Luận án tiến sĩ xây dựng và sử dụng một số tình huống khám phá trong dạy học toán trung học phổ thông với sự hỗ trợ của máy tính cầm tay

Luận án tiến sĩ nghiên cứu xây dựng và sử dụng một số tình huống khám phá trong dạy học toán trung học phổ thông với sự hỗ trợ, phát triển phương pháp mới, đánh giá hiệu quả ứng

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

Luận án tiến sĩ
239
1
0

Phí lưu trữ

55 Point

Mục lục chi tiết

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỞ ĐẦU

0.1. Lí do chọn đề tài

0.2. Mục đích nghiên cứu

0.3. Nhiệm vụ nghiên cứu

0.4. Khách thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu

0.5. Giả thuyết khoa học

0.6. Phương pháp nghiên cứu

0.7. Những vấn đề đưa ra bảo vệ

0.8. Những đóng góp luận án

0.9. Bố cục của luận án

1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN

1.1. Tổng quan một số kết quả nghiên cứu về dạy học khám phá

1.1.1. Một số kết quả nghiên cứu nước ngoài

2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG DẠY HỌC MÔN TOÁN TRUNG HỌC PHỔ THÔNG VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY TÍNH CẦM TAY

2.1. Mục đích nghiên cứu

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.3. Kết quả nghiên cứu thực trạng sử dụng máy tính cầm tay trong dạy học toán ở trường trung học phổ thông

2.3.1. Nội dung khảo sát

2.3.2. Kết quả khảo sát

3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG MỘT SỐ TÌNH HUỐNG KHÁM PHÁ TRONG DẠY HỌC TOÁN TRUNG HỌC PHỔ THÔNG VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY TÍNH CẦM TAY

3.1. Nguyên tắc định hướng xây dựng tình huống

3.2. Xây dựng và sử dụng một số tình huống khám phá trong dạy học toán trung học phổ thông với sự hỗ trợ của máy tính cầm tay

3.3. Quy trình xây dựng và sử dụng tình huống khám phá

3.4. Nhóm tình huống 1: Sử dụng máy tính cầm tay hỗ trợ học sinh tính toán, dự đoán quy luật, xây dựng các giả thuyết khoa học

3.5. Nhóm tình huống 2: Sử dụng máy tính cầm tay hỗ trợ hoạt động mô hình hóa toán học

3.6. Nhóm tình huống 3: Sử dụng máy tính cầm tay khám phá các hình thức biểu diễn toán học

4. CHƯƠNG 4: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

4.1. Mục đích, yêu cầu, nội dung thực nghiệm

4.2. Thời gian, quy trình và phương pháp thực nghiệm sư phạm

4.2.1. Thời gian thực nghiệm sư phạm

4.2.2. Quy trình tổ chức thực nghiệm sư phạm

4.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm

4.4. Tiến trình thực nghiệm sư phạm

4.4.1. Thực nghiệm sư phạm vòng 1

4.4.2. Thực nghiệm sư phạm vòng 2

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC 1

PHỤ LỤC 2

PHỤ LỤC 3

PHỤ LỤC 4

PHỤ LỤC 5

PHỤ LỤC 6

Tóm tắt

I. Tổng quan về tình huống khám phá trong dạy học Toán THPT

Tình huống khám phá là một phương pháp dạy học tích cực, giúp học sinh chủ động tìm hiểu và giải quyết vấn đề. Trong dạy học Toán THPT, việc sử dụng máy tính cầm tay (MTCT) như một công cụ hỗ trợ đã trở thành xu hướng phổ biến. MTCT không chỉ giúp học sinh thực hiện các phép tính phức tạp mà còn hỗ trợ trong việc khám phá các quy luật toán học, dự đoán kết quả và xây dựng giả thuyết. Phương pháp này phù hợp với mục tiêu giáo dục hiện đại, hướng đến phát triển năng lực và phẩm chất người học.

1.1. Khái niệm và đặc trưng của tình huống khám phá

Tình huống khám phá là một tình huống học tập được thiết kế để kích thích học sinh tìm tòi, khám phá kiến thức mới. Đặc trưng của phương pháp này là tính chủ động, sáng tạo và khả năng giải quyết vấn đề. Trong dạy học Toán, tình huống khám phá thường được xây dựng dựa trên các bài toán thực tế hoặc các vấn đề toán học phức tạp, yêu cầu học sinh sử dụng MTCT để phân tích và tìm ra lời giải.

1.2. Vai trò của máy tính cầm tay trong khám phá Toán học

Máy tính cầm tay đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ học sinh khám phá Toán học. Nó không chỉ là công cụ tính toán mà còn giúp học sinh thực hiện các thao tác phức tạp như vẽ đồ thị, giải phương trình, và phân tích dữ liệu. Sử dụng MTCT trong dạy học Toán THPT giúp học sinh phát triển tư duy logic, khả năng phân tích và giải quyết vấn đề một cách hiệu quả.

II. Phương pháp dạy học tích hợp máy tính cầm tay

Phương pháp dạy học tích hợp MTCT trong Toán THPT đòi hỏi giáo viên phải thiết kế các bài học sao cho học sinh có thể sử dụng MTCT một cách hiệu quả. Phương pháp này không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn rèn luyện kỹ năng sử dụng công nghệ trong học tập. Ứng dụng công nghệ trong giáo dục thông qua MTCT đã mang lại nhiều lợi ích, bao gồm tăng cường hứng thú học tập và nâng cao chất lượng dạy học.

2.1. Quy trình xây dựng tình huống khám phá

Quy trình xây dựng tình huống khám phá bao gồm các bước: xác định mục tiêu học tập, thiết kế tình huống có vấn đề, hướng dẫn học sinh sử dụng MTCT để khám phá, và đánh giá kết quả. Giáo viên cần lựa chọn các nội dung phù hợp với khả năng của học sinh và đảm bảo rằng tình huống được thiết kế có tính thách thức nhưng không quá khó.

2.2. Các mức độ sử dụng máy tính cầm tay trong dạy học

Việc sử dụng máy tính cầm tay trong dạy học Toán THPT có thể được phân thành các mức độ: cơ bản (thực hiện phép tính đơn giản), trung bình (giải phương trình, vẽ đồ thị), và nâng cao (phân tích dữ liệu, mô hình hóa toán học). Giáo viên cần linh hoạt trong việc lựa chọn mức độ phù hợp với từng đối tượng học sinh để đạt hiệu quả cao nhất.

III. Thực trạng và ứng dụng của tình huống khám phá trong giáo dục THPT

Thực trạng sử dụng tình huống khám phá trong dạy học Toán THPT tại Việt Nam cho thấy, mặc dù MTCT đã được áp dụng rộng rãi, nhưng hiệu quả vẫn còn hạn chế. Nguyên nhân chính là do thiếu tài liệu hướng dẫn và kỹ năng sử dụng MTCT của giáo viên và học sinh. Tuy nhiên, các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng, việc tích hợp MTCT vào phương pháp sư phạm có thể mang lại nhiều lợi ích, bao gồm nâng cao kỹ năng giải Toán và phát triển tư duy logic cho học sinh.

3.1. Những thách thức trong việc sử dụng máy tính cầm tay

Một trong những thách thức lớn nhất trong việc sử dụng máy tính cầm tay là sự thiếu đồng bộ trong cách tiếp cận giữa giáo viên và học sinh. Nhiều giáo viên chưa được đào tạo bài bản về cách sử dụng MTCT, dẫn đến việc hướng dẫn học sinh không hiệu quả. Bên cạnh đó, học sinh cũng gặp khó khăn trong việc ứng dụng MTCT vào các bài toán phức tạp.

3.2. Giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng máy tính cầm tay

Để nâng cao hiệu quả sử dụng máy tính cầm tay, cần có các giải pháp như: tổ chức các khóa đào tạo cho giáo viên, xây dựng tài liệu hướng dẫn chi tiết, và thiết kế các bài tập phù hợp với khả năng của học sinh. Đồng thời, cần khuyến khích học sinh sử dụng MTCT một cách sáng tạo, không chỉ dừng lại ở việc thực hiện các phép tính đơn giản.

01/03/2025
Luận án tiến sĩ xây dựng và sử dụng một số tình huống khám phá trong dạy học toán trung học phổ thông với sự hỗ trợ của máy tính cầm tay

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN 1. Tổng quan một số kết quả nghiên cứu về dạy học khám phá 1. Một số kết quả nghiên cứu nước ngoài Học tập khám phá (Discovery Learning) là một hình thức học tích cực bắt đầu bằng cách đặt ra các câu hỏi, vấn đề hoặc tình huống và được coi là một cách tiếp cận giáo dục dựa trên kiến tạo. Lí luận về học khám phá được hình thành và phát triển dựa trên các tư tưởng, nghiên cứu của các nhà lý thuyết và tâm lý học Jean Piaget, Jerome Bruner, Seymour Papert (theo [76]), trong đó Jerome Bruner được coi là một trong những người có công đầu tiên nghiên cứu, áp dụng phương pháp học tập khám phá vào những năm 1960 [102].

Bruner [78], lập luận rằng "Thực hành khám phá bản thân, dạy người ta thu nhận thông tin theo cách làm cho thông tin đó trở nên khả thi hơn trong việc giải quyết vấn đề". Nghĩa của việc học khám phá có thể bao hàm nhiều kỹ thuật giảng dạy khác nhau. Theo một đánh giá phân tích tổng hợp được thực hiện bởi Alfieri, Brooks, Aldrich và Tenenbaum [75], một nhiệm vụ học tập khám phá có thể bao gồm từ phát hiện mô hình tiềm ẩn, đến gợi ý giải thích và làm việc thông qua hướng dẫn để tiến hành mô phỏng. Học tập khám phá có thể xảy ra bất cứ khi nào học sinh không được cung cấp câu trả lời chính xác mà thay vào đó là các tài liệu để tự tìm ra câu trả lời.

Học tập khám phá diễn ra trong các tình huống giải quyết vấn đề, trong đó người học tương tác với môi trường của học tập bằng cách khám phá và thao tác trên các đối tượng, tìm hiểu các câu hỏi và thảo luận, hoặc thực hiện các thí nghiệm, đồng thời rút ra kinh nghiệm và kiến thức có sẵn của bản thân. Học tập dựa trên khám phá thường có đặc điểm là ít có sự hướng dẫn của GV, ít giải thích của GV hơn, giải quyết vấn đề với nhiều giải pháp, sử dụng tài liệu thực hành, ít lặp lại và ghi nhớ [110]. 8 Hiện nay, các nghiên cứu về học tập khám phá thường tập trung vào một số xu hướng chủ yếu sau: - Xu hướng 1: Nghiên cứu về vai trò của GV trong việc tổ chức học khám phá cho HS. Nhiều nghiên cứu cho rằng, một trong những yếu tố thành công quan trọng đối với việc học khám phá là nó phải có sự hỗ trợ của giáo viên.

Bruner [78], cho rằng khám phá không thể xảy ra nếu không có một số kiến thức cơ bản. Mayer [103], cho rằng nên loại bỏ khám phá thuần túy không có trợ giúp do thiếu bằng chứng cho thấy nó cải thiện kết quả học tập. Học tập khám phá cũng có thể còn gây khó khăn cho người học [97]. Do đó, vai trò của giáo viên trong việc học khám phá là rất quan trọng đối với sự thành công của kết quả học tập.

Học sinh phải xây dựng kiến thức nền tảng thông qua các ví dụ, thực hành và phản hồi. Điều này có thể cung cấp nền tảng cho học sinh tích hợp thông tin bổ sung và xây dựng dựa trên kỹ năng giải quyết vấn đề và tư duy phản biện. - Xu hướng 2: Nghiên cứu về những lợi ích của học tập khám phá. Những nghiên cứu theo xu hướng này tập trung vào khẳng định về những ưu điểm, lợi ích của học tập khám phá so với những phương pháp, kỹ thuật học tập khác.

Dorier và Garcia [88], cho rằng kết quả của việc học tập dựa trên khám phá là sự phát triển của trí óc ham học hỏi và tiềm năng học tập suốt đời, Carroll và Beman [82], khẳng định học tập khám phá thúc đẩy sự khám phá của học sinh và hợp tác với giáo viên và bạn bè để giải quyết vấn đề. Trẻ em cũng có thể tự tìm hiểu và tham gia tích cực vào quá trình học tập giúp tạo động lực cho học sinh. Những nghiên cứu của Geoffrey Petty [43], Saeed Khan, Shaukat Hussain, Riasat Ali [96], Neil Postman và Weingartner Charles [112] đều khẳng định lợi ích của học tập khám phá đem lại cho người học vượt xa các hạn chế của nó. 9 - Xu hướng 3: Nghiên cứu về mức độ khám phá.

Theo xu hướng này, các nhà nghiên cứu đã tập trung vào các dạng khám phá, mức độ và mô hình khám phá. Khi nghiên cứu về tự khám phá và khám phá có hướng dẫn, Bruner [78] cho rằng, học sinh có nhiều khả năng ghi nhớ các khái niệm hơn nếu họ tự khám phá chúng thay vì được dạy trực tiếp. Một số nghiên cứu như Wilson Jenny và Jan Wing Leslie [90], Yazmins Rivera [119],… cho rằng có những lợi ích cho cả hướng dẫn trực tiếp và khám phá được hỗ trợ, do đó việc tìm ra sự cân bằng giữa hai cách giảng dạy này sẽ dẫn đến kết quả học tập tốt nhất cho học sinh - Xu hướng 4: Nghiên cứu học tập khám phá trong giáo dục nhu cầu đặc biệt (giáo dục trẻ khuyết tật, trẻ có khả năng đặc biệt). Fuchs và các cộng sự [111], cho rằng sự can thiệp hiệu quả cho học sinh khuyết tật về toán học đòi hỏi phải có một hình thức rõ ràng, bài bản về hướng dẫn.

Các nghiên cứu của David Koert [74], Monroe [102],… đã tập trung về học tập khám phá cho các đối tượng HS các cấp học (mầm non, tiểu học, trung học, đại học), cho các môn học (bao gồm cả khoa học tự nhiên, khoa học xã hội, ngôn ngữ,…). - Xu hướng 5: Nghiên cứu học tập khám phá với sự hỗ trợ của CNTT. Theo Nguyễn Thị Hồng Chi [7], việc nghiên cứu tổ chức học tập khám phá với sự hỗ trợ của CNTT như một hướng để nâng cao hiệu quả dạy học cũng được quan tâm nhiều hơn trong thời gian gần đây. Có thể kể đến công trình của các tác giả Mara Alagic, Catherine Yeotis, Glyn Rimmington, Jakes và Knodle [89], Krajcik, Blumenfeld, Marx, Soloway [99], Rubin [105],… Trong đó, các tác giả đã đề cập đến việc sử dụng các thành tựu của khoa học công nghề, đặc biệt là vấn đề tìm kiếm, thu thập thông tin trên mạng internet để nâng cao hiệu quả học tập khám phá.

Tuy nhiên, các nghiên cứu nghiêng về trình bày sự hữu ích của CNTT, chưa thực sự chỉ ra cách sử dụng các thành tựu đó như thế nào để hỗ trợ việc học tập khám phá trong lớp học. Một số kết quả nghiên cứu ở Việt Nam a) Về dạy học khám phá: Dạy học khám phá ở Việt Nam được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm như Nguyễn Hữu Châu, Đặng Thành Hưng, Phan Trọng Ngọ,. và được phát triển ở các cấp độ nghiên cứu khác nhau, từ những vấn đề liên quan phương pháp luận, phương pháp, kỹ thuật dạy học đến những mô hình dạy học cụ thể. Trong đó, nội dung được đề cập nhiều đến bản chất của học tập khám phá, nhấn mạnh việc HS tự mình phát hiện ra tri thức mới thông qua điều tra, khảo sát, tìm tòi, làm thực nghiệm dưới sự tổ chức, hướng dẫn, điều khiển của GV.

Có thể thấy, vấn đề khám phá trong học tập đã được các tác giả quan tâm, nghiên cứu, vận dụng ở nhiều cấp độ và phương diện khác nhau (dẫn theo [7]): - Nghiên cứu ở cấp độ phương pháp luận: Phân tích cơ sở triết học, cơ sở tâm lí học và giáo dục học của lí thuyết kiến tạo, Nguyễn Hữu Châu, Cao Thị Hà [6] kết luận: Khác với những lí thuyết dạy học khác, lí thuyết kiến tạo quan niệm GV không phải là người cung cấp những tri thức sẵn có cho HS mà phải là người hướng dẫn để HS tự khám phá ra tri thức, thực hiện những nhiệm vụ học tập từ đó kiến tạo kiến thức cho bản thân. Nghiên cứu đã khẳng định DHKP là một trong những kiểu dạy học đặc thù của lí thuyết kiến tạo. Đặng Thành Hưng [21], cho rằng cách tiếp cận kiến tạo trong học tập, dạy học góp phần phát triển một hệ các phương pháp dạy học thể hiện nhiều ưu điểm mà hiện nay giáo dục thế giới thừa nhận, trong đó có các kiểu phương pháp kiến tạo - tìm tòi thực nghiệm, nghiên cứu điều tra,. Nghiên cứu của Phan Trọng Ngọ [40], [41] đã trình bày lí thuyết kiến tạo nhận thức của Piaget và mô hình dạy học dựa vào sự học tập khám phá của Bruner.

Tác giả khẳng định: Ngày nay nhiều nhà sư phạm ủng hộ mô hình dạy học này, vì nó phù hợp với cách con người học và phát triển. 11 - Nghiên cứu dạy học khám phá ở cấp độ phương pháp dạy học: Khi nghiên cứu DHKP ở cấp độ phương pháp dạy học, các tác giả đã đề cập đến mô hình DHKP. Cụ thể: Về các hoạt động khám phá, Trần Bá Hoành [19] đã hệ thống lại hai mô hình dạy học theo Pavlov và Skinner, từ đó đưa ra các luận điểm về dạy học bằng các hoạt động khám phá có hướng dẫn. Về chức năng và những ứng dụng phương pháp dạy học, Đặng Thành Hưng [20] đã trình bày, đề cập đến kiểu phương pháp dạy học kiến tạo với các mô hình phổ biến của nó.

Về những đặc trưng cơ bản, lợi ích và điều kiện thực hiện khám phá, Trần Thúc Trình [60] nêu rõ đặc trưng của thuật ngữ "khai phá", ''tìm tòi", "khám phá". Về những mô hình cụ thể của DHKP, Phó Đức Hòa [17] đưa ra quan điểm về các dạng khám phá theo thuyết kiến tạo trong dạy học ở tiểu học. Tác giả cho rằng: Dưới góc độ lí luận dạy học hiện đại ngày nay, DHKP là kiểu dạy học tích cực bao gồm nhiều phương pháp khác nhau: Khám phá quy nạp, khám phá diễn dịch, dạy học phát hiện, giải quyết vấn đề và DHKP dự án. - Nghiên cứu dạy học khám phá ở cấp độ kĩ thuật dạy học: Trong các nghiên cứu của Nguyễn Phú Lộc, Lê Võ Bình, Nguyễn Văn Hiến, Nguyễn Tuyết Nga, Nguyễn Thị Lan Anh,., các tác giả phân tích về tổ chức hoạt động khám phá cho các đối tượng HS khác nhau, môn học khác nhau, biện pháp thực hiện khác nhau và đều thống nhất khẳng định ưu điểm của học tập khám phá, sự phù hợp và cần thiết áp dụng trong nhà trường.

b) Về thiết kế, sử dụng các THDH: Trong các công trình khoa học, nghiên cứu về DHKP, các tác giả Trần Bá Hoành, Phan Trọng Ngọ, Nguyễn Hữu Châu, Lê Võ Bình,. khẳng định nếu GV biết tạo ra các tình huống phù hợp với trình độ nhận thức của HS để trên cơ sở kiến thức đã có, HS khảo sát, tìm tòi phát hiện kiến thức mới thì 12 việc học tập khám phá sẽ mang lại kết quả tốt hơn so với nhiều hình thức học tập khác.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu "Xây dựng và sử dụng tình huống khám phá trong dạy học Toán THPT với máy tính cầm tay" tập trung vào việc ứng dụng máy tính cầm tay để tạo ra các tình huống khám phá trong dạy học Toán ở bậc THPT. Phương pháp này giúp học sinh phát triển tư duy sáng tạo, kỹ năng giải quyết vấn đề và tăng cường sự hứng thú với môn học. Tài liệu cung cấp các ví dụ cụ thể và hướng dẫn chi tiết để giáo viên có thể áp dụng hiệu quả trong thực tiễn giảng dạy.

Để mở rộng kiến thức về các phương pháp dạy học Toán hiệu quả, bạn có thể tham khảo thêm tài liệu Luận văn dạy học giải quyết vấn đề chủ đề phương trình bậc hai và một số bài toán liên quan, nơi tập trung vào việc phát triển năng lực giải quyết vấn đề thông qua chủ đề phương trình bậc hai. Ngoài ra, tài liệu Dạy học chủ đề hàm số ở trung học cơ sở theo hướng phát triển năng lực giải quyết vấn đề thực tiễn cũng là một nguồn tham khảo hữu ích để hiểu rõ hơn về cách tiếp cận tương tự trong dạy học Toán. Cuối cùng, Luận văn quản lý hoạt động dạy học môn toán ở các trường trung học phổ thông thành phố hà giang tỉnh hà giang theo hướng phát triển năng lực học sinh sẽ cung cấp thêm góc nhìn về quản lý và nâng cao chất lượng dạy học Toán.