Tổng quan nghiên cứu

Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 theo Thông tư 32/2018/TT-BGDĐT cùng Nghị quyết số 29-NQ/TW đánh dấu bước chuyển đổi chiến lược của giáo dục Việt Nam từ truyền thụ kiến thức một chiều sang phát triển phẩm chất và năng lực người học. Trong hệ thống năng lực toán học cốt lõi, năng lực giải quyết vấn đề giữ vai trò trung tâm nhằm giúp học sinh vận dụng tri thức vào thực tiễn đời sống. Tuy nhiên, qua khảo sát ban đầu tại địa bàn quận Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh với quy mô 10.516 học sinh và 508 giáo viên thuộc 6 trường trung học phổ thông, năng lực giải quyết vấn đề toán học của học sinh đầu cấp vẫn còn nhiều hạn chế đáng kể do thói quen học tập thụ động từ bậc trung học cơ sở.

Luận văn tập trung nghiên cứu thực trạng và đề xuất quy trình tổ chức dạy học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề toán học cho học sinh lớp 10 thông qua môn Toán. Nghiên cứu được triển khai trên phạm vi 6 trường trung học phổ thông gồm Bình Chiểu, Thủ Đức, Tam Phú, Hiệp Bình, Linh Trung và Đào Sơn Tây trong khoảng thời gian từ tháng 4/2020 đến tháng 2/2021. Mẫu nghiên cứu chuyên sâu bao gồm 75 giáo viên bộ môn Toán và 600 học sinh lớp 10 đại diện cho tổng số 3.731 học sinh lớp 10 toàn quận. Ý nghĩa thực tiễn của công trình thể hiện qua việc cung cấp giải pháp sư phạm đồng bộ, giúp cải thiện trên 25% các chỉ số thành phần của năng lực giải quyết vấn đề và nâng cao điểm số trung bình của học sinh trong các bài kiểm tra đánh giá năng lực.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu xây dựng trên nền tảng lý thuyết dạy học nêu vấn đề khởi xướng bởi John Dewey với quy trình 5 bước giải quyết vấn đề, kết hợp quan điểm hiện đại của V. Ôkôn và I. Lecne về việc tổ chức các tình huống có vấn đề trong dạy học. Bên cạnh đó, luận văn kế thừa mô hình 4 giai đoạn giải toán kinh điển của George Polya bao gồm: hiểu vấn đề, lập kế hoạch, thực hiện kế hoạch và kiểm tra đánh giá; đồng thời vận dụng khung lý thuyết 4 thành tố nhận thức toán học của Alan Schoenfeld cùng khung đánh giá năng lực PISA của Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế OECD.

Căn cứ vào Chương trình Giáo dục phổ thông 2018, năng lực giải quyết vấn đề toán học của học sinh lớp 10 được cấu thành từ 4 thành tố cơ bản:

  1. Năng lực nhận biết, phát hiện vấn đề toán học trong bối cảnh thực tiễn và nội hàm môn học.
  2. Năng lực lựa chọn, đề xuất cách thức và giải pháp giải quyết vấn đề tối ưu.
  3. Năng lực thực hiện quá trình giải quyết vấn đề và trình bày giải pháp một cách logic, chính xác.
  4. Năng lực kiểm tra, đánh giá, nhận xét, khái quát hóa và vận dụng kết quả vào các tình huống thực tiễn mới.

Khung lý thuyết cũng làm rõ các khái niệm nền tảng như vấn đề toán học, tình huống gợi vấn đề, năng lực toán học và bản chất của việc phát triển năng lực cá nhân dưới tác động có chủ đích của quá trình dạy học.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp chặt chẽ giữa phương pháp nghiên cứu lý luận, phương pháp nghiên cứu thực tiễn và phương pháp thống kê toán học. Nguồn dữ liệu sơ cấp được thu thập từ 600 phiếu khảo sát học sinh lớp 10 và 75 phiếu khảo sát giáo viên môn Toán tại 6 trường trung học phổ thông thuộc quận Thủ Đức. Phương pháp chọn mẫu phân tầng ngẫu nhiên được áp dụng với định mức 100 học sinh trên mỗi trường nhằm bảo đảm tính đại diện cao cho toàn bộ 86 lớp 10 trên địa bàn.

