Bài viết này nghiên cứu hai vấn đề chính: (1) Tác động của chương trình đào tạo cử nhân sư phạm Tin học lâu nay của các khoa Công nghệ thông tin ở các trường Đại học sư phạm đến phát triển tư duy máy tính của giáo sinh; (2) Nhận thức của giáo sinh về việc dạy Tin học ở phổ thông trong mối liên quan đến hình thành và phát triển cho học sinh tư duy máy tính. Từ đó, chúng tôi đề xuất những điều chỉnh chương trình đào tạo cử nhân Sư phạm Tin học ở khoa Công nghệ Thông tin.
HNUE JOURNAL OF SCIENCE Educational Sciences, 2021, Volume 66, Issue 2, pp 153-163 This paper is available online at http://stdb.hnue.edu.vn DOI: 10.18173/2354-1075.2021-0030 TƯ DUY MÁY TÍNH TRONG ĐÀO TẠO GIÁO VIÊN TIN HỌC Phạm Thị Anh Lê Vũ Thái Giang Khoa Công nghệ Thông tin, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Tóm tắt Một điểm chương trình giáo dục phổ thơng mơn Tin học ban hành năm 2018 so với chương trình cũ tăng cường mạch tri thức Khoa học máy tính, nhằm hình thành phát triển tư máy tính cho học sinh Đây có lẽ điểm khó khăn giáo viên Dạy việc sử dụng công cụ (phần cứng, phần mềm) điều khó, dạy tư quan trọng cần thiết ln điều khó Những người theo học chun ngành Tin học phải có tư máy tính, đặc biệt giáo sinh sư phạm Tin học - giáo viên dạy Tin học tương lai Nếu giáo sinh khơng thực có tư máy tính khơng nhận thức phải hình thành phát triển cho học sinh tư qua mơn Tin học (ở bậc học phổ thơng) việc triển khai chương trình Tin học 2018 khơng đạt mục tiêu Bài báo nghiên cứu hai vấn đề chính: (1) Tác động chương trình đào tạo cử nhân sư phạm Tin học lâu khoa Công nghệ thông tin trường Đại học sư phạm đến phát triển tư máy tính giáo sinh; (2) Nhận thức giáo sinh việc dạy Tin học phổ thông mối liên quan đến hình thành phát triển cho học sinh tư máy tính Từ đó, chúng tơi đề xuất điều chỉnh chương trình đào tạo cử nhân Sư phạm Tin học khoa Cơng nghệ Thơng tin Từ khóa: tư máy tính, khoa học máy tính, giáo dục tin học, chương trình đào tạo, phương pháp giảng dạy lập trình Mở đầu Ngày nay, máy tính, điện thoại thông minh, hệ thống thông minh công nghệ xuất lĩnh vực đời sống Cơng nghệ máy tính thay đổi cách sống, làm việc chí cách suy nghĩ Sự tiến vượt bậc công nghệ máy tính đặt thách thức giáo dục nhằm làm cho người phát triển mạnh mẽ giới máy tính Một thách thức xuất tư máy tính (computer thinking/computational thinking) Từ thập kỉ nay, tư máy tính (TDMT) khái niệm liên quan viết mã (coding)/lập trình (programming) đưa vào chương trình giáo dục lực cho tất người với lực đọc, viết số học Nhiều hoạt động lập trình tổ chức tuần EUCode, đưa TDMT vào chương trình giảng dạy bắt buộc nhiều nước Châu Âu, Úc, Mĩ … Mặc dù việc phát triển lực TDMT học sinh quan tâm lớn, nhiều vấn đề thách thức cần giải để đưa TDMT vào giáo dục bắt buộc cách hiệu Các câu hỏi đặt ra: (1) Làm để xác định TDMT kĩ quan trọng người kỉ 21? Ngày nhận bài: 6/4/2020 Ngày sửa bài: 20/4/2021 Ngày nhận đăng: 27/4/2021 Tác giả liên hệ: Phạm Thị Anh Lê Địa e-mail: lepta@hnue.edu.vn 153 Phạm Thị Anh Lê Vũ Thái Giang (2) Đặc điểm cốt lõi TDMT mối quan hệ với lập trình giáo dục bắt buộc ? (3) Đào tạo giáo viên để họ tích hợp TDMT hiệu vào thực tế giảng dạy? (4) TDMT có nên đưa vào mơn học cụ thể, ví dụ Khoa học máy tính, hay phần STEM, chủ đề xuyên suốt cấp học? Nhiều kết nghiên cứu lập luận TDMT vừa trung tâm khoa học máy tính vừa áp dụng rộng rãi lĩnh vực giáo dục lĩnh vực khác Nó kĩ để giải vấn đề phức tạp, cách hiệu để học chủ đề chuyên ngành điều cần thiết để tham gia vào giới công nghệ số [1-5] Ở Việt Nam, trước xu hướng thách thức kỉ nguyên số, phủ đầu tư nhiều nguồn lực cho cơng đổi giáo dục phổ thông với bước đột phá Điều thể chương trình giáo dục phổ thơng ban hành năm 2018 Trong đó, giáo dục Tin học có nhiều thay đổi, thay đổi lớn đưa mục tiêu giáo dục TDMT vào chương trình mơn học Để đạt mục tiêu này, giáo viên phổ thông đặc biệt giáo viên Tin học đóng vai trị lớn Trong đó, việc đào tạo giáo sinh ngành Sư phạm Tin học trường Đại học Sư phạm yếu tố có tính then chốt Nghiên cứu TDMT đào tạo giáo viên Tin học vấn đề Việt Nam cần quan tâm Trong báo này, nghiên cứu để trả lời bước đầu cho bốn câu hỏi nêu bối cảnh giáo dục Việt Nam Trước thay đổi lớn giáo dục phổ thông môn Tin học, trọng phát triển lực tư máy tính cho học sinh, chúng tơi phân tích chương trình đào tạo cử nhân sư phạm Tin học để làm rõ tư máy tính phát triển cho sinh viên Các phần nội dung (phần 2.1, 2.2) cung cấp nhìn tồn diện kĩ TDMT cho học sinh, đồng thời cung cấp hiểu biết đầy đủ khái niệm thuộc tính cốt lõi TDMT tiềm giáo dục bắt buộc Phần 2.3 phân tích chương trình đào tạo cử nhân sư phạm Tin học trường Sư phạm theo mạch kiến thức chuyên ngành nghiệp vụ sư phạm để thấy mối quan hệ hình thành phát triển TDMT cho sinh viên Một số kết thống kê khảo sát sinh viên ngành sư phạm Tin học khoá 64, 65, 66 trường ĐHSP HN Một số thảo luận đề xuất điều chỉnh chương trình đào tạo Cử nhân Sư phạm Tin học nhằm phát triển TDMT cho sinh viên đáp ứng thay đổi lớn giáo dục phổ thơng trình bày phần 2.4, cuối phần kết luận Nội dung nghiên cứu 2.1 Tư máy tính 2.1.1 Tư máy tính gì? Khái niệm tư máy tính có nhiều nhà nghiên cứu định nghĩa, nhiên đến chưa có thống khái niệm Wing’s vào năm 2011 [6] định nghĩa “Tư máy tính q trình suy nghĩ để đưa giải pháp giải vấn đề, mà biểu diễn dạng thực cách hiệu tác nhân xử lí thơng tin” Định nghĩa thảo luận nhiều hội thảo, đưa hai điểm quan trọng giáo dục: (i) TDMT trình suy nghĩ, độc lập với cơng nghệ; (ii) TDMT cách cụ thể giải vấn đề đòi hỏi khả riêng biệt, chẳng hạn khả thiết kế giải pháp thực thi máy tính, người kết hợp hai Hiệp hội Giáo viên Khoa học Máy tính Hiệp hội Công nghệ Giáo dục Quốc tế (CSTA&ISTE) [7] đưa định nghĩa đóng vai trị điểm tham chiếu quan trọng khác: “Tư máy tính trình giải vấn đề bao gồm (nhưng không giới hạn) đặc điểm sau: - Cho phép sử dụng máy tính cơng cụ để giải vấn đề; 154 Tư máy tính đào tạo giáo viên tin học - Tổ chức phân tích liệu cách hợp lí; - Trừu tượng hố liệu qua mơ hình mơ phỏng; - Tự động hóa giải pháp thơng qua tư thuật tốn (thực bước có thứ tự); - Xác định, phân tích thực giải pháp khả thi đạt hiệu cao nhất; - Tổng qt hóa chuyển q trình giải vấn đề sang giải vấn đề khác” Sau thu thập ý kiến từ 700 nhà giáo dục, nhà nghiên cứu thực hành khoa học máy tính, CSTA&ISTE [8] phát triển khái niệm tư máy tính, bao gồm q trình giải vấn đề, phương pháp thái độ Định nghĩa đầy đủ hữu ích cho giáo viên họ sử dụng số từ khoá lập kế hoạch học, hướng dẫn thảo luận, nhận xét sản phẩm học sinh, v.v Từ đó, CAS đưa thành phần cốt lõi TDMT [1, 9-12]: Về kĩ năng: - Phân tách (Decomposition): Tách liệu, trình tốn thành phần nhỏ dễ quản lí; - Nhận dạng mẫu (Pattern Recognition): Quan sát mẫu, tìm xu hướng quy luật liệu; - Trừu tượng hoá (Abstraction): Làm cho vấn đề dễ hiểu cách giảm bớt chi tiết khơng cần thiết; - Thiết kế thuật tốn (Algorithm Design): Xây dựng bước theo thứ tự để giải vấn đề vấn đề tương tự; - Đánh giá (Evaluaion): Đảm bảo giải pháp đưa tốt Về thái độ: - Tự tin (Confident): tin tưởng vào khả giải vấn đề thân - Giao tiếp (Communiacative): sẵn sàng giao tiếp hiệu với người khác - Linh hoạt (Flexible): có khả xử lí mơi trường thay đổi vấn đề mở Về phương pháp: - Sửa sơ lược (Tinkering): trải nghiệm thực thi - Chế tạo (Creating): thiết kế xây dựng - Gỡ lỡi (Debugging): tìm sửa lỡi sai - Kiên trì (Persevering): tiếp tục thực - Hợp tác (Collaborating): làm việc Các thành phần cốt lõi TDMT hỗ trợ nhà giáo dục thiết kế nội dung kiến thức, phương pháp giảng dạy nhằm hình thành phát triển TDMT cho học sinh Đồng thời tiêu chí đánh giá TDMT học sinh đạt sau trình học tập Bên cạnh đó, viết mã/lập trình cơng cụ thể rõ nét TDMT, làm cho khái niệm TDMT trở nên cụ thể trở thành công cụ để học tập Chẳng hạn, lập trình phương tiện để khám phá thể lĩnh vực khác thông qua việc tạo sản phẩm số Tuy nhiên, nhà nghiên cứu đồng thuận TDMT thực đòi hỏi nhiều viết mã / lập trình Ví dụ, cần q trình phân tích phân rã vấn đề trước viết mã / lập trình TDMT phương pháp giải vấn đề không lĩnh vực khoa học máy tính mà cịn mở rộng sang tất lĩnh vực, cung cấp phương tiện phân tích phát triển giải pháp cho vấn đề giải máy tính 2.1.2 Vai trị tư máy tính xã hội đại Mặc dù chưa có định nghĩa thống nhất, nhìn chung TDMT có dấu hiệu để nhận biết đánh giá thông qua kĩ năng, thái độ phương pháp nêu phần Việc đánh giá chương trình khơng đánh giá tính đắn hiệu mà cịn tính thẩm mĩ, thiết kế hệ thống đơn giản tinh tế TDMT sử dụng tính trừu tượng khả phân tích 155 Phạm Thị Anh Lê Vũ Thái Giang giải nhiệm vụ lớn phức tạp thiết kế hệ thống lớn, cách phân tách thành nhiệm vụ hệ thống nhỏ TDMT lựa chọn biểu diễn thích hợp cho vấn đề mơ hình hóa khía cạnh liên quan vấn đề để làm cho xử lí TDMT sử dụng lập luận heuristic để tìm giải pháp Đó lập kế hoạch, học lập lịch xuất thông tin không chắn Chẳng hạn, tìm kiếm để đưa danh sách trang web, hay chiến lược để giành chiến thắng trò chơi,… TDMT suy nghĩ cách hiệu sử dụng lượng lớn liệu Nó tạo cân thời gian không gian, sức mạnh xử lí dung lượng lưu trữ Tư máy tính với đọc, viết số học xem kĩ cần trang bị cho học sinh nhà trường phổ thông nước tiên tiến, kĩ cần thiết cho khả giải vấn đề người kỉ 21 [2, 3] Trong đó, máy tính cơng cụ tạo điều kiện thuận lợi để phổ biến tư máy tính 2.2 Xu hướng tích hợp tư máy tính giáo dục Các nghiên cứu phân tích vị trí TDMT chương trình giảng dạy theo hai trục: cấp học môn học Nhiều nước Châu Âu đưa TDMT vào chương trình giảng dạy trường phổ thơng [4] Ở số nước, tích hợp vào môn học, đặc biệt cấp tiểu học, số nơi khác xem TDMT phần môn Tin học riêng biệt dạy cấp trung học Một số nước lại kết hợp hai cách tiếp cận Các quốc gia xứ Wales, Áo coi TDMT khái niệm liên quan phần chương trình giảng dạy lực kĩ thuật số Các nước Châu Âu xem lực kĩ thuật số bắt buộc khung lực dành cho công dân [5] TDMT không lực tư mà nhà nghiên cứu cần nhấn mạnh cần thiết phải phát triển kĩ nghề nghiệp khác [13] Nhiểu quốc gia Úc, Pháp, Cộng hoà Sec,… đặt mục tiêu phát triển lực tư logic lực giải vấn đề học sinh thông qua TDMT Một số nước khác lại đặt mục tiêu cụ thể nâng cao thành tích học sinh mơn học đặc biệt Toán học Rõ ràng bùng nổ việc tích hợp TDMT rộng Khoa học máy tính vào chương trình giáo dục bắt buộc, thể qua sóng cải cách chương trình giảng dạy gần thập kỉ Hàng loạt quốc gia Châu Âu Pháp, Đan mạch, Anh, Phần Lan,… kết thúc giai đoạn cải cách giáo dục đưa TDMT lập trình vào chương trình giảng dạy Một số nước khác Cộng hoà Sec, Thuỵ Điển, xứ Wales, … có kế hoạch đưa TDMT vào giáo dục bắt buộc Các quốc gia Úc, Bồ Đào Nha, Israel, Hungary, … tích hợp TDMT giáo dục Khoa học Máy tính (KHMT), chủ yếu trường trung học phổ thông Một số nước số mở rộng giáo dục KHMT cho cấp trung học sở tiểu học Ở Việt Nam, chương trình giáo dục phổ thơng mơn Tin học 2018 đặt mục tiêu hình thành phát triển TDMT cho học sinh cách xuyên suốt tăng trưởng từ cấp tiểu học đến trung học phổ thông Để đạt mục tiêu này, sinh viên ngành Sư phạm Tin học cần đào tạo, giáo viên Tin học giảng dạy phổ thơng cần bồi dưỡng để có lực TDMT có nhận thức sâu sắc việc dạy học sinh phát triển lực TDMT 2.3 Chương trình đào tạo Sư phạm Tin học với phát triển tư máy tính 2.3.1 Giới thiệu Chương trình đào tạo Sư phạm Tin học Chương trình đào tạo ngành Sư phạm Tin học (gọi tắt CTĐT) xây dựng theo định hướng nội dung, gồm 135 tín Nội dung CTĐT thể mạch logic khối kiến thức chuyên ngành Công nghệ thông tin (CNTT) khối kiến thức phương pháp, nghiệp vụ sư phạm Về chuyên ngành, chương trình thể gồm mạch tri thức thuộc lĩnh vực Khoa học máy tính, Hệ thống thơng tin, Cơng nghệ phần mềm, Mạng máy tính truyền thơng, Phương pháp giảng dạy Tin học Các môn học mạch tri thức khơng tách rời mà 156 Tư máy tính đào tạo giáo viên tin học liên kết chặt chẽ, bổ trợ hịa quyện Các mơn học cung cấp cho sinh viên kiến thức đảm bảo vừa có chiều rộng, vừa chuyên sâu, tạo điều kiện cho sinh viên có tảng tri thức kĩ nghề nghiệp vững vàng, giúp sinh viên có khả giảng dạy, làm cơng tác chun mơn Tin học sở đào tạo, có khả thích ứng, thực nhiều cơng việc khác có địi hỏi chung tri thức kĩ CNTT Các loại tư logic, phân tích, thuật tốn hình thành phát triển qua q trình đào tạo, rèn luyện, có góp phần quan trọng chương trình đào tạo Ngồi mơn học thuộc lĩnh vực KHMT đóng vai trị cốt lõi mơn học thuộc lĩnh vực khác góp phần hình thành, phát triển thực hành TDMT Trong phần tiếp theo, đặc biệt tập trung vào phân tích cụ thể mơn học cốt lõi KHMT môn học phương pháp giảng dạy chương trình đào tạo để làm rõ khía cạnh sau: (1) Các môn học cốt lõi KHMT có tác động đến phát triển TDMT nào?; (2) TDMT có nên giải chủ đề cụ thể, ví dụ KHMT, hay chương trình giảng dạy; (3) Ý nghĩa việc đánh giá TDMT sinh viên sư phạm 2.3.2 Tác động mơn học cốt lõi Khoa học máy tính Các lĩnh vực tri thức CTĐT góp phần hình thành phát triển tư máy tính cho người học Tuy nhiên, phần tri thức đóng góp nhiều cho loại tư lĩnh vực KHMT Mạch tri thức KHMT có nhiều mơn học cốt lõi CTĐT Các học phần bắt buộc KHMT có số lượng tín chiếm 60% tổng số tín chuyên ngành, học phần tự chọn có số tín chiếm 50% tổng số tín chun ngành tự chọn Ngồi có học phần cung cấp kiến thức chung khái niệm thuật ngữ phần cứng, phần mềm, hệ thống máy tính, mạng máy tính, thao tác với phần mềm ứng dụng,… (Tin đại cương, Kiến trúc máy tính, Cơ sở liệu, Cơng nghệ phần mềm,…) Các mơn học ngồi việc cung cấp kiến thức tảng máy tính để giúp người học học học phần chuyên ngành sâu hơn, cịn giúp người học có khả tư trừu tượng, tư logic - tư thành phần TDMT Các học phần chuyên sâu thuộc lĩnh vực KHMT chia làm nhóm chủ đề: sở Toán cho Tin học, thuật toán, lập trình ứng dụng Mục tiêu mơn học nêu rõ nội dung kiến thức, kĩ năng, thái độ cần truyền tải cung cấp cho người học - Các môn học cung cấp kiến thức sở Toán học Toán rời rạc, Phương pháp tính tối ưu, Xác suất thống kê … giúp người học nắm lí thuyết Logic, tổ hợp, đồ thị,… mơ hình tốn học, phương pháp tính tốn, xử lí số liệu thống kê,… nhằm hình thành phát triển tư toán học, tư logic, phục vụ ứng dụng lĩnh vực Tin học - Các môn học cung cấp kiến khái niệm thuật toán, cấu trúc liệu, cơng cụ thiết kế, phân tích, đánh giá độ phức tạp thuật toán kĩ áp dụng vào giải toán thực tế,… (Cấu trúc liệu giải thuật, Phân tích thiết kế thuật tốn, Phân tích thiết kế hệ thống thơng tin, Toán rời rạc (học phần chuyên ngành bắt buộc); Lí thuyết độ phức tạp, Ngơn ngữ hình thức, Trí tuệ nhân tạo (học phần chuyên ngành tự chọn)) Các môn học trang bị cho người học tất loại tư TDMT Tuy nhiên, cách rõ nét tư phân tích, tư logic tư thuật toán [14] Thuật toán xem trung tâm KHMT tư KHMT - Lập trình coi khía cạnh thực hành KHMT, cách tốt để sinh viên học tin học nói chung KHMT nói riêng Học lập trình để học cách tư máy tính, giúp người học phát triển thực thi thuật toán, cung cấp hội đưa cách diễn đạt đầy sáng tạo, tạo tri thức mới, giải toán chuyển giao cách thực cho máy tính Đây tri thức cần cho người giới công nghệ số, có nhiều hệ thống thiết bị vận hành tự động, điều khiển chương trình máy tính Thơng qua học lập trình, sinh viên có khả tìm giải pháp giải vấn đề tư logic, trừu tượng hố, mơ hình hố, tổng qt hố điều khiển Học lập trình khơng học ngơn ngữ lập trình viết mã lệnh mà thơng qua lập trình sinh viên thiết kế hoàn thiện sản phẩm số phục vụ nhu cầu 157 Phạm Thị Anh Lê Vũ Thái Giang thân ứng dụng thực tiễn Các học phần lập trình: Nhập mơn lập trình mở cho sinh viên khái niệm sở lập trình, ngơn ngữ lập trình, cơng cụ lập trình, thành phần chương trình, cách tổ chức chương trình, cách tiếp cận lập trình từ xuống, khái niệm toán thuật toán tin học, kiểu liệu kiểu liệu có cấu trúc ngơn ngữ lập trình, cấu trúc điều khiển, cấu trúc lặp,… minh hoạ ngơn ngữ lập trình cụ thể Từ sinh viên biết lập trình để giải toán toán học đời sống Lập trình hướng đối tượng trang bị cho sinh viên phương pháp lập trình trực quan, mơ tả sống động giới thực Kĩ thuật lập trình nâng cao giới thiệu cho sinh viên số kĩ thuật lập trình giao diện, tương tác người dùng Lập trình mạng cung cấp kiến thức kĩ lập trình phần mềm mạng máy tính, kĩ ngơn ngữ lập trình web Phát triển phần mềm thiết bị di động giới thiệu xu hướng phát triển phần mềm thiết bị di động, kiến trúc ứng dụng di động, phương pháp lập trình di động lập trình số ứng dụng đơn giản Lập trình cơng cụ hữu hiệu để tạo sản phẩm phát triển phần mềm, phương khả tư KHMT Bên cạnh đó, việc dạy số ngơn ngữ lập trình cụ thể giúp người học biết cách sử dụng cơng cụ tính tốn để giải tốn qua q trình lặp - Lĩnh vực KHMT mở ứng dụng học tập sống Do vậy, môn học Ứng dụng CNTT dạy học, Các vấn đề đại CNTT, Chuyên đề tốt nghiệp đưa vào nội dung nhằm giới thiệu ứng dụng nhất, thành tựu bật giai đoạn CNTT Cung cấp cho sinh viên cách khai thác sử dụng phần mềm, công cụ hỗ trợ dạy học (soạn giảng, mơ thí nghiệm, giảng điện tử), đánh giá hiệu việc sử dụng công cụ hỗ trợ dạy học Sinh viên việc sử dụng thao tác thành thạo phần mềm, cơng cụ cịn có khả kết hợp sản phẩm đa phương tiện, khả tự học thích nghi với kĩ thuật công nghệ Các học phần tự chọn thuộc KHMT thường sinh viên lựa chọn nhiều nhất, đa dạng nội dung, khả ứng dụng nhiều lĩnh vực khác Chẳng hạn mơn học Trí tuệ nhân tạo, Xử lí song song, Chương trình dịch, cung cấp cho sinh viên nhiều kiến thức, công nghệ đại Như vậy, học phần cốt lõi KHMT góp phần chủ đạo hình thành phát triển TDMT Các học phần khác CTĐT góp phần phát triển thành phần TDMT 2.3.3 Tác động môn học phương pháp giảng dạy Khối kiến thức phương pháp rèn luỵện nghiệp vụ sư phạm CTĐT chiếm 34 tín tổng số 135 tín (25%) Trong đó, tín phương pháp giảng dạy trang bị cho sinh viên kiến thức tảng lí luận phương pháp dạy học mơn Tin học phổ thông từ phương pháp dạy học truyền thống đến phương pháp dạy học đại, phương pháp dạy học tích cực Các học phần phương pháp nhấn mạnh việc cung cấp cho sinh viên cách tiếp cận giảng dạy thuật toán lập trình nhằm phát triển TDMT Cụ thể làm rõ quan điểm hoạt động quan điểm kiến tạo dạy học thuật tốn lập trình mơn tin học, bao gồm: Cách tổ chức cho người học nhận dạng thể khái niệm, câu lệnh thuật toán; Cách rèn luyện cho người học hoạt động đặc thù hoạt động phổ biến học tin học; rèn luyện hoạt động trí tuệ chung học lập trình; Cách rèn luyện tri thức phương pháp cho người học để bồi dưỡng tư thuật toán kĩ giải vấn đề Các phương pháp dạy học thực hành lớp học q trình học mơn học trường phổ thông thông qua học phần Thực hành nghề, Rèn luyện nghiệp vụ sư phạm thường xuyên, Thực hành dạy học trường sư phạm hai đợt thực tập sư phạm vào năm thứ năm thứ Ngoài sinh viên liên tục rèn luyện nghiệp vụ tất năm học suốt q trình đào tạo Bên cạnh đó, sinh viên học Kiểm tra đánh giá giáo dục Học phần cung cấp phương pháp đánh giá kết học tập môn Tin học học sinh, 158 Tư máy tính đào tạo giáo viên tin học có phương pháp đánh giá lực Tin học lực thành phần TDMT Ngồi ra, học phần Tâm lí học, Giáo dục học, Giao tiếp sư phạm dành cho sinh viên tất ngành sư phạm, cung cấp kiến thức tảng tâm lí lứa tuổi học sinh, giáo dục học kĩ giao tiếp môi trường giáo dục Các phương pháp giảng dạy cơng cụ quan trọng góp phần định phát triển lực nói chung lực TDMT nói riêng 2.3.4 Đánh giá tư máy tính sinh viên ngành Sư phạm Tin học Đánh giá TDMT sinh viên vấn đề không đơn giản, cần phải xây dựng tiêu chí cơng cụ đánh giá Đây nghiên cứu nằm phạm vi báo Ở nêu số nghiên cứu cách đánh giá TDMT Sau đó, dựa vào số thống kê kết học tập sinh viên (ngành Sư phạm Tin học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội) môn học lập trình thuật tốn khố 64, 65, 66 (đã tốt nghiệp vào năm 2017, 2018, 2019) khảo sát sinh viên TDMT, đưa số nhận xét ban đầu mức độ TDMT mà sinh viên có nhận thức sinh viên tầm quan trọng việc dạy học sinh phát triển TDMT * Đánh giá kết học tập sinh viên Đến nghiên cứu đánh giá hiệu TDMT giáo dục hạn chế Brennan Resnick [15] mơ tả ba cách tiếp cận để đánh giá phát triển TDMT: - Phân tích dự án học tập sinh viên trình bày trực quan khối (lập trình) sử dụng (hoặc không sử dụng) mỗi dự án; - Phỏng vấn dựa sản phẩm, thảo luận hai dự án người vấn lựa chọn; - Các kịch thiết kế - đưa ba dự án với mức độ phức tạp thấp-trung bình-cao, người vấn yêu cầu chọn dự án thực hiện: (1) giải thích dự án chọn thực cơng việc gì; (2) mơ tả cách mở rộng; (3) sửa lỡi (4) thay đổi dự án cách thêm tính Việc phân tích sản phẩm học tập sinh viên chiến lược hiệu đánh giá TDMT họ Hoặc yêu cầu sinh viên sửa đổi mã chương trình có để đạt mục tiêu cụ thể cách đo TDMT sinh viên Các tình khắc phục cố, gỡ lỡi chương trình có, cách đánh giá kĩ thành thạo lập trình máy tính giải vấn đề dựa máy tính Các mơn học thuật tốn, lập trình phần lớn mơn học chun ngành Phân tích thiết kế hệ thống thơng tin, Hệ sở liệu, Trí tuệ nhân tạo, Đồ họa máy tính, Cơng nghệ phần mềm,… u cầu sinh viên làm sản phẩm đánh giá qua vấn đáp sản phẩm Đặc biệt khoá luận tốt nghiệp chuyên đề tốt nghiệp yêu cầu sinh viên phải làm sản phẩm yêu cầu tính hồn thiện phân tích đánh giá sản phẩm Sử dụng đánh giá trắc nghiệm bảng kiểm hỗ trợ để đánh giá kĩ TDMT sinh viên Hoặc tóm tắt biết tự đánh giá việc làm cách đánh giá kết học tập sinh viên môn học Việc học tập trực tuyến hệ thống đánh giá trực tuyến hỗ trợ giáo viên kiểm tra hiểu biết sinh viên hỗ trợ tiến sinh viên Bên cạnh đó, số học phần Chuyên đề tốt nghiệp Phương pháp dạy học Tin học đưa phần nội dung lập trình trực quan ngơn ngữ Scratch Ở học phần này, giáo viên sử dụng số công cụ để hỗ trợ đánh giá chương trình sinh viên đánh giá phát triển TDMT Một ví dụ Dr Scratch [16], cơng cụ thực phân tích tự động chương trình Scratch, phát có mặt / vắng mặt nguyên mẫu cụ thể (ví dụ câu lệnh điều kiện) làm sinh viên Công cụ cung cấp phản hồi cho giáo viên sinh viên, ấn định điểm TDMT cho dự án phân tích Theo thống kê kết học tập khố 64, 65, 66 số mơn học lập trình có tỉ lệ sinh viên khơng đạt (điểm trung bình 4/10) cao so với môn học CTĐT 159 Phạm Thị Anh Lê Vũ Thái Giang Điểm trung bình môn học phản ánh sát mức độ đạt u cầu mơn học, kết đánh giá q trình học mơn học Trong đó, mơn Lập trình hướng đối tượng có tỉ lệ trượt từ 38% đến 65% Các môn Nhập môn lập trình, Lập trình nâng cao có tỉ lệ trượt từ 15% đến 20%, mơn Lập trình mạng tỉ lệ trượt từ 16% đến 20% Lập trình di động mơn tự chọn khơng sinh viên chọn lo sợ khơng đạt mơn lập trình khác Các mơn thuật tốn Cấu trúc liệu giải thuật, Phân tích thiết kế thuật tốn, Lí thuyết độ phức tạp tỉ lệ sinh viên không đạt từ 20% đến 36% Với chương trình đào tạo theo niên chế trước tỉ lệ sinh viên khơng đạt mơn học lập trình, thuật tốn Toán cao cấp chiếm tỉ lệ cao nhất, cao học theo tín Điều khơng đủ để khẳng định với hình thức học tín làm chất lượng học tập sinh viên tăng lên, mà cách đánh giá hai hệ thống khác * Khảo sát sinh viên tốt nghiệp Chúng khảo sát sinh viên tốt nghiệp cử nhân Sư phạm Tin học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội khoá 64, 65, 66 gồm 119 tổng số 145 sinh viên Mục tiêu khảo sát gồm mục tiêu chính: (1) mức độ lực TDMT sinh viên sau tốt nghiệp; (2) nhận thức sinh viên việc dạy Tin học phổ thông mối liên quan đến hình thành phát triển cho học sinh tư máy tính Thời điểm khảo sát vào tháng 8/2020, thời điểm sinh viên K66 vừa tốt nghiệp vào tháng 6/2020 nên có nhiều sinh viên chưa làm Trong số 119 sinh viên khảo sát, có 51 giáo viên giảng dạy Tin học phổ thông, trung tâm Tin học trường chuyên nghiệp, số lại làm trái ngành học tiếp văn cao học Do vậy, kết khảo sát cho mục tiêu (2) nhận từ 51 giáo viên Việc khảo sát tiến hành cách sinh viên điền thông tin trả lời câu hỏi phiếu khảo sát Nội dung phiếu khảo sát gồm hai phần Phần gồm 12 câu hỏi quan tâm sinh viên với mơn học thuật tốn lập trình chương trình đào tạo, cách giải vấn đề, cách giải tốn lập trình, thực dự án học tập, cách dạy học sinh lập trình phổ thơng Phần bảng kiểm để khảo sát hiểu biết sinh viên tư máy tính Kết khảo sát sau xử lí, chúng tơi thu kết sau: - Phần lớn sinh viên chọn đáp án TDMT: 94%; - Phần lớn sinh viên không thích học mơn lập trình cảm thấy nhàm chán: 78%; - Nhiều sinh viên khơng thích học mơn thuật tốn: 60%; - Hầu hết sinh viên đồng ý việc có mơn chuyên ngành giao làm tập lớn cần tổng hợp kiến thức kĩ nhiều môn học khác: 98%; - Phần lớn sinh viên giải vấn đề khơng theo kiểu tư máy tính, thể việc không chọn bước thực thể khả phân tách vấn đề, tư thuật toán tư tổng quát hoá: 81%; - Hầu sinh viên chưa có nhận thức đầy đủ việc dạy học sinh hình thành phát triển tư máy tính, tức nhận thức mức độ thành phần tư Các thành phần tư sinh viên lựa chọn nhiều tư phân tích, tư thuật tốn tư logic rời rạc (1-2 thành phần): 60% Kết khảo sát chưa khẳng định mặt thống kê số lượng mẫu khảo sát nhỏ Hơn nữa, số nội dung câu hỏi mà nhiều lựa chọn trả lời cựu sinh viên chưa sát với thực tế K64 tốt nghiệp năm so với thời điểm khảo sát Nhưng dựa vào kết học tập sinh viên theo dõi sát đào tạo nhiều năm, chúng tơi rút số kết luận: (1) Sinh viên ngại học lập trình thuật tốn thấy khó trừu tượng, kết mơn học lập trình thấp Do vậy, TDMT sinh viên đạt mức cao (2) Cách dạy học lập trình phổ thông trường sư phạm làm cho phần lớn học sinh sinh viên ngại học lập trình Một ngun nhân việc dạy học chưa trọng hình thành thành phần cốt lõi TDMT Giáo viên chủ yếu tập trung 160 Tư máy tính đào tạo giáo viên tin học dạy viết câu lệnh làm theo cách viết mẫu giáo viên, mà chưa trọng theo bước tư nhận thức (3) Sinh viên chưa nhận thức rõ đầy đủ việc dạy Tin học phổ thông theo quan điểm phát triển TDMT cho học sinh Với kết luận đặt vấn đề lớn với sinh viên phát triển TDMT đưa vào mục tiêu chương trình giảng dạy phổ thơng Những giáo viên tương lai trực tiếp giảng dạy họ nên biết cần chuẩn bị Họ cần có kĩ năng, thái độ phương pháp tiếp cận TDMT để phát triển lực sống cá nhân nghề nghiệp 2.4 Đề xuất điều chỉnh Chương trình đào tạo Cử nhân Sư phạm Tin học Việc thay đổi CTĐT vấn đề lớn, đòi hỏi nghiên cứu kĩ lưỡng kinh nghiệm xây dựng chương trình Thay đổi phải thực từ quan điểm xây dựng chương trình, mục tiêu đào tạo, chuẩn đầu ra, cấu trúc lại nội dung, phương pháp dạy học cách kiểm tra đánh giá Trong phạm vi báo, từ phân tích trên, đề xuất vài điều chỉnh để thấy rõ mục tiêu phát triển TDMT CTĐT cử nhân sư phạm Tin học trường Sư phạm - Tổ chức lại mơn lập trình: Trong chương trình hành có 13 tín (5 mơn) lập trình bắt buộc, chiếm 16% thời lượng môn chuyên ngành, có tín tự chọn Với mỡi mơn học, sinh viên học ngơn ngữ lập trình Ngồi ra, lập trình cịn học môn học khác Cấu trúc liệu giải thuật, Hệ sở liệu, Phân tích thiết kế hệ thống thông tin, Công nghệ phần mềm, Đồ hoạ máy tính, Như vậy, sinh viên học nhiều ngơn ngữ lập trình thời lượng (2-3 tín chỉ/mơn) dẫn đến chưa đủ trải nghiệm rèn luyện tư thành phần TDMT phân tích, tổng hợp,… Một đề xuất cấu trúc lại mơn lập trình, giảm đầu mơn tăng thời lượng mỗi môn, tổ chức lại nội dung cho phù hợp Có thể tổ chức theo phương pháp lập trình, mỡi phương pháp lựa chọn ngơn ngữ lập trình đặc trưng - Thay đổi phương pháp dạy học mơn lập trình: Theo kết khảo sát qua vấn sinh viên, học môn lập trình chủ yếu học ngơn ngữ lập trình cụ thể, cú pháp ngôn ngữ thực hành giải tốn Tốn học Do đó, đề xuất số gợi ý đổi phương pháp dạy học Theo nghiên cứu chuyên gia giáo dục nên sử dụng nhiều cách để hình thành phát triển TDMT suốt trình giáo dục Đặc biệt, Mitchel Resnick [17] điều quan trọng phải mang đến cho người học hội thiết kế, sáng tạo thử nghiệm lĩnh vực mà họ quan tâm Joke Voogt [18] đồng tình cần thiết phải xác định phương pháp sư phạm hiệu để bồi dưỡng TDMT dựa tình thực tế Tác giả Hồ Cẩm Hà cộng [19] nêu định hướng phương pháp giáo dục Tin học tăng cường tổ chức cho người học hoạt động giải vấn đề thực tế, yêu cầu hướng dẫn người học chủ động cập nhật kiến thức môi trường số Để phát triển lực sử dụng cơng cụ phần mềm kĩ thuật số phương pháp dạy học thực hành có vai trị quan trọng Phương pháp dạy học nêu giải vấn đề có nhiều ưu điểm phát triển TDMT cho người học Đây phương pháp hiệu dạy học mơn lập trình - Đổi kiểm tra đánh giá: Cần xây dựng tiêu chí với biểu môn học cụ thể công cụ đánh giá lực TDMT Để đánh giá lực cần sử dụng đa dạng phương pháp, hình thức, cơng cụ đánh giá bám sát lực thành phần mạch nội dung kiến thức Xây dựng công cụ đánh giá phải dựa yêu cầu cần đạt (cụ thể hoá mục tiêu) chương trình mơn học Chú trọng khả vận dụng kiến thức, kĩ làm sản phẩm Đánh giá sản phẩm cần đặt trọng tâm đánh giá tư có tính hệ thống tính sáng tạo Trong CTĐT cần cách đánh giá chất lượng, hiệu CTĐT thực đánh giá hàng năm để có điều chỉnh phù hợp kịp thời 161 Phạm Thị Anh Lê Vũ Thái Giang Kết luận Trong báo này, trình bày khái niệm tư máy tính phân tích để thấy TDMT kĩ cần thiết cho người kỉ 21 Chúng nghiên cứu ảnh hưởng môn học cốt lõi khoa học máy tính chương trình đào tạo cử nhân Sư phạm Tin học đến việc hình thành phát triển TDMT sinh viên giáo viên Tin học tương lai Các đề xuất điều chỉnh mơn học lập trình chương trình đào tạo đặc biệt đổi phương pháp dạy học nhằm phát triển TDMT cho người học Phần khảo sát TDMT thực với sinh viên ngành sư phạm Tin học tốt nghiệp khoá gần trường ĐHSP Hà Nội Trong tương lai khảo sát với sinh viên ngành Sư phạm Tin học số trường Sư phạm trọng điểm nước Và tiếp tục nghiên cứu sâu để đưa đề xuất thay đổi CTĐT phù hợp xu hướng phát triển giáo dục Tin học đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao kỉ nguyên số Lời cảm ơn Bài báo sản phẩm Đề tài Nghiên cứu Khoa học Công nghệ cấp Trường với mã số SPHN20-07TT TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] ISTE, 2014 September 11 Computational thinking for all Retrieved from https://edtechbooks.org/-yE [2] Yadav, A., Hong, H., & Stephenson, C., 2016 Computational thinking for all: Pedagogical approaches to embedding 21st century problem solving in K-12 classrooms TechTrends, 60(6), 565-568 https://edtechbooks.org/-vq [3] Yadav, A., Stephenson, C., & Hong, H., 2017 Computational thinking for teacher education Communications of the ACM, 60(4), 55-62 https://edtechbooks.org/-TN [4] Yadav, A., Mayfield, C., Zhou, N., Hambrusch, S., & Korb, J T., 2014 Computational thinking in elementary and secondary teacher education ACM Transactions on Computing Education (TOCE), 14(1), [5] Council of the European Union, European Commission, 2015 2015 Joint Report of the Council and the Commission on the implementation of the strategic framework for European cooperation in education and training (ET 2020) New priorities for European cooperation in education and training [6] Wing, J M., 2011 Research Notebook: Computational Thinking-What and Why? The Link magazine Carnegie Mellon University, Pittsburgh http://link.cs.cmu.edu/article.php?a=600 [7] CSTA & ISTE, 2009 Operational definition of Computational Thinking in K-12 education Retrieved from https://csta.acm.org/Curriculum/sub/ CurrFiles/CompThinkingFlyer.pdf [8] CSTA & ISTE, 2011 Operational Definition of Computational Thinking for K–12 Education [9] CAS Barefoot, 2014 