Microsoft Makecode cho bbc micro:bit và tiềm năng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và truyền thông cho học sinh Trung học Cơ sở
Trong Chương trình giáo dục phổ thông năm 2018, năng lực tin học là
một trong bảy năng lực đặc thù cần được hình thành và phát triển cho người học. Năng
lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và truyền thông (NLc) là một
trong năm thành phần của năng lực tin học. Việc nghiên cứu một môi trường lập trình
nhằm phát triển NLc là hết sức cần thiết. Chúng tôi đã sử dụng phương pháp nghiên cứu
lý thuyết và thực nghiệm sư phạm để nghiên cứu về tiềm năng sử dụng Microsoft
MakeCode cho BBC micro:bit trong việc góp phần phát triển thành phần NLc của năng
lực tin học cho học sinh trung học cơ sở. Kết quả cho thấy Microsoft MakeCode cho
BBC micro:bit phù hợp với các tiêu chí lựa chọn ngôn ngữ lập trình được nêu trong
chương trình môn Tin học 2018. Việc sử dụng môi trường này trong dạy học lập trình
tạo điều kiện thuận lợi để phát triển năng lực thành phần NLc cho học sinh.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tóm tắt nội dung tài liệu: Microsoft Makecode cho bbc micro:bit và tiềm năng phát triển năng lực giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và truyền thông cho học sinh Trung học Cơ sở
c của Bloom, mức độ học tập sâu sắc nhất xảy ra khi người học xây dựng, tạo lập và làm quen với các tài liệu học tập. Microsoft MakeCode cho BBC micro:bit là một lựa chọn tốt để thực hiện physical computing và lập trình trong các bài dạy được thực hiện theo phương pháp dạy học dựa trên vấn đề. 2.3 Xây dựng nội dung dạy học Để kiểm chứng sự phù hợp của môi trường lập trình trực quan Microsoft MakeCode cho BBC micro:bit với các tiêu chí về lựa chọn NNLT được đề xuất trong chương trình môn Tin học 2018 cũng như tiềm năng phát triển năng lực thành phần NLc cho HS THCS của môi trường này, chúng tôi đã xây dựng 7 bài học: (1) Giới 44 Trường Đại học Vinh Tạp chí khoa học, Tập 49 - Số 4B/2020, tr. 41-50 thiệu về BBC micro:bit và Microsoft MakeCode; (2) Sử dụng nút nhấn trên BBC micro:bit; (3) Làm việc với các cảm biến trên BBC micro:bit; (4) Tương tác giữa BBC micro:bit và hành vi của người dùng; (5) Dự án “Máy đếm bước chân”; (6) Sử dụng tính năng truyền dữ liệu không dây của BBC micro:bit; (7) Dự án “Thiết bị kiểm soát thân nhiệt thông minh”. Cấu trúc của mỗi bài học bao gồm 4 phần: - Giới thiệu: Giới thiệu nội dung bài học. - Thực hành với Microsoft MakeCode: HS thực hành các câu lệnh trên Microsoft MakeCode và kiểm tra kết quả hiển thị trên trình mô phỏng BBC micro:bit của Microsoft MakeCode. - Dự án: Mỗi nhóm gồm 6 - 8 HS thực hành tạo sản phẩm theo yêu cầu của GV, kết quả được hiển thị trên thiết bị thực. - Đánh giá: Mỗi dự án sẽ có một sản phẩm cụ thể, tiêu chí đánh giá sản phẩm được thiết kế theo từng yêu cầu. Các bài 1, 2, 3, 4 và 6 cung cấp kiến thức về BBC micro:bit và kĩ năng sử dụng môi trường lập trình trực quan Microsoft MakeCode để lập trình cho BBC micro:bit. Thời lượng mỗi bài là 45 phút. Các bài 5 và 7 được thiết kế theo hướng dự án STEM sử dụng quy trình thiết kế kỹ thuật EDP bao gồm 8 bước nhằm tạo điều kiện cho HS phát triển năng lực