Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ khoa học giáo dục của tác giả Phan Anh Hùng với đề tài "Phát triển năng lực dạy học cho sinh viên đại học ngành Sư phạm Toán với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và truyền thông" được thực hiện tại Trường Đại học Vinh vào năm 2019, thuộc chuyên ngành Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Toán (mã số: 9.11). Công trình được hoàn thành dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Trần Kiều và PGS. Trần Trung.

Tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ yêu cầu đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo theo tinh thần Nghị quyết số 29/NQ-TW ngày 04/11/2013 của Ban Chấp hành Trung ương Đảng và Nghị quyết số 88/2014/QH13 của Quốc hội về đổi mới chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông. Ngày 26/12/2018, Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành Chương trình giáo dục phổ thông mới theo Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT, chuyển định hướng giáo dục từ trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện phẩm chất và năng lực của học sinh. Sự chuyển dịch này đặt ra yêu cầu đội ngũ giáo viên phổ thông phải sở hữu năng lực dạy học đáp ứng chuẩn nghề nghiệp mới. Tuy nhiên, thực tế đào tạo tại các trường đại học sư phạm vẫn tồn tại tình trạng nặng về lý thuyết, nhẹ về thực hành rèn luyện nghiệp vụ. Trong khi đó, công nghệ thông tin và truyền thông (CNTT&TT) đang làm thay đổi phương thức dạy và học, thúc đẩy môi trường giáo dục mở và kiến tạo. Khoảng trống nghiên cứu được tác giả xác định là: dù vai trò của CNTT&TT đã được khẳng định rộng rãi, việc nghiên cứu chuyên sâu về các biện pháp khai thác có hệ thống các công cụ công nghệ nhằm phát triển năng lực dạy học đặc thù cho sinh viên ngành Sư phạm Toán cấp trung học phổ thông (THPT) tại Việt Nam vẫn chưa được giải quyết đồng bộ và cụ thể.

Mục đích nghiên cứu của luận án là vận dụng những quan điểm lí luận dạy học phát triển năng lực, ý nghĩa, giá trị của việc ứng dụng CNTT&TT trong giáo dục và đào tạo để đề xuất các biện pháp phát triển năng lực dạy học Toán cho sinh viên sư phạm Toán với sự hỗ trợ của CNTT&TT.

Giả thuyết khoa học của luận án nêu rõ: Nếu xây dựng được các biện pháp và quán triệt tốt quan điểm dạy học phát triển năng lực, cùng với phương thức khai thác các ứng dụng của CNTT&TT hợp lý thì việc vận dụng các biện pháp đó sẽ góp phần phát triển năng lực dạy học của sinh viên ngành Sư phạm Toán.

Để đạt được mục đích trên, luận án xác định 6 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

  1. Hệ thống hóa cơ sở lí luận về rèn luyện, phát triển năng lực dạy học của sinh viên ngành Sư phạm Toán.
  2. Xác định những năng lực thành phần và các biểu hiện của năng lực dạy học môn Toán chủ yếu cần được phát triển cho sinh viên sư phạm Toán bậc đại học.
  3. Xác định vai trò, chức năng và các ứng dụng của CNTT&TT trong rèn luyện năng lực dạy học cho sinh viên ngành Sư phạm Toán; các yêu cầu sư phạm, quy trình ứng dụng CNTT&TT để hỗ trợ rèn luyện năng lực dạy học cho sinh viên ngành Sư phạm Toán ở trường đại học.
  4. Khảo sát thực trạng ứng dụng CNTT&TT trong rèn luyện năng lực dạy học cho sinh viên ngành Sư phạm Toán ở một số trường đại học sư phạm có đào tạo giáo viên Toán.
  5. Xác định các biện pháp rèn luyện năng lực dạy học cho sinh viên ngành Sư phạm Toán với sự hỗ trợ của CNTT&TT.
  6. Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra tính khả thi, tính hiệu quả của các phương thức ứng dụng CNTT&TT trong tổ chức rèn luyện năng lực dạy học cho sinh viên ngành Sư phạm Toán ở trường đại học.

Đối tượng, khách thể và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quá trình phát triển năng lực dạy học của sinh viên sư phạm Toán ở trường đại học với sự hỗ trợ của CNTT&TT.
  • Khách thể nghiên cứu: Quá trình đào tạo sinh viên sư phạm Toán tại trường đại học.
  • Phạm vi nghiên cứu: Ứng dụng CNTT&TT góp phần rèn luyện năng lực dạy học trong quá trình đào tạo giáo viên Toán ở trường THPT tại các trường đại học sư phạm, thông qua các môn chuyên ngành và chủ yếu là rèn luyện nghiệp vụ sư phạm.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Trong phần tổng quan lịch sử nghiên cứu, luận án đã phân loại và điểm lại các công trình trong và ngoài nước theo hai trục nội dung chính: đào tạo phát triển năng lực dạy học Toán và ứng dụng CNTT&TT trong đào tạo giáo viên.

Về đào tạo phát triển năng lực dạy học Toán trên thế giới, tác giả điểm lại quan điểm của Klein về "sự gián đoạn kép" giữa kiến thức toán học và kỹ năng dạy học; các nghiên cứu của J. Pojoux (1926) đặt nền móng cho đào tạo sư phạm tôn trọng thực tiễn và chia nhỏ giai đoạn dựa trên tâm lý học hành vi và chức năng; hội nghị UNESCO năm 1955 và xu hướng phát triển mô đun đào tạo giáo viên tại Mỹ vào thập niên 1970; báo cáo của Robert J. Marzano về 5 nhóm kỹ thuật lên lớp; nghiên cứu so sánh quốc tế của David Burghes (CIMT, Đại học Plymouth) thực hiện trên 11 quốc gia (Anh, Phần Lan, Hungary, Cộng hòa Séc, Ireland, Nga, Trung Quốc, Nhật Bản, Singapore, Ukraine, Australia); lý thuyết về ba thành phần kiến thức giáo viên của Shulman (kiến thức nội dung môn học, kiến thức sư phạm nội dung, kiến thức chương trình giảng dạy); cùng các công trình của Kuzmina, Kixêgôv X.I (xác định hơn 100 kỹ năng nghiệp vụ và 50 kỹ năng tập luyện), O. Abdoullina, J. Piaget và Kharlamop I. theo tiếp cận hoạt động.

Về ứng dụng CNTT&TT trong đào tạo giáo viên trên thế giới, luận án ghi nhận mốc phát triển thuật ngữ từ Computer Science (thập niên 1970) sang IT và ICT (từ năm 2000), tuyên bố chung của UNESCO tại Paris (1998) và APEC (2000); các chương trình bồi dưỡng tại Nhật Bản từ năm 1988 và môn học Phương tiện giáo dục (Hayashi, 2003); các dự án đào tạo từ xa và dự án CES tại Thổ Nhĩ Kỳ (Demiray, 1990; Alev, 2003; Akkoyunlu & Orhan; Yedekcioglu, 1996; Yasar, 1997; Schware & Jaramillo, 1998); các công trình nghiên cứu môi trường học tập kiến tạo có công nghệ của Jonassen, Howland, Marra, Crismond; Angeli & Valanides (2009); Bereiter & Scardamalia (2006); Fullan, Hill, Crevola (2006); Jacobsen & Lock (2004); Becta (2007); Valke, Rots, Verbeke, van Braak (2007).

Tại Việt Nam, các nghiên cứu về rèn luyện kỹ năng và năng lực nghề nghiệp sư phạm được điểm lại gồm: Lê Thị Nhật, Nghiêm Thị Phiến (1985), Nguyễn Cảnh Toàn (1987), đề tài Người thầy giáo của Trường ĐHSP Hà Nội 1 (1987-1991), Phan Quốc Lâm (2007), Hoàng Thị Anh, Nguyễn Quang Uẩn (1987), Trịnh Thị Quý (2005), Nguyễn Như An (1993), Trần Anh Tuấn (1996), Phan Thanh Long (2004). Riêng chuyên ngành Lí luận và PPDH bộ môn Toán có các luận án của Phạm Văn Cường (2010), Nguyễn Dương Hoàng (2008), Hoàng Ngọc Anh (2011), Nguyễn Triệu Sơn, Nguyễn Chiến Thắng (2012), Trần Việt Cường, Đỗ Thị Trinh, Đỗ Thị Phương Thảo, Bùi Văn Nghị. Về hướng ứng dụng CNTT trong dạy học Toán có công trình của Ngô Quang Sơn, Nguyễn Thị Kim Thành (2005), Mai Văn Trinh (2003), Trần Trung, Đặng Xuân Cương, Nguyễn Văn Hồng, Nguyễn Danh Nam (2011), cùng các luận án tiến sĩ của Nguyễn Sỹ Đức (2002), Trịnh Thanh Hải (2006), Trần Trung (2009), Nguyễn Văn Hồng (2012).

