(Skkn rất hay) dạy học theo định hướng stem sử dụng nền tảng môi trường lập trình app inventor nhằm tăng hứng thú và nâng cao kết quả học tập bộ môn tin học 11 cho học sinh trường thpt

PHẦN I PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Bộ Giáo dục đào tạo công bố dự thảo 20 chương trình mơn học phổ thơng ngày 19 tháng 01 năm 2018, có mơn Tin học Với chương trình giáo dục phổ thơng mới, lực Tin học mười lực cốt lõi mà học sinh phổ thơng cần hình thành phát triển Mơn Tin học có sứ mạng giúp học sinh có lực tin học Giáo dục STEM xuất Việt Nam vài năm trở lại đây, bước truyền thông mang tính thử nghiệm, chưa thực trở thành hoạt động giáo dục thức trường phổ thông Tuy nhiên, giáo dục STEM với nhiệm vụ cung cấp kiến thức kĩ cần thiết cho học sinh kỉ 21 mơ hình giáo dục diện rộng tương lai gần giới Do vậy, giáo dục STEM cần quan tâm nhận thức toàn xã hội Hiện Việt Nam, STEM giáo dục STEM nói riêng chưa nghiên cứu sâu Các viết, tài liệu giáo dục STEM Việt Nam mang tính chất thơng tin bình luận Tin học, tư máy tính, hay xác mơi trường lập trình thực hỗ trợ giáo dục STEM tốt Như biết, điểm cốt lõi giáo dục STEM vừa học vừa làm, thực hành làm sản phẩm cụ thể, từ nâng cao đam mê, yêu thích mơn học Với cách hiểu với mơn Tin học, tinh thần giáo dục STEM khuyến khích làm sản phẩm cụ thể từ kiến thức mơn học Tin học mơn học có tính thực hành cao, lại tích hợp tính khoa học chặt chẽ, tư thuật tốn tảng tốn học lập trình Ví dụ ngơn ngữ lập trình Scratch trực quan, dễ dàng tạo sản phẩm, chương trình, phần mềm hay đơn giản trị chơi Với lí chọn đề tài: “Dạy học theo định hướng STEM sử dụng tảng mơi trường lập trình App Inventor nhằm tăng hứng thú nâng cao kết học tập môn Tin học 11 cho học sinh trường THPT” bước đầu tiếp cận với hình thức dạy học hướng vào lực học sinh mơ hình dạy học STEM trường Hiện trạng vấn đề nghiên cứu 2.1 Hiện trạng 2.1.1 Thuận lợi - a số học sinh trường có truyền thống hiếu học, chăm - Chất lượng tuyển sinh đầu vào hai lớp cao, đa số học sinh khá, gi i Các phòng học trang bị tivi máy chiếu, khuôn viên trường học phủ sóng wifi nên thuận lợi cho việc ứng dụng công nghệ thông tin, sử dụng thiết bị dạy học để minh họa nội dung dạy ph hợp cho việc đổi phương pháp dạy học sử dụng kỹ thuật dạy học có hiệu Tăng cường hoạt động trải nghiệm sáng tạo, nghiên cứu khoa học, luyện kỹ thực hành, vận dụng kiến thức, nâng cao kỹ giải vấn đề thực tiễn cho học sinh, hướng dẫn học sinh phương pháp tự học, tự nghiên cứu “học” qua “hành” giáo dục STEM Do Học sinh đam mê với giảng, hứng thú với môn học - Trường triển khai tiết dạy học STEM tổ chuyên môn - Môn Tin học triển khai giáo dục STEM khối 10, 11, 12 2.1.2 Khó khăn - Việc tiếp thu kiến thức cịn thụ động - Chưa có thói quen tự tìm hiểu kiến thức mới, chuẩn bị nhà - Việc vận dụng kiến thức vào giải vấn đề thực tiễn