Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục Việt Nam, việc nâng cao chất lượng dạy học Toán ở bậc trung học phổ thông (THPT) là một nhiệm vụ trọng tâm. Theo báo cáo điều tra tại trường THPT An Lão, Hải Phòng, có khoảng 76% học sinh (HS) nhận thấy môn Hình học gần gũi với thực tế, nhưng đến 93,3% HS cho biết giáo viên (GV) chủ yếu truyền đạt lý thuyết và mẫu giải bài tập, khiến HS thiếu chủ động và sáng tạo trong học tập. Đặc biệt, phần Phương pháp tọa độ trong không gian (PPTĐ) thuộc chương trình Hình học 12 được đánh giá là khó tiếp cận, gây tâm lý e ngại cho HS do tính trừu tượng và yêu cầu phối hợp nhiều kiến thức.

Mục tiêu nghiên cứu là vận dụng phương pháp dạy học kiến tạo (PPDHKT) vào dạy học phần PPTĐ trong không gian nhằm phát huy tính tích cực, tự giác, sáng tạo của HS, đồng thời nâng cao hiệu quả học tập và phát triển năng lực tư duy toán học. Nghiên cứu được thực hiện tại các trường THPT trên địa bàn thành phố Hải Phòng trong năm học 2017-2018, với đối tượng là HS lớp 12 và GV bộ môn Toán.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp một quy trình dạy học theo PPDHKT phù hợp với đặc thù nội dung PPTĐ trong không gian, góp phần đổi mới phương pháp dạy học Toán, nâng cao chất lượng giáo dục và đáp ứng yêu cầu đổi mới chương trình phổ thông theo định hướng phát triển năng lực người học.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên lý thuyết kiến tạo nhận thức (Constructivism) của Piaget và Vygotsky, nhấn mạnh vai trò chủ động của người học trong việc xây dựng tri thức thông qua quá trình đồng hóa và điều ứng. Lý thuyết này cho rằng tri thức không được tiếp nhận thụ động mà được kiến tạo tích cực trong môi trường học tập tương tác.

PPDHKT được hiểu là phương pháp trong đó GV thiết kế các tình huống học tập có vấn đề, tạo điều kiện để HS chủ động tham gia kiến tạo tri thức mới dựa trên kiến thức và kinh nghiệm sẵn có. Các mô hình chu trình dạy học kiến tạo phổ biến như mô hình 4 bước của Bybee (Gợi động cơ – Trải nghiệm – Hình thành nội dung mới – Củng cố và phát triển) được vận dụng để xây dựng quy trình dạy học.

Các khái niệm chính bao gồm:

  • Phương pháp tọa độ trong không gian: kỹ thuật đại số hóa các bài toán hình học không gian bằng tọa độ và vectơ.
  • Vùng phát triển gần nhất (ZPD): khoảng cách giữa khả năng tự làm việc và khả năng làm việc có sự hỗ trợ.
  • Chu trình dạy học kiến tạo: các bước tổ chức hoạt động học tập nhằm phát triển nhận thức HS.
  • Đồng hóa và điều ứng: quá trình nhận thức để thích nghi và xây dựng tri thức mới.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp hỗn hợp gồm:

  • Phương pháp lý luận: tổng hợp, phân tích các tài liệu, giáo trình, sách giáo khoa và các công trình nghiên cứu liên quan đến PPDHKT và PPTĐ trong không gian.
  • Phương pháp điều tra, quan sát: khảo sát ý kiến 20 GV Toán và 150 HS lớp 12 tại trường THPT An Lão, Hải Phòng về thực trạng dạy học PPTĐ theo PPDHKT.
  • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: tổ chức thực nghiệm trên lớp học với cỡ mẫu khoảng 60 HS, chia thành lớp thực nghiệm và lớp đối chứng, áp dụng quy trình dạy học kiến tạo trong các tình huống điển hình của PPTĐ.
  • Phân tích dữ liệu: sử dụng thống kê mô tả, so sánh điểm kiểm tra chất lượng giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng trước và sau thực nghiệm để đánh giá hiệu quả.
  • Timeline nghiên cứu: từ tháng 9/2017 đến tháng 6/2018, bao gồm giai đoạn khảo sát, xây dựng giáo án, thực nghiệm và tổng hợp kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Thực trạng dạy học PPTĐ trong không gian:

    • 78% HS cho biết GV chưa làm rõ ý nghĩa thực tế của các đối tượng hình học trong chương trình.
    • 80% HS phản ánh GV chủ yếu truyền đạt lý thuyết và mẫu giải, HS chỉ ghi chép và áp dụng máy móc.
    • 93,3% HS cho rằng bài tập được GV đưa ra theo mẫu, thiếu các tình huống mở để HS tự khám phá.

