Luận Án Tiến Sĩ: Phát Triển Năng Lực Tổ Chức Tình Huống Kết Nối Tri Thức Trong Dạy Học Hình Học THPT

Luận án tiến sĩ giáo dục phân tích phát triển năng lực tổ chức các tình huống kết nối tri thức trong dạy học hình học ở trường trung, xây dựng cơ sở lý luận, kiểm chứng thực

• Tác giả: Phan Thanh Hải
• Người hướng dẫn: PGS.TS Cao Thị Hà
• Trường học: Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Toán
• Đề tài: Phát triển năng lực tổ chức các tình huống kết nối tri thức trong dạy học hình học ở trường trung học phổ thông
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Lý do chọn đề tài
• 1.2. Mục đích nghiên cứu
• 1.3. Giả thuyết khoa học
• 1.4. Câu hỏi nghiên cứu
• 1.5. Đối tượng nghiên cứu
• 1.6. Nhiệm vụ nghiên cứu
• 1.7. Phạm vi nghiên cứu
• 1.8. Phương pháp nghiên cứu
• 1.9. Những đóng góp của luận án
• 1.10. Những luận điểm khoa học để đưa ra bảo vệ
• 1.11. Cấu trúc của luận án
• 1.12. Lịch sử các vấn đề nghiên cứu liên quan
• 1.13. Một số nghiên cứu ở nước ngoài
• 1.14. Một số nghiên cứu trong nước
• 1.15. Các thuật ngữ và khái niệm cơ bản
• 1.16. Năng lực, năng lực tổ chức
• 2. THỰC TRẠNG VỀ NĂNG LỰC TỔ CHỨC CÁC TÌNH HUỐNG KẾT NỐI TRI THỨC TRONG DẠY HỌC HÌNH HỌC Ở TRƯỜNG THPT
• 2.1. Mục đích khảo sát
• 2.2. Đối tượng khảo sát
• 2.3. Đối với giáo viên
• 2.4. Nội dung khảo sát
• 2.5. Đối với giáo viên
• 2.6. Công cụ khảo sát
• 2.7. Tổ chức khảo sát
• 2.8. Đánh giá thực trạng
• 2.9. Đối với giáo viên
• 3. MỘT SỐ BIỆN PHÁP GÓP PHẦN PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỔ CHỨC CÁC TÌNH HUỐNG KẾT NỐI TRI THỨC TRONG DẠY HỌC HÌNH HỌC Ở TRƯỜNG THPT
• 3.1. Một số định hướng sư phạm làm cơ sở cho việc xác định các nhóm biện pháp phát triển năng lực tổ chức các tình huống KNTT trong dạy học hình học ở trường THPT
• 3.2. Logic khoa học của các biện pháp
• 3.3. Các hoạt động then chốt của GV gắn với các năng lực thành tố của năng lực tổ chức các tình huống KNTT trong dạy học phát hiện định lí, quy luật, quy tắc hình học
• 3.4. Ý nghĩa của các hoạt động đối với việc phát triển các thành tố của năng lực tổ chức tình huống KNTT trong dạy học hình học ở trường THPT
• 3.5. Vai trò của các hoạt động tổ chức các tình huống KNTT của GV đối với hoạt động KNTT của HS
• 3.6. Các nhóm biện pháp
• 3.6.1. Nhóm biện pháp 1: Hướng giáo viên vào việc cụ thể hóa thực hành các hoạt động gắn với các năng lực thành tố của NL tổ chức các tình huống KNTT thông qua khai thác tư tưởng dạy học toán là dạy học các mối liên hệ
• 3.6.2. Nhóm biện pháp 2: Giáo viên chuẩn bị tri thức và kỹ năng tổ chức tình huống KNTT cho HS theo định hướng tích hợp một số lý thuyết và phương pháp dạy học tích cực và tăng cường hoạt động trải nghiệm trong dạy học hình học ở trường THPT
• 4. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 4.1. Mục đích thực nghiệm
• 4.2. Yêu cầu thực nghiệm
• 4.3. Đối tượng thực nghiệm
• 4.4. Nội dung thực nghiệm
• 4.5. Cách thức tổ chức thực nghiệm
• 4.6. Phương pháp đánh giá thực nghiệm
• 4.6.1. Kiểm tra tự luận
• 4.6.2. Dự giờ, quan sát trong lớp học
• 4.6.3. Phỏng vấn
• 4.6.4. Phương pháp thống kê toán học
• 4.7. Xây dựng phương pháp và tiêu chí đánh giá
• 4.8. Tiến hành thực nghiệm sư phạm
• 4.9. Đánh giá kết quả tìm hiểu giáo viên và HS trước khi tiến hành thực nghiệm sư phạm
• 4.10. Đánh giá kết quả thực nghiệm
• 4.11. Kết luận chương 4
• NHỮNG CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHẦN PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Giới thiệu về phát triển năng lực

Phát triển năng lực tổ chức tình huống kết nối tri thức trong dạy học hình học ở trường trung học phổ thông (THPT) là một vấn đề quan trọng trong giáo dục hiện đại. Năng lực này không chỉ giúp giáo viên thiết kế các tình huống học tập hiệu quả mà còn tạo điều kiện cho học sinh (HS) phát triển tư duy và khả năng giải quyết vấn đề. Theo nghiên cứu, việc kết nối tri thức giữa các lĩnh vực học tập khác nhau là cần thiết để hình thành một nền tảng vững chắc cho việc học tập suốt đời. Đặc biệt, trong bối cảnh giáo dục hiện nay, việc phát triển năng lực này giúp HS có thể áp dụng kiến thức vào thực tiễn, từ đó nâng cao chất lượng giáo dục. Việc tổ chức các tình huống học tập không chỉ đơn thuần là truyền đạt kiến thức mà còn là tạo ra môi trường học tập tích cực, khuyến khích HS tham gia và khám phá tri thức mới.

1.1. Khái niệm về năng lực tổ chức

Năng lực tổ chức tình huống kết nối tri thức được hiểu là khả năng của giáo viên trong việc thiết kế và thực hiện các tình huống học tập nhằm kết nối kiến thức đã học với kiến thức mới. Điều này bao gồm việc sử dụng các phương pháp dạy học tích cực, tạo ra các tình huống thực tiễn để HS có thể áp dụng kiến thức vào cuộc sống. Theo đó, giáo viên cần có khả năng đánh giá và điều chỉnh các tình huống học tập để phù hợp với nhu cầu và khả năng của HS. Việc này không chỉ giúp HS phát triển năng lực tư duy mà còn nâng cao khả năng giải quyết vấn đề trong các tình huống thực tế.

II. Thực trạng năng lực tổ chức tình huống kết nối tri thức

Thực trạng năng lực tổ chức tình huống kết nối tri thức trong dạy học hình học ở trường THPT hiện nay cho thấy nhiều giáo viên vẫn còn gặp khó khăn trong việc thiết kế các tình huống học tập hiệu quả. Nhiều giáo viên chưa thực sự chú trọng đến việc kết nối kiến thức giữa các môn học, dẫn đến việc HS khó khăn trong việc áp dụng kiến thức vào thực tiễn. Theo khảo sát, một số giáo viên vẫn chủ yếu sử dụng phương pháp truyền thụ kiến thức, thiếu sự tương tác và khuyến khích HS tham gia vào quá trình học tập. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng dạy học mà còn làm giảm động lực học tập của HS. Để khắc phục tình trạng này, cần có những biện pháp cụ thể nhằm nâng cao năng lực tổ chức tình huống kết nối tri thức cho giáo viên.

2.1. Đánh giá thực trạng

Đánh giá thực trạng cho thấy rằng nhiều giáo viên chưa được đào tạo bài bản về phương pháp dạy học tích cực, dẫn đến việc họ gặp khó khăn trong việc tổ chức các tình huống học tập. Nhiều giáo viên vẫn còn lúng túng trong việc kết nối kiến thức giữa các môn học, đặc biệt là giữa hình học và các lĩnh vực khác. Điều này làm cho HS không thể thấy được mối liên hệ giữa kiến thức đã học và thực tiễn. Hơn nữa, việc thiếu các tài liệu hỗ trợ và phương pháp giảng dạy hiện đại cũng là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng này.

III. Biện pháp phát triển năng lực tổ chức tình huống

Để phát triển năng lực tổ chức tình huống kết nối tri thức trong dạy học hình học, cần thực hiện một số biện pháp cụ thể. Đầu tiên, giáo viên cần được bồi dưỡng về các phương pháp dạy học tích cực, giúp họ có thể thiết kế các tình huống học tập phù hợp với nhu cầu của HS. Thứ hai, cần tạo ra môi trường học tập khuyến khích HS tham gia vào quá trình học tập, từ đó giúp họ phát triển khả năng tư duy và giải quyết vấn đề. Cuối cùng, việc kết nối tri thức giữa các môn học cần được chú trọng hơn, giúp HS thấy được mối liên hệ giữa kiến thức đã học và thực tiễn.

3.1. Đề xuất biện pháp

Một số biện pháp đề xuất bao gồm việc tổ chức các khóa bồi dưỡng cho giáo viên về phương pháp dạy học tích cực, tạo ra các tình huống học tập thực tiễn và khuyến khích HS tham gia vào quá trình học tập. Ngoài ra, cần có sự hỗ trợ từ phía nhà trường trong việc cung cấp tài liệu và phương tiện dạy học hiện đại. Việc này không chỉ giúp giáo viên nâng cao năng lực tổ chức tình huống mà còn tạo điều kiện cho HS phát triển toàn diện hơn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN Trong chương này, chúng tôi đưa ra một số quan niệm về KNTT, hoạt động KNTT, cũng như cách thức tổ chức các tình huống KNTT trong dạy học hình học ở trường THPT. Lịch sử các vấn đề nghiên cứu liên quan 1. Một số nghiên cứu ở nước ngoài Công trình nghiên cứu về “Principles and Standards for School Mathermatics” của “The National Council of Teachers of Mathematics, U.A” đã quan tâm đến việc kết nối các ý tưởng toán học cho HS phổ thông: “Kết nối ý tưởng toán học bao gồm liên kết các ý tưởng mới với các ý tưởng liên quan được xem xét trước đây. Những kết nối này giúp học sinh xem toán học như một thể thống nhất kiến thức chứ không phải là một tập hợp phức tạp và rời rạc khái niệm, thủ tục và quy trình” [130, tr.

Tác giả Kemal Özgen thuộc đại học Dicle, Thổ Nhĩ Kỳ đã nhấn mạnh vai trò của KNTT trong dạy và nghiên cứu toán, tác giả cho rằng: “Kết nối tri thức là một trong những quá trình quan trọng nhất của việc học và làm toán. Kết nối được xử lý trong các tiêu chuẩn và chương trình giảng dạy liên quan đến quá trình học toán ở cấp quốc gia và quốc tế. Kết nối nằm giữa các tiêu chuẩn học toán từ mẫu giáo đến học sinh cấp đại học. Về vấn đề này, có thể nói rằng có một mối quan tâm ngày càng tăng đối với kết nối toán học trong những năm gần đây.

Tác giả đặc biệt quan tâm đến việc phân loại kết nối tri thức toán học và đã chỉ ra rằng kết nối toán học thường được mô tả trong ba loại, đó là sự kết nối giữa toán học và thế giới thực, giữa các ngành khác và trong toán học” [121, tr. Bossé, đã quan tâm KNTT toán học với các lĩnh vực khác nhau trong dạy học toán phổ thông và đề cập đến các nguyên tắc và tiêu chuẩn thúc đẩy mở rộng sự hiểu biết toán học của học sinh thông qua các kết nối cả bên trong và bên ngoài toán học. Việc tập trung vào các mối liên hệ giữa các chủ đề toán học và các chủ đề từ các lĩnh vực và lợi ích khác ngoài toán học - như khoa học, kỹ thuật, kinh tế, nghệ thuật, lịch sử và các vấn đề xã hội [126, tr. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.

Wilburne, trong “Connecting Mathematics and Literature” đề cập đến việc kết nối toán học với văn học. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự tích hợp của toán học và văn học có thể giúp học sinh hiểu sâu hơn về các khái niệm toán học. Tích hợp văn học trong các bài học toán học không chỉ phát triển kỹ năng đọc viết, mà còn thúc đẩy ngôn ngữ toán học và giải quyết vấn đề. Hơn nữa, sự thể hiện trực quan trong sách văn học không chỉ kích thích HS, mà còn cung cấp những câu chuyện thông tin thúc đẩy sự tò mò HS [122, tr.

M, khi nghiên cứu tác phẩm của Piaget và đã đưa ra nhận xét: “Tư tưởng của Piaget tuyên bố rằng mọi người có hai xu hướng cố hữu - tổ chức hành vi và suy nghĩ thành các hệ thống mạch lạc và thích nghi, hoặc điều chỉnh, phù hợp với môi trường. Tạo các kết nối tri thức toán học là một cách khác để nói rằng người học cố gắng sắp xếp các ý tưởng toán học thành các hệ thống mạch lạc. Trong khuôn khổ của Piaget, tạo kết nối là một hoạt động tự nhiên. Hơn nữa, thông qua các quá trình phân tích và lưu trú, người học có thể mở rộng và xây dựng các sơ đồ hiện có hoặc tái cấu trúc chúng khi đối mặt với thông tin không quen thuộc hoặc mâu thuẫn.

Do đó, việc tạo ra các kết nối có thể được xem như là cơ chế để đồng hóa kiến thức toán học mới về học tập, với ý nghĩa khác nhau cho việc giảng dạy” [109, tr. Cruchetxki với công trình “Tâm lý NL toán học của HS” [15] được Hội đồng bác học đánh giá cao, đã được Viện Hàn lâm Khoa học Giáo dục Liên Xô trao giải thưởng, kết quả chủ yếu và quan trọng nhất là ông đã đề cập đến vấn đề phân tích cấu trúc NL toán học của HS theo quan điểm lý thuyết thông tin bao gồm về mặt thu nhận và biến đổi thông tin toán học nhằm giúp HS huy động kiến thức, phát hiện kiến thức mới. Các công trình của G. Polya được đúc kết trong [67], [68], [69], [70] cho thấy những trăn trở không nhỏ của tác giả về việc làm thế nào để trang bị cho HS những kỹ thuật nhằm phát hiện kiến thức mới, các quy luật Toán học.Crugliac thể hiện trong [1], tác giả đã nhấn mạnh vai trò của tư duy trong việc KNTT đã có với tri thức mới cần tìm: “Dựa vào cái đã biết và nhờ tư duy học sinh suy ra được tri thức mới”.

Tri thức và tư duy gắn bó với nhau như là sản phẩm đi đôi với quá trình. Ông đã xem xét sự tìm tòi trí tuệ về mặt tổ chức và cấu trúc, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn 12 vạch ra các dạng của tình huống có vấn đề, giới thiệu cách giải quyết vấn đề qua các ví dụ. Núria Sabaté Quirós với công trình “Kết nối toán học và thế giới thực” [129, tr.20], tác giả đã quan tâm đến sự tương tác giữa GV và HS và cả giữa HS với nhau trong dạy học, sự tương tác này đóng một vai trò quan trọng liên quan đến sự phát triển của KNTT toán học. L cũng đề cập đến việc KNTT toán học với thế giới thực và đã cho rằng các kết nối giữa toán học và thế giới thực không chỉ tạo điều kiện cho sự hiểu biết mà còn góp phần làm cho môn học trừu tượng của toán học trở nên cụ thể và nhận thức của nó là có thật [119, tr.

R, đã đưa ra định nghĩa về kết nối tri thức toán học với thực tế: “KNTT toán học với thực tế là kết nối giữa toán học được dạy trong trường học và thế giới bên ngoài. Và cho rằng những học sinh khác nhau sẽ có những trải nghiệm khác nhau về thế giới bên ngoài, do đó nếu chỉ tập trung vào các vấn đề trong cuộc sống hàng ngày của từng học sinh, toán học sẽ trở nên hạn chế, mà kết nối thực tế phải là có sự kết nối giữa tất cả thế giới thực của HS với nhau. Bởi vì, các kết nối thực tế trong toán học ở trường học không chỉ là phản ánh cuộc sống hàng ngày của học sinh mà còn chuẩn bị cho cuộc sống nghề nghiệp và cuộc sống tương lai của họ trong xã hội” [128, tr. L quan tâm đến vai trò của GV trong dạy học toán ở trường phổ thông, nếu có sự tham gia của nhiều GV vào việc tìm kiếm, phân tích các giải pháp, phương pháp giải và chứng minh một kết quả toán học thì sẽ tạo cho họ cơ hội khám phá và kết nối được các ý tưởng toán học, từ đó kiến thức của họ sẽ linh hoạt và phát triển hơn trong quá trình dạy học toán [119, tr.

Tác giả June Ellis [123, tr.3], quan tâm đến thiết kế tình huống KNTT toán học cho học sinh: Kết nối toán học được thiết kế để cung cấp cho học sinh những trải nghiệm thú vị về sự tò mò, kích thích trí tưởng tượng và thử thách các kỹ năng của họ. Về mặt sư phạm, cách tiếp cận của kết nối toán học là linh hoạt. Nó được dự định để đáp ứng nhu cầu của tất cả các học sinh bằng cách nỗ lực phối hợp để phù hợp với nhiều học sinh có cách học và trình độ khác nhau. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.vn 13 Ban nghiên cứu giáo dục khoa học toán học, Washington, Hoa Kỳ trong “High School Mathematics at Work” [124, tr.14] đã quan tâm đến việc KNTT toán học với thực tiễn và nhấn mạnh: “Giáo dục hiệu quả phải tập trung rõ ràng vào việc kết nối giữa bối cảnh cuộc sống thực tế với nội dung môn học theo chủ đề cho học sinh và điều này đòi hỏi phải có nhiều hơn nữa việc kết nối toán học với cuộc sống thực tế”.

Tác giả Cinzia Bonotto trong công trình nghiên cứu “How to Connect School Mathematics with Students' Out-of-School Knowledge” [111, tr.76] đã quan tâm vai trò của giáo viên trong dạy học là phải tạo cho HS có cơ hội kết nối kiến thức toán học được sử dụng trong các tình huống thực tế và kiến thức toán học đã được học ở trường, bởi vì những kết nối này thực sự là một phần trải nghiệm của các em. Điều này giúp cho HS phát triển khả năng suy đoán, kiểm soát được những suy luận của mình và giảm tải không gian nhận thức để từ đó phát triển thêm nhiều kiến thức mới. Theo “The New Zealand Curriculum” [131], về xây dựng chương trình giáo dục phổ thông theo tiếp cận năng lực, thì mối quan hệ giữa các năng lực, lĩnh vực học tập và phương pháp dạy học nhằm giúp học sinh có thể hình thành và phát triển năng lực. Theo đó, một trong số đặc điểm về phương pháp dạy học được quốc gia này đề nghị là: “Tăng cường các kết nối giữa kinh nghiệm sẵn có của học sinh với kiến thức đang học”.

Wasukree Jaijan cho rằng: Kết nối toán học là công cụ khái niệm quan trọng cho cả giáo viên và học sinh. Chúng đóng vai trò là công cụ kết nối các ý tưởng từ các nhánh toán học khác để đảm bảo người học quan niệm toán học như một cách tiếp cận để hiểu thế giới. Cách tiếp cận đó đòi hỏi học sinh đóng vai trò chính trong việc thực hiện các kết nối toán học trong lớp học [136, tr. Các kết nối toán học bao gồm các kết nối kiến thức về các thủ tục và khái niệm, việc sử dụng toán học trong các chương trình giảng dạy khác, sử dụng toán học trong cuộc sống hàng ngày, quan điểm tổng thể về toán học, sử dụng các khái niệm và mô hình toán học trong việc giải quyết các vấn đề thực tế và kết nối giữa các biểu diễn toán học trong cùng một khái niệm [136, tr.

Brahier (2000), Teaching Secondary and Middle School Mathematics [114, tr.20], các kết nối toán học nên được thực hiện để giúp học sinh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.