Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0, Toán học giữ vai trò then chốt trong việc thúc đẩy tự động hóa và ứng dụng khoa học kỹ thuật. Theo chương trình giáo dục phổ thông 2018, môn Toán không chỉ phát triển kiến thức và kỹ năng mà còn tạo cơ hội để học sinh vận dụng toán học vào thực tiễn, góp phần hình thành năng lực STEM. Tuy nhiên, việc dạy học Toán ở cấp trung học cơ sở, đặc biệt là lớp 7, vẫn còn nhiều hạn chế trong việc kết nối kiến thức với thực tế cuộc sống. Luận văn tập trung nghiên cứu Giáo dục Toán thực (Realistic Mathematics Education - RME) trong dạy học môn Toán lớp 7 tại các trường THCS ở Hà Nội trong giai đoạn từ tháng 5/2022 đến tháng 5/2023. Mục tiêu chính là hệ thống hóa cơ sở lý luận, khảo sát thực trạng và đề xuất các biện pháp sư phạm nhằm phát triển năng lực sáng tạo, tư duy linh hoạt và khả năng giải quyết vấn đề thực tiễn cho học sinh. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đổi mới phương pháp dạy học Toán, giúp học sinh hiểu sâu bản chất Toán học, tăng hứng thú học tập và vận dụng kiến thức vào đời sống hàng ngày. Qua khảo sát 38 giáo viên và 135 học sinh tại các trường THCS Yên Sở, Hoàng Liệt, Mai Động, Giáp Bát, luận văn đánh giá thực trạng và đề xuất giải pháp phù hợp với đặc điểm tâm lý, nhận thức của học sinh trung học cơ sở.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên lý thuyết Giáo dục Toán thực (Realistic Mathematics Education - RME) được phát triển tại Hà Lan bởi Freudenthal và các đồng nghiệp. RME nhấn mạnh toán học là hoạt động của con người, bắt nguồn từ quá trình "toán học hóa thực tiễn" (mathematizing reality). Theo đó, việc học Toán phải bắt đầu từ các tình huống thực tế hoặc tưởng tượng có ý nghĩa với học sinh, giúp các em tự khám phá kiến thức toán học dưới sự hướng dẫn của giáo viên. RME bao gồm các nguyên tắc cơ bản như: hoạt động tích cực của người học, bắt nguồn từ thực tiễn, phát triển nhận thức qua nhiều cấp độ, tích hợp nội dung toán học, tương tác xã hội và hướng dẫn có định hướng. Ngoài ra, luận văn sử dụng các khái niệm về bối cảnh (context), tình huống thực tiễn, mô hình hóa toán học, và năng lực toán học gồm tư duy logic, mô hình hóa, giải quyết vấn đề, giao tiếp toán học. Lý thuyết RME được kết hợp với chương trình Toán lớp 7 theo chương trình giáo dục phổ thông 2018, tập trung vào các chủ đề số và đại số, hình học, thống kê và xác suất, nhằm phát triển năng lực toán học gắn với thực tiễn.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp định tính và định lượng. Nguồn dữ liệu chính bao gồm khảo sát ý kiến 38 giáo viên và 135 học sinh tại các trường THCS ở quận Hoàng Mai, Hà Nội; quan sát thực nghiệm sư phạm tại các lớp Toán 7; phân tích tài liệu chương trình, sách giáo khoa Toán 7 bộ Cánh diều. Phương pháp phân tích dữ liệu gồm thống kê mô tả, phân tích nội dung và so sánh kết quả trước và sau thực nghiệm. Cỡ mẫu được chọn theo phương pháp chọn mẫu thuận tiện, đảm bảo đại diện cho đối tượng nghiên cứu. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ tháng 5/2022 đến tháng 5/2023, bao gồm giai đoạn khảo sát thực trạng, đề xuất biện pháp, tổ chức thực nghiệm và đánh giá kết quả. Việc thực nghiệm nhằm kiểm chứng giả thuyết khoa học rằng áp dụng các biện pháp giáo dục Toán thực sẽ nâng cao năng lực toán học và chất lượng giảng dạy môn Toán lớp 7.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Nhận thức của giáo viên về Giáo dục Toán thực: 92,9% giáo viên đồng thuận việc sử dụng bối cảnh và mô hình trong dạy học; 97,6% cho rằng tình huống dạy học phải dựa trên vốn kiến thức của học sinh; 94,3% nhấn mạnh vai trò của kiến thức logic và sự liên kết trong xây dựng bài học.

  2. Thực trạng phương pháp dạy học Toán 7: 86,8% giáo viên thường xuyên sử dụng phương pháp thực hành; 65,8% áp dụng đàm thoại giữa giáo viên và học sinh; 63,2% sử dụng thuyết trình kết hợp minh họa; tuy nhiên chỉ 18,4% thường xuyên áp dụng thảo luận nhóm và 15,9% sử dụng phương pháp giáo dục Toán thực một cách rõ ràng.

  3. Khó khăn trong áp dụng Giáo dục Toán thực: 84,2% giáo viên gặp khó khăn trong thiết kế tình huống dạy học phù hợp; 78,1% cho rằng thiếu ví dụ minh họa đa dạng; 60% nhận thấy khả năng tiếp thu của học sinh còn hạn chế; 97,6% gặp khó khăn trong xác định tiến trình nhận thức của học sinh.

  4. Đánh giá của học sinh về nội dung Toán 7: 15,6% học sinh rất thích học Toán 7; 60% ở mức bình thường; 24,4% không thích. Học sinh gặp khó khăn trong việc nắm bắt bản chất các khái niệm hình học và chưa thấy được tính thực tiễn của Toán học, ảnh hưởng đến động lực học tập.

Thảo luận kết quả

Kết quả khảo sát cho thấy giáo viên có nhận thức tích cực về Giáo dục Toán thực nhưng còn hạn chế trong việc áp dụng thực tế do thiếu tài liệu, ví dụ minh họa và khó khăn trong thiết kế tình huống phù hợp với đặc điểm học sinh. Phương pháp dạy học chủ yếu vẫn dựa trên thuyết trình và thực hành, chưa phát huy tối đa tính tương tác và sáng tạo của học sinh. Điều này phù hợp với các nghiên cứu trước đây cho thấy việc đổi mới phương pháp dạy học Toán theo hướng RME tại Việt Nam còn nhiều thách thức về nhận thức, kỹ năng và điều kiện thực tiễn. Học sinh chưa thực sự hứng thú với môn Toán do chưa thấy rõ mối liên hệ giữa kiến thức và cuộc sống, đồng thời năng lực tư duy và tự học còn hạn chế. Việc áp dụng các biện pháp giáo dục Toán thực như sử dụng bài toán chứa tình huống thực tiễn, khai thác hình ảnh, mô hình thực tế và thiết kế bài toán từ mô hình toán học được đánh giá là có tiềm năng nâng cao hiệu quả dạy học, phát triển năng lực sáng tạo và giải quyết vấn đề của học sinh. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tần suất sử dụng phương pháp dạy học, bảng phân loại khó khăn của giáo viên và biểu đồ đánh giá mức độ thích học Toán của học sinh để minh họa rõ nét hơn.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng và phổ biến tài liệu dạy học có bối cảnh thực tiễn đa dạng: Thiết kế các bài toán, tình huống gắn liền với đời sống học sinh, phù hợp với đặc điểm văn hóa và vùng miền. Chủ thể thực hiện là Sở Giáo dục và Đào tạo phối hợp với các trường đại học sư phạm, thời gian triển khai trong 1 năm.

  2. Tập huấn nâng cao năng lực cho giáo viên về phương pháp Giáo dục Toán thực: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về thiết kế tình huống, mô hình hóa toán học và kỹ năng tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận. Đối tượng là giáo viên Toán THCS, thực hiện trong 6 tháng.

  3. Đổi mới phương pháp dạy học theo hướng lấy học sinh làm trung tâm: Khuyến khích giáo viên áp dụng phương pháp thảo luận nhóm, dự án, thực hành và ứng dụng công nghệ thông tin để tăng tính tương tác và sáng tạo. Thời gian áp dụng từ năm học tiếp theo, do các trường THCS chủ trì.

  4. Tăng cường đánh giá và phản hồi quá trình học tập của học sinh: Sử dụng các công cụ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn, tư duy sáng tạo và khả năng vận dụng kiến thức. Chủ thể là giáo viên và ban giám hiệu nhà trường, triển khai liên tục trong năm học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên Toán trung học cơ sở: Nắm bắt các biện pháp sư phạm đổi mới, áp dụng RME để nâng cao chất lượng giảng dạy và phát triển năng lực học sinh.

  2. Nhà quản lý giáo dục: Hiểu rõ thực trạng và thách thức trong dạy học Toán thực, từ đó xây dựng chính sách, kế hoạch đào tạo và hỗ trợ phù hợp.

  3. Nghiên cứu sinh, học viên cao học ngành Sư phạm Toán: Tham khảo cơ sở lý luận, phương pháp nghiên cứu và kết quả thực nghiệm để phát triển đề tài nghiên cứu sâu hơn.

  4. Nhà phát triển chương trình và sách giáo khoa: Căn cứ vào phân tích nội dung chương trình và sách giáo khoa hiện hành để thiết kế tài liệu phù hợp với định hướng giáo dục Toán thực.

Câu hỏi thường gặp

  1. Giáo dục Toán thực (RME) là gì?
    RME là lý thuyết giáo dục toán học nhấn mạnh việc học toán bắt nguồn từ các tình huống thực tiễn hoặc tưởng tượng có ý nghĩa với học sinh, giúp các em tự khám phá kiến thức dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Ví dụ, học sinh giải quyết bài toán mua sắm để hiểu phép cộng, trừ.

  2. Tại sao cần áp dụng RME trong dạy học Toán lớp 7?
    RME giúp học sinh phát triển tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề thực tế và tăng hứng thú học tập. Thực tế khảo sát cho thấy học sinh chưa thấy rõ mối liên hệ giữa Toán học và cuộc sống, nên RME là giải pháp đổi mới cần thiết.

  3. Những khó khăn phổ biến khi áp dụng RME là gì?
    Giáo viên gặp khó khăn trong thiết kế tình huống phù hợp, thiếu tài liệu minh họa đa dạng, học sinh có khả năng tiếp thu hạn chế và khó xác định tiến trình nhận thức của học sinh. Ví dụ, 84,2% giáo viên khảo sát cho biết khó thiết kế tình huống dạy học.

  4. Phương pháp nào giúp giáo viên áp dụng RME hiệu quả?
    Phương pháp thảo luận nhóm, dự án, thực hành và ứng dụng công nghệ thông tin được khuyến khích để tăng tính tương tác và sáng tạo. Giáo viên cần được tập huấn chuyên sâu để nâng cao kỹ năng thiết kế và tổ chức hoạt động học tập.

  5. Làm thế nào để học sinh phát huy năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn?
    Cần xây dựng bài toán gắn với bối cảnh thực tế gần gũi, tạo môi trường học tập khuyến khích học sinh tự tìm tòi, trao đổi và phản biện. Ví dụ, sử dụng bài toán về đo lường thể tích các vật dụng trong gia đình để học sinh vận dụng kiến thức hình học.

Kết luận

  • Luận văn làm rõ cơ sở lý luận và thực trạng áp dụng Giáo dục Toán thực trong dạy học môn Toán lớp 7 tại các trường THCS Hà Nội.
  • Khảo sát cho thấy giáo viên có nhận thức tích cực nhưng còn nhiều khó khăn trong thiết kế tình huống và áp dụng phương pháp đổi mới.
  • Học sinh chưa thực sự hứng thú và gặp khó khăn trong việc liên hệ kiến thức Toán với thực tiễn.
  • Đề xuất các biện pháp sư phạm cụ thể nhằm nâng cao hiệu quả dạy học theo hướng RME, tập trung vào xây dựng tài liệu, tập huấn giáo viên, đổi mới phương pháp và đánh giá năng lực học sinh.
  • Tiếp tục triển khai thực nghiệm và mở rộng nghiên cứu trong các cấp học khác để phát triển giáo dục Toán thực toàn diện.

Hành động tiếp theo: Các nhà quản lý giáo dục và giáo viên cần phối hợp triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời nghiên cứu sâu hơn về ứng dụng RME trong thực tiễn giảng dạy để nâng cao chất lượng giáo dục Toán phổ thông.