skkn dạy học STEM thông qua điều khiển robot để dạy một số cấu trúc lập trình trong môn tin học(1)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NINH BÌNH
TRUNG TÂM GIÁO DỤC THƯỜNG XUYÊN,TIN HỌC VÀ NGOẠI NGỮ
--------

SÁNG KIẾN
DẠY HỌC STEM THÔNG QUA ĐIỀU KHIỂN ROBOT ĐỂ DẠY MỘT SỐ
CẤU TRÚC LẬP TRÌNH TRONG MƠN TIN HỌC

* Nhóm tác giả của sáng kiến:
1. Lê Kiên Trung, Phó Giám đốc Trung tâm GDTX, TH&NN;
2. Đồng Thị Thủy Trung, Trưởng phòng GDCN-TX, Sở GD&ĐT
2. Vũ Văn Cường, Phó TP CNTT&TT, Trung tâm GDTX, TH&NN;
3. Trần Văn Hải, Giáo viên Trung tâm GDTX, TH&NN.

1


Đơn vị: Trung tâm Giáo dục thường xuyên, Tin học và Ngoại ngữ

Ninh Bình, tháng 5 năm 2020
CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN

Tên sáng kiến:
“Dạy học STEM thông qua điều khiển Robot để dạy một số cấu trúc
lập trình trong mơn Tin học”

Đồng tác giả:

1. Lê Kiên Trung, Phó Giám đốc Trung tâm GDTX,TH&NN;
2. Đồng Thị Thủy Trung, Trưởng Phòng GDCN-TX, Sở GD&ĐT;
3.Vũ Văn Cường, Phó TP CNTT&TT, Trung tâm GDTX,TH&NN;
4. Trần Văn Hải, Giáo viên Trung tâm GDTX,TH&NN.
Đơn vị: Trung tâm Giáo dục thường xuyên, Tin học - Ngoại ngữ.
2


Ninh Bình, tháng 5 năm 2020

3


CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐƠN YÊU CẦU CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN
Kính gửi: Hội đồng sáng kiến cấp ngành Giáo dục Đào tạo Ninh Bình
Chúng tơi ghi tên dưới đây:
ST
T

Họ tên

Ngày
sinh

1

Lê Kiên Trung

1979

2

Đồng Thị Thủy Trung

1968

3

Vũ Văn Cường

1985

4

Trần Văn Hải

1989

Nơi công
tác
TT GDTX,
TH&NN
Sở
GD&ĐT
TT GDTX,
TH&NN

TT GDTX,
TH&NN

Chức vụ

Trình
độ
chun
mơn

Tỷ lệ (%)
đóng góp vào
việc tạo ra
sáng kiến

P. Giám đốc

Thạc sỹ

25%

Trưởng
Phòng
PTP
CNTT&TT

Thạc sỹ

Giáo viên

Thạc sỹ
Thạc sỹ

25%
25%
25%

1. Tên sáng kiến, lĩnh vực áp dụng:
- Tên sáng kiến: “Dạy học STEM thông qua điều khiển robot để dạy một số cấu trúc
lập trình trong mơn Tin học”
- Lĩnh vực áp dụng: Tiếp cận công nghệ 4.0, giảng dạy bộ môn tin học ở các cấp học
Tiểu học, THCS, THPT; bồi dưỡng, ôn luyện đội tuyển học sinh giỏi tin học, hướng dẫn học
sinh trong các cuộc thi Tin học trẻ, cuộc thi sáng tạo Thanh thiếu niên nhi đồng.
2. Nội dung sáng kiến
a) Giải pháp cũ thường làm
- Về công cụ, phương tiện thực hiện:
+ Việc dạy lập trình theo cách truyền thống thông thường chỉ cung cấp cho học sinh các
kiến thức thuần túy về lập trình nhằm phát huy tư duy về logic, tuần tự, các cấu trúc điều khiển
và các thuật tốn. Vì vậy cơng cụ và phương tiện dạy học thông thường là tài liệu, bảng, phấn,
máy chiếu truyền thống. Ngoài ra để phục vụ phần thực hành thì các em được học lập trình trên
máy tính sử dụng ngơn ngữ lập trình Pascal hoặc C để thực hiện dạy học. Sản phẩm của việc
học lập trình thường là các chương trình giải quyết một số bài toán cụ thể nặng về thuật toán.

4


- Về phương pháp dạy học:
+ Ở một số trường cịn khó khăn về cơ sở vật chất, thiết bị dạy học như máy tính, máy
chiếu các thầy cơ chủ yếu dạy các em học lập trình thơng qua sách giáo khoa, tài liệu và bảng
phấn vì vậy nên phương pháp truyền đạt vẫn cịn mang tính chất hàn lâm, lý thuyết là chính.

