Luận văn thạc sĩ về phương pháp dạy học hình học phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh lớp 8

• Tác giả: Trần Thị Hải Chi
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Thanh Vân
• Trường học: Trường Đại Học Hải Phòng
• Chuyên ngành: Giáo Dục
• Đề tài: Phát Triển Tư Duy Sáng Tạo Cho Học Sinh Lớp 8 Qua Bài Toán Mở Trong Dạy Học Hình Học
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hải Phòng

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
• 1.1. Bài toán mở
• 1.2. Đặc điểm của bài toán mở
• 1.3. Phân loại bài toán mở
• 1.4. Đặc điểm của tư duy
• 1.5. Tư duy sáng tạo
• 1.6. Biểu hiện của tư duy sáng tạo
• 1.7. Phân loại tư duy sáng tạo
• 1.8. Các nội dung chủ yếu trong chương trình Hình học 8
• 1.9. Vai trò của việc khai thác bài toán mở trong việc dạy học
• 1.10. Thực trạng sử dụng bài toán mở trong dạy học Toán ở trường THCS
• 2. CHƯƠNG 2: MỘT SỐ BIỆN PHÁP SỬ DỤNG BÀI TOÁN MỞ ĐỂ PHÁT TRIỂN TƯ DUY SÁNG TẠO CHO HS LỚP 8 THÔNG QUA DẠY HỌC HÌNH HỌC
• 2.1. Định hướng của biện pháp
• 2.2. Một số biện pháp
• 2.3. Biện pháp 1: Sử dụng bài toán mở trong bước khởi động
• 2.4. Biện pháp 2: Sử dụng bài toán mở trong bước luyện tập, củng cố
• 2.5. Biện pháp 3: Sử dụng bài toán mở trong bước tìm tòi mở rộng
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm
• 3.2. Phương pháp thực nghiệm
• 3.3. Nội dung thực nghiệm
• 3.4. Tổ chức thực nghiệm
• 3.5. Đối tượng thực nghiệm
• 3.6. Kết quả thực nghiệm
• 3.7. Kết quả định lượng
• 3.8. Kết quả định tính
• KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về tư duy sáng tạo

Tư duy sáng tạo là một trong những yếu tố quan trọng trong quá trình học tập của học sinh lớp 8. Nó không chỉ giúp học sinh phát triển khả năng giải quyết vấn đề mà còn khuyến khích sự sáng tạo và tư duy độc lập. Theo định nghĩa, tư duy sáng tạo là khả năng tạo ra những ý tưởng mới và độc đáo, đồng thời áp dụng chúng vào thực tiễn. Việc phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua bài toán mở trong dạy học hình học là một phương pháp hiệu quả. Bài toán mở không chỉ giúp học sinh rèn luyện kỹ năng tư duy mà còn tạo ra môi trường học tập tích cực, nơi mà học sinh có thể tự do khám phá và sáng tạo. Việc áp dụng bài toán mở trong dạy học hình học không chỉ giúp học sinh hiểu sâu hơn về kiến thức mà còn phát triển khả năng sáng tạo của các em.

1.1. Đặc điểm của bài toán mở

Bài toán mở có những đặc điểm nổi bật so với bài toán đóng. Đầu tiên, bài toán mở thường không có một đáp án duy nhất, mà có thể có nhiều cách giải khác nhau. Điều này khuyến khích học sinh tư duy linh hoạt và sáng tạo hơn. Thứ hai, bài toán mở thường yêu cầu học sinh phải đưa ra giả thuyết hoặc điều kiện mới để giải quyết vấn đề, từ đó phát triển tư duy logic và tư duy phân biện. Cuối cùng, bài toán mở tạo ra không gian cho học sinh thể hiện ý tưởng cá nhân và khám phá các phương pháp giải khác nhau, từ đó nâng cao khả năng sáng tạo của các em.

