Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đổi mới giáo dục phổ thông theo chương trình 2018, việc phát triển năng lực sử dụng công cụ, phương tiện học toán (NL SDCCPT) cho học sinh (HS) trở thành một yêu cầu cấp thiết nhằm nâng cao chất lượng dạy và học môn Toán, đặc biệt là phân môn Hình học lớp 8. Theo khảo sát thực tế tại ba trường THCS trên địa bàn thành phố Hải Phòng với 30 giáo viên (GV) và 270 HS, 100% GV đồng thuận về tầm quan trọng của việc dạy học Hình học theo hướng phát triển NL SDCCPT cho HS lớp 8. Tuy nhiên, chỉ có khoảng 67% GV thực sự áp dụng phương pháp này trong giảng dạy. Về phía HS, 85% đánh giá việc ứng dụng công cụ, phương tiện học toán trong môn Hình học là dễ dàng và giúp nâng cao khả năng làm việc nhóm (70%) cũng như tự học hiệu quả (65%). Mục tiêu nghiên cứu nhằm đề xuất các biện pháp sư phạm dạy học Hình học lớp 8 theo hướng phát triển NL SDCCPT học toán, đồng thời kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp này thông qua thực nghiệm sư phạm tại các trường THCS trên địa bàn Hải Phòng trong năm học 2023-2024. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao chất lượng dạy học Hình học, góp phần phát triển toàn diện năng lực toán học cho HS, đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục và hội nhập quốc tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về năng lực và phương tiện dạy học, trong đó:

  • Lý thuyết năng lực: Theo John Erpenbeck (1998) và chương trình GDPT 2018, năng lực là sự kết hợp giữa kiến thức, kỹ năng, thái độ và phẩm chất để thực hiện thành công một hoạt động trong điều kiện cụ thể. NL SDCCPT học toán được hiểu là khả năng vận dụng đồng bộ các kiến thức, kỹ năng và thái độ trong việc sử dụng công cụ, phương tiện học toán nhằm giải quyết vấn đề toán học hiệu quả.

  • Lý thuyết phương tiện dạy học: Phương tiện dạy học được định nghĩa là các thiết bị, công cụ có khả năng chứa đựng hoặc truyền tải thông tin hỗ trợ quá trình dạy và học. Trong dạy học Hình học, các công cụ như thước kẻ, compa, phần mềm hình học động (Geometer's Sketchpad, GeoGebra) đóng vai trò quan trọng trong việc tạo điều kiện cho HS tiếp cận kiến thức một cách trực quan, sinh động.

  • Mô hình phát triển năng lực toán học: Năng lực toán học gồm các thành phần cốt lõi như tư duy và lập luận, mô hình hóa, giải quyết vấn đề, giao tiếp toán học và sử dụng công cụ, phương tiện học toán. Việc phát triển NL SDCCPT là một trong những trọng tâm nhằm nâng cao hiệu quả học tập môn Toán.

Các khái niệm chính bao gồm: năng lực sử dụng công cụ, phương tiện học toán; công cụ, phương tiện dạy học; phần mềm hình học động; năng lực toán học; dạy học theo định hướng phát triển năng lực.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu được thu thập từ khảo sát 30 GV và 270 HS lớp 8 tại ba trường THCS trên địa bàn Hải Phòng (THCS Thị trấn Núi Đối, THCS Nguyễn Bỉnh Khiêm, THCS An Đà). Ngoài ra, tác giả sử dụng tài liệu tham khảo, sách giáo khoa, các nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến dạy học Hình học và phát triển năng lực sử dụng công cụ, phương tiện học toán.

  • Phương pháp phân tích: Sử dụng phương pháp điều tra khảo sát bằng bảng hỏi, kết hợp quan sát, phỏng vấn GV và HS. Dữ liệu được xử lý bằng phần mềm Excel để tính toán tỷ lệ phần trăm, giá trị trung bình và phân tích định tính. Thực nghiệm sư phạm được tiến hành trên 280 HS lớp 8 nhằm kiểm nghiệm tính khả thi và hiệu quả của các biện pháp đề xuất.

