Nghiêng cứu, ứng dụng phương pháp dạy học “Phát hiện và giải quyết vấn đề” trong dạy học bài “Bài toán và thuật toán” ở tin học 10 trường THPT

Trong quá trình giảng dạy cho học sinh phổ thông hiện nay đã và đang được áp dụng nhiều phương pháp mới, trong phạm vi đề tài này em xin trình bày một phương pháp đó là phương pháp Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề và ứng dụng vào việc dạy học bài “Bài toán và thuật toán” ở tin học 10 trường trung học phổ thông. Đây là một phương pháp dẫn dắt học sinh tiếp cận vấn đề nhanh và hiệu quả. Đây là bài học rất quan trọng trong bộ môn tin học, việc xác định và giải được bài toán đòi hỏi học sinh phải có sự tập trung tư duy để tự phát hiện và giải quyết một vấn đề được nêu ra trước. Học sinh sẽ có được sự sáng tạo và quan trọng hơn là tự đi tìm kiến thức cho bản thân. Tuy nhiên học sinh chưa có kỹ năng, chưa thành thạo trong việc xác định bài toán và nêu được thuật toán. Nói chung, các ứng dụng trong lĩnh vực tin học và trong cuộc sống nói chung, tính tự giác của người học chưa cao. Thực trạng này do quan điểm hoạt động hoá người học chưa được quán triệt trong khi dạy học nội dung. Như chúng ta đã biết con người phát triển trong hoạt động và học tập diễn ra trong hoạt động, học tập là một quá trình xử lý thông tin (do con người xử lý) vì vậy cần quan tâm đến yếu tố tâm lý trong quá trình thực hiện. Không chú ý đến thành phần tâm lý sẽ làm cho hoạt động kém hiệu quả, không xác định được rõ yêu cầu của vấn đề đạt được cho mỗi đối tượng học sinh. Khi học sinh không có sự hứng thú để tự giác tìm tòi suy luận thì việc dạy học trở nên gượng ép, kết quả sẽ không thật sự tốt. Quyết tâm từng bước thay đổi cách tiếp cận và hướng học sinh giải quyết các vấn đề, để tự nâng cao kỹ năng nghiệp vụ, nên tôi chọn đề tài Tôi chọn đề tài: Phát hiện và giải quyết vấn đề và ứng dụng vào việc dạy học bài “Bài toán và thuật toán” ở tin học lớp 10 trường trung học phổ thông. Một lần nữa xin chân thành tiếp thu ý kiến đóng góp của các bạn và sự hướng dẫn của quý thầy cô.

PHỤ LỤCLỜI CẢM ƠN Trang 3

PHẦN I: MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài nghiên cứu Trang 4

2 Định hướng nghiên cứu Trang 6

2.1 Mục đích nghiên cứu

2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu

3 Phương pháp nghiên cứu Trang 7

3.1 Nghiên cứu lý luận dạy học

3.2 Quan sát - điều tra

3.3 Tổng kết kinh nghiệm

3.4 Thực nghiệm giáo dục

4 Đối tượng nghiên cứu Trang 11

PHẦN II : NỘI DUNG ĐỀ TÀI Chương I: Cơ sở lý luận về việc phát hiện và giải quyết vấn đề

1 Cơ sở lý luận………… Trang 12

1.1 Cơ sở triết học

1.2 Cơ sở tâm lí học

2 Những khái niệm cơ bản Trang 13

2.1 Khái niệm “Vấn đề” trong dạy học môn Tin học

2.1 Khái niệm “Tình huống gợi vấn đề”

2.3 Đặc điểm của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

3 Những hình thức và cấp độ dạy học phát hiện và gải quyết vấn đề

Trang 16

3.1 Người học độc lập phát hiện và giải quyết vấn đề

3.2 Người học hợp tác phát hiện và giải quyết vấn đề

3.3 Thầy trò vấn đáp phát hiện và giải quyết vấn đề

3.4 Giáo viên thuyết trình phát hiện và giải quyết vấn đề

4 Thực hiện dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề Trang 18

5 Những cách thông dụng để tạo tình huống gợi vấn đề Trang 20

5.1 Chuyển bài toán học sinh đã biết cách giải chưa được mô tả dưới dạng thuật toán thành chương trình

5.2 Xem xét tuần tự

PHỤ LỤC (tt) 5.3 Khái quát hóa

5.4 Giải bài tập mà người học chưa biết thuật toán

5.5 Tìm sai lầm trong lời giải

5.6 Phát hiện nguyên nhân sai lầm và sửa chữa sai lầm

LỜI CẢM ƠN

Đổi mới phương pháp dạy học đang là vấn đề rất được ngành giáo dục quantâm Mục đích là lấy người học làm trung tâm, phát huy tối đa tính chủ động sángtạo Chính vì vậy ngày càng có nhiều phương pháp dạy học tích cực được nghiêngcứu và ứng dụng vào trong công tác dạy học

Thực tiển cuộc sống có rất nhiều vấn đề để giải quyết, và ngay từ trên ghế nhàtrường việc trang bị cho học sinh những kỹ năng nhận thức và tự giải quyết các vần

đề - chính là kiến thức mà học sinh nhận được- chính là một định hướng rất quantrọng Nó ảnh hưởng rất lớn đến tri thức sau này của người học và là một phần khôngthể thiếu trong các phương pháp dạy học

Cùng với những kiến thức nhận được qua học phần Phương pháp dạy học đã

hướng tôi chọn đề tài Nghiêng cứu, ứng dụng phương pháp dạy học “Nêu và giải quyết vấn đề” nhằm trang bị thêm các kiến thức về phương pháp dạy học trước khi

rời khỏi giảng đường

Xin chân thành cảm ơn khoa Công nghệ thông tin – Trường Đại học Sư phạm

Hà Nội, đặc biệt là thầy TS Nguyễn Chí Trung và cô ThS Kiều Phương Thùy Giảng viên khoa Công nghệ thông tin đã nhiệt tình giúp đỡ, đóng góp ý kiến, cũngnhư động viên để tôi hoàn thiện hơn bài tiểu luận của mình

-Mặc dù tôi đã cố gắng hoàn thành bài tiểu luận trong phạm vi và khả năng chophép, nhưng chắc chắn sẽ còn những thiếu sót, kính mong sự cảm thông và tận tìnhchỉ bảo của quý Thầy - Cô và các bạn. 

Sinh viên thực hiện Trần Thị Thu Thảo

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài.

1 Trong bối cảnh công nghệ thông tin đã thực sự bùng nổ và chiếm vai trò rất quan trọng trong hoạt động của nhân loại ngày nay Từ những công nghệ vũ trụ, sản xuất công nghiệp, hoạt động quốc phòng, kinh doanh, văn phòng, giải trí…đến cả sản xuất nông nghiệp Có thể nói ta đang sống trong kỷ nguyên công nghệ thông tin (CNTT)

2 Và trước tiên để đến được với công nghệ thông tin, người ta phải học Nhà nước ta đã xác định được là để đất nước tiến bộ thì một trong những yếu tố nền tảng

là phải làm sao để đưa ứng dụng tin học- CNTT vào tất cả các lĩnh vực của xã hội Điều đó đòi hỏi mọi người đều phải hiểu biết để sử dụng công nghệ thông tin ở một mức độ nhất định Từ đó, nhu cầu học tin học ở nước ta trở nên cấp thiết

Bộ GD&ĐT đã từng bước đưa bộ môn tin học vào nhà trường Ở tiểu học, học sinh

đã quen dần với việc sử dụng CNTT, đó là nền tảng rất quan trọng cho các cấp

THCS-THPT

3 Cũng như các môn học văn hóa khác, người giáo viên bộ môn tin học ngoàiviệc nắm vững kiến thức chuyên ngành còn phải vững và phong phú về phương phápdạy học Đặc biệt trong bối cảnh hiện nay toàn ngành Giáo dục và Đào tạo đang nỗlực đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực chủ động của

học sinh trong hoạt động học tập Điều 24.2 của Luật giáo dục đã nêu rõ : “Phương

pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”

Việc dạy học theo phương pháp kiểu thầy đồ trong một số trường hợp không phù hợpvới việc truyền thụ kiến thức ở bộ môn tin học Và phương pháp dạy học hiện nay nhấtđịnh cần sự thay đổi Công việc này rất khó khăn, đỏi hỏi ở người giáo viên sự năngđộng, nhiệt thành với nghề giáo Người thầy phải có sự đầu tư, tìm hiểu những phươngpháp mang đến sự gần gũi để học sinh có thể dễ tiếp cận kiến thức, bênh cạnh đó

phương pháp đó không làm cho học sinh bị động theo kiểu thầy dạy gì trò nghe nhưvậy

4 Trong quá trình giảng dạy cho học sinh phổ thông hiện nay đã và đang được

áp dụng nhiều phương pháp mới, trong phạm vi đề tài này em xin trình bày mộtphương pháp đó là phương pháp Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề và ứng dụng

vào việc dạy học bài “Bài toán và thuật toán” ở tin học 10 trường trung học phổ

thông Đây là một phương pháp dẫn dắt học sinh tiếp cận vấn đề nhanh và hiệu quả

Đây là bài học rất quan trọng trong bộ môn tin học, việc xác định và giải đượcbài toán đòi hỏi học sinh phải có sự tập trung tư duy để tự phát hiện và giải quyếtmột vấn đề được nêu ra trước Học sinh sẽ có được sự sáng tạo và quan trọng hơn là

tự đi tìm kiến thức cho bản thân

Tuy nhiên học sinh chưa có kỹ năng, chưa thành thạo trong việc xác định bàitoán và nêu được thuật toán Nói chung, các ứng dụng trong lĩnh vực tin học và trongcuộc sống nói chung, tính tự giác của người học chưa cao Thực trạng này do quanđiểm hoạt động hoá người học chưa được quán triệt trong khi dạy học nội dung Như chúng ta đã biết con người phát triển trong hoạt động và học tập diễn ratrong hoạt động, học tập là một quá trình xử lý thông tin (do con người xử lý) vì vậycần quan tâm đến yếu tố tâm lý trong quá trình thực hiện Không chú ý đến thànhphần tâm lý sẽ làm cho hoạt động kém hiệu quả, không xác định được rõ yêu cầu củavấn đề đạt được cho mỗi đối tượng học sinh Khi học sinh không có sự hứng thú để

tự giác tìm tòi suy luận thì việc dạy học trở nên gượng ép, kết quả sẽ không thật sựtốt

Quyết tâm từng bước thay đổi cách tiếp cận và hướng học sinh giải quyết cácvấn đề, để tự nâng cao kỹ năng nghiệp vụ, nên tôi chọn đề tài Tôi chọn đề tài: Phát

hiện và giải quyết vấn đề và ứng dụng vào việc dạy học bài “Bài toán và thuật toán” ở tin học lớp 10 trường trung học phổ thông Một lần nữa xin chân thành tiếp

thu ý kiến đóng góp của các bạn và sự hướng dẫn của quý thầy cô

2 Định hướng nghiên cứu

2.1 Mục đích nghiên cứu

Chúng ta biết rằng trong hoạt động kết quả đạt được ở mức độ nào đó có thể làtiền đề cho luyện tập để đạt được kết quả cao hơn Do đó để phát hiện và giải quyếtvấn đề theo những mức độ khác nhau Trong dạy học thì chúng ta có thể dựa vàophát hiện vấn đề để giải quyết các bài tập khác nhau, các bài tập của môn học đó.Trong tin học cũng vậy, chúng ta sử dụng phát hiện vấn đề để giảng dạy và làm bàitập lập trình