hạn chế - Chưa thấy rõ tầm quan trọng môn - Thái độ học tập cịn đối phó, nhiều em chưa hứng thú học tập 2.1.3 Nguyên nhân Có nhiều nguyên nhân dẫn đến thực trạng song theo khái qt thành ngun nhân sau: Mơ hình giáo dục STEM triển khai thành phố lớn, trường giáo viên tiếp cận với mơ hình giáo dục Giáo viên bước đầu tìm hiểu triển khai mơ hình dạy học STEM Tất kiến thức, điều kiện áp dụng tơi tự học h i qua nguồn thơng tin Chi phí cao cho thiết bị công nghệ áp dụng vào dạy học - Học sinh chưa chủ động tìm hiểu kiến thức Thời gian tiết học đáp ứng nhiệm vụ STEM mức độ trung bình khó, học sinh học thụ động chuyển sang chủ động cần nhiều thời gian để tìm hiểu thông tin, cách học tập… Về dạy học môn Tin học: số học sinh hiểu sâu kiến thức, có phương pháp học tập chủ động sáng tạo chiếm tỉ lệ thấp, phần lớn phương pháp học thụ động Học sinh chưa thực hứng thú, say mê, u thích mơn học Cho nên kết mơn học cịn chưa cao ặc biệt q trình giảng dạy Tin học 11 ví dụ sách giáo khoa cịn khơ khan, có liên hệ thực tế, sản phẩm tạo chưa tạo hứng thú cho học sinh Học sinh chưa biết vận dụng kiến thức để tạo sản phẩm Với môn Tin học, tinh thần giáo dục STEM khuyến khích làm sản phẩm cụ thể từ kiến thức mơn học Tin học mơn học có tính thực hành cao, lại tích hợp tính khoa học chặt chẽ, tư thuật tốn tảng tốn học lập trình Ví dụ ngơn ngữ lập trình Scratch, App Inventor trực quan, dễ dàng tạo sản phẩm, chương trình, phần mềm hay đơn giản trò chơi Mục tiêu nghiên cứu Tăng hứng thú kết học tập chương trình Tin học 11 cách tổ chức dạy học mơn tin học theo định hướng mơ hình giáo dục STEM Vấn đề nghiên cứu - Việc tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM chương trình Tin học 11 có nâng cao hứng thú học tập Tin học cho học sinh trường THPT ô Lương 4? - Tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM dạy học Tin học 11 có nâng cao kết học tập Tin học học sinh trường THPT Lương 4? Đóng góp đề tài  Giúp học sinh có hiểu biết sâu sắc giới công nghệ thay đổi ngày xung quanh, không dừng tiêu thụ sản phẩm công nghệ cách thụ động mà mở hội chủ thể sáng tạo công nghệ tương lai Chỉ cách làm hay, giải pháp vận dụng mở rộng nhằm nâng cao chất lượng dạy học PHẦN II NỘI DUNG ĐỀ TÀI I CƠ SỞ KHOA HỌC Cơ sở khoa học giải pháp Thuật ngữ STEM * STEM thuật ngữ viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Toán học) Thuật ngữ sử dụng đề cập đến sách phát triển Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật Tốn học quốc gia Hiện nay, thuật ngữ dùng chủ yếu hai ngữ cảnh giáo dục nghề nghiệp Trong ngữ cảnh giáo dục, nói đến STEM muốn nhấn mạnh đến quan tâm giáo dục môn Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Tốn học Quan tâm đến việc tích hợp môn học gắn với thực tiễn để 17 cao lực cho người học Giáo dục STEM hiểu diễn giải nhiều cấp độ như: sách STEM, chương trình STEM, nhà trường STEM, môn học STEM, học STEM hay hoạt động STEM Trong ngữ cảnh nghề nghiệp, STEM hiểu nghề nghiệp thuộc lĩnh vực Khoa học, Công nghệ, Kĩ thuật Tốn học, ví dụ: Nhóm ngành nghề CNTT; Y sinh; Kĩ thuật, iện tử Truyền thông… Mục tiêu giáo dục STEM - ảm bảo giáo dục toàn diện - Phát triển lực đặc thù môn học thuộc lĩnh vực STEM cho HS Phát triển lực chung cho HS, tạo tiền đề phát triển lực giải vấn đề sáng tạo, lực giao tiếp hợp tác, lực tự chủ tự học - Kết nối trường học với cộng đồng ịnh hướng nghề nghiệp cho HS, đặc biệt nhân lực hoạt động lĩnh vực STEM II DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƢỚNG STEM BỘ MƠN TIN HỌC 11 CHỦ ĐỀ: LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG DI ĐỘNG VỚI APP INVENTOR Quy trình ứng dụng giáo dục STEM Quy trình để thể qua sơ đồ sau: Dạy học theo định hƣớng STEM mơn Tin học 11 chủ đề: Lập trình ứng dụng di động với App Inventor 2.2.1 Nội dung chương trình Tin học 11 dạy học theo định hướng STEM Chủ đề 1: Một số khái niệm lập trình ngơn ngữ lập trình Chủ đề 2: Cấu trúc chương trình Chủ đề 3: Kiểu liệu khai báo biến Chủ đề 4: Phép toán, biểu thức, câu lệnh gán Chủ đề 5: Các thủ tục chuẩn vào/ra đơn giản Chủ đề 6: Soạn thảo, dịch, thực chương trình đơn giản Chủ đề 7: Cấu trúc rẽ nhánh Chủ đề 8: Cấu trúc lặp Chủ đề 10: Kiểu mảng Chủ đề 11: Kiểu liệu xâu Chủ đề 12: Tệp thao tác với tệp Chủ đề 13: Chương trình lập trình có cấu trúc Chủ đề: Lập trình ứng dụng di động với App Inventor đƣ c thiết kế dƣới dạng nhiệm vụ STEM Trong dạy phần kiến thức học theo định hướng giáo dục STEM Các hoạt động STEM mức độ thiết kế đơn giản, không phức tạp nội dung, cách thức triển khai điều kiện sở vật chất Chủ đề STEM mức độ quan tâm nhiều đến trải nghiệm học sinh trình giải vấn đề A DỰ ÁN STEM Tên chủ đề: LẬP TRÌNH CÁC ỨNG DỤNG HỌC TẬP TRÊN DI ĐỘNG VỚI APP INVENTOR - Mô tả chủ đề: Chủ đề “LẬP TRÌNH CÁC ỨNG DỤNG HỌC TẬP TRÊN DI ĐỘNG VỚI APP INVENTOR” ý tưởng dạy học theo định hướng giáo dục STEM cho đối tượng HS lớp 11 HS nghiên cứu kiến thức: Học sinh hiểu ứng dụng tin học đời sống Hiểu cách máy tính giải toán làm việc theo yêu cầu người Học sinh biết vận dụng kiến thức mơn liên quan Tin Học, Tốn học, Hóa học để giải nhiệm vụ đặt Vận dụng kiến thức học chương trình Tin học 11 để áp dụng thiết kế ứng dụng di động mơi trường lập trình App Inventor Thực chủ đề xuyên suốt trình học chủ đề dạy học chương trình Tin học 11 Mục tiêu: 3.1 Nội dung kiến thức chủ đề - Dựa kiến thức chủ đề dạy học lập trình chương trình Tin học 11 - Kiến thức mơi trường lập trình App Inventor kiến thức lập trình liên quan - Khai thác số nguồn học liệu mở Internet - Xây dựng ứng dụng di động môi trường App Inventor 3.2 Năng lực Năng lực Tin học NLa: Sử dụng quản lí phương tiện cơng nghệ thơng tin truyền thông - Biết cách khai thác số nguồn học liệu mở để phục vụ trình học tập Năng lực chung a Tự học tự chủ - Tự nhận điều chỉnh sai sót, hạn chế thân q trình học tập, rút kinh nghiệm để vận dụng vào tình khác b Năng lực giải vấn đề sáng tạo - Phân tích tình huống, đề xuất lựa chọn giải pháp để chọn phương án nhằm giải câu h i c Giao tiếp hợp tác - Biết lựa chọn hình thức làm việc nhóm với quy mơ phù hợp với yêu cầu nhiệm vụ 3.3 Phẩm chất - Tích cực tìm tịi sáng tạo học tập - Giao tiếp, hợp tác Tổ chức dạy học chủ đề, GV hướng dẫn HS sử dụng số thiết bị sau: Tiến trình dạy học: Hoạt động XÁC ĐỊNH NHIỆM VỤ THIẾT KẾ ỨNG DỤNG DI ĐỘNG (Tiết – 45 phút) A Mục đích:  Học sinh biết nhu cầu sử dụng ứng dụng di động người dùng  Khai thác số nguồn học liệu mở Internet B Nội dung: C Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh: + + + + Xây dựng ứng dụng di động môi trƣờng App Inventor: Lập trình phần mềm: nhắc việc, báo thức giọng nói Lập trình phần mềm: Tạo trị chơi Lập trình phần mềm thông báo số BMI thể Lập trình xây dựng phần mềm tạo câu h i trắc nghiệm – Bản ghi chép tìm hiểu nhu cầu đối tượng sử dụng ứng dụng học tập – Sơ đồ tư chức ứng dụng – Bảng tiêu chí đánh giá ứng dụng – Kế hoạch thực dự án với mốc thời gian phân chia nhiệm vụ rõ ràng D Cách thức tổ chức hoạt động: Bước 1: Đặt vấn đề Bước 2: Học sinh khám phá kiến thức – Chuẩn bị: giấy trắng, bút lông – Tổ chức lớp: nhóm (9-10 học sinh/nhóm) – Hoạt động: HS tìm hiểu tìm hiểu nhu cầu đối tượng sử dụng ứng dụng di động HS xây dựng chức ứng dụng Giáo viên đặt câu h i cho lớp: Câu h i gợi ý: Trong trình học tập sinh hoạt, em thấy nhu cầu cần sử dụng ứng dụng di động nào? Các ứng dụng mà em xây dựng để phát huy thuận lợi gì? Bước 3: Giao nhiệm vụ cho HS xác lập tiêu chí đánh giá GV nêu nhiệm vụ: nhóm tìm hiểu nhu cầu sử dụng ứng dụng mà nhóm thiết kế, vẽ sơ đồ chức Trước tiến hành thiết kế hệ thống, HS cần xây dựng thiết kế sản phẩm Bài trình bày thiết kế sản phẩm đánh giá theo tiêu chí thể Phiếu đánh giá số Sau hồn tất dự án, q trình tham gia dự án học sinh đánh giá theo tiêu chí thể Phiếu đánh giá số Bước 4: GV thống kế hoạch triển khai Hoạt động Thời gian Hoạt động 1: Cung cấp kiến thức Tiết 1, Hoạt động 2.1: Giao nhiệm vụ dự án Tiết Hoạt động 2.2: ề xuất phương án thiết kế tuần (HS tự thực nhà theo sản phẩm nhóm) Hoạt động 3: Báo cáo phương án thiết kế Tiết Hoạt động 4: Chạy thử nghiệm trang ứng tuần (HS tự thực nhà theo dụng nhóm) Hoạt động 5: Triển lãm, giới thiệu sản Tiết 5,6 phẩm, báo cáo kết quả, đánh giá Hoạt động 2.1 NGHIÊN CỨU KIẾN THỨC NỀN (Tiết – 90 phút) A Mục đích: HS tìm hiểu kiến thức cần thiết vận dụng vào giải vấn đề: – Những kiến thức sở lý thuyết cần có để thiết kế ứng dụng tảng App Inventor – Những kiến thức sở lý thuyết cần có để thực đánh giá ứng dụng B Nội dung: TÌM HIỂU VỀ NỀN TẢNG MƠI TRƢỜNG LẬP TRÌNH APP INVENTOR (Tiết – 45 