Một số tình huống điển hình trong dạy học Tin học ở trường trung học phổ thông

Trịnh Thị Phương Thảo và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 104(04): 113 - 119 113 MỘT SỐ TÌNH HUỐNG ĐIỂN HÌNH TRONG DẠY HỌC TIN HỌC Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Trịnh Thị Phương Thảo1, Trần Thanh Thương2*, Trịnh Thanh Hải3 1Trường Đại học Sư phạm – ĐH Thái Nguyên, 2Đại học Thái Nguyên, 3Trường Đại học Khoa học – ĐH Thái Nguyên TÓM TẮT Bài viết đề xuất phương pháp dạy học một số tình huống thường gặp trong dạy học tin học ở trường phổ thông (những tình huống điển hình trong dạy học tin học) theo định hướng hoạt động hóa người học. Từ khóa: phương pháp dạy học tin học; hoạt động trong dạy học tin học ĐẶT VẤN ĐỀ Trong dạy học Tin học ở trường phổ thông thì dạy khái niệm, dạy câu lệnh, dạy quy trình, dạy lập trình giải toán, dạy thực hành trên máy tính... có thể coi là những tình huống điển hình trong dạy học tin học. Vận dụng quan điểm hoạt động (HĐ) [4] vào dạy học tin học, chúng ta có thể đưa ra những định hướng để thiết kế các HĐ, tạo ra các tình huống có dụng ý sư phạm nhằm tạo ra một môi trường thuận lợi để học sinh (HS) tiếp cận và chiếm lĩnh tri thức, hình thành và rèn luyện kỹ năng một cách chủ động, sáng tạo. DẠY HỌC KHÁI NIỆM Việc dạy học khái niệm có thể triển khai theo các bước sau: - Tiếp cận khái niệm: HS phát hiện dấu hiệu đặc trưng của khái niệm cũng như mối liên hệ với các khái niệm đã biết trước đó. - Định nghĩa khái niệm: HS đưa ra định nghĩa khái niệm ở dạng tường minh hoặc thông qua mô tả. - Nhận dạng khái niệm: HS xác định rõ đối tượng có thuộc ngoại diên của khái niệm hay không? tức là HS cần xác định đối tượng có ẩn chứa các dấu hiệu đặc trưng (nội hàm) của khái niệm hay không? - Thể hiện khái niệm: HS chỉ ra những đối tượng thoả mãn định nghĩa khái niệm. Tuy nhiên, đối với một số khái niệm không quá trừu tượng thì có thể tổ chức thành 2 bước chính là tiếp cận, định nghĩa khái niệm và nhận dạng, thể hiện khái niệm. Ví dụ 1: Dạy khái niệm "Biểu thức quan hệ" (trang 27, [2]). Bước 1: Tiếp cận khái niệm* HĐ của giáo viên HĐ của học sinh ? Hãy lấy ví dụ về biểu thức quan hệ trong toán học mà các em đã biết. Nhắc lại biểu thức quan hệ, phép toán quan hệ trong môn toán, ví dụ: ∆ > 0, x > -b/a. Bước 2: Định nghĩa khái niệm HĐ của giáo viên HĐ của học sinh Biểu thức quan hệ có dạng: Trong đó biểu thức 1 và biểu thức 2 cùng là xâu hoặc cùng là biểu thức số học. Ví dụ : x = 2*j Nhận dạng: Hai biểu thức số học hoặc hai xâu liên kết với nhau bởi phép toán quan hệ cho ta một biểu thức quan hệ. * Email: tranthanhthuong@tnu.edu.vn 118Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trịnh Thị Phương Thảo và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 104(04): 113 - 119 114 Bước 3: Nhận dạng khái niệm HĐ của giáo viên HĐ của học sinh ? Trong các trường hợp sau, đâu là biểu thức quan hệ a) 2*x < 5 {với x là số thực} b) i+1 > = 2*j {với i, j là số nguyên} c) '7' > 6 d) 2i >j-1 {với i,j là số nguyên} a, b: Là biểu thức quan hệ. c: Không phải là biểu thức quan hệ vì biểu thức hai về không cùng kiểu. d: Không phải là biểu thức quan hệ vì vế trái không phải là biểu thức số học. Biểu thức quan hệ được thực hiện theo trình tự: - Tính giá trị các biểu thức. - Thực hiện phép toán quan hệ. ? Hãy cho nhận xét về kết quả thực hiện một biểu thức quan hệ. Kết quả của biểu thức quan hệ là giá trị lôgic: True (đúng) hoặc False (sai) Bước 4: Thể hiện khái niệm HĐ của giáo viên HĐ của học sinh ? Hãy lấy ra một biểu thức quan hệ trong thuật toán xét một số tự nhiên n có phải là số chẵn hay không và xác định rõ từng thành phần của biểu thức đó. Biểu thức quan hệ: (n mod 2) = 0 Biểu thức 1: n mod 2 Biểu thức 2: 0 Phép toán quan hệ "=" ? Điều kiện để điểm M có tọa độ (x; y) thuộc hình tròn tâm I (a; b), bán kính R. sqr(x-a)+sqr(y-b) <= sqr(R) DẠY HỌC CÂU LỆNH Việc dạy học một câu lệnh có thể thực hiện theo các bước như sau: - Tiếp cận câu lệnh: Có nhiều cách tiếp cận câu lệnh, cách thường gặp là xuất phát từ kiến thức bộ môn tin học hoặc từ những vấn đề của thực tiễn. - Giới thiệu cú pháp, hoạt động của câu lệnh: Giáo viên (GV) giải thích rõ từng thành phần, những chú ý khi sử dụng câu lệnh (nếu có) một cách trực quan để HS nắm chắc cú pháp và hoạt động của câu lệnh. - Nhận dạng câu lệnh: Trước hết HS nhận dạng được một dòng văn bản đã thể hiện chính xác cú pháp của câu lệnh mới hay chưa? Tiếp theo HS nhận dạng được những tình huống ăn khớp với câu lệnh. - Thể hiện một câu lệnh: HS viết đúng cú pháp của câu lệnh. Ví dụ 2: Dạy câu lệnh if-then (trang 39, [2]). Bước 1: Tiếp cận câu lệnh. HĐ của GV HĐ của HS Qua mục 1, ta đã tìm hiểu các cấu trúc rẽ nhánh thiếu và đủ. Để mô tả cấu trúc rẽ nhánh, Pascal dùng câu lệnh if- then. Hình thành động cơ muốn tìm hiểu câu lệnh dùng để mô tả cấu trúc rẽ nhánh. Bước 2: Giới thiệu cú pháp, HĐ câu lệnh HĐ của GV HĐ của HS Pascal có hai dạng câu lệnh If-then: Dạng thiếu: If Then ; Dạng đủ: If Then Else ; Trong đó: - If, then, else là các từ khóa; Nhận dạng: - Câu lệnh dạng thiếu để mô tả cấu trúc rẽ nhánh thiếu và được diễn tả bởi sơ đồ ở hình 5 (trang 39). - Câu lệnh dạng đủ để mô tả cấu trúc rẽ nhánh đủ và được diễn tả bởi sơ đồ ở hình 6 (trang 39). 119Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trịnh Thị Phương Thảo và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 104(04): 113 - 119 115 HĐ của GV HĐ của HS - Điều kiện là biểu thức quan hệ hoặc biểu thức lôgíc; - Câu lệnh, câu lệnh 1, câu lệnh 2 là một câu lệnh của Pascal. ? Tương tự như trong toán học, căn cứ vào sơ đồ hình 5 và hình 6, hãy cho biết hoạt động của câu lệnh If-then dạng thiếu và dạng đủ. -Dạng thiếu: Điều kiện sẽ được tính và kiểm tra. Nếu điều kiện đúng (có giá trị True) thì câu lệnh sẽ được thực hiện, ngược lại thì câu lệnh sẽ bị bỏ qua (hình 5). -Dạng đủ: Điều kiện cũng được tính và kiểm tra. Nếu điều kiện đúng thì câu lệnh 1 sẽ được thực hiện, ngược lại thì câu lệnh 2 sẽ được thực hiện (hình 6). ? Xét ví dụ 2 (SGK trang 40), cho biết kết quả thực hiện câu lệnh if – then với giá trị của a lần lượt là 9, 11 Lần lượt thay a vào biểu thức a mod 3 = 0 và đưa ra kết quả thực hiện câu lệnh. Bước 3: Nhận dạng câu lệnh If - then HĐ của GV HĐ của HS ? Hãy xem các ví dụ 1, 2 (SGK trang 40), chỉ rõ đâu là câu lệnh If - then dạng thiếu, đủ. ? Giả sử, a là biến kiểu nguyên. Hãy xác định rõ trường hợp nào đúng, trường hợp nào chưa đúng (tại sao) trong các trường hợp sau: a) If a:= 5 then writeln(a); b) If a > 3 then a:= a/3; c) If a < 5 then a:=a+1; d) If a > 10 then a:=a+2; else a:=a-2; e) If a 0 then writeln(1/a) else writeln (a+1); Dạng thiếu: ví dụ 1. Dạng đủ: ví dụ 2. a) Sai biểu thức điều kiện. b) Sai ở câu lệnh gán a:=a/3. c) Đúng. d) Sai vì trước else