Luận văn Thạc sĩ Hệ thống thông tin: Xây dựng hệ thống chấm điểm tự động, hỗ trợ luyện thi học sinh giỏi tin học THPT

Chia sẻ: Pham Thi Bich Nhu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:80

Thêm vào BST

Báo xấu

33
lượt xem 20
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn "Xây dựng hệ thống chấm điểm tự động, hỗ trợ luyện thi học sinh giỏi tin học THPT" được hoàn thành với mục tiêu nhằm xây dựng được hệ thống chấm điểm tự động môn tin học; Xây dựng bộ test một số bài tập cơ bản, nâng cao trong hệ thống bài tập tin học THPT.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Hệ thống thông tin: Xây dựng hệ thống chấm điểm tự động, hỗ trợ luyện thi học sinh giỏi tin học THPT

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THANH LÊN XÂY DỰNG HỆ THỐNG CHẤM ĐIỂM TỰ ĐỘNG HỖ TRỢ LUYỆN THI HỌC SINH GIỎI TIN HỌC THPT LUẬN VĂN THẠC SĨ HỆ THỐNG THÔNG TIN Đà Nẵng - Năm 2017
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM NGUYỄN THANH LÊN XÂY DỰNG HỆ THỐNG CHẤM ĐIỂM TỰ ĐỘNG HỖ TRỢ LUYỆN THI HỌC SINH GIỎI TIN HỌC THPT Chuyên ngành: Hệ thống thông tin Mã số: 61.49.01.04 LUẬN VĂN THẠC SĨ HỆ THỐNG THÔNG TIN Người hướng dẫn khoa học: PGS.TSKH. TRẦN QUỐC CHIẾN Đà Nẵng - Năm 2017
LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, dưới sự hướng dẫn của PGS.TSKH Trần Quốc Chiến. Các số liệu, hình vẽ, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình khác. Tác giả luận văn Nguyễn Thanh Lên
MỤC LỤC MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài .............................................................................................1 2. Mục tiêu và nhiệm vụ đề tài ............................................................................2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...................................................................2 4. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................2 5. Kết quả dự kiến ...............................................................................................3 6. Mục đích và ý nghĩa của đề tài .......................................................................3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN DẠY VÀ HỌC TIN HỌC TẠI TRƯỜNG THPT . 5 1.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 5 1.1.1. Cơ sở lý luận .............................................................................................5 1.1.2. Những khái niệm cơ bản ...........................................................................5 1.1.3. Thực hiện dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề ....................................7 1.2. THỰC TRẠNG DẠY VÀ HỌC TIN HỌC Ở TRƯỜNG THPT ........................ 9 1.2.1. Thực trạng .................................................................................................9 1.2.2. Đặc điểm của việc giảng dạy môn Tin học trong trường phổ thông ........9 1.2.3. Phương pháp và cách tiến hành giảng dạy môn Tin học ........................11 1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI MÔ HÌNH ................................... 12 1.3.1. Themis .....................................................................................................12 1.3.2. Mô hình chấm điểm tự động LEAS ........................................................13 1.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1................................................................................... 14 CHƯƠNG 2. XÂY DỰNG HỆ THỐNG CHẤM ĐIỂM TỰ ĐỘNG ................. 