+ Tại một số trường có điều kiện hơn về cơ sở vật chất thì các thày cơ đã vận dụng máy
chiếu để trình chiếu và dạy học để tăng tính trực quan hơn. Học trị đã được học lập trình thơng
qua các phần mềm được cài trên máy tính thơng qua đó các em có trải nghiệm thực tế về cơng
việc lập trình cũng như hiểu hơn về cách giao tiếp, làm việc và điều khiển máy tính.
- Sản phẩm dạy học:
Sản phẩm của việc học lập trình thường là dừng lại ở các đoạn code để giải quyết một số
bài toán cụ thể trong sách giáo khoa hoặc cao hơn là các bài tập ôn, luyện thi Tin học trẻ không
chuyên hoặc thi chuyên.
b) Giải pháp mới cải tiến
Dạy học Stem: Thuật ngữ STEM là chữ viết tắt bằng tiếng Anh dùng để chỉ các ngành
học về Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics
(Tốn)”. Như vậy có thể hiểu khi người học theo phương pháp giáo dục này thì học sinh sẽ
được tiếp cận các kiến thức tổng hợp từ các lĩnh vực khác nhau.
Stem là xu hướng dạy học mà ở đó các yếu tố về khoa hoc, cơng nghệ, kĩ thuật, toán học
được xem trọng. Hợp với xu thế của thời đại hiện nay và tương lai, đáp ứng kì vọng đào tạo ra
những con người đáp ứng tốt yêu cầu của thời đại mới, cuộc sống kỉ nguyên cơng nghệ 4.0.
Khi dạy học Stem địi hỏi các kiến thức cần có sự tổng hợp (liên mơn).
Dạy học Stem tạo cơ hội và điều kiện cho cả thày và trị có được mơi trường giáo dục
gắn liền và sát thực nhất với thực tế. Từ đó tăng tính háo hức, tò mò và hứng thù của học trò.
Năm 2011, Công ty Cổ phần DTT Eduspec (DTTE) hợp tác liên doanh với Tập đoàn
Eduspec Holdings Berhad (EHB), Malaysia được thành lập và trở thành đơn vị triển khai giáo
dục STEM đầu tiên tại Việt Nam, hoạt động theo hình thức Hợp tác Công tư (PPP). Là đơn vị
luôn đi đầu, nghiên cứu về giáo dục Stem nhất là ứng dụng lập trình điều khiển robot. Hàng
năm đơn vị này tổ chức và tham gia rất nhiều các cuộc thi liên quan đến điều khiển robot tại
Việt Nam và thế giới với các thành tích cao. Bên cạnh đó họ cịn cung cấp các khóa học lập
trình điều khiển robot theo cả hình thức online và offline.

5

Ngồi ra, phong trào dạy học lập trình điều khiển robot rất phát triển tại các thành phố
lớn như thành phố Hồ Chí Minh và Hà Nội đã thu hút được lượng lớn sự quan tâm và tham gia
của học sinh cũng như phụ huynh học sinh.
Nhóm tác giả nhận thấy khi học lập trình điều khiển robot học sinh sẽ nhận được nhiều
lợi ích như sau:
+ Sản phẩm của lập trình khơng chỉ dừng lại ở các chương trình bản mềm, nó cịn có tác
dụng thực tế là điều khiển robot thực hiện các cơng việc, bài tốn khác nhau. Từ đó sản phẩm
lập trình sẽ gắn với thực tế và có tính trực quan rất cao. Từ đó lôi cuấn, thu hút được sự quan
tâm, hứng thú trong việc học lập trình của học sinh.
+ Khi làm việc với Robot, các em sẽ được tiếp cận với các kiến thức, hiểu biết về phần
cứng (điện, điện tử, động cơ), được tiếp cận các công nghệ mới (cảm biến ánh sáng, cảm biến
âm thanh, tự động dò đường, led), Wifi, Bluetooth. Các công nghệ này hiện nay đang phát
triển và phổ dụng trong cuộc sống, cách mạng 4.0.
+ Các em biết kết hợp các kiến thức từ các ngành học khác nhau gồm Khoa học, Tốn
học, Cơng nghệ, Kĩ thuật qua việc tư duy tìm thuật tốn để giải quyết bài toán đặt ra, lắp ráp,
cài đặt robot, điều khiển và làm chủ các công nghệ trên robot, xây dựng, tính tốn tạo sân khấu
để kiểm thử. Vì vậy nên việc dạy học lập trình thơng qua điều khiển robot thực sự là cần thiết.
Thông qua việc học lập trình robot, học sinh được trang bị các kỹ năng cần có của thế kỷ
21 (làm việc nhóm, tư duy điện toán, tư duy phản biện…). Đi kèm với robot là 12 bài học miễn
phí với nhiều kiến thức và kỹ năng như:
+ Lập trình Robot: Robot là một chiếc xe điện tự lái hồn chỉnh, học sinh có thể lập
trình các bài tốn kinh điển trong lĩnh vực robot như: tránh vật cản, đi theo vạch, robot tự hành,
điều khiển qua điện thoại.…
+ Nhận biết linh kiện điện tử cơ bản: Robot được trang bị sẵn các linh kiện điện tử cơ
bản (điện trở, còi, led, cảm biến…) giúp học sinh nhận biết được các linh kiện điện tử cơ bản.
+ Sáng tạo robot: Bo mạch của robot tương thích với chuẩn Arduino giúp robot có thể
mở rộng tính năng điều khiển bằng cách gắn thêm tất cả các mô-đun vốn rất phong phú của
Arduino (GPS, Mp3, LED 7 thanh, LCD, Smart Home, Data Science, Sensor…); Khung robot
được đặt sẵn các phần ghép nối để gắn thêm Tay gắp, Súng bắn bóng, Máy bắn đá… giúp robot
có thể thực hiện được nhiều nhiệm vụ cụ thể, thỏa sức cho học sinh sáng tạo.

