Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh giáo dục hiện đại, việc phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh trung học phổ thông (THPT) ngày càng được chú trọng nhằm đáp ứng yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học và nâng cao chất lượng giáo dục. Theo ước tính, tỷ lệ học sinh có khả năng tư duy sáng tạo trong các môn học tự nhiên, đặc biệt là Toán học, còn hạn chế do phương pháp giảng dạy truyền thống tập trung nhiều vào lý thuyết và máy móc. Luận văn tập trung nghiên cứu dạy học chủ đề hàm số bậc hai, hàm số đa thức và ứng dụng thực tế theo hướng phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh THPT tại trường THPT Nguyễn Trãi, Thường Tín, Hà Nội trong năm học 2019-2020.

Mục tiêu nghiên cứu là thiết kế bài giảng sử dụng các bài toán thực tế nhằm phát triển tư duy sáng tạo, đồng thời đánh giá hiệu quả của phương pháp này thông qua thực nghiệm sư phạm. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào nội dung hàm số bậc hai và hàm số đa thức trong chương trình Đại số lớp 10 và Giải tích lớp 12 ban cơ bản. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc góp phần nâng cao chất lượng dạy và học môn Toán, phát huy khả năng sáng tạo và tư duy phản biện của học sinh, từ đó đáp ứng nhu cầu phát triển nguồn nhân lực chất lượng cao cho xã hội.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết về tư duy và tư duy sáng tạo, trong đó nhấn mạnh các đặc trưng cơ bản của tư duy sáng tạo gồm tính mềm dẻo, nhuần nhuyễn, độc đáo, hoàn thiện và nhạy cảm vấn đề. Các mô hình tư duy sáng tạo được áp dụng bao gồm:

  • Phương pháp Đối tượng tiêu điểm (Method of Focal Objects): Cải tiến kiến thức bằng cách kết hợp các đặc điểm của đối tượng khác nhau để tạo ra ý tưởng mới.
  • Tư duy hệ thống (Systems Thinking): Nhìn nhận vấn đề một cách toàn diện, phân tích các mối quan hệ tương tác trong hệ thống.
  • Phương pháp Thử và Sai (Trial & Error): Tiến hành thử nghiệm các giả thuyết khác nhau để tìm ra giải pháp tối ưu.
  • Phương pháp Động não (Brainstorming): Khuyến khích học sinh phát sinh nhiều ý tưởng trong thời gian ngắn.
  • Phương pháp 5W1H và Bản đồ tư duy (Mind Map): Hỗ trợ tổ chức và phát triển ý tưởng sáng tạo.

Các khái niệm chính được sử dụng gồm: tư duy sáng tạo, hàm số bậc hai, hàm số đa thức, ứng dụng thực tế, phát triển năng lực tư duy, và phương pháp dạy học tích cực.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ thực nghiệm sư phạm tại trường THPT Nguyễn Trãi, Thường Tín, Hà Nội, trong khoảng thời gian từ 20/2/2020 đến 20/3/2020. Cỡ mẫu gồm các lớp 10 và 12 với tổng số học sinh khoảng 120 em, được chia thành lớp thực nghiệm và lớp đối chứng.

Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu thuận tiện dựa trên điều kiện thực tế của trường học. Phương pháp phân tích dữ liệu bao gồm thống kê mô tả, so sánh kết quả kiểm tra trước và sau thực nghiệm, phân tích tần số và tỷ lệ phần trăm xếp loại học sinh.

Quá trình nghiên cứu gồm ba giai đoạn chính: nghiên cứu lý luận và thiết kế giáo án, thực nghiệm sư phạm với việc áp dụng các bài giảng phát triển tư duy sáng tạo, và đánh giá kết quả thông qua các bài kiểm tra và khảo sát ý kiến giáo viên, học sinh.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hiệu quả bài giảng phát triển tư duy sáng tạo: Sau thực nghiệm, tỷ lệ học sinh đạt loại khá và giỏi trong lớp thực nghiệm tăng từ 15% lên khoảng 45%, trong khi lớp đối chứng chỉ tăng nhẹ từ 15% lên 25%. Tỷ lệ học sinh yếu, kém giảm từ 40% xuống còn khoảng 20% trong lớp thực nghiệm.

  2. Tăng cường sự tích cực và sáng tạo của học sinh: Qua quan sát và khảo sát, khoảng 70% học sinh trong lớp thực nghiệm thể hiện sự chủ động trong việc phát hiện vấn đề mới và đề xuất nhiều phương án giải quyết khác nhau, so với chỉ 30% ở lớp đối chứng.

  3. Phát triển các đặc trưng của tư duy sáng tạo: Học sinh được rèn luyện tính mềm dẻo, nhuần nhuyễn và độc đáo trong tư duy thông qua các bài toán ứng dụng thực tế như tính chiều cao cổng Gateway Arch, tính chiều cao tối đa xe qua hầm cầu Hải Vân. Ví dụ, bài toán chiều cao cổng Gateway Arch giúp học sinh vận dụng kiến thức hàm số bậc hai để tính chiều cao thực tế gần 186m, tương ứng với số liệu thực tế.

  4. Khó khăn và hạn chế: Một số học sinh vẫn còn thói quen học tập thụ động, chưa phát huy hết khả năng sáng tạo do ảnh hưởng của phương pháp dạy truyền thống và hạn chế về cơ sở vật chất.

Thảo luận kết quả

Kết quả thực nghiệm cho thấy việc áp dụng phương pháp dạy học phát triển tư duy sáng tạo qua chủ đề hàm số bậc hai và hàm số đa thức có tác động tích cực đến chất lượng học tập và năng lực tư duy của học sinh. Sự tăng trưởng rõ rệt về tỷ lệ học sinh khá, giỏi và sự chủ động trong học tập phản ánh hiệu quả của việc tích hợp các bài toán thực tế và phương pháp dạy học tích cực.

So sánh với các nghiên cứu trong ngành giáo dục toán học, kết quả này phù hợp với xu hướng đổi mới phương pháp dạy học nhằm phát triển năng lực sáng tạo và tư duy phản biện cho học sinh. Việc sử dụng các bài toán thực tế như tính chiều cao cổng Gateway Arch không chỉ giúp học sinh hiểu sâu hơn về kiến thức mà còn kích thích sự hứng thú và sáng tạo trong học tập.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh tỷ lệ học sinh theo xếp loại trước và sau thực nghiệm giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng, cũng như bảng tổng hợp các đặc trưng tư duy sáng tạo được phát triển qua quá trình học tập.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường áp dụng bài toán thực tế trong giảng dạy: Giáo viên cần tích hợp nhiều bài toán ứng dụng thực tế liên quan đến hàm số bậc hai và đa thức nhằm phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh. Mục tiêu nâng tỷ lệ học sinh đạt loại khá, giỏi lên trên 50% trong vòng 1 năm học. Chủ thể thực hiện là giáo viên bộ môn Toán.

  2. Đào tạo và bồi dưỡng giáo viên về phương pháp dạy học tích cực: Tổ chức các khóa tập huấn về các phương pháp như động não, bản đồ tư duy, 5W1H để giáo viên nâng cao kỹ năng phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh. Thời gian thực hiện trong 6 tháng, do phòng giáo dục phối hợp với trường đại học sư phạm tổ chức.

  3. Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập phát triển tư duy sáng tạo: Thiết kế ma trận đề kiểm tra có các cấp độ năng lực tư duy sáng tạo, đảm bảo kiểm tra được sự phát triển năng lực của học sinh. Thời gian triển khai trong học kỳ tiếp theo, do tổ Toán chủ trì.

  4. Tạo môi trường học tập tích cực, khuyến khích thảo luận và trao đổi: Tổ chức các hoạt động nhóm, thảo luận, trình bày ý tưởng nhằm phát huy tính chủ động và sáng tạo của học sinh. Mục tiêu tăng cường sự tham gia của ít nhất 80% học sinh trong các hoạt động này. Chủ thể thực hiện là giáo viên và ban giám hiệu nhà trường.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên bộ môn Toán THPT: Nhận được các phương pháp và bài giảng mẫu giúp phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh, từ đó nâng cao hiệu quả giảng dạy.

  2. Nhà quản lý giáo dục: Có cơ sở để xây dựng chính sách đào tạo giáo viên và đổi mới chương trình, phương pháp dạy học phù hợp với xu hướng phát triển năng lực sáng tạo.

  3. Sinh viên sư phạm Toán: Tham khảo tài liệu nghiên cứu về phương pháp dạy học tích cực, phát triển tư duy sáng tạo trong môn Toán, phục vụ cho việc học tập và nghiên cứu khoa học.

  4. Các nhà nghiên cứu giáo dục: Có dữ liệu thực nghiệm và cơ sở lý luận để phát triển các đề tài nghiên cứu tiếp theo về phát triển năng lực tư duy sáng tạo trong giáo dục phổ thông.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tư duy sáng tạo là gì và tại sao cần phát triển cho học sinh?
    Tư duy sáng tạo là khả năng tìm ra các giải pháp mới, độc đáo và hiệu quả cho các vấn đề. Phát triển tư duy sáng tạo giúp học sinh linh hoạt trong suy nghĩ, nâng cao khả năng giải quyết vấn đề và thích ứng với thay đổi trong xã hội hiện đại.

  2. Phương pháp dạy học nào hiệu quả để phát triển tư duy sáng tạo?
    Các phương pháp như động não, bản đồ tư duy, thử và sai, tư duy hệ thống được chứng minh là hiệu quả trong việc kích thích sự sáng tạo và tư duy phản biện của học sinh.

  3. Làm thế nào để tích hợp bài toán thực tế vào giảng dạy hàm số?
    Giáo viên có thể sử dụng các bài toán ứng dụng như tính chiều cao cổng Gateway Arch, tính chiều cao tối đa xe qua hầm cầu để minh họa kiến thức, giúp học sinh thấy được ý nghĩa thực tiễn và phát triển tư duy sáng tạo.

  4. Kết quả thực nghiệm cho thấy sự khác biệt như thế nào giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng?
    Lớp thực nghiệm có tỷ lệ học sinh khá, giỏi tăng lên khoảng 45%, trong khi lớp đối chứng chỉ tăng nhẹ. Học sinh lớp thực nghiệm cũng tích cực hơn trong việc phát hiện và giải quyết vấn đề sáng tạo.

  5. Làm sao để giáo viên có thể đánh giá năng lực tư duy sáng tạo của học sinh?
    Giáo viên nên xây dựng ma trận đề kiểm tra với các cấp độ năng lực khác nhau, sử dụng các câu hỏi mở, bài tập không theo mẫu để học sinh thể hiện khả năng sáng tạo và tư duy độc lập.

Kết luận

  • Luận văn đã làm rõ cơ sở lý luận về tư duy sáng tạo và các phương pháp dạy học phát triển tư duy sáng tạo trong môn Toán.
  • Thiết kế và áp dụng bài giảng chủ đề hàm số bậc hai, hàm số đa thức có sử dụng bài toán thực tế giúp nâng cao chất lượng học tập và phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh THPT.
  • Kết quả thực nghiệm cho thấy sự cải thiện rõ rệt về năng lực học tập và tư duy sáng tạo của học sinh lớp thực nghiệm so với lớp đối chứng.
  • Đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm nâng cao hiệu quả dạy học phát triển tư duy sáng tạo, bao gồm đào tạo giáo viên, xây dựng hệ thống bài tập và tạo môi trường học tập tích cực.
  • Khuyến nghị các nhà giáo dục, quản lý và nghiên cứu tiếp tục phát triển và ứng dụng các phương pháp dạy học tích cực nhằm đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục trong tương lai.

Hãy bắt đầu áp dụng các phương pháp dạy học phát triển tư duy sáng tạo ngay hôm nay để nâng cao chất lượng giáo dục và phát huy tối đa tiềm năng của học sinh!