(Skkn 2023) một số biện pháp giúp học sinh thpt miền núi nghệ an đam mê và học tốt lập trình python

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài MỘT SỐ BIỆN PHÁP GIÚP HỌC SINH THPT MIỀN NÚI NGHỆ AN ĐAM MÊ VÀ HỌC TỐT LẬP TRÌNH PYTHON LĨNH VỰC: TIN HỌC S SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT KỲ SƠN Đề tài MỘT SỐ BIỆN PHÁP GIÚP HỌC SINH THPT MIỀN NÚI NGHỆ AN ĐAM MÊ VÀ HỌC TỐT LẬP TRÌNH PYTHON LĨNH VỰC: TIN HỌC Nhóm tác giả: Nguyễn Thị Nhung Lê Văn Dũng Năm thực hiện: 2022 - 2023 Điện thoại: 0978.909.379 – 0987.022.383 Kỳ Sơn, tháng năm 2023 MỤC LỤC Mục Nội dung Trang PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Tính đề tài PHẦN II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Cơ sở lý luận 1.1 Khái niệm ngôn ngữ Python 1.2 Những ưu điểm hạn chế Python 1.3 Ứng dụng thực tế ngơn ngữ Python 1.4 Vì chọn Python NNLT dạy học nhà trường phổ thông Cơ sở thực tiễn 2.1 Thực trạng hiểu biết, nhận thức mức độ yêu thích NNLT Python học sinh trường THPT Kỳ Sơn 2.2 Những thuận lợi khó khăn dạy học ngơn ngữ lập trình Python Giải pháp 3.1 Biện pháp 1: Gợi động học lập trình Python cho học sinh 3.2 Biện pháp 2: Áp dụng phương pháp lớp học đảo ngược 16 3.3 Biện pháp 3: Xây dựng hệ thống tập dạng nhận biết, thông hiểu vận dụng 20 3.4 Biện pháp 4: Tận dụng tối đa thực hành 22 3.5 Biện pháp 5: Tạo ý hứng thú học lập trình 25 Kết đạt 29 4.1 Khảo sát tính cấp thiết tính khả thi giải pháp đề xuất 29 4.2 Kháo sát học sinh 35 PHẦN III KẾT LUẬN 37 Ý nghĩa 37 Kinh nghiệm đề xuất 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 PHỤ LỤC 40 DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT Từ viết tắt TT Từ đầy đủ GD&ĐT Giáo dục Đào tạo GV Giáo viên học sinh Học sinh NNLT Ngơn ngữ lập trình SGK Sách giáo khoa THPT Trung học phổ thông THCS Trung học sở GDPT Giáo dục phổ thông PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong năm học 2022 – 2023, sách giáo khoa theo chương trình đổi giáo dục phổ thông 2018 đưa vào giảng dạy lớp 10 bậc THPT Trong chương trình giáo dục phổ thơng mới, mơn Tin học có nhiều điểm Trong đó, Bộ GD&ĐT lựa chọn giảng dạy ngơn ngữ lập trình có tính cập nhật, đại, thông dụng vào thực tế sống C, Python,…để thay cho ngôn ngữ Pascal Python ngôn ngữ lập trình đưa vào chương trình phổ thơng bắt đầu Tin học lớp 10, biết đến ngơn ngữ lập trình đơn giản, dễ học, sử dụng phổ biến lập trình viên để tạo phần mềm, ứng dụng xây dựng robot, thực trích xuất liệu từ trang web, phát triển game với Pygame,…có nhiều cơng việc liên quan đến lập trình Python tăng lên ngày nhiều theo năm Vì hội việc làm nghề nghiệp lớn Ngồi ra, mức lương lập trình viên Python điểm đáng ý nhiều bạn trẻ quan tâm Tuy nhiên, muốn học tốt lập trình người học cần phải có tư duy, có khả phân tích tổng hợp mà lứa tuổi học sinh lớp 10, đặc biệt học sinh miền núi đa số em yếu khả em hạn chế nên gây khơng khó khăn cho học sinh học lập trình Mặt khác, chương trình thiết kế phần Python Tin học 10 xây dựng theo tính kế thừa tư thuật tốn lập trình cấp học THCS Trong đó, đa số học sinh lớp 10 trường THPT Kỳ Sơn năm học 2022 - 2023 chưa tiếp cận môn Tin học cấp THCS Cho nên việc dạy lập trình cho học sinh khóa học gặp nhiều khó khăn Vậy, làm truyền đạt kiến thức, biện pháp để học sinh miền núi đam mê học tốt lập trình Python mà tư lập trình em đa số yếu, điều ln trăn trở nhóm chúng tơi đề cập vào năm học trước Chính lí trên, chúng tơi chọn đề tài “Một số biện pháp giúp học sinh THPT miền núi Nghệ An đam mê học tốt lập trình Python” để góp phần nâng cao chất lượng dạy mơn Tin học nói chung giảng dạy ngơn ngữ lập trình Python nói riêng MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU - Đưa số giải pháp để học sinh miền núi u thích lập trình Python Từ giúp học sinh hiểu bài, nắm vững kiến thức, phát triển tư lập trình để giải tốn - Hình thành cho học sinh số phẩm chất lực cần thiết để đáp ứng công việc thời đại công nghệ 4.0 - Nâng cao chất lượng dạy đổi phương pháp dạy học theo hướng “tiếp cận lực” cho giáo viên - Giúp giáo viên Tin học có nhìn tổng quát để lựa chọn phương pháp phù hợp dạy lập trình Python cho đối tượng học sinh miền núi ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu - Đưa thực trạng sở vật chất, giáo viên, học lập trình Python học sinh trường THPT Kỳ Sơn trước áp dụng giải pháp - Tìm hiểu áp dụng phương pháp giảng dạy cách khoa học, linh động phù hợp với đối tượng học sinh miền núi - Tiến hành dạy thực nghiệm, khảo sát để đánh giá chất lượng học sinh - Thu thập liệu, số liệu cụ thể để đánh giá nhận xét kết đề tài 3.2 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu: Các biện pháp giúp học sinh THPT miền núi đam mê học tốt lập trình Python - Tin học 10 (sách kết nối tri thức với sống) Khách thể nghiên cứu: Các lớp 10A1, 10A3, 10C1, 10C3, 10C4, 10C7Trường THPT Kỳ Sơn PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phương pháp phân tích, tổng hợp - Phương pháp điều tra, khảo sát - Phương pháp thực nghiệm TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI - Giải pháp để học sinh yêu thích học tốt lập trình Python - Đề tài nghiên cứu dựa đối tượng học sinh miền núi đa số chưa tiếp cận thuật toán lập trình cấp THCS - Góp phần nâng cao chất lượng dạy học mơn Tin học nói chung, phần lập trình Python nói riêng Từ thu hẹp khoảng cách chất lượng môn Tin học miền núi vùng đồng PHẦN II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1 Khái niệm ngôn ngữ Python Python ngơn ngữ lập trình bậc cao cho mục đích lập trình đa năng, Guido van Rossum tạo lần đầu mắt vào năm 1991 Python thiết kế với ưu điểm mạnh dễ đọc, dễ học dễ nhớ, thuận tiện cho người học lập trình Python ngơn ngữ mã nguồn mở, chạy hầu hết hệ điều hành, bao gồm Windows, Linux, MacOS, Android iOS Python sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực, bao gồm khoa học liệu, máy học, trí tuệ nhân tạo, lập trình web, ứng dụng di động, game, hệ thống viễn thông nhiều lĩnh vực khác 1.2 Những ưu điểm hạn chế Python Python ngơn ngữ lập trình phổ biến, có nhiều ưu điểm hạn chế sau: a Ưu điểm - Python có cú pháp đơn giản dễ đọc, dễ học cho người bắt đầu giúp cho lập trình viên tập trung vào việc giải vấn đề tìm hiểu cú pháp - Python ngơn ngữ đa năng, sử dụng để phát triển nhiều loại ứng dụng khác nhau, bao gồm lập trình web, khoa học liệu, trí tuệ nhân tạo, game hệ thống viễn thơng - Python có thư viện đồ sộ mạnh mẽ, bao gồm thư viện chuẩn thư viện bên thứ ba, giúp cho việc phát triển ứng dụng nhanh dễ dàng - Python chạy nhiều tảng khác bao gồm Windows, Linux, macOS, Android iOS - Python mở rộng với module bên thứ ba, cho phép lập trình viên tạo tính cách dễ dàng b Hạn chế Tốc độ chậm ngôn ngữ lập trình khác C C++ Python ngôn ngữ thông dịch quản lý Garbage Collector - Vì Python ngơn ngữ thơng dịch, dễ bị lỗi ngôn ngữ biên dịch Một số lỗi phát sau chương trình triển khai - Python khơng sử dụng phổ biến ứng dụng cần tính bảo mật cao khơng tối ưu hóa cho hiệu suất an ninh Tuy nhiên, với phát triển thư viện công cụ hỗ trợ, hạn chế giảm thiểu đáng kể Python ngôn ngữ lập trình phổ biến 1.3 Ứng dụng thực tế ngơn ngữ Python - Lập trình ứng dụng web Có thể tạo web app có khả mở rộng (scalable) cách sử dụng framework CMS (Hệ thống quản trị nội dung) tích hợp Python Vài tảng phổ biến để tạo web app là: Django, Flask, Pyramid, Plone, Django CMS Các trang Mozilla, Reddit, Instagram PBS viết ngôn ngữ - Ngôn ngữ dễ học để khởi đầu đào tạo lập trình Python nhiều cơng ty, trường học sử dụng để dạy lập trình cho trẻ em người lần đầu học lập trình Bên cạnh tính khả tuyệt vời cú pháp đơn giản dễ sử dụng lý cho việc - Khoa học số liệu ứng dụng Python trở thành cưng nhiều nhà khoa học liệu sưu tập thư viện thiết kế để phân tích thống kê phân tích số liệu Có nhiều thư viện Python cho khoa học tính tốn số liệu, SciPy NumPy, sử dụng cho mục đích chung chung tính tốn Và có thư viện cụ thể như: EarthPy cho khoa học trái đất, AstroPy cho Thiên văn học,… Ngồi ra, cịn sử dụng nhiều machine learning, khai thác liệu deep learning - Trí tuệ nhân tạo học máy Khi nói dự án AI / ML, công cụ công nghệ sử dụng kỹ cần thiết hồn tồn khác với q trình phát triển dự án phần mềm thông thường Các ứng dụng AI / ML yêu cầu ngôn ngữ ổn định, bảo mật, linh hoạt trang bị công cụ xử lý yêu cầu riêng biệt khác Python có tất phẩm chất đó, trở thành ngôn ngữ chuyên gia phát triển AI/ML ưa chuộng Tính đơn giản, tính quán, tính độc lập tảng, sưu tập thư viện tài nguyên cộng đồng hỗ trợ mạnh mẽ Python khiến trở thành cơng cụ hồn hảo để phát triển ứng dụng AI ML - Phân tích liệu Khi nói đến khoa học liệu, thống kê, phân tích, Machine Learning, Python ngôn ngữ phù hợp cho yêu cầu mục tiêu việc phân tích liệu 1.4 Vì chọn Python NNLT dạy học nhà trường phổ thơng Python chọn ngơn ngữ lập trình dạy học nhà trường phổ thơng lý sau: - Python có cú pháp đơn giản dễ đọc, dễ học cho người bắt đầu giúp cho giáo viên học sinh tập trung vào việc giải vấn đề tìm hiểu cú pháp - Python khơng địi hỏi phần cứng mạnh mẽ, phần mềm đắt tiền kiến thức toán học phức tạp để bắt đầu lập trình Nó sử dụng để giảng dạy khái niệm lập trình trung bình - Python có thư viện đồ sộ mạnh mẽ, bao gồm thư viện chuẩn thư viện bên thứ ba, giúp cho giáo viên học sinh phát triển ứng dụng nhanh dễ dàng - Python ngơn ngữ đa năng, sử dụng để phát triển nhiều loại ứng dụng khác nhau, bao gồm lập trình web, khoa học liệu, trí tuệ nhân tạo, game hệ thống viễn thông giúp cho giáo viên học sinh áp dụng kiến thức Python vào nhiều lĩnh vực khác Với ưu điểm trên, Python trở thành ngôn ngữ lập trình phổ biến giáo dục, sử dụng để giảng dạy lập trình từ cấp độ phổ thơng đại học CƠ SỞ THỰC TIỄN 2.1 Thực trạng hiểu biết, nhận thức mức độ yêu thích NNLT Python học sinh trường THPT Kỳ Sơn Chúng thực khảo sát với tổng số 260 học sinh lớp tác động sáng kiến gồm: 10A1, 10A3, 10C1, 10C3, 10C4, 10C7 – Trường THPT Kỳ Sơn câu hỏi trắc nghiệm với nội dung khảo sát: Khảo sát 1: Thực tuần 14 khảo sát hiểu biết nhận thức học sinh NNLT Python trước em tìm hiều chủ đề 5: “Giải vấn đề với trợ giúp máy tính” A Phương pháp khảo sát Xây dựng câu hỏi điều tra hiểu biết nhận thức B Nội dung CÂU HỎI ĐIỀU TRA Câu 1: Bạn nghe nói ngơn ngữ lập trình Python chưa? a Có b Khơng Câu 2: Bạn học lập trình Python hay ngơn ngữ khác chưa? a Có b Khơng Để tính khoảng điểm TB ̅̅̅ (𝐗) mức độ, áp dụng cơng thức tính khoảng sau: K = (n-1)/n = (4-1): = 0,75 Trong đó: K khoảng điểm, n số mức độ Mỗi mức độ có chênh lệch ̅ ) mức độ tính sau: 0,75 điểm TB (𝑿 ̅