Luận án tiến sĩ khoa học giáo dục vận dụng chu trình kiến tạo 5e vào dạy học một số chủ đề toán cho sinh viên khối trường cao đẳng kinh tế kỹ thuật

Luận án tiến sĩ nghiên cứu giáo dục vận dụng chu trình kiến tạo 5e vào dạy học một số chủ đề toán cho sinh viên khối trường, phát triển phương pháp mới, đánh giá hiệu quả ứng dụng

• Tác giả: Nguyễn Thị Loan
• Người hướng dẫn: TS. Bùi Văn Nghị
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Toán học
• Đề tài: Vận Dụng Chu Trình Kiến Tạo 5E Vào Dạy Học Một Số Chủ Đề Toán Cho Sinh Viên Khối Trường Cao Đẳng Kinh Tế - Kỹ Thuật
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thái Nguyên

Tóm tắt

I. Chu trình kiến tạo 5E

Chu trình kiến tạo 5E là mô hình dạy học dựa trên lý thuyết kiến tạo, được phát triển bởi Rodger W. Bybee và cộng sự vào năm 1987. Mô hình này bao gồm 5 giai đoạn: Engage (Gắn kết), Explore (Khám phá), Explain (Giải thích), Elaborate (Mở rộng), và Evaluate (Đánh giá). Chu trình kiến tạo 5E giúp sinh viên tự kiến tạo tri thức thông qua trải nghiệm và phản ánh, phù hợp với mục tiêu giáo dục hiện đại. Mô hình này đã được áp dụng rộng rãi trong giáo dục, đặc biệt là trong dạy học các môn khoa học và toán học.

1.1. Lý thuyết kiến tạo

Lý thuyết kiến tạo cho rằng tri thức được hình thành thông qua quá trình cá nhân tự xây dựng dựa trên kinh nghiệm và hiểu biết sẵn có. Jean Piaget và Lev Vygotsky là hai nhà lý thuyết nổi tiếng đóng góp vào sự phát triển của lý thuyết này. Lý thuyết kiến tạo nhấn mạnh vai trò của người học trong việc tự kiến tạo tri thức, thay vì tiếp nhận thụ động từ giáo viên.

1.2. Các bước của chu trình 5E

Chu trình kiến tạo 5E bao gồm 5 bước: Engage (Gắn kết) - thu hút sự chú ý của sinh viên; Explore (Khám phá) - sinh viên tự khám phá kiến thức; Explain (Giải thích) - giáo viên giải thích và hệ thống hóa kiến thức; Elaborate (Mở rộng) - sinh viên áp dụng kiến thức vào tình huống mới; Evaluate (Đánh giá) - đánh giá mức độ hiểu biết của sinh viên. Mỗi bước đều có vai trò quan trọng trong việc giúp sinh viên tự kiến tạo tri thức.

II. Dạy học toán cho sinh viên cao đẳng kinh tế kỹ thuật

Dạy học toán trong các trường cao đẳng kinh tế kỹ thuật đóng vai trò quan trọng trong việc trang bị kiến thức và kỹ năng cần thiết cho sinh viên. Tuy nhiên, thực tế cho thấy nhiều giảng viên vẫn áp dụng phương pháp dạy học truyền thống, dẫn đến sinh viên tiếp thu kiến thức một cách thụ động. Dạy học toán theo chu trình kiến tạo 5E giúp sinh viên chủ động hơn trong quá trình học tập, đồng thời liên kết kiến thức với thực tiễn nghề nghiệp.

2.1. Thực trạng dạy học toán

Thực trạng dạy học toán trong các trường cao đẳng kinh tế kỹ thuật cho thấy nhiều bất cập. Giảng viên thường tập trung vào việc truyền đạt kiến thức một chiều, ít chú trọng đến việc phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề của sinh viên. Điều này dẫn đến việc sinh viên thiếu hứng thú và không nhận thức được vai trò của toán học trong nghề nghiệp tương lai.

2.2. Vai trò của toán cao cấp và xác suất thống kê

Toán cao cấp và xác suất thống kê là những môn học quan trọng trong chương trình đào tạo của các trường cao đẳng kinh tế kỹ thuật. Các kiến thức này giúp sinh viên giải quyết các bài toán thực tế trong lĩnh vực kinh tế và kỹ thuật. Tuy nhiên, việc dạy học các môn này cần được đổi mới để phù hợp với nhu cầu thực tiễn và giúp sinh viên áp dụng kiến thức một cách hiệu quả.

III. Phương pháp dạy học tích cực

Phương pháp dạy học tích cực là xu hướng giáo dục hiện đại, nhấn mạnh vai trò chủ động của người học trong quá trình tiếp thu kiến thức. Chu trình kiến tạo 5E là một trong những phương pháp dạy học tích cực được áp dụng rộng rãi. Phương pháp này giúp sinh viên phát triển kỹ năng tư duy, giải quyết vấn đề và liên kết kiến thức với thực tiễn.

3.1. Tích cực hóa học tập

Tích cực hóa học tập là quá trình giúp sinh viên chủ động tham gia vào các hoạt động học tập, từ đó nâng cao hiệu quả tiếp thu kiến thức. Chu trình kiến tạo 5E tạo điều kiện cho sinh viên tự khám phá và kiến tạo tri thức, thông qua các hoạt động thực hành và trải nghiệm.

3.2. Kỹ năng giải quyết vấn đề

Kỹ năng giải quyết vấn đề là một trong những mục tiêu quan trọng của giáo dục đại học. Chu trình kiến tạo 5E giúp sinh viên phát triển kỹ năng này thông qua việc áp dụng kiến thức vào các tình huống thực tế. Điều này không chỉ nâng cao chất lượng học tập mà còn chuẩn bị cho sinh viên những kỹ năng cần thiết trong nghề nghiệp tương lai.

IV. Đánh giá học sinh

Đánh giá học sinh là quá trình đo lường mức độ hiểu biết và kỹ năng của sinh viên sau quá trình học tập. Chu trình kiến tạo 5E tích hợp đánh giá vào từng giai đoạn của quá trình dạy học, giúp giáo viên điều chỉnh phương pháp giảng dạy phù hợp với nhu cầu của sinh viên.

4.1. Đánh giá định lượng

Đánh giá định lượng sử dụng các bài kiểm tra và điểm số để đo lường kết quả học tập của sinh viên. Trong chu trình kiến tạo 5E, đánh giá định lượng được thực hiện ở giai đoạn Evaluate (Đánh giá) để xác định mức độ hiểu biết của sinh viên.

4.2. Đánh giá định tính

Đánh giá định tính tập trung vào việc quan sát và phân tích quá trình học tập của sinh viên. Phương pháp này giúp giáo viên hiểu rõ hơn về cách sinh viên tiếp thu và áp dụng kiến thức, từ đó điều chỉnh phương pháp dạy học hiệu quả hơn.

V. Học tập trải nghiệm

Học tập trải nghiệm là phương pháp giáo dục dựa trên việc học thông qua thực hành và trải nghiệm thực tế. Chu trình kiến tạo 5E khuyến khích sinh viên tham gia vào các hoạt động thực tế, giúp họ liên kết kiến thức với thực tiễn nghề nghiệp.

5.1. Vai trò của học tập trải nghiệm

Học tập trải nghiệm giúp sinh viên phát triển kỹ năng thực hành và tư duy phản biện. Thông qua các hoạt động thực tế, sinh viên có thể áp dụng kiến thức vào giải quyết các vấn đề thực tiễn, từ đó nâng cao hiệu quả học tập.

5.2. Ứng dụng trong dạy học toán

Trong dạy học toán, học tập trải nghiệm được áp dụng thông qua các bài toán thực tế và tình huống liên quan đến nghề nghiệp. Phương pháp này giúp sinh viên hiểu rõ hơn về vai trò của toán học trong lĩnh vực kinh tế và kỹ thuật, đồng thời phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu 1. Tổng quan nghiên cứu về lý thuyết kiến tạo và chu trình dạy – học 5E ở nước ngoài Vào khoảng năm 1987, Rodger W. Bybee cùng với các cộng sự của mình làm việc trong tổ chức giáo dục Nghiên cứu khung chương trình dạy Sinh học (BSCS - Biological Sciences Curriculum Study), có trụ sở tại Colorado (Mỹ) đã đề xuất một mô hình dạy học cải tiến cho chương trình học các môn sinh học ở cấp tiểu học dựa trên lí thuyết kiến tạo (constructivism) về học tập: Người học xây dựng, kiến tạo tri thức từ quá trình trải nghiệm; Thông qua những hiểu biết và phản ánh từ các hoạt động đã trải qua, vừa mang tính cá nhân và tính xã hội, người học có thể tạo dựng những tri thức mới từ những kiến thức đã biết trước đó [51].

Chính vì thế, trước khi điểm lại các công trình nghiên cứu về chu trình dạy – học (CTDH) 5E không thể không kể tới các công trình nghiên cứu về lý thuyết kiến tạo. Tổng quan nghiên cứu về dạy học theo lý thuyết kiến tạo ở nước ngoài Lý thuyết kiến tạo đã được xây dựng và tổng hợp, phát triển từ những lý thuyết học tập đã có từ trước. Đó là Lý thuyết về Vùng phát triển gần của L. (1966) đã cho rằng: Lý thuyết kiến tạo được đề cập đến nhiều trong triết học và giáo dục bởi các lý thuyết gia và nhiều người cho rằng đó là 10 lý thuyết tốt nhất hiện có về việc học.

Tuy nhiên, nó chủ yếu đưa ra những tư tưởng chủ đạo giúp con người nắm bắt được ý nghĩa của việc học và từ đó điều áp dụng đã và đang được hình thành thay vì đưa ra những hướng dẫn cụ thể, các cách thức cụ thể để GV tổ chức lớp học [46]. Từ những năm 90 của thế kỉ XX, nhiều tác giả đã đi sâu nghiên cứu lý thuyết này dưới các phạm vi và góc độ khác nhau, chỉ ra những ưu điểm cũng như hạn chế của lý thuyết học tập này. Khẳng định vai trò của việc nghiên cứu lý thuyết kiến tạo đối với việc học, Brandt (1997) đưa ra quan điểm học tập là mỗi cá nhân tự xây dựng nên tri thức cho riêng mình, không chỉ đơn thuần tiếp nhận tri thức từ người khác bằng cách điều khiển những ý tưởng và tiếp cận dựa trên những kiến thức và kinh nghiệm đã có, áp dụng chúng vào những tình huống mới, hợp thành tổng thể thống nhất giữa những kiến thức mới thu nhận được với những tri thức đã có [44]. Jean Piaget (1896-1980) là một nhà tâm lý học nổi tiếng người Thụy sĩ cho rằng: Người học là người tạo dựng tri thức chứ không phải là cái thùng rỗng để đổ đầy các kiến thức vào đó và điều này tạo ra sự khác nhau giữa xu hướng dạy học kiến tạo với các học thuyết giáo dục khác.

Quá trình phát triển trí não có liên quan, gắn kết với những kinh nghiệm cũ để hình thành các tư 11 tưởng mới. Thuật ngữ chính thức mà ông sử dụng để miêu tả các quá trình đó là sự đồng hoá và sự điều ứng. Khi bàn đến các vấn đề của giáo dục toán học, Clementes và Brattista (1995) đã đưa ra một số luận điểm về DH theo lý thuyết kiến tạo. Có hai xu hướng chính: - Kiến thức không nên thu nhận một cách thụ động mà nên tiếp thu một cách chủ động bởi người học; sự tiếp thu đó khác nhau giữa người này với người khác.

- Không có một cách nhìn duy nhất về thế giới, bởi khi nhận thức mỗi người đều tạo dựng ý nghĩa của thế giới thông qua kinh nghiệm riêng của mình [54]. (1997) đã nghiên cứu các vấn đề liên quan tới nhu cầu khoa học, tập trung vào hành vi nhận thức của người học và vai trò cũng như cảm xúc của người dạy khi họ áp dụng phương pháp kiến tạo tri thức. Ở đây người học được phát huy tính tích cực, chủ động. Còn người dạy phát huy được tinh thần tâm huyết nghề nghiệp, đam mê nghiên cứu [44].

Troelstra (2011) đã công bố công trình nghiên cứu về lịch sử kiến tạo của các khái niệm toán học tiêu biểu trong thế kỷ XX. Việc tạo dựng các khái niệm được nói đến ở một trình độ rất cao, được dẫn dắt phát triển thông qua rất nhiều các nhà toán học hàng đầu thế giới như: Dedekin, Cantor, Kronecker, Poincare, Borel, Kolmogorov…Tạo dựng các khái niệm toán học mới không chỉ giải thích toán học hiện có theo một số nguyên tắc mà nó còn bác bỏ các phương pháp và các kết quả không phù hợp với các nguyên tắc đó. Tạo dựng có thể được coi như là một phản ứng đối với việc sử dụng ngày càng tăng cao nhanh chóng khái niệm trừu tượng và phương pháp chứng minh trong toán học [74]. Như vậy: Những kết quả nghiên cứu trên đây đều thống nhất cho rằng: Học tập dựa trên lí thuyết kiến tạo đặt người học vào vai trò chủ động, giúp 12 họ xây dựng kiến thức mới từ những kiến thức mà người học sẵn có và áp dụng những kiến thức đó vào tình huống thực tế.

Kinh nghiệm trực tiếp, sự tương tác giữa người dạy và người học, giữa người học với người học là yếu tố quan trọng của dạy học theo lí thuyết kiến tạo. Nghiên cứu của chúng tôi trong công trình này cũng dựa theo luận điểm trên, với quan điểm “lấy người học làm trung tâm”. Tổng quan nghiên cứu về chu trình dạy – học 5E ở nước ngoài Trên thế giới đã có không ít những công trình nghiên cứu về CTDH 5E, dưới nhiều tên gọi khác nhau. Chẳng hạn: 5E instructional model (Bybee R.

, 2014) [50](mô hình dạy học 5E); 5E learning cycle model (Campbell M., 2009)[55]; 5E mobile inquiry learning approach (Cheng P., 2016) [56](phương pháp tiếp cận học hỏi điều tra di động 5E); 5E learning cycle instruction (Kaynar D. & Çakıroğlu J., 2009) [62] (dạy – học theo chu trình 5E )… Nghiên cứu, phân tích, tổng hợp về ảnh hưởng của Mô hình học tập 5E đến thành tích học tập, thái độ và kỹ năng làm việc khoa học của học sinh, Nevin Kozcu Cakır (2017) đã chỉ ra: “Ngày nay, với sự phát triển và tiến bộ nhanh chóng của khoa học và công nghệ, tầm quan trọng của khoa học giáo dục được tăng lên. Sự gia tăng này dẫn đến sự phát triển của các phương pháp, kỹ thuật và cách tiếp cận cho phép học sinh chủ động, đặt câu hỏi và xây dựng kiến thức. Mô hình học tập 5E là một trong số đó và nhiều nghiên cứu đã được thực hiện trong nhiều tài liệu liên quan đến mô hình này”[53].

Trong [48], Bybee (2006) lập luận rằng “Việc sử dụng mô hình dạy học 5E giúp học sinh xác định, tổ chức, kiểm tra lại và thay đổi các ý tưởng; họ sẵn sàng tương tác với nhau và với môi trường.” 13 Campbell (2000) đã điều tra sự hiểu biết của HS lớp 5 về các khái niệm lực và chuyển động thông qua việc sử dụng CTDH 5E. HS tham gia vào việc trải nghiệm để xây dựng các khái niệm lực và chuyển động trong khoảng thời gian 14 tuần. Kết quả cho thấy kiến thức của HS về lực và khái niệm chuyển động tỏ ra chắc chắn và sâu sắc hơn. Đa số HS đều không muốn thu nhận thức kiến thức mới thông qua thuyết trình, mà muốn được trực tiếp hoạt động để chủ động nắm bắt kiến thức [52].

Theo Hội đồng nghiên cứu quốc gia Hoa Kỳ (National Research Council - NRC, 1997): CTDH 5E đòi hỏi người học phải chủ động khám phá kiến thức mới, hoặc xem xét những điều quen thuộc đã biết theo hướng nghiên cứu sâu hơn. Trong khi khám phá những kiến thức mới, HS đã được sử dụng cả kiến thức trước đó trong quá trình khám phá. Chu trình học tập 5E được xây dựng qua cuộc điều tra đã được ghi nhận trong các Tiêu chuẩn Giáo dục Khoa học Quốc gia [67]. (2014) đã xây dựng chu trình dạy học kiến tạo tại trung tâm nghiên cứu chương trình khoa học (BSCS) và chu trình giảng dạy này được gọi là “5E”.

Về khía cạnh khoa học, chúng ta có thể tóm tắt phương pháp học tập này là tiếp cận những cái mới hoặc xem xét cái đã biết nhưng ở góc độ sâu hơn. Để xây dựng kiến thức mới chúng ta kết hợp những kinh nghiệm và kiến thức đã biết để khám phá kiến thức mới. Qua quá trình thực hiện các bước, kiến thức được hình thành và tổng hợp. Đôi khi, các phần kiến thức được hình thành trong quá trình trải nghiệm.

Hay kiến thức cũ không còn phù hợp được thay vào đó là kiến thức mới hoàn thiện hơn. Đồng thời, kiến thức được phát triển trên phương diện sâu hơn, rộng hơn. Kết thúc chu trình vấn đề đặt ra được giải quyết [48], [49], [50]. (2006) đã nghiên cứu về nguồn gốc của mô hình dạy học 5E.

So sánh chu trình học Nghiên cứu chương trình khoa học sinh học (CTKT 5E hay BSCS) với Nghiên cứu cải tiến chương trình giảng dạy khoa học (SCIS) [51]. Ozdal, Unlu, Çatak và Sari (2006), Baser và Hiccan (2008) (Thổ Nhĩ Kỳ) đã thực hiện ba nghiên cứu về chu trình học tập 5E có liên quan tới toán học. Các nhà nghiên cứu đã tiến hành dự án toán học trong những năm 2003- 2004 cho Bộ Giáo dục nước Malaysia, dự án đó là Giải pháp giáo dục RTB. Trong dự án này, một chương trình dạy học mà giáo viên dạy toán đã sẵn sàng giảng dạy với CTKT 5E.

Chương trình học này đã được chuẩn bị cho HS lớp 7 về việc giảng dạy của số Pi. Số Pi được xây dựng thông qua các bước của chu trình học tập 5E. Kết quả thu được là HS hiểu về số Pi và áp dụng nó vào tình huống mới. (Dẫn theo Selma Pulat, 2009, [72]) Ozsevgec (2006) đã nghiên cứu ảnh hưởng của mô hình 5E với kết quả và thái độ học tập đối với khóa học “Khoa học và Công nghệ” của HS lớp 5.

Nghiên cứu cho thấy có một sự khác biệt về nhận thức đối với HS được học tập theo chu trình dạy học này. Tác giả đã cho thấy tính hiệu quả của mô hình 5E đối với việc khám phá khái niệm liên tục của HS lớp 5. Phát triển thông qua các bước trong mô hình 5E dựa trên mục tiêu của bài học “Lực và sự chuyển động”. Kết quả cho thấy đã có sự khác biệt giữa nhóm thử nghiệm và nhóm đối chứng, sau khi được học tập theo mô hình 5E nhóm thử nghiệm đã nắm bắt kiến thức một cách chủ động, linh hoạt hơn trong cách vận dụng nó.