thành phần NLc. Thời gian cho mỗi bài là 90 phút. Tóm tắt nội dung bài 7 như sau: 1. Vấn đề: Khi thân nhiệt của con người thay đổi đó là dấu hiệu báo hiệu cho chúng ta biết cơ thể của mình có thể bị đang mắc bệnh. Khi nhiệt độ cơ thể không được kiểm soát tốt có thể dẫn tới những biến chứng khôn lường. Hãy thiết kế một thiết bị giúp kiểm soát thân nhiệt của HS. Nếu thân nhiệt của HS thay đổi, thiết bị sẽ gửi tin nhắn thông báo cho cô giáo, đồng thời hiển thị những khuyến nghị hỗ trợ cho HS. Để giải quyết được vấn đề đã đặt ra, HS cần phải vận dụng được kiến thức về cảm biến nhiệt độ, tính năng gửi tín hiệu không dây radio của BBC micro:bit để đo thân nhiệt và gửi thông báo. Đồng thời, HS cần vận dụng thêm kiến thức về các biện pháp phòng chống nóng, lạnh được đề cập đến trong bài Thân nhiệt của môn Sinh học 8. Ngoài ra, HS cần vận dụng kiến thức môn Công nghệ để lên được ý tưởng thiết kế thiết bị này. Ở bước này, dựa trên yêu cầu của GV, HS phải nêu ngắn gọn vấn đề cần giải quyết là gì, trả lời các câu hỏi liên hệ kiến thức để giải quyết vấn đề và liệt kê các vật liệu, dụng cụ mình cần sử dụng để thiết kế thiết bị. Sau đó, HS nhận thiết bị, vật liệu, dụng cụ do GV cung cấp. 2. Khảo sát: HS suy nghĩ và tìm kiếm trên mạng Internet để trả lời câu hỏi “Để đo được thân nhiệt của cơ thể ta có những cách nào?” 3. Ý tưởng: Mỗi HS viết hoặc vẽ ý tưởng của cá nhân vào phiếu (ít nhất 2 ý tưởng) sau đó nhóm thống nhất chọn 1 ý tưởng tốt nhất. 4. Kế hoạch: HS vẽ phác họa mô hình chi tiết cho thiết bị kiểm soát thân nhiệt thông minh, mô tả thuật toán sẽ sử dụng, liệt kê vật liệu cần thiết để làm ra sản phẩm và phân công công việc của các thành viên trong nhóm. 5. Tạo dựng: Mỗi nhóm sẽ có 35 phút để tạo dựng thiết bị kiểm soát thân nhiệt thông minh theo kế hoạch đã lập ở bước 4. 45 C. H. Huệ / Microsoft Makecode cho BBC micro:bit và tiềm năng phát triển năng lực giải quyết 6. Kiểm tra: HS thử nghiệm và ghi lại những điều xảy ra khi kiểm tra sản phẩm bằng cách trả lời các câu hỏi trong phiếu học tập. Ở bước này, HS cần phải liệt kê chức năng nào của thiết bị hoạt động tốt và chức năng nào chưa tốt. 7. Cải thiện: HS tiến hành cải thiện những chức năng chưa tốt của sản phẩm, cải thiện để thiết bị dễ sử dụng và đẹp hơn. HS vẽ phác họa và chú thích thiết bị sau khi được cải thiện. 8. Chia sẻ: HS tính toán chi phí để nhóm mình tạo ra sản phẩm bằng cách dựa vào giá thành vật liệu trong bảng danh sách dụng cụ - vật liệu. Sau đó, từng nhóm thuyết trình sản phẩm của nhóm. GV đánh giá từng nhóm thông qua các tiêu chí về việc áp dụng quy trình, tính hiệu quả của sản phẩm, phân tích tính chất và sự chọn lựa vật liệu, tính sáng tạo thẩm mỹ, đánh giá ưu nhược điểm của sản phẩm, đề xuất phương án cải thiện sản phẩm, kỹ năng làm việc nhóm và kỹ năng thuyết trình. Việc thiết kế các hoạt động học tập ở bài 5 và bài 7 theo quy trình thiết kế kỹ thuật EDP tạo cơ hội cho HS phát triển năng lực thành phần NLc. Cụ thể, HS nhận ra ý tưởng mới khi biết tìm kiếm thông tin liên quan ở nhiều nguồn trên Internet để xác định và làm rõ thông tin cho ý tưởng mới ở bước 2. HS phát hiện và làm rõ vấn đề khi phát hiện được bài toán tin học ẩn trong tình huống thực