có dấu. e) Đúng. Bước 4: Thể hiện câu lệnh HĐ của GV HĐ của HS ? Hãy xác định câu lệnh rẽ nhánh để giải quyết bài tập 4 (trang 51, [2]). - Câu (a) có thể dùng 3 câu lệnh rẽ nhánh dạng thiếu: If x*x + y*y <=1 then z:= x*x + y*y; If (x*x + y*y >1)and(y>=x) then z:= x +y; If (x*x + y*y >1)and(y<x) then z:= 0.5; - Câu (b) Có thể dùng 2 câu lệnh rẽ nhánh dạng thiếu: If (sqr(x-a)+sqr(y-b))<=sqr(r) then z:=abs(x)+abs(y); If (sqr(x-a)+sqr(y-b)) > sqr(r) then z:=x+y; hoặc 1 câu lệnh rẽ nhánh dạng đủ: If (sqr(x-a)+sqr(y-b))<=sqr(r) then z:=abs(x)+abs(y) else z:=x+y; ? Qua các ví dụ trên, hãy cho biết căn cứ vào đâu để sử dụng câu lệnh if-then dạng thiếu, dạng đủ cho phù hợp. Phải căn cứ vào các mệnh đề được mô tả trong thuật toán ở dạng thiếu (Nếu... thì...) hay dạng đủ (Nếu.... thì, nếu không thì...) để xác định câu lệnh If-then tương ứng. Việc dạy các thao tác với hệ soạn thảo văn bản Word hay hệ quản trị cơ sở dữ liệu (QTCSDL) Access về một khía cạnh nào đó có thể xem như đây là các “câu lệnh”, do vậy có thể dạy theo các bước: Tạo động cơ xuất phát; Giới thiệu thao tác mới; Nhận dạng, thể hiện thao tác mới; 120Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trịnh Thị Phương Thảo và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 104(04): 113 - 119 116 Ví dụ 3: Dạy thao tác "Lọc” (trang 44,[3]). Bước 1: Tạo động cơ xuất phát HĐ của GV HĐ của HS ? Từ bảng "Diem", nếu ta cần có danh sách những HS có họ đệm là "Nguyễn" thì làm thế nào. Trao đổi đưa ra các phương án. Phương án 1: Tạo một bảng mới và nhập lại dữ liệu. Phương án 2: Copy thành một bảng mới rồi lần lượt xóa từng bản ghi có họ đệm không phải là "Nguyễn". Nhận xét: Cả hai phương án đều thủ công, đòi hỏi thời gian và nếu có nhiều bản ghi thì rất dễ dẫn tới sai sót. Vậy: Cần phải có một thao tác cho phép tiến hành công việc được nhanh và chính xác hơn. Bước 2: Giới thiệu thao tác HĐ của GV HĐ của HS Lọc là một công cụ của hệ QTCSDL cho phép tìm ra những bản ghi thỏa mãn một số điều kiện nào đó phục vụ tìm kiếm. Access cho phép lọc ra những bản ghi thỏa mãn điều kiện nào đó bằng hai cách. Lọc theo ô dữ liệu đang chọn: Bước 1: Chọn ô dữ liệu có chứa điều kiện cần lọc. Ví dụ muốn lọc ra những HS mang họ "Nguyễn", ta bấm chọn vào một ô đang có HS mang họ “Nguyễn” trong cột HOTEN). Bước 2: Nháy chuột vào nút Quan sát và ghi bài. Lọc theo mẫu: Ví dụ tìm những HS có điểm toán từ 8 trở lên. Bước 1: Căn cứ vào cấu trúc, xác định biểu thức thể hiện điều kiện lọc. Bước 2: Nháy chuột vào nút . Xuất hiện hộp thoại "Filter by Form" ta nhập điều kiện lọc > 8 vào cột TOAN. Bước 3: Nháy chuột vào nút để thực hiện lọc, ta được kết quả cần có. Nhập điều kiện lọc: Kết quả thực hiện thao tác lọc: 121Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trịnh Thị Phương Thảo và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 104(04): 113 - 119 117 Chú ý: Nháy chuột vào nút một lần nữa để bỏ chế độ lọc. Ghi nhớ các biểu tượng trên thanh công cụ. Bước 3: Nhận dạng và thể hiện thao tác HĐ của GV HĐ của HS ? Hãy lọc ra những nữ HS là đoàn viên Đoàn TNCS HCM. ? Theo em khi nào sử dụng “Lọc theo mẫu”. Nhận dạng được 2 điều kiện lọc là: GT="Nữ" đồng thời DOAN_VIEN =True (có dấu chọn). Thực hiện các thao tác lọc: - Những trường hợp mà điều kiện lọc được thể hiện bằng một biểu thức so sánh có sử dụng các phép toán so sánh >, >=, hoặc các phép toán lôgic And, Or, Not thì phải sử dụng chức năng “Lọc theo mẫu”. DẠY HỌC LẬP TRÌNH GIẢI BÀI TẬP Việc dạy học lập trình giải toán có thể triển khai theo các bước sau: - Xác định bài toán: HS xác định chính xác các yếu tố input, output và làm rõ các yếu tố tiềm ẩn trong input, output. - Xây dựng thuật toán: Trước hết HS phải xác định rõ các đối tượng cần phải sử dụng để biểu diễn các yếu tố của bài toán (ví dụ như các hằng, biến và kiểu dữ liệu của biến...). Tiếp theo HS cần xác định thuật toán để giải quyết bài toán. Trong quá trình này HS có cơ hội tham gia HĐ nhận dạng nhằm phát hiện được trong những phương pháp đã biết có phương pháp nào ăn khớp với hướng giải quyết của bài toán hay không? Hay HĐ nhận dạng nhằm phát hiện ra những câu lệnh tương ứng với thuật toán... - Viết chương trình: Từ thuật toán được phát biểu bằng lời (hay sơ đồ khối) HS phải xác định đúng câu lệnh tương ứng và viết chính xác cú pháp câu lệnh đó. Để viết chương trình, HS có cơ hội tham gia các HĐ như HĐ thể hiện khái niệm; thể hiện câu lệnh. Một trong những HĐ đặc biệt quan trọng diễn ra trong bước này là HĐ chuyển từ ngữ nghĩa sang cú pháp. - Nghiên cứu lời giải: Trong trường hợp có nhiều thuật toán để giải quyết bài toán thì cần phải lựa chọn ra thuật toán "phù hợp" nhất hoặc HS có thể đi đến lời giải cho bài toán tương tự hay tổng quát hơn. Nếu giờ học được thực hiện tại phòng máy thì HS nhập chương trình vào máy tính, soát lỗi cú pháp, thực hiện chương trình với các bộ test nhằm minh hoạ cũng như kiểm tra tính đúng đắn của giải thuật đã chọn. Ví dụ 4 (bài 2, trang 73, [2]): Viết chương trình nhập từ bàn phím một xâu kí tự S và thông báo ra màn hình số lần xuất hiện của mỗi chữ cái tiếng Anh trong S (không phân biệt chữ hoa hay chữ thường). Bước 1: Xác định bài toán. - HS phát biểu bài toán: Input: Xâu kí tự S (được nhập từ bàn phím). Output: Số lần xuất hiện của mỗi chữ cái tiếng Anh trong xâu S. - GV lấy ví dụ với xâu S là "Tin hoc va Nha truong" thì cần phải đưa ra kết quả số lần xuất hiện của các chữ cái tiếng Anh (không phân biệt chữ hoa hay chữ thường) trong xâu S là: "A" - 2 lần; "C" - 1 lần; "N"-3 lần; "T"-2 lần... để từ đó HS hiểu rõ bài toán. Bước 2: Xây dựng thuật toán. - GV: Vì yêu cầu không phân biệt chữ hoa, chữ thường nên trước hết ta nên làm gì? 122Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trịnh Thị Phương Thảo và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 104(04): 113 - 119 118 - HS: Chuyển toàn bộ các kí tự của xâu S về dạng chữ thường hoặc chữ hoa. - GV: Trong bài trước ta đã biết hàm upcase(ch) cho chữ cái in hoa ứng với chữ cái trong ch vậy để chuyển các kí tự của xâu S về chữ cái in hoa ta làm thế nào? - HS: Lượt đổi từng kí tự của xâu sang chữ cái in hoa: For i:= 1 To length(S) Do S[i]:=upcase(S[i]); - GV: Kiểu dữ liệu nào có thể lưu trữ số được lần xuất hiện mỗi kí tự trong xâu S? - HS: Có 26 chữ cái nên cần có 26 biến kiểu nguyên để lưu trữ số lần xuất hiện của 26 chữ cái này. Vì số lượng biến hữu hạn lại có cùng kiểu nguyên nên có thể khai báo một biến mảng một chiều để lưu trữ các giá trị trên. Mặt khác để thể hiện mỗi liên hệ giữa số lần xuất hiện với ký tự ta có thể thể sử dụng chính các ký tự này làm chỉ số của mảng: Var Dem: Array['A'..'Z’] of byte. - GV: Để đảm bảo đếm chính xác thì ta phải xác định rõ giá trị ban đầu các phần tử của mảng, chẳng hạn ta cho tất cả các phần tử