Đổi mới dạy học nội dung lập trình theo hướng tích hợp trong chương trình đào tạo giáo viên tin học tại các trường đại học địa phương

tập 1: Lập trình tính số mol photpho và oxi khi biết khối lượng của chúng tương ứng là a và b g. Biết P = 31, O=16. Bài tập 2: Tính thể tích của CO2 và O2 khi biết số mol và khối lượng tương ứng của hai chất này là a mol và b g. Chương trình giải bài tập hóa học Giải bài tập 1 Giải bài tập 2 const P = 31; O = 16; varmP, mO2, nP, nO2: real; begin write (‘nhap khoi luong photpho va oxi:’); readln(a, b); nP : = mP/P; nO2 : = mO2/(2*O); writeln(‘so mol phopho la: ’, nP :0:2); writeln(‘so mol oxi la: ’, nO2 :0:2); readln; end. const C = 12; O2 = 32; dktc = 22.4; {lit} var mP, mO2, VC, VO2, nO2: real; begin write (‘nhap khoi luong photpho va oxi:’); readln(a, b); VC := mP/dktc; nO2 := mO2/O2; VO2 := nO2/O2; Writeln (‘The tich cacbon la: ’, VC :0:2); Writeln (‘The tich oxi la: ’, VO2 :0:2); readln; end. Ví dụ 2: Tích hợp Tin học – Vật lí Chủ đề chung: Giải trên máy tính các bài toán về lực đẩy Acsimet. Trục các mạch kiến thức: Vật lí: Định luật Acsimet: Lực đẩy Acsimet tính theo công thức FA = d.V; Trong đó: V là thể tích chất lỏng/ khí bị vật chiếm chỗ (m3); d là trọng lượng riêng của chất lỏng/ khí (N/ m3). Nếu vật có trọng lượng P (N) thì vật chìm, lơ lửng hay nổi phụ thuộc vào quan hệ P >, =, hay , =, hay < d); d1 là trọng riêng của vật. Tin học: Các câu lệnh theo cấu trúc tuần tự và rẽ nhánh có thể giải quyết các bài toán xoay quay công thức FA = dA*VA và mối quan hệ giữa P và FA. TẠP CHÍ KHOA HỌC − SỐ 7/2016 155 Nội dung dạy học: Tính toán tự động lực đẩy Acsimet và thể tích và/ hoặc khối lượng chất lỏng/ khí mà vật chiếm chỗ. Bài tập: Một khối kim loại có trọng lượng P = a N, khi treo vật vào lực kế rồi thả vào trong nước thì lực kế chỉ F = b N. a) Cho biết vật nổi hay chìm trong nước; b) Tính lực đẩy Acsimet lên vật; c) Tính thể tích của vật (biết dnước = 104 N/ m3). Xác định bài toán Input: P; F; dn = 10000; Ouput: FA? V? Kết luận vật nổi hay chìm. Chương trình giải bài tập vật lí const dn = 10000; var P, F, FA, V : real; begin write (‘Trong luong cua vat, P = ’); readln(P); write (‘Gia tri tren luc ke F = ’); readln(F); FA: = P – F; V := abs(F)/dn; if FA>0 then writeln(‘Vat chim’) else writeln (‘vat noi’); write (‘Luc day Acsimet la:’, FA:0:1); write (‘The tich cua vat la:’, V:0:1); readln; end. Ví dụ 3: Tích hợp Tin học – Toán học Chủ đề chung: Sử dụng máy tính để tính giá trị của đa thức theo công thức Hoocner. Trục các mạch kiến thức: Toán học: Đa thức f (x) = a0x n + a1x n-1... + an-1x+an có thể tính dựa vào đa thức p (x) = b0x n + b1x n-1... + bn-1x+bn theo công thức Hoocner sau đây: b0 = a0; bk = bk-1× x + ak với k = 1, 2,..., n. Giá trị cần tính của f (x) là bn. Tin học: Cấu trúc dữ liệu mảng một chiều và câu lệnh lặp có thể tính giá trị đa thức theo công thức Hoocner. Nội dung dạy học: Sử dụng máy tính để tính giá trị đa thức f (x) = a0x n + a1x n-1... + an- 1x+an tại các điểm x cho trước. 156 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ ĐÔ H NỘI Xác định bài toán Input: n, x, và mảng a gồm các phần tử từ a[0] đến a[n]; Output: f (x) Ý tưởng thuật toán được thể hiện qua ví dụ tính giá trị đa thức f (x) = 3x3 - 4x2 + 7x + 8 tại x = 2, cụ thể như sau: i 0 1 2 3 ai 3 -4 7 8 bi x=2 3 2 11 30 Đoạn chương trình chính tính giá trị đa thức b[0] := a[0]; for k := 1 to n do b[k] := x*b[k-1] + a[k]; writeln(‘Gia tri da thuc la: ’, b[n]:0:3); 3. KẾT LUẬN Dạy học tích hợp khuyến khích học sinh hiểu được những nội dung của các môn học có thể kết nối nội tạivới nhau và có mối quan hệ nội tại với nhau. Thay vì học theo chương trình “đơn môn” riêng biệt, học sinh được học theo chương trình “tích hợp” dựa trên sự phát triển những kĩ năng nhận được từ một chủ đề cụ thể và phù hợp. Bản chất của việc thực hiện tích hợp là xem xét lí thuyết của một lĩnh vực (môn học) hướng đến chủ đề chung bằng cách đứng trên cách nhìn của lĩnh vực (môn học) khác. Có nhiều mô hình tích hợp khác nhau, tiêu biểu là “kết nối”, “lồng ghép”, “sắp xếp”, “chia sẻ”, “tích hợp”, “mạng nhện” và “xâu chuỗi”. Những mô hình này phản ánh một trong ba cách tiếp cận tích hợp đó là “tích hợp đa môn”, “tích hợp liên môn”, và “tích hợp đầy đủ”. Các mô hình và các cách tiếp cận tích hợp đều nhằm làm rõ một trong ba mức độ tích hợp giữa các lĩnh vực (môn học), đó là “tương liên”, “hòa trộn” và “hợp nhất”. Dạy học lập trình nên được tích hợp với các môn khoa học tự nhiên như Hóa học, Vật lí và Toán học, và nên theo cách tiếp cận “tích hợp liên môn”, “tự tích hợp” hoặc “phối hợp”. Hiện nay, việc dạy học lập trình cho sinh viên sư phạm Tin học ở các trường Đại học vẫn theo tiếp cận dạy học đơn môn. Do đó, các học phần giảng dạy ở bậc đại học liên quan đến lập trình nên đổi mới theo hướng tích hợp, để giúp sinh viên hiểu được sự kết nối từ TẠP CHÍ KHOA HỌC − SỐ 7/2016 157 những kiến thức, kĩ năng mà họ được học tập, nghiên cứu với những tình huống của thực tiễn. Đặc biệt, việc tích hợp này nên áp dụng cho các khoa hoặc chuyên ngành Tin học trong các trường đại học. Định hướng đổi mới đào tạo học phần liên quan đến lập trình nên lưu ý một số điểm sau đây: - Các lí thuyết của đơn môn lập trình và của các đơn môn thuộc các lĩnh vực khác (có thể tích hợp với lập trình) vẫn giữ nguyên phần cơ bản như trước đây (nếu chúng đã phù hợp). - Những lí thuyết chuyên sâu của tất cả các học phần nặng tính hàn lâm nên thay bằng các chủ đề tích hợp có ý nghĩa thực tiễn. - Tìm hiểu những đặc điểm về các lĩnh vực, ngành nghề, đơn vị sản xuất. Từ đó, tìm cách thiết kế các chủ đề tích hợp để giải quyết những vấn đề liên quan đến các đặc điểm đó bằng cách xây dựng các chủ đề lập trình tích hợp để giải quyết. Ví dụ, ở một số địa phương có các nhà máy sản xuất xi măng. Các vấn đề cần tìm hiểu ở đây có thể là: Qui trình điều khiển sản xuất, nguyên liệu đầu vào và tiêu chuẩn của sản phẩm xi măng ở đầu ra, các phản ứng hóa học, các quá trình vật lý và hóa học diễn ra trong quá trình điều chế xi măng. Từ những tìm hiểu này, có thể hình thành một chủ đề học tập mà trong đó vấn đề cần giải quyết là qui trình tự động hóa được thực hiện bằng lập trình. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Abayomi Aroso (2013), “How will a Teacher Enhance Student Achievement in an Integrated Classroom”, EDU 690: Action Research, University of New England. 2. Benjamin Bloom (1956), “Taxonomy of Educational Objectives: Cognitive Domain”, New York: David McKay Company, Inc. 3. Cater Good (Ed.) (1973), “Dictionary of Education, Third Edition”, New York: McGraw Hill. (Ref. from Kathy Lake, 1994). 4. Fogarty Robin (1991), “The Mindful School: How to Integrate the Curricula”, Palatine, IL: Skylight Publishing, Inc. (Ref. from Kathy Lake, 1994). 5. Gordon Vars (2000), “Common Learnings: A 50 years Quest”, Journal of Curriculum and Supervision Fall 2000, Vol. 16, No 1, p. 70-89. 6. Jacobs Heidi (1989), “Interdisciplinary Curriculum: Design and Implementation”, Alexandria, VA: Association for Supervision and Curriculum Development. (Ref. from Kathy Lake, 1994). 7. John Dewey (1938), “Waste in Education”, Chapter 3 in “The School and Society”, The University of Chicago Press (1907): pp.77-110. 158 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ ĐÔ H NỘI 8. Jordan Catapano (2010), “Approaches to Successful Cross-Curriculum Integration”, in K-12 News, Lessons & Shared Resources, By Teachers, For Teachers, Available at website: 9. Kathy Lake (1994), “Integrated Curriculum”, in “School Improvement Research Series" (SIRS), sponsored by the Office of Educational Research and Improvement (OERI), U.S. Department of Education. 10. Kevin Costley (2015), “Research Supporting Integrated Curriculum: Evidence for using this Method of Instruction in Public School Classrooms”, Arkansas Tech University. 11. Kysilka Marcella (1998), “Understanding integrated Curriculum”, The Curriculum Journal Vol 9 No 2 Summer 1998 p. 197-209, Copyright British Curriculum Foundation 1998, ISSN 0958-5176 12. Philip Jellyman (2015), “Models of Curriculum Integration in New Zealand Secondary Schools”, Sabbatical report, Term 2, New Zealand 13. Ralph Tyler (1949), “Basic Principles of Curriculum and Instruction”, Chapter 3, Copyright 1949, 1969, 2013 by The University of Chiacago Press, ISBN-13-978-0-226-08664-4 (e-book) 14. Susan Drake (2004), “Meeting Standards Through Integrated Curriculum”, Copyright © 2004 by ASCD - Association for Supervision and Curriculum Development, Virginia, USA. THE INNOVATION OF PROGRAMMING TEACHING AIMS TO THE INTEGRATED APPROACH FOR INFORMATICS TEACHERS TRAINING AT LOCAL UNIVERSITITES Abstract: Integrated curriculum or course brings to the meaningful combination in one or several subjects. It helps students to understand the connection between knowledge and skills which they learned at schools and in society. Researching on integrated curriculum for clear understands and good use is one of important issues of Vietnam’s education. This paper presents some basic theories of integrated curriculum and gives some suggestions for programming teaching towards applying integrated curriculums for Informatics teachers training curriculums at local universities. Keywords: Integrated curriculum, multidisciplinary integration, interdisciplinary integration, transdisciplinary integration.