Sáng kiến kinh nghiệm Vận dụng sự tương đồng giữa Toán - Tin trong dạy học tích hợp nhằm nâng cao chất lượng học lập trình môn Tin học Lớp 11 tại Trường THPT Lạng Giang số 3
4. Mô tả các giải pháp cũ thường làm:
Trước đây, việc dạy học lập trình của môn Tin tại trường THPT Lạng Giang số 3 chỉ tập trung vào hoàn thành nội dung sách giáo khoa, dạy thuật toán, tổ chức các hoạt động cài đặt dữ liệu, cài đặt chương trình, nặng về lý thuyết, chưa chú ý nhiều đến việc tích hợp giải các bài toán Toán học trong chương trình học của các em. Đối với môn Tin học, việc học thuộc lý thuyết lập trình chưa tạo được động lực để học sinh nghiên cứu tìm tòi. Dẫn đến kỹ năng lập trình của học sinh còn chưa cao, học sinh chưa yêu thích môn học, còn hoài nghi về khả năng học tập của mình. Giải pháp cũ khiến chất lượng dạy và học môn Tin tại nhà trường chưa cao, tỉ lệ học sinh yêu thích lập trình còn ít.
5. Sự cần thiết phải áp dụng giải pháp sáng kiến:
Trong Chương trình giáo dục phổ thông mới, vị trí, vai trò của môn Tin học có nhiều thay đổi: Từ lớp 3 đến lớp 9 Tin học là môn bắt buộc có phân hóa (trong chương trình hiện hành là môn tự chọn); Ở cấp trung học phổ thông, Tin học là môn học được lựa chọn theo nguyện vọng và định hướng nghề nghiệp của học sinh, phân hóa theo 2 định hướng “Tin học ứng dụng” và “Khoa học máy tính”.
Dạy học tích hợp là một quan điểm dạy học nhằm phát huy tính tích cực của học sinh, góp phần phát triển năng lực của học sinh, giúp các em có được những năng lực và phẩm chất cần thiết để giải quyết các vấn đề trong học tập và trong cuộc sống.
Dạy học tích hợp đã được nghiên cứu và vận dụng ở nhiều nước trên thế giới theo nhiều hướng khác nhau. Với quan điểm liên môn, một số nước có nền giáo dục phát triển như Mỹ, Úc,... đã tích hợp một số môn học có nội dung liên quan như Vật lí, Hóa học, Sinh học thành môn Khoa học Tự nhiên; các môn Văn học, Lịch sử và Địa lí tích hợp nội dung với nhau thành Khoa học xã hội. Các nghiên cứu trong luận án tiến sĩ của Kevin Costley (2015) đã chỉ ra rằng: “Học sinh được dạy học tốt hơn nhờ việc tổ chức lại các nội dung dạy học. Các nội dung dạy học này không phải được xây dựng từ các môn học độc lập mà từ các chủ đề bao quát xuất phát từ mối liên kết về mặt lí thuyết giữa các môn học. Lợi ích lớn nhất của dạy học tích hợp là tạo ra sự kết hợp có ý nghĩa các nội dung trong cùng một môn học hoặc giữa các môn học, giúp HS hiểu được sự kết nối giữa những gì các em được học trong nhà trường với những hoạt động trong cuộc sống hàng ngày”.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Sáng kiến kinh nghiệm Vận dụng sự tương đồng giữa Toán - Tin trong dạy học tích hợp nhằm nâng cao chất lượng học lập trình môn Tin học Lớp 11 tại Trường THPT Lạng Giang số 3

2 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc THUYẾT MINH MÔ TẢ GIẢI PHÁP VÀ KẾT QUẢ THỰC HIỆN SÁNG KIẾN 1. Tên sáng kiến: Vận dụng sự tương đồng giữa Toán – Tin trong dạy học tích hợp nhằm nâng cao chất lượng học lập trình môn Tin học lớp 11 tại Trường THPT Lạng Giang số 3. 2. Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu hoặc áp dụng thử: 11/9/2022 3. Các thông tin cần bảo mật (nếu có): không có. 4. Mô tả các giải pháp cũ thường làm: Trước đây, việc dạy học lập trình của môn Tin tại trường THPT Lạng Giang số 3 chỉ tập trung vào hoàn thành nội dung sách giáo khoa, dạy thuật toán, tổ chức các hoạt động cài đặt dữ liệu, cài đặt chương trình, nặng về lý thuyết, chưa chú ý nhiều đến việc tích hợp giải các bài toán Toán học trong chương trình học của các em. Đối với môn Tin học, việc học thuộc lý thuyết lập trình chưa tạo được động lực để học sinh nghiên cứu tìm tòi. Dẫn đến kỹ năng lập trình của học sinh còn chưa cao, học sinh chưa yêu thích môn học, còn hoài nghi về khả năng học tập của mình. Giải pháp cũ khiến chất lượng dạy và học môn Tin tại nhà trường chưa cao, tỉ lệ học sinh yêu thích lập trình còn ít. 5. Sự cần thiết phải áp dụng giải pháp sáng kiến: Trong Chương trình giáo dục phổ thông mới, vị trí, vai trò của môn Tin học có nhiều thay đổi: Từ lớp 3 đến lớp 9 Tin học là môn bắt buộc có phân hóa (trong chương trình hiện hành là môn tự chọn); Ở cấp trung học phổ thông, Tin học là môn học được lựa chọn theo nguyện vọng và định hướng nghề nghiệp của học sinh, phân hóa theo 2 định hướng “Tin học ứng dụng” và “Khoa học máy tính”. Dạy học tích hợp là một quan điểm dạy học nhằm phát huy tính tích cực của học sinh, góp phần phát triển năng lực của học sinh, giúp các em có được 4 trong những người tiên phong nghiên cứu về máy tính, và chiếc máy tính Pascaline của ông được coi là chiếc máy tính cơ học đầu tiên trên thế giới. Lập trình là một phần rất quan trọng của Tin học. Không thể đánh giá hoàn toàn là những người không học giỏi toán thì không thể học lập trình. Nhưng có thể khẳng định việc học tốt Toán học sẽ giúp học tốt lập trình. Trong thời đại công nghệ hiện nay, học “lập trình” đang dần trở thành một môn học được rất nhiều học sinh, sinh viên quan tâm. Trong chương trình GDPT 2008, Bộ giáo dục và đào tạo cũng đưa lập trình vào giảng dạy từ cấp tiểu học. Tuy nhiên học lập trình không phải là một môn học dễ dàng, đặc biệt là với những học sinh THPT (hiện nay) chưa từng được học lập trình trước đây ở các cấp học dưới. Trường THPT Lạng Giang số 3 là một trường ở vùng nông thôn, đa phần các em đều là con nhà lao động với hoàn cảnh gia đình không mấy khá giả, vì vậy để bố mẹ có thể tạo điều kiện cho con học những khóa học lập trình từ sớm là không có. Đối với những em học sinh sinh khoảng từ năm 2005 về trước gần như chưa được học Tin học trước đó ở các cấp học dưới. Chính vì vậy khi lên THPT mới bắt đầu học lập trình các em gặp nhiều khó khăn và đa phần các em đạt kết quả không cao. Có thể kể đến một số nguyên nhân chủ yếu sau: (1). Lập trình là môn học có phương pháp tư duy logic rất chặt chẽ, không hoàn toàn giống với các phương pháp tư duy mà các em đã được rèn luyện ở các môn học khác. (2). Đây là lần đầu tiên được tiếp xúc với môn lập trình, chương trình học khá nặng với các em. (3). Các em học sinh vẫn còn tư tưởng ưu tiên các môn học theo tổ hợp đã chọn và các môn học thi THPT Quốc gia. Chính vì vậy các em chưa dành nhiều thời gian và tâm sức cho việc học môn Tin học. (4). Đa phần các em nhà không có máy tính, thời gian thực hành ở trên trường không nhiều. Trong các nguyên nhân trên, theo tôi đánh giá, nguyên nhân quan trọng nhất làm chất lượng môn Tin học chưa cao, đặc biệt môn Tin học lớp 11 là 6 • Tích hợp các chủ đề, vấn đề xã hội vào các chương trình môn học như: biên giới quốc gia, bình đẳng giới, bảo vệ môi trường, giáo dục giới tính Lấy trọng tâm là phát triển năng lực của người học, để đem lại hiệu quả tối ưu của phương pháp dạy học tích hợp các giáo viên đóng vai trò vô cùng quan trọng, họ cần phải chuẩn bị các nội dung sau: • Xác định nội dung, xây dựng bài giảng. • Nắm bắt năng lực trình độ của học sinh để lập kế hoạch thực hiện nâng cao kiến thức. • Tổ chức, biên soạn các bài test, câu hỏi, bài tập để đánh giá trình độ học sinh. • Soạn giáo án, thiết kế bài giảng một cách khoa học, sáng tạo, logic, tạo sự hấp dẫn, hứng thú cho học sinh. • Tích cực hoạt động giảng dạy để trao dồi kiến thức và rút kinh nghiệm. Trong giới hạn của sáng kiến kinh nghiệm này, tôi chỉ xin đề cập đến việc xây dựng nội dung tích hợp môn Toán vào môn Tin. Vì trước hết phải có nội dung chương trình thì mới có thể thiết kế được bài giảng hay xây dựng hoạt động dạy học tích cực. 7. 