Khoảng trống nghiên cứu được luận án giải quyết: Phần lớn các công trình trước đây tại Việt Nam nghiên cứu rèn luyện kỹ năng dạy học Toán trong phạm vi các môn toán cơ bản, hoặc ứng dụng CNTT ở cấp độ phần mềm dạy học riêng lẻ tại trường phổ thông. Luận án lựa chọn giải quyết khoảng trống về việc xác lập một khung năng lực dạy học Toán hoàn chỉnh gắn với chuẩn nghề nghiệp giáo viên THPT, đồng thời đề xuất hệ thống biện pháp tổ chức rèn luyện nghiệp vụ sư phạm tích hợp công nghệ (kết hợp e-learning, mô hình dạy học ICARE và phần mềm phân tích video hành vi dạy học BORIS) dành riêng cho sinh viên đại học ngành Sư phạm Toán.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án dựa trên các cơ sở lý thuyết và khung phân tích sau:

  • Khái niệm năng lực: Kế thừa định nghĩa của P.A. Rudich (1986), Xavier Roegiers (1996), F.E. Weinert (2001). Tác giả xác định: Năng lực là khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động, giải quyết các nhiệm vụ, vấn đề trong những tình huống khác nhau thuộc các lĩnh vực nghề nghiệp, xã hội hay cá nhân trên cơ sở hiểu biết, kỹ năng, kỹ xảo và kinh nghiệm cũng như sự sẵn sàng hành động; các yếu tố này phải quan sát, đo lường được.
  • Cấu trúc năng lực hành động theo mô hình sư phạm nghề của Đức (năng lực chuyên môn, phương pháp, xã hội, cá thể) và mô hình OECD (năng lực chung và năng lực chuyên môn Toán học: giải quyết vấn đề, lập luận, mô hình hóa, giao tiếp, tranh luận, vận dụng trình bày, sử dụng ký hiệu/thuật toán).
  • 5 đặc tính đào tạo dựa trên năng lực của Paprock (1996) và mô hình Biết - Làm - Phát triển (Know-Do-Be) của Drake.
  • Phương pháp phân tích nghề DACUM (Developing A Curriculum) nhằm xác định các nhiệm vụ, công việc và hành vi giảng dạy thực tế của giáo viên.
  • Khung chuẩn nghề nghiệp giáo viên của CHLB Đức, bang Queensland (Úc), hệ thống EPMS của Singapore, và các quy định của Bộ GD&ĐT Việt Nam (Quyết định 02/2008/QĐ-BGDĐT, Thông tư 30/2009/TT-BGDĐT, Thông tư 20/2018/TT-BGDĐT, Thông tư 32/2018/TT-BGDĐT).
  • Khung lý thuyết TPACK (Technological Pedagogical Content Knowledge) của Mishra và Koehler, định hướng tích hợp công nghệ vào nội dung và phương pháp dạy học.
  • 5 thành tố năng lực Toán học của học sinh THPT theo Chương trình GDPT 2018: năng lực tư duy và lập luận toán học; năng lực mô hình hóa toán học; năng lực giải quyết vấn đề toán học; năng lực giao tiếp toán học; năng lực sử dụng công cụ, phương tiện học toán.

Phương pháp nghiên cứu thực tế:

  • Phương pháp nghiên cứu lí luận: Thu thập, phân tích, tổng hợp tài liệu lí luận dạy học, chương trình đào tạo sư phạm Toán, các văn bản chính sách và tài liệu công nghệ giáo dục.
  • Phương pháp điều tra và quan sát: Sử dụng phiếu hỏi khảo sát giảng viên bộ môn Phương pháp dạy học Toán và sinh viên sư phạm Toán tại một số trường đại học; khảo sát giáo viên phổ thông tại các trường THPT; tham vấn ý kiến chuyên gia giáo dục.
  • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học thực nghiệm theo quy trình 3 giai đoạn/vòng lặp; ứng dụng mô hình dạy học ICARE, các phương thức tổ chức "Xoay vòng - Kế tiếp" và "Linh hoạt - Đặc thù".
  • Công cụ và kỹ thuật phân tích: Sử dụng phần mềm toán học (GeoGebra, Cabri-Géométrie), hệ thống quản lý học tập (LMS), và phần mềm mã hóa, phân tích video BORIS (Behavior Observation Research Interactive Software) để định lượng chỉ số hành vi giờ dạy; kiểm định độ tin cậy thang đo bằng hệ số Cronbach's Alpha và thống kê toán học điểm số thực hành.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn

Chương 1 làm rõ các khái niệm công cụ, tổng quan lịch sử nghiên cứu và khảo sát thực trạng làm cơ sở thực tế cho luận án. Tác giả phân tích mối liên hệ biện chứng giữa năng lực dạy học của giáo viên với 5 thành tố năng lực Toán học của học sinh phổ thông. Vận dụng phương pháp DACUM và tiếp cận nhiệm vụ dạy học, tác giả đề xuất Khung năng lực dạy học cần rèn luyện cho sinh viên ngành Sư phạm Toán gồm 4 nhóm năng lực, 10 thành phần và 28 chỉ báo hành vi:

Nhóm năng lực Thành tố năng lực Biểu hiện năng lực và các chỉ báo
1. Năng lực thiết kế dạy học Toán ở phổ thông 1.1. Nghiên cứu nội dung kiến thức và chương trình môn Toán (4 chỉ báo) - 1.1.1. Trình bày được hệ thống kiến thức môn Toán, liên hệ mở rộng liên môn và thực tiễn.
- 1.1.2. Mô tả chương trình, phân phối chương trình môn Toán.
- 1.1.3. Xác định quá trình phát triển năng lực Toán học theo CT GDPT.
- 1.1.4. Xác định đặc điểm, phương pháp, phương tiện, hình thức tổ chức dạy học phát triển năng lực.
1.2. Lập kế hoạch dạy học Toán ở trường phổ thông (6 chỉ báo) - 1.2.1. Tìm hiểu đối tượng học sinh, cơ sở vật chất, nguồn lực.
- 1.2.2. Xác định mục tiêu bài học đáp ứng yêu cầu chương trình.
- 1.2.3. Xác định phương pháp dạy học phù hợp nội dung.
- 1.2.4. Thiết kế nội dung, tình huống đảm bảo mục tiêu phát triển năng lực.
- 1.2.5. Thiết kế các hoạt động dạy học phù hợp mục tiêu.
- 1.2.6. Lựa chọn, thiết kế công cụ, phương tiện, phiếu học tập hỗ trợ nhận thức.
2. Năng lực tổ chức dạy học Toán ở trường phổ thông 2.1. Tổ chức hoạt động học tập của học sinh (3 chỉ báo) - 2.1.1. Tổ chức thực hiện hoạt động dạy học theo kế hoạch đề ra.
- 2.1.2. Hướng dẫn, điều hành hoạt động học tập lớp, nhóm, đảm bảo tiến trình và thời gian.
- 2.1.3. Sử dụng phương tiện, thiết bị, phần mềm dạy học hỗ trợ học sinh tự học hiệu quả.
2.2. Giao tiếp, sử dụng ngôn ngữ Toán học (2 chỉ báo) - 2.2.1. Sử dụng ngôn ngữ có mật độ thông tin lớn, chính xác, cô đọng, mạch lạc, logic.
- 2.2.2. Sử dụng ngôn từ giản dị, sinh động, biểu cảm, chuẩn ngữ pháp, ngữ âm.
2.3. Xử lý tình huống sư phạm (2 chỉ báo) - 2.3.1. Dự kiến và giải quyết tình huống phát sinh tích cực, an toàn, lành mạnh.
- 2.3.2. Ứng xử với học sinh dân chủ, thân thiện, giữ uy tín giáo viên.
3. Năng lực kiểm tra - đánh giá trong dạy học Toán 3.1. Lập kế hoạch kiểm tra - đánh giá (4 chỉ báo) - 3.1.1. Mô tả phương pháp, hình thức kiểm tra đánh giá đặc thù môn Toán.
- 3.1.2. Thiết kế câu hỏi, bài tập kiểm tra chuẩn kiến thức, kỹ năng.
- 3.1.3. Thiết kế phương án sử dụng câu hỏi đánh giá năng lực Toán học.
- 3.1.4. Xây dựng kế hoạch kiểm tra đánh giá khớp với kế hoạch dạy học nhà trường.
3.2. Tổ chức thực hiện kiểm tra - đánh giá (3 chỉ báo) - 3.2.1. Tổ chức kiểm tra đánh giá bảo đảm khách quan, công bằng.
- 3.2.2. Sử dụng các kỹ thuật chấm điểm, nhận xét định lượng và định tính.
- 3.2.3. Hướng dẫn học sinh tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng.
4. Năng lực quản lý và phát triển nghề nghiệp 4.1. Quản lý hồ sơ dạy học và môi trường học tập (2 chỉ báo) - 4.1.1. Lưu trữ, quản lý hồ sơ chuyên môn khoa học, đúng quy định.
- 4.1.2. Xây dựng không gian lớp học tích cực, an toàn cho hoạt động học Toán.
4.2. Tự đánh giá và nghiên cứu khoa học sư phạm (2 chỉ báo) - 4.2.1. Tự phân tích, rút kinh nghiệm giờ dạy để cải tiến kế hoạch bài dạy.
- 4.2.2. Thực hiện nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng trong dạy học Toán.

