Tổng quan nghiên cứu
Trong bối cảnh giáo dục phổ thông Việt Nam, việc đổi mới phương pháp dạy học Toán nhằm phát triển năng lực học sinh là yêu cầu cấp thiết. Hàm số bậc nhất (HSBN) là một nội dung trọng tâm trong chương trình Toán Trung học cơ sở (THCS), đóng vai trò cầu nối giữa đại số và hình học, đồng thời là công cụ mô hình hóa các hiện tượng thực tiễn. Tuy nhiên, thực trạng dạy học HSBN hiện nay còn mang tính hàn lâm, thiếu gắn kết với thực tiễn, chưa khai thác hiệu quả các hoạt động trải nghiệm (HĐTN) để phát huy năng lực sáng tạo và vận dụng kiến thức của học sinh.
Mục tiêu nghiên cứu là xây dựng và thử nghiệm tình huống dạy học HSBN ở THCS thông qua các HĐTN theo mô hình học tập trải nghiệm của David Kolb, nhằm giúp học sinh hiểu sâu sắc bản chất, các biểu diễn và ứng dụng của HSBN, đồng thời phát triển năng lực toán học và kỹ năng giải quyết vấn đề thực tiễn. Nghiên cứu được thực hiện trong bối cảnh chương trình giáo dục phổ thông mới (CT 2018) tại Việt Nam, với trọng tâm là lớp 9 THCS, nơi HSBN được giảng dạy và ứng dụng rộng rãi.
Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện ở việc cung cấp cơ sở lý luận và thực tiễn cho giáo viên trong việc tổ chức các HĐTN hiệu quả, góp phần đổi mới phương pháp dạy học Toán theo hướng phát triển năng lực, đồng thời nâng cao chất lượng học tập HSBN, giúp học sinh vận dụng kiến thức vào các tình huống thực tế, đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục hiện đại.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Nghiên cứu dựa trên ba nền tảng lý thuyết chính:
Lý thuyết học tập trải nghiệm của David Kolb (1984): Mô hình học tập trải nghiệm gồm bốn giai đoạn tuần hoàn: Kinh nghiệm cụ thể (CE), Quan sát phản ánh (RO), Khái niệm hóa trừu tượng (AC), và Thử nghiệm tích cực (AE). Quá trình học tập hiệu quả khi người học trải qua đầy đủ các giai đoạn này, từ đó hình thành kiến thức mới dựa trên kinh nghiệm cá nhân và phản ánh có ý thức.
Thuyết nhân học trong Didactic Toán (Chevallard): Xem hoạt động toán học là hoạt động xã hội trong thể chế giáo dục, mỗi tri thức toán học được biến đổi để phù hợp với đối tượng học sinh và điều kiện dạy học. Công cụ tổ chức toán học tham chiếu (TCTH) giúp phân tích các kiểu nhiệm vụ (KNV), kỹ thuật, công nghệ và lý thuyết liên quan đến HSBN, từ đó xác định các hoạt động dạy học phù hợp.
Lý thuyết Tình huống của Brousseau: Tập trung vào việc thiết kế các tình huống dạy học nhằm tạo điều kiện cho học sinh lĩnh hội tri thức thông qua giải quyết các nhiệm vụ trong môi trường học tập có kiểm soát, với sự tương tác giữa người học và môi trường.
Các khái niệm chuyên ngành như HSBN, hệ số góc, đồ thị hàm số, các mức độ hiểu HSBN, và các hệ thống biểu đạt hàm số (biểu thức đại số, bảng giá trị, đồ thị) được sử dụng để xây dựng lưới tổ chức toán học tham chiếu, làm cơ sở cho thiết kế các HĐTN.
Phương pháp nghiên cứu
Nguồn dữ liệu: Tổng hợp từ chương trình giáo dục phổ thông 2006 và 2018, sách giáo khoa Toán lớp 9, các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về dạy học HSBN và học tập trải nghiệm, cùng kết quả thực nghiệm sư phạm tại một số trường THCS ở Thành phố Hồ Chí Minh.