Dữ liệu định lượng được làm sạch bằng phần mềm Excel và xử lý thống kê trên phần mềm SPSS 23. Tác giả sử dụng phương pháp phân tích độ nhất quán nội tại qua hệ số Cronbach's Alpha và phân tích tương quan biến tổng để kiểm định độ tin cậy của thang đo 5 cấp độ. Lý do lựa chọn phương pháp này nhằm loại bỏ các biến quan sát không đạt yêu cầu trước khi tiến hành thống kê mô tả tần số, tỷ lệ phần trăm, tính điểm trung bình và kiểm định sự khác biệt giữa các nhóm thực nghiệm. Toàn bộ tiến trình khảo sát thực trạng, lấy ý kiến chuyên gia và tổ chức thực nghiệm sư phạm được hoàn thành từ tháng 4/2020 đến tháng 2/2021.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Khảo sát thực trạng cho thấy năng lực giải quyết vấn đề toán học của học sinh lớp 10 tại quận Thủ Đức tồn tại nhiều khoảng trống cần khắc phục:

Thứ nhất, ở năng lực nhận biết và phát hiện vấn đề, có tới 33,3% giáo viên đánh giá học sinh ở mức chưa tốt và hoàn toàn chưa tốt (trong đó 29,3% chưa tốt và 4,0% hoàn toàn chưa tốt). Tương tự, 31,3% học sinh tự nhận thấy bản thân chưa đạt yêu cầu ở tiêu chí xác định tình huống có vấn đề (26,8% chưa tốt và 4,5% hoàn toàn chưa tốt).

Thứ hai, kỹ năng đặt câu hỏi làm rõ vấn đề ghi nhận tỷ lệ hạn chế cao nhất. Cụ thể, 38,6% giáo viên (37,3% chưa tốt và 1,3% hoàn toàn chưa tốt) cùng 46,3% học sinh (36,8% chưa tốt và 9,5% hoàn toàn chưa tốt) thừa nhận gặp trở ngại lớn khi chủ động đặt câu hỏi đào sâu bài toán. Chỉ có 14,7% giáo viên đánh giá học sinh ở mức tốt và 4,0% ở mức rất tốt.

Thứ ba, khả năng thu thập, xử lý thông tin và giải thích ý nghĩa toán học còn phụ thuộc nặng nề vào sự hướng dẫn trực tiếp. Có 28,0% giáo viên và 25,5% học sinh đánh giá năng lực giải thích thông tin ở mức chưa tốt; phần lớn học sinh có thói quen chờ đợi công thức mẫu thay vì tự phân tích dữ liệu đề bài.

Thứ tư, công cụ đo lường đạt độ tin cậy khoa học rất cao với hệ số Cronbach's Alpha tổng hợp dao động từ 0,838 đến 0,866 đối với thang đo của học sinh và từ 0,905 đến 0,927 đối với thang đo của giáo viên, hệ số tương quan biến tổng đều vượt ngưỡng 0,526.

Thảo luận kết quả

Thực trạng trên bắt nguồn từ việc học sinh quen với lối học truyền thụ ghi nhớ máy móc ở cấp dưới, dẫn đến tâm lý e ngại khi đối diện với các bài toán mở hoặc bài toán thực tiễn. Về phía giáo viên, áp lực thời lượng tiết học và khối lượng kiến thức khiến việc tổ chức các hoạt động khám phá theo nhóm còn mang tính hình thức.

Các kết quả nghiên cứu này tương đồng với các báo cáo đánh giá của PISA thuộc OECD khi chỉ ra rằng học sinh thường lúng túng trong các bước chuyển đổi ngôn ngữ thực tế sang ngôn ngữ mô hình toán học. Khi đối sánh dữ liệu thực nghiệm, kết quả có thể được minh họa trực quan qua biểu đồ phân bố tần suất điểm và đường cong tần suất tích lũy. Đường biểu diễn của lớp thực nghiệm có xu hướng lệch phải rõ rệt so với lớp đối chứng, chứng minh rằng khi giáo viên áp dụng quy trình dạy học nêu vấn đề 4 bước, tỷ lệ học sinh đạt điểm khá giỏi tăng lên khoảng 20% đến 25%, đồng thời giảm thiểu đáng kể tỷ lệ học sinh yếu kém ở các nội dung đại số và hình học lớp 10.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm nâng cao chất lượng dạy học và hiện thực hóa mục tiêu phát triển năng lực của Chương trình Giáo dục phổ thông 2018, luận văn đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp trọng tâm:

  1. Ban Giám hiệu và Tổ chuyên môn các trường THPT: Chỉ đạo đổi mới sinh hoạt chuyên môn theo hướng nghiên cứu bài học, xây dựng và tích hợp tối thiểu 03 chủ đề dạy học giải quyết vấn đề gắn với thực tiễn mỗi học kỳ. Kế hoạch cần hoàn thành trong quý 3/2021 nhằm hướng tới mục tiêu tăng 25% tỷ lệ học sinh đạt chuẩn đầu ra về năng lực toán học.
  2. Giáo viên bộ môn Toán: Thiết kế hệ thống tình huống có vấn đề giàu tính thực tiễn và áp dụng triệt để bảng tiêu chí Rubric 5 mức độ trong 100% giáo án giảng dạy. Giáo viên cần chuyển đổi vai trò từ người truyền thụ sang người hướng dẫn, tổ chức các hoạt động thảo luận nhóm và thuyết trình giải pháp, phấn đấu giảm tỷ lệ học sinh thụ động trong giờ học xuống dưới 15% ngay trong năm học 2021-2022.
  3. Sở Giáo dục và Đào tạo cùng Phòng Giáo dục: Tổ chức định kỳ 2 đợt tập huấn chuyên sâu mỗi năm về kỹ thuật biên soạn câu hỏi mở, thiết kế bài tập tình huống liên môn và phương pháp đánh giá năng lực cho 100% đội ngũ giáo viên Toán trung học phổ thông trên địa bàn.
  4. Học sinh lớp 10: Chủ động rèn luyện phương pháp tự học theo quy trình 4 bước của George Polya, tích cực tham gia thảo luận nhóm, rèn luyện kỹ năng đặt câu hỏi phản biện trong ít nhất 80% số tiết học Toán để từng bước làm chủ tri thức.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận văn mang lại giá trị thực tiễn cho 4 nhóm đối tượng chính:

  1. Giáo viên Toán cấp THPT: Cung cấp tài liệu tham khảo trực tiếp với hệ thống bài tập thực nghiệm, kế hoạch bài dạy minh họa và bộ công cụ Rubric 5 cấp độ giúp giáo viên dễ dàng thiết kế giáo án đổi mới theo Chương trình Giáo dục phổ thông 2018.
  2. Cán bộ quản lý giáo dục và Tổ trưởng chuyên môn: Cung cấp cơ sở dữ liệu thực chứng từ 6 trường trung học phổ thông để định hướng chỉ đạo chuyên môn, đánh giá chất lượng dạy học và lập kế hoạch bồi dưỡng năng lực sư phạm cho đội ngũ giáo viên.
  3. Học viên cao học và Nhà nghiên cứu khoa học giáo dục: Là tài liệu tham khảo giá trị về quy trình nghiên cứu thực nghiệm, phương pháp thiết kế bảng hỏi chuẩn hóa, kỹ thuật xử lý dữ liệu bằng phần mềm SPSS 23 với kiểm định Cronbach's Alpha tin cậy.
  4. Sinh viên chuyên ngành Sư phạm Toán: Giúp sinh viên nắm vững phương pháp dạy học tích cực, hiểu rõ đặc điểm tâm sinh lý nhận thức của học sinh lớp 10 để chuẩn bị tốt cho quá trình thực tập sư phạm và giảng dạy thực tế.

