BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN KHOA HỌC GIÁO DỤC VIỆT NAM
VŨ ĐỨC THÔNG
TÓM TẮT LUẬN ÁN
ĐÁNH GIÁ NĂNG LỰC GIẢI THUẬT CỦA SINH VIÊN
ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG
DẠY HỌC CẤU TRÚC DỮ LIỆU VÀ GIẢI THUẬT
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
HÀ NỘI – 2024
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
VIỆN KHOA HỌC GIÁO DỤC VIỆT NAM
Người hướng dẫn khoa học:
Hướng dẫn 1: PGS.TS. Đào Thái Lai
Hướng dẫn 2: TS. Trần Văn Hùng
Phản biện 1:
............................................................................................................................
................................................................................................................................................................
Phản biện 2:
.............................................................................................................................
................................................................................................................................................................
Phản biện 3:
.............................................................................................................................
................................................................................................................................................................
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện họp
tại Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam, 101 Trần Hưng Đạo, Hà Nội.
Vào hồi.......giờ.......ngày.......tháng........năm……
Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Quốc gia
- Thư viện Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Tầm quan trọng của giải thuật trong Công nghệ thông tin (CNTT)
Giải thuật (GT) hay thuật toán (algorithm), là một khái niệm cốt lõi trong
lĩnh vực tin học, xuất phát từ nhà toán học Abu Ja'far Mohammed ibn Musa
al Khowarizmi vào khoảng năm 825. Từ thế kỷ 20, giải thuật được sử dụng
rộng rãi như một phương pháp hiệu quả để giải quyết các vấn đề. Trong CNTT
Giải thuật cần đáp ứng các tiêu chí quan trọng như đầu vào (input), đầu ra
(output), tính xác định, tính khả thi, tính dừng và khả năng tiếp cận. Ứng dụng
của giải thuật rất đa dạng, từ việc giải quyết các vấn đề hàng ngày đến các
hoạt động chuyên môn trong nhiều ngành.
Năng lực giải thuật trong giáo dục CNTT
Năng lực GT của SV CNTT tại các trường đại học sư phạm (ĐHSP) đóng
vai trò quan trọng trong việc phát triển khả năng lập trình và giải quyết bài
toán thực tế. SV được trang bị kiến thức về phân tích và tối ưu hóa GT, giúp
họ tư duy logic và áp dụng vào nhiều lĩnh vực công nghệ như phát triển phần
mềm và trí tuệ nhân tạo. Đặc biệt, SV tại các trường sư phạm cần không chỉ
hiểu sâu về GT mà còn phải biết cách giảng dạy và phát triển năng lực này
cho học sinh trong tương lai..
Phát triển năng lực giải thuật cho SV
Phát triển năng lực GT cho SV CNTT là cần thiết để tăng cường khả năng
giải quyết vấn đề và tối ưu hóa phần mềm. GT không chỉ giúp họ làm việc
hiệu quả trong các lĩnh vực như trí tuệ nhân tạo và an ninh mạng mà còn mang
lại lợi thế cạnh tranh lớn trong thị trường lao động. Đối với SV sư phạm, năng
lực này còn hỗ trợ quá trình giảng dạy, giúp họ truyền đạt kiến thức tốt hơn
và tự tin hơn trong vai trò giáo viên tương lai.
Nghiên cứu và phát triển đánh giá năng lực giải thuật của SV CNTT tại
các trường ĐHSP còn nhiều hạn chế. Hiện chưa có sự đồng thuận về khái
niệm, cấu trúc và mức độ phát triển của năng lực giải thuật. Các trường chủ
yếu đánh giá kết quả học phần Cấu trúc dữ liệu và giải thuật mà chưa xây
dựng được phương pháp đánh giá năng lực toàn diện, từ mục đích đến khung
đánh giá và phân tích dữ liệu. Công cụ đánh giá còn đơn điệu, chủ yếu tập
trung vào bài test, chưa đo lường đầy đủ những gì SV thực sự đạt được. Cả
giáo viên và SV cũng chưa được trang bị kỹ năng cần thiết cho việc thiết lập
phương thức đánh giá năng lực này. Vì vậy, cần có sự đầu tư vào nghiên cứu
và cải tiến để nâng cao chất lượng đào tạo và khả năng giảng dạy trong tương
lai.
Với những lí do nêu trên, tác giả chọn nghiên cứu vấn đề “Đánh giá năng
lực giải thuật của sinh viên đại học sư phạm ngành công nghệ thông tin
trong dạy học cấu trúc dữ liệu và giải thuật”, với hy vọng góp phần nâng
2
cao chất lượng đánh giá (ĐG) năng lực (NL) và chất lượng đào tạo học phần
CTDL&GT cũng như chất lượng đào tạo ngành CNTT trường SP nói chung.
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng phương thức đánh giá năng lực Giải thuật cho SV đại học sư
phạm ngành Công nghệ thông tin trong giảng dạy học phần Cấu trúc dữ liệu
và giải thuật.
3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
3.1. Khách thể nghiên cứu:
Quá trình giảng dạy học phần Cấu trúc dữ liệu và giải thuật trong chương
trình đào tạo ngành CNTT hệ ĐHSP.
3.2. Đối tượng nghiên cứu:
Hoạt động đánh giá năng lực giải thuật trong giảng dạy học phần Cấu
trúc dữ liệu và giải thuật của SV ngành CNTT các trường Đại học Sư phạm.
4. Giả thuyết khoa học
Trong quá trình giảng dạy học phần CTDL&GT trong ngành CNTT nếu
xây dựng được phương thức đánh giá năng lực giải thuật khoa học và khả thi
thì đảm bảo cung cấp kết quả đánh giá tin cậy và giá trị, từ đó giúp GV cải
tiến hoạt động giảng dạy hiệu quả và SV đạt được kết quả cao trong học tập.
5. Phạm vi, nhiệm vụ nghiên cứu
5.1. Phạm vi nghiên cứu đề tài
- Chương trình đào tạo dành cho SV ĐHSP ngành CNTT bao gồm nhiều
nội dung như: Cấu trúc dữ liệu và giải thuật, Lập trình và phát triển phần mềm,
Hệ thống và mạng, Trí tuệ nhân tạo và học, An toàn thông tin và bảo mật
mạng,…đều sử dụng năng lực Giải thuật tuy nhiên luận án lựa chọn tập trung
nghiên cứu NL Giải thuật của học phần Cấu trúc dữ liệu và giải thuật bởi nội
dung này có nhiều cơ hội nhất để phát triển năng lực Giải thuật cho SV;
- Vận dụng mô hình BEAR xây dựng phương thức đánh giá năng lực Giải
thuật trong giảng dạy học phần CTDL&GT bao gồm: Mô hình phát triển năng
lực (cấu trúc năng lực GT, khung đánh giá, đường phát triển năng lực GT);
Phát triển bộ công cụ đánh giá (Tiêu chí kỹ thuật, Test, bài tập lớn); Thiết lập
không gian kết quả (Rubric mã hóa, chấm điểm); mô hình đo lường sự phát
triển năng lực GT (cổ điển và hiện đại);
- Thử nghiệm phương thức đánh giá nói trên trong quá trình giảng dạy
học phần CTDL&GT, thuộc chương trình đào tạo ngành CNTT tại trường đại
học sư phạm Hà Nội.
5.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận về năng lực và đánh giá năng lực GT;
- Khảo sát nhu cầu, thực trạng hoạt động đánh giá năng lực Giải thuật của
SV ĐHSP ngành CNTT;
3
- Xây dựng phương thức đánh giá năng lực GT trong dạy học học phần
CTDL>
- Thử nghiệm và điều chỉnh phương thức đánh giá năng lực GT trong dạy
học học phần CTDL>
- Hướng dẫn quy trình đánh giá năng lực GT trong dạy học học phần
CTDL&GT cho GV.
6. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
6.1. Cách tiếp cận
6.1.1. Tiếp cận hệ thống
Tiếp cận hệ thống là cách thức quản lý mọi yếu tố của hệ thống cùng
hướng về mục đích chung. Để đánh giá sự phát triển năng lực của SV cần phải
giải quyết các mối quan hệ giữa các yếu tố của hệ thống có tác động đến năng
lực người học như chuẩn đầu ra, chương trình đào tạo, chương trình giảng
dạy, quy chế đánh giá kết quả đào tạo, nhu cầu phát triển nghề nghiệp.
- Nghiên cứu hiện tượng giáo dục trong mối quan hệ tương tác với các
hiện tượng xã hội khác như kinh tế, văn hoá, xã hội. Tạo môi trường thuận lợi
để phát triển giáo dục.
6.1.2. Tiếp cận Lịch sử - thực tiễn
Đề tài được nghiên cứu theo cách tiếp cận lịch sử - thực tiễn, tức là vừa
nghiên cứu thành tựu và xu thế đo lường, đánh giá năng lực người học trên
thế giới, vừa đặt đánh giá năng lực người học là một thành tố quan trọng trong
quá trình đổi mới giáo dục đại học Việt Nam. Vì vậy đề tài sẽ nỗ lực đáp ứng
các yêu cầu sau:
- Phát hiện những vấn đề bất cập, hạn chế cần giải quyết trong quá trình
triển khai định hướng đổi mới đánh giá người học;
- Phân tích hiện trạng điểm mạnh, điểm yếu và nguyên nhân, từ đó xây
dựng phương thức đánh giá năng lực người học;
- Dùng thực tiễn giáo dục (chương trình, bối cảnh giảng dạy, cơ sở vật
chất,… của trường ĐHSP) để kiểm nghiệm tính khoa học và khả thi của kết
quả nghiên cứu.
6.1.3. Tiếp cận chuẩn hóa
Ở góc độ cơ sở đào tạo, tiếp cận chuẩn hóa được thực hiện trong suốt quá
trình tạo ra nhân cách người học. Muốn người học có nhân cách phù hợp với
mục đích giáo dục, cần kiểm soát quá trình hình thành và phát triển nhân cách
ngay từ đầu vào cho đến đầu ra, thông qua việc áp dụng bộ chuẩn đầu ra của
chương trình.
Ở góc độ đề tài, tiếp cận chuẩn hóa được áp dụng trong các việc: (i) Thực
hiện phương thức đánh giá năng lực GT của SV chuẩn hóa (theo mô hình
BEAR); (ii) Sử dụng các mô hình ước tính năng lực chuẩn hoá (Itanal, Rachs,
IRT, EFA,…)