Phương pháp phân tích: Đối chiếu, so sánh các chương trình, sách giáo khoa và nghiên cứu thể chế để xây dựng lưới tổ chức toán học tham chiếu về HSBN. Sử dụng công cụ của Thuyết nhân học và Lý thuyết Tình huống để phân tích các kiểu nhiệm vụ và thiết kế tình huống dạy học.
Thực nghiệm khoa học: Thiết kế và tổ chức các tình huống dạy học HSBN với các HĐTN theo mô hình học tập trải nghiệm của Kolb. Đối tượng thực nghiệm là học sinh lớp 9 THCS, với cỡ mẫu khoảng 50-70 học sinh được chọn ngẫu nhiên từ các lớp học tại một số trường. Phân tích kết quả dựa trên quan sát, bài làm, phỏng vấn và đánh giá năng lực học sinh trước và sau thực nghiệm.
Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu lý luận và xây dựng lưới TCTH tham chiếu trong 6 tháng đầu; thiết kế tình huống và tổ chức thực nghiệm trong 6 tháng tiếp theo; phân tích dữ liệu và hoàn thiện luận văn trong 3 tháng cuối.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
Xây dựng lưới tổ chức toán học tham chiếu về HSBN: Lưới này bao gồm ba tổ chức toán học địa phương chính: (i) Định nghĩa HSBN và nhận biết qua biểu thức đại số; (ii) Đồ thị HSBN và các kỹ thuật vẽ, xác định điểm thuộc đồ thị; (iii) Nghĩa của hệ số góc và các tính chất biến thiên, vị trí tương đối của các đường thẳng. Mỗi tổ chức gắn với các kiểu nhiệm vụ cụ thể, kỹ thuật và công nghệ giải thích, giúp học sinh phát triển các mức độ hiểu HSBN từ nhận diện đến vận dụng trong thực tiễn.
Phân tích chương trình và sách giáo khoa: So sánh CT 2006 và CT 2018 cho thấy CT 2018 nhấn mạnh phát triển năng lực, tăng cường HĐTN và ứng dụng HSBN vào giải quyết các bài toán thực tiễn, trong khi CT 2006 tập trung nhiều vào kiến thức hàn lâm, ít chú trọng vận dụng và trải nghiệm. Sách giáo khoa hiện hành chưa hoàn toàn đáp ứng yêu cầu đổi mới, đặc biệt về tổ chức HĐTN.
Thực nghiệm dạy học HSBN với các HĐTN: Qua tổ chức các tình huống dạy học theo mô hình trải nghiệm, học sinh thể hiện sự tiến bộ rõ rệt về khả năng nhận biết, chuyển đổi giữa các hệ thống biểu đạt và vận dụng HSBN giải quyết các bài toán thực tiễn. Tỷ lệ học sinh đạt mức độ hiểu HSBN từ 3 trở lên tăng từ khoảng 45% trước thực nghiệm lên 78% sau thực nghiệm. Học sinh cũng tích cực tham gia, có thái độ học tập chủ động và sáng tạo hơn.
Ảnh hưởng của các biến thể trong tình huống dạy học: Việc điều chỉnh các biến như mức độ phức tạp của nhiệm vụ, hình thức tổ chức nhóm, và sự hỗ trợ của giáo viên ảnh hưởng tích cực đến chiến lược giải quyết vấn đề và hiệu quả học tập của học sinh. Ví dụ, nhóm học sinh được hướng dẫn phản ánh và thảo luận có tỷ lệ hoàn thành nhiệm vụ cao hơn 20% so với nhóm học sinh học cá nhân.
Thảo luận kết quả
Kết quả thực nghiệm khẳng định tính khả thi và hiệu quả của việc dạy học HSBN thông qua các HĐTN dựa trên mô hình học tập trải nghiệm của Kolb. Việc tổ chức các hoạt động trải nghiệm giúp học sinh không chỉ nắm vững kiến thức mà còn phát triển kỹ năng tư duy, khả năng vận dụng và thái độ tích cực với môn học. So với các nghiên cứu trước đây, nghiên cứu này đã xây dựng được lưới tổ chức toán học tham chiếu cụ thể cho HSBN, làm cơ sở thiết kế tình huống dạy học phù hợp với đặc điểm học sinh Việt Nam.
Việc phân tích chương trình và sách giáo khoa cho thấy sự chuyển dịch từ dạy học truyền thống sang dạy học phát triển năng lực là xu hướng tất yếu, tuy nhiên cần có sự chuẩn bị kỹ lưỡng về nội dung, phương pháp và công cụ hỗ trợ. Các HĐTN được thiết kế theo mô hình trải nghiệm giúp khắc phục hạn chế của phương pháp dạy học truyền thống, tạo điều kiện cho học sinh phát triển toàn diện.
Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh tỷ lệ học sinh đạt các mức độ hiểu HSBN trước và sau thực nghiệm, bảng thống kê các chiến lược giải quyết nhiệm vụ theo nhóm học sinh, và biểu đồ thể hiện sự thay đổi thái độ học tập.
Đề xuất và khuyến nghị
Tăng cường đào tạo giáo viên về tổ chức HĐTN: Tổ chức các khóa bồi dưỡng chuyên sâu về mô hình học tập trải nghiệm và kỹ năng thiết kế tình huống dạy học HSBN nhằm nâng cao năng lực chuyên môn và phương pháp sư phạm cho giáo viên THCS. Thời gian thực hiện: 6-12 tháng; chủ thể: Sở Giáo dục và Đào tạo, các trường đại học sư phạm.
Phát triển tài liệu và công cụ hỗ trợ dạy học HSBN: Biên soạn bộ tài liệu hướng dẫn thiết kế và tổ chức HĐTN cho HSBN, bao gồm các tình huống thực tế, bài tập trải nghiệm, phần mềm hỗ trợ trực quan. Thời gian: 12 tháng; chủ thể: Nhà xuất bản Giáo dục, các nhóm nghiên cứu giáo dục.
Áp dụng rộng rãi mô hình dạy học trải nghiệm trong nhà trường: Khuyến khích các trường THCS tích hợp các HĐTN vào kế hoạch dạy học Toán, đặc biệt với nội dung HSBN, nhằm phát triển năng lực toán học và kỹ năng giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh. Thời gian: triển khai thí điểm trong 1-2 năm, sau đó nhân rộng; chủ thể: Ban giám hiệu các trường, giáo viên.
Tăng cường đánh giá năng lực học sinh qua HĐTN: Xây dựng hệ thống đánh giá đa dạng, bao gồm đánh giá quá trình và sản phẩm của học sinh trong các HĐTN, nhằm phản ánh chính xác năng lực và thái độ học tập. Thời gian: 6-9 tháng; chủ thể: Bộ Giáo dục và Đào tạo, các trường THCS.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
Giáo viên Toán THCS: Nhận được hướng dẫn cụ thể về thiết kế và tổ chức các HĐTN hiệu quả trong dạy học HSBN, giúp nâng cao chất lượng giảng dạy và phát triển năng lực học sinh.
Nhà quản lý giáo dục: Có cơ sở khoa học để xây dựng chính sách, kế hoạch đào tạo giáo viên và phát triển chương trình dạy học theo hướng đổi mới, phát triển năng lực.
Nghiên cứu sinh, học viên cao học ngành Giáo dục Toán: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, khung lý thuyết và kết quả thực nghiệm để phát triển các đề tài nghiên cứu liên quan đến dạy học trải nghiệm và phát triển năng lực.
Nhà biên soạn chương trình và sách giáo khoa: Cung cấp thông tin về đặc trưng tri thức HSBN và các mức độ hiểu, giúp thiết kế nội dung và phương pháp dạy học phù hợp với xu hướng đổi mới giáo dục.
Câu hỏi thường gặp
Hoạt động trải nghiệm là gì và tại sao cần thiết trong dạy học HSBN?
Hoạt động trải nghiệm là quá trình học sinh trực tiếp tham gia, vận dụng kiến thức vào thực tế, từ đó hình thành kiến thức mới và phát triển năng lực. Trong dạy học HSBN, HĐTN giúp học sinh hiểu sâu bản chất hàm số, vận dụng linh hoạt vào giải quyết các bài toán thực tiễn, tăng tính chủ động và sáng tạo.Mô hình học tập trải nghiệm của Kolb áp dụng như thế nào trong dạy học HSBN?
Mô hình gồm bốn giai đoạn: trải nghiệm cụ thể, quan sát phản ánh, khái niệm hóa trừu tượng và thử nghiệm tích cực. Giáo viên thiết kế các tình huống dạy học để học sinh trải qua tuần hoàn này, từ đó phát triển kiến thức và kỹ năng về HSBN một cách toàn diện.Lưới tổ chức toán học tham chiếu giúp gì cho giáo viên?
Lưới này phân loại các kiểu nhiệm vụ, kỹ thuật và công nghệ liên quan đến HSBN, giúp giáo viên lựa chọn và tổ chức các hoạt động dạy học phù hợp với mức độ hiểu của học sinh, đảm bảo hiệu quả và tính hệ thống trong quá trình dạy học.Làm thế nào để đánh giá hiệu quả của các HĐTN trong dạy học HSBN?
Có thể đánh giá qua kết quả học tập (bài làm, kiểm tra), quan sát thái độ và sự tham gia của học sinh, phỏng vấn phản hồi, cũng như so sánh năng lực trước và sau khi tham gia các HĐTN. Ví dụ, tỷ lệ học sinh đạt mức độ hiểu HSBN cao hơn sau thực nghiệm là minh chứng rõ ràng.Có thể áp dụng phương pháp này cho các nội dung Toán khác không?
Hoàn toàn có thể. Mô hình học tập trải nghiệm và tổ chức HĐTN phù hợp với nhiều nội dung Toán học khác, đặc biệt là các chủ đề có tính ứng dụng và cần phát triển năng lực giải quyết vấn đề, như hàm số bậc hai, xác suất thống kê, hình học không gian,...
Kết luận
- Luận văn đã xây dựng thành công lưới tổ chức toán học tham chiếu về HSBN, làm cơ sở khoa học cho việc thiết kế các HĐTN trong dạy học HSBN ở THCS.
- Thực nghiệm sư phạm cho thấy việc tổ chức dạy học HSBN theo mô hình học tập trải nghiệm giúp học sinh nâng cao hiểu biết, kỹ năng vận dụng và thái độ tích cực với môn Toán.
- So sánh chương trình CT 2006 và CT 2018 cho thấy CT mới chú trọng phát triển năng lực và tăng cường HĐTN, tạo điều kiện thuận lợi cho đổi mới phương pháp dạy học.
- Đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm hỗ trợ giáo viên, nhà quản lý và các bên liên quan trong việc triển khai dạy học HSBN với các HĐTN hiệu quả.
- Khuyến nghị tiếp tục nghiên cứu mở rộng áp dụng mô hình học tập trải nghiệm cho các nội dung Toán học khác và đánh giá lâu dài tác động của phương pháp này.
Next steps: Triển khai đào tạo giáo viên, phát triển tài liệu hỗ trợ, mở rộng thực nghiệm tại nhiều trường THCS trên toàn quốc.
Call-to-action: Các nhà giáo dục và quản lý giáo dục cần quan tâm, áp dụng và phát triển các hoạt động trải nghiệm trong dạy học Toán để nâng cao chất lượng giáo dục và phát triển toàn diện năng lực học sinh.