Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục phổ thông tại Việt Nam, việc phát triển năng lực tư duy và lập luận toán học cho học sinh tiểu học trở thành một yêu cầu cấp thiết. Theo Nghị quyết 88/2014/QH13, mục tiêu giáo dục phổ thông hướng tới phát triển toàn diện phẩm chất và năng lực người học, trong đó năng lực tư duy và lập luận toán học là thành phần cốt lõi của năng lực toán học. Môn Toán lớp 5, đặc biệt chủ đề chuyển động đều, được xem là nội dung quan trọng giúp học sinh phát triển năng lực này. Tuy nhiên, thực tế giảng dạy tại một số trường tiểu học trên địa bàn quận Kiến An, Hải Phòng cho thấy học sinh còn gặp nhiều khó khăn trong việc vận dụng kiến thức để giải các bài toán chuyển động đều, do thời lượng học tập hạn chế và phương pháp dạy học chưa thực sự phát huy năng lực tư duy.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là xây dựng và thực nghiệm các biện pháp dạy học toán chuyển động đều theo hướng phát triển năng lực tư duy và lập luận toán học cho học sinh tiểu học, nhằm nâng cao hiệu quả học tập và phát triển năng lực toàn diện cho học sinh. Nghiên cứu được thực hiện trong năm học 2021-2022 tại các trường tiểu học trên địa bàn quận Kiến An, với đối tượng là học sinh lớp 5 và giáo viên dạy Toán. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc góp phần đổi mới phương pháp dạy học, nâng cao chất lượng giáo dục toán học, đồng thời hỗ trợ giáo viên trong việc tổ chức các hoạt động học tập phát triển năng lực tư duy và lập luận cho học sinh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết về năng lực và tư duy trong giáo dục, đặc biệt là:

  • Lý thuyết năng lực: Năng lực được hiểu là sự tích hợp các kỹ năng, kiến thức và thái độ để giải quyết các tình huống thực tiễn một cách hiệu quả. Theo chương trình giáo dục phổ thông 2018, năng lực tư duy và lập luận toán học là một trong năm năng lực đặc thù cần phát triển cho học sinh.

  • Lý thuyết tư duy và lập luận toán học: Tư duy là quá trình nhận thức phản ánh các mối quan hệ và quy luật của sự vật hiện tượng, còn lập luận là quá trình đưa ra các lí lẽ, chứng cứ nhằm dẫn đến kết luận. Năng lực tư duy và lập luận toán học thể hiện qua khả năng phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa và vận dụng các phương pháp suy luận trong giải quyết vấn đề toán học.

  • Mô hình phát triển năng lực theo hướng tiếp cận hoạt động: Dựa trên quan điểm của L.Vygotsky và các nhà tâm lý học Mác-xít, trí tuệ và tư duy được hình thành và phát triển thông qua hoạt động thực tiễn và hợp tác xã hội, do đó dạy học cần tổ chức các hoạt động học tập nhằm phát triển năng lực tư duy và lập luận.

Các khái niệm chính bao gồm: năng lực tư duy, lập luận toán học, thao tác tư duy (phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa), dạy học phát triển năng lực, toán chuyển động đều.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp hỗn hợp kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm sư phạm:

  • Nguồn dữ liệu: Bao gồm các văn bản pháp luật về đổi mới giáo dục, tài liệu khoa học về năng lực và tư duy toán học, kết quả khảo sát thực trạng dạy học tại các trường tiểu học trên địa bàn quận Kiến An, Hải Phòng; phiếu khảo sát giáo viên và học sinh; quan sát trực tiếp giờ học; phỏng vấn giáo viên và học sinh.

  • Phương pháp phân tích: Phân tích định tính các tài liệu lý thuyết, phân tích định lượng kết quả khảo sát và thực nghiệm sư phạm. Sử dụng bảng biểu để tổng hợp mức độ thường xuyên tổ chức các hoạt động phát triển năng lực tư duy và lập luận, cũng như đánh giá năng lực học sinh qua các mức độ hoàn thành bài tập.

  • Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được tiến hành trong năm học 2021-2022, bao gồm giai đoạn khảo sát thực trạng, xây dựng biện pháp, tổ chức thực nghiệm sư phạm, thu thập và xử lý dữ liệu, đánh giá kết quả và hoàn thiện luận văn.

Cỡ mẫu thực nghiệm gồm khoảng 60 học sinh lớp 5 và các giáo viên dạy Toán tại 4 trường tiểu học trên địa bàn quận Kiến An. Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu thuận tiện dựa trên sự hợp tác của các trường và giáo viên.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thực trạng dạy học và phát triển năng lực tư duy, lập luận toán học còn hạn chế: Qua khảo sát 60 giáo viên, chỉ có khoảng 12,5% giáo viên thường xuyên tổ chức các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa trong dạy học toán chuyển động đều; 72,5% thỉnh thoảng tổ chức và 15% hiếm khi tổ chức. Tương tự, việc hướng dẫn học sinh kiểm tra lại các bước thực hiện bài tập và trao đổi kết quả với bạn bè cũng chỉ được thực hiện thường xuyên ở mức 30-37,5%.

  2. Học sinh còn gặp khó khăn trong vận dụng kiến thức giải bài toán chuyển động đều: Kết quả đánh giá năng lực tư duy và lập luận toán học của học sinh lớp 5 cho thấy chỉ khoảng 33-43% học sinh đạt mức độ tái hiện và hiểu bài, 20-23% đạt mức vận dụng, và chỉ khoảng 13-20% đạt mức tư duy cao hơn. Học sinh thường vận dụng công thức một cách máy móc, chưa linh hoạt khi gặp các bài toán có yếu tố phức tạp hoặc thay đổi dữ kiện.

  3. Giáo viên nhận thức được tầm quan trọng của phát triển năng lực tư duy và lập luận toán học nhưng còn lúng túng trong tổ chức dạy học: 90% giáo viên rất quan tâm đến việc phát triển năng lực này, tuy nhiên chỉ 30-40% thường xuyên sử dụng các phương pháp dạy học tích cực như gợi mở vấn đáp, dạy học hợp tác nhóm, phối hợp nhiều phương pháp. Việc thiết kế bài dạy theo cấu trúc phát triển năng lực người học chưa phổ biến.

  4. Hiệu quả của các biện pháp dạy học theo hướng phát triển năng lực tư duy và lập luận toán học: Thực nghiệm sư phạm cho thấy khi áp dụng các biện pháp như thiết kế bài dạy theo cấu trúc phát triển năng lực, rèn luyện các thao tác tư duy (so sánh, phân tích, tổng hợp), học sinh có sự tiến bộ rõ rệt về khả năng phân tích đề bài, lựa chọn phương pháp giải và trình bày lập luận hợp lý. Tỷ lệ học sinh đạt mức tư duy cao tăng lên khoảng 30% so với trước thực nghiệm.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu phù hợp với các quan điểm lý thuyết về phát triển năng lực tư duy và lập luận toán học, nhấn mạnh vai trò của hoạt động học tập tích cực và sự hướng dẫn có hệ thống của giáo viên. Việc giáo viên chưa thường xuyên tổ chức các hoạt động tư duy và lập luận có thể do hạn chế về thời gian, thiết bị dạy học và kỹ năng tổ chức lớp học. Học sinh còn vận dụng công thức máy móc phản ánh việc chưa được rèn luyện tư duy sáng tạo và lập luận logic một cách bài bản.

So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, việc phát triển năng lực tư duy và lập luận toán học thông qua dạy học chủ đề chuyển động đều là một hướng đi mới, bổ sung cho các nghiên cứu trước đây tập trung vào các chủ đề khác như hình học hay số học. Việc áp dụng các biện pháp thiết kế bài dạy theo cấu trúc phát triển năng lực và rèn luyện thao tác tư duy đã chứng minh tính khả thi và hiệu quả trong thực tiễn giảng dạy.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ cột thể hiện tỷ lệ giáo viên thường xuyên tổ chức các thao tác tư duy, biểu đồ tròn phân bố mức độ năng lực tư duy của học sinh trước và sau thực nghiệm, cũng như bảng so sánh mức độ sử dụng các phương pháp dạy học tích cực.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng và phổ biến mẫu thiết kế bài dạy toán chuyển động đều theo cấu trúc phát triển năng lực người học: Giáo viên cần được tập huấn để thiết kế bài học theo các bước nghiên cứu bài học, thiết kế hoạt động học tập và kế hoạch bài học nhằm phát triển năng lực tư duy và lập luận cho học sinh. Thời gian thực hiện: trong năm học tiếp theo; Chủ thể thực hiện: Sở Giáo dục và Đào tạo phối hợp với các trường tiểu học.

  2. Tăng cường rèn luyện các thao tác tư duy cho học sinh trong quá trình dạy học: Giáo viên cần tổ chức các hoạt động tập trung vào so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa và lập luận toán học thông qua các bài tập chuyển động đều. Thời gian thực hiện: xuyên suốt năm học; Chủ thể thực hiện: Giáo viên bộ môn.

  3. Đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực, phát huy tính chủ động, sáng tạo của học sinh: Khuyến khích sử dụng phương pháp gợi mở vấn đáp, dạy học hợp tác nhóm, phối hợp nhiều phương pháp để tăng cường sự tham gia của học sinh. Thời gian thực hiện: ngay từ đầu năm học; Chủ thể thực hiện: Giáo viên và Ban giám hiệu nhà trường.

  4. Tăng cường kiểm tra, đánh giá năng lực tư duy và lập luận toán học theo hướng phát triển phẩm chất và năng lực học sinh: Xây dựng bộ tiêu chí đánh giá phù hợp với các mức độ năng lực, không chỉ tập trung vào kết quả đúng sai mà còn đánh giá quá trình tư duy và lập luận. Thời gian thực hiện: trong các kỳ kiểm tra định kỳ; Chủ thể thực hiện: Giáo viên và tổ chuyên môn.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên tiểu học: Nhận thức và áp dụng các biện pháp dạy học phát triển năng lực tư duy và lập luận toán học, đặc biệt trong chủ đề chuyển động đều, nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy và hiệu quả học tập của học sinh.

  2. Cán bộ quản lý giáo dục: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng kế hoạch tập huấn, hướng dẫn chuyên môn cho giáo viên, đồng thời điều chỉnh chương trình, nội dung dạy học phù hợp với mục tiêu phát triển năng lực.

  3. Nghiên cứu sinh, học viên cao học ngành Giáo dục Tiểu học: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, cơ sở lý thuyết và kết quả thực nghiệm để phát triển các đề tài nghiên cứu liên quan đến đổi mới phương pháp dạy học và phát triển năng lực học sinh.

  4. Nhà hoạch định chính sách giáo dục: Căn cứ vào kết quả nghiên cứu để xây dựng các chính sách, quy định về đổi mới phương pháp dạy học, kiểm tra đánh giá theo hướng phát triển năng lực và phẩm chất người học.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần phát triển năng lực tư duy và lập luận toán học cho học sinh tiểu học?
    Phát triển năng lực này giúp học sinh không chỉ ghi nhớ kiến thức mà còn biết vận dụng, suy luận và giải quyết các vấn đề thực tiễn, góp phần hình thành tư duy logic và sáng tạo từ sớm.

  2. Phương pháp dạy học nào hiệu quả để phát triển năng lực tư duy và lập luận?
    Phương pháp gợi mở vấn đáp, dạy học hợp tác nhóm và thiết kế bài học theo cấu trúc phát triển năng lực người học được chứng minh là hiệu quả trong việc kích thích tư duy và lập luận của học sinh.

  3. Làm thế nào để đánh giá năng lực tư duy và lập luận toán học của học sinh?
    Đánh giá dựa trên các tiêu chí về khả năng phân tích, tổng hợp, so sánh, lập luận hợp lý và trình bày kết quả, không chỉ dựa vào kết quả đúng sai mà còn chú trọng quá trình tư duy.

  4. Khó khăn phổ biến khi dạy toán chuyển động đều theo hướng phát triển năng lực là gì?
    Khó khăn gồm thời lượng học tập hạn chế, giáo viên chưa quen với phương pháp dạy học tích cực, học sinh còn vận dụng công thức máy móc và thiếu kỹ năng tư duy sáng tạo.

  5. Làm sao để giáo viên có thể áp dụng các biện pháp phát triển năng lực tư duy hiệu quả?
    Giáo viên cần được tập huấn bài bản, có kế hoạch thiết kế bài dạy rõ ràng, tổ chức các hoạt động học tập phù hợp với đặc điểm tâm sinh lý học sinh và thường xuyên đánh giá, điều chỉnh phương pháp dạy học.

Kết luận

  • Luận văn đã làm rõ cơ sở lý luận và thực trạng dạy học toán chuyển động đều theo hướng phát triển năng lực tư duy và lập luận toán học cho học sinh tiểu học tại Hải Phòng.
  • Nghiên cứu đã xây dựng và thực nghiệm thành công các biện pháp thiết kế bài dạy và rèn luyện thao tác tư duy, góp phần nâng cao năng lực tư duy và lập luận của học sinh lớp 5.
  • Kết quả thực nghiệm cho thấy sự tiến bộ rõ rệt về khả năng phân tích, lựa chọn phương pháp giải và trình bày lập luận của học sinh sau khi áp dụng các biện pháp.
  • Đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm hỗ trợ giáo viên và nhà trường trong việc đổi mới phương pháp dạy học, tăng cường phát triển năng lực tư duy và lập luận toán học.
  • Khuyến nghị tiếp tục nghiên cứu mở rộng phạm vi và đối tượng thực nghiệm, đồng thời triển khai tập huấn cho giáo viên để nhân rộng hiệu quả trong giáo dục tiểu học.

Hành động tiếp theo là áp dụng các biện pháp đã nghiên cứu vào thực tiễn giảng dạy, đồng thời tổ chức các khóa tập huấn nâng cao năng lực cho giáo viên. Mời các nhà giáo dục, cán bộ quản lý và nghiên cứu sinh quan tâm tham khảo và ứng dụng kết quả nghiên cứu nhằm góp phần nâng cao chất lượng giáo dục toán học tiểu học.