15 2.1. PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHẤM ĐIỂM TỰ ĐỘNG .................. 15 2.1.1. Phân tích, thiết kế hệ thống .....................................................................15 2.1.2. Giao diện .................................................................................................27 CHƯƠNG 3. THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ................................. 38 3.1. CÀI ĐẶT HỆ THỐNG ...................................................................................... 38
3.1.1. Cài đặt hệ thống Xampp ..........................................................................38 3.1.2. Cài đặt phần mềm chấm điểm tự động Themis: .....................................42 3.1.3 Quy trình nộp bài và chấm bài .................................................................45 3.2. HỆ THỐNG CÁC BÀI TẬP THỰC NGHIỆM................................................ 46 3.2.1. Bài toán đấu giá .......................................................................................46 3.2.2. Bài toán xóa số ........................................................................................48 3.2.3. Bài toán gà, thỏ .......................................................................................51 3.2.4. Bài toán tổng hai số lớn ..........................................................................53 3.2.5. Bài toán trộn hai dãy số ...........................................................................56 3.3. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ TRIỂN KHAI .............................................................. 59 KẾT LUẬN .............................................................................................................. 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (BẢN SAO)
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ASCII : American Standard Code for Information Interchange CNTT : Công nghệ thông tin CSDL : Cơ sở dữ liệu FTP : File Transfer Protocol IT : Information Technology LEAS : Lotus Evaluation Auto System PHP : Personal Home Page THPT : Trung học phổ thông XAMPP : X, Apache, MySQL, Personal Home Page, Perl
DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu Tên hình Trang hình 1.1. Phần mềm Themis 12 1.2. Mô hình LEAS 13 2.1. Sơ đồ chức năng Quản trị viên 18 2.2. Sơ đồ chức năng Giáo viên 19 2.3. Sơ đồ chức năng Học sinh 19 2.4. Sơ đồ hệ thống 20 2.5. Sơ đồ mô hình hệ thống 21 2.6. Sơ đồ quá trình quản lý tài khoản 22 2.7. Sơ đồ quá trình quản lý lớp học 23 2.8. Sơ đồ quá trình quản lý học sinh 23 2.9. Sơ đồ thiết kế CSDL 24 2.10. Giao diện tương tác với tài khoản học sinh 28 2.11. Giao diện tương tác với tài khoản giáo viên 28 2.12. Màn hình quản lý lớp 29 2.13. Màn hình xem điểm từng lần thi 29 2.14. Màn hình xem điểm cá nhân của học sinh 30 2.15. Màn hình tổ chức lần thi của giáo viên 31 2.16. Màn hình làm việc của admin 31 2.17. Màn hình làm việc của admin thêm lớp 32 2.18. Hướng dẫn cấu hình bài thi 33 2.19. Cửa sổ cấu hình bài thi 33 2.20. Cửa sổ cấu hình bộ test 37 3.1. Cài đặt XAMPP trên Localhost 39 3.2. Chạy XAMPP trên Localhost 40
Số hiệu Tên hình Trang hình 3.3. Cài đặt phần mềm Themis 42 3.4. Giao diện màn hình chính của Themis 43 3.5. Thiết lập môi trường chấm điểm trực tuyến 43 3.6. Tạo thư mục đường dẫn bộ test 44 3.7. Tạo thư mục đường dẫn bài làm 44 3.8. Sơ đồ quy trình nộp bài và chấm điểm 45 3.9. Xây dựng bộ test bài toán đấu giá 48 3.10. Xây dựng bộ test bài toán xóa số 51 3.11. Xây dựng bộ test bài toán gà, thỏ 53 3.12. Xây dựng bộ test bài toán tổng hai số lớn 56 3.13. Xây dựng bộ test bài toán trộn hai dãy số 59 3.14. Phản hồi của học sinh 60
