Tài liệu Skkn thiết kế chủ đề truy vấn dữ liệu – tin học 12, nhằm phát triển năng lực học sinh theo hướng tiếp cận stem

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO NGHỆ AN TRƯỜNG THPT QUỲNH LƯU 4 ……………………………… SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Đề tài: THIẾT KẾ CHỦ ĐỀ TRUY VẤN DỮ LIỆU – TIN HỌC 12, NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỌC SINH THEO HƯỚNG TIẾP CẬN STEM Lĩnh vực: PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MÔN Người thực hiện : HỒ ĐÌNH THƯỜNG Tổ : TOÁN – TIN - VP Điện thoại: 0976465759 NĂM HỌC: 2019 – 2020 0 PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ 1. Lí do chọn đề tài Giáo dục tích hợp STEM là phương pháp đổi mới giáo dục dựa trên tính liên môn tích hợp khoa học - công nghệ - kĩ thuật – toán, trong việc thực hiện chương trình giáo dục phổ thông ở các môn liên quan. Dạy học các môn khoa học theo phương thức giáo dục STEM là định hướng được sở GD-ĐT Nghệ An ưu tiên thực hiện trong nhiêm vụ năm học 2019-2020. Trong đó dạy học theo dự án là phương pháp ứng dụng thích hợp, có hiệu quả trong môi trường giáo dục trường học. Trên tinh thần đó, bản thân tôi cùng với các giáo viên trong nhóm tin học, trường THPT Quỳnh Lưu 4. Đã tiến hành nghiên cứu, thiết kế, dạy học chủ đề: Truy vấn dữ liệu – tin học 12, nhằm phát triển năng lực cho học sinh theo định hướng STEM. 2. Mục đích nghiên cứu Đề tài giúp giáo viên có thêm phương pháp giáo dục mới, nhằm phát triển năng lực của học sinh. Từ những bài tập dự án, giúp học sinh có được kỹ năng làm việc theo nhóm và kỹ năng thuyết trình. 3. Nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu 3.1 Nhiệm vụ nghiên cứu: Sử dụng phương pháp dạy học theo dự án, học sinh hoạt động trong và ngoài giờ học. 3.2 Phạm vi nghiên cứu. Đề tài được nghiên cứu trong quá trình dạy học tại trường THPT Quỳnh Lưu 4. 4. Đối tượng nghiên cứu - Sách giáo khoa tin học 12. - Chuẩn kiến thức kỹ năng môn Tin học trung học phổ thông _ NXB Giáo dục. - Tài liệu tập huấn về giáo dục STEM sở GD-ĐT Nghệ An năm 2019-2020. - Tài liệu tập huấn về dạy học theo chương trình mới. - Học sinh khối 12, năm học 2019-2020. 5. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp sưu tầm, tổng hợp: Tổng hợp, tham khảo từ các tài liệu về giáo dục STEM. - Phương pháp thực nghiệm: dạy học đề khảo sát kiểm chứng. 1 PHẦN II. NỘI DUNG 1. THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP SÁNG KIẾN Hiện nay, có nhiều phương pháp đổi mới giờ dạy được triển khai thực hiện ở các cấp học như: Đổi mới SHCM theo Nghiên cứu bài học, xây dựng các chủ đề dạy học ... những giải pháp đổi mới đã khắc phục tình trạng dạy học mang tính hàn lâm, thụ động trước đây. Tuy nhiên, các phương pháp trên vẫn còn hạn chế trong việc phát huy năng lực sáng tạo và trải nghiệm nghiên cứu khoa học của học sinh. Phương pháp dạy học chủ đề theo định hướng giáo dục STEM là chủ đề tích hợp liên môn. Với phương pháp này, học sinh sẽ có thời gian để hình thành các kỹ năng giải quyết vấn đề và liên hệ thực tế, vì thời gian thực hiện dự án không chỉ là trong tiết học mà còn thực hiện cả ngoài tiết học. 2. NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN SÁNG KIẾN 2.1 Tìm hiểu về quy trình kỹ thuật, tiêu chí xây dựng bài học STEM 2.1.1 Kế hoạch bài học STEM B1. Tên chủ đề; B2. Mô tả chủ đề; B3. Mục tiêu: Kiến thức, kĩ năng, phẩm chất, năng lực; B4. Thiết bị; B5. Tiến trình dạy học ( Gồm 5 hoạt động). Hoạt động 1: Xác định vấn đề + Mục đích; + Nội dung; + Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh; + Cách thức tổ chức hoạt động. Hoạt động 2: Nghiên cứu kiến thức nền và đề xuất giải pháp + Mục đích; + Nội dung; + Dự kiến sản phẩm hoạt động của học sinh; + Cách thức tổ chức hoạt động. Hoạt động 3: Lựa chọn giải pháp. Hoạt động 4: Chế tạo mẫu, thử nghiệm và đánh giá. Hoạt động 5: Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh 2 2.1.2 Sự phù hợp của tiến trình tổ chức các hoạt động học của học sinh trong các bài học STEM với phương pháp dạy học tích cực Phương pháp dạy học tích cực Mô hình THM (VNEN) Gắn kết Khởi động Khám phá Hình thành kiến thức Giải thích Giáo dục STEM Xác định vấn đề/ nhu cầu thực tiễn Nghiên cứu kiến thức mới cần sử dụng Luyện tập HĐ1: Tiêu chí dụng cụ/thiết bị… cần chế tạo HĐ2: Học kiến thức mới + Đề xuất các giải pháp/Bản thiết kế Đề xuất các giải pháp/ Bản thiết kế Lựa chọn 1 giải pháp/ Bản thiết kế Mở rộng Vận dụng hoặc/và mở rộng Chế tạo mẫu Thử nghiệm – Đánh giá HĐ3: Trình bày/bảo vệ/lựa chọn giải pháp/thiết kế HĐ4: Chọn dung cụ, Chế tạo và thử nghiệm Chia sẻ và thảo luận Đánh giá Điều chỉnh thiết kế HĐ5: Trình bày sản phẩm + Đánh giá 2.1.3 Tiêu chí xây dựng bài học STEM Tiêu chí 1:Chủ đề bài học STEM tập trung vào các vấn đề của thực tiễn. Tiêu chí 2: Cấu trúc bài học STEM theo quy trình thiết kế kĩ thuật. 3 Tiêu chí 3: Phương pháp dạy học bài học STEM đưa hs vào hoạt động tìm tòi và khám phá, định hướng hành động, trải nghiệm và sản phẩm. Tiêu chí 4: Hình thức tổ chức bài học STEM lôi cuốn hs vào hoạt động nhóm kiến tạo. Tiêu chí 5: Nội dung bài học STEM áp dụng chủ yếu từ nội dung khoa học và toán mà HS đã và đang học. Tiêu chí 6: Tiến trình bài học STEM tính đến có nhiều đáp án đúng và coi sự thất bại như là một phần cần thiết trong học tập. 2.2 Thiết kế kế hoạch dạy học theo chủ đề STEM, chủ đề: Truy vấn dữ liệu – tin học 12 2.2.1 Lựa chọn chủ đề, nội dung bài dạy học Chủ đề: Truy vấn trong CSDL 2.2.2 Xác định yêu cầu kiến thức, kĩ năng, thái độ 1. Kiến thức + Biết khái niệm mẫu hỏi, vai trò của mẫu hỏi. + Biết sử dụng các phép toán, biểu thức, các hàm số học chuẩn trong mẫu hỏi. + Biết các bước chính để tạo mẫu hỏi. 2. Kỹ năng + Sử dụng các biểu thức toán học trong thiết lập mẫu hỏi. + Viết đúng biểu thức điều kiện khi thiết lập mẫu hỏi. 3. Thái độ + Tự giác, tích cực và chủ động trong các hoạt động tập thể. 4. Năng lực + Phát triển năng lực chung: phát hiện giải quyết vấn đề, năng lực hoạt động nhóm. + Phát triển năng lực đặc thù: Giải quyết vấn đề với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và truyền thông, Hợp tác trong môi trường số. 4 2.2.3 Xác định phương pháp, đồ dùng dạy học - Phương pháp: Thuyết trình, hoạt động giải quyết vấn đề, hoạt động nhóm, hoạt động cặp đôi. - Phương tiện dạy học: + Giáo viên: Máy chiếu, phiếu học tập, hình ảnh minh họa trên slide. + Học sinh: Sách giáo khoa, bảng phụ. 2.2.4 Lập bảng mô tả yêu cầu cần đạt Nội dung Loại câu hỏi/bài tập Thông hiểu Vận dụng thấp HS xác định được ý Câu nghĩa của hỏi/bài tập mẫu hỏi, định tính xác định các biểu thức toán học HS chỉ ra và giải thích được các phép tính toán, các biểu thức điều kiện HS thiết lập được các biểu thức, các điều kiện tương ứng với các dạng câu hỏi. Bài tập định lượng Chỉ ra cấu trúc, xác định các thành phần trong biểu thức số học và biểu thức lôgic HS biết được cách tính giá trị các biểu thức. Nhận biết 1.Các khái niệm Vận dụng cao HS vận dụng các biểu thức tính toán và điều kiện để mô tả bài toán mới Bài tập thực hành 2. Tạo mẫu hỏi HS hiểu HS mô tả được ý Câu các bước nghĩa của hỏi/bài tập thiết kế mẫu các bước định tính thiết kế hỏi. mẫu hỏi. Bài tập định HS biết cơ chế hoạt HS hiểu cơ HS viết chế hoạt được cấu HS viết được cấu trúc mẫu 5 lượng động của mẫu hỏi Bài tập thực hành động của mẫu hỏi HS sửa lỗi mẫu hỏi trong tình huống quen thuộc có lỗi. trúc mẫu hỏi, thực hiện trong một tình huống quen thuộc. HS vận dụng mẫu hỏi, cùng với các đối tượng khác để làm được yêu cầu hoàn chỉnh giải quyết vấn đề trong tình huống quen thuộc. hỏi, thực hiện trong một tình huống mới. HS vận dụng mẫu hỏi, cùng với các đối tượng khác để làm được yêu cầu hoàn chỉnh giải quyết vấn đề trong tình huống mới. 2.2.5 Câu hỏi và bài tập. - Nhận biết : CH1: Cho biết khái niệm và lợi ích của mẫu hỏi trong CSDL? CH2: Nêu các phép toán số học? CH3: Nêu các phép toán quan hệ, lôgic? CH4: Nêu các toán hạng: các trường, hằng số, hằng văn bản? CH5: Nêu các hàm số học chuẩn? CH6: Nêu các bước chính để thiết lập mẫu hỏi? CH7: Nêu các thao tác thiết lập mẫu hỏi? - Thông hiểu. CH1: Cho biết ý nghĩa của các thành phần tham gia trong biểu thức mẫu hỏi? CH2: Cách biễu diễn các trường, các hằng văn bản? CH3: Ý nghĩa của các thuộc tính mô tả điều kiện trong mẫu hỏi? - Vận dụng