  2. Hiệu quả áp dụng PPDHKT:

    • Sau thực nghiệm, điểm trung bình kiểm tra chất lượng của lớp thực nghiệm tăng khoảng 15% so với trước thực nghiệm, trong khi lớp đối chứng chỉ tăng khoảng 5%.
    • Tỷ lệ HS đạt điểm trên trung bình trong lớp thực nghiệm đạt 85%, cao hơn 20% so với lớp đối chứng.
    • HS trong lớp thực nghiệm thể hiện sự chủ động, sáng tạo hơn trong việc giải quyết bài tập, đặc biệt là các bài toán hình học không gian phức tạp.

  3. Phản hồi của GV và HS:

    • GV đánh giá PPDHKT giúp HS phát triển tư duy logic, kỹ năng hợp tác nhóm và khả năng tự học.
    • HS cảm thấy hứng thú hơn, giảm bớt tâm lý sợ môn học, tăng khả năng vận dụng kiến thức vào thực tế.

Thảo luận kết quả

Kết quả thực nghiệm cho thấy việc vận dụng PPDHKT vào dạy học phần PPTĐ trong không gian góp phần nâng cao hiệu quả học tập, phù hợp với quan điểm của Piaget về quá trình đồng hóa và điều ứng trong nhận thức. Việc thiết kế các tình huống học tập có vấn đề giúp HS phát triển vùng phát triển gần nhất, từ đó kiến tạo tri thức mới một cách chủ động.

So sánh với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả này tương đồng với báo cáo của một số nhà nghiên cứu về hiệu quả của PPDHKT trong dạy học Toán, đặc biệt trong việc phát triển năng lực tư duy và kỹ năng giải quyết vấn đề. Việc HS tham gia tích cực vào quá trình học tập cũng phù hợp với luận điểm của Vygotsky về vai trò của tương tác xã hội trong phát triển nhận thức.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh điểm trung bình và tỷ lệ HS đạt điểm trên trung bình giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng trước và sau thực nghiệm, cũng như bảng phân bố điểm kiểm tra chi tiết.

Tuy nhiên, việc áp dụng PPDHKT đòi hỏi GV phải có sự chuẩn bị kỹ lưỡng, hiểu biết sâu sắc về lý thuyết và kỹ năng tổ chức hoạt động học tập, đồng thời HS cần được rèn luyện để thích nghi với phương pháp học tập mới.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tổ chức tập huấn chuyên sâu cho giáo viên về lý thuyết kiến tạo và kỹ năng thiết kế bài giảng theo PPDHKT, nhằm nâng cao năng lực sư phạm và khả năng vận dụng phương pháp mới. Thời gian: trong vòng 6 tháng, chủ thể thực hiện: Sở Giáo dục và Đào tạo Hải Phòng phối hợp với các trường đại học sư phạm.

  2. Xây dựng bộ giáo án mẫu và tài liệu hướng dẫn áp dụng PPDHKT cho phần PPTĐ trong không gian, giúp GV có nguồn tham khảo chuẩn xác và tiết kiệm thời gian chuẩn bị. Thời gian: 3 tháng, chủ thể thực hiện: Ban chuyên môn các trường THPT và khoa Sư phạm.

  3. Tăng cường tổ chức các hoạt động học tập tương tác, nhóm thảo luận và thực hành trải nghiệm trong giờ học Toán, nhằm phát huy tính tích cực và sáng tạo của HS. Thời gian: áp dụng liên tục trong năm học, chủ thể thực hiện: GV bộ môn Toán.

  4. Xây dựng hệ thống đánh giá đa dạng, chú trọng đánh giá năng lực tư duy và kỹ năng giải quyết vấn đề thay vì chỉ đánh giá kiến thức lý thuyết, nhằm khuyến khích HS phát triển toàn diện. Thời gian: triển khai từ năm học tiếp theo, chủ thể thực hiện: Ban giám hiệu và tổ chuyên môn.

  5. Khuyến khích nghiên cứu và nhân rộng mô hình dạy học kiến tạo trong các phần khác của chương trình Toán THPT, nhằm tạo sự đồng bộ và nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện. Thời gian: kế hoạch 2-3 năm, chủ thể thực hiện: Sở Giáo dục và Đào tạo, các trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên Toán THPT: Nắm bắt phương pháp dạy học kiến tạo, áp dụng vào giảng dạy phần PPTĐ trong không gian để nâng cao hiệu quả và phát triển năng lực HS.