1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Hiện nay, chúng ta đang sống trong thời đại mới, thời đại phát triển rực rỡ của ngành Công nghệ thông tin. Với các chức năng và vai trò to lớn, ngành công nghệ thông tin đã ứng dụng trong tất cả các lĩnh vực của đời sống xã hội. Có thể nói việc phát triển công nghệ thông tin của mỗi quốc gia là một tiêu chí để đánh giá sự phát triển của quốc gia đó. Từ đó, đặt ra nhiều thách thức cho sự phát triển công nghệ thông tin tại Việt Nam. Được sự chỉ đạo của Đảng và nhà nước, Bộ giáo dục đã triển khai mạnh mẽ việc ứng dụng, dạy và học ngành CNTT trong nhà trường, tập trung đào tạo thế hệ trẻ, thế hệ tương lai của đất nước. Là một giáo viên giảng dạy bộ môn tin học THPT ngoài sự chỉ đạo của Bộ Giáo dục, xu thế phát triển tin học của xã hội, bản thân luôn nhận thức cần phải làm tốt vai trò của mình giúp học sinh ngày một giỏi hơn bộ môn tin học. Để nâng cao chất lượng dạy và học môn học lập trình thì quá trình học của học sinh cần phải làm rất nhiều bài tập, bài kiểm tra để đánh giá năng lực học tập của học sinh một cách khách quan và liên tục. Với việc chấm điểm bằng tay thủ công giáo viên mất rất nhiều thời gian và rất khó để đánh giá được khối lượng bài tập, bài thi của học sinh. Hiện nay, đã có phần mềm chấm điểm tự động Themis của Tiến sĩ Lê Minh Hoàng và Đỗ Đức Đông. Themis là hệ thống chấm điểm rất khoa học với độ chính xác cao, chuẩn về mặt cú pháp và nghữ nghĩa, hỗ trợ chấm điểm cho nhiều loại ngôn ngữ lập trình. Tuy nhiên phần mềm chưa hỗ trợ sử dụng được trên website. Để có một hệ thống chấm điểm tự động phù hợp tôi chọn đề tài “Xây dựng hệ thống chấm điểm tự động, hỗ trợ luyện thi học sinh giỏi tin học THPT” làm luận văn cao học nhằm giúp giáo viên dạy bộ môn lập trình trở nên nhẹ nhàng hơn và phía học sinh có thể tự mình đánh giá năng lực bản thân một cách trung thực nhất từ đó học sinh có thể tự học, nghiên cứu học tốt bộ môn tin học tham gia các kì thi học sinh giỏi tin học các cấp.
2 2. Mục tiêu và nhiệm vụ đề tài 2.1. Mục tiêu - Xây dựng được hệ thống chấm điểm tự động môn tin học. - Xây dựng bộ test một số bài tập cơ bản, nâng cao trong hệ thống bài tập tin học THPT. 2.2. Nhiệm vụ Để đạt được các mục tiêu trên, đề tài tập trung vào các nhiệm vụ cụ thể như sau: - Thống kê, tổng hợp các dạng bài tập trong chương trình tin học THPT, bài tập nâng cao, các dạng bài tập thi học sinh giỏi các cấp. - Tìm hiểu tài liệu và phân tích, thiết kế hệ thống. - Nghiên cứu các bộ test tương ứng các bài tập tương ứng để chấm điểm. - Xây dựng hệ thống chạy trên website. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu - Nguồn bài tập, bài kiểm tra, bài thi của học sinh THPT - Ngôn ngữ lập trình C/C++, ngôn ngữ lập trình Pascal. - Mô hình hệ thống chấm điểm tự động. - Các công cụ giúp cài đặt chương trình thực nghiệm. 3.2. Phạm vi nghiên cứu - Xây dựng mô hình chấm điểm tự động cho môn học lập trình tại các trường THPT - Quản lý điểm các bài tập lập trình thông qua quá trình tự làm bài tập ở nhà của học sinh. - Một số bài toán thi học sinh giỏi môn tin học, các cuộc thi quốc gia tin học. 4. Phương pháp nghiên cứu 4.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu - Nghiên cứu tài liệu từ các hệ thống phần mềm chấm điểm tự động. - Nghiên cứu tài liệu, ngôn ngữ lập trình và ứng dụng cài đặt, sử dụng chương trình.
