Dạy Học Xác Suất - Thống Kê Ở Trường Trung Học Phổ Thông Theo Lý Thuyết Kết Nối Với Sự Hỗ Trợ Của Công Nghệ Thông Tin

Luận Án Tiến Sĩ Về Dạy Học Xác Suất Thống Kê Tại Trường Trung Học Phổ Thông

• Tác giả: Vũ Hồng Linh
• Người hướng dẫn: TS. Bùi Văn Nghị
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Lý luận và PPDH bộ môn Toán học
• Đề tài: Dạy Học Xác Suất - Thống Kê Ở Trường Trung Học Phổ Thông Theo Lý Thuyết Kết Nối Với Sự Hỗ Trợ Của Công Nghệ Thông Tin
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN
• 1.1. Tổng quan những công trình liên quan đến đề tài luận án
• 1.2. Công trình nghiên cứu liên quan đến lý thuyết kết nối
• 1.3. Những công trình nghiên cứu về dạy học Xác suất - Thống kê
• 1.4. Lý thuyết kết nối trong dạy và học
• 1.4.1. Cơ sở khoa học của lý thuyết kết nối trong dạy và học
• 1.4.2. Quan niệm về lý thuyết kết nối trong dạy và học
• 1.4.3. Một số khái niệm liên quan đến lý thuyết kết nối
• 1.4.4. Các dạng kết nối trong dạy và học
• 1.4.5. Quan hệ giữa lý thuyết kết nối với một số lý thuyết dạy học và những yêu cầu mới của giáo dục
• 1.4.6. Quan hệ giữa lý thuyết kết nối với một số lý thuyết dạy học
• 1.4.7. Những yêu cầu về giáo dục trong giai đoạn hiện nay
• 1.5. Sự tương đồng và hỗ trợ giữa phương pháp dạy học theo lý thuyết kết nối với một số phương pháp dạy học tích cực khác
• 1.5.1. Sự tương đồng và hỗ trợ giữa phương pháp dạy học theo lý thuyết kết nối với phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề
• 1.5.2. Sự tương đồng và hỗ trợ giữa phương pháp dạy học theo lý thuyết kết nối với phương pháp dạy học khám phá
• 1.5.3. Sự tương đồng và hỗ trợ giữa phương pháp dạy học theo lý thuyết kết nối với phương pháp dạy học hợp tác
• 1.5.4. Sự tương đồng và hỗ trợ giữa phương pháp dạy học theo lý thuyết kết nối với phương pháp tự học
• 1.6. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA VIỆC DẠY HỌC NỘI DUNG XÁC SUẤT - THỐNG KÊ Ở TRƯỜNG THPT THEO LÝ THUYẾT KẾT NỐI
• 2.1. Mục đích, yêu cầu dạy học Xác suất - Thống kê ở trường Trung học phổ thông
• 2.2. Tổ chức khảo sát tình hình dạy và học Xác suất - Thống kê ở trường Trung học phổ thông
• 2.2.1. Những vấn đề cần khảo sát
• 2.2.2. Đối tượng và thời gian khảo sát
• 2.2.3. Phương pháp thu thập và phân tích số liệu
• 2.2.4. Kết quả khảo sát
• 2.2.4.1. Kết quả khảo sát giáo viên về việc khai thác và sử dụng các nguồn học liệu, về việc tổ chức cho học sinh thực hành trải nghiệm
• 2.2.4.2. Kết quả khảo sát giáo viên về mức độ và khả năng sử dụng công nghệ thông tin vào dạy học Xác suất Thống kê ở trường Trung học phổ thông
• 2.2.4.3. Kết quả khảo sát giáo viên về khả năng sử dụng công nghệ thông tin vào dạy học Xác suất Thống kê ở trường Trung học phổ thông
• 2.2.4.4. Kết quả khảo sát về việc những hoạt động của giáo viên trong từng bước của tiến trình dạy học Xác suất - Thống kê ở trường Trung học phổ thông
• 2.2.4.5. Kết quả khảo sát giáo viên về việc sử dụng các mối liên hệ (kết nối) trong quá trình dạy học Xác suất Thống kê ở trường Trung học phổ thông
• 2.2.4.6. Kết quả khảo sát học sinh về nhu cầu học tập nội dung Xác suất - Thống kê ở trên lớp
• 2.2.4.7. Kết quả khảo sát học sinh về nhu cầu tự học nội dung Xác suất - Thống kê ở trường Trung học phổ thông
• 2.2.4.8. Kết quả khảo sát học sinh về khả năng sử dụng công nghệ thông tin
• 2.3. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ NỘI DUNG CÁC NÚT KẾT NỐI VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC XÁC SUẤT - THỐNG KÊ THEO LÝ THUYẾT KẾT NỐI VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
• 3.1. Phương pháp thiết kế nội dung các nút kết nối
• 3.1.1. Nút 1 - kết nối tri thức
• 3.1.2. Nút 2 - kết nối nguồn học liệu
• 3.1.3. Nút 3 - kết nối công cụ, phương tiện dạy học
• 3.1.4. Nút 4 - kết nối các phương pháp kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh
• 3.1.5. Nút 5 - kết nối giữa người dạy, người học và những người khác
• 3.2. Phương pháp tổ chức dạy học
• 3.3. Phương pháp sử dụng nội dung các nút kết nối
• 3.4. Phương pháp dạy học theo lý thuyết kết nối
• 3.5. Ý nghĩa, tác dụng của dạy học theo lý thuyết kết nối và những điểm cần lưu ý
• 3.6. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 4.1. Mục đích, tổ chức thực nghiệm sư phạm
• 4.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm
• 4.1.2. Tổ chức thực nghiệm sư phạm
• 4.1.3. Giáo án thực nghiệm sư phạm
• 4.1.3.1. Giáo án thứ nhất: Xác suất của biến cố (tiết 30 - lý thuyết)
• 4.1.3.2. Giáo án thứ hai: Xác suất của biến cố (tiết 33 - bài tập)
• 4.1.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
• 4.2. Thực nghiệm sư phạm vòng 1 (Năm học 2017 - 2018)
• 4.3. Thực nghiệm sư phạm vòng 2 (Năm học 2018 - 2019)
• 4.4. Kết quả nghiên cứu trường hợp
• 4.4.1. Tổ chức nghiên cứu trường hợp
• 4.4.2. Kết quả quan sát quá trình thực hiện giáo án tự học của nhóm HS
• 4.4.3. Kết quả khảo sát bằng phiếu hỏi ý kiến HS sau quá trình thực hiện tự học
• 4.5. Kết luận chương 4
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về dạy học xác suất thống kê

Dạy học xác suất thống kê ở trường trung học phổ thông (THPT) là một phần quan trọng trong chương trình giáo dục hiện nay. Mục tiêu chính là trang bị cho học sinh những kiến thức cơ bản về xác suất và thống kê, giúp các em có khả năng áp dụng vào thực tiễn. Trong bối cảnh hiện đại, việc sử dụng công nghệ thông tin (CNTT) trong dạy học đã trở thành một yếu tố không thể thiếu. Theo nghiên cứu, việc tích hợp CNTT không chỉ giúp nâng cao hiệu quả giảng dạy mà còn tạo ra môi trường học tập tương tác hơn. Điều này đặc biệt quan trọng trong việc phát triển các kỹ năng phân tích dữ liệu và giải quyết vấn đề cho học sinh.

1.1. Lý do chọn đề tài

Lý do chọn đề tài dạy học xác suất thống kê theo lý thuyết kết nối với sự hỗ trợ của CNTT xuất phát từ nhu cầu thực tiễn. Trong thời đại công nghệ phát triển nhanh chóng, việc học tập không còn giới hạn trong lớp học mà cần mở rộng ra ngoài, cho phép học sinh tiếp cận và sử dụng thông tin từ nhiều nguồn khác nhau. Việc áp dụng lý thuyết kết nối giúp tạo ra mối liên hệ giữa các kiến thức đã học và thực tiễn, từ đó nâng cao khả năng tư duy và giải quyết vấn đề của học sinh.

1.2. Mục đích nghiên cứu

Mục đích của nghiên cứu là đề xuất phương pháp thiết kế và tổ chức dạy học xác suất thống kê theo lý thuyết kết nối. Điều này không chỉ giúp học sinh hiểu sâu hơn về nội dung học mà còn phát triển các kỹ năng mềm như làm việc nhóm, giao tiếp và tư duy phản biện. Nghiên cứu cũng nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của phương pháp này trong thực tiễn giảng dạy tại các trường THPT.

II. Cơ sở lý luận

Cơ sở lý luận của dạy học xác suất thống kê dựa trên lý thuyết kết nối và ứng dụng CNTT. Lý thuyết kết nối được Siemens khởi xướng vào năm 2004, nhấn mạnh việc học tập diễn ra qua các kết nối trong mạng lưới thông tin. Điều này có nghĩa là học sinh không chỉ học từ giáo viên mà còn từ các nguồn thông tin khác nhau, từ đó hình thành kiến thức một cách đa dạng và phong phú. Việc áp dụng lý thuyết này trong dạy học xác suất thống kê sẽ tạo ra một môi trường học tập tích cực, giúp học sinh phát triển năng lực phân tích và tổng hợp thông tin.

2.1. Các phương pháp dạy học hiện đại

Trong bối cảnh giáo dục hiện đại, các phương pháp dạy học tích cực như dạy học hợp tác, dạy học khám phá và dạy học theo dự án đã được áp dụng rộng rãi. Những phương pháp này không chỉ giúp học sinh tiếp thu kiến thức một cách chủ động mà còn khuyến khích sự sáng tạo và khả năng làm việc nhóm. Sự kết hợp giữa lý thuyết kết nối và các phương pháp dạy học hiện đại sẽ tạo ra một môi trường học tập phong phú và hiệu quả hơn.

2.2. Vai trò của công nghệ thông tin trong giáo dục

Công nghệ thông tin đã trở thành một phần quan trọng trong giáo dục, đặc biệt trong việc dạy học xác suất thống kê. CNTT không chỉ hỗ trợ việc truyền đạt kiến thức mà còn giúp học sinh thực hành và áp dụng các khái niệm vào thực tế thông qua các phần mềm mô phỏng và các công cụ phân tích dữ liệu. Việc sử dụng CNTT trong dạy học không chỉ làm tăng sự hứng thú của học sinh mà còn giúp các em phát triển các kỹ năng cần thiết cho thế kỷ 21.

