Tổng quan nghiên cứu

Trong kỷ nguyên chuyển đổi số và cuộc Cách mạng công nghiệp 4.0, giáo dục phổ thông đứng trước yêu cầu cấp thiết phải chuyển dịch mạnh mẽ từ truyền thụ kiến thức thụ động sang phát triển phẩm chất, năng lực người học theo tinh thần Nghị quyết 29-NQ/TW của Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XI. Năng lực sáng tạo được xác định là một trong những chỉ số cốt lõi định hình năng lực cạnh tranh của công dân thế kỷ XXI. Tuy nhiên, khảo sát thực tế tại các trường trung học cơ sở cho thấy việc giảng dạy môn Toán, đặc biệt là phân môn Hình học lớp 8, vẫn còn mang nặng tính lý thuyết hàn lâm. Khảo sát ban đầu chỉ ra điểm số nhận thức của học sinh về khả năng ứng dụng của môn Toán vào đời sống chỉ đạt mức trung bình 3,0 trên thang điểm 5,0, đồng thời mức độ gắn kết học tập giữa gia đình và nhà trường chỉ đạt mức 1,0 trên thang điểm 5,0.

Trước thực trạng đó, nghiên cứu này được triển khai nhằm mục tiêu xây dựng quy trình, thiết kế hệ thống dự án học tập và thực nghiệm các biện pháp phát triển năng lực sáng tạo cho học sinh thông qua dạy học dự án trong chương trình Hình học lớp 8, tập trung vào 3 nội dung trọng tâm: Chương I (Tứ giác), Chương II (Đa giác - Diện tích đa giác) và Chương IV (Hình lăng trụ đứng - Hình chóp đều). Phạm vi nghiên cứu được thực hiện thực nghiệm trực tiếp tại Trường Phổ thông Liên cấp Olympia và Trường Trung học cơ sở Kiều Phú (Hà Nội) trong giai đoạn từ năm học 2017 - 2018 đến năm học 2018 - 2019. Luận văn đóng góp hệ thống 4 bộ hồ sơ dự án học tập chuẩn hóa, bộ tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo gồm 8 biểu hiện cụ thể, giúp gia tăng tỷ lệ học sinh đạt điểm khá, giỏi môn Toán lên trên 25% và nâng mức độ hứng thú học tập của học sinh lên 85%.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết cấu trúc nhân cách sáng tạo của Joy Paul Guilford (1967) và mô hình phát triển tư duy của Gestalt. Theo cấu trúc này, năng lực sáng tạo được cấu thành bởi 5 thuộc tính cốt lõi: tính độc đáo (khả năng tìm kiếm giải pháp mới lạ, hiếm gặp), tính mềm dẻo (sự linh hoạt trong việc chuyển đổi góc nhìn và phương thức tiếp cận), tính thành thục (tốc độ và số lượng ý tưởng được tạo ra), tính chi tiết - hoàn thiện (khả năng phát triển sâu sắc các ý tưởng cụ thể) và tính nhạy bén (khả năng phát hiện sớm những mâu thuẫn, bất ổn trong thực tiễn). Bên cạnh đó, nghiên cứu tích hợp quan điểm tái định nghĩa của William Benn và hệ thống tiêu chí hành vi sáng tạo của Trần Thị Bích Liễu (2013).

Về lý thuyết dạy học, luận văn kế thừa mô hình Dạy học theo dự án (Project-Based Learning - PBL) khởi xướng bởi William Heard Kilpatrick, Karl Frey và Thomas Mergendoller, kết hợp với các định hướng đổi mới phương pháp dạy học tích cực tại Việt Nam của các chuyên gia giáo dục như Nguyễn Bá Kim và Nguyễn Văn Cường. Nghiên cứu làm sáng tỏ 4 khái niệm trung tâm:

  1. Năng lực sáng tạo môn Toán: Khả năng vận dụng linh hoạt tri thức hình học để giải quyết vấn đề mới, đề xuất giả thuyết và thiết kế sản phẩm có giá trị thực tiễn.
  2. Dạy học theo dự án: Hình thức tổ chức dạy học lấy người học làm trung tâm, giải quyết nhiệm vụ phức hợp thông qua sự kết hợp giữa lý thuyết và thực hành.
  3. Bộ câu hỏi định hướng: Hệ thống gồm 3 tầng câu hỏi (câu hỏi khái quát, câu hỏi bài học, câu hỏi nội dung) định hướng tư duy phân kỳ.
  4. Sản phẩm học tập phức hợp: Các kết quả hữu hình thể hiện tư duy thẩm mỹ, kỹ thuật và toán học của học sinh.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng hệ thống nguồn dữ liệu đa chiều bao gồm: dữ liệu khảo sát thực trạng từ 82 giáo viên Toán THCS và 120 học sinh lớp 8; dữ liệu định tính thu được từ bảng kiểm quan sát 8 tiêu chí năng lực sáng tạo; cùng dữ liệu định lượng từ 132 phiếu khảo sát sau thực nghiệm và kết quả của 3 bài kiểm tra định kỳ phân môn Hình học 8.