3 - Tổng hợp tài liệu, phân tích, chọn lọc các bài toán phù hợp. 4.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm - Tổng hợp các dạng bài tập tin học môn học lập trình. - Nghiên cứu các bộ test với các bài tập tương ứng. - Sử sụng ngôn ngữ lập trình C++, Pascal cài đặt và chạy thử nghiệm kết quả và đánh giá kết quả đạt được. 5. Kết quả dự kiến 5.1. Kết quả lý thuyết - Biết cơ sở lý thuyết, một số khái niệm cơ bản và thực trạng dạy và học môn tin học tại các trường THPT. - Biết xây dựng được hệ thống thông tin trên hệ cơ sở dữ liệu. - Hiểu rõ hơn ngôn ngữ lập trình C++, Paslal. - Xây dựng được một số bài tập và code giải các bài tập tin học trong chương trình THPT. 5.2. Kết quả thực tiễn - Xây dựng được hệ thống chấm bài tự động, chạy chương trình ứng dụng chấm điểm một số bài tập thực tế. - Giáo viên ứng dụng phần mềm chấm điểm, đánh giá kết quả học tập của học sinh, dạy luyện thi học sinh giỏi tin học. - Học sinh ứng dụng tự làm bài tập và kiểm tra kết quả. 6. Mục đích và ý nghĩa của đề tài 6.1. Mục đích - Giúp giáo viên chấm điểm bài tập một cách tự động khách quan tiết kiệm thời gian. - Học sinh có thể tự làm bài tập và kiểm tra kết quả bài tập của mình từ đó có cách nhìn tổng quan khẳng định năng lực chuyên môn để học tốt hơn môn học lập trình. 6.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ❖ Về mặt khoa học - Đề tài mở một hướng đi mới phù hợp việc dạy và học môn tin học lập trình
4 cho giáo viên và học sinh. - Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ tạo nền tảng và cơ sở để tiếp tục nghiên cứu phát triển hệ thống ứng dụng vào thực tế trong cuộc sống hiện nay. ❖ Về mặt thực tiễn Kết quả của đề tài sẽ giúp giáo viên tiết kiệm đáng kể thời gian chấm bài. Kết quả chấm điểm các bài thi khách quan. Thông qua hệ thống chấm bài tự động học sinh có thể tự học tự chấm điểm cho bài làm của mình từ đó tự bồi dưỡng để nâng cao kết quả học tập tham gia các kì thi học sinh giỏi tin học các cấp.
5 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN DẠY VÀ HỌC TIN HỌC TẠI TRƯỜNG THPT 1.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 1.1.1. Cơ sở lý luận a. Cơ sở triết học Theo triết học duy vật biện chứng, mâu thuẫn là động lực thúc đẩy quá trình phát triển, một vấn đề được gợi ra cho học sinh học chính là một mâu thuẫn giữa yêu cầu nhiệm vụ nhận thức với tri thức và kinh nghiệm sẵn có. Tình huống này phản ánh một cách lôgic và biện chứng quan hệ bên trong giữa tri thức cũ, kỹ năng cũ và kinh nghiệm cũ đối với yêu cầu giải thích sự kiện mới hoặc đổi mới tình thế [10]. b. Cơ sở tâm lý học Theo các nhà tâm lý học, con người chỉ bắt đầu tư duy tích cực khi nảy sinh nhu cầu tư duy, khi đó nhu cầu hiểu biết, có niềm say mê, hứng thú thì quá trình nhận thức có hiệu quả sẽ tăng lên rõ rệt[10]. c. Cơ sở giáo dục học Việc giáo dục sẽ có hiệu quả cao hơn khi quá trình đào tạo được biến thành quá trình tự đào tạo[10]. 1.1.2. Những khái niệm cơ bản a. Vấn đề Một vấn đề (đối với người học) được biểu thị bởi một hệ thống những mệnh đề, câu hỏi, yêu cầu hoạt động chưa được giải đáp, chưa có phương pháp có tính thuật toán để giải hoặc thực hiện[1]. b. Tình huống gợi vấn đề Tình huống gợi vấn đề, còn gọi là tình huống vấn đề, là một tình huống gợi ra cho học sinh những khó khăn về lý luận hay thực tiễn mà họ thấy cần thiết và có khả năng vượt qua, nhưng không phải ngay tức khắc nhờ một thuật giải mà phải trải qua một quá trình tích cực suy nghĩ, hoạt động để biến đổi đối tượng hoạt động
