Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Xây dựng bài giảng E-Learning cho chủ đề Chương trình đơn giản của ngôn ngữ lập trình C++ theo định hướng giáo dục STEAM

Chia sẻ: Hương Hoa Cỏ Mới | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:49

Thêm vào BST

Báo xấu

40
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài đã được áp dụng ở một trường THPT thành phố, một trường THPT nông thôn, một trường THPT huyện miền núi và đều mang lại những kết quả tích cực. Nội dung của đề tài có thể áp dụng trên toàn quốc cho học sinh trung học phổ thông, và có thể áp dụng cho đối tượng học sinh khá – giỏi ở cấp trung học cơ sở học lập trình C++ trong môn Tin học.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Xây dựng bài giảng E-Learning cho chủ đề Chương trình đơn giản của ngôn ngữ lập trình C++ theo định hướng giáo dục STEAM

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƢỜNG THPT HÀ HUY TẬP -------------- SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề t i Xây dựng b i giảng E-Learning cho chủ đề “Chƣơng trình đơn giản” của ngôn ngữ lập trình C++ theo định hƣớng giáo dục STEAM Môn: Tin học Tác giả: Dƣơng Thị Hạnh Tổ Toán - Tin Số điện thoại 0948814716 Năm học 2020 - 2021 1
BẢNG CÁC TỪ VIẾT TẮT CÓ TRONG ĐỀ TÀI STT Từ viết tắt Ý nghĩa 1 THPT Trung học phổ thông 2 THCS Trung học cơ sở 3 GD&ĐT Giáo dục và đào tạo 4 NNLT Ngôn ngữ lập trình 5 CNTT Công nghệ thông tin 6 HS Học sinh 7 GDPT Giáo dục phổ thông 8 HĐN Hoạt động nhóm 9 CT Cộng tác 10 SP Sản phẩm 2
MỤC LỤC PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ....................................................................................... 4 1.1. do chọn đề tài .......................................................................................................... 4 1.2. Những đóng góp mới của đề tài ................................................................................. 4 1.3. Đối tượng đề tài hướng tới .......................................................................................... 5 PHẦN 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ................................................................. 6 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài ............................................................................................ 6 2.1.1. Cơ sở lí luận ................................................................................................ 6 2.1.1.1. Giáo dục STEAM ..................................................................................... 6 2.1.1.2. Bài giảng E-Learning ............................................................................. 10 2.1.2. Cơ sở thực tiễn .......................................................................................... 12 2.1.2.1. Giáo dục STEAM trong trường phổ thông ............................................ 12 2.1.2.2. Bài giảng E-Learning ............................................................................. 12 2.1.2.3. Việc học lập trình trong trường phổ thông............................................. 13 2.1.2.4. Kết quả khảo sát về việc học lập trình ở trường phổ thông .................. 13 2.2. Tổng quan nội dung cần nghiên cứu ....................................................................... 16 2.2.1. Thiết kế giáo án theo định hướng giáo dục STEAM cho chủ đề “Chương trình đơn giản” của ngôn ngữ lập trình C++ ....................................................... 16 2.2.2. Xây dựng bài giảng E- earning cung cấp kiến thức nền cho người học.. 28 2.2.3. Các tiêu chí đánh giá kết quả hoạt động nhóm ......................................... 35 2.3. Các kết quả đã đạt được của đề tài .......................................................................... 38 2.3.1. Sản phẩm của học sinh .............................................................................. 38 2.3.2. Kết quả khảo sát sau khi triển khai đề tài ................................................. 41 PHẦN 3: KẾT UẬN ......................................................................................... 45 3.1. Quá trình nghiên cứu .................................................................................................. 45 3.2. Ý nghĩa của đề tài ........................................................................................................ 46 3.3. Phạm vi và nội dung ứng dụng ................................................................................ 46 3
