Báo cáo nghiên cứu khoa học " " doc

Cùng với sự ứng dụng ngày càng rộng rãi máy tính vào cuộc sống nói chung và vào công việc giảng dạy, học tập nói riêng, một phương pháp học tập mới được ra đời và hiện đang được sử dụng

TỪ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC CHƯƠNG TRÌNH HÓA

ĐẾN PHƯƠNG PHÁP HỌC CHƯƠNG TRÌNH HÓA

Hà Viết Hải Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế

I MỞ ĐẦU

Trước đây, phương pháp dạy học chương trình hóa được đề cập khá nhiều

và cũng đã có khá nhiều người cố gắng áp dụng nó Tuy nhiên, bên cạnh các ưu điểm về mặt lý thuyết, phương pháp này đặt ra một số vấn đề khó khăn khi sử dụng nên nó không được dùng nhiều trong thực tế và dần dần bị lãng quên Cùng với sự ứng dụng ngày càng rộng rãi máy tính vào cuộc sống nói chung và vào công việc giảng dạy, học tập nói riêng, một phương pháp học tập mới được ra đời

và hiện đang được sử dụng nhiều hơn là phương pháp học chương trình hóa, với dạng thể hiện thường gặp nhất là các trang web tự học Bài viết này trình bày nhận xét của tác giả về hai phương pháp dạy và học nói trên cũng như mối liên quan giữa chúng cùng với phần phân tích lý do tại sao bài giảng chương trình hóa thường được biên soạn ở dạng trang web

II PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC CHƯƠNG TRÌNH HÓA

Theo phương pháp này, một bài học lớn được chia thành nhiều phần, mỗi phần được gọi là một liều kiến thức Giáo viên tổ chức và điều khiển lớp học không theo kiểu đồng nhất đối với tất cả học sinh như trong lớp học bình thường

mà cá biệt hóa cho từng học sinh Mỗi học sinh, sau khi học xong một liều kiến thức thì ngay lập tức được kiểm tra và diễn tiến học tập tiếp theo của người này xảy ra thế nào tùy thuộc vào kết quả kiểm tra của mình Nếu kết quả kiểm tra là

tốt thì tiếp tục học liều kiến thức tiếp theo, nếu kém thì phải quay lại học liều kiến thức vừa học, thậm chí có trường hợp phải học lại những kiến thức bổ sung

Phương pháp dạy học chương trình hóa có hai ưu điểm chủ yếu là thể hiện được quan điểm đặt trọng tâm của quá trình dạy học vào người học và cá biệt hóa quá trình dạy học theo trình độ và năng lực của từng học viên Hai điểm này được đánh giá rất cao trong lý luận dạy học hiện đại Điểm thứ nhất được thể hiện ở chổ để cho người học chủ động tiếp thu kiến thức (giáo viên thường chỉ đóng vai trò hướng dẫn), do vậy phát huy được tính tích cực và chủ động của họ Điểm thứ hai dễ nhận thấy hơn, từng cá nhân học viên có thể tiếp thu kiến thức với lượng thời gian khác nhau cũng như theo các diễn tiến khác tùy vào kiến thức

có sẵn và khả năng, tốc độ học tập của riêng mình

Nếu không có máy tính hỗ trợ, đối với giáo viên, có nhiều khó khăn về mặt chuẩn bị cũng như điều khiển lớp học để có thể thực hiện được một buổi dạy học chương trình hóa Trước hết là phải biên soạn bài giảng theo cấu trúc bài giảng chương trình hóa - phân chia thành từng đơn vị tương đối độc lập, mỗi đơn vị có một loạt các câu hỏi kiểm tra đủ chất lượng để đánh giá mức độ tiếp thu của người học Tiếp theo, phải có hình thức để có thể tổ chức quá trình dạy học sao cho cá biệt hóa được với từng học sinh chứ không theo kiểu diễn biến đều trong

cả lớp Nếu như vấn đề khó khăn thứ nhất liên quan nhiều đến tính chuyên môn

và thời gian, sự cố gắng của giáo viên thì khó khăn thứ hai chủ yếu liên quan đến khả năng điều khiển, quản lý của giáo viên đến từng học sinh, một điều không dễ thực hiện nếu không có máy tính hỗ trợ