6 hoặc điều chỉnh kiến thức sẵn có [1]. Như vậy tình huống gợi vấn đề là một tình huống thoả mãn các điều kiện sau: + Tồn tại một vấn đề: Tình huống phải bộc lộ mâu thuẫn giữa thực tiễn với trình độ nhận thức, chủ thể phải ý thức được một khó khăn trong tư duy hoặc hành động mà vốn hiểu biết sẵn có chưa đủ để vượt qua. Nói cách khác, có ít nhất một phần tử của khách thể mà học sinh chưa biết và cũng chưa có trong tay một thuật giải để tìm phần tử đó. + Gợi nhu cầu nhận thức: Nếu tình huống có một vấn đề nhưng vì lý do nào đó học sinh không thấy có nhu cầu tìm hiểu, giải quyết, chẳng hạn họ thấy vấn đề xa lạ, không liên quan gì tới mình thì đó cũng chưa phải là một tình huống gợi vấn đề. Điều quan trọng là tình huống phải gợi nhu cầu nhận thức, chẳng hạn phải làm bộc lộ sự khiếm khuyết về kiến thức và kỹ năng của học sinh để họ cảm thấy cần thiết phải bổ sung, điều chỉnh, hoàn thiện tri thức, kỹ năng bằng cách tham gia giải quyết vấn đề nảy sinh. + Khơi dậy niềm tin ở khả năng bản thân[1]: Nếu một tình huống tuy có vấn đề và học sinh tuy có nhu cầu giải quyết vấn đề, nhưng nếu họ cảm thấy vấn đề vượt quá so với khả năng của mình thì họ cũng không sẵn sàng tham gia giải quyết vấn đề. Tình huống cần khơi dậy ở học sinh cảm nghĩ là tuy họ chưa có ngay lời giải, nhưng đã có một số tri thức, kỹ năng liên quan đến vấn đề đặt ra và nếu họ tích cực suy nghĩ thì có nhiều hy vọng giải quyết được vấn đề đó. Như vậy là học sinh có được niềm tin ở khả năng huy động tri thức và kỹ năng sẵn có để giải quyết hoặc tham gia giải quyết vấn đề. c. Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề được hiểu là sự tổ chức quá trình dạy học bao gồm việc tạo ra tình huống gợi vấn đề, kích thích học sinh nhu cầu giải quyết vấn đề nảy sinh, lôi cuốn vào hoạt động nhận thức tự lực nhằm nắm vững kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo mới, phát triển tính tích cực của trí tuệ và hình thành cho các em năng lực tự mình thông hiểu và lĩnh hội thông tin khoa học mới [1]. Quá trình dạy học của giáo viên gồm các hoạt động sau:
7 Bước 1: Tổ chức các tình huống có vấn đề, phát hiện vấn đề và đặt vấn đề để giải quyết vấn đề. Bước 2: Giúp học sinh những điều cần thiết để giải quyết vấn đề. Bước 3: Kiểm tra cách giải quyết đó và nghiên cứu lời giải để hệ thống hóa, củng cố những kiến thức đã tiếp thu được. Các hành động học tập cơ bản học sinh là: Bước1: Phát hiện vấn đề nảy sinh trong tình huống có vấn đề. Bước 2: Độc lập giải quyết vấn đề dưới sự điều khiển của giáo viên. d. Đặc điểm của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề có những đặc điểm sau: + Học sinh được đặt vào một tình huống gợi vấn đề chứ không phải là được thông báo tri thức dưới dạng có sẵn. + Học sinh hoạt động tự giác, tích cực, chủ động, sáng tạo, tận lực huy động tri thức và khả năng của mình để phát hiện và giải quyết vấn đề. + Giúp học sinh không những phát huy kỹ năng lĩnh hội được hết kết quả của quá trình giải quyết vấn đề mà còn ở chỗ học sinh được học bản thân việc học. e. Hình thức dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề - Tự nghiên cứu vấn đề. - Vấn đáp phát hiện và giải quyết vấn đề. - Thuyết trình phát hiện và giải quyết vấn đề. - Mức độ và kiểu phương pháp dạy học giải quyết vấn đề. 1.1.3. Thực hiện dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề a. Các bước của dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề Bước 1: Phát hiện hoặc thâm nhập vấn đề [1]. - Phát hiện vấn đề từ một tình huống gợi vấn đề thường là do thầy tạo ra, có thể liên tưởng những cách suy nghĩ tìm tòi, dự đoán. - Giải thích và chính xác hoá tình huống để hiểu đúng vấn đề được đặt ra. - Phát biểu vấn đề và đặt mục tiêu giải quyết vấn đề đó. Bước 2: Giải quyết vấn đề, đề xuất các giả thuyết, lập kế hoạch giải quyết vấn
8 đề, thực hiện kế hoạch giải quyết vấn đề. Bước 3: Trình bày cách giải quyết vấn đề. - Khi đã giải quyết được vấn đề đặt ra, người học trình bày lại toàn bộ từ việc phát biểu vấn đề cho tới giải pháp. - Nếu vấn đề là một đề bài cho sẵn thì có thể không cần phát biểu lại vấn đề. Trong khi trình bày, cần tuân thủ các chuẩn mực đề ra trong nhà trường như ghi rõ giả thiết, kết luận đối với bài toán chứng minh, phân biệt các phần: phân tích, cách dựng, chứng minh, biện luận đối với bài toán dựng hình, ... Bước 4: Nghiên cứu sâu lời giải - Tìm hiểu những khả năng ứng dụng kết quả. - Đề xuất những vấn đề mới có liên quan. b. Những điểm cần chú ý khi vận dụng dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề - Dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề là một trong những xu hướng dạy và học hiện đại, nó đòi hỏi phải có sự vận dụng thật sáng tạo trong những điều kiện dạy học, nội dung dạy học, đối tượng dạy học và môi trường sư phạm cụ thể [1]. - Khi thực hiện dạy học theo xu hướng phát hiện và giải quyết vấn đề, để đạt được kết quả cao yêu cầu giáo viên phải có sự chuẩn bị bài giảng cẩn thận và công phu (chuẩn bị nhiều câu hỏi, nhiều bài toán, nhiều tình huống có vấn đề, … cho nhiều đối tượng học sinh). - Tạo tình huống có vấn đề một cách thật khéo léo khi tiến hành dạy học ở những lớp có số học sinh đông. Như vậy giáo viên có thể sử dụng phương pháp phát hiện và giải quyết vấn đề vào việc dạy cho học sinh một phương pháp giải bài tập nào đó. Cụ thể: `+ Đứng trước một bài toán vấn đề đặt ra là xây dựng giải thuật như thế nào để giải quyết?, cấu trúc dữ liệu ra sao?, ... (bước1). + Nếu bài toán có thể đã có giải thuật để giải ta tiếp tục tìm giải thuật tối ưu để áp dụng để giải hay đây chính là đi tìm giải pháp (bước 2). + Trình bày lời giải (bước 3). + Nghiên cứu sâu lời giải. Xét có thể khái quát hoá được một lớp bài toán tương tự hay không.
9 1.2. THỰC TRẠNG DẠY VÀ HỌC TIN HỌC Ở TRƯỜNG THPT 1.2.1. Thực trạng Hiện tại Tin học đã được Bộ Giáo dục & Đào tạo chính thức đưa vào chương trình cho khối THPT, bắt đầu từ năm học 2006 - 2007 việc triển khai môn học này đã trở thành bắt buộc trên phạm vi toàn quốc. Tuy nhiên trên thực tế nhà trường và giáo viên một số địa phương đang gặp khó khăn trong việc triển khai giảng dạy môn học này. Các khó khăn phát sinh từ rất nhiều nguyên nhân khác nhau như: chưa có hoặc không đủ phòng thực hành, đội ngũ giáo viên giảng chay Tin học, bất cập trong chương trình sách giáo khoa, sự thay đổi quá nhanh trong lĩnh vực Công nghệ thông tin …, đặc biệt là kinh nghiệm trong việc giảng dạy môn học này [10]. 