PHẦN 1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1. Lý do chọn đề t i - Đại dịch Covis 19 đã thôi thúc ngành giáo dục đẩy nhanh và mạnh hơn nữa việc ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học. E-Learning đang dần trở thành xu hướng tất yếu trong nền giáo dục của thời kỳ công nghiệp 4.0. Xây dựng hệ thống bài giảng E- earning giúp ngành giáo dục chủ động hơn trong thiên tai, dịch bệnh. Học sinh có thể ngừng đến Trường nhưng không ngừng học. Hệ thống bài giảng còn giúp người học linh động hơn trong việc học và E-Learning phù hợp với mọi đối tượng học sinh. - Qua các bài học đã được xây dựng theo định hướng giáo dục STEAM, tác giả nhận thấy học sinh tích cực và chủ động hơn trong việc học. Bài dạy đã phát triển được các năng lực, phẩm chất của người học. Dạy học l thuyết đã gần hơn với thực tiễn. Giúp người học trả lời được câu hỏi “Học để làm gì?” - Trong chương trình giáo dục phổ thông mới Bộ giáo dục đã khuyến khích các Trường dạy ngôn ngữ lập trình C++ hoặc Python thay thế cho ngôn ngữ lập trình Pascal. Tháng 8/2018 Sở giáo dục và đào tạo Nghệ An đã tổ chức tập huấn NN T C++ cho giáo viên bộ môn Tin học THPT và THCS. Ngôn ngữ lập trình C++ có tính linh động cao, thời gian xử l rất nhanh. Sau 5 năm nghiên cứu và đưa vào giảng dạy tác giả thấy không khó để đưa ngôn ngữ này vào trường phổ thông. Hệ thống bài giảng đã được tác giả xây dựng đảm bảo các kiến thức cơ bản phù hợp với học sinh trung học phổ thông và có thể phát triển chuyên sâu hơn khi các em muốn nâng cao kiến thức. 1.2. Những đóng góp mới của đề t i - Tác giả đã xây dựng hệ thống bài giảng E-learning theo định hướng giáo dục STEAM cho chủ đề “chương trình đơn giản” của ngôn ngữ lập trình C++ trong chương trình bộ môn Tin học THPT trên trang: http://c3hahuytap.lms.vnedu.vn/ và trang https://doimoivasangtao.cls.vn/ - Nội dung chương trình học được xây dựng gồm 2 chương: “Một số khái niệm cơ bản về lập trình và ngôn ngữ lập trình” và “chương trình đơn giản” của ngôn ngữ lập trình C++ trong chương trình bộ môn Tin học. Phần nội dung này nằm trong chương trình học kỳ 1 lớp 8 ở THCS và lớp 11 ở THPT, tuy nhiên ở một số Trường nội dung này được đưa vào ở học kỳ 2 lớp 10. - Người học có thể chủ động hoàn thành chương trình học Online bất cứ khi nào trong khoảng thời gian đề ra của hệ thống. Sau khi hoàn thành nội dung học trên hệ thống các em sẽ tổ chức hoạt động nhóm để tạo và báo cáo sản phẩm. Hình thức dạy học kết hợp cả học Online và báo cáo sản phẩm trên lớp giúp người học nắm vững kiến thức nền, chủ động hơn trong việc học, cũng như phát triển được các năng lực của bản thân. 4
- Hiện tại đã có nhiều khóa học về Ngôn ngữ lập trình C++, tuy nhiên các khóa học này chỉ phù hợp cho học sinh các trường chuyên và sinh viên chuyên nghành công nghệ thông tin. Mà ngôn ngữ lập trình C++ vừa rộng lại sâu nên rất khó để học sinh có năng lực trung bình và khá có thể tiếp cận được. Sau 5 năm nghiên cứu và 3 năm trực tiếp đưa vào giảng dạy tại trường THPT, tác giả đã xây dựng bộ bài giảng E-learning đưa vào giảng dạy phù hợp với học sinh phổ thông. - Bên cạnh đó hệ thống bài giảng được xây dựng theo định hướng giáo dục STEAM đã giúp học sinh phát triển một cách toàn diện cả kiến thức, kỹ năng và phẩm chất, phát huy được năng lực đặc thù của từng cá thể, làm quen với cách làm việc khoa học của công dân thời kỳ công nghệ 4.0 - Nội dung các bài giảng Elearning không chỉ nằm trong chương trình giáo dục trung học phổ thông (THPT) hiện hành, mà nó còn phù hợp đối với học sinh khá, giỏi của các trường trung học cơ sở (THCS). Như vậy người học có thể chủ động hoàn thành nội dung chương trình theo khả năng của mình, từ đó người học có điều kiện được chủ động phát triển tốt hơn năng lực của bản thân; những học sinh do hoàn cảnh đặc biệt không thể đến trường được cũng có thể chủ động hoàn thành chương trình học ở nhà. Bài giảng E-Learning còn rút ngắn khoảng cách giữa học sinh ở các vùng, miền khác nhau. - Bộ câu hỏi được xây dựng một cách khoa học từ dễ đến khó giúp người học khắc sâu hơn các kiến thức đã học. Bên cạnh đó tác giả còn có các video quay lại ví dụ trực quan giúp người học dễ tiếp cận với nội dung học. Người học phải trả lời đúng các câu hỏi mới hoàn thành xong chương trình học giúp người học nắm vững hơn kiến thức đã học, với những học sinh khả năng tiếp thu chậm hơn cũng có thể chủ động xem lại bài học. - Theo tìm hiểu của tác giả hiện chưa có đề tài nào xây dựng bài giảng E- earning theo định hướng giáo dục STEAM cho học sinh THPT đối với môn Tin học trên địa bàn tỉnh Nghệ An. Nhận thấy những kết quả tích cực sau khi nghiên cứu, xây dựng và đưa vào dạy thực nghiệm nên tác giả đã viết đề tài: Xây dựng b i giảng E-Learning cho chủ đề “chƣơng trình đơn giản” của ngôn ngữ lập trình C++ theo định hƣớng giáo dục STEAM 1.3. Đối tƣợng đề t i hƣớng tới - Học sinh THCS và THPT học ngôn ngữ lập trình C++ trong chương trình bộ môn Tin học 5
PHẦN 2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.1. Cơ sở khoa học của đề t i 2.1.1. Cơ sở lí luận 2.1.1.1. Giáo dục STEAM a. Khái niệm Khái niệm giáo dục STEAM: STEAM là phương pháp ứng dụng giáo dục tương tác đa chiều vào giảng dạy, là sự kết hợp giữa STEM (Khoa học – Science, Công nghệ – Technology, Kỹ thuật – Engineering, và Toán học – Mathematics) và Nghệ thuật (Art) được áp dụng trong trường học. Chữ “A” trong STEAM là thuật ngữ đại diện cho nghệ thuật tự do, nghệ thuật ngôn ngữ, nghiên cứu xã hội, nghệ thuật thể chất, mỹ thuật và âm nhạc. Nghệ thuật có vai trò cực kỳ quan trọng trong việc truyền cảm hứng học tập, kích thích sự sáng tạo trong việc giải quyết vấn đề. Việc học các môn học nghệ thuật giúp ích cho trẻ phát triển các kỹ năng mềm như kỹ năng giao tiếp, làm việc nhóm, giải quyết vấn đề, hùng biện và phản biện, giúp tăng khả năng linh hoạt cho học sinh. Tìm hiểu về giáo dục STEAM không thể không tìm hiểu về lợi ích của các môn nghệ thuật đem lại cho người học. Đối với giáo dục STEM cũ, STEAM là một bước cải cách, một sự chuyển mình đưa giáo dục phát triển hơn. STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học), thường được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học của mỗi quốc gia. Sự phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật và Toán học được mô tả bởi chu trình STEM (Hình 1), trong đó Science là quy trình sáng tạo ra kiến thức khoa học; Engineering là quy trình sử dụng kiến thức khoa học để thiết kế công nghệ mới nhằm giải quyết các vấn đề; Toán là công cụ được sử dụng để thu nhận kết quả và chia sẻ kết quả đó với những người khác. Science (Kỹ sư: Giải quyết vấn (Nhà khoa học: Trả lời Engineers: Solve Scientists: answer problems questions câu hỏi) đề) Technology Math Knowledge Engineering Hình 1: Chu trình STEM the STEM cycle 6
Giáo dục STEM đặt học sinh trước những vấn đề thực tiễn ("công nghệ" hiện tại) cần giải quyết, đòi hỏi học sinh phải tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức khoa học và vận dụng kiến thức để thiết kế và thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề ("công nghệ" mới). Như vậy, mỗi bài học STEM sẽ đề cập và giao cho học sinh giải quyết một vấn đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải huy động kiến thức đã có và tìm tòi, chiếm lĩnh kiến thức mới để sử dụng. Quá trình đó đòi hỏi học sinh phải thực hiện theo "Quy trình khoa học" (để chiếm lĩnh kiến thức mới) và "Quy trình kĩ thuật" để sử dụng kiến thức đó vào việc thiết kế và thực hiện giải pháp ("công nghệ" mới) để giải quyết vấn đề. Đây chính là sự tiếp cận liên môn trong giáo dục STEM, dù cho kiến thức mới mà học sinh cần phải học để sử dụng trong một bài học STEM cụ thể có thể chỉ thuộc một môn học. Như vậy, giáo dục STEM là một phương thức giáo dục nhằm trang bị cho học sinh những kiến thức khoa học gắn liền với ứng dụng của chúng trong thực tiễn, qua đó phát triển cho học sinh năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cùng với những năng lực khác tương ứng, đáp ứng được yêu cầu của sự phát triển kinh tế – xã hội. b. Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM Việc đưa giáo dục STEM vào trường trung học mang lại nhiều nghĩa, phù hợp với định hướng đổi mới giáo dục phổ thông. Cụ thể là: – Đảm bảo giáo dục toàn diện – Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM – Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho học sinh – Kết nối trường học với cộng đồng – Hướng nghiệp, phân luồng c. Dạy học các môn khoa học theo phƣơng thức giáo dục STEM Tiến trình bài học STEM tuân theo quy trình kĩ thuật nhưng các "bước" trong quy trình không được thực hiện một cách tuyến tính (hết bước nọ mới sang bước kia) mà có những bước được thực hiện song hành, tương hỗ lẫn nhau. Cụ thể là việc "Nghiên cứu kiến thức nền" được thực hiện đồng thời với "Đề xuất giải pháp"; "Chế tạo mô hình" được thực hiện đồng thời với "Thử nghiệm và đánh giá", trong đó bước này vừa là mục tiêu vừa là điều kiện để thực hiện bước kia. Vì vậy, mỗi bài học STEM được tổ chức theo 5 hoạt động như sau: 7
Xác định vấn đề Nghiên cứu kiến thức nền Toán Lý Hóa Sinh Tin CN (Nội dung dạy học theo chương trình được sắp xếp lại phù hợp) Đề xuất các giải pháp/bản thiết kế Lựa chọn giải pháp/bản thiết kế Chế tạo mô hình (nguyên mẫu) Thử nghiệm và đánh giá Chia sẻ và thảo luận Điều chỉnh thiết kế Hình 2: Tiến trình b i học STEM Hoạt động 1: Xác định vấn đề – Mục đích: Xác định tiêu chí sản phẩm; phát hiện vấn đề/nhu cầu. – Nội dung: Tìm hiểu về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ... – Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung (Bài ghi chép thông tin về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ; đánh giá, đặt câu hỏi về hiện tượng, sản phẩm, công nghệ). – Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (nội dung, phương tiện, cách thực hiện, yêu cầu sản phẩm phải hoàn thành); Học sinh thực hiện nhiệm vụ (qua thực tế, tài liệu, video; cá nhân hoặc nhóm); Báo cáo, thảo luận (thời gian, địa điểm, cách thức); Phát hiện/phát biểu vấn đề (giáo viên hỗ trợ). Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp – Mục đích: Hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp. – Nội dung: Nghiên cứu nội dung sách giáo khoa, tài liệu, thí nghiệm để tiếp nhận, hình thành kiến thức mới và đề xuất giải pháp/thiết kế. 8
– Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Các mức độ hoàn thành nội dung (Xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới, giải pháp/thiết kế). – Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu đọc/nghe/nhìn/làm để xác định và ghi được thông tin, dữ liệu, giải thích, kiến thức mới); Học sinh nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu, làm thí nghiệm (cá nhân, nhóm); Báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, “chốt” kiến thức mới + hỗ trợ học sinh đề xuất giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm. Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp – Mục đích: ựa chọn giải pháp/bản thiết kế. – Nội dung: Trình bày, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế để lựa chọn và hoàn thiện. – Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Giải pháp/bản thiết kế được lựa chọn/hoàn thiện. – Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (Nêu rõ yêu cầu học sinh trình bày, báo cáo, giải thích, bảo vệ giải pháp/thiết kế); Học sinh báo cáo, thảo luận; Giáo viên điều hành, nhận xét, đánh giá + hỗ trợ học sinh lựa chọn giải pháp/thiết kế mẫu thử nghiệm. Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá – Mục đích: Chế tạo và thử nghiệm mẫu thiết kế. – Nội dung: ựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm; chế tạo mẫu theo thiết kế; thử nghiệm và điều chỉnh. – Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật… đã chế tạo và thử nghiệm, đánh giá. – Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (lựa chọn dụng cụ/thiết bị thí nghiệm để chế tạp, lắp ráp…); Học sinh thực hành chế tạo, lắp ráp và thử nghiệm; Giáo viên hỗ trợ học sinh trong quá trình thực hiện. Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh – Mục đích: Trình bày, chia sẻ, đánh giá sản phẩm nghiên cứu. – Nội dung: Trình bày và thảo luận. – Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh: Dụng cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật... đã chế tạo được + Bài trình bày báo cáo. – Cách thức tổ chức hoạt động: Giáo viên giao nhiệm vụ (mô tả rõ yêu cầu và sản phẩm trình bày); Học sinh báo cáo, thảo luận (bài báo cáo, trình chiếu, video, dung cụ/thiết bị/mô hình/đồ vật đã chế tạo…) theo các hình thức phù hợp (trưng bày, 9
triển lãm, sân khấu hóa); Giáo viên đánh giá, kết luận, cho điểm và định hướng tiếp tục hoàn thiện. d. Tiêu chí xây dựng bài học STEM Tiêu chí 1: Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa học sinh vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn học sinh vào hoạt động nhóm kiến tạo Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và toán mà học sinh đã và đang học Tiêu chí 6: Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự thất bại như là một phần cần thiết trong học tập e. Quy trình xây dựng bài học STEM Bước 1: ựa chọn chủ đề bài học Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/giải pháp giải quyết vấn đề Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học. Cần thiết kế bài học điện tử trên mạng để hướng dẫn, hỗ trợ hoạt động học của học sinh bên ngoài lớp học. 2.1.1.2. B i giảng E-Learning a. Định nghĩa E-Learning Nền kinh tế thế giới đang bước vào giai đoạn kinh tế tri thức. Đặc điểm của nền kinh tế này là dịch vụ sẽ là khu vực thu hút được nhiều lao động tham gia nhất và là những lao động có tri thức