  • Timeline nghiên cứu: Khảo sát được thực hiện trong vòng 30 ngày (từ 1/8/2023 đến 30/8/2023). Thực nghiệm sư phạm diễn ra trong năm học 2023-2024 tại các trường THCS trên địa bàn Hải Phòng.

  • Cỡ mẫu và chọn mẫu: Mẫu gồm 30 GV và 270 HS được chọn theo phương pháp lấy mẫu thuận tiện kết hợp định mức, đảm bảo đại diện cho các trường nội thành và ngoại thành.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Nhận thức và áp dụng của GV về dạy học theo hướng phát triển NL SDCCPT: 100% GV đồng ý về tầm quan trọng của việc dạy học Hình học theo hướng phát triển NL SDCCPT cho HS lớp 8. Tuy nhiên, chỉ 67% GV thực sự áp dụng phương pháp này trong giảng dạy. Khoảng 77% GV đánh giá phương pháp này giúp nâng cao năng lực cá nhân và khả năng làm việc nhóm của HS.

  2. Khó khăn trong áp dụng phương pháp: 73% GV cho biết gặp khó khăn khi thiết kế bài dạy theo hướng phát triển NL SDCCPT do mất nhiều thời gian chuẩn bị. 93% GV phản ánh thời gian 1 tiết học 45 phút là quá ngắn để tổ chức các hoạt động sử dụng công cụ, phương tiện hiệu quả. Ngoài ra, 87% GV gặp hạn chế trong việc lựa chọn công cụ, phương tiện phù hợp và 90% cho biết cơ sở vật chất chưa đầy đủ để hỗ trợ dạy học.

  3. Phản hồi của HS về việc sử dụng công cụ, phương tiện học toán: 85% HS cho rằng việc học Hình học có sử dụng công cụ, phương tiện là dễ dàng và giúp nâng cao khả năng làm việc nhóm (70%) cũng như tự học hiệu quả (65%). 82% HS cảm thấy hứng thú và lĩnh hội kiến thức tốt khi học có sử dụng công cụ, phương tiện. Tuy nhiên, 35% HS vẫn cảm thấy lạ lẫm, khó ghi chép và nắm bắt kiến thức trong các tiết học có sử dụng công cụ, phương tiện.

  4. Cơ hội phát triển NL SDCCPT trong dạy học Hình học lớp 8: Việc sử dụng các công cụ truyền thống (thước kẻ, compa, giấy bìa) kết hợp với phần mềm hình học động như Geometer's Sketchpad, GeoGebra và bảng trắng kỹ thuật số MyViewBoard tạo điều kiện thuận lợi cho HS trải nghiệm, khám phá và phát triển năng lực sử dụng công cụ, phương tiện học toán. Ví dụ, HS có thể tự làm mô hình hình chóp tam giác đều, tính thể tích khối Rubik, chứng minh định lý Pythagore qua các hoạt động thực hành và phần mềm hỗ trợ.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự đồng thuận cao của GV về vai trò của dạy học theo hướng phát triển NL SDCCPT, phù hợp với các nghiên cứu trong và ngoài nước về ứng dụng công nghệ và công cụ hỗ trợ trong dạy học Toán. Tuy nhiên, việc áp dụng còn hạn chế do các khó khăn về thời gian, cơ sở vật chất và kỹ năng của GV. HS nhìn chung đánh giá tích cực về việc sử dụng công cụ, phương tiện học toán, nhưng vẫn cần có sự hỗ trợ để khắc phục cảm giác lạ lẫm và khó khăn ban đầu.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, việc sử dụng phần mềm hình học động như Geometer's Sketchpad đã được chứng minh giúp HS phát triển tư duy trực quan và kỹ năng giải quyết vấn đề. Kết quả thực nghiệm sư phạm cũng cho thấy các biện pháp đề xuất có tác động tích cực đến năng lực sử dụng công cụ, phương tiện học toán của HS, góp phần nâng cao chất lượng dạy học Hình học lớp 8.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh tỷ lệ GV áp dụng phương pháp, biểu đồ đánh giá khó khăn của GV, biểu đồ phản hồi của HS về hiệu quả sử dụng công cụ, phương tiện học toán, giúp minh họa rõ nét các phát hiện chính.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường đào tạo, bồi dưỡng kỹ năng sử dụng công cụ, phương tiện học toán cho GV: Tổ chức các khóa tập huấn chuyên sâu về ứng dụng phần mềm hình học động và các công cụ hỗ trợ dạy học, nhằm nâng cao năng lực chuyên môn và kỹ năng công nghệ cho GV. Thời gian thực hiện: trong năm học 2024-2025. Chủ thể thực hiện: Sở Giáo dục và Đào tạo Hải Phòng phối hợp với các trường đại học sư phạm.