1.2.2. Đặc điểm của việc giảng dạy môn Tin học trong trường phổ thông Môn Tin học phổ thông có những đặc thù rất quan trọng sau đây: + Thực hành trên máy tính là bắt buộc và là một cấu thành của bài giảng lý thuyết, đối với môn tin học rất khó dạy khi giáo viên hoàn toàn không được dùng máy tính để minh họa hay thực hành các thao tác mẫu của bài học, nếu thầy và trò trên lớp được học tập hoàn toàn với phấn và bảng (học chay), việc tiếp thu kiến thức bài học có thể suy giảm đến 90%. Mặc dù theo thiết kế của chương trình và cố gắng của các tập thể tác giả sách giáo khoa việc trình bày các kiến thức của bài học đã cố gắng độc lập tối đa với các thao tác cụ thể trên máy tính, việc truyền đạt của giáo viên vẫn phụ thuộc rất nhiều vào việc minh họa hay trình diễn trên máy tính [10]. + Nhiều kiến thức và bài học được diễn đạt thông qua các bước thực hành và thao tác cụ thể trên máy tính, rất nhiều bài học (ví dụ các bài học Tin học văn phòng) được diễn đạt hoàn toàn thông qua các thao tác cụ thể với phần mềm, cần chú ý đặc điểm này để giáo viên chủ động trong việc diễn đạt bài học trong trường hợp không có máy tính trình diễn trên lớp. + Kiến thức môn học gắn liền với công nghệ và thay đổi rất nhanh trên thế giới, đặc thù này làm cho Tin học khác hẳn so với tất cả các môn học có liên quan đến công nghệ hay học nghề khác. Công nghệ Tin học, cụ thể là máy tính đã và
10 đang thay đổi từng ngày và len lỏi trong mọi ngõ ngách của cuộc sống hàng ngày, trong mọi ngành, nghề khác nhau. Đặc thù này làm cho Tin học trở thành môn học khó giảng dạy nhất và đòi hỏi giáo viên phải không ngừng nâng cao trình độ cá nhân của mình mới đủ kiến thức cập nhật. + Khái niệm "tay nghề" Tin học có thể được hiểu và đánh giá theo nhiều cách và quan điểm đa dạng khác nhau. Thông thường chúng ta hiểu "nghề" và đánh giá "tay nghề" theo các kỹ năng và thao tác cụ thể thuần túy "cơ học", đối với các môn khác bản thân môn học là khép kín với các tiêu chuẩn tương đối rõ ràng để đánh giá "tay nghề". Còn đối với Tin học khái niệm "nghề" lại có thể được hiểu theo nhiều cách khác nhau bởi Tin học có liên quan trực tiếp đến rất nhiều ngành nghề, khoa học khác nhau. Chương trình Tin học này chỉ giới hạn trong phạm vi bản thân các kiến thức và kỹ năng cơ bản và nội tại của công nghệ thông tin mà thôi. Ví dụ việc đánh giá "tay nghề" của trình bày văn bản trên máy tính thực chất sẽ phụ thuộc rất nhiều vào lĩnh vực cụ thể của công việc này. + Môi trường thực hành rất đa dạng và không thống nhất, đây cũng là một đặc thù rất nổi bật của bộ môn Tin học, chỉ nói riêng họ hệ điều hành kiểu Windows cũng đã có hơn gần 20 phiên bản khác nhau hiện đang được dùng tại Việt Nam. Ví dụ : Windows 95, 98, 98SE, ME, 2000 Professional, 2000 Server, XP Professional, XP Home, 2003 Server, Vista, Windows 7, Windows 8 và sắp tới lại có thể có nhiều phiên bản khác nữa. 12 Hệ thống cấu hình đĩa đi kèm tại các máy tính cũng rất đa dạng, các máy tính có thể có một, hai hay nhiều hơn các ổ đĩa cứng trong máy tính. Hệ thống file chính của hệ điều hành không nhất thiết được cài đặt trong đĩa cứng C, trên các máy tính thậm chí có thể cài đặt song song nhiều hệ điều hành khác nhau, giáo viên cần có chủ động cao nhất khi giảng dạy lý thuyết cũng như hướng dẫn thực hành cho học sinh[10]. Thông tin trong các tài liệu giáo khoa chỉ mang tính pháp lý về kiến thức môn học chứ không áp đặt qui trình thao tác trên máy tính. Với mỗi bài học cụ thể, tùy vào các điều kiện thực tế mà giáo viên có thể hoàn toàn chủ động trong việc trình bày khái niệm, minh họa thao tác trên máy tính sao cho dễ hiểu nhất đối với học sinh.