cao. Do đó việc nâng cao hiệu quả chất lượng giáo dục, đào tạo sẽ là nhân tố sống còn quyết định sự tồn tại và phát triển của mỗi quốc gia, công ty, gia đình, và cá nhân. E-learning chính là một giải pháp hữu hiệu giải quyết vấn đề này. Việc học tập không chỉ bó gọn trong việc học phổ thông, học đại học mà là học suốt đời. Tức là đối tượng học tập sẽ bao gồm cả người lớn. Hơn nữa với sự phát triển của khoa học tâm sinh l khi nghiên cứu về bộ não con người sẽ tìm ra được chính xác ưu điểm và nhược điểm của từng người. Từ đó, với sự hỗ trợ của các phần mềm thông minh, có tính tương tác cao sẽ đưa ra cách giảng dạy phù hợp với từng người. Đây là cơ hội tuyệt vời để người bị coi là “cá biệt” theo cách đào tạo truyền thống bắt kịp với các người bình thường khác. 10
b. Các đặc điểm chung của E-Learning Dựa trên công nghệ thông tin và truyền thông. Cụ thể hơn là công nghệ mạng, kĩ thuật đồ họa, kĩ thuật mô phỏng, công nghệ tính toán… e- earning bổ sung rất tốt cho phương pháp học truyền thống do e-Learning có tính tương tác cao dựa trên multimedia, tạo điều kiện cho người học trao đổi thông tin dễ dàng hơn, cũng như đưa ra nội dung học tập phù hợp với khả năng và sở thích của từng người. E- earning sẽ trở thành xu thế tất yếu trong nền kinh tế tri thức. Hiện nay, e- earning đang thu hút được sự quan tâm đặc biệt của các nước trên thế giới với rất nhiều tổ chức, công ty hoạt động trong lĩnh vực e- earning ra đời. c. Học tập kết hợp Phần này nhằm trả lời câu hỏi liệu e- earning có thể thay thế được cách học truyền thống không? Câu trả lời là e- earning không thể thay thế hoàn toàn cách học truyền thống. Chúng ta sẽ lấy thí dụ thông qua một công ty. Công ty Quality earning Inc cung cấp các cua đào tạo về IT và truyền thông. Mười năm trước công ty chỉ áp dụng cách đào tạo truyền thống là dựa trên lớp học, có sự hướng dẫn của giáo viên. Nhưng đến 1997, công ty chuyển sang áp dụng online learning. Họ nhận ra rằng e- earning thuần tu không phải là một gải pháp hoàn hảo và số học viên của họ đã giảm đáng kể. Đó chính là nguyên nhân tại sao họ kết hợp cả hai cách học thành một mô hình gọi là Blended earning Model. Họ cung cấp nhiều dịch vụ khác nhau và Open earning Center là phần chính của giải pháp. Trong những trung tâm này, học viên có thể gặp các học viên khác, tham gia các buổi thảo luận, và trao đổi các thắc mắc với giao viên. Nó là sự kết hợp của: - Online và offline learning - Nhiều định dạng bài học khác nhau (điện tử, giấy) - Formal và informal learning - Học đồng bộ và không đồng bộ Có thể tóm tắt như hình dưới đây: Như vậy, chúng ta phải kết hợp cả hai cách học tập: e- earning và truyền thống để đem lại hiệu quả cao nhất cho học viên. Giải pháp kết hợp này được gọi là BLENDED SOLUTION. 11
2.1.2. Cơ sở thực tiễn 2.1.2.1. Giáo dục STEAM trong trƣờng phổ thông Ở cấp trung học cơ sở học sinh sẽ được tiếp xúc nhiều với khoa học, kỹ thuật, công nghệ. Cấp trung học phổ thông được xem là giai đoạn cốt lõi để quyết định nghề nghiệp tương lai của các em sau này. Học sinh có thể dựa vào sở thích, kỹ năng, kiến thức của mình thông qua những trải nghiệm Steam để làm căn cứ định hướng nghề nghiệp khi bước qua cánh cửa trung học phổ thông. Giáo dục STEAM đang được các nhà Trường, các môn học đưa vào ứng dụng. Tuy nhiên vẫn còn một số giáo viên thực hiện mang tính thực hành, thầy bảo gì trò làm nấy và tất cả rập khuôn làm theo hướng dẫn. Học sinh không được phát huy tính sáng tạo và không có kỹ năng giải quyết vấn đề. Vẫn có nhiều nhầm tưởng giáo dục STEM dạy lập trình và lắp ráp robot. Giáo dục STEM không chỉ có các hoạt động liên quan lập trình và lắp ráp robot. STEM có nền tảng từ giáo dục khoa học nên các chủ đề của nó rất đa dạng, từ sinh học, hóa học, vật l học, đến khoa học môi trường, khoa học vũ trụ, v.v... Do giáo dục STEM chú trọng thực hành và liên hệ thực tiễn, lại bắt nguồn từ Mỹ, nên nhiều người ngộ nhận rằng cần phải mua sắm thiết bị hiện đại và đắt tiền. Trên thực tế, thiết bị, máy móc chỉ là phương tiện để con người tìm đến tri thức nhưng không thể thay thế cách con người tư duy và phát triển l lẽ. Các chủ đề của STEM thường rất đa dạng, ít hoặc không tốn chút chi phí nào (ví dụ như đi thăm vườn thú, công viên, bảo tàng, trang trại để rèn luyện kỹ năng quan sát, phân tích và đánh giá). Học về môi trường, học sinh chỉ cần trồng một cây nhỏ ở nhà và quan sát sự phát triển của cây, hoặc tận dụng các vật liệu có sẵn trong gia đình như hộp giấy, vỏ chai… Đối với môn Tin học giáo viên có thể xây dựng chủ đề để giải quyết một yêu cầu thực tiễn, và để giải quyết được vấn đề đó thì học sinh phải tổ chức hoạt động nhóm kiến tạo, đồng thời người học phải vận dụng kiến thức các môn học khác nữa, thì chủ đề đó cũng có thể coi là một chủ đề STEM. Với bản thân tác giả thì luôn hướng học sinh tiếp cận giáo dục STEAM. Bởi tác giả luôn đề cao tính sáng tạo ở người học, và yêu cầu các em đảm bảo tính thẩm mỹ, tính nhân văn khi tạo ra sản phẩm và cả trong ngôn từ. 2.1.2.2. B i giảng E-Learning E- earning được đánh giá là phương pháp học tập rất hiệu quả nhờ nội dung đa dạng, có sự tương tác cao giữa giáo viên và học sinh. E-Learning đang dần trở thành xu hướng tất yếu trong nền giáo dục của thời kỳ công nghiệp 4.0 Năm 2019 đánh dấu một dấu mốc chuyển mình trong giáo dục khi đại dịch Covis19 lan ra toàn cầu. Học tập qua mạng Internet đã trở thành yêu cầu bắt 12
buộc đối với nhiều nước trên thế giới. Một số hình thức học tập đã được áp dụng là dạy học qua Zoom, Google meet, Microsoft Team, …tuy nhiên các hình thức học này khả năng tương tác của người dạy và người học chưa cao, giáo viên không thể quan tâm được đến tất cả các đối tượng học sinh. Học sinh chưa chủ động được thời gian học. Cùng với sự phát triển của xã hội, thì cũng có một bộ phận học sinh có tư duy vượt trội, nhưng cũng có những học sinh khả năng nhận biết chậm hơn so với các bạn cùng trang lứa, và cũng có những học sinh có hoàn cảnh đặc biệt không thể đến Trường học. Bài giảng E-learning có thể hỗ trợ phát triển cho mọi đối tượng học sinh. 2.1.2.3. Việc học lập trình trong trƣờng phổ thông Trong chương trình giáo dục phổ thông mới Bộ giáo dục đã khuyến khích các Trường dạy ngôn ngữ lập trình C++ hoặc Python thay thế cho ngôn ngữ lập trình Pascal. Tháng 8/2018 Sở giáo dục và đào tạo Nghệ An đã tổ chức tập huấn NN T C++ cho giáo viên bộ môn Tin học THPT. Năm học 2018-2019 tác giả đã sử dụng ngôn ngữ lập trình C++ dạy lập trình cho các học sinh trong câu lạc bộ Vinh 2 IT Club. Từ năm 2019 bắt đầu đưa vào dạy chính thức thay thế ngôn ngữ lập trình Pascal. Trong quá trình đó tác giả đã gặp rất nhiều khó khăn vì nguồn tài liệu chủ yếu dành cho học sinh các trường Chuyên, sinh viên chuyên ngành CNTT mà ngôn ngữ lập trình C++ vừa rộng lại sâu. Bên cạnh đó số lượng giáo viên đưa ngôn ngữ lập trình này vào giảng dạy còn hạn chế. Học sinh còn ít hứng thú với môn học một phần do môn học không thi trung học phổ thông quốc gia mà để học tốt lập trình thì đòi hỏi học sinh có tư duy tốt. Do đó làm thể nào đảm bảo kiến thức cơ bản để các em có thể soạn thảo một chương trình đơn giản nhưng cũng có thể giúp các em có thể mở rộng hay nghiên cứu sâu hơn nữa là một vấn đề không dễ dàng. Sau 5 năm nghiên cứu và 3 năm trực tiếp giảng dạy, tác giả đã xây dựng bộ bài giảng E-learning phù hợp với học sinh phổ thông. Hệ thống bài giảng đã được tác giả xây dựng đảm bảo các kiến thức cơ bản và có thể phát triển chuyên sâu hơn khi các em muốn nâng cao kiến thức. Tác giả lựa chọn chủ đề “Chương trình đơn giản” để xây dựng bài giảng E- Learning theo định hướng giáo dục STEAM vì đây là chủ đề tiền khai ban đầu để các em làm quen với việc học lập trình. Nếu các em thấy được học lập trình không hề khó và nó cũng rất thú vị thì sẽ là đòn bẩy tốt để các em tiếp tục phát triển bản thân; Đồng thời cũng là động lực để tác giả tiếp tục xây dựng và phát triển các chủ đề khác. 2.1.2.4. Kết quả khảo sát về việc học lập trình ở trƣờng phổ thông Sau đây là các câu hỏi và bảng tổng hợp kết quả khảo sát về việc học lập trình ở trường phổ thông, được tác giả thực hiện với 200 học sinh khối 12 đã 13
học phần lập trình theo phương pháp học truyền thống ở một số trường trên địa bàn tỉnh Nghệ An: Số câu Câu Nội dung câu hỏi Tỷ lệ % trả lời có 1 Em có thích học lập trình không? 99/199 50% Việc học lập trình ở trường phổ thông có 2 127/199 64% gắn liền với thực tiễn không? Ngoài học trên Trường em có tham gia khóa 3 21/199 11% học lập trình nào không? Với phương pháp học truyền thống có tạo 4 71/200 36% hứng thú học tập cho em không? Trong quá trình học giáo viên có tổ chức các 5 152/200 76% hoạt động nhóm cho các em không? Em có được phát huy tính sáng tạo của mình 6 127/200 64% trong quá trình học không? Theo em có nên xây dựng khóa học online để 7 165/198 83% em có thể chủ động xem lại bài học không? Em có muốn tạo ra được sản phẩm gắn liền 8 170/199 85% với thực tiễn không? 14