6


3. Hiệu quả kinh tế, xã hội dự kiến đạt được
Trung tâm GDTX, Tin học và Ngoại ngữ là cơ quan tham mưu cho ngành GD&ĐT tiên
phong trong việc ứng dụng CNTT vào việc quản lý, điều hành các hoạt động quản lý, đổi mới
trong công tác dạy học và đổi mới trong việc xây dựng, biên tập các tài liệu học tập đáp ứng
yêu cầu của người học.
Sau hơn một năm thử nghiệm dạy học STEM thông qua điều khiển robot để dạy, chúng
tôi xin được đánh giá hiệu quả của phương pháp dạy học mới như sau:
a) Hiệu quả xã hội
- Tài liệu có sức lan tỏa lớn đối với xã hội, đặc biệt là lứa tuổi học sinh tiểu học, THCS,
THPT. Khơi dậy cho các em niềm đam mê tin học ngay từ nhỏ, phương pháp dạy học STEM
thông qua điều khiển robot giúp các em học sinh vừa có thể tiếp xúc với các khái niệm cơ bản
của lập trình tạo nền tảng cho việc học các ngơn ngữ lập trình khác, vừa có thể thực hành ngay
tại chỗ với những ý tưởng của bản thân giúp phát triển khả năng sáng tạo và tư duy giải quyết
vấn đề.
- Phương pháp dạy học STEM thông qua điều khiển robot giúp cho học sinh và phụ
huynh hệ thống hóa kiến thức một cách khoa học, logic; giúp người học khơng ngừng tìm tịi
đam mê, phát huy tính sáng tạo của người học khi lần đầu tiên tiếp cận với thế giới lập trình mơ
phỏng.
b) Hiệu quả kinh tế
Đến nay Trung tâm đã tổ chức 4 lớp dạy học lập trình thơng qua robot cho học sinh trên
địa bàn thành phố Ninh Bình có niềm đam mê về lập trình; hỗ trợ, bồi dưỡng cho học sinh tiểu
học, THCS ở các huyện Gia Viễn, Yên Khánh, Hoa Lư tham gia cuộc thi Tin học trẻ không
chuyên tỉnh Ninh Bình.
Dự kiến mỗi năm trung tâm đào tạo, bồi dưỡng 5 lớp dạy học STEM thông qua điều
khiển robot, mỗi lớp 12.000.000 đồng.
12.000.000 x 5 = 60.000.000 đồng

Như vậy mỗi năm thu về cho Trung tâm 60.000.000 đồng kinh phí đào tạo các lớp dạy

7


học STEM thông qua điều khiển robot.
4. Các điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến
a) Điều kiện áp dụng
Dạy học STEM thông qua điều khiển robot để dạy một số cấu trúc lập trình trong
mơn Tin học đang được đang được áp dụng tại Trung tâm GDTX, Tin học và Ngoại ngữ tỉnh,
dạy cho các đối tượng là học sinh Tiểu học, THCS, THPT đam mê lập trình, bồi dưỡng, đào tạo
những học sinh tham gia các cuộc thi Tin học trẻ, cuộc thi sáng tạo Thanh thiếu niên nhi đồng
các cấp.
b) Khả năng áp dụng
- Đối với Trung tâm Tin học – Ngoại ngữ và Hướng Nghiệp: Dạy cho học sinh Tiểu học,
THCS, THPT đam mê lập trình, bồi dưỡng, đào tạo những học sinh tham gia các cuộc thi Tin
học trẻ, cuộc thi sáng tạo Thanh thiếu niên nhi đồng các cấp.
- Đối với các trường Tiểu học, THCS, THPT: có thể sử dụng phương pháp dạy học
thơng qua Robot để hướng dẫn lập trình cho học sinh, khuyến khích các em khám phá thế giới
lập trình nhằm khơi dậy niềm đam mê, phát huy tính sáng tạo của học sinh trong lĩnh vực Công
nghệ thông tin.
c) Danh sách những người đã tham gia áp dụng thử hoặc áp dụng sáng kiến lần đầu
Họ và tên

