Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận được thực hiện trong bối cảnh phát triển bền vững ngày càng trở thành mối quan tâm toàn cầu, và giáo dục được xác định là công cụ then chốt để hiện thực hóa 17 Mục tiêu Phát triển Bền vững (SDGs) theo Nghị sự 2030 của Liên Hợp Quốc với sự tham gia của 193 quốc gia. Tại Việt Nam, Chương trình Giáo dục Phổ thông môn Toán 2018 (Bộ Giáo dục và Đào tạo, 2018) đặt trọng tâm vào tính ứng dụng, gắn kết với thực tiễn và các vấn đề cấp thiết có tính toàn cầu, trong đó phát triển bền vững được nêu rõ là một trong các định hướng đó. Quyết định số 622/QĐ-TTg ngày 10/05/2017 của Thủ tướng Chính phủ và Quyết định số 2161/QĐ-BGDĐT ngày 26/06/2017 của Bộ Giáo dục và Đào tạo đã thiết lập nền tảng pháp lý cho việc tích hợp nội dung phát triển bền vững vào các cấp học. Tuy nhiên, qua khảo cứu tài liệu trong và ngoài nước, tác giả nhận thấy việc dạy học Toán theo định hướng giáo dục vì sự phát triển bền vững chưa được khai thác ở Việt Nam, trong khi các môn Địa lý, Vật lý, Hóa học đã có các công trình nghiên cứu cụ thể.

Mục tiêu nghiên cứu: Xây dựng các hoạt động dạy học Toán theo định hướng giáo dục vì sự phát triển bền vững, chú trọng tính ứng dụng gắn với xu hướng phát triển hiện đại của kinh tế, khoa học, đời sống xã hội và những vấn đề cấp thiết có tính toàn cầu.

Câu hỏi nghiên cứu:

  1. CH1: Vấn đề phát triển bền vững là gì và cần được hiểu như thế nào trong bối cảnh hiện nay của thế giới cũng như của Việt Nam?
  2. CH2: Trong chương trình GDPT môn Toán 2018 và sách giáo khoa mới, liệu có cơ hội nào để lồng ghép vấn đề phát triển bền vững vào dạy học Toán không? Đó là những cơ hội nào?
  3. CH3: Việc dạy học môn Toán ở trung học phổ thông nên thực hiện như thế nào để góp phần vào chương trình hành động "phát triển bền vững"?

Đối tượng nghiên cứu: Hoạt động dạy học Toán theo định hướng giáo dục vì sự phát triển bền vững, cụ thể là tình huống đặt vấn đề vào bài mới; bài toán luyện tập, bài toán vận dụng kiến thức mới.

Phạm vi nghiên cứu: Học sinh lớp 11.4 năm học 2023–2024 tại Trường Trung học Thực hành Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh (41 học sinh). Thời gian nghiên cứu: năm học 2023–2024.


Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và khái niệm nền tảng:

Tác giả sử dụng các khái niệm và khung lý thuyết chính sau:

  • Định nghĩa phát triển bền vững theo báo cáo Brundtland "Our Common Future" (WCED, 1987) và Hội nghị Thượng đỉnh thế giới về phát triển bền vững (2002): ba trụ cột Kinh tế – Xã hội – Môi trường.
  • 17 Mục tiêu Phát triển Bền vững (SDGs) trong Nghị sự 2030.
  • Khái niệm Giáo dục vì sự phát triển bền vững (Education for Sustainable Development – ESD) theo UNESCO Bangkok, bao gồm năm chiều học tập: learn to know, learn to be, learn to live together, learn to do, learn to transform oneself and society.
  • Mô hình nhận thức về phát triển bền vững (Sustainability Consciousness) của Olsson và cộng sự, gồm ba chiều: Kiến thức (K) – Thái độ (A) – Hành vi (B), trên ba khía cạnh: Kinh tế (ECO) – Xã hội (SOC) – Môi trường (ENV).
  • Hệ thống ba loại kiến thức trong dạy học Toán hướng đến ESD: Cộng đồng (Community knowledge) – Thuần Toán học (Classical knowledge) – Phê phán (Critical knowledge).
  • Các nguyên tắc "nhúng" ESD vào dạy học Toán theo tài liệu Textbooks for Sustainable Development – A Guide to Embedding (UNESCO): kết nối với vấn đề thực tế phức tạp; điều chỉnh ngữ cảnh bài toán phản ánh đầy đủ tình huống thực tế; kết nối toán học với vấn đề xã hội để phát triển tư duy phản biện.
  • Công cụ đánh giá nhận thức Questionnaire on Sustainable Development (QoSD) phiên bản rút gọn 27 câu hỏi của Niklas Gericke và cộng sự (2017), được phát triển từ bộ 50 câu hỏi Likert của Olsson và cộng sự dựa trên công cụ của Michalos và cộng sự (2012).
  • Các hướng dẫn của UNESCO trong tài liệu Education for Sustainable Development Sourcebook (2012) và Textbooks for Sustainable Development về xây dựng hoạt động dạy học Toán định hướng ESD.