Phương pháp chọn mẫu kết hợp giữa chọn mẫu thuận tiện và phân tầng địa bàn, bao gồm 1 trường tư thục có điều kiện cơ sở vật chất tiên tiến (THCS Olympia với quy mô lớp học nhỏ) và 1 trường công lập điển hình (THCS Kiều Phú với sĩ số lớp học đông). Lý do lựa chọn phương pháp phân tích thống kê mô tả (tính điểm trung bình mean, độ lệch chuẩn, bảng phân phối tần suất) kết hợp phân tích đối sánh định tính là nhằm kiểm định chính xác sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng, loại trừ các biến thiên ngẫu nhiên về năng lực ban đầu của người học trong suốt tiến trình nghiên cứu kéo dài 24 tháng (từ tháng 9/2017 đến tháng 6/2019).

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình điều tra thực trạng và tổ chức thực nghiệm sư phạm đã mang lại 4 phát hiện quan trọng:

Thứ nhất, nhận thức của giáo viên về vai trò của dạy học dự án đạt mức đánh giá vượt trội. Trong số các phương pháp dạy học tích cực được khảo sát, dạy học theo dự án được giáo viên chấm điểm trung bình cao nhất với 4,16 trên thang điểm 5,0 về tiềm năng phát triển năng lực sáng tạo, vượt qua phương pháp dạy học giải quyết vấn đề (đạt 3,92 điểm) và dạy học bàn tay nặn bột (đạt 3,65 điểm).

Thứ hai, vai trò của bộ câu hỏi định hướng trong việc kích thích tư duy phân kỳ được khẳng định rõ nét. Khảo sát 82 giáo viên cho thấy việc hướng dẫn học sinh tự đặt câu hỏi giúp nâng cao khả năng phân tích vấn đề đa chiều đạt điểm trung bình 4,31 trên 5,0 và kích thích tính tò mò khám phá đạt mức 4,10 trên 5,0.

Thứ ba, sự chuyển biến vượt bậc về kết quả học tập và năng lực giải quyết vấn đề của học sinh lớp thực nghiệm. Điểm số bài kiểm tra Chương I Hình học lớp 8 của lớp thực nghiệm đạt điểm trung bình 8,15 điểm, cao hơn 1,25 điểm so với lớp đối chứng (đạt 6,90 điểm). Tỷ lệ học sinh đạt điểm giỏi (từ 8,0 đến 10,0 điểm) ở lớp thực nghiệm chiếm 58,3%, cao hơn 24,1% so với lớp đối chứng chỉ đạt 34,2%.

Thứ tư, mức độ phát triển năng lực sáng tạo thông qua 4 dự án thực tế đạt tỷ lệ hài lòng cao. Dữ liệu từ 132 phiếu đánh giá sau thực nghiệm cho thấy dự án "Họa sĩ tí hon" và "Dấu ấn tuổi trẻ" (Chương I) đạt tỷ lệ đánh giá xuất sắc 84,8%; dự án "Ngôi nhà mơ ước" (Chương II) đạt 88,6%; dự án "My Desk Buddy" (Chương IV) đạt 91,2% về khả năng kích thích học sinh tái chế vật liệu và chế tạo mô hình hình học không gian.

Thảo luận kết quả

Sự vượt trội của nhóm thực nghiệm bắt nguồn từ việc dạy học dự án đã phá vỡ rào cản thụ động của cách học truyền thống. Học sinh không chỉ học thuộc các định lý về hình bình hành, hình chữ nhật hay hình thoi mà được trực tiếp ứng dụng tính chất đối xứng trục, đối xứng tâm để thiết kế thiệp chúc mừng, tranh ghép tứ giác và bản vẽ kỹ thuật nhà ở. Khi đối chiếu với công trình của Đỗ Thị Ngọc Hằng (2012) trên đối tượng THPT hay nghiên cứu của Phạm Thị Bích Đào (2015) trong môn Hóa học, kết quả nghiên cứu này chứng minh rằng việc áp dụng PBL cho học sinh THCS ở môn Hình học mang lại hiệu ứng cộng hưởng mạnh mẽ hơn do lứa tuổi 13-14 có trí tưởng tượng không gian và tư duy trực quan đang trong giai đoạn phát triển nở rộ.

Về phương diện trình bày trực quan, dữ liệu thực nghiệm được thể hiện rõ ràng qua biểu đồ phân phối tần suất điểm số dạng đường cong chuẩn lệch phải ở nhóm thực nghiệm, phản ánh sự suy giảm rõ rệt của nhóm điểm dưới trung bình (từ 15,4% ở lớp đối chứng xuống chỉ còn 2,8% ở lớp thực nghiệm). Đồng thời, bảng kiểm quan sát 8 tiêu chí năng lực sáng tạo ghi nhận mức độ thành thục trong việc đề xuất giải pháp độc đáo tăng từ 22,5% ở tuần đầu tiên lên 78,3% ở giai đoạn tổng kết dự án thứ 4.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu thực nghiệm, luận văn đề xuất 4 giải pháp cụ thể nhằm mở rộng mô hình dạy học dự án:

  1. Chuẩn hóa và tích hợp ngân hàng dự án học tập vào phân phối chương trình: Ban giám hiệu và tổ chuyên môn Toán tại các trường THCS cần phê duyệt và đưa hệ thống 4 dự án ("Họa sĩ tí hon", "Dấu ấn tuổi trẻ", "Ngôi nhà mơ ước", "My Desk Buddy") vào kế hoạch giáo dục nhà trường, phân bổ thời lượng từ 2 đến 4 tiết học chính khóa kết hợp 1-2 tuần tự học có hướng dẫn cho mỗi dự án trong năm học.
  2. Bồi dưỡng kỹ năng thiết kế bộ câu hỏi định hướng cho 100% giáo viên Toán: Phòng Giáo dục và Đào tạo cùng tổ bộ môn cần tổ chức các khóa tập huấn chuyên đề định kỳ 1 lần/học kỳ, hướng dẫn giáo viên chuyển đổi từ lối đặt câu hỏi kiểm tra tái hiện sang bộ câu hỏi mở 3 cấp độ (khái quát, bài học, nội dung) nhằm kích thích tư duy phân kỳ của học sinh.
  3. Đổi mới phương thức kiểm tra đánh giá theo hướng đa dạng hóa công cụ: Chuyển đổi cơ cấu điểm số định kỳ, dành 30% đến 40% tỷ trọng điểm đánh giá thường xuyên cho các sản phẩm dự án, nhật ký học tập, bảng tự đánh giá và đánh giá đồng đẳng thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào bài kiểm tra viết 45 phút.
  4. Nâng cấp cơ sở vật chất và tăng cường liên kết phụ huynh: Nhà trường cần trang bị tối thiểu 1 phòng học bộ môn đa năng có kết nối internet và máy in màu, đồng thời thiết lập kênh tương tác trực tuyến giữa giáo viên, học sinh và phụ huynh nhằm nâng tỷ lệ hợp tác gia đình - nhà trường từ mức 1,0 lên mức mục tiêu trên 4,0 điểm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nghiên cứu mang lại giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn cao cho 4 nhóm đối tượng cụ thể:

Giáo viên giảng dạy môn Toán cấp THCS: Tài liệu cung cấp trọn bộ 4 giáo án dự án hình học chi tiết kèm phiếu học tập, bảng kiểm quan sát và tiêu chí chấm rubric, giúp giáo viên áp dụng ngay vào giảng dạy mà không mất nhiều thời gian xây dựng khung bài giảng từ đầu.

Cán bộ quản lý giáo dục và Tổ trưởng chuyên môn: Cung cấp cơ sở lý luận vững chắc, dữ liệu thực chứng và quy trình 5 bước tổ chức dạy học dự án chuẩn hóa, hỗ trợ hiệu quả cho công tác chỉ đạo chuyên môn và triển khai Chương trình Giáo dục phổ thông mới tại các nhà trường.

Học viên cao học và nhà nghiên cứu giáo dục: Tài liệu là nguồn tham khảo chuyên sâu về khung lý thuyết năng lực sáng tạo của Guilford, phương pháp đo lường đánh giá định tính kết hợp định lượng trong khoa học giáo dục, cùng hệ thống bảng hỏi khảo sát đã được chuẩn hóa độ tin cậy.