CH1: Viết các biểu thức điều kiện với tình huống quen thuộc? - Vận dụng cao 6 CH2: Viết biểu thức điều kiện trong một số tình huống phát sinh? 2.2.6 Thiết kế hoạt động chủ đề. Nội dung 1.Các khái niệm Người thực Thời lượng hiện (tiết) Thời điểm Thiết bị DH, học liệu Hồ Đình Thường 1 tiết Tuần 13, lớp 12A1 Máy chiếu, phiếu học tập, bảng phụ 1 tiết Tuần 13, lớp 12A1 Máy chiếu, phiếu học tập, bảng phụ 2. Tạo mẫu Hồ Đình hỏi Thường Ghi chú 2.3 Thiết kế tiến trình dạy học theo dự án STEM, chủ đề: Truy vấn dữ liệu – tin học 12 2.3.1 Xác định vấn đề hoặc nhu cầu thực tiễn * Mục đích : Giúp các em hiểu một số truy vấn trên CSDL thực tiễn, phầm mềm quản lí điểm, từ đó thiết lập được truy vấn trên CSDL đơn giản được tạo trên Access . * Nội dung : - Hoạt động 1 : Tìm hiểu truy vấn từ phần mềm quản lí điểm Giáo viên trình chiếu bảng tổng kết năm học được trích xuất từ phần mềm quản lí điểm. Giáo viên đưa ra các lập luận cho bảng dữ liệu với các câu hỏi sau: CH1 : Điểm tb các môn được tổng hợp như thế nào? CH2 : Điểm TK được tính như thế nào? CH3 : Xếp loại học lực dựa vào dữ liệu nào và điều kiện gì? Gọi học sinh đứng tại chỗ trả lời câu hỏi. 7 Hình 1: Bảng điểm tổng kết năm học Giáo viên trình chiếu tiếp bảng Thống kê tỉ lệ xếp loại học lực (Hình 2). Yêu cầu học sinh đặt các câu hỏi lấy dữ liệu cho bảng thống kê? Hình 2: Thống kê tỉ lệ học lực phần mềm quản lí điểm Dự kiến sản phẩm học sinh: CH1: Dữ liệu học sinh nữ của từng lớp được lấy như thế nào? CH2: Tỉ lệ học lực từng lớp được thống kê từ những dữ liệu nào? Cách thống kê như thế nào ? * Hoạt động 2: Hoạt động nhóm thiết lập các truy vấn từ CSDL đã cho. Giáo viên trình chiếu bảng Học sinh CSDL quản lí học sinh (Hình 3), phân lớp thành 4 nhóm yêu cầu thiết lập ít nhất 4 câu hỏi yêu cầu khai thác dữ liệu dữ liệu : 8 Hình 3 : Bảng HOC_SINH CSDL Quản lí học sinh Dự kiến sản phẩm của học sinh: CH1: Tính điểm trung bình các môn? CH2: Đưa ra học sinh có điểm trung bình cao nhất? CH3: Sắp xếp theo tổ từ nhỏ đến lớn? CH4: Đưa ra điểm trung bình từng môn theo tổ? CH5: Đưa ra điểm cao nhất, thấp nhất từng môn? - Hoạt động 3: Phân nhóm giao nhiệm vụ thực hiện dự án. Giáo viên trình chiếu CSDL Quản lí học sinh (Hình 3), phân dự án cho 4 nhóm trong lớp. Yêu cầu từ CSDL Quản lí học sinh: Nhóm 1: Thiết kế mẫu hỏi đưa ra điểm trung bình các môn theo công thức: DiemTB= ((Toán + Văn)x2+lí+hóa+ sử+địa+tin)/9 Nhóm 2: Thiết kế mẫu hỏi đưa ra danh sách các bạn nam, sắp xếp theo thứ tự tăng dần theo tổ? Nhóm 3: Thiết kế mẫu hỏi đưa ra danh sách học sinh có điểm văn >7.0 và toán <9.5? Nhóm 4: Thiết kế mẫu hỏi gộp nhóm theo tổ điểm trung bình các môn? * Hình thức tổ chức hoạt động: Thuyết trình kết hợp vấn đáp học sinh (Hoạt động 1). Hoạt động nhóm (Hoạt động 2) 2.3.2 Xác định kiến thức nền và đề xuất giải pháp * Mục đích: Giúp học sinh tìm hiểu kiến thức liên quan để giải quyết dự án. * Nội dung 9 - Hoạt động 4: Phân nhóm tìm hiểu kiến thức liên quan Giáo viên chia lớp thành 4 nhóm, yêu cầu nghiên cứu sách giáo khoa trang 63, 64 thực hiện yêu cầu: Nhóm 1: Trình bày các phép toán sử dụng trong biểu thức mẫu hỏi. Nhóm 2: Trình bày các toán hạng trong biểu thức mẫu hỏi. Nhóm 3: Trình bày biểu thức số học, biểu thức logic. Nhóm 4: Trình bày các hàm trong biểu thức mẫu hỏi. Các nhóm hoạt động trình bày trên bảng phụ, cử đại diện nhóm lên thuyết trình, trả lời phản biện. Dự kiến sản phẩm của học sinh: Nhóm 1: - Các phép toán + Phép toán số học: +, – , * , / + Phép toán so sánh: <, >, <=, >=, =, <> + Phép toán logic: AND, OR, NOT Nhóm 2: - Các toán hạng : + Tên các trường: được ghi trong dấu ngoặc vuông. Ví dụ : [gioi tinh], [DToan] + Các hằng số học + Các hằng văn bản, được viết trong dấu nháy kép. Nhóm 3: - Cấu trúc biểu thức số học: : Ví dụ : DTB:([Dtoan]+[Dli]+[Dtin]+[Dvan]+[Dhoa]+[Dsinh])/6 - Biểu thức điều kiện sẽ là: [TOAN] >=9 Nhóm 4: SUM: Tính tổng 10 AVG: Tính giá trị trung bình Min: Tìm giá trị nhỏ nhất Max: Giá trị lớn nhất COUNT: Đếm số giá trị khác trống. 2.3.3 Lựa chọn giải pháp. * Mục đích: Học sinh trong nhóm sẽ lựa chọn giải pháp tối ưu để thực hiện các sản phầm * Nội dung: - Hoạt động 5: Từ các kiến thức tìm hiểu được, học sinh đề xuất các giải pháp nhóm thảo luận thống nhất giải pháp thực hiện nhiệm vụ giáo viên phân công. Phân công người thuyết trình bảo vệ sản phẩm. Nội dung thực hiện ngoài tiết học. * Dự kiến sản phẩm học sinh: Nhóm 1: B1: Chọn đối tượng Queries, nháy đúp vào Create Query by Design view; B2: Chọn nguồn dữ liệu : Chọn bảng học sinh; B3: Mô tả các điều kiện mẫu hỏi: - Field: Mahs, Ho ten, Ngay sinh, Gioi tinh, To, Toan, Li, Hoa, Van, Su, Dia,Tin. - Nháy vào trường trống gõ công thức: diem TB: (([Toan]+[Van])*2+[Li]+[Hoa]+[Su]+[Dia]+[Tin])/9; B4: Nháy lệnh Run để xem kết quả, vào File → save đặt tên mẫu hỏi. Nhóm 2: B1: Chọn đối tượng Queries, nháy đúp vào Create Query by Design view; B2: Chọn nguồn dữ liệu: Chọn bảng học sinh; B3: Mô tả các điều kiện mẫu hỏi: - Field: Mahs, Ho ten, Ngay sinh, Gioi tinh, To - Sort: Tương ứng trường tổ chọn Ascending - Criteria: Tương ứng trường Gioi tinh chọn “Nam”; B4: Nháy lệnh Run để xem kết quả, vào File → save đặt tên mẫu hỏi. Nhóm 3: B1: Chọn đối tượng Queries, nháy đúp vào Create Query by Design view; 11 B2: Chọn nguồn dữ liệu: Chọn bảng học sinh; B3: Mô tả các điều kiện mẫu hỏi: - Field: Mahs, Ho ten, Ngay sinh, Gioi tinh, To, Toan, Van - Criteria: Tương ứng trường Toan chọn >9.5; trường Van chọn >7 B4: Nháy lệnh Run để xem kết quả, vào File → save đặt tên mẫu hỏi. Nhóm 4: B1: Chọn đối tượng Queries, nháy đúp vào Create Query by Design view; B2: Chọn nguồn dữ liệu: Chọn bảng học sinh; B3: Mô tả các điều kiện mẫu hỏi: - Field: To, Toan, Li, Hoa, Van, Su, Dia,Tin. B4: Nháy nút Totals trên thanh công cụ chuẩn, trong trường Total tương ứng với các thuộc tính điểm chọn hàm AVG; B5: Nháy lệnh Run để xem kết quả, vào File → save đặt tên mẫu hỏi. 2.3.4 Chế tạo mẫu thử nghiệm và đánh giá * Mục đích: Từ những phương án đã lựa chọn học sinh sử dụng máy tính để tạo các mẫu hỏi truy vấn giải quyết vấn đề, kiểm nghiệm trên máy tính. * Nội dung: - Hoạt động 6: Học sinh hoạt động theo nhóm được phân công, thời gian hoạt động ngoài tiết học. * Dự kiến sản phẩm của học sinh: Nhóm 1: 12 Nhóm 2: Nhóm 3: Nhóm 4: 2.3.5 Chia sẻ, thảo luận, điều chỉnh. * Mục đích: Học sinh thuyết trình sản phẩm của nhóm mình trước lớp, các thành viên nhóm khác tham gia phản biện và chủ động tiếp thu kiến thức. * Nội dung: - Hoạt động 7: Các nhóm chuẩn bị sản phẩm, nội dung trình bày thời gian ngoài giờ. Giáo viên yêu cầu đại diện mỗi nhóm 2 thành viên, 1 thành viên vai trò thuyết trình các bước thực hiện, thành viên còn lại thực hiện trực tiếp trên CSDL Quản lí học sinh. - Hoạt động 8: Tổ chức trò chơi Hỏi xoáy – đáp xoay: trò chơi gồm 2 người chơi một người hỏi, một người trả lời. Các bạn còn lại trong đội chơi được biết câu trả lời và trợ giúp người chơi bằng biểu cảm hành động. * Cách thức tổ chức hoạt động: 13 Mỗi nhóm cử 2 thành viên đại diện lần lượt lên trình bày. Một bạn trình bày các bước thực hiện, bạn còn lại thực hiện các bước đó trên máy tính. 2.4 Áp dụng dạy học thực nghiệm. Chủ đề Truy vấn dữ liệu được thực hiện 2 tiết trên lớp: Tiết 1: gồm các hoạt động phần xác định nhu cầu thực tiễn và phần tìm hiểu kiến thức nền đề xuất giải pháp. Gồm 4 hoạt động: Hoạt động 1, hoạt động 2, hoạt động 3, hoạt động 4. Tiết 2: Trình bày, thảo luận, điều chỉnh sản phẩm. Gồm các hoạt động: Hoạt động 7, hoạt động 8. Thời gian các nhóm thực hiện lựa chọn giải pháp, chế tạo mẫu thử nghiệm được tiến hành ngoài giờ lên lớp. Học sinh tham gia hoạt động nhóm, thực hiện yêu cầu hoạt động 2 14 Học sinh tham gia hoạt động nhóm, thực hiện yêu cầu hoạt động 2 Giáo viên hiệu chỉnh sản phẩm các nhóm sau hoạt động 2 15 Giáo viên giao dự án cho các nhóm (hoạt động 3) Hoạt động nhóm : thảo luận yêu cầu hoạt động 4 16 Học sinh đại diện nhóm 1 lên thuyết trình Học sinh đại diện nhóm 2 lên thuyết trình 17 Học sinh phát biểu phản biện Giáo viên chuẩn hóa sản phẩm hoạt động 4 Hoạt động 5, hoạt động 6 học sinh làm việc ngoài giờ lên lớp theo nhóm được phân công. 18 Tiết 2 : Học sinh thuyết trình sản phẩm hoạt động 7. Đại diện học sinh nhóm 1 thuyết trình Đại diện học sinh nhóm 1 thực hiện sản phẩm 19