Dạy học là một quá trình điều khiển hoạt động của học sinh nhằm đạt được những mục đích dạy học. Còn học tập là một quá trình xử lý thông tin. Quá trình này có chức năng: đưa thông tin vào, ghi nhớ thông tin, biến đổi thông tin, đưa thông tin ra và điều phối. Học sinh thực hiện các chức năng này bằng những hoạt động của mình.
Trang 1Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS.Mai Văn Trinh
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Lập
Vinh, 05/2009
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - -
Trang 2PHẦN MỞ ĐẦU
CHƯƠNG I: CỞ SỞ LÍ LUẬN…
CHƯƠNG II: MỘT SỐ ĐỊNH HƯỚNG SƯ PHẠM…
CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
KẾT LUẬNKHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Trang 42 Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn, đề ra một số định hướng sư phạm nhằm phát triển tư duy thuật giải cho học sinh trong quá trình dạy học các cấu trúc điều khiển và các kiểu dữ liệu có cấu trúc góp phần nâng cao chất lượng dạy học Tin học ở trường Phổ thông.
3 Giả thuyết khoa học
Nếu đổi mới phương pháp dạy học theo định hướng phát triển tư
duy thuật giải thì sẽ kích thích hứng thú học tập, tích cực hoá hoạt
động nhận thức của học sinh Do đó, nâng cao chất lượng dạy học Tin học 11 THPT.
Trang 55 Đối tượng nghiên cứu
* Nội dung, phương pháp, hoạt động dạy và học lập trình ở trường PT.
* Sách giáo khoa, sách giáo viên và sách bài tập Tin học 10, 11 THPT.
4 Nhiệm vụ nghiên cứu
Nghiên cứu cơ sở khoa học của việc phát triển tư duy thuật giải
cho học sinh trong dạy học Tin học 11 THPT.
Làm rõ khái niệm tư duy, tư duy thuật giải, xác định các nét đặc
trưng của việc phát triển tư duy thuật giải.
Xây dựng quy trình dạy học theo hướng phát triển tư duy thuật giải cho học sinh thông qua dạy học các cấu trúc điều khiển và các kiểu dữ liệu có cấu trúc.
Trang 66 Phương pháp nghiên cứu
6.1 Nghiên cứu lý thuyết
* Các tài liệu, bài giảng về phương pháp dạy học Tin học, phương pháp dạy học môn Toán, các tài liệu giáo dục học, tâm lý học…
* Nghiên cứu vị trí, khối lượng kiến thức về lập trình trong chương trình Tin học phổ thông.
* Nghiên cứu các tài liệu về ngôn ngữ lập trình Pascal.
6.2 Nghiên cứu thực tiễn
* Dự giờ, quan sát gìơ dạy của giáo viên và hoạt động học tập của học sinh trong quá trình dạy học nói chung và dạy học các cấu trúc điều khiển và các kiểu dữ liệu có cấu trúc nói riêng.
* Tìm hiểu qua giáo viên để nắm được tình hình giảng dạy và học tập Tin học trong nhà trường Phổ thông hiện nay.
* Tiến hành thực nghiệm sư phạm.
Trang 77 Cấu trúc của khoá luận
Phần mở đầu
Chương I: Cơ sở lý luận của việc phát triển tư duy thuật giải
cho học sinh thông qua dạy học các cấu trúc điều khiển và các kiểu dữ liệu có cấu trúc.
Chương II: Một số định hướng sư phạm góp phần phát triển
tư duy thuật giải cho học sinh thông qua dạy học các các cấu trúc điều khiển và các kiểu dữ liệu có cấu trúc.
Chương III: Thực nghiệm sư phạm.
Kết luận
Tài liệu tham khảo.
Trang 8CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN TƯ DUY THUẬT GIẢI CHO
HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC CÁC CẤU TRÚC ĐIỀU KHIỂN VÀ CÁC
KIỂU DỮ LIỆU CÓ CẤU TRÚC.
1.1 Cơ sở lý luận
1.1.1 Quan điểm hoạt động trong phương pháp dạy học.
Dạy học là một quá trình điều khiển hoạt động của học sinh nhằm đạt được những mục đích dạy học Còn học tập là một quá trình xử lý thông tin Quá trình này có chức năng: đưa thông tin vào, ghi nhớ thông tin, biến đổi thông tin, đưa thông tin ra và điều phối Học sinh thực hiện các chức năng này bằng những hoạt động của mình
1.1.2 Tư duy và đặc điểm của tư duy
1 Tư duy
Tư duy là một quá trình tâm lý phản ánh những thuộc tính bản chất, những mối liên hệ và quan hệ bên trong có tính quy luật của sự vật hiện tượng trong hiện thực khách quan mà trước đó ta đã biết.
Trang 92 Đặc điểm của tư duy
* Tính “có vấn đề”
* Tính gián tiếp
* Tính trừu tượng và khái quát
* Tư duy của con người có sự liên hệ chặt chẽ với ngôn ngữ
* Tư duy có quan hệ mật thiết với nhận thức cảm tính
1.2 Khái niệm thuật toán
Input: Các thông tin đã có
Output: Các thông tin cần tìm từ Input.
Trang 10 Các tính chất của thuật toán:
Tính dừng : Thuật toán phải kết thúc sau một số hữu hạn lần thực hiện tác thao tác.
Tính xác định : Sau khi thực hiện các thao tác thì hoặc là thuật toán kết thúc hoặc là có đúng một thao tác xác định để được thực hiện tiếp theo.
Tính đúng đắn : Sau khi thuật toán kết thúc ta phải nhận được Output cần tìm.
1.2.2 Các đặc trưng của thuật toán
1 Tính đơn trị:
2 Tính hiệu quả:
3 Tính tổng quát:
Trang 111.2.3 Các phương pháp biểu diễn thuật toán
Có các phương pháp biểu diễn thuật toán sau:
1 Ngôn ngữ tự nhiên và ngôn ngữ toán học.
2 Dùng lưu đồ – sơ đồ khối.
3 Dùng ngôn ngữ phỏng trình.
4 Dùng ngôn ngữ lập trình.
1.3 Khái niệm thuật giải
Trong quá trình nghiên cứu giải quyết các bài toán, người ta đã đưa ra nhận xét sau:
+ Có nhiều bài toán cho đến nay vẫn chưa tìm ra một cách giải theo kiểu thuật toán và cũng không biết có tồn tại thuật toán hay không?
+ Có nhiều bài toán đã có thuật toán để giải nhưng không chấp nhận được vì thời gian giải theo thuật toán đó quá lớn hoặc các điều kiện cho thuật toán đó khó đáp ứng.
+ Có những bài toán được giải theo cách giải vi phạm thuật toán
nhưng vẫn chấp nhận được.
Trang 12* Khái niệm thuật giải:
Các cách giải chấp nhận được nhưng không hoàn toàn đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn của thuật toán được gọi là các thuật giải
Khái niệm mở rộng này của thuật toán đã mở rộng cho chúng ta trong việc tìm kiếm phương pháp để giải quyết các bài toán được đặt ra Ngoài việc mở rộng tính đúng của thuật toán, thuật giải có tất cả các tính chất như thuật toán Nó cũng có các hình thức biểu diễn phong phú như thuật toán
Sự hiểu biết về thuật giải, các tính chất và phương tiện biểu diễn nó phản ánh trình độ văn hoá của thuật giải Ngôn ngữ lập trình là bước phát triển cao của văn hoá thuật giải.
Trang 131.4 Khái niệm tư duy thuật giải
Tư duy thuật giải là tư duy biện chứng, là cách suy nghĩ để giải quyết một bài toán, một công việc nào đó theo một trình tự nhất định Nó là
phương thức tư duy biểu thị khả năng tiến hành các hoạt động sau:
T1: Thực hiện những thao tác theo một trình tự xác định phù hợp với một thuật giải.
T2: Phân tích một quá trình thành những thao tác được thực hiện theo trình tự xác định.
T3: Khái quát hoá một quá trình diễn ra trên một số đối tượng riêng lẻ thành một quá trình diễn ra trên một lớp đối tượng.
T4: Mô tả chính xác quá trình tiến hành một hoạt động.
T5: So sánh những thuật giải khác nhau cùng giải quyết một bài toán
và tìm ra thuật giải tốt hơn về một yêu cầu nào đó.
Trang 14 Thành phần của văn hoá thuật giải bao gồm:
- Hiểu bản chất của thuật giải và những tính chất của nó, hiểu bản chất
là ngôn ngữ biểu diễn thuật giải.
- Nắm vững các phương pháp và các phương tiện biểu diễn thuật giải.
- Hiểu tính chất thuật giải của các phương pháp toán học và các ứng dụng của chúng; nắm vững các thuật giải trong chương trình tin học THPT.
- Hiểu cơ sở sơ cấp của máy tính điện tử.
1.5 Vấn đề phát triển tư duy thuật giải cho học sinh trong dạy học Tin học
1.5.1 Vai trò của việc phát triển tư duy thuật giải trong dạy học Tin học ở trường Phổ thông.
1.5.2 Những tư tưởng chủ đạo để phát triển tư duy thuật giải trong dạy học Tin học.
1.6 Kết luận chương I.
Trang 15MỘT SỐ ĐỊNH HƯỚNG SƯ PHẠM GÓP PHẦN PHÁT TRIỂN TƯ DUY
THUẬT GIẢI CHO HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC CÁC CẤU TRÚC
ĐIỀU KHIỂN VÀ CÁC KIỂU DỮ LIỆU CÓ CẤU TRÚC.
2.1 Những nội dung chủ yếu về các cấu trúc điều khiển và các kiểu
Trang 16Ý nghĩa của cấu trúc rẽ nhánh: là một điều khiển chọn thực hiện hoặc không thực hiện công việc phù hợp với một điều kiện đang xảy ra.
Để mô tả cấu trúc rẽ nhánh, Pascal dùng câu lệnh IF …THEN gồm hai dạng sau :
- điều kiện là biểu thức logic.
- câu lệnh, câu lệnh 1, câu lệnh 2 là câu lệnh của Pascal.
Chú ý: Trong cấu trúc rẽ nhánh chúng ta cần phải phân tích thêm để cho học sinh hiểu về câu lệnh ghép Câu lệnh ghép là câu lệnh được
gộp lại từ một dãy các câu lệnh của ngôn ngữ lập trình Trong Pascal, câu lệnh ghép có dạng như sau:
Begin
<Các câu lệnh>;
End;
Trang 17Nguyên tắc 1
Dạy học theo hướng phát triển tư duy thuật giải phải đáp ứng được mục đích của việc dạy, học tin ở nhà trường phổ thông.
2.2 Một số nguyên tắc dạy học theo hướng phát triển tư duy thuật giải cho học sinh.
Nguyên tắc 2
Dạy học theo hướng phát triển tư duy thuật giải phải dựa trên định hướng đổi mới phương pháp dạy học hiện nay.
Nguyên tắc 3
Dạy học theo hướng phát triển tư duy thuật giải phải đảm bảo
sự tôn trọng, kế thừa và phát triển tối ưu chương trình sách giáo khoa hiện hành.
Nguyên tắc 6
Dạy học theo hướng phát triển tư duy thuật giải phải kết hợp chặt chẽ rèn luyện cho học sinh tính tổ chức, tính trật tự với tính linh hoạt và sáng tạo.
Trang 182.3.1 Xây dựng quy trình dạy học các cấu trúc điều khiển và các kiểu dữ liệu có cấu trúc theo hướng phát triển tư duy thuật giải.
2.3 Một số định hướng sư phạm góp phần phát triển
tư duy thuật giải cho học sinh thông qua dạy học các cấu trúc
điều khiển và các kiểu dữ liệu có cấu trúc.
2.3.1.1 Quy trình dạy học chiếm lĩnh tri thức lập trình
Quy trình gồm 5 bước như sau:
Bước 1: Làm nảy sinh nhu cầu nhận thức tri thức lập trình cụ
thể là các cấu trúc điều khiển và các kiểu dữ liệu có cấu trúc
Bước 2: Tổ chức hướng dẫn học sinh hành động tác động vào
đối tượng nhằm phát hiện ra dấu hiệu bản chất, cấu trúc logic của kiến thức mới
Trang 19Bước 3: Gợi động cơ để học sinh trình bày lại, thể hiện lại
cấu trúc cũng như sự hoạt động của các cấu trúc điều khiển hay cách khai báo của các kiểu dữ liệu có cấu trúc dưới dạng một thuật giải
Bước 4: Tổ chức hướng dẫn học sinh nhận dạng và thể
hiện thuật giải vừa nêu vào các tình huống cụ thể
Bước 5: Tập luyện các hoạt động tư duy thuật giải thông
qua các bài toán không theo thuật giải đã biết
Trang 20Để rèn luyện kỹ năng lập trình của học sinh theo hướng phát triển tư duy thuật giải cần phải tác động để học sinh thể hiện được những khả năng:
1 Trình bày và thể hiện thuật giải đã biết
2 Phân tách hoạt động
3 Tường minh hóa thuật giải
4 Khái quát hoá hoạt động
5 Chọn thuật giải tối ưu
Trang 21* Dạng 1: Bài tập lý thuyết về các khái niệm, câu lệnh, cấu trúc, cách khai báo đã được học
Mức độ 1: Tái hiện kiến thức lý thuyết.
