Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 và xu hướng toàn cầu hóa, giáo dục đang trải qua những thay đổi sâu sắc nhằm nâng cao chất lượng dạy và học. Theo Nghị quyết số 52 - NQ/TW ngày 27/9/2019 của Bộ Chính trị, việc đổi mới nội dung và phương pháp giáo dục theo hướng phát triển năng lực số (NLS) là một trong những nhiệm vụ trọng tâm. Ở Việt Nam, chương trình giáo dục phổ thông 2018 đã bắt đầu triển khai từ năm học 2022-2023, trong đó môn Toán lớp 10 giới thiệu chủ đề "Phương pháp tọa độ trong mặt phẳng" – một nội dung quan trọng, có nhiều ứng dụng thực tiễn và cơ hội phát triển NLS cho học sinh.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là xây dựng cơ sở lý luận và thiết kế các tình huống dạy học chủ đề phương pháp tọa độ trong mặt phẳng nhằm phát triển năng lực số cho học sinh lớp 10 trung học phổ thông. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào học sinh lớp 10 trường THPT Thọ Xuân, huyện Đan Phượng, Hà Nội, trong năm học 2023-2024. Nghiên cứu nhằm đánh giá thực trạng dạy học phát triển NLS, thiết kế và thực nghiệm các tình huống dạy học phù hợp, từ đó nâng cao hiệu quả học tập và phát triển năng lực số cho học sinh.

Ý nghĩa của nghiên cứu được thể hiện qua việc góp phần đổi mới phương pháp dạy học Toán theo hướng phát triển năng lực số, đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục phổ thông, đồng thời trang bị cho học sinh kỹ năng số thiết yếu trong kỷ nguyên số. Kết quả nghiên cứu cũng cung cấp tài liệu tham khảo hữu ích cho giáo viên và nhà quản lý giáo dục trong việc tổ chức dạy học hiệu quả.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai khung lý thuyết chính: lý thuyết phát triển năng lực số và lý thuyết dạy học theo định hướng phát triển năng lực. Năng lực số được định nghĩa là khả năng sử dụng công nghệ số một cách tự tin, có tư duy phản biện để phục vụ học tập, giải trí, công tác và giao tiếp. Theo nhóm tác giả Trịnh Thị Phương Thảo và cộng sự (2024), năng lực số bao gồm việc vận hành các công cụ kỹ thuật số, duyệt, tìm kiếm, lọc dữ liệu, tương tác và chia sẻ thông tin qua công nghệ số.

Lý thuyết dạy học theo định hướng phát triển năng lực nhấn mạnh việc tổ chức các hoạt động học tập nhằm nâng cao khả năng thực hiện có trách nhiệm và hiệu quả các hành động học tập của người học. Thiết kế tình huống dạy học là phương pháp cốt lõi để phát triển năng lực số, trong đó giáo viên xây dựng các tình huống có vấn đề, tạo cơ hội cho học sinh vận dụng công nghệ số trong giải quyết vấn đề.

Ba khái niệm chính được sử dụng trong nghiên cứu gồm: năng lực số (digital competence), tình huống dạy học (teaching situation), và phương pháp tọa độ trong mặt phẳng (coordinate method in plane geometry). Các mô hình thiết kế tình huống dạy học theo 4 bước (đưa ra tình huống, xác định cơ hội phát triển NLS, lựa chọn phương pháp và phương tiện, đánh giá năng lực) được áp dụng để xây dựng các tình huống dạy học.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm: tài liệu khoa học trong và ngoài nước về năng lực số và dạy học Toán, chương trình giáo dục phổ thông 2018, sách giáo khoa Toán 10, kết quả khảo sát thực trạng dạy học và năng lực số của học sinh và giáo viên tại trường THPT Thọ Xuân.

Phương pháp nghiên cứu bao gồm:

  • Nghiên cứu lý luận: tổng hợp, phân tích các công trình khoa học liên quan đến năng lực số và dạy học phát triển năng lực số cho học sinh THPT.
  • Nghiên cứu thực tiễn: khảo sát thực trạng dạy học phát triển năng lực số qua phiếu điều tra trực tuyến với 15 giáo viên và 150 học sinh tại Hà Nội.
  • Phương pháp thực nghiệm sư phạm: tổ chức dạy học thực nghiệm tại trường THPT Thọ Xuân để kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của các tình huống dạy học được thiết kế.
  • Phương pháp thống kê toán học: xử lý và phân tích số liệu khảo sát, đánh giá kết quả thực nghiệm bằng các chỉ số thống kê mô tả và so sánh.

Cỡ mẫu khảo sát gồm 15 giáo viên dạy Toán và 150 học sinh lớp 10. Phương pháp chọn mẫu là mẫu thuận tiện tại trường THPT Thọ Xuân. Phân tích dữ liệu sử dụng phần mềm thống kê để đánh giá mức độ nhận thức, tần suất sử dụng CNTT, và năng lực số của học sinh.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Nhận thức về tầm quan trọng của năng lực số: 100% giáo viên khảo sát cho rằng phát triển năng lực số cho học sinh là rất cần thiết trong bối cảnh chuyển đổi số hiện nay. Học sinh cũng tự đánh giá năng lực số của mình ở mức trung bình, với 33,3% chưa từng tham gia khóa học CNTT, 36,7% tự học và 30% đã tham gia khóa học chính thức.

  2. Thực trạng ứng dụng CNTT trong dạy học Toán: Hầu hết giáo viên thường xuyên sử dụng CNTT để soạn giáo án điện tử (80%) và sử dụng thiết bị công nghệ như máy chiếu (khoảng 60%). Tuy nhiên, việc tổ chức các hoạt động phát triển năng lực số cho học sinh còn hạn chế, với chỉ khoảng 6-13% giáo viên thường xuyên hướng dẫn học sinh sử dụng ứng dụng công nghệ, tìm kiếm thông tin, thiết kế sản phẩm học tập hoặc tổ chức lớp học trực tuyến.

  3. Khó khăn trong phát triển năng lực số: Giáo viên gặp khó khăn về thời gian chuẩn bị bài giảng (khoảng 60%), khả năng của học sinh còn hạn chế (khoảng 60%), và khó khăn trong thiết kế tình huống dạy học phát triển năng lực số (khoảng 13%). Học sinh thiếu kỹ năng sáng tạo nội dung số, tự đánh giá thấp nhất trong các lĩnh vực năng lực số (điểm trung bình 1,6 trên thang 3).

  4. Hiệu quả của các tình huống dạy học thiết kế theo hướng phát triển năng lực số: Qua thực nghiệm sư phạm, các tình huống dạy học như sử dụng ứng dụng Blooket, Padlet, Geogebra, Google Maps, Canva, và các dự án học tập đã giúp học sinh phát triển các năng lực thành phần như vận hành công cụ số, tìm kiếm và lọc thông tin, tương tác và chia sẻ qua công nghệ số. Ví dụ, học sinh sử dụng Geogebra để vẽ đồ thị đường tròn và tính khoảng cách, giúp tăng độ chính xác và hiểu sâu kiến thức.

Thảo luận kết quả

Kết quả khảo sát và thực nghiệm cho thấy giáo viên và học sinh đều nhận thức rõ tầm quan trọng của năng lực số trong giáo dục hiện đại, phù hợp với các nghiên cứu quốc tế về vai trò của năng lực số trong học tập và công việc. Tuy nhiên, việc triển khai dạy học phát triển năng lực số còn hạn chế do khó khăn về thời gian, kỹ năng thiết kế bài giảng và năng lực số của học sinh chưa đồng đều.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả này tương đồng với báo cáo của ngành giáo dục về việc cần đổi mới phương pháp dạy học và tăng cường ứng dụng công nghệ số trong trường học. Việc thiết kế các tình huống dạy học theo dự án và tích hợp công nghệ số đã chứng minh hiệu quả trong việc phát triển năng lực số, đồng thời tạo hứng thú và nâng cao hiệu quả học tập cho học sinh.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tần suất sử dụng CNTT của giáo viên, bảng điểm tự đánh giá năng lực số của học sinh theo các lĩnh vực, và biểu đồ so sánh kết quả học tập trước và sau thực nghiệm sư phạm. Các bảng và biểu đồ này minh họa rõ ràng sự cải thiện về năng lực số và hiệu quả học tập khi áp dụng phương pháp dạy học mới.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Tăng cường đào tạo và bồi dưỡng năng lực số cho giáo viên: Tổ chức các khóa tập huấn chuyên sâu về thiết kế tình huống dạy học phát triển năng lực số, sử dụng thành thạo các công cụ số như Geogebra, Padlet, Canva. Mục tiêu nâng cao kỹ năng thiết kế bài giảng số trong vòng 6 tháng, do Sở Giáo dục và Đào tạo phối hợp với các trường đại học thực hiện.

  2. Xây dựng và phổ biến các tình huống dạy học mẫu theo hướng phát triển năng lực số: Phát triển bộ tài liệu tình huống dạy học chủ đề phương pháp tọa độ trong mặt phẳng tích hợp công nghệ số, làm tài liệu tham khảo cho giáo viên toàn thành phố trong năm học tới. Chủ thể thực hiện là các tổ chuyên môn và trung tâm bồi dưỡng giáo viên.

  3. Đầu tư cơ sở vật chất và hạ tầng công nghệ thông tin tại các trường THPT: Đảm bảo trang bị đủ thiết bị số như máy tính bảng, máy chiếu, đường truyền Internet ổn định để phục vụ dạy học số. Mục tiêu hoàn thành trong 1 năm, do Ban giám hiệu nhà trường và các cấp quản lý giáo dục phối hợp thực hiện.