của mảng đều nhận giá trị 0. Làm thế nào để thực hiện được nhiệm vụ này? - HS: Ta lần lượt gán giá trị 0 cho từng phần tử của mảng: For ch:='A' To 'Z' Do Dem[ch]:=0; - GV (đưa ra ví dụ cụ thể và trình bày HĐ của thuật toán): Qua các ví dụ trên, hãy khái quát hoá để đi đến thuật toán? - HS: Ta có thể lần lượt duyệt từ kí tự đầu đến kí tự cuối của xâu S, với mỗi kí tự ta sẽ tăng giá trị phần tử của mảng Dem tương ứng với kí tự đó lên một đơn vị: For i:=1 To Length(S) Do Dem[S[i]]:=Dem[S[i]]+1; Bước 3: Viết chương trình. Từ các kết quả trên, HS đi đến chương trình sau: Program baitap2; Var S:String; Dem:Array['A'..'Z'] of byte; i:byte; ch:char; Begin writeln(' nhap xau S'); Readln(S); For i:=1 To Length(S) Do S[i]:=upcase(S[i]); For ch:='A' To 'Z' Do Dem[ch]:=0; For i:=1 To Length(S) Do Dem[S[i]]:= Dem[S[i]]+1; Writeln('so lan xuat hien cua cac ki tu la'); For ch:='A' To 'Z' Do If Dem[ch] > 0 then Writeln('so lan xuat hien cua ki tu',ch:3,'la:', Dem[ch]); readln; end. Bước 4: Nghiên cứu lời giải: GV có thể đưa ra một số yêu cầu để HS phát triển tư duy thuật toán và hiểu sâu hơn việc xử lý các kí tự, xâu của Pascal, chẳng hạn: - Để lời giải chính xác, xâu S có thể nhập tùy ý được không? - Hãy sửa lại chương trình nếu khai báo “Var Dem: Array['a'..'z'] of byte” - Nếu không đổi tất cả các ký tự của xâu S ra chữ in hoa thì có đếm được chính xác số ký tự theo yêu cầu của bài tập không? - Viết chương trình theo hướng khai thác mã ASCII của ký tự ... LỜI KẾT Cũng như các môn học khác, việc dạy học Tin học cần được thực hiện trong HĐ và bằng HĐ tự giác, tích cực, chủ động và sáng tạo của người học [4]. Căn cứ vào các tình huống điển hình trong dạy học tin học, GV phân tích nội dung, mục đích, trình độ HS, trang thiết bị hiện có mà lựa chọn cho HS tập luyện và thực hiện những HĐ tiềm ẩn trong nội dung bài học. Đây chính là một trong những biện pháp khả thi nhằm tích cực hóa HĐ học tập của học sinh, góp phần nâng cao chất lượng dạy học tin học ở nhà trường THPT. 123Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Trịnh Thị Phương Thảo và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 104(04): 113 - 119 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Bộ GD&ĐT (2007), Tài liệu bồi dưỡng GV thực hiện chương trình, SGK lớp 11 môn tin học, Nxb Giáo dục Việt Nam. [2]. Hồ Sĩ Đàm & cs (2008), Sách Giáo khoa Tin học 11, Nxb Giáo dục Việt Nam. [3]. Hồ Sĩ Đàm & cs (2008), Sách Giáo khoa Tin học 12, Nxb Giáo dục Việt Nam. [4]. Nguyễn Bá Kim, Lê Khắc Thành (2006), Phương pháp dạy học Tin học (phần phương pháp dạy học đại cương), Nxb Đại học Sư phạm. [5]. Trịnh Thanh Hải (2010), Phương pháp dạy học tin học (phần phương pháp giảng dạy cụ thể), Nxb Giáo dục Việt Nam. SUMMARY SOME TYPICAL SITUATIONS IN INFORMATICS TEACHING AT HIGH SCHOOL Trinh Thi Phuong Thao1, Tran Thanh Thuong2*, Trinh Thanh Hai3 1College of Education – TNU, 2Thai Nguyen University,3College of Sciences – TNU The article suggested teaching methods for some common situations in teaching informatics at high schools (the typical situations in teaching informatics) oriented for activation of learners. Keywords: Informatics teaching methods; activities in teaching informatics Ngày nhận bài:26/3/2013, ngày phản biện:08/4/2013, ngày duyệt đăng:24/4/2013 * Email: tranthanhthuong@tnu.edu.vn 124Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên