Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục theo Nghị quyết 29 của Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khóa XI, việc phát triển năng lực học sinh (HS) trở thành mục tiêu trọng tâm. Theo Luật Giáo dục Việt Nam năm 2010, giáo dục phổ thông không chỉ truyền thụ kiến thức mà còn phát triển toàn diện phẩm chất, năng lực cá nhân, đặc biệt là năng lực toán học. Trong đó, năng lực chiếm lĩnh tri thức được xem là khả năng chủ động, sáng tạo trong việc tiếp nhận và làm chủ kiến thức mới.

Chủ đề "Khoảng cách" trong chương trình Hình học 11 thuộc lĩnh vực Hình học không gian (HHKG) là nội dung trọng tâm, vừa mang tính lý thuyết vừa có tính ứng dụng cao. Tuy nhiên, thực tế giảng dạy cho thấy nhiều HS gặp khó khăn trong việc chiếm lĩnh tri thức về chủ đề này do tính trừu tượng và phức tạp của bài tập. Nghiên cứu nhằm mục tiêu đề xuất các biện pháp bồi dưỡng năng lực chiếm lĩnh tri thức cho HS thông qua dạy học chủ đề Khoảng cách – Hình học 11, góp phần nâng cao chất lượng dạy học Toán ở trường phổ thông.

Phạm vi nghiên cứu tập trung tại các trường THPT trên địa bàn huyện Ba Tri, tỉnh Bến Tre trong năm học 2018-2019. Nghiên cứu có ý nghĩa thiết thực trong việc phát triển năng lực tư duy, sáng tạo và vận dụng kiến thức toán học của HS, đồng thời hỗ trợ giáo viên đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động của người học.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Năng lực (NL) được hiểu là khả năng tổng hợp các yếu tố như tri thức, kỹ năng, thái độ và sự sẵn sàng hành động để thực hiện hiệu quả một nhiệm vụ. Trong lĩnh vực toán học, NL toán học bao gồm các thành tố cốt lõi: tư duy và lập luận toán học, mô hình hóa toán học, giải quyết vấn đề, giao tiếp toán học và sử dụng công cụ học toán.

Năng lực chiếm lĩnh tri thức trong dạy học toán được định nghĩa là khả năng vận dụng kiến thức, kinh nghiệm và kỹ năng để chủ động tiếp nhận, làm chủ tri thức mới. Quá trình này đòi hỏi HS phải tự chủ, tìm tòi, tranh luận và vận dụng linh hoạt các thủ pháp suy nghĩ. Các thành tố chính của năng lực chiếm lĩnh tri thức trong chủ đề Khoảng cách – Hình học 11 bao gồm:

  • Năng lực liên tưởng, huy động kiến thức: Khả năng nhớ lại và vận dụng có chọn lọc các kiến thức đã học để giải quyết vấn đề mới.
  • Năng lực biến đổi bài toán về dạng quen thuộc: Khả năng chuyển đổi bài toán phức tạp thành bài toán đã biết để dễ dàng giải quyết.
  • Khả năng nêu ra bài tập tương tự: Phát triển tư duy sáng tạo và khả năng khái quát hóa qua việc tạo ra các bài toán tương tự.
  • Khả năng tìm kiếm và lựa chọn lời giải tối ưu: Tìm nhiều cách giải và chọn cách giải hiệu quả nhất.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp:

  • Phương pháp lý luận: Nghiên cứu các văn kiện của Đảng, Nhà nước, tài liệu chuyên ngành về năng lực và dạy học toán.
  • Phương pháp điều tra, quan sát: Thu thập dữ liệu qua phiếu khảo sát ý kiến 26 giáo viên Toán và 129 học sinh khối 11 tại huyện Ba Tri, tỉnh Bến Tre; dự giờ và phỏng vấn giáo viên.
  • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Thực hiện dạy học chủ đề Khoảng cách – Hình học 11 theo các biện pháp đề xuất, kiểm tra kết quả học tập của HS qua hai bài kiểm tra với tổng số HS tham gia khoảng 60 em.
  • Phương pháp thống kê toán học: Xử lý số liệu thu thập được từ phiếu khảo sát và kết quả thực nghiệm, phân tích định lượng và định tính để đánh giá hiệu quả các biện pháp.

Thời gian nghiên cứu kéo dài trong năm học 2018-2019, tập trung vào các trường THPT trên địa bàn huyện Ba Tri.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thực trạng năng lực chiếm lĩnh tri thức của HS còn hạn chế: Qua khảo sát, 57,7% giáo viên cho rằng chiếm lĩnh tri thức là "chiếm lấy để giành quyền làm chủ tri thức", tuy nhiên 42,3% chỉ hiểu là "nắm được, hiểu và vận dụng tri thức". Điều này cho thấy nhận thức về năng lực chiếm lĩnh tri thức chưa đồng nhất. Kết quả kiểm tra thực nghiệm cho thấy chỉ khoảng 45% HS đạt điểm trên trung bình trong các bài tập chủ đề Khoảng cách trước khi áp dụng biện pháp bồi dưỡng.

  2. Biện pháp bồi dưỡng năng lực chiếm lĩnh tri thức có hiệu quả rõ rệt: Sau khi áp dụng các biện pháp như khơi gợi động cơ học tập, sử dụng sơ đồ tư duy, rèn luyện liên tưởng và vận dụng kiến thức thực tiễn, tỷ lệ HS đạt điểm trên trung bình tăng lên khoảng 75%, tăng 30% so với trước thực nghiệm.

  3. HS phát triển tốt năng lực liên tưởng và biến đổi bài toán: Qua các bài tập thực nghiệm, HS có khả năng vận dụng kiến thức đã học để biến đổi bài toán phức tạp thành dạng quen thuộc, đồng thời nêu được các bài toán tương tự với tỷ lệ thành công khoảng 70%.

  4. Giáo viên quan tâm nhưng còn thiếu công cụ hỗ trợ: 100% giáo viên khảo sát cho biết quan tâm đến việc bồi dưỡng năng lực chiếm lĩnh tri thức, nhưng chỉ khoảng 60% có đủ tài liệu và phương pháp phù hợp để thực hiện hiệu quả.

Thảo luận kết quả

Kết quả thực nghiệm cho thấy việc áp dụng các biện pháp bồi dưỡng năng lực chiếm lĩnh tri thức giúp HS nâng cao khả năng tư duy, sáng tạo và vận dụng kiến thức toán học. Sự tăng trưởng 30% về tỷ lệ HS đạt điểm trên trung bình minh chứng cho hiệu quả của phương pháp đổi mới dạy học tích cực.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả này phù hợp với quan điểm của Polya về vai trò của việc huy động kiến thức và biến đổi bài toán trong giải toán. Việc sử dụng sơ đồ tư duy giúp HS hệ thống hóa kiến thức, tăng khả năng ghi nhớ lâu dài, đồng thời rèn luyện tư duy phân tích, tổng hợp.

Biểu đồ cột thể hiện sự tăng trưởng điểm số qua hai bài kiểm tra thực nghiệm minh họa rõ nét sự tiến bộ của HS. Bảng thống kê phân loại kết quả cho thấy tỷ lệ HS đạt điểm giỏi tăng từ 15% lên 40%, trong khi tỷ lệ HS yếu giảm từ 25% xuống còn 10%.

Tuy nhiên, việc thiếu tài liệu hướng dẫn và công cụ hỗ trợ cho giáo viên vẫn là rào cản cần khắc phục để nâng cao hiệu quả bồi dưỡng năng lực chiếm lĩnh tri thức trong dạy học Toán.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Khơi gợi động cơ và hứng thú học tập cho HS: Giáo viên cần thiết kế các hoạt động học tập sinh động, liên hệ thực tế để tạo sự hứng thú, nâng cao động lực học tập. Thời gian thực hiện: ngay trong mỗi tiết học. Chủ thể: giáo viên Toán.

  2. Sử dụng sơ đồ tư duy hệ thống kiến thức: Áp dụng sơ đồ tư duy trong giảng dạy chủ đề Khoảng cách giúp HS khắc sâu kiến thức và phát triển tư duy logic. Thời gian: triển khai trong toàn bộ chương trình Hình học 11. Chủ thể: giáo viên và HS.

  3. Rèn luyện năng lực liên tưởng và huy động kiến thức: Tổ chức các bài tập yêu cầu HS vận dụng kiến thức đã học để giải quyết các bài toán mới, phát triển khả năng tư duy sáng tạo. Thời gian: xuyên suốt quá trình học. Chủ thể: giáo viên.

  4. Phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn: Tích hợp các tình huống thực tế trong bài tập để HS thấy được ứng dụng của kiến thức, từ đó nâng cao năng lực giải quyết vấn đề. Thời gian: theo từng chủ đề. Chủ thể: giáo viên, HS.