II. Vai trò của bài toán mở trong dạy học hình học

Việc sử dụng bài toán mở trong dạy học hình học có vai trò rất quan trọng trong việc phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh lớp 8. Bài toán mở không chỉ giúp học sinh củng cố kiến thức mà còn khuyến khích các em tìm tòi, khám phá và sáng tạo. Theo nghiên cứu, việc áp dụng bài toán mở trong dạy học hình học giúp học sinh phát triển tư duy logic và tư duy phân biện. Học sinh có thể tự do đưa ra các giả thuyết và kiểm tra chúng, từ đó hình thành khả năng phân tích và đánh giá thông tin. Hơn nữa, việc giải quyết các bài toán mở còn giúp học sinh phát triển kỹ năng làm việc nhóm thông qua hoạt động nhóm, nơi mà các em có thể chia sẻ ý tưởng và học hỏi lẫn nhau.

2.1. Phương pháp dạy học hình học hiệu quả

Để phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua bài toán mở, giáo viên cần áp dụng các phương pháp dạy học tích cực. Một trong những phương pháp hiệu quả là sử dụng bài toán mở trong bước khởi động của bài học. Điều này không chỉ tạo hứng thú cho học sinh mà còn giúp các em hình thành các khái niệm cơ bản một cách tự nhiên. Ngoài ra, giáo viên cũng nên khuyến khích học sinh tham gia vào các hoạt động nhóm, nơi mà các em có thể thảo luận và giải quyết các bài toán mở cùng nhau. Việc này không chỉ giúp học sinh phát triển khả năng sáng tạo mà còn rèn luyện kỹ năng giao tiếp và hợp tác.

III. Kết quả thực nghiệm sư phạm

Kết quả thực nghiệm sư phạm cho thấy việc áp dụng bài toán mở trong dạy học hình học đã mang lại những hiệu quả tích cực. Học sinh không chỉ hứng thú hơn với môn học mà còn cải thiện rõ rệt về khả năng giải quyết vấn đề và tư duy sáng tạo. Các số liệu thống kê cho thấy tỷ lệ học sinh đạt điểm cao trong các bài kiểm tra sau khi áp dụng phương pháp này tăng lên đáng kể. Hơn nữa, học sinh cũng thể hiện sự tự tin hơn khi tham gia vào các hoạt động học tập. Điều này chứng tỏ rằng việc phát triển tư duy sáng tạo thông qua bài toán mở là một phương pháp dạy học hiệu quả và cần được áp dụng rộng rãi trong các trường học.

3.1. Đánh giá hiệu quả của phương pháp

Đánh giá hiệu quả của phương pháp dạy học sử dụng bài toán mở cho thấy sự tiến bộ rõ rệt trong tư duy sáng tạo của học sinh. Học sinh không chỉ cải thiện kỹ năng giải quyết vấn đề mà còn phát triển khả năng tư duy độc lập. Các em có thể đưa ra nhiều cách giải khác nhau cho cùng một bài toán, điều này cho thấy sự phát triển trong khả năng sáng tạo và tư duy logic. Hơn nữa, việc học tập trong môi trường khuyến khích sự sáng tạo đã giúp học sinh cảm thấy thoải mái hơn khi thể hiện ý tưởng của mình.

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đổi mới giáo dục Việt Nam, việc phát triển tư duy sáng tạo (TDST) cho học sinh trở thành một yêu cầu cấp thiết. Theo Luật Giáo dục số 43/2019/QH14, phương pháp giáo dục cần phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động và tư duy sáng tạo của người học. Toán học, đặc biệt là Hình học, đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển năng lực tư duy logic và sáng tạo cho học sinh. Chương trình giáo dục phổ thông 2018 nhấn mạnh học sinh THCS cần có kiến thức vững chắc về Hình học để phục vụ học tập và cuộc sống sau này.

Bài toán mở, với đặc điểm có nhiều đáp án và phương pháp giải khác nhau, được xem là công cụ hiệu quả để phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh. Nghiên cứu tập trung vào phát triển TDST cho học sinh lớp 8 thông qua việc sử dụng bài toán mở trong dạy học Hình học tại trường THCS Dương Quan, Hải Phòng trong năm học 2020-2021. Mục tiêu cụ thể là phân tích khả năng sử dụng bài toán mở trong dạy học Hình học 8, từ đó đề xuất các biện pháp phát triển TDST phù hợp.

Phạm vi nghiên cứu bao gồm các kiến thức Hình học lớp 8, với đối tượng là học sinh lớp 8 và giáo viên dạy Toán tại các trường THCS. Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc nâng cao chất lượng dạy và học, góp phần phát triển năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh, đồng thời cung cấp phương pháp giảng dạy hiệu quả cho giáo viên. Kết quả nghiên cứu có thể được đo lường qua các chỉ số như mức độ hứng thú học tập, khả năng giải quyết bài toán mở và sự phát triển các biểu hiện của tư duy sáng tạo.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về bài toán mở và tư duy sáng tạo trong giáo dục toán học. Bài toán mở được định nghĩa là bài toán cho phép học sinh tham gia thay đổi giả thiết hoặc có nhiều kết luận, nhiều cách giải khác nhau, từ đó phát triển tính mềm dẻo, nhuần nhuyễn và độc đáo của tư duy sáng tạo. Theo Erkki Pehkonen, bài toán mở giúp học sinh tạo ra các bài toán mới liên quan hoặc tổng quát hóa bài toán gốc.

Tư duy sáng tạo được hiểu là quá trình tạo ra ý tưởng mới có hiệu quả trong giải quyết vấn đề, mang tính độc lập và không bị gò bó bởi những kiến thức đã có. Các biểu hiện chính của tư duy sáng tạo bao gồm: khả năng phối hợp các phương pháp suy luận, tìm nhiều lời giải cho một bài toán, điều chỉnh hướng giải quyết khi gặp khó khăn, và phát hiện các mối liên hệ mới. Lý thuyết về các mức độ sáng tạo của Nguyễn Huy Tú cũng được áp dụng để phân tích sự phát triển tư duy sáng tạo của học sinh.

Các khái niệm chuyên ngành được sử dụng gồm: bài toán mở giả thiết, bài toán mở kết luận, bài toán có nhiều cách giải, tư duy mềm dẻo, tư duy nhuần nhuyễn, tư duy độc đáo, và các loại tứ giác đặc biệt trong Hình học (hình bình hành, hình thoi, hình chữ nhật, hình vuông, hình thang cân).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp tổng hợp lý luận và thực tiễn. Về lý luận, tác giả khảo sát, phân tích các tài liệu khoa học, sách giáo khoa, nghiên cứu trước đây về bài toán mở và tư duy sáng tạo. Ý kiến chuyên gia cũng được tham khảo để định hướng nghiên cứu.

Phương pháp thực nghiệm sư phạm được tiến hành tại trường THCS Dương Quan, Hải Phòng với cỡ mẫu gồm 80 giáo viên và 500 học sinh lớp 8. Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu thuận tiện tại các trường có điều kiện thực nghiệm phù hợp. Dữ liệu thu thập qua phiếu khảo sát, quan sát quá trình dạy học và kết quả kiểm tra học sinh trước và sau khi áp dụng bài toán mở.

Phân tích dữ liệu sử dụng phương pháp thống kê toán học để đánh giá mức độ hứng thú, khả năng giải bài toán mở và biểu hiện tư duy sáng tạo của học sinh. Timeline nghiên cứu kéo dài trong năm học 2020-2021, bao gồm giai đoạn khảo sát thực trạng, xây dựng biện pháp, thực nghiệm sư phạm và đánh giá kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiểu biết và thái độ của giáo viên về bài toán mở: 72,5% giáo viên xác định đúng bài toán mở trong các dạng bài toán, cho thấy nhận thức cơ bản về phương pháp này. Tuy nhiên, 81,3% giáo viên cho rằng bài toán mở chỉ phù hợp với học sinh khá giỏi, 77,5% cho rằng sử dụng bài toán mở mất nhiều thời gian, và 31,3% phản ánh thiếu bài toán mở phù hợp. Chỉ 5% giáo viên sử dụng bài toán mở thường xuyên, chủ yếu trong hoạt động luyện tập nâng cao.

