Luận án tiến sĩ: Xây dựng và ứng dụng tình huống khám phá trong dạy học Toán THPT với máy tính cầm tay

• Tác giả: Nguyễn Văn Hưng
• Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Danh Nam
• Trường học: Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Toán học
• Đề tài: Xây dựng và sử dụng một số tình huống khám phá trong dạy học Toán trung học phổ thông với sự hỗ trợ của máy tính cầm tay
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thái Nguyên

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Lí do chọn đề tài
• 0.2. Mục đích nghiên cứu
• 0.3. Nhiệm vụ nghiên cứu
• 0.4. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 0.5. Giả thuyết khoa học
• 0.6. Phương pháp nghiên cứu
• 0.7. Những vấn đề đưa ra bảo vệ
• 0.8. Những đóng góp luận án
• 0.9. Bố cục của luận án
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN
• 1.1. Tổng quan một số kết quả nghiên cứu về dạy học khám phá
• 1.1.1. Một số kết quả nghiên cứu nước ngoài
• 1.1.2. Một số kết quả nghiên cứu ở Việt Nam
• 1.2. Tổng quan một số kết quả nghiên cứu về sử dụng máy tính cầm tay trong dạy học toán
• 1.3. Dạy học khám phá
• 1.3.1. Một số khái niệm cơ bản
• 1.3.2. Đặc trưng của dạy học khám phá
• 1.3.3. Thể hiện của hoạt động khám phá trong dạy học toán. Tình huống khám phá trong dạy học
• 1.3.4. Tình huống dạy học
• 1.3.5. Tình huống khám phá
• 1.4. Phương tiện dạy học
• 1.4.1. Khái niệm về phương tiện dạy học
• 1.4.2. Vai trò và chức năng của phương tiện dạy học
• 1.4.3. Một số hình thức sử dụng phương tiện trong dạy học
• 1.5. Máy tính cầm tay với vai trò là một phương tiện dạy học
• 1.5.1. Sơ lược về lịch sử máy tính cầm tay
• 1.5.2. Quan niệm về máy tính cầm tay sử dụng trong dạy học
• 1.5.3. Vai trò và chức năng của máy tính cầm tay trong dạy học
• 1.6. Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề toán học cho học sinh thông qua hoạt động khám phá với sự hỗ trợ của máy tính cầm tay
• 1.6.1. Khái niệm về năng lực. Năng lực giải quyết vấn đề. Các thành tố của năng lực giải quyết vấn đề
• 1.6.2. Bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề toán học cho học sinh thông qua hoạt động khám phá với sự hỗ trợ của máy tính cầm tay
• 1.6.3. Các mức độ của hoạt động khám phá với máy tính cầm tay
• 1.7. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG DẠY HỌC MÔN TOÁN TRUNG HỌC PHỔ THÔNG VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY TÍNH CẦM TAY
• 2.1. Mục đích nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3. Kết quả nghiên cứu thực trạng sử dụng máy tính cầm tay trong dạy học toán ở trường trung học phổ thông
• 2.3.1. Nội dung khảo sát
• 2.3.2. Kết quả khảo sát
• 2.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
• 3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ TÌNH HUỐNG KHÁM PHÁ TRONG DẠY HỌC TOÁN TRUNG HỌC PHỔ THÔNG VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY TÍNH CẦM TAY
• 3.1. Nguyên tắc định hướng xây dựng tình huống
• 3.2. Xây dựng và sử dụng một số tình huống khám phá trong dạy học toán trung học phổ thông với sự hỗ trợ của máy tính cầm tay
• 3.3. Quy trình xây dựng và sử dụng tình huống khám phá
• 3.4. Nhóm tình huống 1: Sử dụng máy tính cầm tay hỗ trợ học sinh tính toán, dự đoán quy luật, xây dựng các giả thuyết khoa học
• 3.5. Nhóm tình huống 2: Sử dụng máy tính cầm tay hỗ trợ hoạt động mô hình hóa toán học
• 3.6. Nhóm tình huống 3: Sử dụng máy tính cầm tay khám phá các hình thức biểu diễn toán học
• 3.7. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
• 4. CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 4.1. Mục đích, yêu cầu, nội dung thực nghiệm
• 4.2. Thời gian, quy trình và phương pháp thực nghiệm sư phạm
• 4.2.1. Thời gian thực nghiệm sư phạm
• 4.2.2. Quy trình tổ chức thực nghiệm sư phạm
• 4.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
• 4.4. Tiến trình thực nghiệm sư phạm
• 4.4.1. Thực nghiệm sư phạm vòng 1
• 4.4.2. Thực nghiệm sư phạm vòng 2
• 4.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC 1
• PHỤ LỤC 2
• PHỤ LỤC 3
• PHỤ LỤC 4
• PHỤ LỤC 5
• PHỤ LỤC 6

I. Tình huống khám phá trong dạy học Toán

Tình huống khám phá là một phương pháp dạy học tích cực, giúp học sinh chủ động tìm hiểu và giải quyết vấn đề. Trong dạy học Toán, việc sử dụng tình huống khám phá kết hợp với máy tính cầm tay (MTCT) tạo điều kiện cho học sinh phát triển tư duy phản biện và kỹ năng giải quyết vấn đề. Phương pháp này không chỉ giúp học sinh hiểu sâu kiến thức mà còn kích thích sự sáng tạo và tò mò trong học tập.