tế của cuộc sống ở bước 1. HS hình thành và triển khai ý tưởng mới dựa trên các nguồn thông tin đã có, so sánh và bình luận được về các giải pháp đề xuất ở bước 3. HS đề xuất, lựa chọn được giải pháp GQVĐ ở bước 3 và bước 4. HS thiết kế và tổ chức được hoạt động thông qua việc lập kế hoạch hoạt động, phân công nhiệm vụ phù hợp cho các thành viên trong nhóm, sử dụng được các thiết bị, dụng cụ, nguyên liệu phù hợp, thao tác được môi trường lập trình trực quan để điều khiển hệ thống, đánh giá được hiệu quả của giải pháp đề xuất và thực hiện việc cải tiến giải pháp ở các bước 4, 5, 6, 7. HS biết tư duy độc lập khi đặt các câu hỏi khác nhau về vấn đề cần giải quyết ở bước 1 và bước 2; chú ý lắng nghe và tiếp nhận thông tin, ý tưởng của các thành viên khác trong nhóm với sự cân nhắc chọn lọc ở bước 3; xem xét đánh giá các giải pháp của nhóm khác, đặt câu hỏi phản biện cho nhóm khác ở bước 8. 2.4. Tổ chức thực nghiệm sư phạm Chúng tôi tiến hành giảng dạy nội dung về Microsoft MakeCode cho BBC micro:bit cho 02 GV Tin học của trường THCS Nghĩa Hưng, Bắc Giang và trường THCS Phan Chu Trinh, Đắk Sắk, Đắk Mil, Đắk Nông. Sau đó, các GV này tiến hành giảng dạy cho HS các lớp 8, 9 tại đơn vị công tác. Kết thúc thời gian thực nghiệm, chúng tôi tiến hành khảo sát lấy ý kiến của 93 HS tại các lớp thực nghiệm và nhận được kết quả ở Bảng 1. Kết quả khảo sát cho thấy 71% HS yêu thích Microsoft MakeCode cho micro:bit; 86% cho rằng việc tự học Microsoft MakeCode cho micro:bit là thuận lợi; 67,7% nhận thấy rằng việc khai thác tài nguyên khi học lập trình với Microsoft Makecode cho micro:bit là dễ dàng; 100% HS cho rằng việc GV sử dụng Microsoft MakeCode cho micro:bit để giảng dạy giúp cho việc học lập trình trở nên dễ dàng hơn. Chúng tôi tiến hành giảng dạy nội dung kiến thức về BBC micro:bit cho GV Tin học của huyện Cư M’Gar Đắk Lăk, sau đó tiến hành khảo sát ý kiến của GV. Đồng thời, chúng tôi cũng thu thập thêm ý kiến của một số GV đã từng tìm hiểu về BBC micro:bit. Kết quả khảo sát 68 GV được trình bày ở Bảng 2. 46 Trường Đại học Vinh Tạp chí khoa học, Tập 49 - Số 4B/2020, tr. 41-50 Bảng 1: Thống kê ý kiến khảo sát HS sau thực nghiệm về việc sử dụng Microsoft MakeCode cho BBC micro:bit trong dạy học lập trình Tiêu chí Mức độ Kết quả Tỷ lệ (%) Rất thích 28 30,1 Thích 38 40,9 Sự yêu thích của HS với Microsoft Bình thường 27 29 MakeCode cho micro:bit Không thích 0 0 Rất không thích 0 0 Rất thuận lợi 39 41,9 Thuận lợi 41 44,1 Sự thuận lợi trong tự học Microsoft Bình thường 12 12,9 MakeCode cho micro:bit của HS? Khó khăn 1 1,1 Rất khó khăn 0 0 Rất dễ dàng 31 33,3 Dễ dàng 32 34,4 Việc khai thác tài nguyên khi học lập trình Bình thường 29 31,2 với Microsoft Makecode cho micro:bit Khó khăn 1 1,1 Rất khó khăn 0 0 Việc GV sử dụng Microsoft MakeCode cho Có 93 100 micro:bit để giảng dạy có giúp cho việc học lập trình dễ dàng hơn không Không 0 0 Kết quả khảo sát cho thấy 72,1% GV đánh giá việc khai thác tài nguyên khi học lập trình với Microsoft Makecode cho micro:bit là rất dễ dàng và dễ dàng; 70,6% cho rằng Microsoft Makecode cho micro:bit có xu hướng ngày càng phát triển. Số lượng GV ưa thích Microsoft Makecode cho micro:bit chiếm 86,7%; 