  2. Nhà quản lý giáo dục: Hiểu rõ thực trạng và giải pháp đổi mới phương pháp dạy học Toán, từ đó xây dựng chính sách, kế hoạch tập huấn và hỗ trợ GV.

  3. Sinh viên sư phạm Toán: Học tập lý thuyết và thực hành PPDHKT, chuẩn bị kỹ năng sư phạm hiện đại phù hợp với xu hướng đổi mới giáo dục.

  4. Nghiên cứu sinh và nhà khoa học giáo dục: Tham khảo mô hình nghiên cứu, phương pháp thực nghiệm và kết quả để phát triển các đề tài nghiên cứu tiếp theo về đổi mới phương pháp dạy học.

Câu hỏi thường gặp

  1. PPDH kiến tạo là gì và tại sao nên áp dụng trong dạy học Toán?
    PPDH kiến tạo là phương pháp dạy học trong đó HS chủ động xây dựng tri thức thông qua các hoạt động tương tác và giải quyết vấn đề. Áp dụng giúp HS phát triển tư duy sáng tạo, kỹ năng tự học và vận dụng kiến thức linh hoạt, phù hợp với yêu cầu đổi mới giáo dục hiện nay.

  2. Làm thế nào để GV thiết kế tình huống học tập theo PPDHKT?
    GV cần xây dựng các bài tập, câu hỏi mở hoặc tình huống thực tế có vấn đề, kích thích HS suy nghĩ, thảo luận và tự khám phá kiến thức mới. Ví dụ, trong dạy học PPTĐ, GV có thể giao bài toán xác định tọa độ điểm trong không gian dựa trên mô hình hoặc hình vẽ trực quan.

  3. PPDHKT có phù hợp với tất cả HS không?
    PPDHKT phù hợp với đa số HS nhưng đòi hỏi HS phải có sự chủ động và tích cực trong học tập. Với HS còn yếu, GV cần hỗ trợ thêm, tổ chức hoạt động nhóm và tạo môi trường học tập thân thiện để khuyến khích sự tham gia.

  4. Thời gian chuẩn bị bài giảng theo PPDHKT có lâu hơn phương pháp truyền thống không?
    Thông thường, GV cần đầu tư nhiều thời gian hơn để thiết kế tình huống học tập, chuẩn bị tài liệu và tổ chức hoạt động tương tác. Tuy nhiên, hiệu quả học tập tăng lên đáng kể, bù đắp cho thời gian chuẩn bị ban đầu.

  5. Làm sao đánh giá hiệu quả của PPDHKT trong dạy học?
    Có thể đánh giá qua kết quả kiểm tra chất lượng, quan sát thái độ và sự tham gia của HS, cũng như phản hồi từ HS và GV. Ví dụ, trong nghiên cứu này, điểm kiểm tra của lớp thực nghiệm tăng 15% so với trước thực nghiệm, chứng tỏ hiệu quả rõ rệt.

Kết luận

  • Vận dụng PPDH kiến tạo vào dạy học phần Phương pháp tọa độ trong không gian giúp HS phát huy tính tích cực, sáng tạo và nâng cao hiệu quả học tập.
  • Thực trạng dạy học hiện nay còn nhiều hạn chế, chủ yếu dựa vào phương pháp truyền thống, chưa phát huy được năng lực tư duy và kỹ năng giải quyết vấn đề của HS.
  • Quy trình dạy học kiến tạo gồm 4 bước: Gợi động cơ, Trải nghiệm, Hình thành nội dung mới, Củng cố và phát triển nội dung mới được xây dựng và áp dụng thành công trong thực nghiệm sư phạm.
  • Kết quả thực nghiệm cho thấy sự cải thiện rõ rệt về điểm số và thái độ học tập của HS, đồng thời GV và HS đều đánh giá cao phương pháp này.
  • Đề xuất các giải pháp tập huấn GV, xây dựng tài liệu, tổ chức hoạt động học tập tương tác và đổi mới đánh giá nhằm nhân rộng và nâng cao chất lượng dạy học Toán theo PPDHKT.

Hành động tiếp theo: Các nhà quản lý giáo dục và GV cần phối hợp triển khai tập huấn, áp dụng quy trình dạy học kiến tạo trong thực tiễn giảng dạy để nâng cao chất lượng giáo dục Toán THPT.