1.1. Khái niệm và đặc trưng

Tình huống khám phá được định nghĩa là các tình huống học tập được thiết kế để học sinh tự khám phá kiến thức thông qua các hoạt động thực hành. Đặc trưng của phương pháp này là sự kết hợp giữa dạy học Toán và công nghệ trong giáo dục, cụ thể là MTCT. MTCT không chỉ là công cụ tính toán mà còn hỗ trợ học sinh trong việc dự đoán, kiểm tra và khám phá các quy luật toán học.

1.2. Lợi ích trong giáo dục Toán học

Việc sử dụng tình huống khám phá trong dạy học Toán giúp học sinh THPT phát triển tư duy Toán học và kỹ năng giải quyết vấn đề. MTCT hỗ trợ học sinh trong việc thực hiện các phép tính phức tạp, từ đó tập trung vào việc phân tích và suy luận. Phương pháp này cũng khuyến khích học tập chủ động, giúp học sinh tự tin hơn trong việc tiếp cận các bài toán khó.

II. Máy tính cầm tay trong dạy học Toán

Máy tính cầm tay (MTCT) đã trở thành công cụ không thể thiếu trong dạy học Toán hiện đại. Với khả năng thực hiện các phép tính nhanh chóng và chính xác, MTCT hỗ trợ học sinh trong việc khám phá và giải quyết các vấn đề toán học phức tạp. Việc sử dụng MTCT không chỉ giúp học sinh tiết kiệm thời gian mà còn tăng cường tương tác trong lớp học và hỗ trợ học sinh một cách hiệu quả.

2.1. Vai trò của MTCT

MTCT đóng vai trò quan trọng trong việc tích cực hóa học tập. Nó giúp học sinh thực hiện các phép tính phức tạp một cách nhanh chóng, từ đó tập trung vào việc phân tích và suy luận. MTCT cũng hỗ trợ giáo viên trong việc thiết kế các tình huống khám phá phù hợp với năng lực của học sinh.

2.2. Ứng dụng trong giáo dục Toán học

MTCT được sử dụng rộng rãi trong các bài toán về đồ thị hàm số, phương trình, và thống kê. Nó giúp học sinh dễ dàng kiểm tra kết quả và dự đoán các quy luật toán học. Việc ứng dụng MTCT trong giáo dục Toán học không chỉ nâng cao chất lượng dạy học mà còn giúp học sinh phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề một cách hiệu quả.

III. Phương pháp dạy học tích cực

Phương pháp dạy học tích cực là một trong những xu hướng giáo dục hiện đại, nhấn mạnh vào việc phát triển năng lực và phẩm chất của học sinh. Trong dạy học Toán, phương pháp này kết hợp với tình huống khám phá và MTCT tạo ra môi trường học tập năng động và hiệu quả. Học sinh được khuyến khích tham gia vào quá trình học tập một cách chủ động, từ đó phát triển tư duy phản biện và kỹ năng giải quyết vấn đề.

3.1. Tích cực hóa học tập

Phương pháp này tập trung vào việc tích cực hóa học tập thông qua các hoạt động thực hành và khám phá. Học sinh được khuyến khích tự tìm hiểu và giải quyết các vấn đề toán học, từ đó phát triển tư duy Toán học và kỹ năng giải quyết vấn đề.

3.2. Ứng dụng công nghệ

Việc ứng dụng công nghệ trong giáo dục, đặc biệt là MTCT, giúp học sinh tiếp cận các kiến thức toán học một cách dễ dàng và hiệu quả. MTCT không chỉ hỗ trợ tính toán mà còn giúp học sinh khám phá các quy luật toán học một cách sáng tạo.

IV. Thực nghiệm và đánh giá

Thực nghiệm sư phạm được thực hiện để đánh giá hiệu quả của việc sử dụng tình huống khám phá và MTCT trong dạy học Toán. Kết quả thực nghiệm cho thấy, phương pháp này giúp học sinh nâng cao năng lực giải quyết vấn đề và tư duy Toán học. Đồng thời, nó cũng tạo ra môi trường học tập tích cực, khuyến khích học sinh tham gia vào quá trình học tập một cách chủ động.

4.1. Kết quả thực nghiệm

Kết quả thực nghiệm cho thấy, học sinh được học với tình huống khám phá và MTCT có khả năng giải quyết các bài toán phức tạp tốt hơn so với phương pháp truyền thống. Phương pháp này cũng giúp học sinh phát triển tư duy phản biện và kỹ năng giải quyết vấn đề một cách hiệu quả.

4.2. Đánh giá hiệu quả

Việc sử dụng tình huống khám phá và MTCT trong dạy học Toán được đánh giá cao về tính hiệu quả và khả thi. Phương pháp này không chỉ nâng cao chất lượng dạy học mà còn giúp học sinh phát triển toàn diện các kỹ năng cần thiết trong học tập và cuộc sống.