Tác giả/ Nhóm tác giả: Đoàn Thiện Minh và Nguyễn Thị Liễu

Đơn vị: Khoa Công nghệ thông tin

Giải pháp đã đạt được Giải Tư trong Hội thảo báo cáo Giải pháp Sáng kiến kinh nghiệm năm 2020.

Bối cảnh của giải pháp

Khi nhắc đến ngành Công nghệ thông tin, học sinh thường có suy nghĩ không tích cực về học ngành Công nghệ thông tin sinh viên như: cần phải có khởi điểm là tiếng Anh tốt, phải có kĩ năng sử dụng máy tính đặc biệt ngành Công nghệ thông tin là chỉ học viết các dòng mã lệnh khô khan. Chính vì tư duy như trên đã làm cho số lượng học sinh đăng ký ngành công nghệ thông tin thấp. Để giúp sinh viên hiểu rõ hơn về ngành học, trong các năm qua khoa luôn đổi mới các phương pháp tuyển sinh để có thể tiếp cận người học như tham gia các chương trình tư vấn do nhà trường tổ chức (tư vấn hướng nghiệp, triễn lãm) hoặc các chương trình tư vấn trực tiếp do khoa và các trường trung học phổ thông kết hợp, tham gia các đợt hướng nghiệp mời sinh viên về cơ sở 1, cơ sở 6 trường Lạc Hồng với nội dung hướng nghiệp bao gồm: thử tài lắp ráp máy tính với game giả lập, thử tài kết nối máy tính, Thiết kế website. Mặc dù kết quả của các lần tuyển sinh đều khả quan nhưng số lượng sinh viên chưa đạt như mong đợi. Vì vậy, giải pháp nâng cao hiệu quả hướng nghiệp trong công tác tuyển sinh tại khoa Công nghệ thông tin ứng dụng lập trình theo mô hình “kéo-thả” (drag and drop) được thực hiện.

Giải pháp cải tiến

Với sự thay đổi nhanh chóng của khoa học công nghệ gắn liền với việc ứng dụng các thành tựu như: Kết nối vạn vật, Thực tế ảo, Dữ liệu lớn, Trí tuệ nhân tạo…

Giải pháp nâng cao hiệu quả trong công tác tuyển sinh sử dụng các công nghệ mới hỗ trợ ngôn ngữ lập trình theo mô hình “kéo-thả”  có ưu điểm thông qua các trải nghiệm thực tiễn sẽ giúp người học có được những kỹ năng như tư duy lập trình, giải quyết vấn đề, hợp tác làm việc nhóm và thúc đẩy tư duy sáng tạo. Đây là những kỹ năng vô cùng cần thiết của sinh viên ở thời đại khoa học công nghệ 4.0 của thế kỷ 21.

Mô hình “kéo-thả”  gồm:

1. a) Lập trình MicroBit sử dụng board mạch micro:bit

Micro:bit là board mạch có kích thước nhỏ, có thể xem như một máy tính mini lập trình được, tích hợp khả năng phát hiện chuyển động, la bàn và công nghệ Bluetooth.

Hình 1: Hình ảnh Thiết kế mặt trước của Micro:bit

Thiết kế mặt trước của Micro:Bit

• 25 led đơn được sắp xếp thành 1 hình vuông.
• 2 nút nhấn lập trình được.
• 3 chân truy xuất analog/digital được đánh số từ 0 đến 2.
• Chân 3V và GND là chân dùng để cấp nguồn cho các thiết bị bên ngoài.

Thiết kế mặt sau của Micro:bit

• Processor là 1 một vi xử lý ARM Cortex M0 32-bit, tích hợp công nghệ BLE (Bluetooth Low Energy).
• 1 cổng kết nối USB.
• 1 cổng để gắn pin (sử dụng nguồn DC 3V).
• 1 nút bấm reset.
• Cảm biến gia tốc (accelerometer) và cảm biến từ (compass hay magnetometer).
• 1 ăng-ten Bluetooth.
• Pins là các chân điều khiển của processor

Microsoft PXT (Programming eXperience Toolkit) ngoài ra nó được biết đến với tên Microsoft Make Code (). Ứng dụng Microsoft PXT do hãng Microsoft phát triển, là một môi trường giúp những người mới bắt đầu có thể dễ dàng tiếp cận với công việc lập trình. Tính năng chính của nó là tạo ra một chương trình biên tập sử dụng lập trình Blockly.

Hình 2: Ứng dụng trong lập trình kéo-thả hiển thị chữ và Icon

1. b) Lập trình Arduino sử dụng mạch Arduino

Arduino là công cụ hỗ trợ đắc lực cho công việc lập trình, ngôn ngữ  dụng ngôn ngữ gần giống  C hoặc C++. Người học có thể lập trình được những ứng dụng mà không cần biết nhiều về ngôn ngữ lập trình và điện tử. Ngoài ra, Arduino là một nền tảng được chuẩn hóa nên có nhiều thư viện hỗ trợ. Người học có thể sử dụng Arduino kết hợp với các mạch cảm biến khác như độ ẩm, dò line .. để xây dựng các ứng dụng cơ bản như điều chỉnh việc tự động phun sương, robot tự di chuyển…

Hình 3: Mạch Arduino Uno

Thông số kỹ thuật:

• Chip điều khiển chính: ATmega328P
• Chip nạp và giao tiếp UART: ATmega16U2
• Nguồn nuôi mạch: 5VDC từ cổng USB hoặc nguồn ngoài cắm từ giắc tròn DC
• Số chân Digital I/O: 14
• Số chân PWM Digital I/O: 6
• Số chân Analog Input: 6
• Dòng điện DC Current trên mỗi chân I/O: 20 mA
• Dòng điện DC Current chân 3.3V: 50 mA
• Flash Memory: 32 KB (ATmega328P)
• SRAM: 2 KB (ATmega328P)
• EEPROM: 1 KB (ATmega328P)
• Clock Speed: 16 MHz
• LED_BUILTIN: 13

Kích thước: 68.6 x 53.4 mm

Hình 4: Hình ảnh Lập trình Arduino sử dụng môi trường thiết kế 3D

Phần mềm lập trình:

TinkerCad là chương trình mô phỏng vi mạch Arduino với thiết kế 3D trực tuyến. Chương trình này được sáng lập bởi hãng Autodesk và hoàn toàn miễn phí. Sử dụng chương trình TinkerCad để thiết kế, giả lập mô phỏng vi mạch Arduino và các thiết bị cảm biến, chương trình giúp người học lập trình tương tác tốt với các thiết bị ngoại vi qua mội trường lập trình giả lập. từ đó người học sẽ không còn cảm thấy sự khô khan khi lập trình. Đây là điều mà khoa công nghệ thông tin hướng đến.

Ứng dụng lập trình Arduino:

Arduino có nhiều ứng dụng trong thực tế, đặc biệt là trong việc chế tạo các thiết bị điện tử, xây dựng các hệ thống giao tiếp thiết bị IOT. Một số ứng dụng của Arduino bao gồm:

Lập trình robot: Arduino chính là một phần quan trọng trong trung tâm xử lí giúp điều khiển được hoạt động của robot.

Xây dựng nhà thông minh kết hợp với Raspberry pi xây dựng nhà thông minh dựa trên việc giao tiếp thiết bị cảm biến điều khiển từ xa qua giọng nói, qua hành động…

c) Lập trình AI với  Teachable Machine

Teachable Machine phát triển web huấn luyện và thử nghiệm mô hình máy học trên trình duyệt. Teachable Machine sử dụng webcam hoặc các file ảnh của người dùng để làm công cụ huấn luyện dạy cho một chương trình AI cơ bản có thể học. Sau khi huấn luyện chương trình có khả năng nhớ và học tất cả những gì trong phạm vi ống kính webcam hoặc dựa trên các file ảnh huấn luyện của người dùng để phát hiện, nhận biết đồ vật hay các hoạt động mà người dùng tạo ra. Thông qua Teachable Machine, người học dễ dàng hiểu và tiếp cận các kiến thức về máy học, kỹ thuật học nhiều tầng và từ đó có thể xây dựng thành các ứng dụng thực tế như ứng dụng phát hiện bệnh phổi, ứng dụng tự động gắn thẻ và chú thích hình ảnh, phân loại lỗi theo đặc trưng (phân loại mạch điện, phân loại nông sản, phân loại thuốc)…

Hình 5: Ứng dụng Teachable Machine trong ứng phân loại hình ảnh

Kết quả, những lợi ích đem lại

Ngôn ngữ lập trình“kéo-thả” (drag and drop) hầu như mới xuất hiện trên thế giới và cũng tương đối mới ở Việt Nam. Việc triển khai sáng kiến phục vụ hướng nghiệp cho ngành Công nghệ thông tin vừa được thực hiện từ  năm học 2018-2019. Môi trường lập trình thích hợp cho mọi độ tuổi, mọi ngành nghề và trình độ.

 Liên hệ thực tế khi xây dựng nên sáng kiến vì vậy kết quả tuyển sinh từ năm 2018-2019 của khoa Công nghệ thông tin đem lại kết quả khả quan.

Đề xuất phạm vi ứng dụng

Phạm vi áp dụng của sáng kiến tại Khoa Công nghệ thông tin Trường các nhà cái uy tín châu âu .