Sinh viên các trường Đại học Sư phạm ngành Toán: Giúp sinh viên nắm bắt sớm các phương pháp dạy học hiện đại, phương pháp thiết kế đồ dùng dạy học tái chế và kỹ năng điều phối hoạt động nhóm của học sinh trong thực tế giảng dạy.

Câu hỏi thường gặp

Dạy học dự án môn Hình học 8 có làm quá tải thời lượng chương trình chính khóa không? Không gây quá tải nếu được phân bổ khoa học. Giáo viên chỉ cần sử dụng 1-2 tiết chính khóa để giao nhiệm vụ và báo cáo sản phẩm, phần lớn các hoạt động tìm kiếm tài liệu, thiết kế mô hình được học sinh thực hiện ngoài giờ theo nhóm trong khoảng thời gian từ 7 đến 10 ngày.

Làm thế nào để đánh giá công bằng năng lực của từng cá nhân khi học sinh làm việc theo nhóm? Luận văn đã thiết kế hệ thống đánh giá 3 lớp: phiếu tự đánh giá của cá nhân, phiếu đánh giá chéo giữa các thành viên do nhóm trưởng tổng hợp, kết hợp với bảng kiểm quan sát 8 tiêu chí hành vi sáng tạo của giáo viên trong suốt tiến trình thực hiện dự án.

Phương pháp dạy học dự án có áp dụng được cho các lớp học công lập có sĩ số đông (trên 40 học sinh) không? Hoàn toàn khả thi. Kết quả thực nghiệm tại Trường THCS Kiều Phú với quy mô 42 học sinh/lớp cho thấy khi chia lớp thành 6 nhóm (mỗi nhóm 7 học sinh) và phân công vai trò rõ ràng, 100% các nhóm đều hoàn thành sản phẩm đúng tiến độ với chất lượng cao.

Bốn dự án trong luận văn tương ứng với những chủ đề hình học cụ thể nào? Dự án "Họa sĩ tí hon" tương ứng với bài Tứ giác; dự án "Dấu ấn tuổi trẻ" áp dụng cho bài Đối xứng trục và Đối xứng tâm; dự án "Ngôi nhà mơ ước" gắn với bài Diện tích đa giác; và dự án "My Desk Buddy" gắn với bài Hình lăng trụ đứng và Hình chóp đều.

Học sinh có học lực trung bình hoặc yếu có thể tham gia tốt các dự án sáng tạo không? Có. Trong dạy học dự án, mỗi học sinh được đảm nhận các vai trò phù hợp với sở trường như thu thập vật liệu, đo đạc kích thước, vẽ phác thảo, thuyết trình hoặc viết báo cáo. Điểm số của nhóm học sinh trung bình tại lớp thực nghiệm tăng 1,18 điểm sau 3 đợt kiểm tra.

Kết luận

  • Luận văn đã hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý luận về cấu trúc năng lực sáng tạo môn Toán và phương pháp dạy học theo dự án ở bậc THCS.
  • Khảo sát thực trạng trên 82 giáo viên và 120 học sinh đã phản ánh chính xác những hạn chế của phương pháp dạy học truyền thống và khẳng định nhu cầu cấp thiết phải đổi mới.
  • Đã thiết kế thành công 4 dự án học tập thực nghiệm cho 3 chương trọng tâm của Hình học 8, gắn kết kiến thức trừu tượng với các ứng dụng đời sống sinh động.
  • Dữ liệu thực nghiệm định lượng trên 132 học sinh khẳng định tính khả thi và hiệu quả vượt trội của mô hình, giúp tăng 24,1% tỷ lệ học sinh đạt điểm giỏi môn Hình học.
  • Xây dựng hoàn chỉnh bộ công cụ đánh giá năng lực sáng tạo gồm bảng kiểm 8 tiêu chí hành vi, phiếu đánh giá đồng đẳng và rubric chấm sản phẩm.

Trong giai đoạn tiếp theo từ năm học tới, các tổ chuyên môn cần tiến hành số hóa tài liệu dự án lên các nền tảng học tập trực tuyến và mở rộng phạm vi áp dụng cho toàn bộ khối 6, 7 và 9. Quý thầy cô, nhà quản lý và các nhà nghiên cứu hãy tham khảo toàn văn công trình để áp dụng hiệu quả phương pháp dạy học dự án, góp phần phát triển toàn diện năng lực sáng tạo cho thế hệ học sinh Việt Nam.