CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu Cũng như các môn khoa học khác, Toán học thuộc về khoa học suy diễn. Toán học có tính trừu tượng hóa cao độ, đó là đặc trưng của toán học khiến cho Toán học đi vào các lĩnh vực khác nhau của cuộc sống. Chính vì càng trừu tượng sẽ có nhiều khả năng ứng dụng cụ thể, do vậy Toán học ngày càng xâm nhập vào những lĩnh vực hoạt động khác nhau của con người, tạo nên xu thế toán học hóa của nền khoa học kĩ thuật, nền công nghiệp hiện đại, làm cho Toán học trở thành nữ hoàng của các ngành khoa học khác.
Toán học không chỉ cung cấp các con số, các công thức, các hình học mà nó còn cung cấp “phương pháp toán học” cho các ngành khoa học khác, thể hiện qua việc mô hình hóa các lớp đối tượng mà nó nghiên cứu. Toán học trở thành chìa khóa của cơ hội, nó không còn chỉ là ngôn ngữ của khoa học, giờ đây, Toán học có nhiều đóng góp trực tiếp và cơ bản cho kinh doanh, tài chính, y tế và quốc phòng. Đối với mỗi quốc gia, nó cung cấp kiến thức để cạnh tranh trong một cộng đồng công nghệ thay đổi từng phút từng giây. Trong thời gian vừa qua đã có rất nhiều công trình nghiên cứu về các ứng dụng thực tế của Toán học từ các tạp chí, luận văn, luận án, sách như “Niềm vui toán học: Khám phá toán học quanh ta” của Theoni Pappas (2010); “Rèn luyện kỹ năng vận dụng bài toán thực tế dạng mở cho học sinh Trung học cơ sở trong dạy học Số học và Đại số” của Bùi Huy Ngọc (2001); “Con số trong đời sống quanh ta” của Trương Quang Đệ (2004) cùng một số các nội dung trong các giáo trình Phương pháp dạy học môn Toán (Phần đại cương) của Nguyễn Bá Kim, Vũ Dương Thụy (1997),.
Tình hình bài toán có nội dung thực tiễn trong dạy học Toán trên thế giới Ngày càng có nhiều bằng chứng trong các tài liệu cho thấy cách tiếp cận tập trung vào vấn đề bao gồm bối cảnh toán học, bối cảnh “thế giới thực” hoặc cả hai đều có thể thúc đẩy việc học cả kỹ năng và khái niệm. Dẫn theo (Cronin, 1988) [15] cho thấy, việc học toán thông qua các ứng dụng và gắn liền với thực tiễn có thể dẫn đến những thành tích đặc biệt. Nhiều cách tiếp cận giải quyết vấn đề thúc đẩy nhiệm vụ của mình như là dựa trên thực tế. De Corte, Erik, Greer, Brian, Verschaffel, 5 Lieven (1996) [14] nhấn mạnh một số khác biệt quan trọng giữa việc học diễn ra trong và ngoài trường học, khác biệt quan trọng là học trong trường chủ yếu là cá nhân và theo ngữ cảnh, trong khi ngoài trường hoạt động thường xuyên nhất là thực hiện theo nhóm nằm trong một bối cảnh.
Niss (1992) [18] đã xác định những tình huống thực khác nhau, từ các vấn đề toán học thuần túy mà được thể hiện lên trong ngôn ngữ không phải toán học với các tình huống đó là đáng tin cậy đến một khu vực bên ngoài toán học và một loạt các tình huống ở giữa. Theo Niss kết luận rằng, những tình huống thực ngoài toán học không xuất hiện thường xuyên trong trường học. Freudenthal (1991) [16] thấy rằng, việc giảng dạy truyền thống như thiếu cái mà ông gọi là thẩm thấu. Mối quan hệ giữa bối cảnh và hình thức được tách ra và bị cô lập.
Ông đã thực hiện một động thái mạnh mẽ đối với những gì ông gọi là “bắt đầu toán học và ở trong thực tế”. Một thẩm thấu tự nhiên giữa thế giới thực và toán học phải diễn ra. Vào lúc bắt đầu của một vấn đề xây dựng mô hình theo nghĩa mạnh nhất của sự hiểu biết nằm trong bối cảnh thực sự của vấn đề. Sau đó HS phải lọc để tới lĩnh vực toán học.
Khi HS đã thực hiện ý nghĩa của cấu trúc toán học của vấn đề, sau đó học quay trở lại vấn đề thực, để tích hợp hai thế giới này. Thực tế nên tìm một nền tảng toán học trong khi toán học được kèm theo sự phù hợp với thực tiễn. Như vậy, Toán học không chỉ quan trọng để thành công trong cuộc sống; đó là tất cả xung quanh chúng ta. Các định luật toán học có thể thấy rõ trên toàn thế giới, bao gồm cả trong tự nhiên và các kỹ năng giải quyết vấn đề thu được từ việc hoàn thành bài tập toán học có thể giúp ta giải quyết các vấn đề trong các lĩnh vực khác nhau của cuộc sống.
Mặc dù nhiều người có thể phàn nàn rằng toán học là nhàm chán hoặc phức tạp, nhưng sự thật toán học góp mặt trong mọi khía cạnh của cuộc sống. Để thấy rõ hơn việc vận dụng dạy học các chủ đề theo định hướng gắn với thực tiễn cho HS trong dạy học Toán trên thế giới, chúng tôi đi tìm hiểu tình hình bài toán có nội dung thực tiễn ở một số nước trên thế giới. Phần Lan Cecilia Villabona nói rằng, “Chúng tôi tin rằng học sinh cần phát triển sự tự tin và tin cậy vào khả năng làm toán, và đó là giải quyết các vấn đề thực tế, đơn giản 6 mang lại cho họ khả năng tham gia vào các nhiệm vụ trừu tượng và khó khăn hơn”. Hệ thống giáo dục của Phần Lan đã trở thành một ví dụ hấp dẫn và được quốc tế kiểm tra về một hệ thống hoạt động hiệu quả kết hợp thành công chất lượng cao với sự công bằng rộng rãi và sự gắn kết xã hội thông qua tài chính công hợp lý.
Từ năm 2001, hàng trăm đại biểu nước ngoài đã đến Phần Lan để tìm hiểu bí mật của hệ thống giáo dục có hiệu quả cao. Qua những lần thăm viếng này, Phần Lan đã có được lợi ích về trao đổi các tư tưởng giáo dục ở các quốc gia. Các câu hỏi và nghi ngờ do du khách đưa ra đã giúp Phần Lan nhìn thấy những gì có giá trị trong hệ thống của họ, và quan trọng nhất là giải thích họ hiểu rằng, mức độ cao của hệ thống trường học của Phần Lan không phải là một nhiệm vụ đơn giản và dễ dàng. Do đó, Phần Lan cũng đã bắt đầu suy nghĩ nghiêm túc về đặc điểm và điểm mạnh đặc biệt của giáo dục Toán học của Phần Lan.
Việc giảng dạy toán học hiệu quả đòi hỏi một vai trò tích cực từ HS và GV. Mục tiêu của GV là cung cấp cơ hội cho tất cả HS có kinh nghiệm học tập đa dạng và phong phú. Sư phạm trong giảng dạy toán học chú trọng đến nhu cầu cá nhân của học sinh. Chương trình giảng dạy môn Toán học tập trung rất nhiều vào vai trò chủ động của HS trong việc học Toán.
Vai trò của giáo viên trong việc đánh giá là rất quan trọng ở Phần Lan bởi vì học sinh không được đánh giá bằng các kỳ kiểm tra quốc gia hoặc kiểm tra sau khi hoàn thành trường học toàn diện hoặc trong những năm học. Việc đánh giá cuối cùng diễn ra hai lần một năm sau kỳ học mùa Thu và kỳ học mùa Xuân và sau đó học sinh sẽ có báo cáo của trường học bao gồm các dấu hiệu trong tất cả các môn học của mình. Australia Ở Australia, chương trình giảng dạy (năm 11 và 12) được chia thành ba phần: Toán A, Toán B và Toán C. Toán A bao gồm nhiều chủ đề thực tế hơn Toán B và C.
Có những khái niệm đại số ít hơn trong chủ đề này, Toán A được thiết kế để giúp HS phát triển sự đánh giá cao giá trị Toán học cho nhân loại. HS học cách các khái niệm toán học có thể được áp dụng cho nhiều tình huống cuộc sống khác nhau bao gồm các hoạt động kinh doanh và giải trí. Các kỹ năng gặp phải có liên quan đến một loạt các nghề nghiệp 7 (thương mại, kỹ thuật, kinh doanh,…). Đánh giá trong môn học bao gồm cả các bài kiểm tra viết, bài tập và bài tập thực hành.
Nó được đánh giá trong các loại: Kiến thức & Hoạt động (KAPS); Mô hình & Giải quyết vấn đề (MAPS); Truyền thông (CAJ). Mặc dù Toán A không phải là một môn học có điều kiện tiên quyết, nhưng nó là đủ cho HS tiếp tục học đại học. Toán B với lý thuyết hơn đáng kể hơn so với Toán A, đòi hỏi kỹ năng đại số nâng cao để thành công. Đây là điều kiện tiên quyết phổ biến cho các khóa học về khoa học và kỹ thuật tại Đại học Queensland.
Toán B (trong một số trường) có thể được nghiên cứu cùng lúc với Toán A hoặc Toán C, nhưng không phải cả hai. Toán B cung cấp cho HS một sự hiểu biết về các phương pháp và nguyên tắc của toán học và khả năng áp dụng chúng trong các tình huống hàng ngày và trong các ngữ cảnh toán học; khả năng mô hình các tình huống thực tế và suy ra các đặc tính từ mô hình; và thử nghiệm các giả thuyết toán học; khả năng thể hiện và truyền đạt mọi kết quả thu được; một số kiến thức về lịch sử của toán học; khuyến khích suy nghĩ độc lập và sáng tạo. Các đánh giá tương tự như các môn Toán A, bao gồm cả các bài kiểm tra, bài tập và bài kiểm tra. Nó cũng được đánh giá trong ba loại Kiến thức & Hoạt động (KAP); Mô hình hóa & Giải quyết vấn đề (MAP); Truyền thông (CAJ).
Toán B là một điều kiện tiên quyết cho bất kỳ khóa học đại học nào đề cập đến hoặc sử dụng toán học và hoặc khoa học. Theo Cơ quan Nghiên cứu Queensland, trong năm 2010, 93% HS theo học Toán B. Toán C mở rộng các chủ đề được dạy trong Toán B, và bao gồm các chủ đề thuần toán học bổ sung (bao gồm số phức, ma trận, vectơ, lý thuyết số). Mặc dù không nhất thiết phải khó khăn hơn, nó phải được nghiên cứu kết hợp với Toán B.
Toán C cung cấp cho HS một sự hiểu biết về các phương pháp và nguyên tắc toán học và khả năng áp dụng chúng trong các tình huống hàng ngày và trong hoàn cảnh toán học; khả năng mô hình các tình huống thực tế và suy ra các đặc tính từ mô hình; một sở thích và khả năng trong khung và thử nghiệm các giả thuyết toán học; khả năng thể hiện và truyền đạt mọi kết quả thu được; một số kiến thức về lịch sử của toán học; khuyến khích suy nghĩ độc lập và sáng tạo. Đánh giá cũng giống như hai khóa học trên, các bài kiểm tra viết, tổng kết và bài tập thực hành.