Mục đích nghiên cứu là góp phần nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học “Bàitoán và thuật toán” tin học 10 ở trường Trung học phổ thông, giúp học sinh hướngnhững quyết định và hoạt động vào mục đích đặt ra Đồng thời giúp học sinh có ýthức về ý nghĩa của những hoạt động và của những đối tượng hoạt động từ đó họcsinh có thể liên hệ chặt chẽ giữa kiến thức thực tế xung quanh, giữa nhà trường, giađình và xã hội Học sinh sẽ nâng cao được tư duy, có các tiếp cận và giải quyết vấn

đề theo hướng tích cực, từ nó tự nâng cao kiến thức của bản thân- là tiền đề quantrọng cho việc học sau này Việc dạy học vì vậy cũng trở nên thú vị hơn

2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu

Xây dựng những căn cứ để phát hiện và giải quyết vấn đề với ứng dụng “Bàitoán và thuật toán” và vận dụng để giải quyết vấn đề đó vào quá trình dạy học trên

cơ sở bài học “Bài toán và thuật toán”

Xây dựng hệ thống bài tập xacq định thuật toán với dữ liệu là các bài tập cơ bản

ở sách giáo khoa tin học lớp 10 và các bài toán đơn giản thường gặp trong cuộc sống.Thực hiện sư phạm để xác định tính hiệu quả và tính khả thi của bài dạy bằngcách xây dựng các giáo án để áp dụng lên lớp 10 trường phổ thông

Những kiến thức và kỹ năng được hình thành và hoàn thiện thông qua hoạt độngcủa học sinh theo những yêu cầu ngày càng được nâng cao

3 Phương pháp nghiên cứu

Các phương pháp nghiên cứu trong dạy học môn Tin học là nghiên cứu lí luận,quan sát điều tra, tổng kết kinh nghiệm và thực nghiệm giáo dục

3.1 Nghiên cứu lý luận

Trong nghiên cứu lí luận người ta dựa vào những tài liệu sẵn có, những líthuyết đã được khẳng định, những thành tựu của nhân loại trên lĩnh vực khác nhau như: Tâm lý, giáo dục, tin học – phù hợp đã được vận dụng vào trong giảng dạy.Những hình thức thường dùng trong nghiên cứu lý luận là:

- Phân tích tài liệu lý luận : Giúp chúng ta chọn đề tài, đề ra mục đích nghiên

cứu, hình thành giả thuyết khoa học, xác định tư tưởng chủ đạo và đánh giá sựkiện Khi nghiên cứu lý luận, ta cần phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát để tìm ra

ý mới Cái mới ở đây có thể là một lý thuyết hoàn toàn mới, nhưng cũng có thể làmột cái mới đan kết với những cái cũ, có thể là một sự tổng hợp những nét riêng

lẻ đã chứa trong cái cũ, nêu bật cái bản chất từ những cái cũ, bổ xung, cụ thể hóa lýthuyết cũ

- So sánh quốc tế : Giúp chúng ta lựa chọn, xây dựng phương án tác động giáo

dục trên cơ sở đánh giá, so sánh tài liệu, cách làm của những bước khác nhau.

- Phân tích tiên nhiệm : Thường dựa vào những yếu tố lịch sử, những cách tiếp

cận khác nhau của một lý thuyết, những cách định nghĩa khác nhau của một kháiniệm, để dự kiến những quan niệm có thể có của học sinh về một kiến thức Tinhọc Nó cũng được dùng để kiểm nghiệm một hiện tượng, một quá trình có thỏamãn những tiêu chuẩn, yêu cầu, điều kiện đặt ra hay không

3.2 Quan sát điều tra

Theo mối quan hệ giữa đối tượng quan sát - điều tra với người nghiêncứu thì có các dạng quan sát - điều tra trực tiếp, gián tiếp, công khai, kín đáo Theodấu hiệu về thời gian thì có quan sát - điều tra liên tục, gián đoạn

Ta có thể theo dõi hiện tượng giáo dục theo trình tự thời gian, phát hiện những biếnđổi số lượng, chất lượng gây ra do tác động giáo dục, còn giúp ta lấy được những

vấn đề cấp bách đòi hỏi phải nghiên cứu hoặc góp phần giải quyết nhiệm vụ nghiêncứu.

Quan sát điều tra được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu giáo dục Đó làphương pháp tri giác có mục đích một hiện tượng giáo dục nào đó để thu lượmnhững số liệu, tài liệu, sự kiện cụ thể đặc trưng cho quá trình diễn biến của hiệntượng mà ta dự định khảo sát Chúng ta quan tâm đến chất lượng của các mốiquan hệ, của các hoạt động, của tình huống Điều tra giống quan sát ở chỗ cùngdựa vào và khai thác những hiện tượng có sẵn, không chủ động gây nên những tácđộng sư phạm, nhưng quan sát thiên về xuất phát từ những dấu hiệu bên ngoài,còn điều tra có thể khai thác những thông tin sâu kín từ bên trong, chẳng hạn cholàm những bài kiểm tra rồi đánh giá

Quan sát - điều tra giúp chúng ta theo dõi hiện tượng giáo dục theo trình tựthời gian, phát hiện những biến đổi số lượng, chất lượng gây ra do tác động giáodục Nó giúp ta thấy được những vấn đề thời sự cấp bách đòi hỏi phải nghiên cứuhoặc góp phần giải quyết nhiệm vụ nghiên cứu Môi trường tự nhiên là nguồncung cấp dữ liệu trực tiếp cho ta Người nghiên cứu đến trực tiếp một nơi nào đó

mà họ quan tâm để quan sát và thu thập dữ liệu, bởi vì các hoạt động chỉ có thểhiểu tốt nhất là trong môi trường tự nhiên, trong ngữ cảnh chúng xuất hiện

Quan sát - điều tra thực tiễn sư phạm, chẳng hạn thăm lớp dự giờ sẽ giúpchúng ta nhận thức được thực trạng dạy học Tin, phát hiện được những vấn đề thời

sự cấp bách cần nghiên cứu, giúp ta thu được những tài liệu sinh động và bổ ích chonhiệm vụ nghiên cứu

Quan sát - điều tra cần có mục đích cụ thể (chẳng hạn để thấy được hoạt độngtích cực của học sinh trong giờ học), có nội dung cụ thể (chẳng hạn sự gây động cơ

và hướng đích của giáo viên, số lượng học sinh giơ tay xin phát biểu, số lượng câuhỏi, chất lượng câu trả lời của học sinh thể hiện sự suy nghĩ sâu sắc hay hời hợt, sựtập trung chú ý thể hiện qua hướng nhìn, cử chỉ, ) và có tiêu chuẩn đánh giá, đolường các kết quả quan sát cụ thể (chẳng hạn một giờ như thế nào được đánh giá làhọc sinh hoạt động rất tích cực, khá tích cực, kém tích cực) Các loại dữ liệu thu

thập được trong nghiên cứu bao gồm văn bản ghi chép các cuộc phỏng vấn, các

sổ ghi chép, ảnh, băng hình, ghi âm, phiếu điều tra, nhật ký, giúp ta dựng lại mộtcách đầy đủ những gì mà ta đã quan sát được, giúp ta lý giải được vì sao họ lại nghĩnhư thế, tại sao họ lại làm như vậy?

Trong khi quan sát - điều tra diễn biến thực của những hiện tượng sư phạm, cókhi người ta tình cờ phát hiện ra những sự kiện, hiện tượng sư phạm mới ngoài dựkiến ban đầu

3.3 Tổng kết kinh nghiệm

Tổng kết kinh nghiệm thực chất là đánh giá và khái quát hóa những kinhnghiệm đã thu thập được trong hoạt động thực tiễn, từ đó phát hiện ra những vấn đềcần khẳng định để đưa ra áp dụng rộng rãi hoặc cần tiếp tục nghiên cứu hay loại

bỏ Cho phép ta tạo nên những tác động sư phạm vào quá trình dạy học và giáo dục.Những tác động này có thể điều chỉnh, thay đổi dưới điều khiển của người nghiêncứu

Bài học kinh nghiệm là sự cụ thể hóa một cách sáng tạo tư tưởng, luận điểm, lýluận giáo dục đã đi vào cuộc sống Trong quá trình nghiên cứu tổng kết kinhnghiệm, có khi người ta khám phá ra những mối liên hệ có tính quy luật của nhữnghiện tượng giáo dục

Những kinh nghiệm cần được đặc biệt chú ý là kinh nghiệm tiên tiến, kinhnghiệm thành công và kinh nghiệm lặp lại nhiều lần Kinh nghiệm giáo dục ởnhững đơn vị tiên tiến có thể được coi là dạng lý luận giáo dục đã được kiểmchứng trong thực tiễn, trong những tình huống, điều kiện cụ thể của môi trườnggiáo dục Những bài học của sự thành công cần được đề cập với tư cách là cứ liệuđối chiếu, so sánh làm rõ kinh nghiệm thành công Chúng cần được xem xét mộtcách khách quan, khoa học, biện chứng theo tính lịch sử của vấn đề rút ra những kết luận có tính thuyết phục, có độ tin cậy cao Qua tổng kết kinh nghiệm, chúng ta

có được những bài học kinh nghiệm hàm chứa những tri thức, thông tin, kỹ năng,những giải pháp, biện pháp về hướng đi và cách làm mới có giá trị, đem lại hiệuquả, chất lượng cao hơn trong điều kiện đổi mới giáo dục của đất nước hiện nay

Tổng kết kinh nghiệm phải có lý luận soi sáng, giải thích tính chất hợp lý, phùhợp với những quy luật đã được khẳng định thì mới có thể thoát khỏi những sựkiện lộn xộn, những kinh nghiệm vụn vặt, hời hợt không có tính phổ biến, mớiloại bỏ được những yếu tố ngẫu nhiên, đi sâu vào bản chất của sự vật, hiện tượng,đạt tới những kinh nghiệm có giá trị khoa học đích thực Chỉ khi đó tổng kết kinhnghiệm mới thật sự là một phương pháp nghiên cứu khoa học hữu hiệu Những bàihọc kinh nghiệm, những kết luận về lý luận giáo dục góp phần bổ xung, làm cho lýluận giáo dục được hoàn thiện hơn, mang tính thực tiễn cao hơn, tránh được tìnhtrạng lý luận suông Bài học kinh nghiệm giáo dục phải bảo đảm có được một sựkhái quát nhất định, mang tính khoa học với tính lý luận cụ thể và đặc biệt phảimang tính thực tiễn cao

3.4 Thực nghiệm giáo dục

Đặc trưng của thực nghiệm giáo dục là nó không diễn ra một cách tự phát màdưới sự điều khiển của nhà nghiên cứu Nhà nghiên cứu tổ chức quá trình giáo dụcmột cách có ý thức, kế hoạch, tự giác thiết lập và thay đổi điều kiện thực nghiệm chophù hợp với ý đồ nghiên cứu của mình

Trong những điều kiện nhất định, thực nghiệm giáo dục cho phép ta khẳngđịnh hoặc bác bỏ một giả thuyết khoa học đã đề ra

Trong thực nghiệm giáo dục ta cần giải thích rõ kết quả, làm rõ nguyên nhânbằng lý luận hoặc bằng sự phân tích quá trình thực nghiệm

Thực nghiệm giáo dục là một phương pháp nghiên cứu rất có hiệu lực, song thựchiện nó rất công phu, rất khó khăn Khó khăn là do chúng ta thực hiện một tácđộng lên những con người cụ thể, kết quả thu được phụ thuộc vào nhiều yếu tố tâm

lý Những kết quả thực nghiệm thường chỉ có ý nghĩa xác suất, phải xử lý bằngphương pháp thống kê Để thống kê cho kết quả tin cậy, cần phải đo lường, địnhlượng được các dấu hiệu, đó là việc làm không dễ Vì thế ta không nên lạm dụngphương pháp thực nghiệm giáo dục Khi nghiên cứu một hiện tượng giáo dục,trước hết có thể dùng những phương pháp không đòi hỏi quá nhiều công sức, ví dụnhư nghiên cứu lý luận, quan sát, tổng kết kinh nghiệm Chỉ ở những chỗ các

phương pháp này chưa đủ sức thuyết phục, chỉ ở một số khâu mấu chốt, ta mớidùng thực nghiệm giáo dục

Thông thường những phương pháp được sử dụng kết hợp với nhau, làm chokết quả thu được vừa có tính lý luận, vừa có tính thực tiễn Chẳng hạn, quanghiên cứu lý luận, quan sát, tổng kết kinh nghiệm, người ta đề xuất một giảthuyết khoa học rồi đem thực nghiệm giáo dục để kiểm nghiệm

4 Đối tượng nghiên cứu

- Học sinh bậc THPT lớp 10

- Những đối tượng có nhu cầu học hỏi để nâng cao khả năng, trình độ về ngôn ngữ lập trình Pascal

PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI DẠY HỌC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

BÀI 4: BÀI TOÁN VÀ THUẬT TOÁN CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI

1 Cơ sở lý luận

1.1 Cơ sở triết học:

Theo triết học duy vật biện chứng, mâu thuẩn là động lực thúc đẩy quá trìnhphát triền Một vấn đề được gợi ra cho học sinh học tập chính là một mâu thuẩn giữayêu cầu nhiệm vụ nhận thức với tri thức và kinh nghiệm sẵn có Tình huống nàyphản ánh một cách logic và biện chứng quan hệ bên trong giữa tri thức cũ, kĩ năng cũ

và kinh nghiệm cũ đối với yêu cầu giải thích sự kiện mới hoặc đổi mới tình thế

1.2 Cơ sở tâm lí học:

Theo các nhà tâm lí học, con người chỉ bắt đầu tư duy tích cực khi nảy sinhnhu cầu tư duy, tức là khi đứng trước một khó khăn về nhận thức cần phải khắcphục, một tình huống gợi vấn đề “ Tư duy sáng tạo luôn luôn bắt đầu bằng một tìnhhuống gợi vấn đề”

Theo tâm lí học kiến tạo, học tập chủ yếu là một quá trình trong đó ngườihọc xây dựng tri thức cho mình bằng cách liên hệ những cảm nghiệm mới với nhữngtri thức đã có Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề phù hợp với quan điểm này

1.3 Cơ sở giáo dục học:

Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề phù hợp với nguyên tắc tính tự giác

và tích cực, vì nó khêu gợi được hoạt động học tập mà chủ thể được hướng đích, gợiđộng cơ trong quá trình phát hiện và giải quyết vấn đề

Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề cũng biểu hiện sự thống nhất giữakiến tạo tri thức, phát triển năng lực trí tuệ và bồi dưỡng phẩm chất Những tri thứcmới (đối với học sinh) được kiến tạo nhờ quá trình phát hiện và giải quyết vấn đề Tác dụng phát triển năng lực trí tuệ của kiểu dạy học này là ở chỗ học sinhhọc được cách khám phá, tức là rèn luyện cho họ cách thức phát hiện tiếp cận và giảiquyết vấn đề một cách khoa học Đồng thời, dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

cũng góp phần bồi dưỡng cho người học những đức tính cần thiết của người lao độngsáng tạo như tính chủ động, tích cực, tính kiên trì vượt khó, tính kế hoạch và thóiquen tự kiểm tra…

2 Những khái niệm cơ bản

2.1 Khái niệm “Vấn đề” trong dạy học môn Tin học:

Để hiểu đúng thế nào là một vấn đề và đồng thời làm rõ một vài khái niệmkhác có liên quan, ta bắt đầu từ khái niệm hệ thống

Hệ thống được hiểu là một tập hợp những phần tử cùng với những quan hệgiữa những phần tử của tập hợp đó

Một tình huống được hiểu là một hệ thống phức tạp gồm chủ thể và khách thể,trong đó chủ thể có thể là người, còn khách thể lại là một hệ thống nào đó

Nếu trong một tình huống, chủ thể còn chưa biết ít nhất một phần tử củakhách thể thì tình huống này được gọi là một tình huống bài toán đối với chủ thể.Trong một tình huống bài toán, nếu chủ thể đặt ra mục tiêu tìm phần tử chưa biết nào

đó dựa vào một số những phần tử cho trước ở trong khách thể thì ta có một bài toán Một bài toán được gọi là vấn đề nếu chủ thể chưa sở hữu một thuật toán nào

có thể áp dụng để tìm ra phần tử chưa biết của bài toán

Một bài toán yêu cầu viết chương trình cho máy tính cũng được gọi là vấn đềnếu chủ thể đã có trong tay một thuật toán nhưng chưa biết mã hóa một cách hợp líthuật toán đó thành chương trình cho máy tình tìm ra phần tử chưa biết của bài toán Sau đây là một vài lưu ý:

- Thứ nhất, hiểu như trên là vấn đề không đổng nghĩa với bài toán Những bàitoán nếu chỉ yêu cầu học sinh đơn thuần trực tiếp áp dụng một thuật toán đã học,chẳng hạn viết chương trình tìm phần tử nhỏ nhất của một mảng sẽ không phải làvấn đề nếu học sinh đã biết chương trình tìm phần tử lớn nhất của một mảng

-Thứ hai, khái niệm vấn đề như trên thường được dùng trong giáo dục Tacần phân biệt vấn đề trong giáo dục với vấn đề trong nghiên cứu khoa học Sự khácnhau là ở chỗ đối với vấn đề trong nghiên cứu khoa học, việc “chưa biết một số phầntử” và “chưa biết thuật toán để tìm một phần tử chưa biết” là mang tính khách quan

chứ không phụ thuộc chủ thể, tức nhân loại chưa biết chứ không phải là một học sinhnào đó chưa biết.

-Thứ ba, hiểu theo nghĩa được dùng trong giáo dục thì các khái niệm vấn đềmang tính tương đối Bài toán yêu cầu tìm xem một số nào đó có thuộc mảng không?Không phải là một vấn đề khi học sinh đã học thuật toán duyệt mảng để tìm phần tửnhỏ nhất, nhưng lại là một vấn đề khi họ chưa được học thuật toán này

2.2 Khái niệm “Tình huống gợi vấn đề”:

Tình huống gợi vấn đề, còn gọi là tình huống vấn đề, là một tỉnh huống gợi racho học sinh những khó khăn về lí luận hay thực tiễn mà họ thấy cần thiết và có khảnăng vượt qua, nhưng không phải ngay tức khắc nhờ một thuật toán hay dựa theomột cách làm nào đó đã biết mà phải trải qua một quá trình tích cực suy nghĩ, hoạtđộng để biến đổi đối tượng hoặc điều chỉnh kiến thức sẵn có

Như vậy, tình huống gợi vấn đề là một tình huống cần thỏa mãn các điều kiệnsau:

- Tồn tại một vấn đề

Tình huống phải bộc lộ mâu thuẩn giữa thực tiễn với trình độ nhận thức, chủthể phải ý thức được một khó khăn trong tư duy hoặc hành động mà vốn hiểu biếtsẵn có chưa đủ để vượt qua Nói cách khác, phải tồn tại một vấn đề theo nghĩa đãnêu ở mục 2.1, tức là có ít nhất một phần tử của khách thể mà học sinh chưa biết vàhọc cách cũng chưa sở hữu một thuật toán có thể áp dụng ngay để giải quyết vấn đềđó

- Gợi nhu cầu nhận thức

Nếu tình huống có một vấn đề nhưng vì lí do nào đó học sinh không thấy cónhu cầu tìm hiểu, giải quyết, chẳng hạn họ thấy vấn đề xa lạ, không liên quan gì tớimình thì đó cũng chưa phải là một tình huống gợi vấn đề Điều quan trọng là tìnhhuống phải gợi nhu cầu nhận thức và kĩ năng của học sinh để học cảm thấy cần

thiết phải bổ sung, điều chỉnh, hoàn thiện tri thức, kĩ năng bằng cách tham gia giảiquyết vấn đề nảy sinh

- Khơi dậy niềm tin ở khả năng bản thân

Nếu một tình huống tuy có vấn đề và học sinh tuy có nhu cầu giải quyết vấn

đề, nhưng nếu họ cảm thấy vấn đề vược quá xa so với khả năng cùa mình thì họ cũngkhông sẵn sàng tham gia giải quyết vấn đề Tình huống cần khơi dậy ở học sinh cảmnghĩ là tuy họ chưa có ngay lời giải, nhưng đã có một số kiến thức, kĩ năng liên quanđến vấn đề đặt ra và nếu họ tích cực suy nghĩ thì có nhiều hi vọng giải quyết đượcvấn đề đó Như vậy là học sinh có được niềm tin ở khả năng huy động tri thức và kĩnăng sẵn có để giải quyết hoặc tham gia vào quá trình giải quyết vấn đề Dưới đây làmột ví dụ về tình huống gợi vấn đề

Sau khi học sinh đã biết viết thủ tục không có tham chiếu để tính chu vi, diệntích và đường chéo của hình chữ nhật theo hai kích thước được nhập vào từ bànphím, giáo viên đưa ra tình huống muốn tính chu vi, diện tích và đường chéo củahình chữ nhật theo hai kích thước được truyền vào từ chương trình chính Đó là mộttình huống gợi vấn đề, bởi vì: Ở đây tồn tại vấn đề vì khi chưa học thủ tục có thamchiếu thì học sinh chưa biết một thuật toán nào để giải bài toán đó Vấn đề này gợinhu cầu nhận thức và gây được cho học sinh niềm tin ở khả năng huy động tri thức,

kĩ năng của mình, bởi vì dù sao tình huống trên cũng liên quan đến thủ tục tính chu

vi, diện tích và đường chéo của hình chữ nhật theo hai kích thước là một tri thức màhọc sinh đã biết, họ chỉ còn vướng mắc ở chỗ chưa biết cách truyền hai kích thướccủa hình chữ nhật từ chương trình chính vào chương trình con Như vậy ranh giớigiữa điều biết và điều chưa biết được làm rõ, tình huống trên thỏa mãn các điều kiệncủa một tình huống gợi vấn đề

2.3 Đặc điểm của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

Trong dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề, thầy giáo tạo ra những tìnhhuống gợi vấn đề, điều khiển học sinh phát hiện vấn đề, hoạt động tự giác, tích cực,chủ động, sáng tạo để giải quyết vấn đề, thông qua đó mà kiến tạo tri thức, rèn luyện

kĩ năng và đạt được những mục tiêu học tập khác Dạy học phát hiện và giải quyếtvấn đề là sự tiếp thu tri thức trong hoạt động tư duy sáng tạo

Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề có những đặc điểm sau đây:

- Học sinh được đặt vào một tình huống gợi vấn đề chứ không phải là đượcthông báo tri thức dưới dạng có sẵn;

- Học sinh hoạt động tự giác, tích cực, chủ động, sáng tạo, tận lực huy động trithức và khả năng của mình để phát hiện và giải quyết vấn đề chứ không phải chỉnghe thầy giảng một cách thu động;

- Mục tiêu dạy học không chỉ là làm cho học sinh lĩnh hội kết quả của quátrình phát hiện và giải quyết vấn đề, mà còn ở chỗ làm cho họ phát triển khả năngtiến hành những quá trình như vậy Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề, học sinhvừa nắm được tri thức mới, vừa nắm được phương pháp chiếm lĩnh tri thức đó, pháthiện tư duy tích cực sáng tạo, được chuẩn bị một năng lực thích ứng với đời sống xãhội, phát hiện kịp thời và giải quyết hợp lí những vấn đề nảy sinh Nói cách khác,học sinh được học bản thân việc học

3 Những hình thức và cấp độ dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề có thể được thực hiện dưới nhữnghình thức sau đây:

3.1 Người học độc lập phát hiện và giải quyết vấn đề:

Đây là một hình thức dạy học mà tính độc lập của người học được phát huycao độ Thầy giáo chỉ tạo ra tình huống gợi vấn đề, người học tự phát hiện và giảiquyết vấn đề đó Như vậy, trong hình thức này, người học độc lập nghiên cứu vấn đề

và thực hiện tất cả các khâu cơ bản của quá trình nghiên cứu này

3.2 Người học hợp tác phát hiện và giải quyết vấn đề:

Hình thức này chỉ khác hình thức thứ nhất ở chỗ quá trình phát hiện và giảiquyết vấn đề không diễn ra một cách đơn lẻ ở một người học, mà là có sự hợp tácgiữa những người học với nhau, chẳng hạn dưới hình thức học nhóm, học tổ, làm dựán…

3.3 Thầy trò vấn đáp phát hiện và giải quyết vấn đề:

Trong vấn đáp phát hiện và giải quyết vấn đề, học trò làm việc không hoàntoàn độc lập mà có sự gợi ý dẫn dắt của thầy khi cần thiết Phương tiện để thực hiệnhình thức này là những câu hỏi của thầy và những câu trả lời hoặc hành động đáp

lại của trò Như vậy, có sự đan kết, thay đổi sự hoạt động của thầy và trò dưới hìnhthức vấn đáp.

Với hình thức này, ta thấy dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề có phầngiống với phương pháp vấn đáp Tuy nhiên, hai cách dạy học này thật ra không đồngnhất với nhau Nét quan trọng của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề không phải

là những câu hỏi mà là tình huống gợi vấn đề Trong một giờ học nào đó, thầy giáo

có thể đặt nhiều câu hỏi, nhưng nếu các câu hỏi này chỉ đòi hỏi tái hiện tri thức đãhọc thì giờ học đó vẫn không phải là dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề Ngượclại, trong một số trường hợp, việc phát hiện và giải quyết vấn đề của học sinh có thểdiễn ra chủ yếu là nhờ tình huống gợi vấn đề chứ không phải là nhờ những câu hỏi

mà thầy đặt ra

3.4 Giáo viên thuyết trình phát hiện và giải quyết vấn đề:

Ở hình thức này, mức độc lập của học sinh thấp hơn ở các hình thức trên.Thầy giáo tạo ra tình huống gợi vấn đề, sau đó chính bản thân thầy phát hiện vấn đề

và trình bày quá trình suy nghĩ giải quyết (chứ không phải đơn thuần nêu lời giải).Trong quá trình đó có việc tìm tòi, dự đoán, có lúc thành công, có khi thất bại, phảiđiều chỉnh phương hướng mới đi đến kết quả Như vậy, tri thức được trình bàykhông phải ở dạng có sẵn mà là trong quá trình người ta khám phá ra chúng; quátrình này là một sự mô phỏng và rút gọn quá trình người ta khám phá thật sự Hìnhthức này được dùng nhiều hơn ở những lớp trên; trung học phổ thông và đại học Những hình thức nêu trên đã được sắp xếp theo mức độ độc lập của học sinhtrong quá trình phát hiện và giải quyết vấn đề, vì vậy đó cũng đồng thời là những cấp

độ dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề về phương diện này Tuy nhiên, để hiểuđúng các cấp độ khác nhau nói trên, ta cần lưu ý:

Thứ nhất, các cấp độ nêu trên đã được sắp thứ tự chỉ về một phương tiện:mức độ độc lập của học sinh trong quá trình phát hiện và giải quyết vấn đề Vềphương diện này thì cấp độ 1 cao hơn cấp độ 2, nhưng nếu xét về một phương diệnkhác: mức độ giao lưu, hợp tác của học sinh thì cấp độ 2 lại cao hơn cấp độ 1

Thứ hai, khi nói cấp độ này cao hơn cấp độ kia về một phương diện nào đó,

ta ngầm hiểu là với giả định xem xét cùng một vấn đề Còn nếu xét những vấn

đề khác nhau thì việc người học độc lập phát hiện và giải quyết một vấn đề dễ khônghẳn đã được đặt cao hơn việc thầy trò vấn đáp phát hiện và giải quyết vấn đề đó Đương nhiên còn có sự pha trộn giữa những hình thức khác nhau Chẳnghạn, có thể có sự pha trộn giữa các hình thức 1 và 2, mặt khác, giữa 1 và 3 cũng tồntại một cấp độ trung gian khác ( ngoài cấp độ 2): thầy đặt vấn đề, trò giải quyết vấn

đề đó

4 Thực hiện dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề

Hạt nhân của các dạy học này là việc điều khiển học sinh tự thực hiện hoặchòa nhập vào quá trình nghiên cứu vấn đề Quá trình này có thể chia thành các bướcdưới đây, trong đó bước nào, khâu nào do học trò tự làm hoặc có sự gợi ý của thầyhoặc chỉ theo dõi thầy trình bày là tùy thuộc sự lựa chọn mọt cấp độ thích hợp đã nêutrong mục 1.3

* Bước 1: Phát hiện hoặc thâm nhập vấn đề

- Phát hiện vấn đề từ một tình huống gợi vấn đề ( thỏa mãn các điều kiện nêu ởmục 1.2.2) thường là do thầy tạo ra Có thể liên tưởng những cách suy nghĩ tìm tòi,

dự đoán như đã được trình bày trong phần gợi động cơ mở đầu

- Giải thích và chính xác hóa tình huống (khi cần thiết) để hiểu đúng vấn đềđược đặt ra

- Phát biểu vấn đề và đặt mục tiêu giải quyết vấn đề đó

* Bước 2: Tìm giải pháp

Tìm một cách giải quyết vấn đề Việc này thường được thực hiện theo sơ đồdưới đây:

Giải thích sơ đồ:

Khi phân tích vấn đề, cần làm rõ những mối liên hệ giữa cái đã biết và cáiphải tìm Trong môn tin học, liên tưởng tới những khái niệm, những câu lệnh, nhữngđoạn chương trình, những chương trình con, những chương trình thích hợp đã biết Khi đề xuất và thực hiện hướng giải quyết vấn đề, cùng với việc thu thập, tổchức dữ liệu, huy động tri thức, thường hay sử dụng những phương pháp, kĩ thuậtnhận thức, tìm đoán, suy luận như hướng đích, quy lạ về quen, tương tự hóa, kháiquát hóa,…Phương hướng được đề xuất không phải là bất biến, trái lại có thể điềuchỉnh, thậm chí bác bỏ và chuyển hướng khi cần thiết Khâu này có thể làm đượcnhiều lận cho đến khi tìm ra hướng đi hợp lí

Kết quả của việc đề xuất và thực hiện hướng giải quyết vấn đề là hình thànhđược một giải pháp

Việc tiếp theo là kiểm tra giải pháp xem nó có đúng đắn hay không

Kết thúc

Nếu giải pháp đúng thì kết thúc khâu này, nếu không đúng thì lặp lại từ khâuphân tích vấn đề cho đến khi tìm được giải pháp đúng.

- Có thể tiếp tục tìm thêm những giải pháp (theo sơ đồ trên), so sánh các giảipháp với nhau để tìm ra giải pháp hợp lí nhất

* Bước 3: Trình bày giải pháp

Khi đã giải quyết được vấn đề đặt ra, người học trình bày lại toàn bộ từ việcphát biểu vấn đề cho tới giải pháp Nếu vấn đề là một đề bài cho sẵn thì có thể khôngcần phát biểu lại vấn đề Trong khi trình bày, cần tuân thủ các chuẩn mực đề ra trongnhà trường

* Bước 4: Nghiên cứu sâu giải pháp

- Tìm hiểu những khả năng ứng dụng kết quả

- Đề xuất những vấn đề mới có liên quan nhờ xét tương tự, khái quát hóa, lậtngược vấn đề,… và giải quyết nếu có thể

Về dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề, nhiều tài liệu hiện nay chỉ nói tớiviệc nêu vấn đề Như vậy là chưa đầy đủ Học sinh còn tham gia vào quá trình giảiquyết vấn đề nữa

5 Những cách thông dụng để tạo tình huống gợi vấn đề

Để thực hiện dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề, điểm xuất phát là tạo ratình huống gợi vấn đề Một số giáo viên nghĩ rằng dạy học phát hiện và giải quyếtvấn đề tuy hay nhưng có vẻ có ít cơ hội thực hiện do khó tạo được nhiều tình huốnggợi vấn đề Để xóa bỏ ấn tượng không đúng đó, có thể nêu lên một số tình huống gợivấn đề rất phổ biến, rất dễ gặp và dễ thiết lập chẳng hạn, có thể tạo những tìnhhuống gợi vấn đề theo các cách thông dụng như sau:

5.1 Chuyển bài toán học sinh đã biết cách giải chưa được mô tả dưới dạng thuật toán thành chương trình

Việc chuyển những bài toán đã biết cách giải quyết chưa được mô tả đướidạng thuật toán thành chương trình, là những tình huống gợi vấn đề đối với học sinh

Đó là một nguồn phong phú những tình huống gợi vấn đề mà thầy giáo có thể tạo ratrong quá trình dạy học, chẳng hạn: