Khóa luận Phát triển tư duy thuật giải cho học sinh thông qua dạy học các cấu trúc điều khiển và các kiểu dữ liệu có cấu trúc tin học lớp 11 THPT

1. Lí do chọn đề tài Chúng ta biết rằng cho đến ngày nay xã hội loài người đã và đang trải qua ba thời kỳ kinh tế đó là: kinh tế nông nghiệp, kinh tế công nghiệp và kinh tế tri thức (Knowlegde Economy). Toàn nhân loại đã bước vào thế kỷ XXI – thế kỷ của nền kinh tế tri thức. Nền kinh tế này đã tạo ra những biến đổi to lớn trong mọi mặt hoạt động của con người và xã hội, đó là cơ sở hạ tầng mới của xã hội mới – xã hội thông tin – xã hội đặt ra những yêu cầu rất cao đối với hoạt động trí tuệ, khác hẳn so với nền kinh tế sức người và nền kinh tế tài nguyên trong xã hội nông nghiệp và công nghiệp. Nền kinh tế tri thức là nền kinh tế trong đó sự sản sinh ra, phổ cập và sử dụng tri thức giữ vai trò quyết định đối với sự phát triển kinh tế, tạo ra của cải, nâng cao chất lượng cuộc sống. Như vậy, tri thức là yếu tố quyết định của sản xuất, sáng tạo đổi mới là động lực thúc đẩy sản xuất phát triển. Công nghệ mới trở thành nhân tố quan trọng hàng đầu trong việc nâng cao năng suất, chất lượng, đặc biệt là công nghệ thông tin và sự ứng dụng rộng rãi của CNTT vào sản xuất và mọi lĩnh cực khác của cuộc sống. Nhận thấy rõ được tầm quan trọng của CNTT và từ thực tiễn công cuộc đổi mới đất nước giai đoạn hiện nay, trong những năm qua Đảng và Nhà nước ta rất chú trọng đến việc phát triển, ứng dụng CNTT vào mọi lĩnh vực của đời sống xã hội và đào tạo nguồn nhân lực cho CNTT phấn đấu đưa Việt Nam thành xã hội tin học hoá. Để thực hiện được mục tiêu đó một cách toàn diện trong năm học 2006 – 2007 bộ môn Tin học đã chính thức được phổ cập ở bậc trung học phổ thông. Nhằm mục đích trang bị cho học sinh những tri thức và kỹ năng cơ bản về Tin học và đồng thời tạo ra nguồn nhân lực thế hệ mới có kiến thức Tin học tốt để chuẩn bị cho việc tin học hoá xã hội. Tin học, nói rộng hơn là CNTT được coi là một lĩnh vực khá mới mẻ nhưng phát triển nhanh và mạnh mẽ, có tầm ứng dụng rất rộng rãi. Do đó bộ môn Tin học được đưa vào nhà trường Phổ thông với mục đích là: “làm cho tất cả mọi học sinh tốt nghiệp trung học đều nắm được những yếu tố cơ bản của Tin học với tư cách là thành tố của văn hoá Phổ thông”, “Góp phần hình thành ở học sinh những loại hình tư duy liên hệ mật thiết với việc sử dụng CNTT như tư duy thuật giải, tư duy điều khiển ”. Ngoài những kiến thức cơ bản về Tin học, về sử dụng máy tính điện tử thì chương trình Tin học phổ thông còn trang bị cho học sinh những kiến thức, kỹ năng cơ bản về lập trình, biết vận dụng chúng để giải một số bài tập cơ bản, đồng thời bước đầu chuẩn bị hành trang cho học sinh có thể đi tiếp vào lĩnh vực này ở các giai đoạn tiếp theo. Đặc biệt, qua dạy học lập trình cần rèn luyện cho học sinh một loại hình tư duy quan trọng đó là tư duy thuật giải. Hơn nữa, trước khi giải quyết một bài toán, trước khi viết chương tình cho máy tính cho dù đơn giản nhất thì bất cứ ai dù ở trình độ nào cũng đều phải suy tư ít nhiều về cách giải, về thuật giải. Trong tổng thể kiến thức về Tin học, các thuật giải hay hẹp hơn nữa là các thuật toán cùng cấu trúc dữ liệu được xem là những tri thức quan trọng hàng đầu và không thể thiếu cho dù bất kỳ ngôn ngữ lập trình nào muốn đạt được mục đích với hiệu quả cao nhất. Chính vì những lý do trên và với mong muốn tìm ra cho mình một đường đi riêng để đến với phương pháp dạy học môn Tin học, để từ đó tích luỹ và trau dồi những năng lực và phẩm chất của một người giáo viên trong tương lai, tôi chọn đề tài: “Phát triển tư duy thuật giải cho học sinh thông qua dạy học các cấu trúc điều khiển và các kiểu dữ liệu có cấu trúc Tin học lớp 11 THPT” làm đề tài nghiên cứu khoa học của mình. 2. Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu của khoá luận là nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn, đề ra một số định hướng sư phạm nhằm phát triển tư duy thuật giải cho học sinh trong quá trình dạy học các cấu trúc điều khiển và các kiểu dữ liệu có cấu trúc góp phần nâng cao chất lượng dạy học Tin học ở trường phổ thông. 3. Giả thuyết khoa học Nếu đổi mới phương pháp dạy học theo định hướng phát triển tư duy thuật giải thì sẽ kích thích hứng thú học tập, tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh do đó nâng cao chất chất lượng dạy học Tin học lớp 11 THPT. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt được mục đích đã nêu trên, khoá luận có nhiệm vụ: - Nghiên cứu cơ sở khoa học của việc phát triển tư duy thuật giải cho học sinh trong dạy học Tin học 11 THPT. - Phân tích tầm quan trọng của việc dạy học lập trình trong giảng dạy môn Tin học ở trường Phổ thông nhằm nâng cao nhận thức và tư duy cho học sinh (nhất là tư duy thuật giải). - Làm rõ khái niệm tư duy, tư duy thuật giải, xác định các nét đặc trưng của việc phát triển tư duy thuật giải. - Xây dựng quy trình dạy học theo hướng phát triển tư duy thuật giải cho học sinh thông qua dạy học các cấu trúc điều khiển và các kiểu dữ liệu có cấu trúc. 5. Đối tượng nghiên cứu - Nội dung, phương pháp dạy học lập trình trong chương trình Tin học phổ thông. - Sách giáo khoa và sách giáo viên Tin học 11. - Hoạt động dạy và học các cấu trúc điều khiển và các kiểu dữ liệu có cấu trúc ở trường THPT. 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1 Nghiên cứu lý thuyết * Nghiên cứu các văn kiện của Đảng và Nhà nước, của Bộ giáo dục và Đào tạo có liên quan đến việc dạy và học Tin học ở trường THPT. * Các sách báo, tạp chí có liên quan đến nội dung đề tài. * Các tài liệu, bài giảng về phương pháp dạy học Tin học, phương pháp dạy học môn Toán, các tài liệu giáo dục học, tâm lý học * Nghiên cứu vị trí, khối lượng kiến thức về lập trình trong chương trình Tin học phổ thông. * Nghiên cứu các tài liệu về ngôn ngữ lập trình Pascal. 6.2 Nghiên cứu thực tiễn * Dự giờ, quan sát gìơ dạy của giáo viên và hoạt động học tập của học sinh trong quá trình dạy học nói chung và dạy học các cấu trúc điều khiển và các kiểu dữ liệu có cấu trúc nói riêng. * Tìm hiểu qua giáo viên để nắm được tình hình giảng dạy và học tập Tin học trong nhà trường Phổ thông hiện nay. * Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng thông qua các lớp thực nghiệm và đối chứng trên cùng một lớp đối tượng. 7. Cấu trúc của khoá luận Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, khoá luận gồm ba chương: Chương I: Cơ sở lý luận của việc phát triển tư duy thuật giải cho học sinh thông qua dạy học các cấu trúc điều khiển và các kiểu dữ liệu có cấu trúc. Chương II: Một số định hướng sư phạm góp phần phát triển tư duy thuật giải cho học sinh thông qua dạy học các các cấu trúc điều khiển và các kiểu dữ liệu có cấu trúc. Chương III: Thực nghiệm sư phạm.