Tổng quan nghiên cứu

Thực trạng khảo sát tại hai trường tiểu học huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai cho thấy có tới 82,6% học sinh lớp 4 Trường Tiểu học xã Nghĩa Đô và 72,2% học sinh Trường Tiểu học số 1 Bảo Hà chưa làm chủ kỹ năng tính nhẩm đối với các phép toán cơ bản. Trong khi đó, 100% giáo viên tham gia điều tra đều khẳng định việc rèn kỹ năng tính nhẩm là nhiệm vụ đặc biệt quan trọng trong Chương trình Giáo dục phổ thông 2018. Mặc dù đóng vai trò trụ cột trong việc hình thành năng lực toán học, hoạt động dạy học các phép tính với số tự nhiên lớp 4 hiện nay vẫn nặng về kỹ thuật đặt tính viết dọc, khiến học sinh phụ thuộc thụ động vào giấy nháp. Xuất phát từ yêu cầu đổi mới căn bản giáo dục, luận văn thạc sĩ chuyên ngành Giáo dục học của tác giả Nguyễn Thành Trung, do Tiến sĩ Lâm Thùy Dương hướng dẫn khoa học tại Trường Đại học Sư phạm thuộc Đại học Thái Nguyên bảo vệ năm 2022, đã tập trung giải quyết triệt để điểm nghẽn này. Đề tài hướng tới mục tiêu xây dựng hệ thống biện pháp sư phạm khoa học nhằm phát triển kỹ năng tính nhẩm cho học sinh lớp 4 thông qua mạch số học. Phạm vi nghiên cứu được triển khai thực nghiệm sư phạm trong năm học 2021-2022 trên 8 lớp học khối 4 tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai. Đề tài mang lại ý nghĩa thực tiễn to lớn khi giúp nâng tỷ lệ học sinh đạt chuẩn kỹ năng tính nhẩm từ dưới 30% lên trên 75%, đồng thời tối ưu hóa thời gian tính toán trung bình từ 45 giây xuống còn 10 đến 15 giây cho mỗi phép tính nhẩm phức hợp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên cơ sở thuyết 5 giai đoạn hình thành kỹ năng của nhà tâm lý học K. Platonov, đi từ kỹ năng sơ cấp thử và sai đến kỹ xảo thành thạo linh hoạt. Mô hình này được tích hợp cùng lý thuyết 4 giai đoạn nhận thức hành động gồm nhận thức lý thuyết, làm thử theo mẫu, bước đầu hình thành kỹ năng độc lập và hoàn thiện kỹ năng sáng tạo. Đồng thời, luận văn vận dụng tư tưởng giải quyết vấn đề toán học của George Polya và khung năng lực tính toán 4 hoạt động tương tác theo chuẩn Chương trình Cambridge năm 2017 gồm nghe toán, nhìn toán, làm toán và chia sẻ toán. Bốn khái niệm công cụ đóng vai trò then chốt trong nghiên cứu gồm: Kỹ năng là năng lực vận dụng tri thức và kinh nghiệm để hành động đạt kết quả trong điều kiện thực tiễn; Kỹ năng giải toán là khả năng huy động vốn kiến thức số học và phương pháp giải để tìm ra đáp số chính xác; Kỹ năng tính nhẩm là phương thức tư duy thực hiện toàn bộ các bước tính toán trong đầu mà không dùng giấy nháp hay thiết bị trợ giúp; Cấu tạo thập phân của số tự nhiên là nền tảng tri thức cốt lõi để triển khai các kỹ thuật tách số, gộp số và làm tròn.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực nghiệm được thu thập từ mẫu nghiên cứu gồm 16 giáo viên và 205 học sinh lớp 4, trong đó Trường Tiểu học xã Nghĩa Đô có 115 học sinh tham gia khảo sát chiếm tỷ lệ 19,5% toàn trường và Trường Tiểu học số 1 Bảo Hà có 90 học sinh tham gia chiếm tỷ lệ 14,8% toàn trường. Đề tài áp dụng phương pháp chọn mẫu phân tầng có chủ đích nhằm bảo đảm tính đại diện cho cả địa bàn vùng sâu có đông học sinh dân tộc thiểu số và trường trung tâm cụm xã. Tác giả kết hợp đồng bộ các phương pháp nghiên cứu thực tiễn bao gồm: điều tra bằng phiếu hỏi ankét đối với giáo viên, phỏng vấn trực tiếp, quan sát dự giờ sư phạm và kiểm tra đánh giá năng lực học sinh qua bài thi chuẩn hóa 35 phút gồm 3 bài tập và 8 câu hỏi nhánh. Lý do lựa chọn phương pháp phân tích thống kê toán học là nhằm bảo đảm tính khách quan tuyệt đối, cho phép xử lý định lượng độ lệch chuẩn, giá trị trung bình và tần số điểm số để kiểm chứng giả thuyết khoa học. Toàn bộ tiến trình nghiên cứu lý luận, khảo sát thực trạng và thực nghiệm sư phạm được tiến hành trong mốc thời gian từ tháng 9 năm 2021 đến tháng 7 năm 2022.