Do những khó khăn trên, nhất là nguyên nhân thứ hai, nên mặc dù có nhiều

ưu điểm, phương pháp dạy học chương trình hóa không được ứng dụng nhiều lắm và hiện tại ta cũng ít nghe nhắc đến nó trong số các phương pháp dạy học hiện đại Tuy nhiên, những ý tưởng chủ đạo của nó được thể hiện trong một hình

thức học tập khác đang được sử dụng rộng rãi trong thời đại tri thức là học trên máy tính dưới dạng các bài học chương trình hóa được biên soạn theo hình thức các trang web

III PHƯƠNG PHÁP HỌC CHƯƠNG TRÌNH HÓA

1 Định nghĩa:

Quá trình học trong đó học viên tiến tới theo nhịp độ riêng của họ bằng cách dùng sách bài tập, sách giáo khoa hoặc các công cụ điện tử khác trong đó thông tin được cung cấp theo từng bước rời rạc, kiểm tra việc học sau mỗi bước

và cung cấp ngay thông tin phản hồi về kết quả

(http://www.ibe.unesco.org/International/DocServices/Thesaurus/00003759.htm)

2.Ví dụ:

Ta hãy xem xét một ví dụ dưới đây để có thể hiểu rõ hơn về cách thức thực hiện bài học chương trình hóa Đây là một trích đoạn (dịch theo nguyên bản tiếng Anh) về bài học vận tốc tại website ThinkQuest, nơi cung cấp các bài học vật lý

về cơ học, quang học, sóng và điện học Độc giả có thể xem nội dung đầy đủ của

nó theo địa chỉ http://library.thinkquest.org/10796/ch2.htm

a, Bài học

VẬN TỐC

Tác giả Keiji Oenoki [physic@amerso.edu.pe]

Chúng ta sẽ bắt đầu học vật lý với việc học về sự chuyển động

Hãy nhìn xung quanh mình, và bạn sẽ thấy rằng hầu như mọi vật đều đang chuyển động: chim bay, người chạy, quyển sách rơi… Chúng ta sẽ phân tích các chuyển động này và suy nghĩ về việc các vật chuyển động nhanh chậm thế nào và

đi được bao xa

 Mục 1 Khoảng cách và độ dịch chuyển

Khoảng cách khác với độ dịch chuyển Khi bạn di chuyển 50 km về

phía Đông và sau đó là 20 km về phía Tây, tổng khoảng cách là 70

km, nhưng độ dịch chuyển của bạn là 30 km về phía Đông

Trong vật lý, ta nói khoảng cách là vô hướng và độ dịch chuyển là

một vector Vô hướng có một độ lớn còn vector có cả độ lớn và

hướng Vô hướng là một chiều còn vector là hai chiều

CÂU HỎI: Một chiếc xe đi 50 km về phía Bắc Độ dịch chuyển của

nó như thế nào? (ví dụ “10 km Đông”)

CÂU HỎI: Một chiếc xe di chuyển 20 km Đông và 70 km Tây

Khoảng cách là bao nhiêu km

 Mục 2 Vận tốc trung bình và vận tốc tức thời

Vận tốc biểu diễn sự nhanh chậm của sự di chuyển của một đối tượng

w

50 km

theo một hướng nào đó Vận tốc trung bình được tính bằng cách chia

độ dịch chuyển cho thời gian

time

nt displaceme t

d





(displacement: độ dịch chuyển, time: thời gian dịch chuyển)

Ví dụ, khi một chiếc xe di chuyển được 50 km trong 2 giờ, vận tốc

trung bình là 25.5 km/h bởi vì km h

h

km

2

50





Vận tốc tức thời biểu diễn vận tốc của một vật tại một thời điểm Ví

dụ, khi bạn lái một chiếc xe và đồng hồ tốc độ chỉ 90km/h thì vận tốc tức thời của chiếc xe là 90km/h

CÂU HỎI: Một chiếc xe đi 20 km về phía Đông và 60 km về phía

Tây trong 2 giờ Vận tốc trung bình của nó là km/h

CÂU HỎI: Một chiếc xe di chuyển được bao nhiêu trong vòng 15

phút với vận tốc 20 m/s? km

(tiếp theo 2 mục vừa trình bày trên là 3 mục khác của bài học, sau đó là liên kết đến bài kiểm tra tổng quát dưới đây)

b, Bài kiểm tra tổng hợp sau khi học xong toàn bộ bài học

Sau đây là trích phần đầu của bài kiểm tra tổng hợp

Đây là cơ hội để bạn áp dụng kiến thức đã học trong chương này

Khoảng cách và độ dịch chuyển là khác nhau Khoảng cách là vô hướng còn

độ dịch chuyển là vector Bạn đã biết cách để tính tốc độ trung bình Bạn sẽ làm quen với đồ thị vị trí - và đồ thị vận tốc - thời gian Vận tốc có thể được tính toán dựa trên đồ thị vị trí - thời gian

Chương 2 Kiểm tra tổng hợp

1 Nếu bạn di chuyển 10 km Bắc, 10 km Đông và 10 km Tây,

a Độ dịch chuyển của bạn là? (ví dụ, “10 km Nam”)

b Tổng khoảng cách di chuyển của bạn là bao nhiêu? km

Đồ thị dưới đây biểu diễn vị trí của một con chuột theo thời gian

0

5

10

15

20

25

30

35

40

a Vận tốc trung bình trong khoảng t = 0 và t = 4 ? m/s

b Khoảng cách di chuyển trong khoảng t = 0 và t = 4 ? m

(Tiếp theo hai câu hỏi trên là 3 câu hỏi khác, sau đó là phần để xem kết quả)

Nếu bạn đã làm xong, hãy nhấn nút:

c, Giải thích hoạt động của bài học trong ví dụ trên

Bài học trên được biên soạn ở dạng trang web (HTML) Sau khi nghiên cứu xong từng mục (một liều kiến thức), người học trả lời câu hỏi bằng cách gõ vào ô trả lời và bấm nút để xem kết quả Lúc này chương trình (viết bằng mã JavaScript) ẩn đằng sau bài học sẽ xử lý câu trả lời, so sánh với đáp án

và hiển thị kết quả lên trên ô trả lời mà người học vừa sử dụng Tương tự, đối với bài kiểm tra tổng hợp (Quiz), người học trả lời tất cả các câu hỏi vào các ô dành sẵn và nhấn nút , kết quả sẽ được chương trình tự động hiển thị trong

ô dành sẵn ở dưới nút này Đối với nút “Kiểm tra”, tuỳ thuộc vào câu trả lời của người đọc mà kết quả khi nhấn nút là khác nhau Nếu trả lời đúng sau 1 hoặc 2 hoặc 3,… lần trả lời thì sẽ nhận được kết quả “Đúng” hoặc “Xuất sắc!” hoặc

“Làm tốt!” hoặc “Tốt!” hoặc ‘Hoàn toàn đúng!” Tương tự như vậy, khi trả lời sai thì người học cũng nhận được các thông báo thích ứng tuỳ vào số lần trả lời đối với nút “Xem điểm”, người học sẽ biết được mình đã trả lời đúng được bao nhiêu câu trong số tất cả các câu hỏi được đặt ra cùng với một lời bình luận về mức độ điểm đạt được

