Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Khơi nguồn cảm hứng yêu thích lập trình thông qua các hoạt động trải nghiệm Câu lạc bộ Tin học tại trường THPT Nghi Lộc 5

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:68

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài này giúp cho học sinh nâng cao kỹ năng lập trình, góp phần đổi mới phương pháp dạy học, hình thành phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh thông qua hoạt động trải nghiệm. Khắc phục tình trạng học sinh không hứng thú và tiếp nhận tri thức bị động của phương pháp dạy học truyền thống.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Khơi nguồn cảm hứng yêu thích lập trình thông qua các hoạt động trải nghiệm Câu lạc bộ Tin học tại trường THPT Nghi Lộc 5

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: KHƠI NGUỒN CẢM HỨNG YÊU THÍCH LẬP TRÌNH THÔNG QUA CÁC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM CÂU LẠC BỘ TIN HỌC TẠI TRƯỜNG THPT NGHI LỘC 5 LĨNH VỰC: TIN HỌC NGHỆ AN, 2023
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT NGHI LỘC 5 ---o0o--- SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: KHƠI NGUỒN CẢM HỨNG YÊU THÍCH LẬP TRÌNH THÔNG QUA CÁC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM CÂU LẠC BỘ TIN HỌC TẠI TRƯỜNG THPT NGHI LỘC 5 LĨNH VỰC: TIN HỌC NHÓM TÁC GIẢ: 1. ĐẶNG ĐÌNH KỲ 2. TRẦN BÁ VĂN ĐIỆN THOẠI: 0918307313 - 0976252808 NGHỆ AN, 2023
MỤC LỤC PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài. .............................................................................................. 1 2. Tính mới, tính sáng tạo và đóng góp của đề tài. ............................................... 2 3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu. ................................................................. 3 4. Mục đích nghiên cứu. ........................................................................................ 3 5. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu. ...................................................................... 3 6. Nhiệm vụ nghiên cứu. ....................................................................................... 3 7. Phương pháp nghiên cứu................................................................................... 4 8. Thời gian nghiên cứu. ....................................................................................... 4 PHẦN II. NỘI DUNG ............................................................................................. 4 I. CƠ SỞ KHOA HỌC ........................................................................................... 4 1. Cơ sở lý luận. .................................................................................................... 4 2. Cơ sở thực tiễn. ................................................................................................. 6 II. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN. .......................................... 9 1. Chuẩn bị. ......................................................................................................... 10 2. Tổ chức hoạt động giáo dục. ........................................................................... 11 2.1. Chuyển giao nhiệm vụ học tập ................................................................. 11 2.2. Phân bổ tiết học và thời gian .................................................................... 11 3. Tổ chức hoạt động dạy và học trải nghiệm. .................................................... 12 3.1. Bài 1: Giới thiệu về Blockly, Microsoft MakeCode, Micro:bit. .............. 12 3.1.1. Giới thiệu lập trình bằng Blockly. ..............................................................12 3.1.2. Sử dụng Microsoft MakeCode. ...................................................................14 3.1.3. Giới thiệu Micro:bit ...................................................................................15 3.2. Bài 2: Dò tìm khí Gas............................................................................... 17 3.2.1. Giới thiệu về dự án. ....................................................................................17 3.2.2. Tổng quan về hệ thống. ..............................................................................18 3.2.3. Cảm biến khí Gas. ......................................................................................19 3.2.4. Loa báo hiệu. ..............................................................................................19 3.2.5. Hiện thực dự án dò tìm khí gas. .................................................................20 3.3. Bài 3: Đo thân nhiệt không tiếp xúc. ....................................................... 21 3.3.1. Giới thiệu về hệ thống. ...............................................................................21 3.3.2. Tổng quan về hệ thống. ..............................................................................22 3.3.3. Giới thiệu cảm biến nhiệt độ không tiếp xúc MLX90614 ...........................22 3.3.4. Kết nối với cảm biến MLX90614 ................................................................23
3.3.5. Thêm thư viện lập trình. .............................................................................24 3.3.6. Khảo sát cảm biến. .....................................................................................25 3.3.7. Hoàn thiện dự án đo thân nhiệt không tiếp xúc. ........................................25 3.4. Bài 4: Máy sát khuẩn tự động. ................................................................. 27 3.4.1. Giới thiệu về hệ thống. ...............................................................................27 3.4.2. Tổng quan về hệ thống ...............................................................................27 3.4.3. Cảm biến hồng ngoại. ................................................................................28 3.4.4. Máy bơm và Relay. .....................................................................................29 3.4.5. Hiện thực dự án máy sát khuẩn tự động. ...................................................30 3.5. Bài 5: Thùng rác tự động. ........................................................................ 32 3.5.1. Giới thiệu về dự án thùng rác tự động. ......................................................32 3.5.2. Tổng quan dự án.........................................................................................32 3.5.3. Cảm biến hồng ngoại. ................................................................................33 3.5.4. Điều khiển động cơ. ....................................................................................34 3.5.5. Hiện thực dự án thùng rác tự động ............................................................35 3.6. Bài 6: Vườn rau thông minh – Tưới tự động. .......................................... 35 3.6.1. Giới thiệu về dự án vườn rau thông minh. .................................................35 3.6.2. Tổng quan hệ thống ....................................................................................36 3.6.3. Cảm biển độ ẩm đất....................................................................................37 3.6.4. Lập trình điều khiển máy bơm. ...................................................................38 4. Học sinh vận dụng, phát triển ý tưởng sáng tạo.............................................. 40 5. Khảo sát sự cấp thiết và tính khả thi của giải pháp. ........................................ 40 5.1. Đánh giá định tính. ................................................................................... 40 5.2. Đánh giá định lượng. ................................................................................ 41 A. Khảo sát sự cấp thiết và tính khả thi của các giải pháp đề xuất. ....................41 B. Khảo sát khả năng tiếp nhận, nắm vững kiến thức, tính sáng tạo của HS ......44 5.3. Một số thành tích đạt được trong năm học 2021-2022 và 2022-2023 ..... 49 PHẦN III: KẾT LUẬN ........................................................................................ 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 52 PHỤ LỤC ................................................................................................................. 1
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG ĐỀ TÀI TT CỤM TỪ VIẾT TẮT Ý NGHĨA 1 GDPT Giáo dục phổ thông 2 HS Học sinh 3 GV Giáo viên 4 THPT Trung học phổ thông 5 PPDH Phương pháp dạy học 6 Lớp TN Lớp thực nghiệm 7 Lớp ĐC Lớp đối chứng 8 TNSP Thực nghiệm sư phạm
PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lý do chọn đề tài. Mục tiêu chương trình giáo dục phổ thông hiện nay là bảo đảm phát triển phẩm chất và năng lực người học thông qua nội dung giáo dục với những kiến thức, kĩ năng cơ bản, thiết thực, hiện đại; hài hoà giữa đức, trí, thể, mĩ; chú trọng thực hành, vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học để giải quyết vấn đề trong học tập và đời sống; tích hợp cao ở các lớp học dưới, phân hoá dần ở các lớp học trên; thông qua các phương pháp, hình thức tổ chức giáo dục phát huy tính chủ động và khơi dậy tiềm năng của mỗi học sinh, các phương pháp đánh giá phù hợp với mục tiêu giáo dục và phương pháp giáo dục để đạt được mục tiêu đó. Trước yêu cầu về đổi mới giáo dục, những năm gần đây, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã yêu cầu các trường chú trọng đổi mới phương pháp dạy học, tăng cường các hoạt động trải nghiệm sáng tạo để phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh. Hoạt động trải nghiệm giúp người học hình thành và phát triển các năng lực chung và các năng lực đặc thù ứng với từng nội dung trải nghiệm cụ thể. Thông qua các hoạt động thực hành, trải nghiệm, học sinh có cơ hội để huy động và vận dụng kiến thức, kĩ năng trong môn học và hoạt động giáo dục để giải quyết các tình huống có thực trong học tập và cuộc sống, từ đó người học hình thành, phát triển các phẩm chất và năng lực. Tăng cường hoạt động thực hành, trải nghiệm cho học sinh là một nguyên tắc không thể thiếu của giáo dục phát triển phẩm chất, năng lực đòi hỏi từng môn học, hoạt động giáo dục phải khai thác, thực hiện một cách cụ thể, có đầu tư. Hoạt động trải nghiệm sáng tạo là một trong những hoạt động có ý nghĩa và là sân chơi bổ ích cho các em. Qua đây nhằm giúp các em học sinh hình thành và phát triển phẩm chất, nhân cách, năng lực, tâm lí xã hội, giúp các em tích lũy kinh nghiệm và phát huy sáng tạo để áp dụng vào thực tế. Hình thành, phát triển ở học sinh năng lực thích ứng với cuộc sống, năng lực thiết kế và tổ chức hoạt động, năng lực định hướng nghề nghiệp,… Hoạt động trải nghiệm sáng tạo được tổ chức dưới nhiều hình thức khác nhau như: Hoạt động câu lạc bộ, Tổ chức trò chơi, Diễn đàn, Sân khấu tương tác, Tham quan dã ngoại,… Mỗi hình thức hoạt động trên đều mang ý nghĩa giáo dục nhất định nhưng đều hướng tới đích là thực hiện các yêu cầu cần đạt quy định trong chương trình GDPT 2018. Lập trình Tin học là một môn học khó và cứng nhắc nên các em không mấy quan tâm. Vậy làm sao để các em thấy hứng thú và yêu thích Tin học lập trình luôn là vấn đề trăn trở của nhiều giáo viên dạy bộ môn này. Trong thực tế những năm dạy Tin học lập trình có rất nhiều các em thắc mắc rằng ngoài việc lập trình những bài toán nhàm chán như tính tổng, tính diện tích, chu vi tam giác,… thì Tin học còn lập trình những gì? Sáng kiến này chính là một phần nhỏ trả lời cho câu hỏi của các em. Hiện nay có rất nhiều phần mềm hữu ích như Microsoft Makecode, Arduino, Android Studio, Visual Studio, Python,… để tạo ra các sản phẩm mang tính thực tế 1
cao phục vụ cho việc học tập và nghiên cứu khoa học cũng như phục vụ cho cuộc sống. Trong các phần mềm nêu trên bản thân chúng tôi thấy phần mềm Microsoft Makecode rất phù hợp với học sinh từ 8 – 18 tuổi. Đây là ngôn ngữ lập trình kéo thả các khối lệnh, rất dễ làm quen và dễ học, rất phù hợp cho người mới bắt đầu làm quen với môn học lập trình. Để các em làm quen sớm sẽ giúp các em hình thành tư duy lập trình tốt. Chính vì những lý do trên và bằng kinh nghiệm quản lý, kinh nghiệm giảng dạy nhiều năm, chúng tôi chọn đề tài: “Khơi nguồn cảm hứng yêu thích lập trình thông qua các hoạt động trải nghiệm Câu lạc bộ Tin học tại trường THPT Nghi Lộc 5” dựa trên phần mềm Makecode Microbit. Hi vọng đây là một sân chơi bổ ích cho học sinh khơi nguồn đam mê và yêu thích môn Tin học lập trình. 2. Tính mới, tính sáng tạo và đóng góp của đề tài. Đề tài chú trọng đổi mới phương pháp dạy học nhằm đáp ứng Chương trình Giáo dục phổ thông 2018, dạy học thông qua hoạt động trải nghiệm sáng tạo nhằm chuyển từ tiếp cận nội dung sang tiếp cận năng lực góp phần hình thành, phát triển các phẩm chất chủ yếu, năng lực chung và các năng lực đặc thù cho học sinh. Đề tài đã tạo cơ hội cho học sinh tiếp cận thực tế, từ việc chưa nhận thức được học lập trình để làm gì, học lập trình sẽ ứng dụng vào thực tế như thể nào thì nay các em có thể lập trình tạo ra các đoạn mã code nạp vào mạch xử lý để điều khiển thu thập dữ liệu từ cảm biến, điều khiển động cơ, điều khiển relay,… và quan sát hoạt động của chúng. Qua các trải nghiệm thực tế học sinh được thể nghiệm các cảm xúc tích cực, khai thác những kinh nghiệm đã có và huy động tổng hợp kiến thức, kỹ năng để thực hiện những nhiệm vụ được giao hoặc giải quyết những vấn đề của thực tiễn đời sống nhà trường, gia đình, xã hội phù hợp với lứa tuổi. Thông qua đó, chuyển hóa những kinh nghiệm đã trải qua thành tri thức mới, hiểu biết mới, kĩ năng mới góp phần phát huy tiềm năng sáng tạo và khả năng thích ứng với cuộc sống. Qua đề tài học sinh không chỉ vận dụng, củng cố, kiểm nghiệm những tri thức, cảm xúc đã có mà còn hiểu rõ hơn ý nghĩa thực tiễn của những điều đã thu nhận được cụ thể qua các dự án tạo ra sản phẩm phục vụ đời sống thực tế trong chương trình trải nghiệm, từ đó có nhận thức đúng đắn hơn về sự cần thiết của việc học lập trình, ứng dụng của việc học lập trình vào thực tế, đồng thời có nhu cầu sử dụng những tri thức, kĩ năng đó vào thực tiễn để từng bước hình thành, phát triển những phẩm chất, năng lực cần thiết cho bản thân. Qua đề tài học sinh đã tạo ra các sản phẩm mang tính thực tế cao phục vụ cho việc học tập và nghiên cứu khoa học cũng như phục vụ cho cuộc sống thời đại 4.0. Đề tài góp phần đổi mới phương pháp dạy học nói chung và dạy học Tin học lập trình nói riêng trong công cuộc đổi mới giáo dục một cách toàn diện và sâu sắc. Học sinh được làm quen với các thiết bị cảm biến, thiết bị điện tử, vi mạch điều khiển,… được học cơ sở lý thuyết, nguyên lý hoạt động, lập trình và điều khiển động cơ, thu thập được dữ liệu cảm biến,… Khơi nguồn sáng tạo cho học sinh. 2
3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu. Phần mềm ngôn ngữ lập trình Makecode Micro:bit phục vụ cho học tập và nghiên cứu khoa học cũng như phục vụ cho cuộc sống; các thiết bị về điện tử cảm biến,... Đề tài áp dụng cho học sinh học Tin học lập trình tại trường THPT Nghi Lộc 5 năm học 2021-2022 và tiếp tục hoạt động và phát triển trong năm học 2022-2023. Tri thức, nhận thức, sự tiến bộ, nguồn cảm hứng yêu thích lập trình của học sinh thông qua các hoạt động trải nghiệm tại Câu lạc bộ Tin học. 4. Mục đích nghiên cứu. Đề tài này giúp cho học sinh nâng cao kỹ năng lập trình, góp phần đổi mới phương pháp dạy học, hình thành phát triển phẩm chất, năng lực cho học sinh thông qua hoạt động trải nghiệm. Khắc phục tình trạng học sinh không hứng thú và tiếp nhận tri thức bị động của phương pháp dạy học truyền thống. Mặt khác người viết còn có mong muốn góp một phần nhỏ làm thay đổi tư duy nhận thức người học cho rằng Tin học là môn học phụ, với nội dung kiến thức hết sức khô khan, trừu tượng, khó hiểu,... đa số những giờ học thực hành trên lớp là những bài toán tính tổng, giải phương trình bậc 2, tính chu vi, diện tích, tìm ước chung lớn nhất,… các bài thực hành không có tính thu hút, không thú vị, không có tính khám phá, không khơi nguồn khám phá sáng tạo cho học sinh,… nhưng khi dạy học có kết hợp với các hoạt động trải nghiệm kết hợp Stem sẽ làm người học có cách nhìn khác về môn học, đó là làm cho người học hứng thú với giờ học Tin học hơn, yêu môn học lập trình hơn, tạo cho các em có tính tò mò khám phá, giờ học tạo ra các sản phẩm thiết thực phục vụ đời sống làm các em hứng thú hơn,... Từ đó khơi nguồn cảm hứng yêu thích lập trình cho các em. 5. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu. Đề tài phổ cập dạy học trải nghiệm trên vi mạch điều khiển Micro:bit, cảm biến, động cơ, camera, relay, loa,… Dạy học lập trình kéo thả các khối lệnh trên phần mềm Makecode micro:bit Từ ngôn ngữ lập trình Makecode Micro:bit và các thiết bị cảm biến, broad mạch điều khiển, các thiết bị điện tử, động cơ điện,… Học sinh sẽ phát triển các ý tưởng sáng tạo có thể ứng dụng trong xã hội. Nguồn cảm hứng yêu thích lập trình của học sinh thông qua các hoạt động trải nghiệm tại Câu lạc bộ Tin học trường THPT Nghi Lộc 5. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu. Giúp khơi nguồn cảm hứng cho học sinh khi học Tin học lập trình THPT. Giúp học sinh có cách nhìn khác về môn học, hứng thú với giờ học Tin học hơn, yêu môn học lập trình hơn, tạo cho các em có tính tò mò khám phá. Rèn luyện kĩ năng lập trình ứng dụng cho học sinh. Tạo ra các dự án nghiên 3
cứu khoa học kỹ thuật, tạo ra các sản phẩm thiết thực phục vụ đời sống. 7. Phương pháp nghiên cứu. Để nghiên cứu và thực hiện đề tài này chúng tôi đã sử dụng một số nhóm phương pháp nghiên cứu sau: Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Thường xuyên sưu tầm tra cứu sách báo tài liệu có liên quan đến nội dung đề tài, qua đó phân tích tổng hợp hệ thống hóa theo mục đích nghiên cứu. Phương pháp quan sát: Thực hiện quan sát quá trình giảng dạy của đồng nghiệp, các video liên quan tới nội dung đề tài trên Internet,… Quan sát học sinh trong quá trình học tập trong lớp, ngoài giờ học tập, đặc biệt là theo dõi trong những giờ thảo luận của học sinh nhằm đánh giá thực trạng, tìm hiểu nguyên nhân, giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả của việc dạy học tích cực, định hướng và phát triển năng lực cho học sinh. Phương pháp điều tra phỏng vấn: Tiến hành thiết lập một số câu hỏi cho nhóm học sinh và điều tra qua phiếu liên quan đến việc phân tích đánh giá việc học của học sinh, hay thông qua phỏng vấn trực tiếp qua đó nắm bắt được thực trạng. Phương pháp nghiên cứu sản phẩm: Thông qua các sản phẩm làm ra của học sinh như các sản phẩm, kết quả thực hành, bài tập tự học, làm việc theo nhóm, theo chủ đề, bài kiểm tra của học sinh hoặc bài làm cá nhân nhằm để phân tích, đánh giá sản phẩm và nhận định đưa kết luận đúng khi dạy học. Phương pháp tổng kết kinh nghiệm: Qua các hoạt động, Giáo viên ghi chép qua đó đúc rút kinh nghiệm được và chưa được để tổng hợp đi đến kết luận. 8. Thời gian nghiên cứu. Đề tài được chúng tôi nghiên cứu trong năm học 2021 – 2022 và tiếp tục hoạt động hoàn thiện trong năm học 2022 - 2023 tại trường THPT Nghi Lộc 5. PHẦN II. NỘI DUNG I. CƠ SỞ KHOA HỌC 1. Cơ sở lý luận.  Khái niệm hoạt động trải nghiệm sáng tạo Hoạt động trải nghiệm sáng tạo là hoạt động giáo dục, trong đó, dưới sự hướng dẫn của nhà giáo dục, từng cá nhân học sinh được tham gia trực tiếp vào các hoạt động khác nhau của đời sống nhà trường cũng như ngoài xã hội với tư cách là chủ thể của hoạt động, qua đó phát triển năng lực thực tiễn, phẩm chất nhân cách và phát huy tiềm năng sáng tạo của cá nhân mình. 4
 Hoạt động trải nghiệm sáng tạo có trong chương trình giáo dục phổ thông mới vì:  Mục đích chính: - Hình thành và phát triển những phẩm chất, tư tưởng, ý chí, tình cảm, giá trị, kỹ năng sống và những năng lực chung, năng lực đặc thù cần có ở con người trong xã hội hiện đại.  Nội dung: - Kiến thức thực tiễn gắn bó với đời sống, địa phương, cộng đồng, đất nước, mang tính tổng hợp nhiều lĩnh vực giáo dục, nhiều môn học; dễ vận dụng vào thực tế. - Được thiết kế thành các chủ điểm mang tính mở, không yêu cầu mối liên hệ chặt chẽ giữa các chủ điểm.  Hình thức tổ chức: - Đa dạng, phong phú, mềm dẻo, linh hoạt, mở về không gian, thời gian, quy mô, đối tượng và số lượng,... - Học sinh có nhiều cơ hội trải nghiệm. - Có nhiều lực lượng tham gia chỉ đạo, tổ chức các hoạt động trải nghiệm với các mức độ khác nhau (Ban giám hiệu nhà trường, giáo viên, phụ huynh, nhà hoạt động xã hội, chính quyền, doanh nghiệp,...).  Tương tác, phương pháp: - Đa chiều - Học sinh tự hoạt động, trải nghiệm là chính.  Kiểm tra, đánh giá: - Nhấn mạnh đến kinh nghiệm, năng lực thực hiện, tính trải nghiệm. - Theo những yêu cầu riêng, mang tính cá biệt hóa, phân hóa. - Thường đánh giá kết quả đạt được bằng nhận xét. Hoạt động trải nghiệm trong nhà trường cần được hiểu là hoạt động có động cơ, có đối tượng để chiếm lĩnh, được tổ chức bằng các việc làm cụ thể của học sinh, được thực hiện trong thực tế, được sự định hướng, hướng dẫn của nhà trường. Đối tượng để trải nghiệm nằm trong thực tiễn. Qua trải nghiệm thực tiễn, người học có được kiến thức, kĩ năng, tình cảm và ý chí nhất định. Sự sáng tạo sẽ có được khi phải giải quyết các nhiệm vụ thực tiễn phải vận dụng kiến thức, kĩ năng đã có để giải quyết vấn đề, ứng dụng trong tình huống mới, không theo chuẩn đã có, hoặc nhận biết được vấn đề trong các tình huống tương tự, độc lập nhận ra chức năng mới của đối tượng, tìm kiếm và phân tích được các yếu tố của đối tượng trong các mối tương quan của nó, hay độc lập. 5
2. Cơ sở thực tiễn. Trước khi thực hiện đề tài chúng tôi đã tiến hành tìm hiểu thực tế việc dạy học môn Tin học ở trường THPT Nghi Lộc 5 về một số thông tin như: - Tình hình dạy và học các bài trong chương trình Tin học lớp 10, lớp 11. - Những khó khăn, sai lầm phổ biến của học sinh khi học lập trình. - Sự đam mê nghiên cứu, tìm tòi học hỏi nhằm chinh phục tri thức mới. - Dạy học trải nghiệm của học sinh trong trường THPT.  Thực trạng của việc tổ chức các hoạt động trải nghiệm trong dạy học Tin học ở trường THPT: Tổ chức hoạt động trải nghiệm cho học sinh trong dạy học Tin học ở trường THPT là một hoạt động rất cần thiết. Đây là dịp để các em được tham gia các hoạt động tập thể cùng với các thành viên trong lớp, được trải nghiệm, được thoả sức thể hiện đam mê nghiên cứu, tìm tòi học hỏi nhằm chinh phục tri thức mới, được rèn luyện và phát triển năng lực, phẩm chất, hình thành các kĩ năng sống cần thiết. Tuy nhiên, tại các trường THPT việc dạy học Tin học đang chủ yếu theo kiến thức chương trình SGK hiện hành, chưa khơi dậy niềm đam mê, sự hứng thú của các em. Nội dung và hình thức giờ học còn đơn điệu, nhàm chán, không hứng thú, cứng nhắc, thường các bài học khá khô khan, ít thực sự gắn với nhu cầu của các em. Học sinh thường học lập trình theo kiểu học thuộc bài mẫu của giáo viên, khi gặp vấn đề mới đa số học sinh không thực hiện yêu cầu của bài tập được. Điều đó, làm mất đi mục tiêu, ý nghĩa và tác dụng giáo dục của dạy học Tin học. Các giờ học trải nghiệm môn Tin học chỉ được tổ chức tại các tiết thực hành theo nội dung sách giáo khoa; nội dung thực hành khô khan, nhàm chám, không tạo được cảm hứng cho học sinh,… Vì vậy vấn đề đặt ra cho giáo viên là cần đổi mới dạy học Tin học cho HS tăng cường hoạt động trải nghiệm, thực hành, các sân chơi công nghệ để phát huy được tính tích cực, sáng tạo và hứng thú của học sinh, góp phần hình thành, phát triển các phẩm chất và năng lực cho người học. Do vậy, việc lồng ghép linh hoạt các hoạt động trải nghiệm như các câu lạc bộ, hội thảo nhỏ, các diễn đàn,... Tin học là rất quan trọng. Để minh họa cho điều này, trong quá trình nghiên cứu đề tài, chúng tôi đã làm khảo sát nhỏ đối với học sinh trong trường THPT Nghi Lộc 5 và giáo viên THPT trên địa bàn huyện Nghi Lộc trước khi áp dụng giải pháp.  Đối với học sinh:  Ý kiến của học sinh: - Đa số các em không biết học lập trình vào mục đích gì, vì sao lại học nội dung kiến thức này và ứng dụng trong thực tế ở đâu. Bằng cách nào để ứng dụng lập trình trong đời sống. 6
- Đa số các em đều phát biểu rằng giáo viên có chú trọng vào đổi mới PPDH theo hướng phát triển năng lực nhưng chủ yếu vào các tiết có dự giờ, thao giảng, dạy tốt. - Khi áp dụng dạy học theo dạy học STEM, dạy học trải nghiệm đa số học sinh đều có ý kiến rằng hình thức dạy học này giúp các em chủ động tiếp nhận tri thức, thích thú trong học tập. Các em rất hào hứng với những tiết học như thể này. - Các em cũng mong muốn có một sân chơi bổ ích, được tham gia các hoạt động thực hành, trải nghiệm sáng tạo để nâng cao trình độ công nghệ thông tin. * Nội dung phiếu khảo sát số 1: (PHỤ LỤC 2) Bảng câu hỏi trước thực nghiệm (trước khi áp dụng giải pháp của sáng kiến) để đánh giá tính hứng thú của học sinh khi học môn Tin. Chúng tôi tiến hành khảo sát với 128 học sinh. Kết quả thu thập được như sau: Câu hỏi Lựa chọn SL Tý lệ chọn Câu 1: Sự hứng thú học Rất thích 12 9.4% môn Tin của bản thân em Thích 51 39.8% Bình thường 48 37.5% Không thích 15 11.7% Nhàm chán 2 1.6% Câu 2: Hiện nay GV đã áp Hoàn toàn đồng ý 10 7.8% dụng nhiều phương pháp Đồng ý 57 44.5% dạy học tích cực để làm tăng tính hứng thú trong Bình thường 37 28.9% học tập bộ môn cho các em Không đồng ý 24 18.8% Hoàn toàn không đồng ý 0 0% Câu 3: Em thường học Thường xuyên mỗi khi có thời gian rảnh 26 20.3% môn Tin khi nào Học ngay sau khi có tiết Tin trên lớp 0 0% (câu hỏi có nhiều lựa Khi sắp kiểm tra hoặc thi 96 75% chọn) Khi có hứng thú 34 26.6% Dành thời gian rất ít cho môn Tin 41 32% Câu 4: Trong quá trình Rất thường xuyên 5 3.9% học, em chủ động liên hệ Thường xuyên 19 14.8% nội dung kiến thức được học với thực tế Thỉnh thoảng 46 35.9% Hiếm khi 48 37.5% Không bao giờ 10 7.8% Câu 5: Lập trình có nhiều Hoàn toàn đồng ý. 27 21.1% ứng dụng trong thực tế Đồng ý. 35 27.3% 7
cuộc sống Bình thường. 37 28.9% Không đồng ý. 29 22.7% Hoàn toàn không đồng ý. 0 0% Câu 6: Sau khi học lập Giải một cách dễ dàng 0 0% trình, em có thể áp dụng lý Có bài giải được, có bài không giải được 58 45.3% thuyết vào giải các bài toán thực tế như thế nào? Giải được khi có sự hỗ trợ 51 39.8% (câu hỏi có nhiều lựa Những bài nào giáo viên làm rồi thì làm 98 chọn) lại được còn không thì thôi. 76.6% Không giải được. 22 17.2% Câu 7: Em đánh giá việc Lập trình rất khô khan, khó hiểu, rắc rối, 72 học lập trình tại lớp như khó nhớ. 56.3% thế nào? Giáo viên dạy khó hiểu, giờ học nhàm 21 (câu hỏi có nhiều lựa chán. 16.4% chọn) Lập trình không liên hệ thực tế nhiều. 66 51.6% Dễ hiểu, rất hứng thú với môn Tin học lập 15 trình. 11.7% Lập trình không giúp ích gì cho cuộc sống. 16 12.5%  Đối với giáo viên:  Ý kiến của giáo viên: - Cơ sở vật chất hiện nay được các trường THPT đầu tư và phát triển khá tốt. Giáo viên có nhiều phương tiện giảng dạy hiệu quả (Projector, máy chiếu đa phương tiện, mạng Internet, …). - Giáo viên đã chú ý phát huy năng lực cho học sinh trong các tiết dạy bộ môn của mình. - Trong chương trình tin học lớp 10, lớp 11, đa số học sinh không hứng thú trong quá trình học vì quá tư duy, mang tính năng khiếu bộ môn, phù hợp với một số ít học sinh yêu thích môn học. - Học sinh thường học lập trình theo kiểu học thuộc bài mẫu của giáo viên, khi gặp vấn đề mới đa số học sinh không thực hiện yêu cầu của bài tập được. - Để thấy được mức độ cần thiết của việc xây dựng các hoạt động trải nghiệm, tạo sân chơi Tin học ở trong nhà trường, chúng tôi làm khảo sát về mức độ cần thất của hoạt động trải nghiệm trong dạy học lập trình Tin học. * Nội dung phiếu khảo sát số 2 (PHỤ LỤC 3) Sau khi khảo sát với 22 giáo viên Tin học đang làm công tác giảng dạy tại các trường THPT trên địa bàn huyện Nghi Lộc, chúng tôi thu được kết quả như sau: Bảng kết quả điều tra về mức độ quan tâm của giáo viên trong việc tổ chức các hoạt động trải nghiệm sáng tạo trong dạy học Tin học. 8
Kết quả điều tra Câu 1: Hoạt động trải Câu 2: Thầy (cô) thấy việc Câu 3: Thầy (cô) thấy hoạt nghiệm đối với việc giáo lồng ghép các hoạt động trải động trải nghiệm tổ chức Tổng dục ở trường THPT là? nghiệm trong dạy học Tin sân chơi về lập trình Tin số giáo học, tạo câu lạc bộ Tin học học trên các thiết bị cảm viên trong trường THPT là? biến trực tiếp cho học sinh điều với mạch Chipi có phù tra hợp không? Rất Không Cần Rất cần Cần Không Rất phù Không phù cần cần thiết thiết thiết cần thiết hợp hợp thiết thiết 22 20 2 0 16 5 1 17 5 Tỉ lệ 90.9% 9.1% 0% 72.7% 22.7% 4.6% 77.3% 22.7% Qua khảo sát chúng tôi thấy rất nhiều học sinh yêu thích lập trình nhưng chưa có được 1 sân chơi bổ ích và thiết thực. Giáo viên cũng nhận thấy hoạt động trải nghiệm là rất cần thiết và tạo được nguồn cảm hứng cho các em yêu thích lập trình. Vậy làm sao có thể tạo ra một sân chơi thu hút sự quan tâm và tạo sự hứng thú cho học sinh trong môn Tin học. Sáng kiến “Khơi nguồn cảm hứng yêu thích lập trình thông qua các hoạt động trải nghiệm Câu lạc bộ Tin học tại trường THPT Nghi Lộc 5” là giải pháp giúp các em yêu thích và đến gần với môn Tin học hơn; giúp các em tháo gỡ rào cản và những câu hỏi vướng mắc khi học môn Tin học lập trình. Đề tài sẽ phát huy được tính chủ động, sáng tạo, ý chí và đặc biệt là đã tạo được niềm đam mê yêu thích môn Tin học cho các em. II. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN. A. Thuận lợi. Tư duy lập trình trong xu hướng hiện nay đang là vấn đề được quan tâm chung của thế giới và của giáo dục Việt Nam nói riêng đáp ứng yêu cầu về phát triển tư duy, năng lực phẩm chất của học sinh Phương pháp này dựa trên cơ sở tâm lý kích thích hoạt động nhận thức bởi sự tò mò và ham hiểu biết cho nên thái độ học tập của học sinh mang nhiều yếu tố tích cực, do đó học sinh có hứng thú tích cực tham gia các hoạt động học tập. Trong đó dạy học trải nghiệm là một phương pháp hiện đại, học sinh là người chủ động tiếp nhận tri thức và giải quyết vấn đề trong thực tế nhờ đó các em tự tin khi gặp những tình huống có thực trong thực tế, bên cạnh đó vẫn đảm bảo về lượng kiến thức từ chuẩn trở lên. Thông qua hoạt động tìm kiếm thông tin và lý giải vấn đề của cá nhân và tập thể, học sinh được rèn luyện thói quen/kỹ năng đọc tài liệu, phương pháp tư duy 9
khoa học, phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề, khả năng làm việc hợp tác, khả năng lãnh đạo,… Đây là những kỹ năng rất quan trọng cho học sinh. Do được chủ động tìm kiếm kiến thức và vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề, học sinh có thể nắm bắt bài học một cách sâu sắc và vì vậy nhớ bài rất lâu so với trường hợp tiếp nhận thông tin một cách thụ động thông qua nghe giảng thuần túy. Việc điều chỉnh vai trò của giáo viên từ vị trí trung tâm sang hỗ trợ cho hoạt động học tập đòi hỏi nhiều nỗ lực từ phía giáo viên. Đồng thời theo phương pháp này, giáo viên cần tìm tòi, xây dựng những nội dung vừa lý thú vừa phù hợp với môn học và thời gian cho phép; biết cách xử lý khéo léo những tình huống diễn ra trong quá trình nghiên cứu của học sinh,… Có thể nói rằng phương pháp dạy học này tạo môi trường giúp giáo viên không ngừng tự nâng cao trình độ và các kỹ năng sư phạm tích cực. Học sinh có thể vận dụng các kiến thức học được trên ghế nhà trường vào các tình huống thực tiễn, từ đó hình thành niềm đam mê học tập và khả năng xử lý các tình huống thực tế. B. Hạn chế. Một số học sinh có tâm lý học tập đối phó, làm sao có điểm hơn là khả năng nghiên cứu, học hỏi, tiếp cận tri thức một cách chủ động. Hơn thế nữa, khi đưa tình huống thực tế vào giảng dạy đòi hỏi khả năng am hiểu về điện tử, lập trình trên nhiều ngôn ngữ khác nhau: Visual Studio, Makecode, Arduino, Python, Android Studio,... Vì thế không những đòi hỏi tính cần cù, cẩn thận trong học tập, khả năng tư duy mà khả năng bao quát vấn đề cũng cần học sinh chú trọng và phát triển. Không có bất kỳ phương pháp nào là toàn diện vì vậy trong quá trình giảng dạy, giáo viên cần linh động, kết hợp và tìm ra giải pháp cụ thể trong từng bài, từng hoạt động để quá trình giảng dạy đạt kết quả cao nhất. C. Giải pháp thực hiện. Để thực hiện thành công giải pháp đề tài: “Khơi nguồn cảm hứng yêu thích lập trình thông qua các hoạt động trải nghiệm Câu lạc bộ Tin học tại trường THPT Nghi Lộc 5” giúp nâng cao chất lượng dạy và học lập trình, chúng tôi triển khai thực hiện tiến trình như sau: Tiến trình thực hiện chia ra làm 3 giai đoạn: Giai đoạn 1: Chuẩn bị, tìm hiểu kiến thức nền. Giai đoạn 2: Tổ chức hoạt động giáo dục. Giai đoạn 3: Học sinh vận dụng và phát triển ý tưởng sáng tạo. 1. Chuẩn bị. - Xác định hoạt động cần tổ chức (trong chuỗi hoạt động giáo dục) dựa trên 10
mục tiêu, nội dung của chủ đề. - Xác định tiêu chí thành lập nhóm, thành lập câu lạc bộ Tin học để hoạt động tạo hứng thú và nâng cao kết quả học tập của học sinh. - Xác định thời gian phù hợp cho hoạt động nhóm để thực hiện có hiệu quả. - Chuẩn bị các thiết bị cảm biến, các Board mạch, giáo trình các chương trình. - Chuẩn bị cơ sở vật chất hoạt động nhóm, hoạt động câu lạc bộ Tin học. - Giáo viên chuyển giao tài liệu, kiến thức nền, nhiệm vụ để học sinh tìm hiểu trước kiến thức lập trình bằng Blockly. 2. Tổ chức hoạt động giáo dục. 2.1. Chuyển giao nhiệm vụ học tập Nhà giáo dục tổ chức cho toàn Câu lạc bộ Tin hoặc lớp học với các hoạt động chính như giới thiệu chủ đề; thành lập các nhóm làm việc; xác định nhiệm vụ của các nhóm; xác định và giải thích nhiệm vụ cụ thể của các nhóm; xác định rõ mục tiêu cụ thể cần đạt được. Nhiệm vụ của các nhóm có thể giống nhau hoặc khác nhau. Tại bước này chia ra làm hai phần: Phần 1: Phổ cập chương trình lập trình Blockly trên các thiết bị cảm biến trên các trang học trực tuyến cho học sinh. Cho học sinh trong câu lạc bộ hoặc lớp phân theo cặp để nghiên cứu về lập trình Blockly trên mạch Micro:bit về cơ bản và nâng cao ở các trang trực tuyến (học sinh tự hoạt động ở nhà): - IoT Maker Việt Nam – Lập trình Blockly cơ bản theo các đường dẫn: * https://robotsteam.vn/sites/default/files/files_attach/2020- 02/Microbit%20Starter%20Book.pdf * https://microbitvn.github.io/microbit-beginner/ - Youtube: Lập trình cùng Dariu theo đường dẫn: https://www.youtube.com/channel/UCDxl-ysWBN3Vo8hmdA7JiuQ [3] Phần 2: Phổ cập chương trình lập trình trên các thiết bị cảm biến trực tiếp cho học sinh với mạch Chipi. Chia lớp ra làm các nhóm, mỗi nhóm từ 4 đến 5 học sinh, phát cho mỗi nhóm một bộ Kit về Micro:bit, mạch mở rộng Chipi để thực hành tạo các sản phẩm cơ bản như cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, cảm biến khói, cảm biến ánh sáng, cảm biến độ ẩm đất, điều khiển relay, điều khiển động cơ, … Phần 3: Học sinh vận dụng và phát triển ý tưởng sáng tạo. 2.2. Phân bổ tiết học và thời gian - Tiết 1 (45 phút) - Bài 1: Giới thiệu về Blockly, Microsoft MakeCode, Micro:bit - Tiết 2 (45 phút) - Bài 2: Dò tìm khí Gas 11
- Tiết 3 (45 phút) - Bài 3: Đo thân nhiệt không tiếp xúc - Tiết 4 (45 phút) - Bài 4: Máy sát khuẩn tự động - Tiết 5 (45 phút) - Bài 5: Thùng rác tự động - Tiết 6 (45 phút) - Bài 6: Vườn rau thông minh – Tưới tự động 3. Tổ chức hoạt động dạy và học trải nghiệm. 3.1. Bài 1: Giới thiệu về Blockly, Microsoft MakeCode, Micro:bit. * Đôi nét về lập trình Chúng ta đã biết rằng máy tính chỉ có thể hiểu được ngôn ngữ máy, tức là chuỗi số dạng nhị phân. Điều này gây khó khăn cho việc giao tiếp giữa con người và máy tính, vì con người khó mà nhớ được các chuỗi số nhị phân đó. Vì vậy, người ta đã phát triển ra các ngôn ngữ lập trình gần gũi hơn với con người để máy tính có thể hiểu được thông qua chương trình dịch. Những ngôn ngữ như vậy được gọi là ngôn ngữ lập trình và hiện nay có rất nhiều ngôn ngữ lập trình phổ biến trên toàn thế giới, bao gồm C, C++, C#, Java, JavaScript, PHP, Python và nhiều ngôn ngữ khác. Mỗi ngôn ngữ lập trình đều có các ưu điểm và nhược điểm riêng trong từng lĩnh vực ứng dụng cụ thể. Hình 1. Hình ảnh các ngôn ngữ lập trình phổ biến 3.1.1. Giới thiệu lập trình bằng Blockly. Blockly là một trong những môi trường lập trình phổ biến hiện nay, được xây dựng theo kiểu mô hình "kéo và thả". Đây là một công cụ rất hữu ích, giúp cho quá trình lập trình trở nên đơn giản hơn bao giờ hết. Bằng cách chọn và kéo, thả các khối lệnh vào vùng làm việc, người dùng có thể dễ dàng viết chương trình mà không cần phải viết mã lệnh bằng tay. Với các khối lệnh màu sắc bắt mắt, quá trình lập trình 12
trở nên thú vị hơn và kích thích khả năng tư duy và sáng tạo của người dùng, đặc biệt là học sinh. Hình 2. Hình ảnh lập trình bằng Blockly. 1. Những ưu điểm lập trình bằng Blockly. • Người dùng có thể chuyển đổi chương trình khối lệnh sang dạng chữ để giúp cho người dùng có thể tối ưu các thuật toán hơn. • Đây là một dự án miễn phí mã nguồn mở, người dùng có thể sử dụng tự do và làm mọi thứ với nó cũng như sử dụng trong các ứng dụng của riêng mình. • Nó có khả năng mở rộng, chỉnh sửa bằng cách tạo thêm hay xóa đi những khối lệnh thừa, không cần thiết phục vụ cho nhu cầu của người dùng. • Blockly đang được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới. 2. Board mạch Micro:Bit a) Phần cứng. Board mạch Micro:Bit có kích thước nhỏ gọn (4 x 5 cm), gồm một ma trận 25 led để hiển thị thông tin, 2 nút bấm lập trình nằm 2 bên bảng led, 1 nút reset, 3 chân vào ra in/out, cùng với một vài led để báo hiệu. b) Nạp chương trình. Để nạp chương trình cho board mạch micro:bit, đầu tiên ta phải chuẩn bị 13
chương trình code có đuôi hex sau đó chỉ cần copy file chương trình (.hex) vào ổ đĩa Micro:Bit. Khi đó, chương trình sẽ được nạp và trong lúc nạp, đèn báo màu vàng nhấp nháy trên board micro:bit để báo hiệu. c) Sử dụng Micrsoft PXT. Giới thiệu Microsoft PXT. Microsoft PXT (Programming eXperience Toolkit) hay còn được gọi là Microsoft MakeCode, do hãng Microsoft phát triển, đây là môi trường lập trình Blockly giúp những người mới bắt đầu có thể dễ dàng tạo ra các chương trình từ kéo thả các khối lệnh. Ngoài ra còn trang bị thêm các chức năng như mô phỏng một chương trình để người lập trình biết trước được kết quả hay chuyển chương trình sang dạng text (dạng chữ đọc được). Sau khi hoàn chỉnh chúng ta có thể nạp chương trình vào mạch Micro:bit 3.1.2. Sử dụng Microsoft MakeCode. Microsoft MakeCode có giao diện bao gồm các phần sau: • Phần khoảng trống để lập trình nằm bên phải. • Phần mô phỏng board micro:bit nằm bên trái. • Phần trung tâm của giao diện chứa các nhóm lệnh khối được sử dụng trong quá trình lập trình. Hình 3. Hình ảnh giao diện trang makecode.microbit.org • Cách thực hiện: Bước 1: Ta tiến hành kéo các lệnh trong nhóm lệnh ở phần trung tâm vào phần khoảng trống bên phải để lập trình. 14
Ví dụ: Trong hình ảnh là thực hiện kéo lệnh Show Leds trong phần Basic Bước 2: Quan sát sự thay đổi trên board micro:bit được mô phỏng bên trái của màn hình làm việc. Bước 3: Có thể bật tắt các led để thay đổi hình dạng. Quan sát hình ảnh mô phỏng các leds được bật và tắt theo khối lệnh bên phải. 3.1.3. Giới thiệu Micro:bit Micro:bit là một board mạch có kích thước nhỏ, tương đương với một máy tính mini có khả năng lập trình, tích hợp nhiều tính năng như phát hiện chuyển động, la bàn và công nghệ Bluetooth. Micro:bit được phát triển thông qua sự hợp tác của 29 đối tác, trong đó có các công ty công nghệ lớn như ARM, Microsoft và Samsung,... Với các tính năng và sự đa dạng của nó, Micro:bit là một lựa chọn tuyệt vời cho giáo dục. Mục tiêu của nó là truyền cảm hứng cho những người trẻ tuổi, giúp họ phát triển các kỹ năng cốt lõi trong lĩnh vực khoa học, công nghệ và kỹ thuật. 1) Về phần cứng Hình 4. Hình ảnh board mạch micro:bit Với kích thước nhỏ gọn 4cm x 5cm, micro:bit là board mạch được thiết kế vui nhộn và rất dễ sử dụng. Thêm vào đó, micro:bit còn được tích hợp sẵn với một số chức năng như: - 25 led đơn hiển thị. - 2 nút nhấn lập trình được. - 3 chân truy xuất analog/digital được đánh số 0, 1 và 2. - Sau các chân tín hiệu từ 0 đến 2 là chân 3V và GND là chân dùng để cấp 15