Mức độ 2: Tái hiện kiến thức và giải thích.
Mức độ 3: Vận dụng sáng tạo và suy luận linh họat kiến thức ở ĐK mới.
* Dạng 2: Xây dựng thuật giải, mã hóa chương trình
Mức độ 1: Dự đoán kết quả của các chương trình đã có sẵn
Mức độ 2: Mã hóa bài toán với các thuật giải đã có.
Mức độ 3: Tự xây dựng chương trình.
* Dạng 3: Bài tập tổng hợp và một số bài toán có ứng dụng thực tế.
Trang 22Giáo án số 1: Cấu trúc lặp
Giáo án số 2:
Trang 233.1 Mục đích và nhiệm cụ của thực nghiệm sư phạm
3.2 Đối tượng thực nghiệm sư phạm
3.3 Nội dung và kết quả thực nghiệm sư phạm
Mục đích thực nghiệm là kiểm tra tính thực thi và tính hiệu quả của việc
sử dụng một số biện pháp đã được đưa ra trong đề tài (Đặc biệt là các quy trình dạy học theo hướng phát triển tư duy thuật giải) Tôi chọn lớp 11A4 (48 học sinh) làm lớp thực nghiệm (TN) và lớp 11A6 (49 học sinh) làm lớp đối chứng (ĐC) thuộc trường THPT Đông Sơn I – Đông Sơn - Thanh Hóa Cả hai lớp đều học Ban khoa học tự nhiên.
3.3.1 Nội dung thực nghiệm:
Tiến hành giảng dạy các tiết lí thuyết có sự áp dụng quy trình dạy học theo hướng phát triển tư duy thuật giải đã đưa ra trong luận văn Sau đó tiến hành ôn tập, củng cố lại kiến thức cho học sinh nhằm rèn luyện tư duy thuật giải, tư duy logic trong lập trình cho học sinh rồi tiến hành kiểm tra, đánh giá ở các lớp thực nghiệm và đối chứng với cùng một đề kiểm tra.
3.3.2 Kết quả thực nghiệm
Trang 24Biểu đồ điểm số (kiểm tra lần 1) Biểu đồ điểm số (kiểm tra lần 2)
Trang 26- Chất lượng nắm vững thuật giải ở lớp 11A4 đều hơn và chắc hơn
so với lớp 11A6 Thể hiện ở kết quả kiểm tra của lớp 11A4 cao hơn và đồng đều hơn lớp 11A6.
- Kỹ năng sử dụng các thao tác tư duy nhất là tư duy thuật giải được tăng cường và phát triển hơn Điều này thể hiện ở chỗ, cùng một đề kiểm tra và cùng một thời gian nhưng kết quả của lớp TN (11A4) cao hơn lớp ĐC (11A6).
- Đồ thị tần suất luỹ tích của hai lớp qua hai lần kiểm tra cho thấy: Chất lượng học tập của lớp TN thực sự tốt hơn so với lớp ĐC Ở lớp TN
có nhiều điểm cao hơn lớp ĐC (đồ thị nằm phía dưới dịch phải nhiều hơn).
Trang 27Khoá luận đã nghiên cứu, trình bày các nguyên tắc cũng như đã xây dựng các định hướng, các quy trình dạy học theo hướng “phát triển tư duy thuật giải cho học sinh thông qua dạy học các cấu trúc điều khiển và các kiểu dữ liệu có cấu trúc” trong chương trình Tin học 11 – THPT.
Quá trình thực nghiệm sư phạm đã góp phần tạo hứng thú học tập, tính tích cực, tự lực và rèn luyện các phẩm chất tư duy cho học sinh nâng cao chất lượng dạy học.
Với những kết quả đó, đề tài đã đạt được mục đích đề ra và khẳng
định được giả thuyết khoa học đưa ra ban đầu.
PHỤ LỤC
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 28Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Mai Văn Trinh
người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và chỉ bảo trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong tổ bộ môn phương pháp dạy học của Khoa CNTT Trường Đại học Vinh đã hướng dẫn và góp ý
để tôi hoàn thành khoá luận này.
Mặc dù đã cố gắng tiếp thu ý kiến của các thầy cô giáo hướng dẫn và
nỗ lực trong nghiên cứu, song khoá luận này chắc chắn không thể tránh khỏi những sai sót Vì vậy, em rất mong được sự góp ý của các thầy cô giáo và các bạn để em có được cái nhìn sâu sắc hơn về vấn đề nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn!