Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển nhanh chóng của khoa học và công nghệ, việc hình thành và phát triển năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn trở thành mục tiêu trọng tâm của giáo dục phổ thông. Theo chương trình giáo dục phổ thông mới, môn Toán không chỉ cung cấp kiến thức mà còn chú trọng phát triển năng lực vận dụng Toán học vào các tình huống thực tế. Tuy nhiên, thực trạng dạy học Toán ở nhiều trường trung học cơ sở hiện nay vẫn còn nặng về lý thuyết, thiếu các hoạt động gắn kết với thực tiễn, dẫn đến học sinh gặp khó khăn trong việc vận dụng kiến thức vào giải quyết các bài toán thực tế.

Luận văn tập trung nghiên cứu việc dạy học chủ đề hàm số theo hướng rèn luyện kỹ năng vận dụng Toán học vào thực tiễn cho học sinh lớp 9 tại trường Trung học cơ sở Giảng Võ, Ba Đình, Hà Nội. Mục tiêu nghiên cứu nhằm đề xuất các biện pháp sư phạm giúp nâng cao hiệu quả dạy học, phát triển kỹ năng vận dụng Toán học vào thực tiễn thông qua chủ đề hàm số. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào nội dung chương trình Đại số lớp 9, khảo sát thực trạng và thử nghiệm các giải pháp tại một trường trung học cơ sở cụ thể trong năm học 2022-2023.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc góp phần đổi mới phương pháp dạy học Toán, nâng cao năng lực vận dụng kiến thức của học sinh, đồng thời hỗ trợ giáo viên trong việc thiết kế bài giảng gắn với thực tiễn, đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục phổ thông theo hướng phát triển phẩm chất và năng lực người học.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết giáo dục toán học hiện đại, trong đó nổi bật là lý thuyết Giáo dục Toán học gắn với thực tiễn (Realistic Mathematics Education - RME) của Hans Freudenthal. RME nhấn mạnh việc đưa các tình huống thực tế vào quá trình dạy học, giúp học sinh không chỉ tiếp nhận kiến thức mà còn phát triển kỹ năng vận dụng toán học trong đời sống. Theo Freudenthal, toán học là sản phẩm hoạt động của con người, do đó việc học toán cần được tổ chức như một quá trình khám phá và tái khám phá kiến thức dưới sự hướng dẫn của giáo viên.

Ngoài ra, luận văn áp dụng mô hình phát triển năng lực ASK (Knowledge - Skills - Attitude) của Benjamin Bloom, trong đó năng lực vận dụng Toán học vào thực tiễn được xem là sự kết hợp giữa kiến thức toán học, kỹ năng giải quyết vấn đề và thái độ tích cực đối với việc học và vận dụng Toán học. Các khái niệm chính bao gồm: bài toán thực tiễn, kỹ năng vận dụng Toán học, năng lực toán học, và các bước giải bài toán thực tiễn.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp giữa nghiên cứu lý luận và thực nghiệm sư phạm. Nguồn dữ liệu chính bao gồm chương trình sách giáo khoa Toán lớp 9, tài liệu tham khảo về chủ đề hàm số, kết quả khảo sát thực trạng dạy học tại trường Trung học cơ sở Giảng Võ, và dữ liệu thu thập từ thực nghiệm sư phạm.

Cỡ mẫu khảo sát gồm 20 giáo viên Toán và 200 học sinh lớp 9 tại trường Trung học cơ sở Giảng Võ. Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu thuận tiện nhằm đảm bảo tính khả thi và phù hợp với điều kiện nghiên cứu. Phân tích dữ liệu sử dụng phương pháp thống kê mô tả, phân tích định tính và định lượng, kết hợp với phương pháp so sánh kết quả trước và sau thực nghiệm.

Timeline nghiên cứu kéo dài trong năm học 2022-2023, bao gồm các giai đoạn: khảo sát thực trạng, xây dựng và triển khai các biện pháp dạy học, thực nghiệm sư phạm, thu thập và phân tích dữ liệu, tổng hợp kết quả và đề xuất khuyến nghị.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Nhận thức của giáo viên về tầm quan trọng của kỹ năng vận dụng Toán học vào thực tiễn: Khoảng 85% giáo viên khảo sát cho rằng việc phát triển kỹ năng vận dụng Toán học vào thực tiễn là cần thiết hoặc rất cần thiết trong dạy học chủ đề hàm số. Tuy nhiên, chỉ khoảng 50% giáo viên thường xuyên tổ chức các hoạt động nhóm nhằm phát triển kỹ năng này cho học sinh.

  2. Thực trạng tổ chức dạy học và sử dụng bài toán thực tiễn: 90% giáo viên thừa nhận việc đưa bài toán có yếu tố thực tiễn vào giảng dạy còn hạn chế, chủ yếu sử dụng các bài tập truyền thống. Hơn 65% giáo viên cho biết học sinh gặp khó khăn trong việc giải các bài toán thực tế liên quan đến hàm số bậc nhất và bậc hai.

  3. Phản hồi của học sinh về việc vận dụng Toán học vào thực tiễn: 74% học sinh nhận thức Toán học rất cần thiết trong cuộc sống, nhưng 65,5% học sinh cho biết họ ít hoặc không được thực hành vận dụng kiến thức hàm số vào các bài toán thực tiễn. Khoảng 90% học sinh cho rằng giáo viên ít khi liên hệ kiến thức với thực tiễn trong bài giảng.

  4. Kết quả thực nghiệm sư phạm: Sau khi áp dụng các biện pháp dạy học theo hướng rèn luyện kỹ năng vận dụng Toán học vào thực tiễn, kết quả bài kiểm tra của lớp thực nghiệm tăng trung bình 15% so với lớp đối chứng. Biểu đồ so sánh kết quả bài kiểm tra cho thấy sự cải thiện rõ rệt về khả năng giải quyết bài toán thực tế của học sinh.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của thực trạng hạn chế trong việc vận dụng Toán học vào thực tiễn là do giáo viên còn thiếu kinh nghiệm và tài liệu hỗ trợ trong việc xây dựng bài toán thực tiễn phù hợp với nội dung hàm số. Việc tổ chức hoạt động học tập chủ yếu theo phương pháp truyền thống, ít sử dụng phương pháp dạy học tích cực và các tình huống thực tế gần gũi với học sinh.

So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả nghiên cứu phù hợp với xu hướng giáo dục hiện đại, nhấn mạnh vai trò của việc gắn kết kiến thức toán học với thực tiễn để phát triển năng lực vận dụng. Việc áp dụng lý thuyết RME và mô hình ASK đã giúp nâng cao hiệu quả dạy học, tạo điều kiện cho học sinh phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề thực tế.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ đường và biểu đồ cột so sánh kết quả bài kiểm tra giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng, minh họa sự tiến bộ về điểm số và tỷ lệ học sinh đạt yêu cầu trong kỹ năng vận dụng Toán học vào thực tiễn.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng và áp dụng hệ thống bài toán thực tiễn phong phú: Giáo viên cần thiết kế các bài toán gắn liền với các tình huống thực tế gần gũi với học sinh, như bài toán về chi phí, chuyển động, thiết kế kỹ thuật đơn giản. Mục tiêu tăng tỷ lệ bài toán thực tiễn trong bài giảng lên ít nhất 30% trong năm học tiếp theo. Chủ thể thực hiện: giáo viên Toán và tổ chuyên môn.

  2. Tăng cường phương pháp dạy học tích cực: Khuyến khích tổ chức hoạt động nhóm, thảo luận, dự án học tập liên môn để phát triển kỹ năng vận dụng Toán học. Mục tiêu đạt 70% giờ học sử dụng phương pháp tích cực trong chủ đề hàm số. Chủ thể thực hiện: giáo viên, nhà trường.

  3. Đào tạo, bồi dưỡng nâng cao năng lực cho giáo viên: Tổ chức các khóa tập huấn về xây dựng bài toán thực tiễn và phương pháp dạy học phát triển năng lực. Mục tiêu 100% giáo viên Toán được đào tạo trong vòng 6 tháng. Chủ thể thực hiện: phòng giáo dục, trường học.

  4. Tăng cường hoạt động ngoại khóa và trải nghiệm thực tế: Tổ chức các hoạt động trải nghiệm, thi giải toán thực tế, tham quan các mô hình ứng dụng Toán học trong đời sống. Mục tiêu mỗi học sinh tham gia ít nhất 2 hoạt động trong năm học. Chủ thể thực hiện: nhà trường, giáo viên.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên Toán trung học cơ sở: Nhận được các giải pháp cụ thể để đổi mới phương pháp dạy học, xây dựng bài toán thực tiễn phù hợp với chủ đề hàm số, nâng cao hiệu quả giảng dạy và phát triển năng lực học sinh.

  2. Nhà quản lý giáo dục và tổ chuyên môn: Có cơ sở khoa học để xây dựng kế hoạch đào tạo, bồi dưỡng giáo viên, tổ chức các hoạt động phát triển năng lực học sinh theo hướng đổi mới chương trình giáo dục phổ thông.

  3. Học viên cao học, nghiên cứu sinh ngành Sư phạm Toán: Tham khảo mô hình nghiên cứu, phương pháp thực nghiệm sư phạm và kết quả nghiên cứu để phát triển đề tài nghiên cứu liên quan đến dạy học phát triển năng lực.

  4. Phụ huynh học sinh: Hiểu rõ hơn về tầm quan trọng của việc vận dụng Toán học vào thực tiễn, từ đó phối hợp với nhà trường và giáo viên trong việc hỗ trợ con em học tập hiệu quả.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần rèn luyện kỹ năng vận dụng Toán học vào thực tiễn cho học sinh lớp 9?
    Kỹ năng này giúp học sinh hiểu rõ hơn về vai trò của Toán học trong cuộc sống, phát triển tư duy logic và khả năng giải quyết vấn đề thực tế, từ đó nâng cao hiệu quả học tập và chuẩn bị cho các cấp học cao hơn.

  2. Làm thế nào để xây dựng bài toán thực tiễn phù hợp với chủ đề hàm số?
    Giáo viên cần lựa chọn các tình huống gần gũi, liên quan đến đời sống hoặc các môn học khác, sau đó chuyển đổi thành bài toán toán học bằng cách xác định các đại lượng, mối quan hệ và biểu diễn bằng hàm số.

  3. Phương pháp dạy học nào hiệu quả để phát triển kỹ năng vận dụng Toán học?
    Phương pháp dạy học tích cực như học theo nhóm, thảo luận, dự án học tập, kết hợp với việc sử dụng bài toán thực tiễn và các hoạt động trải nghiệm giúp học sinh phát triển kỹ năng vận dụng hiệu quả.

  4. Làm sao để đánh giá kỹ năng vận dụng Toán học vào thực tiễn của học sinh?
    Có thể đánh giá qua các bài kiểm tra có nội dung thực tiễn, quan sát quá trình học sinh giải quyết bài toán thực tế, cũng như qua các hoạt động thảo luận, trình bày và phản biện trong lớp học.

  5. Giáo viên gặp khó khăn khi nào trong việc dạy học theo hướng này?
    Khó khăn thường gặp là thiếu tài liệu, kinh nghiệm xây dựng bài toán thực tiễn, hạn chế về thời gian và phương tiện dạy học, cũng như sự chưa quen với phương pháp dạy học tích cực.

Kết luận

  • Luận văn đã làm rõ thực trạng dạy học chủ đề hàm số tại trường Trung học cơ sở Giảng Võ còn hạn chế trong việc phát triển kỹ năng vận dụng Toán học vào thực tiễn cho học sinh lớp 9.
  • Đã đề xuất và thử nghiệm thành công các biện pháp sư phạm nhằm nâng cao kỹ năng vận dụng Toán học qua việc sử dụng bài toán thực tiễn, phương pháp dạy học tích cực và hoạt động trải nghiệm.
  • Kết quả thực nghiệm cho thấy sự cải thiện rõ rệt về năng lực vận dụng kiến thức của học sinh, góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn Toán.
  • Đề xuất các giải pháp cụ thể cho giáo viên, nhà trường và các cơ quan quản lý giáo dục nhằm tiếp tục phát triển kỹ năng này trong các năm học tiếp theo.
  • Khuyến khích các nghiên cứu tiếp theo mở rộng phạm vi và đối tượng nghiên cứu để hoàn thiện hơn các biện pháp dạy học phát triển năng lực vận dụng Toán học vào thực tiễn.

Hành động tiếp theo là áp dụng các giải pháp đã đề xuất vào thực tiễn giảng dạy, đồng thời tổ chức các khóa đào tạo bồi dưỡng cho giáo viên nhằm nâng cao năng lực chuyên môn và phương pháp dạy học đổi mới. Các nhà quản lý giáo dục và giáo viên được khuyến khích tham khảo và vận dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả dạy học môn Toán, góp phần phát triển toàn diện năng lực học sinh.