Câu hỏi thường gặp

Năng lực giải quyết vấn đề toán học theo Chương trình Giáo dục phổ thông 2018 bao gồm những thành tố nào?
Năng lực giải quyết vấn đề toán học gồm 4 thành tố cốt lõi: nhận biết và phát hiện vấn đề; lựa chọn và đề xuất giải pháp; thực hiện quá trình giải quyết vấn đề; kiểm tra, đánh giá, khái quát hóa và vận dụng vào thực tiễn cuộc sống.

Thang đo Rubric trong luận văn được phân cấp như thế nào để đánh giá học sinh?
Thang đo Rubric được chia thành 5 cấp độ rõ ràng: Mức 1 (Hoàn toàn chưa tốt), Mức 2 (Chưa tốt), Mức 3 (Bình thường), Mức 4 (Tốt) và Mức 5 (Rất tốt), gắn liền với từng hành vi cụ thể của học sinh trong từng bước giải quyết bài toán.

Dữ liệu khảo sát từ 600 học sinh và 75 giáo viên có đảm bảo độ tin cậy khoa học không?
Mẫu nghiên cứu đạt độ tin cậy rất cao khi toàn bộ hệ số Cronbach's Alpha đều vượt ngưỡng 0,83, hệ số tương quan biến tổng lớn hơn 0,526 và tỷ lệ thu hồi phiếu hợp lệ đạt 100% tại 6 trường trung học phổ thông.

Rào cản lớn nhất của học sinh lớp 10 khi giải quyết vấn đề toán học là gì?
Theo kết quả khảo sát, rào cản lớn nhất là kỹ năng đặt câu hỏi làm rõ vấn đề và liên kết dữ liệu bài toán, với 38,6% giáo viên và 46,3% học sinh tự đánh giá ở mức chưa tốt hoặc hoàn toàn chưa tốt.

Quy trình 4 bước của George Polya được áp dụng thế nào trong dạy học Toán 10?
Quy trình được cụ thể hóa qua 4 bước: Giáo viên tạo tình huống thực tế để học sinh hiểu vấn đề; hướng dẫn học sinh lập mô hình toán học; tổ chức cho học sinh giải quyết bài toán; cuối cùng điều phối hoạt động phản biện, tổng quát hóa và đánh giá kết quả.

Kết luận

  • Luận văn đã hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý luận về năng lực giải quyết vấn đề toán học theo định hướng Chương trình Giáo dục phổ thông 2018.
  • Khảo sát thực trạng trên 600 học sinh và 75 giáo viên tại 6 trường THPT quận Thủ Đức phản ánh chân thực những hạn chế về tính chủ động và tư duy phản biện của học sinh đầu cấp.
  • Xây dựng thành công bộ công cụ khảo sát và Rubric đánh giá 5 cấp độ đạt chuẩn độ tin cậy với hệ số Cronbach's Alpha tổng thể vượt 0,838.
  • Đề xuất và thực nghiệm thành công quy trình dạy học 4 bước giúp nâng cao rõ rệt điểm số trung bình và năng lực nhận thức của học sinh lớp 10.
  • Cung cấp khung khuyến nghị đồng bộ từ cấp quản lý, giáo viên bộ môn đến người học nhằm nâng cao chất lượng dạy học môn Toán.

Kế hoạch tiếp theo cần tập trung mở rộng mô hình dạy học thực nghiệm sang các khối lớp 11 và 12 ngay từ đầu năm học tới. Các cơ sở giáo dục và giáo viên phổ thông nên nhanh chóng tham khảo, áp dụng bộ tiêu chí và quy trình dạy học của luận văn để nâng cao hiệu quả giáo dục toán học trong giai đoạn đổi mới căn bản và toàn diện hiện nay.