77.9% GV cho rằng HS sẽ thuận lợi trong tự học, trao đổi cộng động về Microsoft MakeCode cho micro:bit; 89,7% đánh giá rằng Microsoft MakeCode cho micro:bit là phù hợp và rất phù hợp để dạy lập trình. Bảng 2: Thống kê ý kiến khảo sát GV đã từng tìm hiểu về Microsoft MakeCode cho BBC micro:bit Tiêu chí Mức độ Kết quả Tỷ lệ (%) Rất dễ dàng 4 5,9 Việc khai thác tài nguyên khi học lập trình Dễ dàng 45 66,2 với NNLT Microsoft Makecode cho Bình thường 16 23,5 micro:bit Khó khăn 3 4,4 Rất khó khăn 0 0 Xu hướng sử dụng Microsoft MakeCode Ngày càng phát triển 48 70,6 cho micro:bit trong dạy học lập trình Phát triển 20 29,4 47 C. H. Huệ / Microsoft Makecode cho BBC micro:bit và tiềm năng phát triển năng lực giải quyết Tiêu chí Mức độ Kết quả Tỷ lệ (%) Không phát triển 0 0 Rất thích 26 38,2 Thích 33 48,5 Sự yêu thích của GV với Microsoft Bình thường 8 11,8 MakeCode cho micro:bit Không thích 1 1.5 Rất không thích 0 0 Rất thuận lợi 16 23,5 Sự thuận lợi trong tự học, trao đổi cộng Thuận lợi 37 54,4 động về Microsoft MakeCode cho Bình thường 11 16,2 micro:bit Khó khăn 4 5.9 Rất khó khăn 0 0 Rất phù hợp 26 38,2 Phù hợp 35 51,5 Sự phù hợp của việc sử dụng Microsoft Bình thường 7 10,3 MakeCode cho micro:bit để dạy lập trình Không phù hợp 0 0 Rất không phù hợp 0 0 3. Kết luận Kết quả nghiên cứu cho thấy Microsoft MakeCode cho BBC micro:bit phù hợp với các tiêu chí lựa chọn NNLT được nêu trong chương trình môn Tin học 2018. Điều này tạo cơ sở thuận lợi cho các cơ sở đào tạo khi triển khai giảng dạy khoa học máy tính theo cách tiếp cận physical computing. Tuy nhiên, để trang bị BBC micro:bit và các thiết bị liên quan nhằm cho phép HS sáng tạo những sản phẩm thú vị, giải quyết vấn đề thực của cuộc sống thì cơ sở đào tạo cần phải có kinh phí phù hợp. Giải pháp đưa ra trong trường hợp không có thiết bị là HS sử dụng trình mô phỏng BBC micro:bit trong Microsoft MakeCode. Lời cảm ơn: Nghiên cứu này được tài trợ từ nguồn kinh phí Khoa học công nghệ của Trường ĐHSP Hà Nội 2 cho đề tài mã số C.2019.12. TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018). Chương trình giáo dục phổ thông môn Tin học. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018). Chương trình giáo dục phổ thông. Chương trình tổng thể. Cápay, M. & Klimová, N. (2019). Engage Your Students via Physical Computing!. 2019 IEEE Global Engineering Education Conference, 1216-1223. Retrieved from https://booksc.xyz/book/76538467/c1a724. EiE of Museum of Science, Boston (n.d). The Engineering Design Process. Retrieved from https://www.eie.org/engineering-everywhere/engineering-design-process. 48 Trường Đại học Vinh Tạp chí khoa học, Tập 49 - Số 4B/2020, tr. 41-50 Halfacree G. (2017). The Official BBC micro:bit® User Guide, John Wiley & Sons. Micro:bit Education Foundation (2020). BBC micro:bit in school. https://microbit.org/get-started/bbc-microbit-in-school/. Micro:bit Education Foundation (2020). Milestones for the BBC micro:bit. Case studies. Retrieved from https://microbit.org/impact/case-studies/milestones-for-the-bbc- microbit/. Microsoft (2018). Physical computing for the non-computer science educator. Retrieved from