  4. Khuyến khích học sinh tham gia các khóa học kỹ năng số và sáng tạo nội dung số: Tổ chức các câu lạc bộ, hoạt động ngoại khóa về công nghệ số, lập trình, thiết kế nội dung số nhằm nâng cao kỹ năng sáng tạo và ứng dụng công nghệ. Thời gian triển khai trong năm học, do giáo viên phụ trách công nghệ thông tin và các tổ chức đoàn thể nhà trường đảm nhiệm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Giáo viên Toán trung học phổ thông: Nghiên cứu các tình huống dạy học phát triển năng lực số để áp dụng vào giảng dạy, nâng cao hiệu quả bài học và phát triển kỹ năng số cho học sinh.

  2. Nhà quản lý giáo dục và chuyên viên bồi dưỡng giáo viên: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chương trình đào tạo, bồi dưỡng giáo viên về phương pháp dạy học tích hợp công nghệ số.

  3. Sinh viên ngành Sư phạm Toán: Tham khảo để hiểu rõ hơn về phương pháp dạy học hiện đại, phát triển năng lực số trong môn Toán, chuẩn bị cho công tác giảng dạy tương lai.

  4. Nhà nghiên cứu giáo dục và công nghệ giáo dục: Tìm hiểu về mô hình thiết kế tình huống dạy học phát triển năng lực số, áp dụng trong các nghiên cứu tiếp theo về đổi mới phương pháp dạy học.

Câu hỏi thường gặp

  1. Năng lực số là gì và tại sao quan trọng trong giáo dục hiện nay?
    Năng lực số là khả năng sử dụng công nghệ số một cách tự tin và hiệu quả để học tập, làm việc và giao tiếp. Nó giúp học sinh thích nghi với kỷ nguyên số, nâng cao kỹ năng giải quyết vấn đề và sáng tạo nội dung số, rất cần thiết trong giáo dục hiện đại.

  2. Phương pháp tọa độ trong mặt phẳng có thể phát triển năng lực số cho học sinh như thế nào?
    Phương pháp tọa độ yêu cầu học sinh vận dụng các phép toán đại số, hình học và sử dụng phần mềm hỗ trợ như Geogebra để giải quyết bài toán, từ đó phát triển kỹ năng vận hành công cụ số, tư duy logic và khả năng ứng dụng công nghệ.

  3. Các tình huống dạy học theo hướng phát triển năng lực số được thiết kế như thế nào?
    Tình huống dạy học được thiết kế theo 4 bước: lựa chọn tình huống có vấn đề, xác định cơ hội phát triển năng lực số, lựa chọn phương pháp và công cụ dạy học phù hợp, và đánh giá sự phát triển năng lực số của học sinh trong quá trình học.

  4. Khó khăn chính của giáo viên khi dạy học phát triển năng lực số là gì?
    Giáo viên gặp khó khăn về thời gian chuẩn bị bài giảng, thiếu kỹ năng thiết kế tình huống dạy học tích hợp công nghệ số, và năng lực số của học sinh chưa đồng đều, ảnh hưởng đến hiệu quả giảng dạy.

  5. Làm thế nào để học sinh phát triển kỹ năng sáng tạo nội dung số?
    Học sinh cần được tham gia các hoạt động dự án, câu lạc bộ công nghệ, sử dụng các ứng dụng thiết kế như Canva, Powerpoint, và được hướng dẫn về lập trình, bản quyền nội dung số để nâng cao kỹ năng sáng tạo và ứng dụng công nghệ.

Kết luận

  • Luận văn khẳng định sự cần thiết của việc phát triển năng lực số trong dạy học môn Toán lớp 10, đặc biệt qua chủ đề phương pháp tọa độ trong mặt phẳng.
  • Thiết kế và thực nghiệm các tình huống dạy học tích hợp công nghệ số đã góp phần nâng cao hiệu quả học tập và phát triển năng lực số cho học sinh.
  • Kết quả khảo sát cho thấy giáo viên và học sinh đều nhận thức rõ tầm quan trọng của năng lực số nhưng còn gặp nhiều khó khăn trong triển khai thực tế.
  • Đề xuất các giải pháp cụ thể nhằm nâng cao năng lực số cho giáo viên và học sinh, đồng thời cải thiện cơ sở vật chất và tổ chức các hoạt động ngoại khóa.
  • Các bước tiếp theo bao gồm mở rộng thực nghiệm, hoàn thiện tài liệu dạy học và đào tạo bồi dưỡng giáo viên để nhân rộng mô hình trong các trường THPT khác.

Hành động ngay hôm nay để đổi mới phương pháp dạy học, phát triển năng lực số cho thế hệ học sinh tương lai, góp phần xây dựng nền giáo dục hiện đại, hội nhập quốc tế.