Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn. 7 Chương 2: Biện pháp phát triển năng lực vận dụng toán học vào thực tiễn trong dạy học chủ đề Thống kê và Xác suất cho học sinh lớp 10 Trung tâm Giáo dục thường xuyên. Chương 3: Thực nghiệm sư phạm. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.
Năng lực vận dụng toán học vào thực tiễn 1. Toán học và thực tiễn Toán học là môn học có tính trừu tượng cao. Toán học không vì thế mà mất đi tính thực tiễn của nó. Toán học với tư cách là một hoạt động sống là nàng tiên của các khoa học.
Toán học có nguồn gốc từ thực tiễn, là công cụ hữu hiệu và là “chìa khóa” trong hầu hết các hoạt động của con người, nó có mặt khắp nơi giúp con người chinh phục, khám phá thế giới thiên nhiên vô cùng phong phú và đa dạng. Nguồn gốc của toán học là những bài toán thực tế mà con người cần học để nâng cao chất lượng cuộc sống. Vì thế Toán học và thực tiễn luôn song hành và có quan hệ mật thiết với nhau. Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, đổi mới giáo dục hiện nay phải góp phần bồi dưỡng học sinh có tài năng, nỗ lực lĩnh hội tri thức và vận dụng vào giải quyết các vấn đề của cuộc sống, Toán học không chỉ cần thiết trong thiên văn học, vật lý, cơ học…mà còn trong hóa học, sinh học và nhiều ngành khoa học xã hội khác.
Trên thế giới và Việt Nam rất quan tâm đến thực tiễn dạy học và đánh giá học sinh, nhiều nội dung chương trình được sử dụng như chương trình đánh giá học sinh quốc tế PISA hay đào tạo. Có thể nói, với sự hội tụ, hội nhập và phổ cập giáo dục ở nhiều nơi trên thế giới hiện nay, chúng ta đặt nhiều kỳ vọng vào công cuộc đổi mới đồng bộ, toàn diện của Việt Nam và nâng cao chất lượng giáo dục. Vì vậy trong quá trình giảng dạy GV cần tăng cường cho học sinh tiếp cận làm quen với những bài toán, tình huống có nội dung thực tiễn. Điều này, đòi hỏi HS cần phải có các phương pháp và kỹ năng toán học hóa trong các tình huống thực tế.
Có thể khẳng định rằng toán học đến từ thực tiễn và quay trở lại với thực tiễn. Toán học và thực tiễn có mối quan hệ hai chiều 9 Thông quan thời gian giảng dạy ở TTGDTX cũng như việc dự giờ học, trao đổi kinh nghiệm, chúng tôi nhận thấy rằng hiện nay việc dạy học môn Toán gắn với thực tiễn không được chú trọng và quan tâm đúng mức. Dẫn đến Toán học ngày càng biến dạng trở thành một môn học “khô khan”, nặng về lý thuyết và cách giải hơn là khả năng vận dụng thực tế. Vì vậy theo quan điểm chỉ đạo dạy học môn Toán trong chương trình giáo dục phổ thông 2018 đã yêu cầu phải dạy và học cần phải tăng cường thực hành và vận dụng Toán học gắn liền với thực tiễn để giúp học sinh cơ hội phát triển tư duy toán học, khả năng giải quyết vấn đề và nhận thức về tầm quan trọng của toán học trong cuộc sống hàng ngày.
Sơ lược về năng lực Toán học Có nhiều cách hiểu khác nhau về năng lực Toán học như PISA (2015), Chương trình đánh giá HS quốc tế quan niệm về năng lực toán học: “Năng lực toán học là khả năng của một cá nhân có thể nhận biết và thấu hiểu vai trò của toán học trong cuộc sống, để đưa ra phán đoán và lập luận dựa trên cơ sở vững chắc, đam mê tìm hiểu khám phá toán học để sử dụng và phát triển, đáp ứng những nhu cầu trong cuộc sống của cá nhân đó” [25].Crutexki: “Năng lực toán học được hiểu là những đặc điểm tâm lý cá nhân (trước hết là những đặc điểm hoạt động trí tuệ) đáp ứng những yêu cầu của hoạt động học tập Toán học và trong những điều kiện vững chắc như nhau là nguyên nhân của sự thành công trong việc nắm vững một cách sáng tạo toán học với tư cách là một môn học, đặc biệt nắm vững tương đối nhanh, dễ dàng, sâu sắc những kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo trong lĩnh vực Toán học” [22]. 10 Trần Luận cho rằng: “Năng lực toán học là những đặc điểm tâm lý đáp ứng được yêu cầu hoạt động toán học và tạo điều kiện lĩnh hội các kiến thức, kĩ năng trong lĩnh vực toán tương đối nhanh, dễ dàng và sâu sắc trong những điều kiện như nhau” [12]. Trong luận văn này chúng tôi thống nhất cách hiểu: “Năng lực Toán học là khả năng tạo ra những kết quả, thành tích mới trong hoạt động học toán, thúc đẩy việc lĩnh hội nhanh chóng kiến thức, kĩ năng và kĩ xảo tương ứng. Năng lực toán học giúp học sinh tự chủ trong quá trình thu nhận thông tin toán học, khả năng tư duy toán học, khả năng giải quyết vấn đề, khả năng giao tiếp và khả năng vận dụng kiến thức toán học vào cuộc sống”.
Trong chương trình GDPT môn Toán (2018) [4] đã xác định, môn Toán góp phần hình thành và phát triển năng lực toán học bao gồm các thành tố cốt lõi sau: - NL tư duy và lập luận toán học - NL giải quyết vấn đề toán học - NL mô hình toán học - NL giao tiếp tiếp toán học (qua nói hoặc viết) - NL sử dụng các công cụ, phương tiện học toán học Các năng lực này tập trung vào những gì cần thiết để HS có thể học tập và vận dụng toán học. Các năng lực này không hoàn toàn độc lập mà liên quan chặt chẽ và có giao thoa với nhau. Sự hình thành và phát triển năng lực của học sinh trong nhà trường chủ yếu là hoạt động dạy và học, trong đó việc phát triển các NL toán học giữ vai trò hết sức quan trọng. Đó là một quá trình tương tác chặt chẽ giữa học sinh và giáo viên được thực hiện một cách logic thông qua việc dạy và học toán.
Năng lực vận dụng Toán học vào thực tiễn 1. Khái niệm năng lực vận dụng toán học vào thực tiễn Theo PISA (2015), năng lực vận dụng toán học vào thực tiễn là “khả năng nhận biết ý nghĩa, vai trò của kiến thức toán học trong cuộc sống; vận dụng và phát triển tư duy toán học để giải quyết vấn đề của thực tiễn, đáp ứng nhu cầu của đời sống hiện tại và của tương lai một cách linh hoạt; là khả năng phân tích, suy luận, lập luận, khái quát hoá, trao đổi thông tin hiệu quả thông qua việc đặt ra, hình thành và gải quyết vấn đề toán học trong các tình huống, hoàn cảnh khác nhau, trong đó chú trọng quy trình, kiến thức và hoạt động”[25]. Theo Chương trình GDPT môn Toán 2018: “Chương trình chú trọng tính ứng dụng, gắn kết với thực tiễn hay các môn học, hoạt động giáo dục khác, đặc biệt với các môn học nhằm thực hiện giáo dục STEM, gắn với xu hướng phát triển hiện đại của kinh tế, khoa học, đời sống xã hội và những vấn đề cấp thiết có tính toàn cầu (như biến đổi khí hậu, phát triển bền vững, giáo dục tài chính). Điều này còn được thể hiện qua các hoạt động thực hành và trải nghiệm trong giáo dục toán học với nhiều hình thức như: thực hiện những đề tài, dự án học tập về Toán, đặc biệt là những đề tài và dự án về ứng dụng Toán học trong thực tiễn; tổ chức trò chơi học toán, câu lạc bộ toán học,…tạo cơ hội giúp học sinh vận dụng kiến thức, kinh nghiệm của bản thân vào thực tiễn một cách sáng tạo” [4].
Năng lực vận dụng toán học vào thực tiễn đóng vai trò rất quan trọng trong việc giúp con người hiểu và giải quyết các vấn đề phức tạp của cuộc sống hàng ngày và vận dụng toán học trong các ngành khoa học như hóa học, 12 vật lý, sinh học, kinh doanh,… hay các phép tính đơn giản hàng ngày. NLVDTH vào thực tiễn là khả năng của bản thân người học vận dụng các kiến thức và kỹ năng toán học đã học để thực hành và vận dụng vào giải quyết những vấn đề đặt ra trong thực tế cuộc sống. Vận dụng toán học trong thực tế thực chất là sử dụng toán học như một công cụ để giải quyết các tình huống thực tế, tức là sử dụng các công cụ toán học phù hợp để tác động nghiên cứu đối tượng, nhằm mục đích tìm ra phần tử chưa biết nào đó, hoặc biến đổi, sắp xếp các phần tử trong đối tượng để đạt được mục đích đề ra, chẳng hạn như vận dụng tập hợp kiến thức thống kê về dữ liệu, tính toán và mô tả các đặc điểm khác nhau,.vận dụng kiến thức xác suất để tính khả năng xảy ra.Năng lực vận dụng toán học tạo điều kiện gắn kiến thức lý thuyết và thực hành trong nhà trường với thực tiễn cuộc sống để đẩy mạnh thực hiện theo phương châm “học đi đôi với hành”, lí luận gắn với thực tiễn”. Qua những nhận định trên, trong luận văn này chúng tôi quan niệm: “Năng lực vận dụng toán học vào thực tiễn là khả năng vận dụng các kiến thức, kĩ năng Toán học đã biết, để vận dụng vào thực tiễn nhằm giải quyết các vấn đề đặt ra trong những biểu hiện của nội bộ môn Toán, các vấn đề đa dạng, phức tạp của thực tiễn cuộc sống một cách có hiệu quả”.
Thành tố của năng lực vận dụng toán học vào thực tiễn - Năng lực 1: Nắm vững kiến thức toán học và kĩ năng vận dụng vào thực tế. + Nắm vững kiến thức toán học (khái niệm, định lý, quy tắc, phương pháp,.) + Xác định và giải các bài toán cơ bản. + Sử dụng các công cụ toán học: tính toán, biến đổi, chứng minh,. - Năng lực 2: Năng lực thu, nhận và chuyển đổi các tình huống thực tế thành các dạng toán đã học.
+ Quan sát, liên tưởng, kết nối các ý tưởng toán học với các yếu tố thực tế. + Đánh giá, dự đoán kết quả của tình huống. + Khả năng sử dụng ngôn ngữ toán học để diễn đạt một vấn đề trong thế giới thực theo nhiều cách khác nhau. 13 - Năng lực 3: Năng lực xây dựng mô hình toán học và giải bài toán bằng mô hình + Lập kế hoạch, đề xuất giải pháp, lựa chọn giải pháp phù hợp để giải quyết tình huống.
+ Biểu diễn các phần tử bằng các ký hiệu, khái niệm toán học, biểu thị các mối quan hệ bằng các câu lệnh toán học, biểu thức chứa biến; Hiển thị các mối quan hệ trong đồ thị, biểu đồ,. + Giải quyết các vấn đề trong mô hình.