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã chỉ ra 4 phát hiện thực tiễn mang tính then chốt. Thứ nhất, tồn tại sự phân hóa sâu sắc giữa năng lực tính viết và tính nhẩm: 89,56% học sinh Trường Tiểu học Nghĩa Đô và 95,55% học sinh Trường Tiểu học số 1 Bảo Hà thực hiện thành thạo bài toán đặt tính rồi tính, nhưng khi chuyển sang bài toán nhân nhẩm thì tỷ lệ hoàn thành tụt giảm nghiêm trọng, chỉ còn đạt lần lượt 17,4% và 27,8%. Thứ hai, học sinh thiếu phản xạ vận dụng tính chất của phép tính để tính thuận tiện: ở bài toán tính bằng cách thuận tiện nhất, chỉ có 26,1% học sinh Nghĩa Đô và 38,88% học sinh Bảo Hà biết nhóm các số tạo thành số tròn chục hoặc tròn trăm. Điển hình khi thực hiện phép tính 314 nhân 21, có tới 100% học sinh đều dùng giấy nháp đặt tính dọc thay vì tư duy tách thừa số 21 thành tổng của 20 và 1 để nhẩm kết quả 6594. Thứ ba, năng lực tính nhẩm của học sinh chưa đáp ứng yêu cầu chung: 62,5% giáo viên đánh giá việc hình thành kỹ năng tính nhẩm là rất khó; không có bất kỳ lớp học nào đạt tỷ lệ trên 70% học sinh tính nhẩm tốt, trong khi có tới 31,25% số lớp có tỷ lệ học sinh nhẩm tốt ở mức dưới 30%. Thứ tư, phương pháp dạy học của giáo viên còn đơn điệu: 68,75% giáo viên sử dụng trò chơi và 50% giáo viên chia dạng bài tập, nhưng chỉ có 12,5% giáo viên áp dụng tính chất phép toán và 6,25% rèn kỹ thuật tách số làm tròn. Đặc biệt, 87,5% giáo viên cho rằng khó khăn xuất phát từ nhận thức hạn chế của học sinh, phản ánh tâm lý nhìn nhận chủ quan mà chưa chú trọng cải tiến phương pháp sư phạm của chính mình.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân sâu xa của thực trạng trên là do giáo viên còn lệ thuộc vào sách giáo khoa, chủ yếu dừng lại ở việc giao và sửa bài tập mà chưa cung cấp cho học sinh hệ thống quy trình kỹ thuật nhẩm rõ ràng. Học sinh tiểu học cuối cấp đang trong giai đoạn chuyển tiếp từ tư duy trực quan hành động sang tư duy trừu tượng, do đó nếu thiếu các điểm tựa thao tác tư duy thì các em rất dễ nhầm lẫn khi nhớ tạm các kết quả trung gian trong óc. Phát hiện này hoàn toàn tương thích với nhận định của tác giả Nguyễn Thị Kiều Oanh trong công trình năm 2020 khi chỉ ra rằng chương trình hiện hành mới chỉ dạy tính nhẩm ở các trường hợp có công thức đóng khung mà chưa chú trọng tình huống thực tiễn. Đồng thời, nghiên cứu thần kinh học của tác giả Kisou Kubota tại Viện Khoa học Thần kinh Hoa Kỳ đã khẳng định tính nhẩm không liên quan đến chỉ số thông minh bẩm sinh mà hoàn toàn do tần suất rèn luyện kích hoạt vùng hải mã não bộ. Về mặt trình bày trực quan, các dữ liệu nghiên cứu này có thể được biểu diễn sinh động thông qua biểu đồ cột kép so sánh mức độ làm chủ kỹ năng giữa hai nhóm trường, kết hợp với bảng phân phối tần số điểm số trước và sau thực nghiệm để làm nổi bật sự vượt trội của phương pháp sư phạm mới.

Đề xuất và khuyến nghị

Hệ thống giải pháp nâng cao kỹ năng tính nhẩm cho học sinh lớp 4 bao gồm 4 nhóm hành động trọng tâm sau đây:

Một là, chuẩn hóa quy trình rèn luyện kỹ thuật tính nhẩm cơ bản trong từng tiết học: Giáo viên giảng dạy môn Toán khối 4 cần triển khai quy trình sư phạm 4 bước gồm giới thiệu kỹ thuật, hướng dẫn mẫu chi tiết qua ví dụ, tổ chức luyện tập có định hướng và thiết kế bài tập tương tự để học sinh tự luyện. Mục tiêu đặt ra là giúp 100% học sinh làm chủ kỹ thuật thêm bớt làm tròn và nhân nhẩm số có hai chữ số trong 6 tháng đầu năm học.

Hai là, xây dựng ngân hàng bài toán gắn với bối cảnh thực tiễn địa phương: Tổ chuyên môn khối 4 tại các trường tiểu học chịu trách nhiệm biên soạn tập tài liệu gồm tối thiểu 50 bài toán tình huống thực tế liên quan đến chi tiêu sinh hoạt, đo đạc nông sản và mua bán hàng ngày. Chỉ tiêu cần đạt là tối thiểu 85% học sinh vận dụng thành thạo kỹ năng nhẩm để giải quyết bài toán thực tế trước tháng 4 năm 2023.

Ba là, đa dạng hóa hình thức tổ chức dạy học thông qua trò chơi toán học tương tác: Giáo viên bộ môn chủ động lồng ghép tối thiểu 2 hoạt động trò chơi tư duy mỗi tuần như Tiếp sức toán học, Rung chuông vàng hay Ong tìm mật nhằm kích thích hứng thú nhận thức. Biện pháp này hướng tới mục tiêu nâng tỷ lệ học sinh hào hứng học toán từ mức 12,5% lên trên 90% sau 1 học kỳ triển khai.

Bốn là, tổ chức tập huấn chuyên sâu về kỹ thuật dạy học tính nhẩm cho giáo viên: Ban Giám hiệu nhà trường phối hợp cùng Phòng Giáo dục và Đào tạo huyện Bảo Yên tổ chức các chuyên đề bồi dưỡng phương pháp trong quý 1 năm học mới, đảm bảo 100% giáo viên tiểu học nắm vững bản chất toán học của các phép biến đổi đại số và kỹ năng chuyển giao thao tác tư duy cho học sinh.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn là tài liệu tham khảo học thuật và ứng dụng có giá trị cao cho 4 nhóm đối tượng cụ thể:

Thứ nhất, Cán bộ quản lý giáo dục và Chuyên viên phụ trách tiểu học tại các Phòng Giáo dục và Đào tạo: Cung cấp bức tranh thực tế khách quan từ 205 học sinh tại huyện Bảo Yên để làm căn cứ hoạch định chính sách chuyên môn, xây dựng kế hoạch bồi dưỡng giáo viên và chỉ đạo đổi mới phương pháp dạy học số học lớp 4 theo chuẩn Chương trình Giáo dục phổ thông 2018.

Thứ hai, Giáo viên tiểu học đang trực tiếp giảng dạy khối lớp 4: Trực tiếp khai thác hệ thống giáo án thực nghiệm mẫu, các kỹ thuật tách gộp số và ngân hàng bài tập tính thuận tiện nhằm ứng dụng linh hoạt vào bài giảng trên lớp, giúp học sinh xóa bỏ tâm lý phụ thuộc vào giấy nháp và cải thiện rõ rệt tốc độ tính toán.

Thứ ba, Học viên cao học và Giảng viên nghiên cứu chuyên ngành Giáo dục học: Sử dụng công trình như một tài liệu chuyên khảo tham chiếu về phương pháp luận nghiên cứu thực tiễn, quy trình thiết kế bài kiểm tra ankét đánh giá năng lực tính toán và cách thức kiểm định thống kê trong khoa học giáo dục.

Thứ tư, Sinh viên chuyên ngành Giáo dục Tiểu học tại các trường đại học sư phạm: Nguồn học liệu bổ trợ thiết thực cho học phần Phương pháp dạy học môn Toán và Rèn luyện nghiệp vụ sư phạm, giúp sinh viên tích lũy kinh nghiệm xử lý tình huống giảng dạy và xây dựng hoạt động khởi động toán học sáng tạo trước khi bước vào kỳ thực tập tốt nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao học sinh lớp 4 thường gặp khó khăn và phụ thuộc vào tính viết khi giải toán?