11 1.2.3. Phương pháp và cách tiến hành giảng dạy môn Tin học a. Phương pháp giảng dạy lý thuyết Tin học là một môn học mang tính Khoa học và Ứng dụng điển hình, bên cạnh các khái niệm [10] mang nhiều ý nghĩa khoa học và khá trừu tượng như thông tin, cấu trúc file và thư mục, hệ điều hành, chúng ta thấy định hướng ứng dụng rộng khắp của máy tính bao gồm phần cứng và phần mềm, các ứng dụng của máy tính bao phủ rộng lớn trong mọi ngành nghề và len lỏi trong mọi ngõ ngách của cuộc sống. Bên cạnh việc phải hiểu các khái niệm, ý nghĩa của vấn đề mang thuần túy tính “Tin học” thì để hiểu sâu các ứng dụng còn cần phải có hiểu biết các kiến thức thuộc lĩnh vực chuyên môn của bản thân các ứng dụng này. Phần lớn các ứng dụng của Tin học đòi hỏi các kỹ năng thao tác và thực hành chuẩn xác và hiểu biết chuyên ngành không thuộc Tin học. Với những nhận xét trên, việc giảng dạy lý thuyết môn Tin học đòi hỏi sự linh hoạt rất cao của các giáo viên, không thể áp đặt kiến thức của giáo viên hay sách giáo khoa làm chuẩn. Với Tin học một khái niệm có thể có nhiều định nghĩa và nhiều cách hiểu khác nhau, giáo viên cần chú ý đến cái lõi của kiến thức, đến kỹ năng sử dụng phần mềm và kết quả cuối cùng của bài làm học sinh. b. Phương pháp giảng dạy theo module Môn tin học có một đặc thù khá rõ nét là chương trình được chia thành các module tương đối độc lập với nhau. Ví dụ có các module: Hệ điều hành, Soạn thảo văn bản, Bảng tính điện tử, Lập trình Pascal, Cơ sở dữ liệu,... Mỗi module như vậy sẽ có một đặc thù riêng trong cách giảng dạy lý thuyết và thực hành, giáo viên cần hiểu và phân biệt rõ các đặc thù này không thể áp dụng chung một cách dạy cho tất cả các module chương trình, tùy theo từng module kiến thức mà các phương pháp giảng dạy có thể rất khác nhau. Ví dụ với module Hệ điều hành, việc giảng chủ yếu thông qua lý thuyết trình bày các khái niệm và cho học sinh quan sát, thao các cụ thể bằng chuột và bàn phím. Với module Soạn thảo văn bản, các thao tác cụ thể là quan trọng nhất, với module Lập trình Pascal, điều quan trọng cần truyền đạt là tư duy thuật toán, minh hoạ bằng lập trình cụ thể trên máy tính[10].
12 1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRIỂN KHAI MÔ HÌNH 1.3.1. Themis Hình 1.1. Phần mềm Themis “Themis là phần mềm chấm bài tự động được phát triển theo yêu cầu của Cục Khảo thí và Kiểm định chất lượng giáo dục, Bộ Giáo dục và Đào tạo. Sản phẩm được thiết kế phục vụ kỳ thi học sinh giỏi Quốc gia hàng năm, nhưng hoàn toàn có thể sử dụng trong tất cả các kỳ thi và bài kiểm tra tin học dùng cơ chế chấm điểm tự động bằng bộ test[6].” Việc chấm bài kiểm tra tin học tự động bằng các đoạn code hay các chương trình của Themis có khả năng chính xác rất cao. Mỗi bài kiểm tra được dịch một cách chính xác về ngữ nghĩa và cấu trúc từng câu lệnh cũng như cấu trúc của một chương trình sau đó chạy chương trình. Đáp số đúng so với bộ test thì bài làm đạt điểm tối đa. Với chức năng cấu hình thời gian, giới hạn bộ nhớ cho bài làm rất hiệu quả, đây là những tiêu chí quan trọng để đánh giá chất lượng của bài làm trong kỹ thuật lập trình được ban tổ chức các cuộc thi tin học ưu tiên lựa chọn. Chức năng này phân biệt hai bài làm của hai thí sinh có cách làm bài thi khác nhau nhưng có kết quả giống nhau thì bài thi nào có thời gian thực hiện nhanh hơn, ít tốn bộ nhớ hơn thì được đánh giá cao hơn. Phần mềm chấm bài tự động Themis hỗ trợ việc chấm điểm cho rất nhiều loại ngôn ngữ lập trình điều này rất tốt cho học sinh THPT; Một mặt, kích thích sự tìm