ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN THỊ YẾN MỘT SỐ ĐỀ XUẤT VỀ DẠY VÀ HỌC LẬP TRÌNH TRONG MÔN TIN HỌC Ở CÁC TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ TH
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
NGUYỄN THỊ YẾN
MỘT SỐ ĐỀ XUẤT VỀ DẠY VÀ HỌC LẬP TRÌNH TRONG MÔN TIN HỌC Ở CÁC TRƯỜNG
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Hà Nội - năm 2015
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
NGUYỄN THỊ YẾN
MỘT SỐ ĐỀ XUẤT VỀ DẠY VÀ HỌC LẬP TRÌNH
TRONG MÔN TIN HỌC Ở CÁC TRƯỜNG
TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
Ngành: Công nghệ thông tin
Chuyên ngành: Kĩ thuật phần mềm
Mã số: 60.48.01.03
LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS.Trương Anh Hoàng
Hà Nội - năm 2015
Trang 2LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập tại Khoa Công nghệ thông tin trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội, em đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ, tạo mọi điều kiện của nhà trường, của các thầy giáo, cô giáo, đến nay em đã hoàn thành chương
trình học tập và luận văn tốt nghiệp
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban giám hiệu nhà trường đã quan tâm tạo
điều kiện thuận lợi để chúng em được học tập tại trường
Em cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy, cô giáo trong khoa Công nghệ thông tin nói riêng và thầy cô giáo các khoa trong trường nói chung đã luôn nhiệt
tình giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho em trong suốt quá trình học tập tại trường
Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới PGS.TS Trương Anh Hoàng, người trực tiếp hướng dẫn và tận tình đôn đốc, giúp đỡ em trong suốt thời gian thực
hiện luận văn
Một lần nữa cho phép em xin được chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 25 tháng 12 năm 2015
Học viên
Nguyễn Thị Yến
Trang 4LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam kết rằng nội dung và kết quả đạt được của luận văn tốt nghiệp này là sản phẩm nghiên cứu, tìm hiểu riêng của cá nhân tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS.Trương Anh Hoàng Trong toàn bộ nội dung của luận văn, những điều được trình bày là của cá nhân tôi hoặc là được tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu tham khảo Tất cả các tài liệu tham khảo đều có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng và được trích dẫn hợp pháp
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam đoan của mình
Hà Nội, ngày 25 tháng 12 năm 2015
Học viên
Nguyễn Thị Yến
Trang 5DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Trang 6CHƯƠNG I – TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề
Bắt đầu từ năm học 2006 – 2007 môn Tin học trở thành môn học bắt buộc được Bộ Giáo dục và Đào tạo đưa vào chương trình dạy học khối THPT trên toàn quốc Điều này thể hiện rõ tầm quan trọng của môn học này đối với sự phát triển của nền kinh tế
xã hội hiện đại Trải qua gần 10 năm triển khai chương trình môn học, mặc dù đã thu được những kết quả rất khả quan: học sinh THPT có cơ hội được tiếp cận nhiều hơn với CNTT, có khả năng sử dụng máy tính phục vụ học tập và làm việc, tạo một nền tảng tốt cho học sinh trước khi bước vào học ngành CNTT, song cũng còn nhiều bất cập làm môn học chưa đáp ứng được yêu cầu mà Bộ Giáo dục và Đào tạo kì vọng Đặc biệt, cho đến nay, khi CNTT là một ngành phát triển rất nhanh và mạnh mẽ, công nghệ thay đổi thường xuyên và liên tục, thì chương trình môn Tin học THPT đã trở lên lạc hậu, không còn phù hợp cả về nội dung và công nghệ Do vậy đổi mới, cải tiến chương trình môn Tin học là một việc làm rất cần thiết trong nhiệm vụ cải cách toàn diện giáo dục nói chung Trong khuôn khổ đề tài luận văn, tôi xin phép nghiên cứu những hạn chế, tồn tại của việc và dạy và học môn Tin học lớp 11 (nội dung của giáo trình hiện tại là “Lập trình Pascal”), trên cơ sở nghiên cứu chương trình dạy lập trình cấp THPT
ở các nước tiên tiến như Canada, Mỹ, Singapore, luận văn sẽ đánh giá, so sánh với Việt Nam để đưa ra chương trình cải tiến cho dạy lập trình cấp THPT và ứng dụng ngôn ngữ lập trình khối lệnh (blocks) là Code.org và Alice để giảng dạy một số modul giúp bài học thêm sinh động, trực quan, hấp dẫn, thu hút sự chú ý của học sinh, giúp học sinh yêu thích lập trình, nâng cao hiệu quả trong các giờ dạy học lập trình đồng thời sử dụng Code.org để lập trình game Flappy Bird
1.2 Thực trạng việc dạy và học môn Tin học 11 trong các trường THPT
Để tìm ra những vấn đề tồn tại trong việc dạy, học và chương trình môn Tin học
11, tôi đã tiến hành phương pháp điều tra phỏng vấn 9 giáo viên và 30 học sinh ở các trường THPT trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc: trường THPT Chuyên Vĩnh Phúc, trường THPT Trần Phú, trường THPT Nguyễn Thái Học, trường THPT Quang Hà, trường THPT Bình Xuyên, trường THPT Nguyễn Viết Xuân, THPT Vĩnh Yên, THPT Yên Lạc Kết quả thu được tôi xin tổng hợp lại thành các nội dung:
1.2.1 Vấn đề về cơ sở vật chất
Theo kết quả khảo sát, phần lớn các trường đều gặp phài một số vấn đề về cơ sở vật chất như:
- Thiếu phòng máy tính, máy chiếu phục vụ dạy lý thuyết và thực hành
- Phòng máy tính số lượng máy hỏng còn nhiều, máy cũ với cấu hình thấp gây khó khăn cho việc cài đặt các phần mềm phiên bản cao phục vụ học tập, tốc độ
Trang 7máy chậm, chạy không ổn định ảnh hưởng đến chất lượng các buổi học thực hành
- Nhiều trường phòng máy tính còn chưa được kết nối Internet hoặc tốc độ Internet rất chậm như THPT Vĩnh Yên, THPT Nguyễn Viết Xuyên, THPT Bình Xuyên
1.2.2 Vị thế của môn Tin học trong các trường THPT
Đối với các trường THPT, thì môn Tin học chỉ là môn “phụ”, không tham gia thi tốt nghiệp hay đại học cao đẳng vì thế chưa nhận được sự quan tâm của nhà trường cũng như phụ huynh và học sinh: học sinh chỉ học để đối phó, nhà trường chỉ tổ chức dạy cho đúng yêu cầu, phụ huynh không khuyến khích ủng hộ con em yêu thích đam
mê môn học, thậm chí nhiều phụ huynh còn cấm con em họ tham gia thi học sinh giỏi môn Tin học, tạo áp lực cho giáo viên và nhà trường để con em học được ra khỏi đội tuyển tập trung vào học các môn ôn thi đại học
Phần lớn giáo viên môn Tin học đều phải kiêm nhiệm rất nhiều công tác khác nhau như thủ quỹ, văn phòng, hoạt động đoàn thể nên ảnh hưởng không nhỏ tới chất lượng giảng dạy
Vấn đề trên dẫn tới tâm lý học sinh chán học, giáo viên chán dạy nên chất lượng môn Tin học trong trường THPT không đáp ứng được mục đích, yêu cầu của môn học Đặc biệt với môn Lập trình Pascal trong tin học lớp 11, là môn học được đánh giá là khó và lạc hậu thì việc dạy và học càng trở lên “đối phó”
1.2.3 Vấn đề của học sinh khi học lập trình Pascal
Dựa trên kết quả khảo sát, có khá nhiều em học sinh đều quan tâm và cảm thấy hứng thú với lập trình công việc lập trình viên Tuy nhiên, việc học ngôn ngữ lập trình Pascal trong chương trình lớp 11 hiện nay đang gây khó khăn cho các học sinh mới bắt đầu tìm hiểu học lập trình Pascal được chọn sử dụng để dạy ngôn ngữ lập trình cho học sinh phổ thông vì 30 năm trước nó không có đối thủ về mặt diễn tả thuật toán một cách trong sáng Tuy nhiên, hơn 10 năm nay, Pascal mất ưu thế về mọi mặt và có một
số nhược điểm gây khó khăn cho các em học sinh so với một số ngôn ngữ khác như:
- Giao diện chương trình không thân thiện, dễ gây sự nhàm chán cho học sinh
- Về mặt cú pháp nó chỉ dễ đọc đối với những học sinh các nước nói tiếng Anh
- Không có tính thực tiễn, nên không gây hứng thú cho học sinh
- Rườm rà, không có IDE giúp bắt lỗi cú pháp nhanh chóng
Đối với chương trình Pascal lớp 11 hiện nay thì có một số vấn đề sau:
Trang 8- Các bài tập áp dụng công thức toán học quá nhiều, học sinh phải có kiến thức tốt về toán thì mới có thể làm được các bài tập trong sách giáo khoa
- Phần lớn các bài tập chỉ liên quan đến tính toán, thuần về toán học, không liên quan đến thực tiễn do đó học sinh chưa hiểu được lập trình để làm gì ngoài viêc tính toán với các con số
- Không trực quan và sinh động
- Phần lớn học sinh chỉ cố hoàn thành các bài tập giáo viên cho một cách bị động, không kích thích tư duy tính sáng tạo, không thu hút sự chú ý của học sinh, do
đó học sinh học chỉ để đối phó với môn học
- Với ngôn ngữ Pascal, học sinh khó liên hệ với việc xây dựng các ứng dụng trong thực tế, vì thế học sinh không hình dung hết vai trò của sản phẩm lập trình trong cuộc sống hàng ngày
1.2.4 Vấn đề của giáo viên
Giáo viên tin học cấp THPT hiện nay trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc xét về mặt bằng chung còn thiếu Nhiều trường giáo viên Tin học là các thầy cô được đào tạo chuyên ngành Toán - Tin (trong đó chương trình Toán là chủ yếu), vì thế dẫn đến việc lúng túng trong giảng dạy môn Tin học, đặc biệt là việc ứng dụng kiến thức trong sách giáo khoa vào thực tế và việc cập nhật các kiến thức mới cho học sinh
Số lượng học sinh/lớp ở các trường THPT khá cao (trung bình 35 – 45 học sinh) gây khó khăn rất lớn cho giáo viên khi hướng dẫn học sinh thực hành Bên cạnh đó cơ
sở vật chất còn thiếu và lạc hậu cũng dẫn tới chất lượng các tiết học thực hành không cao
Với tâm lý là môn học “phụ”, nên nhiều giáo viên không yêu thích và đam mê với công tác giảng dạy chuyên môn, lại phải kiêm nhiệm nhiều công tác khác nên cũng không có nhiều thời gian để giáo viên đầu tư cho soạn giáo án, thiết kế chương trình đổi mới phương pháp giảng dạy hay tự bồi dưỡng chuyên môn
Ngôn ngữ Pascal là một ngôn ngữ lạc hậu, tính thực tế không cao nên không thu hút sự yêu thích tìm tòi khám phá của giáo viên
1.3 Hướng giải quyết
Để giải quyết các thực trạng nêu trên, luận văn sẽ nghiên cứu chương trình trình dạy lập trình ở một số quốc gia phát triển trên thế giới từ đó học hỏi, rút kinh nghiệm
và đưa ra đề xuất cải tiến chương trình dạy học lập trình phù hợp với Việt Nam Việc lựa chọn ngôn ngữ lập trình mới, dễ sử dụng, gần gũi và hấp dẫn, phù hợp với sự tiến
bộ của khoa học kĩ thuật hiện nay sẽ thu hút sự yêu thích của học sinh, giải quyết được
Trang 9vấn đề khó khăn của học sinh khi học lập trình Luận văn cũng đề xuất một chương trình giảng dạy lập trình mang tính mở và gợi ý cách tổ chức hoạt động học tập cho học sinh giúp giáo viên có định hướng giảng dạy nhưng cũng có điều kiện để thể hiện
sự sáng tạo và lựa chọn sáng tạo ngôn ngữ lập, trình phù hợp với giáo viên và học sinh của mình
1.4 Tóm tắt nội dung
Nội dung luận văn gồm 3 chương: Chương mở đầu phân tích thực trạng của việc dạy và học lập trình hiện nay ở một số trường THPT, những khó khăn của giáo viên và học sinh trong quá trình học lập trình Pascal đồng thời đưa ra hướng giải quyết cho các thực trạng trên Chương hai sẽ nghiên cứu chương trình giảng dạy lập trình ở một số nước phát triển như Canada, Singapore, Phần Lan, Mỹ, nhận xét, đánh giá, so sánh về cách thức xây dựng chương trình và nội dung chương trình của các nước với Việt Nam
và từ đó xây dựng chương trình giảng dạy lập trình mới cho các khối lớp 10, 11, 12 Chương ba là ứng dụng ngôn ngữ lập trình Code.org và Alice trong việc giảng dạy một số module lập trình như: biến, hàm, vòng lặp, cấu trúc điều khiển, lập trình hướng đối tượng, và kiểm tra đánh giá đồng thời phân tích, thiết kế và hướng dẫn lập trình game Flappy Bird sử dụng Code.org, game bắt bóng sử dụng Alice
Trang 10CHƯƠNG II – SO SÁNH CHƯƠNG TRÌNH DẠY LẬP TRÌNH Ở MỘT SỐ QUỐC GIA PHÁT TRIỂN, XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐỔI MỚI
Chương này sẽ tìm hiểu một số nước có chương trình dạy lập trình tiên tiến, tiên phong trong lĩnh vực CNTT, so sánh, đánh giá để rút ra bài học kinh nghiệm, vận dụng xây dựng chương trình đổi mới
Các quốc gia được nghiên cứu bao gồm:
Ontario (Canada) – một học khu luôn được đánh giá là có chất lượng giáo dục tốt nhất Canada Không chỉ là một đất nước có nền khoa học và công nghệ phát triển, Canada
Mặc dù là một trong ít quốc gia có nền giáo dục mang tính độc lập cao (mỗi học khu
tự chịu trách nhiệm xây dựng chương trình dạy học và quản lý chất lượng giáo dục), nhưng chất lượng giáo dục của Canada tại các trường học trong cả nước khá đồng đều
và có chất lượng cao, là sự lựa chọn của rất nhiều du học sinh trên thế giới
Singapore được cả thế giới biết đến và ngưỡng mộ bởi sự phát triển vượt bậc về khoa học, công nghệ và kinh tế trong khi nguồn tài nguyên thì nghèo nàn Có được thành tựu đó phải kể đến sự đóng góp to lớn của nền giáo dục Singapore Sự phân cấp, linh hoạt và định hướng nghề nghiệp ngay từ rất sớm đã giúp Singapore đào tạo được những nguồn nhân lực chất lượng cao góp phần thúc đẩy nền kinh tế phát triển mạnh
mẽ[2]
Phần Lan – một quốc gia được đánh giá là một trong những nước có nền giáo dục thành công nhất thế giới với điểm đánh giá PISA luôn ở tốp đầu Đặc biệt kết quả đó lại đạt được trên cơ sở hình thức giáo dục “không thi cử, không có áp lực”, do đó nền giáo dục Phần Lan là chủ đề nghiên cứu của rất nhiều nhà giáo dục đến từ nhiều quốc gia trên thế giới[3]
Nước Mỹ là đất nước đứng đầu thế giới trong lĩnh vực công nghệ thông tin, nhiều tập đoàn lớn của Mỹ có sức ảnh hưởng lớn trên thế giới hoạt động trong lĩnh vực này như: Facebook, Google, Microsoft, Apple, Intel, IDM…
Với những đặc điểm nổi bật của các quốc gia đó, tác giả mong muốn rút ra được nhiều bài học tiên tiến hữu ích để áp dụng đề xuất được chương trình tốt nhất phục vụ dạy học lập trình ở Việt Nam
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]
(Linda Sturman, 2011)
[2] (http://www.moe.gov.sg/education/, n.d.)
[3]
Trang 111 Canada Task Force, 2013 Future Tense: Adapting Canadian Education
Systems for the 21'st Century, Canada: Action Canada
2 Computing at School Working Group, 2012 Computer Science: A curriculum
for School, s.l.: BCS, Microsoft, Google and Intellect
3 Finnish National Board of Education, 2010 Vocational Qualification in
Information and Communications Technology, Finland: www.oph.fi
4 Ontario Ministry of Education, 2008 The Ontario Curriculum Grades 10 - 12:
Computer Studies Ontario: Ontario
5 University of Liege Psychology and Education, 2012 Survey of School: ICT in
Education, Finland: European Schoolnet
6 Allen Tuckerr, A V C S D M F D J J., 2003 CSTA K-12 Standards
Curriculum, New York: ACM Order Department General Post Office
7 Anja Balanskat, K E., 2014 Computer programming and coding - Priorities,
school curricula and initiatives across Europe, s.l.: European Schoolnet
8 Chris Stephenson, A V B H., 2005 The New Educational Imperative:
Improving High School Computer Science Education, New York: Association
for Computing Machinery, Inc (ACM)
9 Deborah Seehorn, S C B F I L., 2011 CSTA K-12 Computer Science
Standards, New York: Computer Science Teachers Association (CSTA) an
10 Deirdre Butler, M L G S J C., 2013 Building towards a Learning Society: A
National Digital Strategy for Schools, Ireland: Educational Research Center
11 Education, U o L P a., 2012 Survey of schools: ICT in Education, s.l.: s.n
12 Halinen, M I., 2015 Curriculum reform in Finland Finnish National Board of
Education
13 Judith Gal-Ezer, D H., 2000 Curriculum and Course Syllabi for a High-School
, Israel: Israel Ministry of Education
14 Leanne M Perry, R C., 2014 The Role of Education Agents in Canada’s
Education Systems, Canada: Council of Ministers of Education, Canada
15 Linda Sturman, J S., 2011 International Comparison of Computing in Schools,
UK: National Foundation for Educational Research
16 Ministry of Education, S., 2014 ICT Masterplans in the Singapore in the
Singapore Education System, Singapore: Unesco