  2. Trang bị đầy đủ cơ sở vật chất, thiết bị dạy học hiện đại tại các trường THCS: Đầu tư mua sắm các thiết bị như máy tính, máy chiếu, bảng trắng kỹ thuật số, phần mềm hỗ trợ dạy học để tạo điều kiện thuận lợi cho GV và HS sử dụng công cụ, phương tiện học toán hiệu quả. Thời gian thực hiện: 2024-2026. Chủ thể thực hiện: UBND thành phố Hải Phòng, Ban giám hiệu các trường.

  3. Xây dựng và phổ biến các kế hoạch bài dạy mẫu theo hướng phát triển NL SDCCPT học toán: Soạn thảo các bài giảng mẫu tích hợp công cụ, phương tiện học toán phù hợp với nội dung Hình học lớp 8, giúp GV dễ dàng áp dụng và sáng tạo trong giảng dạy. Thời gian thực hiện: 2024. Chủ thể thực hiện: Bộ môn Toán các trường đại học, trung tâm bồi dưỡng giáo viên.

  4. Khuyến khích HS tham gia thiết kế, sáng tạo công cụ, phương tiện học toán: Tổ chức các hoạt động ngoại khóa, câu lạc bộ Toán học nhằm phát huy tính sáng tạo và kỹ năng sử dụng công cụ, phương tiện học toán của HS. Thời gian thực hiện: liên tục trong năm học. Chủ thể thực hiện: GV bộ môn Toán, Ban giám hiệu các trường THCS.

  5. Tăng cường phối hợp giữa GV và HS trong quá trình sử dụng công cụ, phương tiện học toán: GV cần hướng dẫn cụ thể, hỗ trợ HS trong việc sử dụng công cụ, phương tiện, đồng thời tổ chức các hoạt động nhóm để nâng cao hiệu quả học tập. Thời gian thực hiện: ngay trong các tiết học. Chủ thể thực hiện: GV bộ môn Toán.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên bộ môn Toán THCS: Nghiên cứu cung cấp các biện pháp sư phạm cụ thể giúp GV nâng cao hiệu quả dạy học Hình học lớp 8, phát triển năng lực sử dụng công cụ, phương tiện học toán cho HS, từ đó cải thiện chất lượng giảng dạy.

  2. Cán bộ quản lý giáo dục tại các trường THCS: Tham khảo để xây dựng kế hoạch đào tạo, trang bị cơ sở vật chất và hỗ trợ GV trong việc đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát triển năng lực cho HS.

  3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Sư phạm Toán: Luận văn cung cấp cơ sở lý luận, phương pháp nghiên cứu và kết quả thực nghiệm có giá trị tham khảo cho các đề tài nghiên cứu liên quan đến đổi mới phương pháp dạy học Toán.

  4. Chuyên gia phát triển chương trình giáo dục: Tham khảo để điều chỉnh, bổ sung nội dung và phương pháp dạy học trong chương trình môn Toán, đặc biệt là phần Hình học lớp 8, nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển năng lực học sinh.

Câu hỏi thường gặp

  1. Năng lực sử dụng công cụ, phương tiện học toán là gì?
    Năng lực này là khả năng HS vận dụng đồng bộ kiến thức, kỹ năng và thái độ để sử dụng các công cụ, phương tiện học toán như thước kẻ, phần mềm hình học động nhằm giải quyết các vấn đề toán học một cách hiệu quả. Ví dụ, HS sử dụng phần mềm GeoGebra để dựng hình và chứng minh định lý.

  2. Tại sao cần phát triển năng lực sử dụng công cụ, phương tiện học toán cho HS lớp 8?
    Việc phát triển năng lực này giúp HS tiếp cận kiến thức một cách trực quan, sinh động, nâng cao khả năng tư duy, sáng tạo và giải quyết vấn đề. Điều này phù hợp với yêu cầu đổi mới giáo dục và thực tiễn ứng dụng Toán học trong cuộc sống.

  3. Những khó khăn chính khi áp dụng dạy học theo hướng phát triển NL SDCCPT là gì?
    Khó khăn gồm thời gian tiết học ngắn, thiếu cơ sở vật chất, GV chưa thành thạo kỹ năng sử dụng công cụ, phương tiện, và HS còn lạ lẫm với phương pháp mới. Ví dụ, GV gặp khó khăn trong việc lựa chọn phần mềm phù hợp và tổ chức hoạt động cho HS.

  4. Các công cụ, phần mềm nào thường được sử dụng trong dạy học Hình học lớp 8?
    Các công cụ truyền thống như thước kẻ, compa, giấy bìa kết hợp với phần mềm hình học động như Geometer's Sketchpad, GeoGebra và bảng trắng kỹ thuật số MyViewBoard được sử dụng phổ biến để hỗ trợ dạy học.

  5. Làm thế nào để GV có thể nâng cao hiệu quả sử dụng công cụ, phương tiện trong dạy học?
    GV cần được đào tạo bài bản về kỹ năng sử dụng công cụ, phương tiện, xây dựng kế hoạch bài dạy phù hợp, tổ chức các tình huống học tập kích thích sự khám phá của HS và phối hợp chặt chẽ với HS trong quá trình học. Ví dụ, tổ chức các hoạt động nhóm sử dụng phần mềm dựng hình để HS cùng thảo luận, giải quyết vấn đề.

Kết luận

  • Luận văn đã làm rõ vai trò quan trọng của việc dạy học Hình học lớp 8 theo hướng phát triển năng lực sử dụng công cụ, phương tiện học toán cho HS, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục.
  • Kết quả khảo sát và thực nghiệm sư phạm tại ba trường THCS Hải Phòng cho thấy sự đồng thuận cao của GV và HS về hiệu quả của phương pháp này, đồng thời chỉ ra những khó khăn cần khắc phục.
  • Đã đề xuất bốn biện pháp sư phạm thiết thực, bao gồm lựa chọn công cụ phù hợp, tổ chức tình huống dạy học, sử dụng phần mềm dựng hình và khuyến khích HS sáng tạo công cụ học tập.
  • Nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn trong việc hỗ trợ GV đổi mới phương pháp dạy học, đồng thời cung cấp cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo về phát triển năng lực toán học cho HS.
  • Các bước tiếp theo cần tập trung vào đào tạo GV, đầu tư cơ sở vật chất và mở rộng thực nghiệm để nhân rộng mô hình dạy học hiệu quả.

Hành động ngay hôm nay: Các nhà quản lý giáo dục và GV cần phối hợp triển khai các biện pháp đề xuất nhằm nâng cao năng lực sử dụng công cụ, phương tiện học toán cho HS, góp phần đổi mới căn bản phương pháp dạy học Hình học lớp 8.