1 Thuyết minh giải pháp mới hoặc cải tiến 7.1.1. Giải pháp 1: Vận dụng một số bài toán khi viết chương trình đơn giản Bài toán 1 (Toán 11 Đại số Bài 1 trang 45): Từ thành phố A đến thành phố B có ba con đường, từ B đến C có bốn con đường (Hình 1). Hỏi có bao nhiêu cách đi từ A đến C, qua B? Hình 1 • Bài giải trong toán học: Từ A đến B có 3 cách 8 - Chọn a: có 4 cách chọn - Chọn b: có 4 cách chọn Vậy theo quy tắc nhân ta có: 4.4 = 16 (cách lập) c. Gọi số có 2 chữ số cần lập là - Chọn x: có 4 cách chọn - Chọn y: có 3 cách chọn (y khác x). Vậy theo quy tắc nhân ta có: 4.3 = 12 (cách lập). • Vận dụng khai thác trong Tin học: Bài toán 2 trên có thể chuyển thành bài toán trong Tin học như sau: Viết chương trình cho biết từ n chữ số khác nhau (1<=n<=9). Cho biết có thể lập được bao nhiêu số tự nhiên có: a. Một chữ số b. Hai chữ số. c. Hai chữ số khác nhau? Biết số nguyên n được nhập từ bàn phím. Từ cách giải trong Toán học, chúng ta dễ dàng thấy được: - Có n cách lập số có một chữ số từ n chữ số khác nhau. - Có n*n cách lập số có 2 chữ số từ n chữ số khác nhau. - Có n*(n-1) số có 2 chữ số khác nhau từ n chữ số khác nhau. • Chương trình tham khảo: program ChonSo; var n: byte; begin write('Nhap n='); readln(n); writeln('So cach chon so co 1 chu so la:',n); writeln('So cach chon so co 2 chu so la:',n*n); writeln('So cach chon so co 2 chu so khac nhau la:',n*(n-1)); readln end. 10 write('Phuong trinh co mot nghiem duy nhat x=',-b/a:5:2) else if (b0) then write('Phuong trinh vo nghiem') else write('Phuong trinh dung voi moi nghiem x'); readln end. Bài toán 2 (Toán lớp 10 Tập 1 trang 65): Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho các điểm M(1;3), N(4;2). Tính độ dài của các đoạn thẳng OM, ON, MN. • Bài giải trong toán học: • Vận dụng khai thác trong Tin học: Trong mặt phẳng tọa độ Oxy, cho các điểm M(a,b), N(c,d), O(0,0). Tính độ dài của các đoạn thẳng OM, ON, MN. Cho biết tam giác OMN có là tam giác cân hay tam giác đều không? Em hãy viết chương trình bằng Pascal giải quyết bài toán trên với a,b,c,d là các số nguyên nhập từ bàn phím. • Chương trình tham khảo: program TamGiac; var a,b,c,d:integer; NO,OM,MN: real; Begin 12 Mỗi cách sắp xếp chỗ ngồi cho 10 người vào 10 ghế là một hoán vị của một tập hợp có 10 phần tử. Vậy có P10 = 10! = 3.628.800 cách sắp xếp. • Vận dụng khai thác trong Tin học: Viết chương trình cho biết co bao nhiêu cách xếp n người khách ngồi vào n ghế thành 1 dãy. Với n là số nguyên dương nhập từ bàn phím (n<20) • Chương trình tham khảo program XepHang; var i,n:byte; P:int64; begin write('Nhap n='); readln(n); P:=1; for i:=1to n do P:=P*i; write('So cac cach xep la:',P); readln end. Bài toán 2 (Toán 11 Đại số Bài 3 trang 94): Mai và Hùng chơi trò xếp các que diêm thành hình tháp trên mặt sân. Cách xếp được thể hiện trên Hình 2. Hình 2 Hỏi: Nếu tháp có 100 tầng thì cần bao nhiêu que diêm để xếp tầng đế của tháp? 14 Bài 2. Có 16 đội bóng đá tham gia thi đấu. Hỏi cần phải tổ chức bao nhiêu trận đấu sao cho hai đội bất kì đều gặp nhau đúng một lần? Bài 3. Hãy liệt kê tất cả các số gồm ba chữ số khác nhau từ các chữ số 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 7.1.4 Giải pháp 4: Vận dụng một số bài toán trong dữ liệu kiểu mảng Bài 1 (Toán 11 Đại số