Từ kết quả khảo sát ta thấy rằng với phương pháp dạy học truyền thống số lượng học sinh thấy có hứng thú với môn học còn ít (chỉ 36% học sinh trong cuộc khảo sát), và nhiều em còn chưa thấy được việc học lập trình có gắn liền với thực tiễn. Rất nhiều học sinh mong muốn có khóa học online hỗ trợ thêm cho các em và các em có thể tạo ra được những sản phẩm gắn liền với thực tiễn từ môn học. Do đó việc nghiên cứu, xây dựng bài giảng E-Learning theo định hướng giáo dục STEAM là sự lựa chọn phù hợp với sự phát triển của xã hội và mong muốn của học sinh, phụ huynh, tác giả hy vọng rằng đề tài sẽ góp một phần nhỏ bé vào việc thúc đẩy xây dựng “Trường học số” trên địa bàn tỉnh Nghệ An. 15
2.2. Tổng quan nội dung cần nghiên cứu Tác giả xây dựng bài giảng E-learning cho chủ đề “Một số khái niệm cơ bản về lập trình và ngôn ngữ lập trình” và chủ đề “chương trình đơn giản” của ngôn ngữ lập trình C++ theo định hướng giáo dục STEAM. Hệ thống bài giảng sẽ phục vụ cho việc giải quyết một số bài toán trong thực tế. Tùy vào khả năng của từng nhóm đối tượng học sinh mà mức độ hoàn thành sản phẩm của các nhóm khác nhau. Các kiến thức nền cơ bản người học sẽ chủ động học các bài giảng E- Learning trong khoảng thời gian nhất định. Sau khi hoàn thành nghiên cứu các kiến thức nền, các em sẽ tham gia hoạt động nhóm kiến tạo. Dưới sự điều hành nhóm trưởng người học sẽ được phân công nhiệm vụ để hoàn thành sản phẩm của nhóm. Hình thức học sẽ kết hợp cả học trực tuyến và hoạt động nhóm kiến tạo và báo cáo sản phẩm trên lớp. Nội dung nghiên cứu trong đề tài:  Thiết kế giáo án theo định hướng giáo dục STEAM cho chủ đề “Chương trình đơn giản” của ngôn ngữ lập trình C++  Xây dựng bài giảng E- earning cho chủ đề “Chương trình đơn giản” của ngôn ngữ lập trình C++  Đưa ra bộ tiêu chí đánh giá sản phẩm. 2.2.1. Thiết kế giáo án theo định hƣớng giáo dục STEAM cho chủ đề “Chƣơng trình đơn giản” của ngôn ngữ lập trình C++ 2.2.1.1. Tên chủ đề CHƢƠNG TRÌNH ĐƠN GIẢN (Số tiết: 13 – ớp 10 theo PPCT của trường tác giả giảng dạy, thuộc chương trình sách giáo khoa Tin học lớp 11) 2.2.1.2. Mô tả chủ đề Học sinh tìm hiểu và vận dụng kiến thức về: - Chủ đề 1: Một số khái niệm cơ bản về lập trình và ngôn ngữ lập trình (bài 1, bài 2) - Chủ đề 2: Chương trình đơn giản (Bài 3, bài 4, bài 5, bài 6, bài 7, Bài tập) để viết chương trình tính vật liệu cần sử dụng khi xây dựng ngôi nhà một tầng theo mô hình thiết kế với những tiêu chí cụ thể. Sau khi hoàn thành xong các em sẽ báo cáo sản phẩm và tiến hành đánh giá sản phẩm. ứa tuổi học sinh ớp 10, lớp 11 – 16, 17 tuổi Mức độ tiếp thu Trung bình - Khá – Giỏi 16
Trong chủ đề này, học sinh vận dụng kiến thức về mô hình hóa bài toán thực tiễn thành ngôn ngữ toán học thông qua việc xác lập các mối quan hệ giữa kiến thức về các hình khối hình học: hình chữ nhật, hình vuông, hình lập Vấn đề cần tập phương, hình hộp chữ nhật,… với một số nội dung thuộc trung phân môn đại số như định l Pytago, giải phương trình... Từ đó xác định những vấn đề toán học liên quan, giải quyết chúng rồi quay lại vấn đề thực tế viết chương trình tính vật liệu cần mua để xây dựng ngôi nhà. Cần mua vật liệu hợp l nhất để xây dựng một ngôi nhà Bối cảnh thực tế trên mảnh đất có diện tích cho trước. Vật liệu cần mua phụ thuộc vào thiết kế của ngôi nhà  Vẽ kỹ thuật  Vẽ mỹ thuật iên kết với các  Thiết kế kiến trúc môn học  Toán học  thuyết tối ưu  Tin học - Trong quá trình trải nghiệm để tạo ra sản phẩm học sinh có thể bị những tai nạn như đứt tay, bổ,… - Sau khi tạo xong mô hình trên máy hay slide báo cáo Các lưu an toàn máy tính có thể hỏng, chương trình có thể bị lỗi… - Cài đặt Code::Block không đúng bản Win… Do đó giáo viên phải hướng dẫn học sinh để đề phòng các rủi ro có thể có 2.2.1.3. Mục đích - Học sinh sẽ được trải nghiệm việc vận dụng các kiến thức về các môn học như vẽ kĩ thuật, vẽ mĩ thuật, thiết kế kiến trúc, lí thuyết tối ưu, toán học, công nghệ, tin học, ... để giải quyết một tình huống thực tiễn thiết kế ngôi nhà và viết chương trình để tính vật liệu cần mua khi xây dựng ngôi nhà. -Học sinh thấy được nghĩa và sự gắn kết kiến thức của các môn học trong nhà trường khi giải quyết các vấn đề của thực tiễn. 17
2.2.1.4. Yêu cầu a. Kiến thức, Kĩ năng: – Tính toán, vẽ và tạo được bản thiết kế ngôi nhà mô hình đảm bảo các tiêu chí đề ra; - Vận dụng kiến thức về soạn thảo chương trình đơn giản để viết chương trình tính vật liệu cần sử dụng khi xây dựng ngôi nhà trong thực tế với những tiêu chí cụ thể. - Vận dụng kiến thức về soạn thảo chương trình đơn giản một cách sáng tạo để giải quyết các vấn đề tương tự. – ập kế hoạch cá nhân/nhóm để chế tạo và thử nghiệm dựa trên bản thiết kế, viết chương trình tính toán được các số liệu cần đưa ra; – Trình bày, bảo vệ được bản thiết kế và sản phẩm của mình, phản biện được các kiến thảo luận; – Tự nhận xét, đánh giá được quá trình làm việc cá nhân và nhóm. b. Phát triển phẩm chất: – Nghiêm túc, chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học; – Yêu thích sự khám phá, tìm tòi và vận dụng các kiến thức học được vào giải quyết nhiệm vụ được giao; – Có tinh thần trách nhiệm, hòa đồng, giúp đỡ nhau trong nhóm, lớp; – Có thức tuân thủ các tiêu chuẩn kĩ thuật và giữ gìn vệ sinh chung khi thực nghiệm. c. ịnh h ng phát triển năng lực: – Tìm hiểu khoa học, cụ thể về các ứng dụng có thể vận dụng các kiến thức đã học về soạn thảo chương trình đơn giản; – Giải quyết được nhiệm vụ thiết kế ngôi nhà một cách sáng tạo, và viết chương trình tính toán vật liệu cần mua hợp l nhất; – Hợp tác với các thành viên trong nhóm để thống nhất bản thiết kế và phân công thực hiện; – Tự nghiên cứu kiến thức, lên kế hoạch thiết kế, chế tạo, thử nghiệm và đánh giá. - Đảm bảo tính tự học, hợp tác trong quá trình giải quyết vấn đề của người học 2.2.1.5. Thiết bị – Các thiết bị dạy học: máy tính, bài giảng E-Learning, mẫu bản kế hoạch, … 18
– Nguyên vật liệu và dụng cụ để chế tạo mô hình “Ngôi nhà một tầng” và tính toán vật liệu cần sử dụng:  giấy A1, giấy màu, bìa cát tông;  Kéo, dao rọc giấy;  Băng dính, keo, que tăm nhọn;  Thước kẻ, bút;  Máy vi tính;  Một số phần mềm: Code::Block, Power Point, Microsoft Word,… 2.2.1.6. Tiến trình dạy học Hoạt động 1:Xác định yêu cầu thiết kế mô hình ngôi nh một tầng v viết chƣơng trình tính nguyên liệu cần thiết phải mua. A. Mục đích – Học sinh phân tích và hiểu rõ yêu cầu “Thiết kế và chế tạo mô hình ngôi nhà một tầng” nằm trên tờ giấy A1 (594 x 841mm); và sử dụng ngôn ngữ lập trình C++ viết chương trình tính nguyên vật liệu cần thiết khi ngôi nhà được xây dựng trên mảnh đất có chiều rộng gấp 15 lần, chiều dài gấp 20 lần tờ giấy A1 (8,910 x 16,820m) . – Học sinh hiểu rõ yêu cầu vận dụng kiến thức Toán về tính diện tích các hình chữ nhật, vuông, tròn … để tính diện tích sàn nhà, các bức tường và cửa,…; tính diện tích xung quanh các khối hình hộp để tính gạch ốp tường và sơn xung quanh ngôi nhà, và vận dụng định l Pitago để tính độ dốc của mái ngói, từ đó tính diện tích tôn cần để lợp mái; Học sinh biết các kiến thức môn công nghệ để vẽ và dựng nên mô hình bản thiết kế ngôi nhà; Bên cạnh đó học sinh phải biết soạn thảo chương trình đơn giản bằng ngôn ngữ lập trình C++ để 19
viết được chương trình tính nguyên vật liệu cần sử dụng khi xây dựng ngôi nhà trong thực tế sau đó thuyết minh về sản phẩm và quá trình làm ra sản phẩm. B. Nội dung – Tìm hiểu về một số kiến thức cơ bản trong việc thiết kế và xây dựng một ngôi nhà: cách tính gạch lát sàn, tôn lợp mái, gạch ốp tường, sơn quét tường, … – Xác định nhiệm vụ thiết kế mô hình ngôi nhà với các tiêu chí:  Nhà một tầng;  Đặt trên tờ giấy A1 (594 x 841mm); - Sử dụng ngôn ngữ lập trình C++ để viết chương trình tính gạch lát sàn, tôn lợp mái, gạch ốp tường, sơn quét xung quanh khi ngôi nhà được xây dựng trên mảnh đất có kích thước 8,910 x 16,820m C. Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh – Mô tả và giải thích được một cách định tính cách thức xây dựng một ngôi nhà và cách tính vật liệu xây dựng. – Xác định được kiến thức cần sử dụng để thiết kế, chế tạo, viết chương trình theo các tiêu chí đã cho. - Mô hình sản phẩm có thể là hình ảnh trực quan ngôi nhà được học sinh tạo ra từ bìa giấy, hoặc cũng có thể học sinh sử dụng các phần mềm tạo ra mô hình trên máy tính. - Yêu cầu bắt buộc chương trình được viết bằng ngôn ngữ lập trình C++ tính số lượng gạch lát sàn, diện tích tôn cần mua lợp mái; còn lượng gạch ốp xung quanh tường và sơn quét bao quanh ngôi nhà học sinh có thể làm hoặc không tùy theo khả năng của mỗi nhóm. D. Cách thức tổ chức hoạt động – Giáo viên giao cho học sinh tìm hiểu về mô hình ngôi nhà một tầng (mô tả, xem hình ảnh, video…) với yêu cầu: mô tả đặc điểm, hình dạng của của ngôi nhà, cách tính vật liệu cần mua. – Học sinh ghi lời mô tả và giải thích vào vở cá nhân; trao đổi với bạn (nhóm đôi hoặc 4 học sinh); trình bày và thảo luận chung. – Giáo viên xác nhận kiến thức cần sử dụng là soạn thảo chương trình đơn giản và giao nhiệm vụ cho học sinh tìm hiểu bài giảng E-learning đã được giáo viên biên soạn trên trang: http://c3hahuytap.lms.vnedu.vn/, hoặc trang https://doimoivasangtao.cls.vn/ để viết chương trình tính vật liệu cần thiết để xây dựng ngôi nhà đã thiết kế. 20