Chương 1 cũng minh họa việc tích hợp công nghệ qua mô hình TPACK bằng hai ví dụ điển hình: dạy học định lý phương tích của một điểm đối với đường tròn bằng phần mềm Cabri-Géométrie (tổ chức theo tiến trình thực nghiệm/suy luận 5 bước) và dạy học mô hình hóa hình dạng sợi xích sắt dưới tác dụng của trọng lực bằng phần mềm GeoGebra.

Về mặt thực tiễn, chương 1 trình bày kết quả điều tra tại các trường đại học sư phạm và trường THPT. Kết quả khảo sát cho thấy phần lớn giảng viên và sinh viên đều nhận thức được vai trò của CNTT&TT, tuy nhiên mức độ sử dụng chủ yếu dừng lại ở mức tìm kiếm tài liệu và trình chiếu PowerPoint; việc khai thác hệ thống e-learning, phần mềm toán học chuyên ngành và các công cụ công nghệ phân tích hành vi giảng dạy còn rất hạn chế.

Chương 2. Các biện pháp phát triển năng lực dạy học cho sinh viên ngành Sư phạm Toán với sự hỗ trợ của CNTT&TT

Chương 2 đề xuất hệ thống biện pháp sư phạm đồng bộ dựa trên định hướng phát triển năng lực nghề nghiệp và khung lý thuyết TPACK:

  • Biện pháp 1: Xây dựng và sử dụng hệ thống e-learning hỗ trợ bồi dưỡng, rèn luyện năng lực dạy học Toán cho sinh viên. Tác giả thiết kế mô hình tổng thể khóa học trực tuyến "Phát triển năng lực dạy học Toán" trên hệ thống LMS, cung cấp kho tài nguyên bài giảng số, video tiết dạy mẫu, ngân hàng bài tập và diễn đàn tương tác chuyên môn. Sinh viên nghiên cứu bài giảng mẫu, thực hiện bài tập cá nhân và thảo luận nhóm trước khi lên lớp.
  • Biện pháp 2: Tổ chức rèn luyện năng lực dạy học cho sinh viên theo mô hình dạy học ICARE kết hợp phương thức đào tạo linh hoạt. Luận án áp dụng chu trình ICARE gồm 5 giai đoạn:
    1. Introduce (Giới thiệu): Nêu mục tiêu năng lực và nhiệm vụ học tập.
    2. Connect (Kết nối): Liên kết kiến thức phương pháp dạy học với các tình huống toán học thực tế ở trường THPT.
    3. Apply (Áp dụng): Sinh viên thực hành thiết kế giáo án và tập giảng vi mô.
    4. Reflect (Phản ánh/Rút kinh nghiệm): Sinh viên xem lại bài dạy, tự đánh giá và nhận phản hồi từ bạn bè, giảng viên.
    5. Extend (Mở rộng): Vận dụng giải quyết các tình huống dạy học phức tạp hơn. Quá trình rèn luyện được tổ chức theo hai phương thức: "Xoay vòng - Kế tiếp" (luân phiên các nhóm thực hành giảng dạy) và "Linh hoạt - Đặc thù" (cá nhân hóa nội dung rèn luyện theo điểm yếu của từng sinh viên).
  • Biện pháp 3: Ứng dụng phần mềm phân tích video BORIS để đánh giá và tự điều chỉnh hành vi dạy học của sinh viên. Sinh viên ghi hình các tiết tập giảng; sau đó sử dụng phần mềm BORIS (Behavior Observation Research Interactive Software) để mã hóa các hành vi dạy học (thời lượng thuyết trình, mật độ câu hỏi tương tác, cách thức sử dụng bảng/phần mềm, xử lý tình huống). Dữ liệu phân tích cung cấp biểu đồ trực quan giúp sinh viên nhận diện sai sót và điều chỉnh hành vi sư phạm.
  • Biện pháp 4: Hướng dẫn sinh viên khai thác các phần mềm toán học chuyên ngành (GeoGebra, Cabri-Géométrie) trong thiết kế tình huống dạy học khái niệm, định lý và giải quyết bài toán thực tiễn.

Chương này cũng xác lập các yêu cầu sư phạm: bảo đảm sự phối hợp nhịp nhàng giữa học trực tuyến và trực tiếp; giảng viên đóng vai trò cố vấn, phản hồi kịp thời; sinh viên tích cực làm chủ công nghệ.

Chương 3. Thực nghiệm sư phạm

Chương 3 trình bày việc triển khai thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm định tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp đã đề xuất. Thực nghiệm được tiến hành qua 3 giai đoạn/vòng lặp với các nhóm sinh viên Sư phạm Toán:

  • Chuẩn bị thực nghiệm: Xây dựng khóa học trực tuyến, chuẩn bị hệ thống tiêu chí đánh giá (Phụ lục 6, 7, 8), cài đặt phần mềm BORIS, tập huấn kỹ thuật ghi hình và mã hóa video cho sinh viên.
  • Quy trình thực nghiệm: Diễn ra trong 5 tuần liên tục cho mỗi giai đoạn. Sinh viên nghiên cứu tài liệu trên LMS, chuẩn bị kế hoạch bài dạy, tiến hành tập giảng theo nhóm, quay video, phân tích bài giảng trên BORIS và thực hiện bài kiểm tra thực hành cuối kỳ.
  • Kết quả thực nghiệm sư phạm:
    • Thang đo bảng hỏi tự đánh giá năng lực của sinh viên đạt độ tin cậy nội tại cao (hệ số Cronbach's Alpha đạt mức tin cậy thống kê cho các nhóm thành tố).
    • Phân tích điểm hồ sơ bài dạy và điểm thực hành bài dạy qua 5 tuần cho thấy sự tiến bộ rõ rệt: chỉ số hành vi ở thành tố 1 (Lập kế hoạch dạy học) và thành tố 2, thành tố 4 (Tổ chức thực hiện hoạt động dạy học theo kế hoạch) tăng đều qua các tuần.
    • Điểm số kiểm tra thường xuyên và kết quả thi thực hành dạy học ở giai đoạn 3 cao hơn rõ rệt so với giai đoạn 1, phản ánh năng lực thiết kế và thực thi giờ dạy Toán có sự cải thiện rõ nét. Biểu đồ phân tích BORIS cho thấy sinh viên đã giảm thời lượng thuyết trình thụ động, tăng tỷ lệ thời gian dành cho học sinh hoạt động và sử dụng thành thạo phần mềm toán học.

Kết quả và những đóng góp mới

Về mặt lí luận:

  • Hệ thống hóa và làm sáng tỏ cơ sở lí luận về phát triển năng lực dạy học cho sinh viên đại học ngành Sư phạm Toán trong bối cảnh đổi mới giáo dục phổ thông.
  • Xây dựng thành công Khung năng lực dạy học Toán cho sinh viên sư phạm Toán gồm 4 nhóm năng lực, 10 thành phần và 28 chỉ báo định lượng, phản ánh đặc thù chuyên môn dạy học Toán THPT và tương thích với Chương trình GDPT 2018.
  • Cụ thể hóa khung lý thuyết TPACK vào quy trình đào tạo giáo viên Toán thông qua việc tích hợp hệ thống e-learning, chu trình dạy học ICARE và các phần mềm hình học động.