https://education.microsoft.com/en-us/course/150beb36/overview. Przybylla, M. & Romeike, R. (2014). Key Competences with Physical Computing. Proceedings of Key Competencies in Informatics and ICT 2014. Universitätsverlag Potsdam, Potsdam, 216-221. Retrieved from https://publishup.uni- potsdam.de/opus4-ubp/frontdoor/deliver/index/docId/8290/file/cid07_S351-361.pdf. Sentance, S., Waite, J., Hodges, S., MacLeod, E., & Yeomans, L. (2017). “Creating Cool Stuff” - Pupils’ experience of the BBC micro:bit. In Proceedings of the 48th ACM Technical Symposium on Computer Science Education. Retrieved from https://www.researchgate.net/publication/316947289_Creating_Cool_Stuff_Pupils’_ Experience_of_the_BBC_microbit/link/59d54d5da6fdcc87469564bd/download. Sentance, S., Waite, J., Yeomans, L. & MacLeod, E. (2017). Teaching with physical computing devices: the BBC micro:bit initiative. WiPSCE „17: Proceedings of the 12th Workshop on Primary and Secondary Computing Education. 87-96. https://doi.org/10.1145/3137065.3137083. Trần Quang Thiện (2020). Góp sức chống dịch COVID-19, học sinh in 3D phụ kiện khẩu trang và học vận hành máy trợ thở. Công nghệ Việt. https://congngheviet.com/hoc- sinh-in-3d-phu-kien-ho-tro-deo-khau-trang-chong-covid-19/. Trần Thị Thanh (2019). Xây dựng thang đo năng lực “giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và truyền thông” cho học sinh THPT. Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục. Wing M. J. (2015). BBC micro:bit quick start guide for teachers. Retrieved from https://sli.se/shareroot/Avc_Upload/10/uploads/Quick-Start-Guide-for-Teachers.pdf. 49 C. H. Huệ / Microsoft Makecode cho BBC micro:bit và tiềm năng phát triển năng lực giải quyết SUMMARY MICROSOFT MAKECODE FOR BBC MICRO:BIT AND THE POTENTIAL TO DEVELOP PROBLEM-SOLVING COMPETENCY WITH THE SUPPORT OF INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY FOR SECONDARY STUDENTS Cao Hong Hue Institute of Infomation Technology, Hanoi Pedagogical University 2 Received on 19/5/2020, accepted for publication on 14/7/2020 In the General education program 2018, information technology competency is one of the seven specific competencies that need to be formed and developed for learners. The ability to solve problems with the support of information and communication technology (NLc) is one of the five components of information technology competency. Researching a programming environment to develop NLc is essential. We have used theoretical and experimental pedagogical research methods to examine the potential of using Microsoft MakeCode for BBC micro:bit to contribute to developing NLc component of the information technology competency for secondary students. The results showed that Microsoft MakeCode for BBC micro: bit conforms to the programming language selection criteria outlined in the Infomatics educational program 2018. The use of this environment in teaching programming creates favorable conditions to develop the competency of the NLc for students. Keywords: BBC micro:bit, Microsoft MakeCode, physical computing; IT competency; problem-solving competency with the support of ICT. 50
File đính kèm:
- microsoft_makecode_cho_bbc_microbit_va_tiem_nang_phat_trien.pdf