III. Thực trạng dạy học xác suất thống kê ở trường THPT

Thực trạng dạy học xác suất thống kê ở các trường THPT hiện nay cho thấy nhiều vấn đề cần khắc phục. Đầu tiên, nhiều giáo viên chưa được đào tạo bài bản về việc sử dụng CNTT trong giảng dạy, dẫn đến việc áp dụng công nghệ chưa hiệu quả. Thứ hai, tài liệu học tập và phương tiện dạy học còn hạn chế, ảnh hưởng đến chất lượng dạy học. Cuối cùng, sự tương tác giữa giáo viên và học sinh trong quá trình học tập còn thiếu, khiến học sinh không phát huy được tối đa khả năng của mình.

3.1. Khảo sát tình hình dạy học

Khảo sát tình hình dạy học xác suất thống kê cho thấy rằng giáo viên chủ yếu sử dụng phương pháp truyền thống, ít có sự đổi mới trong cách tiếp cận. Học sinh thường gặp khó khăn trong việc hiểu và áp dụng các khái niệm xác suất và thống kê vào thực tiễn. Do đó, cần thiết phải có những thay đổi trong phương pháp dạy học để nâng cao hiệu quả giảng dạy.

3.2. Nhu cầu cải tiến phương pháp dạy học

Nhu cầu cải tiến phương pháp dạy học xác suất thống kê là rất cấp thiết. Giáo viên cần được đào tạo về các phương pháp dạy học hiện đại và cách sử dụng CNTT trong giảng dạy. Đồng thời, cần có sự đầu tư vào tài liệu và công cụ hỗ trợ dạy học, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc học tập của học sinh.

IV. Đề xuất phương pháp dạy học xác suất thống kê

Đề xuất phương pháp dạy học xác suất thống kê theo lý thuyết kết nối với sự hỗ trợ của CNTT bao gồm việc thiết kế các bài học kết nối kiến thức lý thuyết với thực tiễn. Các giáo viên cần xây dựng các hoạt động học tập đa dạng, khuyến khích học sinh tự khám phá và áp dụng kiến thức vào các tình huống thực tế. Việc sử dụng các phần mềm mô phỏng và công cụ phân tích dữ liệu sẽ giúp học sinh hình thành và phát triển các kỹ năng cần thiết.

4.1. Thiết kế nội dung bài học

Nội dung bài học cần được thiết kế dựa trên các nút kết nối giữa các khái niệm xác suất và thống kê với các lĩnh vực khác nhau. Giáo viên có thể sử dụng các ví dụ thực tế để minh họa cho các khái niệm, giúp học sinh dễ dàng hình dung và áp dụng vào cuộc sống. Việc này không chỉ giúp học sinh hiểu rõ hơn về nội dung học mà còn kích thích sự tò mò và ham học hỏi.

4.2. Tổ chức hoạt động học tập

Tổ chức các hoạt động học tập theo nhóm, giúp học sinh trao đổi ý tưởng và cùng nhau giải quyết các bài toán thực tế. Việc làm này không chỉ giúp học sinh rèn luyện kỹ năng làm việc nhóm mà còn phát triển khả năng giao tiếp và thuyết trình. Đồng thời, giáo viên cần tạo điều kiện để học sinh sử dụng CNTT trong quá trình học tập, từ đó nâng cao hiệu quả giảng dạy.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ khoa học giáo dục của tác giả Vũ Hồng Linh với đề tài "Dạy học Xác suất - Thống kê ở trường Trung học phổ thông theo lý thuyết kết nối với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin" được thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm – Đại học Thái Nguyên (2020), thuộc chuyên ngành Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Toán học (mã số 9140111), dưới sự hướng dẫn khoa học của GS.TS Bùi Văn Nghị và PGS.TS Trịnh Thanh Hải.

Về tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu, tác giả chỉ ra rằng giáo dục hiện đại đang chuyển dịch mạnh mẽ từ chương trình giáo dục dựa trên đầu vào (income based curriculum - IBC) sang chương trình giáo dục dựa trên đầu ra (outcome based curriculum - OBC) nhằm phát triển phẩm chất và năng lực người học. Dạy học định hướng năng lực đòi hỏi cá nhân hóa quá trình học tập trong mối quan hệ gắn kết với cộng đồng thông qua sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và truyền thông (ICT). Lý thuyết kết nối (Connectivism) do George Siemens khởi xướng (2004, 2005) được đánh giá là một lý thuyết học tập phù hợp trong thời đại kỹ thuật số. Tuy nhiên, ở Việt Nam, việc nghiên cứu và vận dụng lý thuyết kết nối vào dạy học môn Toán ở trường phổ thông nói chung và nội dung Xác suất - Thống kê (XSTK) nói riêng còn rất hạn chế. Đồng thời, việc giảng dạy XSTK ở bậc trung học phổ thông (THPT) vẫn tồn tại nhiều bất cập về phương pháp tổ chức và khai thác học liệu.

Tiêu chí	Nội dung xác định trong luận án
Mục tiêu nghiên cứu	Đề xuất phương pháp thiết kế và tổ chức dạy học XSTK ở trường THPT theo lý thuyết kết nối với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin, tạo ra các kết nối về nội dung học tập, nguồn tư liệu và sự tương tác giữa GV và HS, giữa các HS với nhau nhằm nâng cao hiệu quả dạy học môn Toán.
Khách thể nghiên cứu	Quá trình dạy học nội dung XSTK ở trường THPT.
Đối tượng nghiên cứu	Phương pháp thiết kế và cách thức tổ chức dạy học XSTK ở trường THPT theo lý thuyết kết nối với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin.
Phạm vi nghiên cứu	Nội dung dạy học XSTK trong chương trình môn Toán lớp 11 trường THPT.

Luận án xác định 05 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

1. Tổng quan những công trình nghiên cứu ở trong nước và ngoài nước về dạy học XSTK ở trường THPT, dạy học theo lý thuyết kết nối với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin.
2. Nghiên cứu cơ sở lý luận về dạy học theo lý thuyết kết nối: quan niệm, nguồn gốc, sự phát triển và phương thức vận dụng trong dạy học.
3. Khảo sát, đánh giá thực trạng dạy học XSTK ở trường THPT liên quan đến lý thuyết kết nối và công nghệ thông tin.
4. Đề xuất phương pháp thiết kế nội dung các nút kết nối và cách thức tổ chức dạy học XSTK ở trường THPT theo lý thuyết kết nối với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin.
5. Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm nghiệm, đánh giá tính khả thi và hiệu quả của các phương pháp đã đề xuất.

Giả thuyết khoa học: Nếu thiết kế và tổ chức dạy học XSTK ở trường THPT dựa trên lý thuyết kết nối như đề xuất của luận án thì sẽ tạo ra môi trường dạy và học kết nối tri thức, kỹ năng của bản thân người học với tri thức, kinh nghiệm của người khác, giữa làm việc cá nhân với làm việc nhóm thông qua tương tác, góp phần nâng cao hiệu quả dạy học XSTK ở trường THPT.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tác giả đã hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong nước và quốc tế liên quan đến hai trục nội dung chính:

1. Các nghiên cứu về lý thuyết kết nối và ứng dụng công nghệ thông tin

• Nghiên cứu quốc tế: Vygotsky (1978) với lý thuyết "Vùng phát triển gần" (ZPD); Engeström, Miettinen, Punamäki (1999) về lý thuyết hoạt động và kết nối tri thức - công nghệ; George Siemens (2004, 2005, 2006) khởi xướng lý thuyết kết nối trong thời đại số; Stephen Downes (2006, 2012, 2019) nghiên cứu về mạng lưới học tập và kết nối kiến thức; Rita Kop và Adrian Hill (2008) về tính tự chủ của người học; Suzanne Darrow (2009) về ứng dụng lý thuyết kết nối ở bậc đại học; Mohamed Amine Chatti, Matthias Jarke và Christoph (2010) về hệ sinh thái tri thức; Frances Bell (2011), Mehmet Şahin (2012) về ưu điểm khai thác học liệu số; Snit Sitti, Saroch Sopeerak, Narong Sompong (2013) về mô hình nâng cao kỹ năng giải quyết vấn đề; Denzil Chetty (2013) về khung học tập 4 yếu tố; Jaszczyszyn và Szada-Borzyszkowska (2014); Ann Hill Duin và Joseph Moses (2015) về kết nối liên văn hóa; Sigitas Daukilas và Judita Kasperiūnienė (2015); AlDahdouh, Osório và Caires (2015, 2017) về cấu trúc mạng nút và mối liên hệ với mạng thần kinh nhân tạo; Rita Ndagire Kizito (2016); Michael Vitoulis (2017); Eva Trnova và Josef Trna (2017); Joao Mattar Centro (2018); Jeff Utecht và Doreen Keller (2019). Bên cạnh đó, tác giả cũng ghi nhận các góc nhìn phản biện của Kerr (2007) và Plon Verhagen (2006).
• Nghiên cứu tại Việt Nam: Các nghiên cứu về ứng dụng CNTT của Nguyễn Tích Lăng (2000), Đào Thái Lai (2006), Trịnh Thanh Hải (2006), Trần Trung (2009), Hoàng Ngọc Anh (2011), Nguyễn Văn Hồng (2012), Lê Tuấn Anh (2016), Bùi Minh Đức (2018). Về lý thuyết kết nối có bài viết của Nguyễn Mạnh Hùng (2014) về mô hình MOOC; Đào Tam (2014) về kết nối tri thức; Đỗ Thế Hưng và Nguyễn Thị Kim Hoa (2015); luận án của Phan Thanh Hải (2019) về tình huống kết nối tri thức trong dạy học Hình học.

2. Các nghiên cứu về dạy học Xác suất - Thống kê

• Nghiên cứu quốc tế: Holmes (1980, 1986), Hawkins, Jolliffe và Glickman (1991), Ortiz (1999) về tài liệu và quan niệm dạy học xác suất; tiêu chuẩn của NCTM (2000); Batanero và cộng sự (2004) về đào tạo giáo viên dạy xác suất; Girard (2005); Chick và cộng sự (2008); Lancaster (2008); Zussette Candelario-Aplaon (2017); Robert C. Schoen, Mark LaVenia, Eric Chicken, Rabieh Razzouk và Zahid Kisa (2019) về phát triển tri thức XSTK cho giáo viên; Brousseau và Brousseau (1900); Chaput (2008); Lee (2010); Arnold (2014).
• Nghiên cứu tại Việt Nam: Được phân chia thành 5 nhóm hướng: (1) Dạy học XSTK đại học phát triển năng lực nghề nghiệp (Ngô Tất Hoạt, Hoàng Nam Hải, Võ Thị Huyền, Nguyễn Thanh Tùng); (2) Phương pháp dạy học XSTK ở đại học, cao đẳng (Phạm Văn Trạo, Tạ Hữu Hiếu, Trần Thị Hoàng Yến, Đào Hồng Nam); (3) Dạy học XSTK gắn với thực tiễn (Phan Thị Tình, Nguyễn Thị Thu Hà); (4) Dạy học XSTK ở trường phổ thông (Trần Kiều, Đỗ Mạnh Hùng, Trần Đức Chiển); (5) Nghiên cứu dạy học XSTK theo hướng didactic (Lê Thị Hoài Châu).

Khoảng trống nghiên cứu: Các công trình ở nước ngoài về lý thuyết kết nối chủ yếu dừng lại ở bậc đại học hoặc mô hình trực tuyến tổng quát, ít đi sâu vào dạy học môn Toán THPT. Tại Việt Nam, chưa có công trình nào nghiên cứu việc vận dụng lý thuyết kết nối vào việc thiết kế và tổ chức dạy học nội dung Xác suất - Thống kê ở trường THPT với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

1. Cơ sở lý thuyết và khung phân tích

Luận án xây dựng trên nền tảng Lý thuyết kết nối (Connectivism) của George Siemens (2005) với 8 nguyên tắc cốt lõi:

1. Học tập dựa trên sự đa dạng của các ý kiến.
2. Quá trình học tập là quá trình kết nối các nguồn thông tin.
3. Việc học có thể diễn ra thông qua các thiết bị ngoại vi.
4. Năng lực hiểu biết quan trọng hơn những gì đã biết.
5. Nuôi dưỡng và duy trì các kết nối là cần thiết để học tập thường xuyên, liên tục.
6. Thấy được sự kết nối giữa các lĩnh vực, ý tưởng và khái niệm là kỹ năng cốt lõi.
7. Thường xuyên cập nhật kiến thức là một hoạt động học tập.
8. Quá trình học tập là quá trình tự kiến tạo tri thức cho bản thân dựa trên thông tin mới được bổ sung.

Luận án khẳng định lý thuyết kết nối thỏa mãn 5 tiêu chuẩn xây dựng lý thuyết học tập của Ertmer và Newby (1993), đồng thời làm rõ mối quan hệ kế thừa và phát triển từ Thuyết Hành vi (Descartes, Watson, Skinner), Thuyết Nhận thức (Piaget), Thuyết Kiến tạo (Dewey, Piaget, Vygotsky, Bruner) và 4 trụ cột giáo dục thế kỷ XXI của UNESCO (Jacques Delors, 1996).

Khung phân tích của luận án xác lập 05 dạng kết nối cơ bản trong dạy học:

• Kết nối tri thức: Giữa kiến thức đã có với kiến thức mới (Vùng phát triển gần - ZPD), giữa toán học và liên môn/thực tiễn.
• Kết nối nguồn học liệu: Sách giáo khoa, sách bài tập, bài giảng điện tử, tài liệu tham khảo, lịch sử toán học.
• Kết nối công cụ, phương tiện dạy học: Ứng dụng CNTT, phần mềm mô phỏng, thí nghiệm ảo.
• Kết nối phương pháp kiểm tra, đánh giá: Công cụ đánh giá trực tuyến, trắc nghiệm tương tác nhanh.
• Kết nối con người: Tương tác giữa người dạy - người học, người học - người học và cộng đồng.

2. Phương pháp nghiên cứu

• Phương pháp nghiên cứu lý luận: Phân tích, tổng hợp các công trình khoa học về lý thuyết kết nối, tâm lý học nhận thức và phương pháp dạy học toán để xây dựng khung lý thuyết.
• Phương pháp điều tra, khảo sát: Sử dụng phiếu hỏi dành cho giáo viên và học sinh THPT nhằm đánh giá thực trạng khai thác học liệu, năng lực ứng dụng CNTT và nhu cầu tự học. Dữ liệu khảo sát được xử lý và phân tích thống kê mô tả bằng phần mềm SPSS 20.
• Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học thực nghiệm có đối chứng qua 2 vòng độc lập tại trường THPT nhằm kiểm chứng tính hiệu quả qua các bài kiểm tra đánh giá định lượng.
• Phương pháp nghiên cứu trường hợp: Theo dõi, quan sát chuyên sâu quá trình tự học có hướng dẫn của một nhóm học sinh dựa trên nội dung thiết kế trên môi trường web để điều chỉnh các đề xuất sư phạm.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lý luận

Chương 1 tập trung xây dựng bức tranh toàn diện về cơ sở khoa học của lý thuyết kết nối. Tác giả phân tích các khái niệm cốt lõi: mạng (network), nút kết nối (nodes), mối quan hệ (connections), hệ sinh thái học tập, môi trường học tập và cộng đồng học tập. Luận án đưa ra định nghĩa tường minh về "Dạy học theo lý thuyết kết nối" và "Học theo lý thuyết kết nối".

Chương này cũng phân tích sự tương đồng và mối quan hệ hỗ trợ giữa dạy học theo lý thuyết kết nối với các phương pháp dạy học tích cực khác:

• Phương pháp dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề.
• Phương pháp dạy học khám phá.
• Phương pháp dạy học hợp tác.
• Phương pháp tự học.

Chương 2: Cơ sở thực tiễn của việc dạy học nội dung Xác suất - Thống kê ở trường THPT theo lý thuyết kết nối

Chương 2 trình bày mục đích, chuẩn kiến thức kỹ năng của nội dung XSTK lớp 11 và báo cáo kết quả điều tra thực trạng dạy học tại các trường THPT. Tác giả sử dụng phần mềm SPSS 20 để thống kê mô tả các nhóm biến khảo sát:

Nhóm biến khảo sát	Nội dung đo lường chính qua phiếu hỏi
Biến NHL, TrN	Mức độ khai thác, sử dụng các nguồn học liệu và việc tổ chức cho học sinh thực hành trải nghiệm trong giờ học XSTK.
Biến MĐSD, TC, GQ, CC, KT	Mức độ sử dụng CNTT, phương thức tra cứu, giải quyết bài toán, công cụ trình diễn và kiểm tra đánh giá của giáo viên.
Biến KNHL, KNPT, KNMT, KKKN	Khả năng kết nối nguồn học liệu, phương tiện, môi trường và các khó khăn gặp phải khi thiết lập kết nối trong dạy học.
Biến NCTL, KHIT	Nhu cầu học tập trên lớp, nhu cầu tự học nội dung XSTK và kỹ năng sử dụng CNTT của học sinh THPT.

Kết quả điều tra cho thấy giáo viên và học sinh đều nhận thức được tầm quan trọng của XSTK và CNTT, nhưng việc tổ chức dạy học còn mang tính truyền thống, thiếu sự kết nối đa chiều giữa lý thuyết với thực tiễn, việc ứng dụng CNTT chủ yếu dừng lại ở mức trình chiếu bài giảng mà chưa khai thác tối ưu các mô phỏng, thí nghiệm ảo và nguồn học liệu mở.

Chương 3: Phương pháp thiết kế nội dung các nút kết nối và tổ chức dạy học Xác suất - Thống kê theo lý thuyết kết nối với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin

Chương 3 là trọng tâm đóng góp của luận án, đề xuất quy trình kỹ thuật thiết kế 05 nút kết nối và phương pháp tổ chức dạy học:

[Nút 1: Kết nối tri thức]
[Nút 2: Kết nối nguồn học liệu]
[Nút 3: Kết nối công cụ, phương tiện (Yenka, Bảng tính)]
[Nút 4: Kết nối kiểm tra, đánh giá (Violet, QuizCreator)]
[Nút 5: Kết nối tương tác (GV - HS - Cộng đồng)]

• Nút 1 - Kết nối tri thức: Thiết kế liên kết giữa định nghĩa cổ điển của xác suất với tần suất thực nghiệm, kết nối kiến thức xác suất với môn Sinh học (quy luật di truyền học Mendel) và các bài toán thực tiễn đời sống.
• Nút 2 - Kết nối nguồn học liệu: Tích hợp hệ thống sách giáo khoa trực tuyến, sách giáo khoa điện tử, thư viện bài giảng internet, trang web học tập (như vietjack) và tư liệu lịch sử toán học.
• Nút 3 - Kết nối công cụ, phương tiện dạy học: Khai thác phần mềm mô phỏng thí nghiệm ảo Yenka (mô phỏng phép thử gieo con súc sắc 1.000 lần; gieo đồng xu với số lần lặp 500, 1.500, 10.000 và 20.000 lần nhằm minh họa luật số lớn) kết hợp bảng tính hỗ trợ học sinh kiểm tra kết quả tính toán.
• Nút 4 - Kết nối kiểm tra, đánh giá: Xây dựng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm, bài tập tự đánh giá bằng các phần mềm chuyên dụng như Violet, Adobe Presenter, QuizCreator cho phép phản hồi kết quả trực tiếp.
• Nút 5 - Kết nối người dạy, người học và cộng đồng: Thiết lập kênh trao đổi thông tin, diễn đàn tương tác thông qua giao diện trang web dạy học XSTK được xây dựng phục vụ đề tài.

Chương này cũng xác lập tiến trình 4 giai đoạn tổ chức dạy học theo lý thuyết kết nối: (1) Chuyển giao nhiệm vụ và hướng dẫn truy cập các nút kết nối; (2) Học sinh độc lập hoặc hợp tác khám phá tri thức qua mạng kết nối; (3) Thảo luận, báo cáo và chuẩn hóa kiến thức; (4) Tự đánh giá và mở rộng kết nối.

Chương 4: Thực nghiệm sư phạm

Chương 4 kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp sư phạm đã đề xuất qua hai hình thức: thực nghiệm sư phạm trên lớp học và nghiên cứu trường hợp tự học có hướng dẫn.

1. Thiết kế thực nghiệm trên lớp:

   • Soạn thảo và thực hiện 02 giáo án: Giáo án 1 (Xác suất của biến cố - Tiết 30, lý thuyết); Giáo án 2 (Xác suất của biến cố - Tiết 33, bài tập).
   • Vòng 1 (Năm học 2017 - 2018): Tổ chức tại lớp thực nghiệm (TN) và lớp đối chứng (ĐC) có trình độ tương đương; thực hiện 2 bài kiểm tra đánh giá (Bài kiểm tra số 1, Bài kiểm tra số 2). Phân tích biến thống kê GAKT1, GAHQ1, TNKT1, TNHS1.
   • Vòng 2 (Năm học 2018 - 2019): Tiếp tục thực nghiệm với mẫu mở rộng, phân tích các biến TNKT2, GAHQ2. Đánh giá kết quả phân loại học sinh theo các mức: Giỏi, Khá, Trung bình, Yếu - Kém.

2. Kết quả nghiên cứu trường hợp:

   • Theo dõi nhóm học sinh tự học nội dung XSTK có hướng dẫn dựa trên hệ thống các nút kết nối trên trang web.
   • Sử dụng phiếu hỏi khảo sát ý kiến học sinh sau quá trình tự học để đánh giá mức độ chủ động, khả năng tự lực giải quyết vấn đề và mức độ hài lòng đối với môi trường học tập kết nối.

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp về mặt lý luận

• Hệ thống hóa và làm rõ quan niệm về dạy học theo lý thuyết kết nối trong môn Toán, xác lập 05 dạng kết nối cơ bản (tri thức, học liệu, công cụ/phương tiện, kiểm tra đánh giá, con người).
• Phân tích mối quan hệ kế thừa, phát triển và tương đồng giữa lý thuyết kết nối với Thuyết Hành vi, Thuyết Nhận thức, Thuyết Kiến tạo và các phương pháp dạy học tích cực (khám phá, giải quyết vấn đề, hợp tác, tự học).
• Xây dựng quy trình sư phạm về phương pháp thiết kế các nút kết nối và cách thức tổ chức dạy học nội dung Xác suất - Thống kê ở trường THPT với sự hỗ trợ của CNTT.

Đóng góp về mặt thực tiễn

• Thiết kế hệ thống 05 nút kết nối cụ thể cho nội dung Xác suất - Thống kê lớp 11, tích hợp các công cụ mô phỏng thí nghiệm ảo (phần mềm Yenka với các mô phỏng gieo súc sắc, gieo đồng xu số lượng lớn) và phần mềm kiểm tra đánh giá (Violet, Adobe Presenter, QuizCreator).
• Xây dựng giao diện trang web dạy học chuyên đề XSTK theo lý thuyết kết nối, tạo môi trường học tập tương tác trực tiếp và trực tuyến cho giáo viên và học sinh THPT.
• Cung cấp hệ thống bài giảng, giáo án thực nghiệm sư phạm (tiết lý thuyết và bài tập) làm tài liệu tham khảo cho giáo viên toán THPT.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

• Đề nghị các cấp quản lý giáo dục và nhà trường phổ thông tăng cường đầu tư hạ tầng CNTT, bồi dưỡng cho giáo viên phương pháp khai thác học liệu số và kỹ năng thiết kế môi trường học tập kết nối.
• Khuyến khích giáo viên toán áp dụng mô hình kết nối các nguồn học liệu mở và phần mềm mô phỏng toán học nhằm giúp học sinh tiếp cận kiến thức XSTK một cách trực quan, gắn liền với thực tiễn.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Luận án giới hạn phạm vi nghiên cứu thực nghiệm ở nội dung Xác suất - Thống kê trong chương trình môn Toán lớp 11 THPT; mẫu khảo sát thực trạng và thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại một số trường THPT nhất định.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  • Mở rộng việc nghiên cứu và vận dụng lý thuyết kết nối sang các phân môn và chủ đề khác của chương trình môn Toán THPT (Giải tích, Hình học).
  • Tiếp tục phát triển và hoàn thiện nền tảng web dạy học kết nối, nghiên cứu ứng dụng cho các cấp học khác (THCS, Đại học) phù hợp với chương trình giáo dục phổ thông mới.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu hữu ích cho:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học chuyên ngành Lý luận và PPDH bộ môn Toán: Tham khảo cơ sở lý luận về lý thuyết kết nối của Siemens, cấu trúc hệ sinh thái học tập và phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa khảo sát thực trạng, thống kê SPSS và thực nghiệm sư phạm 2 vòng.
• Giáo viên môn Toán tại các trường THPT: Tham khảo trực tiếp Chương 3 và Chương 4 để vận dụng kỹ thuật thiết kế bài giảng XSTK lớp 11, phương pháp khai thác thí nghiệm ảo trên phần mềm Yenka, bảng tính và công cụ trắc nghiệm trực tuyến nhằm đổi mới phương pháp dạy học.
• Cán bộ quản lý chuyên môn và xây dựng chương trình: Tham khảo mô hình tích hợp CNTT và học liệu số theo hướng cá nhân hóa và phát triển năng lực người học.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án dựa trên lý thuyết học tập nền tảng nào và do ai khởi xướng?
Luận án dựa trên Lý thuyết kết nối (Connectivism) do George Siemens khởi xướng năm 2004 và công bố chính thức năm 2005, với quan niệm việc học tập trong thời đại số diễn ra thông qua mạng lưới các nút kết nối thông tin đa dạng.

2. Mô hình dạy học trong luận án đề xuất bao gồm những nút kết nối cụ thể nào?
Luận án đề xuất hệ thống 05 nút kết nối trong Chương 3: (1) Nút kết nối tri thức; (2) Nút kết nối nguồn học liệu; (3) Nút kết nối công cụ, phương tiện dạy học; (4) Nút kết nối phương pháp kiểm tra đánh giá; (5) Nút kết nối giữa người dạy, người học và những người khác.

3. Công cụ công nghệ thông tin và phần mềm nào được tác giả sử dụng để mô phỏng thí nghiệm xác suất?
Tác giả sử dụng phần mềm Yenka để thiết kế các thí nghiệm ảo mô phỏng phép thử gieo con súc sắc (1.000 lần) và gieo đồng xu với các quy mô 500, 1.500, 10.000 và 20.000 lần nhằm hình thành khái niệm xác suất theo nghĩa tần suất.

4. Dữ liệu thực nghiệm sư phạm được triển khai trong thời gian nào và gồm những nội dung bài học nào?
Thực nghiệm sư phạm được tổ chức qua 2 vòng: Vòng 1 (Năm học 2017 - 2018) và Vòng 2 (Năm học 2018 - 2019). Nội dung thực nghiệm gồm 02 giáo án lớp 11: Giáo án tiết 30 (Xác suất của biến cố - Lý thuyết) và Giáo án tiết 33 (Xác suất của biến cố - Bài tập).

5. Luận án sử dụng phần mềm nào để xử lý dữ liệu khảo sát thực trạng?
Tác giả sử dụng phần mềm SPSS 20 để thống kê mô tả, phân tích số liệu thu thập từ các phiếu hỏi giáo viên và học sinh về thực trạng khai thác học liệu, ứng dụng CNTT và nhu cầu học tập.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Vũ Hồng Linh đã giải quyết một vấn đề khoa học giáo dục có ý nghĩa lý luận và thực tiễn: vận dụng lý thuyết kết nối vào dạy học nội dung Xác suất - Thống kê lớp 11 với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin. Bằng việc kết hợp nghiên cứu lý luận, điều tra thực trạng qua SPSS 20, thiết kế hệ thống 05 nút kết nối và tiến hành thực nghiệm sư phạm 2 vòng độc lập, công trình đã chứng minh tính khả thi và hiệu quả của mô hình dạy học đề xuất. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở phương pháp luận và tài liệu thực hành thiết thực cho giáo viên toán THPT trong quá trình đổi mới phương pháp dạy học theo định hướng phát triển năng lực người học.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN 1. Tổng quan những công trình liên quan đến đề tài luận án 1. Công trình nghiên cứu liên quan đến lý thuyết kết nối 1. Ở nước ngoài Từ những năm 80 của thế kỷ XX, Vygotsky (1978) đã quan tâm đến sự kết nối kiến thức giữa vùng kiến thức đã có với tri thức mới cần đạt được của học sinh, trong lý thuyết về “Vùng phát triển gần” (Zone of Proximal Development) (Hình 1.

Sơ đồ về vùng phát triển gần của Vygotsky Năm 1999, Engeström, Yrjö; Miettinen, Reijo; Punamäki, Raija-Leena đã xuất bản cuốn sách trình bày toàn diện về lý thuyết hoạt động (được khởi xướng bởi Vygotsky, Leontiev và Luria), với năm phần, của các tác giả từ mười quốc gia. Trong đó, phần đầu tiên của cuốn sách thảo luận về các vấn đề thuộc về lý thuyết hoạt động, phần thứ hai dành cho việc tiếp thu và phát triển ngôn ngữ, phần thứ ba bàn về sự kết hợp giữa trò chơi với các hoạt động học luan an tập và giáo dục, phần thứ tư đề cập đến ý nghĩa của công nghệ mới trong sự phát triển của các hoạt động và phần cuối cùng bao gồm các vấn đề về kết nối tri thức và công nghệ. [75] Năm 2005, Siemens đã cho rằng: Lý thuyết kết nối là một lý thuyết học tập trong thời đại kỹ thuật số phát triển, khi học tập không còn là hoạt động mang tính cá nhân; phong cách làm việc và chức năng hoạt động của mọi người đã bị thay đổi do sử dụng các công cụ mới. Trong lĩnh vực giáo dục, người ta đã thấy được tác động của các công cụ học tập mới và những thay đổi về môi trường học tập.

Lý thuyết kết nối cung cấp cái nhìn sâu sắc về các kỹ năng học tập cho người học trong kỷ nguyên số. [120] Siemens (2006), đã phân loại lý thuyết kết nối dựa theo cách tổ chức cho người học hoạt động và khám phá kiến thức trong một hệ sinh thái học tập kiểu kết nối mạng. Sự phân loại bắt đầu từ cơ bản rồi chuyển sang phức tạp hơn. [122][123] Stephen Downes (2006) đã có bài viết về “Mạng lưới học tập và kết nối kiến thức”.

Mục đích của bài viết này là phác thảo một số suy nghĩ về công nghệ học tập điện tử mới, môi trường học tập và lý thuyết kết nối. Ông cho rằng kiến thức và việc học kiến thức không phải là cái để “chuyển giao” hoặc “giao dịch”, mà kiến thức nằm trong một mạng lưới các kết nối được hình thành từ kinh nghiệm và tương tác trong một cộng đồng hiểu biết; Người học là thành viên của hệ thống mạng, được trao quyền, được suy nghĩ và tương tác trong mạng lưới kết nối đó theo những cách riêng. Đó là một cách tiếp cận học tập dựa trên các cuộc trò chuyện và tương tác, chia sẻ, sáng tạo và tham gia; việc học tập không phải là một hoạt động riêng biệt mà được nhúng vào các hoạt động có ý nghĩa như trò chơi, dự án. [72] luan an Rita Kop, Adrian Hill (2008) cho rằng lý thuyết kết nối đóng một vai trò quan trọng trong việc phát triển triết lý giáo dục mới, nó giúp người học ngày càng tự chủ hơn trong việc tìm hiểu kiến thức.

[116] Luận án của Suzanne Darrow (2009) nghiên cứu về lý thuyết học tập kết nối của Siemens. Tác giả đã nghiên cứu các nền tảng, điểm mạnh và điểm yếu của lý thuyết kết nối và tổng hợp kết luận thành một cơ sở kiến thức về các ứng dụng thực tế trong lớp học công nghệ ở bậc đại học.