Computational thinking Retrieved from https://edtechbooks.org/-Wy [10] Google (n.d.a) Exploring computational thinking? Retrieved from https://edtechbooks.org/-PU [11] Google (n.d.b) What is computational thinking? Retrieved from https://edtechbooks.org/-gU [12] Google (n.d.c) CT materials Retrieved from https://edtechbooks.org/-tP [13] Hunsaker, E., 2020 Computational Thinking In A Ottenbreit-Leftwich & R Kimmons (Eds.), The K-12 Educational Technology Handbook EdTech Books Retrieved from https://edtechbooks.org/k12handbook/computational_thinking 162 Tư máy tính đào tạo giáo viên tin học [14] Nguyễn Chí Trung, 2013 Phát triển tư thuật tốn cho học sinh phổ thông đường từ ý tưởng đến mơ tả thuật tốn Tạp chí khoa học Đại học Sư phạm Hà nội, Số Đặc biệt kỉ niệm 10 năm thành lập khoa Công nghệ Thông tin Trường đại học Sư phạm Hà Nội, Tập 58, 2013, tr 157-168 [15] Brennan, K., & Resnick, M., 2012 New frameworks for studying and assessing the development of computational thinking In AERA2012 - annual meeting of the American Educational Research Association Vancouver, Canada [16] Moreno-León, J., Robles, G., & Román-González., 2015 Dr Scratch: Automatic Analysis of Scratch Projects to Assess and Foster Computational Thinking RED Revista de Educación a Distancia, 15(46) Retrieved from http://www.um.es/ead/red/46/ moreno_robles.pdf [17] Resnick, M., & Siegel, D., 2015 A Different Approach to Coding International Journal of People-Oriented Programming, Vol 4, No 1, pp 1-4 [18] Voogt, J., Fisser, P., Good, J., Mishra, P., & Yadav, A., 2015 Computational thinking in compulsory education: Towards an agenda for research and practice Education and Information Technologies, 20(4), 715-7 [19] Hồ Cẩm Hà, Nguyễn Chí Trung, Trần Thiên Thành, 2019 Hướng dẫn dạy học môn Tin hoc THPT theo chương trình giáo dục phổ thơng NXB Đại học Sư phạm ABSTRACT Computational Thinking in Informatics Teacher Training PhamThi Anh Le1 and Vu Thai Giang2 Faculty of Information Technology, Hanoi National University of Education Faculty of Information Technology, Hanoi National University of Education In recent years, computational thinking has been suggested as an analytical thinking skill that draws on concepts from Computer Science but is a fundamental skill used by, and useful for, all people Some have argued that computational thinking is a practice that is central to all sciences, not just computer science One of the new points of the general education program of Informatics issued in 2018 is to strengthen the knowledge circuit of Computer Science in order to form and develop computational thinking for students This is probably the most difficult problem for teachers It is not difficult to teach using tools (hardware, software), teaching thinking is important and necessary, but it is always in trouble Computer learners must have computational thinking, especially students in Informatics pedagogy - Informatics teachers in the future In order to successfully implement the Informatics program 2018, it requires teachers to really have computational thinking and consciously form and develop this thinking for students by Informatics (in high school) This article examines two main issues: (1) The impact of the Informatics Bachelor's degree program of Information Technology faculties in pedagogical universities on the development of teachers’ computational thinking; (2) Teachers' awareness of the formation and development of computational thinking for students in teaching Informatics in high school From the drawn results, we propose modifications to the Informatics Pedagogy bachelor's degree program in the Faculty of Information Technology Keywords: Computer thinking, Computer sciences, Informatics education, education program, programming teaching methods 163 ... học sinh phát triển lực TDMT 2.3 Chương trình đào tạo Sư phạm Tin học với phát triển tư máy tính 2.3.1 Giới thiệu Chương trình đào tạo Sư phạm Tin học Chương trình đào tạo ngành Sư phạm Tin học. .. sinh, 158 Tư máy tính đào tạo giáo viên tin học có phương pháp đánh giá lực Tin học lực thành phần TDMT Ngồi ra, học phần Tâm lí học, Giáo dục học, Giao tiếp sư phạm dành cho sinh viên tất ngành... giáo dục TDMT vào chương trình mơn học Để đạt mục tiêu này, giáo viên phổ thông đặc biệt giáo viên Tin học đóng vai trị lớn Trong đó, việc đào tạo giáo sinh ngành Sư phạm Tin học trường Đại học