Về mặt thực tiễn:

  • Cung cấp dữ liệu điều tra thực trạng ứng dụng CNTT&TT trong đào tạo năng lực dạy học tại một số trường đại học sư phạm ở Việt Nam, chỉ rõ các hạn chế tồn tại.
  • Đề xuất và thử nghiệm thành công quy trình ứng dụng phần mềm phân tích video BORIS vào mã hóa, định lượng hành vi giờ dạy của sinh viên, mang lại công cụ hỗ trợ chấm điểm khách quan cho giảng viên và công cụ phản tư cho người học.
  • Xây dựng khóa học e-learning mẫu phục vụ rèn luyện nghiệp vụ sư phạm Toán, có thể chuyển giao cho các cơ sở đào tạo giáo viên.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất:

  • Đối với Bộ Giáo dục và Đào tạo và các cơ sở giáo dục đại học: Cần chuẩn hóa chuẩn đầu ra ngành Sư phạm Toán theo khung năng lực nghề nghiệp tiếp cận thực tiễn phổ thông; tăng cường đầu tư hạ tầng CNTT, studio ghi hình giảng dạy và hệ thống e-learning tại các khoa sư phạm.
  • Đối với tổ bộ môn Phương pháp dạy học Toán: Đổi mới hình thức kiểm tra đánh giá nghiệp vụ sư phạm; đưa việc phân tích video giờ dạy bằng phần mềm chuyên dụng vào quy trình rèn luyện thường xuyên; kết hợp linh hoạt giữa đào tạo trực tiếp và trực tuyến.
  • Đối với sinh viên sư phạm Toán: Cần chủ động rèn luyện kỹ năng công nghệ, tự quan sát và đánh giá hồ sơ bài dạy, video tập giảng để điều chỉnh tác phong sư phạm và kỹ năng sư phạm trước khi đi thực tập.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của luận án:

  • Phạm vi thực nghiệm sư phạm chủ yếu tập trung trong các học phần rèn luyện nghiệp vụ sư phạm và phương pháp dạy học Toán tại trường đại học, chưa có điều kiện theo dõi, đánh giá toàn diện sinh viên trong suốt kỳ thực tập sư phạm dài hạn tại các trường THPT.
  • Địa bàn khảo sát thực trạng và thực nghiệm chỉ giới hạn ở một số trường đại học sư phạm nhất định, chưa bao quát được toàn bộ các cơ sở đào tạo giáo viên Toán trên toàn quốc; mức độ sẵn sàng về thiết bị ghi hình và hạ tầng mạng giữa các địa phương có sự chênh lệch.

Hướng nghiên cứu tiếp:

  • Mở rộng phạm vi ứng dụng các biện pháp sư phạm và quy trình phân tích video BORIS sang giai đoạn thực tập sư phạm thực tế của sinh viên tại các trường phổ thông đối tác.
  • Nghiên cứu phát triển các công cụ học liệu số tương tác sâu và thử nghiệm ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong việc tự động nhận diện, phản hồi hành vi giảng dạy của giáo viên tương lai.
  • Tiếp tục theo dõi quá trình giảng dạy thực tế của sinh viên sau khi tốt nghiệp tại các trường THPT để kiểm chứng tính bền vững của các năng lực đã được hình thành.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và thực tiễn đối với:

  • Nghiên cứu sinh, học viên cao học chuyên ngành Lí luận và phương pháp dạy học bộ môn Toán, Quản lý giáo dục: Tham khảo về cách vận dụng lý thuyết TPACK, phương pháp DACUM trong xây dựng chuẩn nghề nghiệp và phương pháp xử lý dữ liệu thực nghiệm sư phạm bằng phần mềm thống kê kết hợp phần mềm mã hóa hành vi.
  • Giảng viên các trường đại học sư phạm, cao đẳng sư phạm: Khai thác trực tiếp Khung năng lực dạy học 28 chỉ báo, quy trình tổ chức dạy học theo chu trình ICARE và hệ thống tiêu chí chấm giáo án, tiêu chí đánh giá video thực hành dạy học (các Phụ lục 6, 7, 8) vào giảng dạy học phần Rèn luyện nghiệp vụ sư phạm môn Toán.
  • Cán bộ quản lý giáo dục tại các sở giáo dục và trường THPT: Sử dụng khung chỉ báo và quy trình phân tích bài giảng qua video để tổ chức hoạt động sinh hoạt chuyên môn, bồi dưỡng thường xuyên cho giáo viên Toán theo Chương trình GDPT 2018.