Năm
sinh

Nơi cơng tác

Chức vụ

Trình độ
chun
mơn

Nội dung cơng
việc hỗ trợ

1 Lê Kiên Trung

1979

TT GDTX,
TH&NN

Phó GĐ

Thạc sỹ

Phụ trách chung,
xây dựng kế hoạch

2 Vũ Văn Cường

1985

TT GDTX,
TH&NN

Phó

trưởng
phịng

Thạc sỹ

Xây dựng chương
trình, giảng dạy

3 Trần Văn Hải

1989

TT GDTX,
TH&NN

Giáo viên

Thạc sỹ

THPT chuyên Giáo viên
Lương Văn Tụy

Thạc sỹ

T
T

4 Nguyễn Thu Hương 1990

8

Xây dựng chương
trình, giảng dạy

Xây dựng chương


T
T

Họ và tên

Năm
sinh

Nơi cơng tác

Chức vụ

Trình độ
chun
mơn

Nội dung cơng
việc hỗ trợ
trình, giảng dạy

5 Nguyễn Thị Hằng

1983

THPT chuyên
Giáo viên
Lương Văn Tụy

Thạc sỹ

Giảng dạy

Chúng tôi xin cam đoan mọi thông tin nêu trong đơn là trung thực, đúng sự thật và hoàn
toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật./.
Ninh Bình, ngày 12 tháng 5 năm 2020
XÁC NHẬN
CỦA LÃNH ĐẠO ĐƠN VỊ

ĐẠI DIỆN NHÓM TÁC GIẢ

Vũ Văn Cường

9


SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NINH BÌNH
TRUNG TÂM GDTX, TIN HỌC VÀ NGOẠI NGỮ
--------

PHỤ LỤC SÁNG KIẾN
DẠY HỌC STEM THÔNG QUA ĐIỀU KHIỂN ROBOT ĐỂ DẠY
MỘT SỐ CẤU TRÚC LẬP TRÌNH MƠN TIN HỌC

* Nhóm tác giả của sáng kiến:
1. Lê Kiên Trung, Phó Giám đốc Trung tâm;
2. Đồng Thị Thủy Trung, Trưởng phòng GDCN-TX, Sở GD&ĐT;
3. Vũ Văn Cường, Phó Trưởng phịng CNTT&TT;
4. Trần Văn Hải, Giáo viên phòng CNTT&TT.

Đơn vị: Trung tâm GDTX, Tin học và Ngoại ngữ

10


Ninh Bình, tháng 5 năm 2020

11


PHỤ LỤC
DẠY HỌC STEM THÔNG QUA ĐIỀU KHIỂN ROBOT ĐỂ DẠY MỘT SỐ CẤU TRÚC
LẬP TRÌNH MƠN TIN HỌC
I. DẠY HỌC STEM
1. Stem là gì?
Theo Wikipedia “Thuật ngữ STEM là chữ viết tắt bằng tiếng Anh dùng để chỉ các ngành
học về Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kỹ thuật) và Mathematics
(Tốn)”. Như vậy có thể hiểu khi người học theo phương pháp giáo dục này thì học sinh sẽ
được tiếp cận các kiến thức tổng hợp từ các lĩnh vực khác nhau.
Trong tài liệu tập huấn “Xây dựng và thực hiện các chủ đề giáo dục STEM” của Vụ
Giáo dục trung học cũng đã đưa ra khái niệm về STEM “là thuật ngữ viết tắt của các từ
Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Tốn
học), thường được sử dụng khi bàn đến các chính sách phát triển về Khoa học, Công nghệ, Kĩ
thuật và Toán học của mỗi quốc gia. Sự phát triển về Khoa học, Cơng nghệ, Kĩ thuật và Tốn

học được mơ tả bởi chu trình STEM” [6].
Science

Math

Knowledge

Scientists: answer questions
(Nhà khoa học: Trả lời câu hỏi)

Engineers: Solve problems
(Kỹ sư: Giải quyết vấn đề)

Technology

Engineering

the STEM cycle
2. Giáo dục Stem
Bàn về giáo dục Stem trong trường trung học, Vụ trung học, Bộ Giáo dục và Đào tạo
cũng đã chỉ ra “Mỗi bài học STEM trong chương trình giáo dục phổ thơng đề cập đến một vấn

12


đề tương đối trọn vẹn, đòi hỏi học sinh phải học và sử dụng kiến thức thuộc các môn học trong
chương trình để sử dụng vào giải quyết vấn đề đó. Tiến trình mỗi bài học STEM được thực
hiện phỏng theo quy trình kĩ thuật, trong đó việc "Nghiên cứu kiến thức nền" (background
research) trong tiến trình dạy học mỗi bài học STEM chính là việc học để chiếm lĩnh nội dung
kiến thức trong chương trình giáo dục phổ thơng tương ứng với vấn đề cần giải quyết trong bài

học, trong đó học sinh là người chủ động nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu bổ trợ, tiến hành
các thí nghiệm theo chương trình học (nếu có) dưới sự hướng dẫn của giáo viên; vận dụng
kiến thức đã học để đề xuất, lựa chọn giải pháp giải quyết vấn đề; thực hành thiết kế, chế tạo,
thử nghiệm mẫu; chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh thiết kế. Thơng qua q trình học tập đó, học
sinh được rèn luyện nhiều kĩ năng để phát triển phẩm chất, năng lực” [6 ].
Theo PGS.TS Lê Huy Hoàng, thành viên Ban Phát triển CT GDPT Tổng thể, Chủ biên
CT môn Công nghệ cho biết”
“Ở cấp độ chương trình giáo dục phổ thơng, giáo dục STEM vừa mang nghĩa thúc đẩy giáo
dục các lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật và tốn học, vừa thể hiện phương pháp tiếp cận
liên môn, phát triển năng lực và phẩm chất người học. Trong dự thảo chương trình giáo dục
phổ thông tổng thể, giáo dục STEM đã được chú trọng thơng qua các biểu hiện: Chương trình
giáo dục phổ thơng mới có đầy đủ các mơn học STEM. Đó là các mơn Tốn học; Khoa học tự
nhiên; Cơng nghệ; Tin học” [8]
Từ các góc nhìn khác nhau đó chúng ta có thể nhận ra sự phù hợp và cần thiết để đẩy
mạnh giáo dục Stem vào trong giáo dục trong đó có thể hiện rõ tính phù hợp với giáo dục, với
các mơn học trong đó có mơn Tin học bởi các lý do:
Đối với môn Tin học nói riêng theo PGS. TS Hồ Cẩm Hà “Nhiều năm qua, chương trình
mơn Tin học gặp khơng ít bất cập trong q trình triển khai do có một số quan niệm sai lầm
như: Đồng nhất việc học Tin ở phổ thơng với học sử dụng máy tính và phần mềm; chưa coi
trọng mạch kiến thức Khoa học máy tính; tích hợp môn Tin học với môn Công nghệ” [5]. Cũng
bàn về vấn đề này trong mơn Tin học lập trình PGS.TS Hồ Sỹ Đàm cũng chỉ ra “Nội dung
thuật toán, cấu trúc dữ liệu và lập trình là thành phần cơ bản của Khoa học máy tính giúp hình
thành và phát triển tư duy máy tính. Chương trình năm 2018 đưa nội dung đó trải rộng trong
cả 3 cấp học, chú trọng phương pháp dạy học tích cực, ở giai đoạn giáo dục cơ bản sử dụng

13


các ngơn ngữ lập trình trực quan, hiện đại, phù hợp với lứa tuổi, giúp học sinh tự làm ra được
sản phẩm số, gây hứng thú học tập và sáng tạo” [5].