  5. Tăng cường đào tạo và cung cấp tài liệu cho giáo viên: Nhà trường và Sở Giáo dục cần tổ chức các khóa bồi dưỡng chuyên môn, cung cấp tài liệu hướng dẫn đổi mới phương pháp dạy học tích cực. Thời gian: hàng năm. Chủ thể: Sở Giáo dục, nhà trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên Toán THPT: Nhận được các biện pháp cụ thể để nâng cao hiệu quả dạy học chủ đề Khoảng cách, phát triển năng lực chiếm lĩnh tri thức cho HS, từ đó cải thiện chất lượng giảng dạy.

  2. Nhà quản lý giáo dục: Có cơ sở khoa học để xây dựng chính sách đào tạo, bồi dưỡng giáo viên và phát triển chương trình dạy học tích cực, phù hợp với yêu cầu đổi mới giáo dục.

  3. Sinh viên sư phạm Toán: Tài liệu tham khảo quý giá giúp hiểu sâu về năng lực chiếm lĩnh tri thức và phương pháp dạy học hình học không gian, chuẩn bị tốt cho công tác giảng dạy tương lai.

  4. Nghiên cứu sinh, học viên cao học chuyên ngành Giáo dục Toán: Cung cấp cơ sở lý luận và thực tiễn để phát triển các đề tài nghiên cứu liên quan đến đổi mới phương pháp dạy học và phát triển năng lực học sinh.

Câu hỏi thường gặp

  1. Năng lực chiếm lĩnh tri thức là gì?
    Là khả năng chủ động vận dụng kiến thức, kỹ năng và kinh nghiệm để tiếp nhận, làm chủ tri thức mới trong quá trình học tập. Ví dụ, HS tự tìm hiểu và giải quyết bài toán hình học không gian bằng cách liên tưởng kiến thức đã học.

  2. Tại sao chủ đề Khoảng cách trong Hình học 11 lại quan trọng?
    Chủ đề này vừa cung cấp kiến thức cơ bản về hình học không gian, vừa rèn luyện tư duy logic, khả năng vận dụng kiến thức vào giải bài tập phức tạp, là nền tảng cho các nội dung hình học nâng cao.

  3. Các biện pháp bồi dưỡng năng lực chiếm lĩnh tri thức gồm những gì?
    Bao gồm khơi gợi động cơ học tập, sử dụng sơ đồ tư duy, rèn luyện liên tưởng và biến đổi bài toán, phát triển khả năng sáng tạo và vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

  4. Làm thế nào để đánh giá hiệu quả của các biện pháp bồi dưỡng?
    Thông qua kiểm tra kết quả học tập của HS trước và sau khi áp dụng biện pháp, phân tích số liệu định lượng và phản hồi từ giáo viên, HS về sự thay đổi trong tư duy và kỹ năng giải toán.

  5. Giáo viên có thể áp dụng nghiên cứu này như thế nào?
    Giáo viên có thể tích hợp các biện pháp đề xuất vào kế hoạch giảng dạy, thiết kế bài tập phù hợp, sử dụng sơ đồ tư duy và tạo môi trường học tập tích cực để phát triển năng lực chiếm lĩnh tri thức cho HS.

Kết luận

  • Luận văn đã hệ thống hóa khái niệm năng lực chiếm lĩnh tri thức và các thành tố cấu thành trong dạy học chủ đề Khoảng cách – Hình học 11.
  • Đã đề xuất và thực nghiệm thành công các biện pháp bồi dưỡng năng lực chiếm lĩnh tri thức, giúp nâng cao kết quả học tập của HS khoảng 30%.
  • Nghiên cứu cung cấp tài liệu tham khảo hữu ích cho giáo viên, nhà quản lý và sinh viên sư phạm trong đổi mới phương pháp dạy học.
  • Cần tiếp tục phát triển tài liệu, tổ chức bồi dưỡng giáo viên để nâng cao hiệu quả áp dụng các biện pháp.
  • Khuyến nghị triển khai rộng rãi các biện pháp trong các trường THPT nhằm nâng cao năng lực toán học và phát triển toàn diện cho HS.

Hành động tiếp theo là áp dụng các biện pháp này trong thực tế giảng dạy và mở rộng nghiên cứu sang các chủ đề hình học khác để phát triển năng lực chiếm lĩnh tri thức toàn diện cho HS.