phút) a Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh Sơ đồ tư mô tả chức ứng dụng Sử dụng đối tượng, thuộc tính phương thức đối tượng Cách thức tổ chức hoạt động Chuẩn bị: báo cáo PowPoint sơ đồ tư giấy A0 GV tổ chức lớp thành nhóm (9– 10 học sinh) Nhóm 1-2 tìm hiểu kiến thức App Inventor tảng tương tự GV đưa HS câu h i định hướng App Inventor App Inventor gì? MIT App Inventor dành cho Android ứng dụng web nguồn mở ban đầu cung cấp Google trì Viện Cơng nghệ Massachusetts (MIT) Nền tảng cho phép nhà lập trình tạo ứng dụng phần mềm cho hệ điều hành Android (OS) Bằng cách sử dụng giao diện đồ họa, tảng cho phép người d ng kéo thả khối mã (blocks) để tạo ứng dụng chạy thiết bị Android ến thời điểm tại, phiên iOS tảng bắt đầu đưa vào thử nghiệm Thunkable, nhà cung cấp ứng dụng web cho ngôn ngữ Mục tiêu cốt lõi MIT App Inventor giúp đỡ người chưa có kiến thức ngơn ngữ lập trình từ trước tạo ứng dụng có ích hệ điều hành Android Phiên MIT App Inventor Ưu nhược điểm App Inventor Ƣu điểm:  Hoàn tồn miễn phí suốt q trình sử dụng dịch vụ  Cung cấp số cách kết nối thuận tiện: trực tiếp, wifi, thơng qua trình giả lập  Dễ dàng xây dựng ứng dụng điện thoại di động Mơi trường App Inventor có tiếp cận trực quan khối lệnh trực quan kéo thả để tạo ứng dụng từ đơn giản đến phức tạp  HS dễ dàng vận dụng kiến thức lập trình chương trình để thiết kế sản phẩm giải vấn đề sống  Các ứng dụng chạy trực tiếp điện thoại máy tính bảng (phiên hỗ trợ hệ điều hành Android, hệ điều hành IOS phát triển)  App Inventor bước phát triển Scratch, kế thừa hoàn toàn ưu điểm Scratch tập trung nhiều vào khả thực hóa ý tưởng biến ý tưởng thành sản phẩm công nghệ sử dụng sống ngày thiết bị di động  Cho phép tải ứng dụng thơng qua file apk vào máy tính     Không tạo mã Java để phát triển sâu Hiện phát triển ứng dụng Android HS thảo luận theo nhóm, trình bày kiến thức theo sơ đồ tư Sau đó, GV cho học sinh trình bày ngắn gọn góp ý B – LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG TRÊN MƠI TRƢỜNG APP INVENTOR (Tiết – 45 phút) Dự kiến sản phẩm hoạt động học sinh Các ứng dụng thiết kế từ App Inventor Cách thức tổ chức hoạt động Giáo viên hướng dẫn giới thiệu mơi trường lập trình App Inventor Làm quen với App Inventor 1.1 Đăng nhập tạo dự án: 1.1.1 Đăng nhập: Bắt đầu làm việc với App Inventor, bạn sử dụng trình duyệt web truy cập vào trang web đường dẫn http://ai2.appinventor.mit.edu/ Trình duyệt chuyển sang trang đăng nhập tài khoản Google Nhập tài khoản (email) nhấn nút Tiếp theo, nhập mật khẩu, đồng ý với điều khoản dịch vụ ứng dụng 1.1.2 Tạo dự án: Lần đầu đăng nhập: Chọn Start a blank project ặt tên cho dự án: Chú ý tên dự án bắt đầu chữ cái, tên gồm chữ cái, chữ số, dấu gạch Các em liên hệ quy tắc đặt tên học NNLT Pascal hiểu việc đặt tên NNLT quy định Xuất giao diện làm việc với dự án: 10