Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh giáo dục Việt Nam đang chuyển đổi mạnh mẽ từ nền giáo dục định hướng nội dung sang phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất người học, năng lực giải quyết vấn đề toán học được xác định là một trong những năng lực cốt lõi cần được bồi dưỡng cho học sinh. Theo chương trình giáo dục phổ thông mới ban hành kèm Thông tư 32/2018/TT-BGDĐT, năng lực giải quyết vấn đề toán học không chỉ giúp học sinh phát triển tư duy logic mà còn nâng cao khả năng vận dụng kiến thức toán học vào thực tiễn cuộc sống. Tuy nhiên, thực trạng năng lực này ở học sinh lớp 10 tại các trường trung học phổ thông quận Thủ Đức, TP.HCM còn nhiều hạn chế, đòi hỏi có những giải pháp đổi mới trong tổ chức dạy học.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là đề xuất cách thức tổ chức dạy học môn Toán lớp 10 theo định hướng chương trình phổ thông mới nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề toán học cho học sinh tại quận Thủ Đức. Nghiên cứu được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 4/2020 đến tháng 2/2021, khảo sát tại 6 trường THPT với 75 giáo viên và 600 học sinh lớp 10. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn Toán, phát triển năng lực tư duy và giải quyết vấn đề cho học sinh, đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục hiện nay.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về năng lực giải quyết vấn đề toán học, trong đó nổi bật là:

  • Lý thuyết dạy học giải quyết vấn đề của John Dewey: nhấn mạnh việc giáo viên tạo ra tình huống có vấn đề để học sinh tự khám phá và giải quyết qua kinh nghiệm học tập.
  • Quy trình giải quyết vấn đề của Polya (1957): gồm bốn bước chính là hiểu vấn đề, lập kế hoạch, thực hiện kế hoạch và kiểm tra đánh giá kết quả.
  • Mô hình năng lực giải quyết vấn đề toán học theo CTGDPT 2018: gồm bốn thành tố chính là nhận biết, lựa chọn giải pháp, thực hiện giải pháp và kiểm tra đánh giá.
  • Khái niệm năng lực: được hiểu là khả năng cá nhân huy động kiến thức, kỹ năng, thái độ và kinh nghiệm để thực hiện thành công nhiệm vụ trong bối cảnh cụ thể.

Các khái niệm chuyên ngành như "năng lực giải quyết vấn đề toán học", "phát triển năng lực", "tình huống có vấn đề" được làm rõ và thống nhất theo định hướng chương trình phổ thông mới.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng kết hợp các phương pháp sau:

  • Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: tổng hợp, phân tích các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về năng lực giải quyết vấn đề toán học.
  • Phương pháp điều tra bằng phiếu hỏi: khảo sát thực trạng năng lực giải quyết vấn đề toán học của 600 học sinh lớp 10 và 75 giáo viên môn Toán tại 6 trường THPT quận Thủ Đức.
  • Phương pháp phỏng vấn: thu thập ý kiến từ cán bộ quản lý, giáo viên và học sinh về các vấn đề liên quan.
  • Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia: đánh giá bộ công cụ và cách thức tổ chức dạy học được đề xuất.
  • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: triển khai dạy học theo cách thức đề xuất tại một số lớp học để đánh giá hiệu quả phát triển năng lực giải quyết vấn đề toán học.

Cỡ mẫu khảo sát gồm 86 lớp 10 với 3731 học sinh và 75 giáo viên môn Toán. Phương pháp chọn mẫu là chọn ngẫu nhiên có chủ đích tại các trường THPT đại diện cho quận Thủ Đức. Phân tích số liệu sử dụng phần mềm SPSS với các kỹ thuật thống kê mô tả như bảng tần số, tần suất, giá trị trung bình và biểu đồ minh họa.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thực trạng năng lực giải quyết vấn đề toán học của học sinh lớp 10 còn hạn chế: Kết quả khảo sát cho thấy khoảng 60% học sinh chưa đạt mức độ tốt trong năng lực nhận biết và phát hiện vấn đề; chỉ khoảng 45% học sinh có khả năng lựa chọn và đề xuất giải pháp tối ưu; năng lực thực hiện và trình bày giải pháp đạt mức trung bình với khoảng 50% học sinh; năng lực kiểm tra, đánh giá và áp dụng thực tiễn còn yếu, chỉ khoảng 40% học sinh đạt mức tốt trở lên.

  2. Tổ chức dạy học phát triển năng lực giải quyết vấn đề toán học chưa đồng đều: Khoảng 55% giáo viên cho biết chưa thường xuyên xây dựng tình huống có vấn đề trong bài giảng; chỉ 48% giáo viên áp dụng phương pháp dạy học tích cực, giải quyết vấn đề một cách hiệu quả; việc kiểm tra, đánh giá năng lực giải quyết vấn đề còn mang tính truyền thống, chưa sử dụng rubric đánh giá theo định hướng mới.

  3. Thực nghiệm sư phạm cho thấy cách thức tổ chức dạy học theo định hướng chương trình phổ thông mới có hiệu quả tích cực: Sau thực nghiệm tại hai lớp với tổng số 60 học sinh, điểm trung bình năng lực giải quyết vấn đề toán học tăng từ 5,8 lên 7,4 (tăng 27,6%); tỷ lệ học sinh đạt mức tốt trở lên tăng từ 30% lên 65%. Biểu đồ phân bố tần suất điểm cho thấy sự dịch chuyển rõ rệt về phía điểm cao hơn sau thực nghiệm.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân hạn chế năng lực giải quyết vấn đề toán học của học sinh lớp 10 chủ yếu do phương pháp dạy học chưa thực sự đổi mới, giáo viên chưa xây dựng được nhiều tình huống có vấn đề phù hợp với đặc điểm tâm sinh lý học sinh lớp 10. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu trong nước và quốc tế cho thấy việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề cần sự phối hợp chặt chẽ giữa nội dung, phương pháp và kiểm tra đánh giá.

Việc áp dụng quy trình giải quyết vấn đề của Polya trong tổ chức dạy học giúp học sinh phát triển tư duy logic, khả năng phân tích và sáng tạo trong giải toán. Sử dụng rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề theo CTGDPT 2018 giúp giáo viên có công cụ đánh giá khách quan, toàn diện hơn.

Kết quả thực nghiệm chứng minh tính khả thi và hiệu quả của cách thức tổ chức dạy học đề xuất, góp phần nâng cao năng lực giải quyết vấn đề toán học và kết quả học tập của học sinh. Các biểu đồ và bảng số liệu minh họa rõ sự tiến bộ về năng lực và điểm số sau thực nghiệm, khẳng định giá trị thực tiễn của nghiên cứu.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng và áp dụng rộng rãi các tình huống có vấn đề trong dạy học môn Toán lớp 10: Giáo viên cần được tập huấn kỹ năng thiết kế tình huống gắn liền với thực tiễn, phù hợp với đặc điểm tâm sinh lý học sinh lớp 10. Mục tiêu nâng tỷ lệ học sinh đạt năng lực giải quyết vấn đề tốt lên ít nhất 60% trong vòng 2 năm.

  2. Đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực, lấy học sinh làm trung tâm: Khuyến khích giáo viên sử dụng phương pháp dạy học nêu vấn đề, dạy học phân hóa, dạy học nhóm và các hình thức trải nghiệm, khám phá. Thời gian triển khai trong 1 năm học, do phòng Giáo dục và các trường THPT phối hợp thực hiện.

  3. Sử dụng rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề toán học trong kiểm tra, đánh giá: Bộ công cụ đánh giá cần được phổ biến và áp dụng đồng bộ để đảm bảo đánh giá khách quan, phản ánh đúng năng lực học sinh. Thời gian áp dụng từ năm học tiếp theo, do các trường chủ động triển khai.

  4. Tăng cường bồi dưỡng chuyên môn cho giáo viên môn Toán về phát triển năng lực giải quyết vấn đề: Tổ chức các khóa tập huấn, hội thảo chuyên đề nhằm nâng cao nhận thức và kỹ năng cho giáo viên. Mục tiêu hoàn thành trong vòng 6 tháng, do Sở Giáo dục và Đào tạo TP.HCM chủ trì.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên môn Toán cấp trung học phổ thông: Nghiên cứu giúp giáo viên hiểu rõ hơn về năng lực giải quyết vấn đề toán học, từ đó đổi mới phương pháp dạy học, xây dựng tình huống có vấn đề phù hợp, nâng cao hiệu quả giảng dạy.

  2. Cán bộ quản lý giáo dục tại các phòng giáo dục và trường THPT: Tài liệu tham khảo để xây dựng kế hoạch bồi dưỡng chuyên môn, đổi mới kiểm tra đánh giá và tổ chức dạy học theo định hướng chương trình phổ thông mới.

  3. Sinh viên, nghiên cứu sinh ngành Giáo dục học, đặc biệt chuyên ngành Giáo dục Toán học: Cung cấp cơ sở lý luận và thực tiễn về phát triển năng lực giải quyết vấn đề toán học, làm tài liệu tham khảo cho các đề tài nghiên cứu liên quan.

  4. Nhà hoạch định chính sách giáo dục: Tham khảo để đánh giá thực trạng và đề xuất các chính sách hỗ trợ đổi mới phương pháp dạy học, phát triển năng lực học sinh theo chương trình giáo dục phổ thông mới.

Câu hỏi thường gặp

  1. Năng lực giải quyết vấn đề toán học là gì?
    Năng lực giải quyết vấn đề toán học là khả năng học sinh huy động kiến thức, kỹ năng, thái độ và kinh nghiệm để phát hiện, lựa chọn, thực hiện và đánh giá các giải pháp nhằm giải quyết các vấn đề toán học chưa biết lời giải ngay lập tức. Ví dụ, học sinh sử dụng kiến thức đại số để giải bài toán thực tế về tối ưu hóa.

  2. Tại sao cần phát triển năng lực giải quyết vấn đề toán học cho học sinh lớp 10?
    Lớp 10 là giai đoạn chuyển tiếp quan trọng trong giáo dục phổ thông, học sinh bắt đầu tiếp cận kiến thức toán học nâng cao. Phát triển năng lực này giúp các em tư duy logic, sáng tạo và vận dụng kiến thức vào thực tiễn, đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục theo chương trình phổ thông mới.

  3. Phương pháp dạy học nào hiệu quả để phát triển năng lực giải quyết vấn đề?
    Phương pháp dạy học nêu vấn đề, dạy học phân hóa, dạy học nhóm và sử dụng tình huống thực tiễn được đánh giá cao. Giáo viên cần tạo môi trường học tập tích cực, khuyến khích học sinh tự khám phá và trao đổi ý kiến.

  4. Rubric đánh giá năng lực giải quyết vấn đề toán học gồm những tiêu chí nào?
    Rubric gồm bốn tiêu chí chính: nhận biết và phát hiện vấn đề; lựa chọn và đề xuất giải pháp; thực hiện và trình bày giải pháp; kiểm tra, đánh giá và áp dụng thực tiễn. Mỗi tiêu chí được đánh giá theo mức độ từ 1 (chưa đạt) đến 5 (rất tốt).

  5. Làm thế nào để giáo viên xây dựng tình huống có vấn đề phù hợp với học sinh lớp 10?
    Giáo viên cần dựa trên đặc điểm tâm sinh lý, trình độ nhận thức của học sinh, kết hợp kiến thức chương trình và thực tiễn cuộc sống để thiết kế các tình huống kích thích tư duy, tạo hứng thú và phù hợp với khả năng giải quyết của học sinh.

Kết luận

  • Năng lực giải quyết vấn đề toán học là năng lực cốt lõi, cần được phát triển cho học sinh lớp 10 theo định hướng chương trình phổ thông mới.
  • Thực trạng năng lực này tại các trường THPT quận Thủ Đức còn nhiều hạn chế, đặc biệt ở các thành tố lựa chọn giải pháp và kiểm tra đánh giá.
  • Cách thức tổ chức dạy học theo quy trình giải quyết vấn đề của Polya và sử dụng rubric đánh giá đã được đề xuất và thực nghiệm thành công, nâng cao năng lực và kết quả học tập của học sinh.
  • Các giải pháp đổi mới phương pháp dạy học, xây dựng tình huống có vấn đề, bồi dưỡng giáo viên và áp dụng công cụ đánh giá cần được triển khai đồng bộ.
  • Nghiên cứu mở ra hướng đi thiết thực cho việc đổi mới dạy học môn Toán, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông tại TP.HCM và các địa phương khác.

Hành động tiếp theo: Các trường THPT và phòng Giáo dục cần phối hợp triển khai các giải pháp đề xuất, đồng thời tiếp tục nghiên cứu mở rộng để hoàn thiện phương pháp phát triển năng lực giải quyết vấn đề toán học cho học sinh phổ thông.