Từ những điểm nêu trên, nhóm tác giả là cán bộ quản lý, giáo viên đang công tác tại
Trung tâm GDTX, Tin học và Ngoại ngữ tỉnh Ninh Bình đều là những người đã, đang hoạt
động trong lĩnh vực Tin học ln trăn trở suy nghĩ để tìm ra phương thức đào tạo mơn Tin học
nói chung và lập trình nói riêng sao cho phù hợp với thời cuộc, phù hợp với chương trình giáo
dục phổ thơng tổng thể mới để đáp ứng được các yêu cầu đặt ra. Từ đó nhóm tác giả đã quyết
định và đưa vào áp dụng giảng dạy lập trình thơng qua việc sử dụng các ngơn ngữ lập trình
mang tính trực quan như Scratch, mblock và dựa trên các phương tiện máy tính và robot.
3. Những ưu, nhược điểm, tồn tại, hạn chế giải pháp cũ
Việc dạy lập trình Pascal đã đáp ứng được các yêu cầu cơ bản trong chương trình Tin
học như cung cấp các kiến thức cơ bản về thuật toán, cấu trúc dữ liệu, vận dụng kiến thức để
giải quyết một số bài tốn đơn giản trên máy tính bằng lập trình. Qua đó khơng thể phủ nhận
những ưu điển của bộ môn này đối với ngành Tin học. Pascal là ngôn ngữ phổ biến, được đưa
vào lĩnh vực giảng dạy và học thuật bởi những điểm sau:
Pascal là ngôn ngữ định kiểu dữ liệu một cách mạnh mẽ, nó có thể giúp kiểm tra lỗi một
cách rộng rãi, cung cấp một số loại dữ liệu như mảng, bản ghi, file và tập hợp. Nó cũng cung
cấp một loạt cấu trúc lập trình. Ngồi ra cịn hỗ trợ lập trình cấu trúc thơng qua các chức năng
và thủ tục. Hỗ trợ lập trình hướng đối tượng (OOP – Object oriented programming).
Ngơn ngữ lập trình Pascal dễ học, Pascal tạo ra các chương trình rõ ràng, hiệu quả và
đáng tin cậy, đồng thời có thể dịch chương trình Pascal trên các nền tảng máy tính khác nhau.
Tuy nhiên bên cạnh những ưu điểm kể trên, thì cũng khơng thể kể đến những nhược
điểm nhất định mà bộ ngôn ngữ lập trình Pascal này đang gặp phải đó là:
Khai báo biến phải đặt ở đầu chương trình trong khi các ngơn ngữ lập trình khác có thể
khai báo ở các vị tri khác nhau. Khơng phân biệt kí tự hoa, thường nên khó đặt tên biến, hệ
thống thư viện cịn ít, kiểu liệt kê, bản ghi cũng lỗi thời vì bây giờ toàn dùng Database, hệ
thống hàm làm việc với hệ thống tập tin cũng kém hiệu quả. Pascal làm việc yêu cầu khá phức
tạp về hệ thống lệnh;
Không dùng Non- print Character, Regular Expression, do vậy khó ứng dụng viết
chương trình hiệu quả cao; Khơng chạy đa nền tảng, chỉ chạy trên nền Console của DOS hay

14

UNIX.
Giao diện chương trình khơng thân thiện dễ gây sự nhàm chán cho người học
+ Không hỗ trợ đa ngôn ngữ
+ Thiếu trực quan, sinh động
+ Phức tạp trong lập trình phần cứng
Hiện nay nhiều ngơn ngữ lập trình khác ra đời sau Pascal có thể được lựa chọn để giảng
dạy và vẫn đáp ứng được các yêu cầu cơ bản cho người mới bắt đầu như C/C++, Python,
Scratch, Mblock… những ngôn ngữ này khắc phục được các nhược điểm của Pascal, cùng với
sự phát triển về cấu hình phần cứng máy tính, các ngơn ngữ lập trình mới cho phép người lập
trình co thể mở rộng và phát triển hơn nữa về khả năng lập trình tư duy lập trình và xây dựng
các ứng dụng nâng cao, quy mơ hơn.
Có thể nói đây cũng là xu hướng tất yếu của thời đại hội nhập với sự bùng nổ thông tin,
việc tìm kiếm tài liệu, thơng tin trở nên dễ dàng và hỗ trợ đắc lực cho việc tự nghiên cứu, tìm
tịi và phát triển tư duy lập trình của người học. Xu hướng trực quan hóa, thiên về ứng dụng đồ
họa và lập trình điều khiển phần cứng.
Cơng cụ và phương tiện dạy học lập trình thơng thường là sách giáo khoa, tài liệu tham
khảo, bảng, phấn, máy tính, máy chiếu do vậy phương pháp dạy học môn tin học có lợi thế
hơn các mơn học khác, trực quan, sinh động hơn. Tuy nhiên vẫn chưa phát huy được hiệu quả
cao.
- Khơng có tính thực tiễn cao nên chưa thu hút được hứng thú cho học sinh
- Học theo kiểu hàn lâm nên học sinh muốn lập trình được phải có nền kiến thức tốt về
mơn tốn. Như vậy học sinh rất khó hình dung ra liên hệ giữa việc học và cơng việc thực tế,
khó hình dung ra sản phẩm của việc lập trình trong đời sống hàng ngày.
II. DẠY HỌC STEM THÔNG QUA ĐIỀU KHIỂN ROBOT ĐỂ DẠY MỘT SỐ
CẤU TRÚC LẬP TRÌNH TRONG MƠN TIN HỌC.
1. STEM Robot hay STEM Robotics là gì?
Chương trình STEM Robotics được phát triển bởi tổ chức Robomatter thuộc Học viện
Robotics của trường Đại học Carnegie Mellon (Mỹ). Robomatter là tổ chức đi đầu trong nghiên

cứu áp dụng robot trong môi trường học tập nhằm tạo động lực cho học sinh và giáo viên trong
việc dạy và học các lĩnh vực khoa học, cơng nghệ, kỹ thuật và tốn học.

15


Tại Việt Nam đã có một số tổ chức, cá nhân đã và đang triển khai các chương trình giáo
dục liên quan đến điều khiển robot. Một trong số đó là công ty Robot STEM Việt Nam chuyên
nghiên cứu, chuyển giao công nghệ cũng như robot để phục vụ giáo dục trong nhà trường.
Cũng theo đơn vị này “Giáo dục STEM ln ln có sự đi kèm với những bài giảng về robot
với mục đích đưa học sinh kết nối với khoa học giúp các bạn say mê và tự tin bước vào thế giới
công nghệ. Với chức năng hỗ trợ trẻ trong quá trình học tập, robot giáo dục giúp trẻ cải thiện
sự quan sát tập trung và kiên nhẫn thông qua các bài học lắp ráp các mô hình robot, tăng
cường khả năng tư duy logic với nhưng mơ hình có thể chuyển động được. Phát huy sự sáng
tạo khi tự tư duy và tìm tịi những mơ hình mới, những bài học mới, việc chơi mà học – học mà
chơi, bé sẽ tìm được đam mê ngay trong những trị chơi và mơn học lồng ghép giúp trẻ phát
triển tốt khả năng của não bộ cả về tư duy, logic và sự sáng tạo”.
2. Điều kiện và khả năng áp dụng
- Tại Việt Nam
Khác với các nước phát triển như Mỹ, giáo dục STEM du nhập vào Việt Nam không
phải bắt nguồn từ các nghiên cứu khoa học giáo dục hay từ chính sách vĩ mơ về nguồn nhân lực
mà bắt nguồn từ các cuộc thi Robot dành cho học sinh phổ thông do các công ty công nghệ tại
Việt Nam triển khai cùng với các tổ chức nước ngồi. Ví dụ cuộc thi Robotics của cơng ty DTT
Eduspec được tổ chức từ những năm 2012 (STEM, 2012) tới nay, cùng với đó là những hội
thảo chính thức do công ty DTT Eduspec tổ chức với định hướng giáo dục STEM tập trung vào
các môn học mới như robot, khoa học dữ liệu. Từ đó đến nay giáo dục STEM đã bắt đầu có sự
lan toả với nhiều hình thức khác nhau, nhiều cách thức thực hiện khác nhau, nhiều tổ chức hỗ
trợ khác nhau.
Hệ thống các công ty giáo dục tư nhân Việt Nam đã rất nhanh nhạy đưa giáo dục STEM,
mà chủ yếu là các hoạt động Robot vào giảng dạy tại các trường phổ thông tại một số thành

phố lớn như Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng bằng hình thức xã hội hố. Tuy nhiên, khu vực
nông thôn hiện nay chưa thể tiếp cận với các hoạt động liên quan đến robot vì chi phí mua
robot của nước ngồi rất đắt đỏ, vậy nên tại các vùng nơng thơn hiện nay đã có một số giải
pháp khác đươc đưa ra do Liên minh các công ty giáo dục STEM tại Hà Nội đưa ra như Học
viện Sáng tạo S3, Kidscode STEM.
Như vậy, giáo dục STEM hiện nay tại Việt Nam hầu hết là cuộc chơi của các công ty tư nhân

16


tại các thành phố lớn và một số hoạt động phong trào tại nhiều địa phương.
- Tại địa phương
Như nhóm tác giả đã trình bày ở trên hiện nay các địa phương khơng phải là các thành
phố lớn, trong đó có tỉnh ta thì việc áp dụng dạy học Stem thơng qua lập trình điều khiển robot
là rất mới và chưa có tiền lệ.
Tuy nhiên dựa trên các kiến thức và các hoạt động đã tổ chức về dạy học mơ hình này
nhóm tác giả nhận thấy có thể triển khai mơ hình này tại các cấp học ở tỉnh Ninh Bình trong cả
trường học và các hoạt động ngồi nhà trường từng bước một.
Hiện nay, nhóm tác giả chính là những người sáng lập câu lạc bộ Stem – Education
Ninh Bình, nhóm đã tham gia nghiên cứu, giảng dạy lập trình thơng qua robot đầu tiên tại Ninh
Bình.
Dạy học lập trình thơng qua điều khiển robot thì chi phí phát sinh cao hơn so với dạy
học lập trình thuần túy trên máy tính do chi phí mua robot, tạo sân khấu. Tuy nhiên vì những
lợi ích to lớn mà cách học này mang lại như đã trình bày nhóm tác giả nhận thấy có thể bước
đầu áp dụng được tại địa phương Ninh Bình và trước tiên là tại Trung tâm GDTX, Tin học và
Ngoại ngữ tỉnh và các Câu lạc bộ.
III. MỘT SỐ VÍ DỤ DẠY HỌC STEM THÔNG QUA ĐIỀU KHIỂN ROBOT ĐỂ
DẠY MỘT SỐ CẤU TRÚC LẬP TRÌNH

1. Cấu trúc tuần tự

Cấu trúc tuần tự là cách chạy cơ bản nhất của một chương trình. Đoạn lệnh sẽ bắt
đầu chạy từ khối lệnh đầu tiên, sau đó lần lượt chạy tiếp các khối lệnh tiếp theo cho đến
khi kết thúc đoạn lệnh.
Vào

Khối lệnh 1

Khối lệnh 2

Ví dụ: Điều khiển robot di chuyển theo hình

Khối lệnh 3

17
Ra


2. Cấu trúc rẽ nhánh (cấu trúc chọn)
2.1. Câu lệnh if
Câu trúc lệnh if cho phép lựa chọn một trong hai nhánh tùy thuộc vào giá trị của
biểu thức luận lý là đúng hay sai.
Nếu biểu thức luận lý đúng thì thực hiện khối lệnh và thốt khỏi if, ngược lại thì khơng
thực hiện khối lệnh và thốt khỏi if

Ví dụ: Lập trình điều khiển robot bằng điều khiển hồng ngoại
18


2.2. Cấu trúc if-else
Câu trúc lệnh if-else cho phép lựa chọn một trong hai nhánh tùy thuộc vào giá trị

của biểu thức luận lý là đúng hay sai.
Nếu biểu thức luận lý đúng thì thực hiện khối lệnh 1 và thốt khỏi if, ngược lại thì thực
hiện khối lệnh 2 và thốt khỏi if

Vi dụ: Lập trình robot tự động di chuyển và dừng khi gặp vật cản

3. Cấu trúc lặp
19


3.1. Vòng lặp với số lần nhất định
Vòng lặp xác định thực hiện lặp lại một số lần xác định của một chuỗi các khối
lệnh
Ví dụ: Lập trình robot mơ phỏng tiếng kêu của cịi xe cứu thương (bi-bơ)

3.2. Vịng lặp vơ hạn
Vịng lặp xác định thực hiện lặp lại vơ hạn một chuỗi các khối lệnh
Ví dụ: Lập trình robot mơ phỏng đèn xe cảnh sát (đỏ-xanh)

3.3. Vịng lặp có điều kiện
Vịng lặp xác định thực hiện lặp lại một chuỗi các khối lệnh cho đến khi biểu thức
điều kiện còn đúng

20


Ví dụ: Lập trình robot tự động bật đèn khi trời tối

4. Thủ tục
Thủ tục là một chương trình con thực hiện trọn vẹn một chức năng hay nhiệm vụ

nào đó.
Thủ tục giúp tồn bộ chương trình trở nên gọn nhẹ, dễ theo dõi và dễ chỉnh sửa
hơn.
Ví dụ: thủ tục điều khiển robot chơi nhạc

21


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hồ Sĩ Đàm, Sách giáo khoa, sách bài tập tin học 11
2. TS. Dương Xuân Thành, Giáo trình pascal
3. Nguyễn Thanh Nga (chủ biên) (2017), Thiết kế và tổ chức chủ đề STEM cho học sinh
THCS và THPT, NXB Đại học sư phạm TP Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh.
4. Bùi Việt Hà, Tự học lập trình Pascal
5. 10 điểm mới của mơn Tin học trong chương trình phổ thơng mới, – VnExpress
6. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2018), Định hướng giáo dục Stem trong trường trung học, tài
liệu hội thảo chương trình phát triển giáo dục giai đoạn 2.

22


7. Nguyễn Hữu Hưng (chủ biên) (2019), Lập trình điều khiển Robot mbot với Scratch 3.0,
NXB VietStem..
8. Báo điện tử Bộ Giáo dục và Đào tạo (2020), Giáo dục STEM trong chương trình giáo
dục phổ thơng mới, ngày 07/5/2020.

XÁC NHẬN
CỦA LÃNH ĐẠO ĐƠN VỊ

ĐẠI DIỆN NHÓM TÁC GIẢ

Vũ Văn Cường

23