3 Nhận xét:

Bài học chương trình hóa rõ ràng có ưu điểm rất lớn Trước hết, nó là một dạng để tổ chức bài học theo kiểu tự học, một dạng bài học ngày càng trở nên cần thiết trong một xã hội tri thức, với yêu cầu học tập suốt đời Thứ hai, nó giúp

người học nhanh chóng biết được mức độ tiếp thu kiến thức của mình, từ đó làm chủ quá trình học Điều này giúp tránh những trường hợp người học do chủ quan, chỉ học một cách nông cạn bài học, không đạt được độ sâu cần thiết Một điểm nữa là bài học được tổ chức theo kiểu này làm cho quá trình học trở nên thú vị hơn, yêu cầu người học luôn phải suy nghĩ tích cực và vì thế phát huy tốt hơn trí tuệ của họ

IV MỐI LIÊN QUAN GIỮA PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

CHƯƠNG TRÌNH HÓA VÀ PHƯƠNG PHÁP HỌC CHƯƠNG TRÌNH

HÓA

Điểm giống nhau giữa hai phương pháp này rất dễ được nhận ra Cả hai loại hình đều nhằm mục tiêu quan trọng nhất là nhanh chóng phản hồi thông tin về mức độ tiếp thu kiến thức của người học để lấy đó làm cơ sở điều khiển quá trình học một cách có hiệu quả và đảm bảo chất lượng Cách thức tổ chức bài học là hoàn toàn giống nhau

Điểm khác nhau thể hiện ở hình thức tổ chức “lớp học” Phương pháp dạy học chương trình hoá lấy người học làm trung tâm nhưng vẫn có vai trò trực tiếp của người dạy Đối với bài học chương trình hoá thì người dạy chỉ đóng vai trò biên soạn bài giảng, không có sự có mặt trực tiếp khi người học tiến hành quá trình học, do đó rất thích hợp để tổ chức học và sử dụng trong loại hình đào tạo

từ xa Điều này cũng có nghĩa là vấn đề khó khăn trong việc buộc giáo viên phải

có khả năng trực tiếp theo dõi, đánh giá và điều khiển quá trình học tập cho từng người học đã được giải quyết

Như vậy, quá trình tiếp thu kiến thức khi sử dụng bài học chương trình hóa

và khi sử dụng phương pháp dạy học chương trình hóa là rất giống nhau, ngoại trừ ở điểm không cần có sự điều khiển, quản lý trực tiếp của giáo viên trong

trường hợp học chương trình hóa Nói cách khác, bài học chương trình hóa có các ưu điểm cơ bản của phương pháp dạy học chương trình hóa và đã khắc phục được nguyên nhân quan trọng làm cho phương pháp này không được ứng dụng rộng rãi

Từ những nhận xét này, ta có thể xem học chương trình hóa là một hình thức phát triển cao của việc dạy học chương trình hóa, ở đó người học tự tiến hành quá trình học mà không cần có sự hiện diện trực tiếp của giáo viên

V CÁC HÌNH THỨC TRÌNH BÀY BÀI HỌC CHƯƠNG TRÌNH HÓA

Bài học chương trình hóa phải có hai khả năng cơ bản là biểu diễn được các dạng dữ liệu cần thiết để trình bày bài học và khả năng phản hồi được kết quả cho người học khi họ thực hiện xong việc trả lời câu hỏi Ngoài ra, cũng cần đánh giá thêm về mức độ dễ dàng biên soạn bài giảng, sự thuận tiện và dễ sử dụng cùng với khả năng phân phối nhanh, rộng rãi đến người học Dưới đây là phân tích sơ bộ về những hình thức có thể thực hiện và đánh giá chúng theo các tiêu chí cơ bản vừa đề cập

1 Biểu diễn trên giấy

Bài học được biên soạn và sử dụng ở hình thức trên giấy

Ưu điểm:

 Có khả năng biểu diễn dễ dàng các thông tin tĩnh: văn bản, ảnh tĩnh…

 Dễ biên soạn và sử dụng

 Không cần có thiết bị khi sử dụng

 Dễ phân phối nếu số lượng người học là ít và gần nơi phân phối

Nhược điểm:

 Không có khả năng biểu diễn những dạng thông tin động như âm thanh, ảnh động, phim…

 Khó tổ chức tốt việc đưa thông tin phản hồi khi người đọc trả lời câu hỏi Nếu viết sẵn câu trả lời lên giấy thì dễ làm người học đọc trước (hoặc đọc sau lần trả lời câu hỏi đầu tiên), do đó không đạt được mục tiêu đề ra khi đặt câu hỏi là để đánh giá thực chất mức độ tiếp thu kiến thức của người học

 Khó có thể nhanh chóng tính điểm sau khi người học làm bài kiểm tra tổng hợp Trường hợp này, thường yêu cầu người học tự xem đáp án và tự tính điểm lấy Có lẽ nếu thực hiện theo phương án này thì hiệu quả của việc phản hồi kết quả không còn được cao Vả lại, sau lần thử kiểm tra kết quả thứ nhất, nếu người học trả lời sai, họ sẽ biết được đáp án và vì thế, họ không còn tích cực suy nghĩ để thử trả lời lại nữa

 Khó phân phối cho người học ở xa, tốn kém nếu phân phối với số lượng lớn

2 Biểu diễn trên máy tính:

Có thể chia làm hai nhóm cơ bản, một là sử dụng các văn bản tĩnh và hai là

sử dụng các dạng động khác như trang web, chương trình hoặc các dạng phim, trình diễn đơn giản và trình diễn cao cấp

a, Sử dụng văn bản tĩnh

Bài học được biên soạn thành file văn bản, học viên dùng phần mềm thích hợp để xem bài học trên máy tính

Ưu điểm:

 Tương tự với dạng biểu diễn trên giấy, tuy nhiên khả năng phân phối được

dễ dàng hơn thông qua việc trao đổi file chứa bài học

 Dễ biên soạn và sử dụng Có thể dễ dàng chuyển thành bài học trên giấy bằng cách in ra văn bản

Nhược điểm:

 Tương tự đối với dạng biểu diễn trên giấy

 Cần có phần mềm và máy tính thích hợp để sử dụng (nếu bài học chưa được in ra)

 Không thể phản hồi nhanh chóng và tự động kết quả kiểm tra của người học

b, Sử dụng dạng chương trình

Bài học được soạn thành dạng chương trình, học viên chạy chương trình để học

Ưu điểm:

 Dễ dàng thực hiện việc phản hồi thông tin bằng cách viết các đoạn mã thích hợp

 Việc học bài ở dạng chương trình đòi hỏi phải có máy tính thích hợp vì ngoại trừ chương trình Java, các dạng chương trình khác không chạy được trên mọi dạng máy tính, mà việc viết trình Java lại khó và mất thời gian

 Không in được bài giảng ra giấy

c, Dạng trình diễn đơn giản (ví dụ trên PowerPoint)

Ưu điểm:

 Dễ tạo và dễ sử dụng

 Biểu diễn được hầu hết các dạng dữ liệu tĩnh và động

Nhược điểm:

 Việc viết trình để thực hiện phản hồi thông tin là khó khăn

 Kích thước bé của từng trang trình diễn không thuận lợi để bố trí các phần kiến thức dài

 Để sử dụng cần có phần mềm và máy tính thích hợp

 Chỉ giữ lại được các phần trình bày tĩnh của bài giảng khi được in ra giấy

d, Dạng trình diễn cấp cao (ví dụ trên Flash)

Ưu điểm:

 Thể hiện rất tốt các dạng dữ liệu tĩnh và động

 Khả năng lập trình để phản hồi thông tin khá mạnh

Nhược điểm:

 Mất nhiều công sức để tạo bài học

 Khả năng lập trình tuy tốt nhưng khó thực hiện