Bài 2 trang 51): Cho tập A = {1, 2, 3, 4, 5}. Hãy liệt kê các tổ hợp chập 3, chập 4 của 5 phần tử của A. • Bài giải trong toán học Các tổ hợp chập 3 là: {1,2,3}; {1,2,4}; {1,2,5}; {1,3,4}; {1,3,5}; {1,4,5}; {2,3,4}; {2,3,5}; {2,4,5}; {3,4,5} Các tổ hợp chập 4 là: {1,2,3,4}, {1,2,3,5}, {1,3,4,5}, {1,2,4,5}, {2,3,4,5} • Vận dụng khai thác trong Tin học Từ bài toán trong Toán học trên, chúng ta có thể Viết chương trình nhập vào mảng A gồm n số nguyên. Hãy liệt kê các tổ hợp chập n của các phần tử trong mảng A. • Chương trình tham khảo program Tohop; var i,j,l,n:integer; A:array[1..100] of integer; Begin write('Nhap n='); readln(n); for i:=1 to n do begin Write('A[',i,']=');readln(A[i]); end; for i:=1 to n-2 do for j:=i+1to n-1 do for l:=j+1 to n do write('(',A[i],',',A[j],',',A[l],') '); 16 Bài tập củng cố Bài 1. Viết chương trình nhập mảng A gồm N số nguyên được nhập từ bàn phím. Cho biết các số trong mảng A có tạo thành một cấp số cộng không? Bài 2. Cho dãy số (un) biết u1 = 2, un+ 1 = 2un – 1 (với n ≥ 1) Viết chương trình tạo và in ra mảng U là n số đầu tiên trong dãy trên. Với n là số nguyên nhập từ bàn phím 7.1.5 Giải pháp 5: Vận dụng một số bài toán khi viết chương trình con Bài 1(trang 55 SGK Đại số 11): Có bao nhiêu cách mắc nối tiếp 4 bóng đèn được chọn từ 6 bóng đèn khác nhau? • Bài giải trong toán học Việc chọn 4 bóng đèn mắc nối tiếp chính là việc chọn lấy 4 bóng đèn khác nhau trong tập hợp 6 bóng đèn và sắp xếp chúng theo thứ tự và chính là chỉnh hợp chập 4 của 6. Vậy có A46 = 6.5.4.3 = 360 (cách). Kết quả của việc lấy k phần tử khác nhau từ n phần tử của tập A và sắp xếp chúng theo một thứ tự nào đó được gọi là một chỉnh hợp chập k của n phần tử đã cho. Số các chỉnh hợp: • Vận dụng khai thác trong Tin học Viết chương trình cho biết có bao nhiêu cách mắc nối tiếp N bóng đèn được chọn từ M bóng đèn khác nhau. Với M, N là các số nguyên nhập từ bàn phím và 0<=N<=M<20 • Chương trình tham khảo var n,m:integer; function giaiThua(N: integer):int64; var i:integer;gt:int64; begin gt:=1; 18 Để đánh giá sự quan tâm của học sinh với môn học sau khi áp dụng SKKN tôi đã sử dụng phiếu thăm dò trên các nhóm đối tượng học sinh khác nhau gồm: Nhóm học sinh đối chứng (Lớp 11A3 – KHTN, lớp 11A10 – KHXH); Nhóm thực nghiệm (Lớp 11A1 – KHTN, lớp 11A8 – KHXH). Kết quả thể hiện ở bảng sau: Thái độ của học sinh Không ấn Rất hứng thú Hứng thú Không thích Lớp điều tra tượng 11A3 7.14% 11.9% 59.52% 21.44% KHTN 11A1 19.05% 45.24% 26.19% 9.52% 11A10 6.98% 9,3% 51.16% 32.56% KHXH 11A8 14.63 43.9% 31.71% 9.76% Qua bảng kết quả trên ta thấy: Đã có sự thay đổi từ các nhóm học sinh, nhóm học sinh hứng thú, yêu thích môn học tăng lên rõ rệt, như vậy biện pháp đã có tác động tích cực tới thái độ học tập của học sinh. Đa số học sinh có sự chăm chú theo dõi và tích cực suy nghĩ cho các vấn đề giáo viên đưa ra trên lớp, tỉ lệ học sinh giơ tay phát biểu tăng lên, độ chính xác trong các phát biểu ngày càng cao hơn. Không khí trong mỗi giờ học vui vẻ, thoải mái hơn trước, học sinh tự tin phát biểu ý kiến, một vài trường hợp học sinh còn tranh luận với giáo viên để làm rõ vấn đề được nêu ra trong bài. Ở các trường được đề xuất ứng dụng sáng kiến vào giảng dạy, kết quả cũng cho thấy học sinh hứng thú với bài học hơn, tích cực tìm tòi, học hỏi lập trình hơn để ứng dụng vào giải các bài toán Toán học của các em. Kết quả học tập của học sinh cũng tăng lên đáng kể. Tỉ lệ học sinh khá giỏi tăng, học sinh yếu kém giảm đi. Kết quả cụ thể như sau:
File đính kèm:
sang_kien_kinh_nghiem_van_dung_su_tuong_dong_giua_toan_tin_t.docx