Hoa Kỳ và Canada: Giảng dạy khoa học máy tính để mở rộng sự hấp dẫn của môn học

Mặc dù nhu cầu ngày càng tăng về các kỹ năng khoa học máy tính trong nghề nghiệp ở thế kỷ hiện nay và nhiều lĩnh vực của cuộc sống, các trường K-12 (từ mẫu giáo đến lớp 12, là một cách diễn đạt tiếng Anh chỉ phạm vi số năm giáo dục tiểu học và trung học được hỗ trợ công khai ở Hoa Kỳ và Canada) vẫn đang phải vật lộn để dạy khoa học máy tính cho thế hệ tiếp theo.

Kiến thức của giáo viên là một khó khăn khác khi giảng dạy khoa học máy tính. Ảnh: GettyImages

Tuy nhiên, một cách tiếp cận mới đối với giáo dục khoa học máy tính – được gọi là điện toán tích hợp – giải quyết các rào cản chính mà các trường gặp phải khi bổ sung giáo dục khoa học máy tính vào chương trình học của học sinh. Những rào cản này bao gồm thiếu giáo viên khoa học máy tính có trình độ, thiếu kinh phí và sự tập trung vào các khóa học gắn liền với các bài kiểm tra đạt tiêu chuẩn.

Điện toán tích hợp dạy các kỹ năng khoa học máy tính như lập trình và hiểu biết về máy tính trong các khóa học truyền thống. Ví dụ, học sinh có thể sử dụng các hoạt động điện toán tích hợp để tạo các mô hình hình học trong toán học, mô phỏng sóng điện từ trong khoa học và tạo chatbot cho các ký tự văn học trong môn ngữ văn.

Với tư cách là giáo sư về công nghệ học tập, tôi đã thiết kế các hoạt động điện toán tích hợp cho học sinh K-12 trong 5 năm qua. Tôi làm việc với các giảng viên và sinh viên trong các chương trình đào tạo giáo viên để tạo và thử nghiệm các hoạt động điện toán tích hợp trên tất cả các môn học.

Trong nghiên cứu của mình, tôi đã phát hiện ra rằng máy tính tích hợp giải quyết được ba rào cản lớn đối với việc giảng dạy khoa học máy tính ở các trường K-12.

Những thách thức đối với việc giảng dạy khoa học máy tính

Việc đưa một môn học mới vào một chương trình giảng dạy vốn đã quá tải là một thách thức rất lớn cho ngành giáo dục. Điện toán tích hợp cho phép giáo dục khoa học máy tính trở thành một phần của việc học ở các lớp khác, cách mà kỹ năng đọc cũng được sử dụng trong các lớp khoa học, toán và nghệ thuật ngôn ngữ.

Kiến thức của giáo viên là một khó khăn khác khi giảng dạy khoa học máy tính ở các trường K-12. Trong khi những người chuyên về khoa học máy tính thường được tuyển dụng vào những nghề nghiệp béo bở hơn là giảng dạy, thì điện toán tích hợp phát triển kiến thức khoa học máy tính của tất cả giáo viên. Giáo viên không cần phải trở thành chuyên gia khoa học máy tính để dạy kỹ năng lập trình và kiến thức máy tính cho học sinh của họ.

Trên thực tế, kết quả đáng ngạc nhiên nhất trong nghiên cứu của tôi là giáo viên học cách dạy các hoạt động tin học tích hợp nhanh như thế nào. Trong khoảng hai giờ, giáo viên có thể sử dụng bài học khoa học máy tính được tạo sẵn trong lớp học của họ. Trong tương lai, giáo viên sẽ được tập huấn để sử dụng trí tuệ nhân tạo để tự tạo ra những bài học cho học sinh của mình. Ví dụ, một giáo viên khoa học gần đây đã hỏi tôi cách cô ấy có thể tạo hoạt động phân tích dữ liệu cho lớp học của mình như thế nào. Các công cụ AI sẽ cho phép cô nhanh chóng thiết kế các khía cạnh kỹ thuật của hoạt động này.

Trong tương lai, giáo viên sẽ được tập huấn để sử dụng trí tuệ nhân tạo để tự tạo ra những bài học cho học sinh của mình. Ảnh: GettyImages

Và cuối cùng, điện toán tích hợp cũng giải quyết tâm lý ngại tham gia các lớp khoa học máy tính tự chọn của học sinh khi các em có ít kiến thức về khoa học máy tính. Vào năm 2022, hơn một nửa số trường trung học công lập ở Hoa Kỳ cung cấp môn khoa học máy tính, nhưng chỉ có 6% học sinh tham gia các lớp này. Những học sinh học khoa học máy tính ở trường trung học thường đã sớm tiếp xúc với khoa học máy tính.

Máy tính tích hợp có thể giúp tất cả học sinh tiếp xúc sớm với khoa học máy tính, điều mà tôi tin rằng sẽ làm tăng số lượng học sinh tham gia các khóa học về khoa học máy tính sau này ở trường.

Khoa học máy tính cho mọi người

Tiếp xúc sớm với khoa học máy tính ở trường đặc biệt quan trọng đối với học sinh thuộc các nhóm ít được đại diện trong khoa học máy tính. Một báo cáo năm 2022 từ Code.org, một tổ chức phi lợi nhuận ủng hộ việc giáo dục khoa học máy tính nhiều hơn ở các trường K-12, đã phát hiện ra rằng học sinh là người Latinh, nữ hoặc từ các khu vực thu nhập thấp hoặc nông thôn ít có khả năng đăng ký các khóa học cơ bản về khoa học máy tính hơn các học sinh là nam hay đến từ các thành phố, tuy nhiên các đối tượng học sinh ít được tiếp xúc với khoa học máy tính này cần được chú ý nhiều hơn và phổ cập các kiến thức cần thiết cho môn học này trong tương lai.

Những giáo viên muốn xây dựng kiến thức khoa học máy tính và áp dụng kiến thức đó vào lớp học của mình có thể thử các khóa học điện toán tích hợp trực tuyến, tự điều chỉnh nhịp độ môn học miễn phí đã phát triển và được gắn với các chứng chỉ vi mô. Ngoài ra, danh sách các hoạt động điện toán tích hợp có thể sắp xếp này cung cấp các giáo án miễn phí. Các hoạt động chỉ yêu cầu máy tính – không cần kiến thức trước đó và học viên nhỏ tuổi cũng có thể hoàn thành chúng bên ngoài lớp học.

Máy tính tích hợp cung cấp một lộ trình để nâng cao trình độ tin học cho tất cả học sinh K-12. Khi công nghệ tiến bộ với tốc độ ngày càng tăng, tôi tin rằng các trường học phải quan tâm đến việc những người trẻ tuổi của chúng ta không bị tụt lại phía sau.n

Thủy Phạm (Theo TheConversation)