Các phần đáng tham khảo nhất trong luận án gồm: Bảng Khung năng lực dạy học Toán (Bảng 1.2), quy trình phân tích video bằng phần mềm BORIS (Hình 2.10 - 2.12), và hệ thống công cụ phiếu đánh giá hồ sơ bài dạy cùng phiếu tiêu chí đánh giá thực hiện giờ dạy tại các phụ lục đính kèm.

Câu hỏi thường gặp

1. Khung năng lực dạy học do luận án đề xuất gồm bao nhiêu thành phần và chỉ báo? Khung năng lực dạy học cần rèn luyện cho sinh viên ngành Sư phạm Toán do tác giả Phan Anh Hùng đề xuất gồm 4 nhóm năng lực lớn: (1) Năng lực thiết kế dạy học Toán ở phổ thông, (2) Năng lực tổ chức dạy học Toán ở trường phổ thông, (3) Năng lực kiểm tra - đánh giá trong dạy học Toán, và (4) Năng lực quản lý và phát triển nghề nghiệp; được cụ thể hóa thành 10 thành tố năng lực và 28 chỉ báo hành vi đo lường được.

2. Phần mềm BORIS được luận án ứng dụng nhằm mục đích gì trong quá trình rèn luyện nghiệp vụ sư phạm? Phần mềm BORIS (Behavior Observation Research Interactive Software) được ứng dụng trong biện pháp 3 để hỗ trợ giảng viên và sinh viên phân tích vi mô video tiết tập giảng. BORIS cho phép người dùng mã hóa các hành vi dạy học (như đặt câu hỏi, thuyết trình, sử dụng thiết bị, thời gian tương tác), xuất dữ liệu thời lượng và tần suất thành các biểu đồ trực quan, từ đó giúp sinh viên tự nhận diện nhược điểm và điều chỉnh hành vi sư phạm một cách định lượng.

3. Mô hình dạy học ICARE được luận án cấu trúc như thế nào khi triển khai rèn luyện cho sinh viên? Mô hình ICARE được cấu trúc theo chu trình 5 bước: I (Introduce - Giới thiệu mục tiêu năng lực), C (Connect - Kết nối với tình huống dạy học Toán thực tế), A (Apply - Thực hành thiết kế kế hoạch dạy học và tập giảng), R (Reflect - Xem lại video, tự đánh giá và nhận góp ý), và E (Extend - Mở rộng, giải quyết tình huống sư phạm mới). Chu trình này kết hợp với các phương thức tổ chức "Xoay vòng - Kế tiếp" và "Linh hoạt - Đặc thù".

4. Luận án đã sử dụng những phần mềm toán học cụ thể nào để minh họa cho việc phát triển năng lực dạy học tích hợp công nghệ theo mô hình TPACK? Luận án sử dụng phần mềm Cabri-Géométrie để minh họa quy trình dạy học định lý phương tích của một điểm đối với đường tròn qua tiến trình thực nghiệm/suy luận 5 bước, và phần mềm GeoGebra để minh họa bài toán dạy học mô hình hóa đồ thị sợi xích sắt chịu tác dụng của trọng lực.

5. Thang đo tự đánh giá năng lực của sinh viên trong luận án được kiểm định độ tin cậy bằng phương pháp nào? Độ tin cậy nội tại của thang đo tự đánh giá năng lực của sinh viên trong quá trình thực nghiệm sư phạm được kiểm định bằng hệ số Cronbach's Alpha thông qua phần mềm thống kê, đảm bảo tính nhất quán nội tại trước khi tiến hành phân tích sự biến thiên điểm số qua các giai đoạn thực nghiệm.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Phan Anh Hùng đã giải quyết một vấn đề cấp thiết của giáo dục đại học sư phạm trước yêu cầu triển khai Chương trình giáo dục phổ thông 2018 môn Toán. Công trình đã xây dựng thành công Khung năng lực dạy học Toán THPT gồm 4 nhóm năng lực, 10 thành tố và 28 chỉ báo hành vi, đồng thời đề xuất hệ thống biện pháp sư phạm đồng bộ kết hợp khóa học e-learning, mô hình ICARE và phần mềm phân tích video BORIS. Kết quả thực nghiệm sư phạm 3 giai đoạn đã chứng minh tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp trong việc nâng cao kỹ năng thiết kế và thực thi bài dạy của sinh viên. Đây là tài liệu khoa học có giá trị ứng dụng cao cho công tác đào tạo, bồi dưỡng giáo viên Toán tại các trường đại học sư phạm hiện nay.