Học sinh gặp khó khăn chủ yếu do thói quen đặt tính dọc thành nếp từ các lớp dưới, trong khi giáo viên chưa trang bị các kỹ thuật nhẩm có hệ thống. Kết quả khảo sát thực tế cho thấy 100% học sinh đều đặt tính trên giấy nháp với phép tính 314 nhân 21 thay vì tách số nhẩm nhanh, khiến tốc độ xử lý bài toán bị kéo dài đáng kể.

Khả năng tính nhẩm nhanh của học sinh có phụ thuộc vào chỉ số IQ bẩm sinh hay không?

Nghiên cứu khoa học thần kinh của tác giả Kisou Kubota tại Viện Khoa học Thần kinh Hoa Kỳ đã khẳng định tính nhẩm không liên quan đến chỉ số IQ bẩm sinh hay năng lực đọc viết. Tốc độ nhẩm tăng tỷ lệ thuận với số lần luyện tập có phương pháp, giúp mở rộng dung lượng vùng hải mã não bộ và củng cố phản xạ tư duy nhanh nhạy.

Luận văn đề xuất những kỹ thuật tính nhẩm cốt lõi nào cho học sinh lớp 4?

Tác giả tập trung vào hai nhóm kỹ thuật nền tảng: kỹ thuật tách, gộp, thêm bớt để làm tròn số chục, tròn trăm và kỹ thuật vận dụng tính chất phân phối, kết hợp của các phép toán. Những quy tắc như nhân nhẩm với 11 hay nhân một số với một hiệu giúp học sinh tìm ra kết quả chính xác chỉ sau vài giây tư duy nhẩm trong óc.

Các biện pháp trong luận văn có khả thi khi áp dụng tại các trường miền núi khó khăn không?

Hệ thống biện pháp hoàn toàn khả thi vì đã được kiểm chứng thực tế trên 205 học sinh tại huyện Bảo Yên, tỉnh Lào Cai với tỷ lệ học sinh dân tộc thiểu số cao. Phương pháp đi từ trực quan đến tư duy trừu tượng, tận dụng các đồ dùng dạy học sẵn có và trò chơi học tập nên rất dễ dàng áp dụng tại các địa bàn khó khăn.

Làm thế nào để giáo viên đánh giá chính xác sự tiến bộ về kỹ năng tính nhẩm của học sinh?

Giáo viên nên kết hợp giữa việc tổ chức các bài kiểm tra nhanh giới hạn thời gian từ 3 đến 5 phút với việc phỏng vấn trực tiếp cách suy nghĩ của học sinh sau khi nhẩm. Tiêu chí đánh giá chuẩn xác phải dựa đồng thời trên độ chuẩn xác của kết quả cuối cùng và khả năng giải thích thao tác tư duy logic không dùng giấy nháp.

Kết luận

Luận văn thạc sĩ đã mang lại những đóng góp khoa học và thực tiễn nổi bật được đúc kết qua 5 điểm cốt lõi:

  • Khẳng định tính cấp thiết của việc rèn luyện kỹ năng tính nhẩm nhằm hiện thực hóa mục tiêu phát triển năng lực tính toán trong Chương trình Giáo dục phổ thông 2018.
  • Hệ thống hóa hoàn chỉnh khung lý thuyết về kỹ năng toán học dựa trên thuyết giai đoạn nhận thức của K. Platonov và mô hình 4 hoạt động của Cambridge.
  • Phản ánh trung thực thực trạng kỹ năng tính nhẩm của 205 học sinh khối 4 vùng cao với tỷ lệ làm đúng dạng bài nhân nhẩm ban đầu chỉ đạt từ 17,4% đến 27,8%.
  • Xây dựng hệ thống 4 biện pháp sư phạm đồng bộ tập trung vào kỹ thuật làm tròn và vận dụng tính chất phép tính, giúp giải quyết triệt để rào cản phụ thuộc giấy nháp.
  • Kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả vượt trội qua thực nghiệm sư phạm đối chứng tại 2 trường tiểu học với tỷ lệ tiến bộ rõ rệt của nhóm thực nghiệm.

Đóng góp nổi bật của luận văn là cung cấp một cẩm nang phương pháp dạy học số học có giá trị ứng dụng cao, giúp giáo viên đổi mới tư duy sư phạm và trao cho học sinh công cụ tư duy sắc bén. Kế hoạch tiếp theo trong học kỳ tới là nhân rộng quy trình kỹ thuật này vào các buổi sinh hoạt chuyên môn khối tiểu học trên toàn huyện. Hãy truy cập Thư viện Trường Đại học Sư phạm thuộc Đại học Thái Nguyên để đón đọc toàn văn công trình nghiên cứu và cập nhật chi tiết hệ thống giáo án thực nghiệm số học tiêu biểu.