Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đổi mới giáo dục phổ thông, việc nâng cao chất lượng dạy và học môn Toán, đặc biệt là các chủ đề giải tích lớp 12 THPT, đang trở thành yêu cầu cấp thiết. Theo báo cáo khảo sát tại một số trường THPT, chỉ khoảng 2,5% bài tập trong sách giáo khoa môn Toán lớp 12 có nội dung tích hợp liên môn, cho thấy sự hạn chế trong việc vận dụng kiến thức liên ngành. Mục tiêu của nghiên cứu là đề xuất và thử nghiệm các biện pháp sư phạm nhằm dạy học một số chủ đề giải tích lớp 12 theo định hướng tích hợp liên môn, nhằm phát huy năng lực vận dụng kiến thức Toán học vào các môn học khác như Vật lý, Hóa học, Sinh học và thực tiễn cuộc sống. Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn 2020-2022 tại các trường THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên, với trọng tâm là các chủ đề giải tích như đạo hàm, tích phân, hàm số mũ và logarit. Ý nghĩa của nghiên cứu được thể hiện qua việc nâng cao hiệu quả dạy học, phát triển năng lực giải quyết vấn đề và tư duy liên ngành cho học sinh, góp phần đổi mới phương pháp dạy học Toán theo hướng phát triển phẩm chất và năng lực học sinh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên lý thuyết dạy học tích hợp liên môn, trong đó dạy học tích hợp được hiểu là sự kết hợp hữu cơ các kiến thức, kỹ năng từ nhiều môn học khác nhau để giải quyết các vấn đề phức hợp. Theo quan điểm của các nhà giáo dục, dạy học tích hợp liên môn giúp học sinh phát triển năng lực tư duy tổng hợp, năng lực giải quyết vấn đề và năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Các khái niệm chính bao gồm:

  • Dạy học tích hợp liên môn: Thiết kế các nhiệm vụ học tập yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức từ ít nhất hai môn học để giải quyết tình huống học tập.
  • Năng lực giải quyết vấn đề: Khả năng nhận diện, phân tích và tìm ra phương án giải quyết các tình huống thực tế dựa trên kiến thức đã học.
  • Tư duy phản biện và sáng tạo: Phát triển khả năng suy nghĩ độc lập, đánh giá và sáng tạo trong quá trình học tập.
  • Mô hình thiết kế chủ đề tích hợp: Quy trình gồm lựa chọn chủ đề, xác định mục tiêu, xây dựng nội dung, lập kế hoạch dạy học và đánh giá kết quả.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp:

  • Nghiên cứu lý luận: Tổng hợp, phân tích các tài liệu về dạy học tích hợp liên môn và chương trình môn Toán lớp 12.
  • Điều tra - khảo sát: Thu thập dữ liệu thực trạng dạy học tích hợp liên môn qua phiếu khảo sát với 92 học sinh và 25 giáo viên Toán tại các trường THPT trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.
  • Thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học thử nghiệm một số chủ đề giải tích theo định hướng tích hợp liên môn, đánh giá hiệu quả qua kết quả kiểm tra và phiếu đánh giá năng lực học sinh.
    Cỡ mẫu gồm 92 học sinh lớp 12 và 25 giáo viên Toán được chọn theo phương pháp chọn mẫu thuận tiện nhằm đảm bảo tính đại diện cho nhóm nghiên cứu. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ năm 2020 đến 2022. Phân tích dữ liệu sử dụng thống kê mô tả, so sánh tỷ lệ phần trăm và đánh giá định tính qua quan sát, phỏng vấn.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thực trạng dạy học tích hợp liên môn còn hạn chế: Khảo sát cho thấy chỉ 2,5% bài tập trong sách giáo khoa Toán lớp 12 có nội dung tích hợp liên môn. Trong đó, 97% học sinh chỉ thỉnh thoảng được tham gia hoạt động tích hợp, 87% không cảm thấy hứng thú với các hoạt động này.
  2. Giáo viên còn gặp nhiều khó khăn trong thiết kế và tổ chức dạy học tích hợp: 68% giáo viên đã thực hiện dạy học tích hợp nhưng chưa hiệu quả, 20% chưa thực hiện do thiếu kiến thức liên môn và thời gian chuẩn bị.
  3. Các biện pháp sư phạm đề xuất có tính khả thi và hiệu quả: Thực nghiệm sư phạm với các biện pháp như xây dựng hệ thống bài tập liên môn, thiết kế tình huống gợi động cơ và tổ chức hoạt động ngoại khóa tích hợp đã giúp học sinh nâng cao năng lực vận dụng kiến thức, tăng hứng thú học tập với tỷ lệ học sinh tham gia tích cực tăng lên khoảng 70%.
  4. Kết quả kiểm tra sau thực nghiệm cho thấy sự tiến bộ rõ rệt: Điểm trung bình bài kiểm tra tăng từ 5,8 lên 7,4, tỷ lệ học sinh đạt điểm trên 7 tăng từ 35% lên 62%, chứng tỏ hiệu quả của việc dạy học tích hợp liên môn trong chủ đề giải tích.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân hạn chế trong dạy học tích hợp liên môn xuất phát từ việc chương trình và sách giáo khoa hiện hành chưa chú trọng phát triển các bài tập và tình huống tích hợp, đồng thời giáo viên chủ yếu là giáo viên đơn môn, thiếu kiến thức liên ngành và thời gian chuẩn bị. Kết quả thực nghiệm cho thấy việc xây dựng hệ thống bài tập liên môn và thiết kế tình huống thực tiễn gắn với kiến thức Toán học giúp học sinh phát triển năng lực tư duy tổng hợp và giải quyết vấn đề. So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả này phù hợp với xu hướng đổi mới giáo dục theo hướng phát triển năng lực học sinh. Việc tổ chức hoạt động ngoại khóa tích hợp cũng góp phần tạo môi trường học tập sinh động, tăng cường giao tiếp và hợp tác giữa học sinh. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh điểm trung bình trước và sau thực nghiệm, bảng thống kê tỷ lệ học sinh tham gia tích cực và biểu đồ phân bố điểm kiểm tra.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng hệ thống bài tập và tình huống liên môn: Giáo viên cần chủ động thiết kế các bài tập tích hợp kiến thức Toán với Vật lý, Hóa học, Sinh học và thực tiễn nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức cho học sinh. Thời gian thực hiện: ngay trong năm học tiếp theo; chủ thể: giáo viên Toán phối hợp với giáo viên các môn liên quan.
  2. Thiết kế các tình huống gợi động cơ học tập từ thực tiễn: Sử dụng các tình huống thực tế gần gũi để kích thích hứng thú và động lực học tập của học sinh, giúp các em nhận thức rõ vai trò của Toán học trong đời sống. Thời gian: áp dụng trong từng bài học; chủ thể: giáo viên Toán.
  3. Tổ chức hoạt động ngoại khóa tích hợp liên môn: Tổ chức các sân chơi, cuộc thi “Rung chuông vàng” hoặc các hoạt động trải nghiệm nhằm củng cố kiến thức và phát triển kỹ năng giao tiếp, hợp tác cho học sinh. Thời gian: định kỳ hàng học kỳ; chủ thể: nhà trường phối hợp tổ Toán và các tổ chuyên môn khác.
  4. Tăng cường bồi dưỡng chuyên môn cho giáo viên: Tổ chức các khóa tập huấn, hội thảo về dạy học tích hợp liên môn, nâng cao năng lực thiết kế bài giảng và tổ chức hoạt động dạy học tích hợp. Thời gian: trong năm học; chủ thể: Sở Giáo dục và Đào tạo, trường THPT.
  5. Cải tiến chương trình và sách giáo khoa: Đề nghị các cơ quan quản lý giáo dục bổ sung thêm các bài tập, ví dụ và tình huống tích hợp liên môn trong chương trình và SGK môn Toán lớp 12 để tạo điều kiện thuận lợi cho giáo viên và học sinh.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên Toán THPT: Nghiên cứu cung cấp các biện pháp thiết kế và tổ chức dạy học tích hợp liên môn, giúp nâng cao hiệu quả giảng dạy và phát triển năng lực học sinh.
  2. Nhà quản lý giáo dục và cán bộ chuyên môn: Tham khảo để xây dựng chính sách, kế hoạch bồi dưỡng giáo viên và cải tiến chương trình giáo dục phổ thông.
  3. Sinh viên, học viên cao học ngành Giáo dục Toán: Tài liệu tham khảo hữu ích cho việc nghiên cứu phương pháp dạy học tích hợp và phát triển năng lực học sinh.
  4. Các nhà nghiên cứu giáo dục: Cung cấp dữ liệu thực nghiệm và cơ sở lý luận về dạy học tích hợp liên môn trong môn Toán, làm nền tảng cho các nghiên cứu tiếp theo.

Câu hỏi thường gặp

  1. Dạy học tích hợp liên môn là gì?
    Dạy học tích hợp liên môn là phương pháp kết hợp kiến thức, kỹ năng từ nhiều môn học khác nhau để giải quyết các vấn đề phức hợp, giúp học sinh phát triển năng lực tổng hợp và vận dụng kiến thức vào thực tiễn.

  2. Tại sao cần dạy học tích hợp trong môn Toán lớp 12?
    Bởi vì các chủ đề giải tích lớp 12 có nhiều ứng dụng trong các môn khoa học tự nhiên và đời sống, dạy học tích hợp giúp học sinh hiểu sâu hơn, vận dụng kiến thức hiệu quả và phát triển năng lực giải quyết vấn đề.

  3. Khó khăn lớn nhất khi thực hiện dạy học tích hợp là gì?
    Khó khăn chủ yếu là giáo viên thiếu kiến thức liên môn, thời gian chuẩn bị bài giảng dài và chương trình, sách giáo khoa chưa có nhiều bài tập tích hợp.

  4. Các biện pháp nào giúp nâng cao hiệu quả dạy học tích hợp?
    Xây dựng hệ thống bài tập liên môn, thiết kế tình huống thực tiễn gợi động cơ học tập, tổ chức hoạt động ngoại khóa tích hợp và bồi dưỡng chuyên môn cho giáo viên là những biện pháp hiệu quả.

  5. Làm thế nào để đánh giá hiệu quả dạy học tích hợp?
    Có thể đánh giá qua kết quả kiểm tra kiến thức, năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, mức độ tham gia tích cực trong các hoạt động học tập và phản hồi từ giáo viên, học sinh.

Kết luận

  • Dạy học tích hợp liên môn trong chủ đề giải tích lớp 12 là xu hướng đổi mới cần thiết nhằm nâng cao chất lượng giáo dục và phát triển năng lực học sinh.
  • Thực trạng hiện nay cho thấy tỷ lệ bài tập tích hợp trong sách giáo khoa còn thấp, giáo viên và học sinh gặp nhiều khó khăn khi thực hiện.
  • Nghiên cứu đã đề xuất và thử nghiệm thành công ba biện pháp sư phạm: xây dựng bài tập liên môn, thiết kế tình huống gợi động cơ và tổ chức hoạt động ngoại khóa tích hợp.
  • Kết quả thực nghiệm chứng minh các biện pháp này giúp tăng điểm số, nâng cao hứng thú và năng lực vận dụng kiến thức của học sinh.
  • Đề nghị các cơ quan quản lý giáo dục, nhà trường và giáo viên tiếp tục triển khai, bồi dưỡng và hoàn thiện chương trình để phát huy hiệu quả dạy học tích hợp liên môn trong môn Toán.

Hành động tiếp theo: Các trường THPT nên tổ chức tập huấn cho giáo viên, xây dựng kế hoạch dạy học tích hợp và áp dụng các biện pháp đã đề xuất trong năm học tới để nâng cao chất lượng dạy học giải tích lớp 12.