Phương pháp nghiên cứu:

Nhóm phương pháp Nội dung cụ thể
Nghiên cứu lý luận Tổng quan tài liệu về phát triển bền vững, ESD, dạy học Toán hướng ESD; phân tích chương trình GDPT môn Toán 2018 và sách giáo khoa mới
Nghiên cứu thực tiễn Điều tra thực trạng, phân tích dữ liệu thu thập qua thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm sư phạm Xây dựng và tiến hành thực nghiệm trên 41 học sinh lớp 11.4, Trường THTH ĐHSP TP.HCM
Xử lý số liệu Định tính: thống kê, phân tích mối liên hệ; Định lượng: phần mềm Microsoft Excel

Nguồn dữ liệu: Phiếu đánh giá nhận thức phát triển bền vững (trước và sau tác động); câu hỏi đánh giá hứng thú của học sinh; tài liệu đọc và video chuẩn bị trước; quan sát diễn tiến thực nghiệm; bài báo cáo nhóm của học sinh; file ghi âm giải thích của học sinh.


Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lý luận về dạy học Toán hướng đến sự phát triển bền vững

Chương này trả lời CH1, xây dựng nền tảng lý luận toàn diện cho đề tài. Tác giả làm rõ định nghĩa phát triển bền vững qua các mốc lịch sử từ "Chiến lược Bảo tồn Thế giới" (IUCN, 1980), báo cáo Brundtland (1987), đến Hội nghị Thượng đỉnh Johannesburg (2002) và Nghị sự 2030. Ba trụ cột Kinh tế – Xã hội – Môi trường được phân tích trong mối liên hệ với 17 SDGs và định nghĩa pháp lý theo Quyết định số 153/2004/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ Việt Nam.

Khung nhận thức về phát triển bền vững được trình bày dựa trên mô hình K–A–B (Kiến thức – Thái độ – Hành vi) trên ba khía cạnh ECO–SOC–ENV, tạo cơ sở cho việc thiết kế và đánh giá tác động của các hoạt động dạy học. Bảng mối liên hệ giữa ESD với 16 SDGs còn lại (theo UNESCO, 2018) được đưa vào như minh chứng cho vai trò trung tâm của giáo dục.

Về phần dạy học Toán hướng ESD, tác giả dựa vào tài liệu UNESCO để xác định ba đóng góp tiềm năng của Toán học: (a) là phương thức giải quyết thách thức trong bối cảnh cụ thể thông qua đếm, đo lường, xác định vị trí; (b) giúp tổng quát hóa và trừu tượng hóa vấn đề; (c) là công cụ giải quyết vấn đề phức tạp, bao gồm cân bằng các mục tiêu SDGs bằng mô hình toán học. Chương khép lại với ba nguyên tắc "nhúng" ESD và các chủ đề nội dung Toán có tiềm năng thực hiện ESD ở bậc THPT, theo hướng dẫn của UNESCO.

Chương 2: Thiết kế và tổ chức dạy học Toán theo định hướng giáo dục vì sự phát triển bền vững

Chương này trả lời CH2 và CH3. Tác giả rà soát Chương trình GDPT môn Toán 2018 và các bộ sách giáo khoa Chân trời sáng tạo, Kết nối tri thức lớp 10–11 để xác định cơ hội lồng ghép. Các nội dung được lựa chọn gồm: "Một số yếu tố thống kê" (Thống kê lớp 11) và "Hàm số mũ" (lớp 11), với các bài toán thực tế trong sách giáo khoa Chân trời sáng tạo liên quan đến hàm số mũ và đạo hàm đã được xác định.

Hai chủ đề từ các chương trình toàn cầu về phát triển bền vững được khai thác làm ngữ cảnh cho hoạt động thực hành và trải nghiệm (HĐTH&TN):

Chủ đề Khái niệm toán học khai thác
Dấu chân sinh thái (Ecological Footprint – EF) Thống kê mô tả, số đặc trưng đo xu thế trung tâm, số liệu ghép nhóm
Dấu chân Carbon của sản phẩm (Carbon Footprint – CFP) Hàm số mũ, dự báo dân số
Sự quá tải Ngày Trái Đất vượt ngưỡng Kết hợp cả hai nội dung trên

Kịch bản HĐTH&TN được thiết kế theo hai nhiệm vụ: Nhiệm vụ 1 (Truy vết Dấu chân) – học sinh tự đo dấu chân sinh thái bằng website trực tuyến và thu thập dữ liệu thực tế; Nhiệm vụ 2 – dự báo dân số bằng hàm số mũ, xử lý giá trị ngoại lai trong mẫu dữ liệu. Kịch bản được phân tích dựa trên các hướng dẫn của UNESCO về nhúng ESD vào dạy học Toán. Dữ liệu dấu chân sinh thái và carbon của 158 học sinh được sử dụng như bộ số liệu thực hành.

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Thực nghiệm được tiến hành trên 41 học sinh lớp 11.4, năm học 2023–2024, Trường THTH ĐHSP TP.HCM. Diễn tiến thực nghiệm được mô tả chi tiết qua các giai đoạn: giới thiệu định nghĩa và ba trụ cột phát triển bền vững; dẫn dắt nhu cầu tìm hiểu dấu chân sinh thái; học sinh tự "đo" dấu chân trên website; triển khai Nhiệm vụ 1 và Nhiệm vụ 2; các nhóm (N1, N2, N3, N4) thực hiện và báo cáo.

Kết quả thực nghiệm ghi nhận các biểu hiện thay đổi nhận thức thông qua: câu trả lời minh họa của học sinh cho từng yêu cầu của nhiệm vụ; bài báo cáo nhóm với phần xử lý số liệu thực tế, tính các số đặc trưng đo xu thế trung tâm, nhận xét mẫu số liệu ghép nhóm, và đề xuất giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng do gia tăng dân số; học sinh thao tác trên GeoGebra để kiểm chứng kết quả.


Kết quả và đóng góp

Kết quả chính:

Bộ công cụ đánh giá nhận thức QoSD 27 câu hỏi (Gericke và cộng sự, 2017) được áp dụng để đo thay đổi nhận thức trước và sau tác động, trên ba thành tố Kiến thức – Thái độ – Hành vi trong ba khía cạnh Kinh tế – Xã hội – Môi trường. Kết quả thống kê từng thành tố trong khía cạnh môi trường trước và sau khi tác động được trình bày qua bảng thống kê trong văn bản. Học sinh đã thu thập và xử lý dữ liệu dấu chân sinh thái và dấu chân carbon của 158 học sinh, phát hiện và xử lý giá trị ngoại lai trong mẫu số liệu, từ đó đưa ra nhận xét có ý nghĩa thực tiễn và đề xuất các giải pháp cụ thể.

Giải pháp và kiến nghị tác giả đề xuất:

  • Kịch bản HĐTH&TN môn Toán với hai nhiệm vụ gắn với chủ đề dấu chân sinh thái và dấu chân carbon, kết hợp hai nội dung Thống kê và Hàm số mũ lớp 11.
  • Quy trình thiết kế hoạt động dạy học Toán hướng ESD dựa trên nguyên tắc của UNESCO, có thể áp dụng cho các nội dung và chủ đề khác trong chương trình GDPT môn Toán 2018.

Đóng góp so với nghiên cứu trước:

Theo tác giả tự nhận định, đây là một trong những nghiên cứu đầu tiên tại Việt Nam cụ thể hóa việc lồng ghép ESD vào dạy học môn Toán ở bậc THPT, trong khi các nghiên cứu trước chỉ dừng ở mức khai thác tiềm năng (ở quy mô quốc tế) hoặc tập trung vào các môn Địa lý, Vật lý, Hóa học (ở Việt Nam). Nghiên cứu cung cấp một kịch bản HĐTH&TN cụ thể, có phân tích dựa trên hướng dẫn của UNESCO, và kiểm chứng tính khả thi qua thực nghiệm sư phạm.


Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận thực nghiệm trên một lớp học (41 học sinh) tại một trường duy nhất (Trường THTH ĐHSP TP.HCM), nên phạm vi kiểm chứng còn hạn chế, chưa thể khái quát rộng. Chỉ hai nội dung kiến thức (Thống kê và Hàm số mũ lớp 11) và một chủ đề ESD (dấu chân sinh thái/carbon) được triển khai, chưa bao phủ toàn bộ chương trình. Mục tiêu thực nghiệm là kiểm tra tính khả thi, chưa phải đánh giá hiệu quả tác động toàn diện theo thiết kế thực nghiệm có nhóm đối chứng.

Hướng nghiên cứu tiếp có thể mở rộng sang các nội dung toán học khác trong chương trình lớp 10–12, các chủ đề ESD khác (sự quá tải sinh thái, biến đổi khí hậu, bất bình đẳng xã hội), và thực nghiệm trên quy mô lớp học và trường học rộng hơn để có đánh giá định lượng chắc chắn hơn về mức độ thay đổi nhận thức.


Giá trị tham khảo

Khóa luận có giá trị tham khảo trước tiên với sinh viên sư phạm Toán đang học hoặc nghiên cứu về lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Toán, đặc biệt là hướng tích hợp nội dung liên môn và giáo dục vì phát triển bền vững. Phần Chương 1 cung cấp hệ thống khái niệm về ESD, mô hình nhận thức K–A–B và bộ công cụ đánh giá QoSD 27 câu hỏi, hữu ích cho ai cần thiết kế nghiên cứu đánh giá tác động trong dạy học.

Với giáo viên Toán THPT, phần Chương 2 cung cấp ví dụ cụ thể về cách khai thác chương trình môn Toán 2018 và sách giáo khoa Chân trời sáng tạo, Kết nối tri thức để tìm cơ hội lồng ghép, cùng kịch bản HĐTH&TN có thể tham khảo trực tiếp.

Với người làm đề tài nghiên cứu tương tự về tích hợp giáo dục bền vững vào môn học khác (Hóa học, Sinh học, Tiếng Anh...), phần tổng quan và khung lý thuyết ở Chương 1 là tài liệu tham khảo nền tảng có giá trị, đặc biệt là cách vận dụng tài liệu UNESCO và bộ công cụ đánh giá nhận thức chuẩn quốc tế.


Câu hỏi thường gặp

1. Bộ công cụ đánh giá nhận thức phát triển bền vững nào được sử dụng trong thực nghiệm, và tại sao lựa chọn phiên bản 27 câu hỏi thay vì 50 câu hỏi?

Tác giả sử dụng Questionnaire on Sustainable Development (QoSD) phiên bản 27 câu hỏi Likert của Niklas Gericke và cộng sự (2017), được phát triển từ bộ 50 câu hỏi gốc của Olsson và cộng sự (dựa trên công cụ của Michalos và cộng sự, 2012). Phiên bản rút gọn được lựa chọn vì mục tiêu tạo công cụ khảo sát nhanh, dễ sử dụng, đã được kiểm chứng theo tiêu chuẩn lý thuyết và tâm lý học, đáp ứng cả ba chiều Kiến thức – Thái độ – Hành vi trên ba khía cạnh Kinh tế – Xã hội – Môi trường.

2. Tại sao nội dung "Thống kê" và "Hàm số mũ" lớp 11 được chọn để lồng ghép ESD, trong khi còn nhiều nội dung khác?

Tác giả rà soát chương trình GDPT môn Toán 2018 và sách giáo khoa Chân trời sáng tạo, Kết nối tri thức lớp 11, đối chiếu với yêu cầu cần đạt và các chủ đề ESD có tiềm năng theo UNESCO. Thống kê cho phép học sinh thu thập, xử lý dữ liệu thực (dấu chân sinh thái của 158 học sinh), còn hàm số mũ là công cụ phù hợp để mô hình hóa bài toán dự báo dân số, đây là hai nội dung có bối cảnh ESD rõ ràng và có bài toán thực tế tương ứng trong sách giáo khoa.

3. Học sinh lớp 11.4 đã sử dụng dữ liệu thực tế như thế nào trong Nhiệm vụ 1?

Học sinh tự trả lời bộ câu hỏi trên website đo dấu chân sinh thái trực tuyến (https://www...) để nhận kết quả dấu chân sinh thái cá nhân gồm sáu thành phần. Sau đó cả nhóm tổng hợp dữ liệu của 158 học sinh, nhập số liệu vào bảng tính, xử lý giá trị ngoại lai (có minh chứng hình ảnh số liệu nhập sai trước khi chỉnh sửa), tính các số đặc trưng đo xu thế trung tâm và trình bày kết quả qua bài báo cáo nhóm.

4. Bốn nhóm học sinh (N1, N2, N3, N4) có những điểm gì khác biệt trong cách xử lý và trình bày kết quả thực nghiệm?

Văn bản ghi nhận các biểu hiện cụ thể của từng nhóm: N1 nhận xét về mẫu số liệu ghép nhóm và đề xuất giải pháp giảm thiểu ảnh hưởng do gia tăng dân số; N2 mở đầu báo cáo với vấn đề sử dụng túi nilon, trình bày ý nghĩa số trung bình – trung vị và đề xuất giải pháp tương tự; N3 dẫn dắt đến Ngày Trái Đất vượt ngưỡng và đề xuất giải pháp giảm dấu chân carbon; N4 trình bày và nhận xét về số đặc trưng đo xu thế trung tâm qua mẫu ghép nhóm, đề xuất giải pháp cụ thể. Một học sinh còn cung cấp file ghi âm giải thích lý do phải điều tra dấu chân sinh thái.

5. Hoạt động sử dụng GeoGebra trong thực nghiệm nhằm mục đích gì?

Học sinh sử dụng GeoGebra để kiểm chứng kết quả câu trả lời cho Nhiệm vụ 2 (liên quan đến dự báo dân số bằng hàm số mũ), minh họa được ghi nhận qua hình ảnh trong văn bản. Đây là hoạt động nằm trong phần xử lý yêu cầu (e) của Nhiệm vụ 2, giúp học sinh kiểm tra lại mô hình toán học bằng phần mềm trực quan.


Kết luận

Khóa luận của Lê Nguyễn Uyên Phương (Trường Đại học Sư phạm TP.HCM, 2024) đề xuất và kiểm chứng một hướng tiếp cận cụ thể để lồng ghép giáo dục vì sự phát triển bền vững vào dạy học Toán ở bậc THPT, thông qua thiết kế hoạt động thực hành và trải nghiệm gắn với chủ đề dấu chân sinh thái và dấu chân carbon trong nội dung Thống kê và Hàm số mũ lớp 11. Công trình đóng góp một kịch bản dạy học có phân tích lý luận dựa trên hướng dẫn của UNESCO và công cụ đánh giá nhận thức quốc tế QoSD 27 câu hỏi. Thực nghiệm sư phạm trên 41 học sinh tại Trường THTH ĐHSP TP.HCM bước đầu cho thấy tính khả thi của hướng tiếp cận, đồng thời mở ra hướng nghiên cứu có tiềm năng mở rộng sang các nội dung và chủ đề khác trong Chương trình GDPT môn Toán 2018.