2. Thực trạng học sinh khi học Hình học với bài toán mở: 36,12% học sinh thấy Hình học thú vị, 59,75% đánh giá môn học có ích trong đời sống, nhưng 25,5% gặp khó khăn trong việc suy nghĩ cách giải bài toán. Học sinh có hứng thú với bài toán mở, tuy nhiên một số em kiến thức chưa vững nên gặp khó khăn trong giải quyết các bài toán mở phức tạp.

3. Phát triển tư duy sáng tạo qua bài toán mở: Qua thực nghiệm, học sinh được rèn luyện các biểu hiện của tư duy sáng tạo như tính mềm dẻo (linh hoạt trong lựa chọn phương pháp giải), tính nhuần nhuyễn (vận dụng kiến thức sâu sắc), tính độc đáo (tìm ra nhiều lời giải khác nhau). Ví dụ, bài toán về tứ giác MNPQ thay đổi tính chất khi thay đổi giả thiết tứ giác ABCD giúp học sinh phát triển tính linh hoạt và sáng tạo.

4. Hiệu quả các biện pháp sử dụng bài toán mở: Việc áp dụng bài toán mở trong các bước khởi động, luyện tập và tìm tòi mở rộng đã làm tăng mức độ hứng thú học sinh lên khoảng 20% so với trước khi áp dụng, đồng thời nâng cao điểm số trung bình các bài kiểm tra hình học lên khoảng 15%. Các biện pháp này giúp học sinh phát triển tư duy sáng tạo một cách toàn diện.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của những khó khăn trong việc áp dụng bài toán mở chủ yếu do giáo viên còn e ngại về thời gian và chưa có kho bài toán mở phong phú. Điều này phù hợp với các nghiên cứu trước đây cho thấy việc đổi mới phương pháp dạy học cần có sự hỗ trợ về tài liệu và đào tạo giáo viên. Mức độ hứng thú và khả năng tư duy sáng tạo của học sinh tăng lên sau khi áp dụng bài toán mở chứng tỏ tính hiệu quả của phương pháp này trong phát triển năng lực học sinh.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, việc sử dụng bài toán mở cũng được đánh giá cao trong việc phát triển tư duy sáng tạo và kỹ năng giải quyết vấn đề. Kết quả nghiên cứu này góp phần khẳng định vai trò của bài toán mở trong giáo dục toán học ở bậc THCS tại Việt Nam, đồng thời cung cấp cơ sở thực tiễn để mở rộng áp dụng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ mức độ hứng thú của học sinh trước và sau khi áp dụng bài toán mở, bảng thống kê điểm số các bài kiểm tra, và biểu đồ phân bố các biểu hiện tư duy sáng tạo trong nhóm học sinh tham gia thực nghiệm.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường đào tạo và bồi dưỡng giáo viên về bài toán mở: Tổ chức các khóa tập huấn chuyên sâu nhằm nâng cao năng lực xây dựng và sử dụng bài toán mở trong dạy học Hình học, giúp giáo viên tự tin áp dụng phương pháp này. Thời gian thực hiện trong vòng 6 tháng, do Sở Giáo dục và Đào tạo phối hợp với các trường đại học tổ chức.

2. Xây dựng kho bài toán mở phong phú, phù hợp với chương trình Hình học lớp 8: Phát triển tài liệu bài toán mở đa dạng, có hướng dẫn sử dụng cụ thể để giáo viên dễ dàng áp dụng trong các bước dạy học. Dự kiến hoàn thành trong 1 năm, do các nhóm chuyên gia và giáo viên hợp tác biên soạn.

3. Áp dụng bài toán mở trong các hoạt động dạy học theo từng giai đoạn: Sử dụng bài toán mở trong bước khởi động để kích thích hứng thú, trong luyện tập để phát triển kỹ năng tư duy, và trong tìm tòi mở rộng để nâng cao khả năng sáng tạo. Giáo viên cần xây dựng kế hoạch bài giảng chi tiết, thực hiện liên tục trong năm học.

4. Tăng cường đánh giá và phản hồi về tư duy sáng tạo của học sinh: Xây dựng các tiêu chí đánh giá biểu hiện tư duy sáng tạo trong quá trình học tập, từ đó có biện pháp hỗ trợ kịp thời cho học sinh. Nhà trường và giáo viên phối hợp thực hiện, đánh giá định kỳ mỗi học kỳ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Giáo viên bộ môn Toán THCS: Nghiên cứu cung cấp phương pháp và bài toán mở cụ thể giúp giáo viên nâng cao hiệu quả giảng dạy, phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh.

2. Nhà quản lý giáo dục: Các cán bộ quản lý có thể áp dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách đào tạo giáo viên và phát triển chương trình dạy học đổi mới.

3. Sinh viên, nghiên cứu sinh ngành Sư phạm Toán: Tài liệu là nguồn tham khảo quý giá về phương pháp dạy học sáng tạo, giúp nâng cao kiến thức và kỹ năng nghiên cứu.

4. Chuyên gia phát triển chương trình giáo dục: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để thiết kế các nội dung và phương pháp dạy học phù hợp với xu hướng phát triển năng lực học sinh.

Câu hỏi thường gặp

1. Bài toán mở là gì và có đặc điểm gì nổi bật?
   Bài toán mở là bài toán cho phép nhiều đáp án hoặc nhiều cách giải khác nhau, học sinh có thể tham gia thay đổi giả thiết hoặc kết luận. Đặc điểm nổi bật là phát triển tư duy mềm dẻo, nhuần nhuyễn và độc đáo của học sinh.

2. Tại sao bài toán mở lại giúp phát triển tư duy sáng tạo?
   Bài toán mở tạo điều kiện cho học sinh tự do suy nghĩ, thử nghiệm nhiều hướng giải, từ đó phát hiện vấn đề mới và sáng tạo giải pháp, giúp phát triển các biểu hiện của tư duy sáng tạo như linh hoạt, độc đáo và nhuần nhuyễn.

3. Những khó khăn khi áp dụng bài toán mở trong dạy học là gì?
   Khó khăn gồm giáo viên e ngại mất nhiều thời gian, thiếu kho bài toán mở phù hợp, và học sinh chưa quen với cách tư duy mở. Cần có sự hỗ trợ đào tạo và tài liệu để khắc phục.

4. Làm thế nào để giáo viên xây dựng bài toán mở hiệu quả?
   Giáo viên cần hiểu rõ đặc điểm bài toán mở, lựa chọn bài toán phù hợp với nội dung và trình độ học sinh, kết hợp các bước dạy học hợp lý như khởi động, luyện tập và mở rộng, đồng thời khuyến khích học sinh tham gia tích cực.

5. Kết quả thực nghiệm cho thấy mức độ cải thiện nào khi sử dụng bài toán mở?
   Sau khi áp dụng bài toán mở, mức độ hứng thú học sinh tăng khoảng 20%, điểm số trung bình các bài kiểm tra hình học tăng khoảng 15%, đồng thời biểu hiện tư duy sáng tạo được phát triển rõ rệt.

Kết luận

• Bài toán mở là công cụ hiệu quả để phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh lớp 8 trong dạy học Hình học.
• Giáo viên đã có nhận thức cơ bản về bài toán mở nhưng còn gặp nhiều khó khăn trong áp dụng thực tế.
• Thực nghiệm sư phạm cho thấy bài toán mở làm tăng hứng thú học tập và nâng cao năng lực tư duy sáng tạo của học sinh.
• Các biện pháp sử dụng bài toán mở trong từng giai đoạn dạy học được đề xuất có tính khả thi và hiệu quả.
• Đề nghị triển khai đào tạo giáo viên, xây dựng kho bài toán mở và tăng cường đánh giá tư duy sáng tạo để nâng cao chất lượng giáo dục.

Tiếp theo, cần tổ chức các khóa bồi dưỡng giáo viên và xây dựng tài liệu bài toán mở phong phú nhằm nhân rộng hiệu quả nghiên cứu. Mời các nhà giáo dục và quản lý giáo dục cùng tham gia áp dụng và phát triển phương pháp này trong thực tiễn giảng dạy.