chạy tự động nhiều ca; sửa phần nhập có thể làm sai phần tính vì hai phần lẫn vào nhau. Từ đó HS nhận ra cần tách phần tính thành một hàm nhận dãy và trả kết quả.

HS giải thích được khái niệm mô đun, giao diện hàm, lợi ích của việc nhận tham số và trả kết quả, và việc tách nhập, xử lí, xuất.

HS làm việc theo cặp đôi, đọc mục Hiểu cách hoạt động trong sách hoặc trên trang NeoEdu, sau đó hoàn thành Phiếu học tập số 1 gồm năm câu: (1) Mô đun là gì? (2) Giao diện của hàm gồm những gì? (3) Vì sao hàm nên nhận tham số và trả kết quả, hạn chế biến toàn cục? (4) Tách nhập, xử lí, xuất giúp ích gì khi kiểm thử? (5) Vì sao không nên chia chương trình quá nhỏ?

Đáp án mong đợi: (1) Mô đun là phần chương trình có trách nhiệm riêng, có giao diện rõ ràng. (2) Giao diện gồm đầu vào (tham số), đầu ra (giá trị trả về) và điều kiện sử dụng. (3) Nhận tham số và trả kết quả giúp hàm độc lập, dễ dùng lại và kiểm thử, không phụ thuộc trạng thái bên ngoài. (4) Có thể truyền dữ liệu trực tiếp vào phần xử lí mà không cần bàn phím, nên kiểm thử thuận tiện. (5) Chia quá nhỏ làm chương trình rối, khó theo dõi; nên chia theo chức năng có ý nghĩa.

HS phân tích trách nhiệm của từng hàm trong chương trình mẫu, dự đoán và kiểm chứng kết quả với dữ liệu cố định [-3,4,9].

GV trình chiếu chương trình mẫu gồm hàm tong_duong(a) tính tổng các số dương trong dãy a và hàm bao_cao(a) gọi tong_duong(a), rồi in kết quả bao_cao([-3,4,9]). HS (1) dự đoán kết quả trước khi chạy; (2) chạy chương trình trên máy hoặc trên NeoEdu; (3) trả lời: hàm nào có trách nhiệm gì, phần tính có đọc bàn phím không, có sửa dãy a không?

Kết quả in ra là 13 (vì chỉ cộng 4 và 9, bỏ qua -3). Hàm tong_duong nhận dãy, duyệt các phần tử, cộng các số dương và trả về tổng; không đọc bàn phím, không sửa dãy nguồn. Hàm bao_cao nhận dãy và trả kết quả của tong_duong, là lớp giao diện đơn giản. Kết quả này có thể kiểm chứng lặp lại vì đầu vào cố định.

HS vận dụng kiến thức về hàm nhận tham số, trả kết quả và tách xử lí khỏi nhập để làm bài tập trắc nghiệm, đúng sai và sắp xếp.

HS làm các bài tập sau, có thể dùng bài tập tương tác trên NeoEdu: Bài 1: Đoán kết quả của print(f([1,-2,5])) với f(a) = sum(x for x in a if x>0). Bài 2: Đoán kết quả của print(f([])) với cùng hàm f. Bài 3: Đoán kết quả của print(f([-4,-1])) với cùng hàm f. Bài 4: Giao diện hàm nên rõ điều gì? A. Đầu vào, đầu ra và điều kiện; B. Chỉ màu mã; C. Chỉ tên người viết; D. Mọi mật khẩu. Bài 5: Đúng hay sai: tách xử lí khỏi nhập giúp kiểm thử thuận tiện. Bài 6: Sắp xếp các bước theo phương pháp giải: Cài và thử từng phần; Chia chức năng theo trách nhiệm; Tích hợp kiểm tra luồng; Định nghĩa giao diện.

Đáp án: Bài 1: 6 (1 + 5 = 6). Bài 2: 0 (tổng rỗng bằng 0). Bài 3: 0 (không có số dương). Bài 4: A (đầu vào, đầu ra và điều kiện, để dùng và kiểm thử độc lập). Bài 5: Đúng (có thể truyền dữ liệu trực tiếp). Bài 6: Chia chức năng theo trách nhiệm → Định nghĩa giao diện → Cài và thử từng phần → Tích hợp kiểm tra luồng.

HS vận dụng việc thiết kế hai mô đun (tính tổng số dương và báo cáo) để viết phác thảo chương trình và kiểm tra theo dữ liệu mẫu, gắn với tình huống thu thập số liệu thực tế, ví dụ dãy số đo có cả giá trị âm và dương.

HS làm việc theo cặp đôi, viết phác thảo hai hàm: một hàm tính tổng số dương nhận dãy và trả số, một hàm báo cáo gọi hàm tính. HS kiểm thử với dữ liệu mẫu [-3,4,9] và hai ca [] và [-4,-1]. Sau đó nêu lí do thiết kế và kiểm tra điều kiện áp dụng: hàm có tương thích khi dữ liệu có thể rỗng không?

Phác thảo gồm hai hàm: tong_duong(a) cộng các số dương và trả tổng; bao_cao(a) trả về tong_duong(a). Kết quả kiểm thử: [-3,4,9] cho 13; [] cho 0; [-4,-1] cho 0. Lập luận: hai trách nhiệm, giao diện rõ, không sửa dữ liệu nguồn, không phụ thuộc đầu vào tương tác. Theo thang chấm tham khảo: hai trách nhiệm và giao diện 0,3 điểm; hàm tổng dương đúng 0,35 điểm; kiểm thử mẫu cho 13 0,2 điểm; không đổi nguồn và không phụ thuộc đầu vào 0,15 điểm.