Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo theo Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04/11/2013, việc phát triển năng lực người học trở thành mục tiêu trọng tâm. Môn Toán, đặc biệt nội dung Số học ở cấp Trung học cơ sở (THCS), giữ vai trò then chốt trong việc hình thành và phát triển năng lực tính toán cho học sinh. Theo Thông tư số 32/2018/TT-BGDĐT, năng lực tính toán không chỉ là kỹ năng thực hiện các phép tính cơ bản mà còn là khả năng vận dụng kiến thức toán học để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Tuy nhiên, thực trạng dạy học Số học tại một số trường THCS cho thấy học sinh còn nhiều hạn chế về năng lực tính toán, như tính toán sai, chưa vận dụng được các quy luật số học, và thiếu tự tin khi giải quyết các bài toán thực tế.

Mục tiêu nghiên cứu là tìm hiểu các vấn đề lý luận và thực tiễn về phát triển năng lực tính toán trong dạy học Số học cho học sinh THCS, đề xuất các biện pháp sư phạm phù hợp và kiểm nghiệm tính khả thi, hiệu quả của các biện pháp này. Nghiên cứu tập trung vào học sinh lớp 6 và 7 tại các trường THCS ở thành phố Thái Nguyên trong năm học 2019-2020. Ý nghĩa của nghiên cứu được thể hiện qua việc nâng cao chất lượng dạy học Toán, góp phần phát triển năng lực tính toán – một năng lực thiết yếu trong học tập và cuộc sống, đồng thời đáp ứng yêu cầu đổi mới chương trình giáo dục phổ thông.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Năng lực được hiểu là sự kết hợp của kiến thức, kỹ năng, thái độ và các đặc tính cá nhân nhằm thực hiện hiệu quả một nhiệm vụ trong bối cảnh cụ thể. Theo Bernd Meier và Nguyễn Văn Cường, năng lực bao gồm năng lực chuyên môn, năng lực phương pháp, năng lực xã hội và năng lực cá thể. OECD phân chia năng lực thành năng lực chung và năng lực chuyên môn, trong đó năng lực Toán học gồm các thành phần: tư duy và lập luận toán học, mô hình hóa toán học, tính toán, giải quyết vấn đề và giao tiếp toán học.

Năng lực tính toán được định nghĩa là khả năng sử dụng các phép tính và công cụ tính toán để giải quyết các vấn đề toán học trong học tập và đời sống. Theo OECD và các nghiên cứu quốc tế, năng lực tính toán bao gồm sáu nội dung chính: ước lượng và tính toán với số tự nhiên; nhận biết và sử dụng các quy luật số học; sử dụng phân số, số thập phân, tỉ số và tỉ lệ; suy luận về không gian; diễn giải thông tin thống kê; và sử dụng đo lường. Ở Việt Nam, năng lực tính toán được xem là năng lực chuyên môn đặc thù phát triển chủ yếu qua môn Toán.

Trong dạy học theo hướng phát triển năng lực, giáo viên cần tổ chức các hoạt động học tập chủ động, tạo môi trường học tập thực tiễn, khuyến khích giao tiếp và hợp tác, đồng thời đánh giá liên tục quá trình học tập của học sinh. Đổi mới phương pháp dạy học theo hướng này tập trung vào việc giúp học sinh tự khám phá kiến thức, vận dụng sáng tạo và phát triển tư duy logic.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp lý luận để hệ thống hóa các khái niệm về năng lực tính toán và dạy học Số học. Phương pháp điều tra – quan sát được áp dụng qua việc khảo sát thực trạng năng lực tính toán của học sinh và thực tiễn dạy học tại các trường THCS Gia Sàng và Tân Lập, thành phố Thái Nguyên. Cỡ mẫu gồm 80 học sinh lớp 6,7 và 20 giáo viên dạy Toán.

Phương pháp thực nghiệm sư phạm được tiến hành bằng cách tổ chức dạy học thử nghiệm các biện pháp phát triển năng lực tính toán tại các trường trên, đánh giá kết quả qua kiểm tra định lượng và định tính. Phân tích dữ liệu sử dụng các công cụ thống kê mô tả, so sánh kết quả trước và sau thực nghiệm để đánh giá hiệu quả biện pháp. Thời gian nghiên cứu kéo dài trong năm học 2019-2020.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thực trạng năng lực tính toán của học sinh THCS còn hạn chế: Qua khảo sát 80 học sinh, có tới 65% học sinh trình bày bài toán theo cách tính toán thông thường, chưa vận dụng các tính chất giao hoán, kết hợp, phân phối; chỉ 18,75% học sinh trình bày đúng và hợp lý. Nhiều học sinh còn nhầm lẫn trong các phép tính cơ bản và chưa biết cách trình bày mạch lạc, rõ ràng.

  2. Giáo viên chưa thường xuyên áp dụng các biện pháp phát triển năng lực tính toán: Trong số 20 giáo viên được khảo sát, 55% chỉ thỉnh thoảng sử dụng các biện pháp phát triển năng lực tính toán, 7 giáo viên chưa bao giờ áp dụng. Giáo viên chủ yếu tập trung vào dạy các phép tính cơ bản và sử dụng máy tính cầm tay, ít quan tâm đến việc khai thác các tình huống thực tiễn và phát triển kỹ năng suy luận, lập luận.

  3. Khai thác tình huống thực tiễn trong dạy học còn hạn chế: Tỷ lệ giáo viên thiết kế hoặc lựa chọn tình huống thực tiễn cho học sinh luyện tập ở các chủ đề như số thập phân, số hữu tỉ, số thực chỉ dao động từ 15% đến 35%, thấp hơn nhiều so với các chủ đề số tự nhiên, số nguyên, phân số (từ 25% đến 70%).

  4. Thực nghiệm sư phạm cho thấy biện pháp phát triển năng lực tính toán có hiệu quả: Sau khi áp dụng các biện pháp sư phạm như tập luyện hiểu bản chất phép toán, vận dụng quy luật số học, tổ chức hoạt động thực tiễn và xây dựng hệ thống bài tập phân hóa, kết quả kiểm tra năng lực tính toán của học sinh lớp thực nghiệm tăng trung bình 20% so với lớp đối chứng.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân học sinh còn hạn chế năng lực tính toán chủ yếu do tính trừu tượng của kiến thức toán học, phương pháp dạy học truyền thống tập trung vào ghi nhớ và thực hành máy móc, thiếu các hoạt động vận dụng thực tiễn. Giáo viên chưa được đào tạo đầy đủ về phương pháp phát triển năng lực, dẫn đến việc áp dụng các biện pháp đổi mới còn hạn chế.

So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả tương đồng khi chỉ ra rằng phát triển năng lực tính toán cần sự kết hợp giữa kiến thức, kỹ năng và thái độ, đồng thời phải gắn liền với thực tiễn cuộc sống. Việc tổ chức các hoạt động học tập chủ động, sử dụng tình huống thực tiễn và đánh giá liên tục là yếu tố then chốt để nâng cao năng lực này.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh kết quả kiểm tra trước và sau thực nghiệm giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng, cũng như bảng tổng hợp tỷ lệ học sinh trình bày đúng, sai và theo cách tính thông thường. Những biểu đồ này minh họa rõ sự tiến bộ về năng lực tính toán khi áp dụng biện pháp đổi mới.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tập luyện cho học sinh hiểu bản chất các phép toán: Giáo viên cần tổ chức các hoạt động giúp học sinh nhận biết và vận dụng tính chất giao hoán, kết hợp, phân phối của các phép tính cộng, trừ, nhân, chia. Mục tiêu nâng tỷ lệ học sinh trình bày đúng bài toán lên ít nhất 50% trong vòng một học kỳ. Chủ thể thực hiện là giáo viên Toán các trường THCS.

  2. Vận dụng quy luật số học vào thực hành tính toán: Tổ chức các bài tập tính toán trên dãy số liệu phức tạp, giúp học sinh phát triển kỹ năng tính nhẩm, tính nhanh và tính hợp lý. Mục tiêu tăng khả năng tính toán nhanh, chính xác của học sinh lên 30% trong năm học. Chủ thể là giáo viên và học sinh trong các tiết học và giờ luyện tập.

  3. Tổ chức hoạt động rèn luyện kỹ năng tính toán qua tình huống thực tiễn: Xây dựng các tình huống thực tế liên quan đến đời sống để học sinh vận dụng kiến thức số học giải quyết. Mục tiêu tăng cường sự hứng thú và khả năng vận dụng kiến thức vào thực tế, đánh giá qua các bài kiểm tra định kỳ. Chủ thể là giáo viên, học sinh và nhà trường.

  4. Xây dựng hệ thống bài tập phân hóa: Thiết kế bài tập đa dạng, phù hợp với năng lực từng nhóm học sinh nhằm phát triển năng lực tính toán đồng đều. Mục tiêu giảm tỷ lệ học sinh yếu kém về tính toán xuống dưới 20% trong năm học. Chủ thể là giáo viên bộ môn và tổ chuyên môn.

  5. Bồi dưỡng nâng cao năng lực cho giáo viên: Tổ chức các khóa tập huấn về phương pháp dạy học phát triển năng lực tính toán, kỹ năng khai thác tình huống thực tiễn và sử dụng công nghệ thông tin hỗ trợ dạy học. Mục tiêu 100% giáo viên Toán THCS được bồi dưỡng trong vòng 2 năm. Chủ thể là Sở Giáo dục và Đào tạo, trường THCS.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên Toán THCS: Nghiên cứu giúp nâng cao nhận thức và kỹ năng tổ chức dạy học phát triển năng lực tính toán, áp dụng các biện pháp đổi mới phù hợp với đặc điểm học sinh.

  2. Nhà quản lý giáo dục: Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng chính sách, kế hoạch bồi dưỡng giáo viên và phát triển chương trình đào tạo theo hướng năng lực.

  3. Sinh viên, nghiên cứu sinh ngành Giáo dục Toán: Là tài liệu tham khảo quan trọng về lý luận và thực tiễn phát triển năng lực tính toán, phương pháp nghiên cứu và thực nghiệm sư phạm.

  4. Các chuyên gia phát triển chương trình giáo dục: Hỗ trợ trong việc thiết kế nội dung, phương pháp dạy học và đánh giá năng lực tính toán phù hợp với yêu cầu đổi mới giáo dục phổ thông.

Câu hỏi thường gặp

  1. Năng lực tính toán là gì và tại sao quan trọng?
    Năng lực tính toán là khả năng sử dụng kiến thức và kỹ năng toán học để giải quyết các vấn đề thực tiễn. Nó giúp học sinh tự tin, chính xác trong tính toán và vận dụng toán học vào cuộc sống, học tập các môn khác.

  2. Phương pháp nào hiệu quả để phát triển năng lực tính toán cho học sinh THCS?
    Phương pháp dạy học theo hướng phát triển năng lực, tổ chức hoạt động học tập chủ động, sử dụng tình huống thực tiễn và bài tập phân hóa được chứng minh là hiệu quả qua thực nghiệm sư phạm.

  3. Làm thế nào để giáo viên có thể khai thác tình huống thực tiễn trong dạy học Số học?
    Giáo viên có thể sưu tầm, thiết kế các tình huống liên quan đến đời sống hàng ngày như tính tiền mua sắm, đo lường, phân chia tỉ lệ, từ đó giúp học sinh vận dụng kiến thức vào giải quyết vấn đề thực tế.

  4. Kết quả thực nghiệm sư phạm cho thấy sự khác biệt gì giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng?
    Lớp thực nghiệm có sự tiến bộ rõ rệt về năng lực tính toán, với mức tăng trung bình khoảng 20% điểm kiểm tra so với lớp đối chứng, chứng tỏ các biện pháp đề xuất có tính khả thi và hiệu quả.

  5. Làm sao để giáo viên nâng cao năng lực dạy học phát triển năng lực tính toán?
    Giáo viên cần tham gia các khóa bồi dưỡng chuyên môn, cập nhật phương pháp dạy học hiện đại, thực hành đổi mới trong lớp học và sử dụng công nghệ thông tin hỗ trợ giảng dạy.

Kết luận

  • Luận văn đã hệ thống hóa các khái niệm về năng lực, năng lực toán học và năng lực tính toán, làm rõ vai trò của năng lực tính toán trong dạy học Số học ở THCS.
  • Thực trạng nghiên cứu cho thấy học sinh còn nhiều hạn chế về năng lực tính toán, giáo viên chưa áp dụng thường xuyên các biện pháp phát triển năng lực.
  • Đã đề xuất và thực nghiệm thành công một số biện pháp sư phạm nhằm phát triển năng lực tính toán cho học sinh THCS, nâng cao hiệu quả dạy học.
  • Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thực tiễn quan trọng, góp phần đổi mới phương pháp dạy học Toán theo hướng phát triển năng lực người học.
  • Đề nghị tiếp tục triển khai bồi dưỡng giáo viên, mở rộng thực nghiệm và hoàn thiện các biện pháp nhằm nâng cao năng lực tính toán cho học sinh trên phạm vi rộng hơn.

Hành động tiếp theo: Các trường THCS và Sở Giáo dục cần phối hợp triển khai các biện pháp đề xuất, tổ chức tập huấn cho giáo viên và đánh giá định kỳ hiệu quả phát triển năng lực tính toán. Để biết thêm chi tiết và tài liệu hỗ trợ, quý độc giả vui lòng liên hệ với khoa Giáo dục Toán trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên.