Tài liệu Phát triển một số năng lực tìm tòi trí tuệ cho học sinh qua dạy học hình học không gian ở trường trung học phổ thông (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC HUẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM ---  --- ĐÀO XUÂN THANH PHÁT TRIỂN MỘT SỐ NĂNG LỰC TÌM TÒI TRÍ TUỆ CHO HỌC SINH QUA DẠY HỌC HÌNH HỌC KHÔNG GIAN Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Demo Version - Select.Pdf SDK Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Toán Mã số: 60 14 01 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS. ĐÀO TAM Huế, Năm 2015 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu ghi trong luận văn là trung thực, đƣợc các đồng tác giả cho phép sử dụng và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Tác giả luận văn Demo Version - Select.Pdf SDK Đào Xuân Thanh ii Lời Cảm Ơn Đầu tiên, tôi xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến GS.TS. Đào Tam, ngƣời đã nhiệt tình hƣớng dẫn tận tình chu đáo và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Tôi cũng xin chân thành cám ơn Phòng đào tạo sau đại học, các thầy cô giáo đã tận tình giảng dạy và truyền thụ cho tôi rất nhiều kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong hai năm học vừa qua. Tôi cũng xin chân thành cám ơn Ban giám hiệu trƣờng Trung học phổ thông Lê Quý Đôn – Lâm Hà – Lâm Đồng đã tạo điều kiện cho tôi đi học. Sau cùng tôi xin chân thành cám ơn gia đình và bạn bè của tôi luôn ủng hộ, quan tâm, động viên và giúp đỡ tôi mọi mặt để tôi hoàn thành luậnDemo văn này. Version - Select.Pdf SDK Luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong nhận đƣợc sự hƣớng dẫn và góp ý. Chân thành cám ơn ! Huế, tháng 5 năm 2015. iii MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA ..................................................................................................... i LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... ii LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... iii MỤC LỤC ..................................................................................................................1 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN .................................3 DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ ..........................................................................4 DANH MỤC CÁC HÌNH .........................................................................................5 Chƣơng 1. MỞ ĐẦU .................................................................................................6 1.1. Lí do chọn đề tài ...............................................................................................6 1.2. Mục đích nghiên cứu ........................................................................................8 1.3. Câu hỏi nghiên cứu ...........................................................................................8 1.4. Ý nghĩa của nghiên cứu ....................................................................................8 1.5. Một số thuật ngữ dùng trong luận văn .............................................................9 1.6. Bố cục của luận văn ..........................................................................................9 Chƣơng 2. TỔNG CÁC KIẾN THỨC LIÊN QUAN ..............................10 DemoQUAN Version - Select.Pdf SDK 2.1. Khái niệm tìm tòi trí tuệ .................................................................................10 2.2. Cấu trúc của sự tìm tòi trí tuệ .........................................................................10 2.3. Một số loại hình tri thức định hƣớng và điều chỉnh hoạt động tìm tòi trí tuệ .....13 2.3.1. Tri thức phƣơng pháp ..............................................................................13 2.3.2. Tri thức triết học duy vật biện chứng ......................................................15 2.3.3. Tri thức tâm lí học liên tƣởng ..................................................................26 2.4. Một số quan niệm về năng lực .......................................................................28 2.5. Một số thành tố cơ bản của năng lực tìm tòi trí tuệ ........................................32 2.5.1. Năng lực xác định mâu thuẫn ..................................................................32 2.5.2. Năng lực dự đoán và suy luận có lí để tìm tòi tri thức mới .....................32 2.5.3. Năng lực huy động kiến thức để giải quyết vấn đề .................................37 Chƣơng 3. THIẾT KẾ NGHIÊN CỨU .................................................................47 3.1. Ngữ cảnh và mục tiêu .....................................................................................47 3.1.1. Ngữ cảnh ..................................................................................................47 1 3.1.2. Mục tiêu ...................................................................................................47 3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................47 3.3. Công cụ nghiên cứu ........................................................................................49 3.4. Thu thập và phân tích dữ liệu .........................................................................54 3.4.1. Thu thập dữ liệu .......................................................................................54 3.4.2. Phân tích dữ liệu ......................................................................................55 Chƣơng 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ..................................................................57 4.1. Kết quả trả lời bảng hỏi của giáo viên ............................................................57 4.2. Kết quả bài làm của học sinh qua các buổi thực nghiệm ...............................58 4.2.1. Buổi thực nghiệm thứ nhất ......................................................................58 4.2.1.1 Nhiệm vụ 1 .........................................................................................58 4.2.1.2. Nhiệm vụ 2.1 .....................................................................................63 4.2.1.3. Nhiệm vụ 2.2 .....................................................................................64 4.2.2. Buổi thực nghiệm thứ hai ........................................................................65 4.2.2.1. Nhiệm vụ 3 ........................................................................................65 4.2.2.2. Nhiệm vụ 4.1 .....................................................................................66 4.2.2.3. Nhiệm vụ 4.2 .....................................................................................67 Demo Version - Select.Pdf SDK 4.2.3. Buổi thực nghiệm thứ ba .........................................................................71 4.2.3.1. Nhiệm vụ 5 ........................................................................................71 4.2.3.2. Nhiệm vụ 6 ........................................................................................73 Chƣơng 5. KẾT LUẬN ...........................................................................................76 5.1. Trả lời câu hỏi nghiên cứu ..............................................................................76 5.2. Hạn chế của nghiên cứu .................................................................................80 5.3. Thảo luận ........................................................................................................81 5.4. Kết luận ..........................................................................................................82 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................83 PHỤ LỤC 2 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN GQVĐ Giải quyết vấn đề GV Giáo viên HĐ Hoạt động HS Học sinh LTKT Lý thuyết kiến tạo NL Năng lực PP Phƣơng pháp PPDH KP Phƣơng pháp dạy học khám phá SGK Sách giáo khoa THPT Trung học phổ thông Demo Version - Select.Pdf SDK 3 DANH MỤC CÁC BẢNG, SƠ ĐỒ Bảng Bảng 3.1. Thời gian thực nghiệm ........................................................................................ 48 Bảng 3.2. Các tiêu chí phân tích tƣơng ứng với mỗi bƣớc. ................................................. 56 Bảng 4.1. Những cách giải mà các nhóm đã sử dụng trong nhiệm vụ 1 ............................. 59 Bảng 4.2. Kết quả thực hiện nhiệm vụ 3 của các nhóm học sinh ........................................ 65 Bảng 4.3. Kết quả thực hiện nhiệm vụ 4.1 của các nhóm học sinh ..................................... 66 Bảng 4.4. Số cách giải của các nhóm .................................................................................. 67 Bảng 4.5. Phân tích năng lực dự đoán của học sinh ............................................................ 70 Bảng 4.6. Các kiểu xét bài toán tƣơng tự của các nhóm học sinh ....................................... 71 Bảng 4.7. Kết quả giải quyết nhiệm vụ 6 của các nhóm học sinh ....................................... 74 Sơ đồ Sơ đồ 2.1. Sơ đồ các giai đoạn của quá trình tƣ duy theo Platônốp .................................... 27 Sơ đồ 2.2. Mô hình dự đoán và bác bỏ (Lin, 2006) ............................................................. 35 Sơ đồ 2.3. Mô tả lý thuyết kiến tạo (Đào Tam và Lê Hiễn Dƣơng, 2009) .......................... 41 Demo Version - Select.Pdf SDK 4 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. ................................................................................................................... 12 Hình 2.2. ................................................................................................................... 17 Hình 2.3. ................................................................................................................... 17 Hình 2.4. ................................................................................................................... 21 Hình 2.5. ................................................................................................................... 22 Hình 2.6. ................................................................................................................... 22 Hình 2.7. ................................................................................................................... 22 Hình 2.8. ................................................................................................................... 23 Hình 2.9. ................................................................................................................... 24 Hình 2.10. ................................................................................................................. 25 Hình 2.11. ................................................................................................................. 28 Hình 2.12. ................................................................................................................. 37 Hình 2.13. ................................................................................................................. 39 Hình 4.1. Bài làm của học sinh nhóm 4 ....................................................................60 Hình 4.2. Bài làm của học sinh nhóm 12 ..................................................................60 Hình 4.3. Bài làm của học sinh nhóm 1 ....................................................................61 Demo Version - Select.Pdf SDK Hình 4.4. Bài làm của học sinh nhóm 5 ....................................................................62 Hình 4.5. Bài làm của học sinh nhóm 9 ....................................................................62 Hình 4.6. Bài làm của học sinh nhóm 2 ....................................................................63 Hình 4.7. Bài làm của học sinh nhóm 10 ..................................................................63 Hình 4.8. Bài làm của học sinh nhóm 10 ..................................................................64 Hình 4.9. Bài làm của học sinh nhóm 1 ....................................................................65 Hình 4.10. Bài làm của học sinh nhóm 8 ..................................................................66 Hình 4.11. Bài làm của học sinh nhóm 2 ..................................................................67 Hình 4.12. Bài làm của học sinh nhóm 2 ..................................................................68 Hình 4.13. Bài làm của học sinh nhóm 3 ..................................................................68 Hình 4.14. Bài làm của học sinh nhóm 6 ..................................................................69 Hình 4.15. Bài làm của học sinh nhóm 9 ..................................................................72 Hình 4.16. Bài làm của học sinh nhóm 3 ..................................................................72 Hình 4.17. Bài làm của học sinh nhóm 6 ..................................................................73 Hình 4.18. Bài làm của học sinh nhóm 6 ..................................................................75 5 Chƣơng 1. MỞ ĐẦU 1.1. Lí do chọn đề tài Toán học không chỉ đơn thuần là việc chứng minh các định lý hay chỉ là việc áp dụng các quy trình thuật giải để giải một bài toán. Trên thực tế không phải bất cứ bài toán nào cũng có quy tắc thuật giải mà còn có rất nhiều bài toán buộc học sinh (HS) phải dùng suy luận của riêng mình để tìm cách thực hiện nó. Thậm chí nhiều khi phải biến đổi bài toán về dạng quen thuộc, sử dụng các tri thức trung gian đƣợc phát triển từ tri thức sách giáo khoa (SGK) mới có thể huy động đƣợc kiến thức để giải bài toán đặt ra. Việc dạy học theo kiểu áp dụng một cách thức giải quyết nhiệm vụ chung cho toàn bộ học sinh đã không còn phù hợp. Trong những thập niên gần đây, ngƣời ta đã đề cao việc đề xuất những cách thức giải quyết vấn đề (GQVĐ) riêng của từng học sinh trong nỗ lực tìm cách thực hiện một nhiệm vụ cụ thể nào đó. Điều này đã đƣợc làm rõ trong lý thuyết kiến tạo (LTKT) “Tri thức đƣợc kiến tạo một cách tích cực bởi chủ thể nhận thức, chứ không phải đƣợc tiếp thu một cách thụ động từ môi trƣờng bên ngoài” (dẫn theo Cao Thị Hà, 2006). Tri thức toán học đƣợc trình bày trong các giáo trình toán thƣờng là một hệ DemochỉVersion Select.Pdf thống hoàn chỉnh, bao gồm -các chứng minhSDK thuần túy. Nhƣng làm thế nào ngƣời ta đƣa ra đƣợc chứng minh đó? Trƣớc khi tìm cách chứng minh một định lý nào đó thì các nhà toán học đã phải dự đoán về nó. Trƣớc khi đƣa ra chứng minh chi tiết thì họ đã phải dự đoán các ý tƣởng của chứng minh. “Kết quả công tác sáng tạo của nhà toán học là suy luận chúng minh, là chứng minh, nhƣng ngƣời ta tìm ra cách chứng minh bằng suy luận có lí, bằng dự đoán” (Polya, 1995). Khi giải quyết xong một nhiệm vụ toán học thì việc tìm cách giải quyết khác và tìm lời giải tối ƣu cho bài toán là một nhu cầu tất yếu trong việc phát triển tƣ duy. Tại sao phải nhìn vấn đề theo những cách khác khi đã tìm ra cách thực hiện? Lý do là những quan điểm khác nhau thƣờng có cái nhìn mới về một vấn đề. Polya đã nói: “Giải quyết một vấn đề bằng năm cách khác nhau quan trọng hơn nhiều là giải quyết năm vấn đề chì với một cách duy nhất” (Polya, 1997). Tƣ tƣởng chủ yếu của việc đổi mới phƣơng pháp dạy học (PPDH) toán là tổ chức cho HS học tập trong hoạt động (HĐ) và bằng hoạt động tự giác, chủ động, tích cực, sáng tạo để từ đó tự mình tìm tòi kiến thức mới. Dạy học theo hƣớng tiếp 6 cận năng lực (NL) là định hƣớng quan trọng trong đổi mới giáo dục toán học hiện nay. Các lý thuyết dạy học hiện đại đặc biệt nhấn mạnh dạy học để ngƣời học tự mình phát hiện kiến thức mới thông qua hoạt động tìm tòi trí tuệ. Các hoạt động tìm tòi trí tuệ đƣợc điều chỉnh bởi hệ thống tri thức và kinh nghiệm đã có, đƣợc tổ chức tuân thủ theo các quy luật nhận thức. Hoạt động tìm tòi trí tuệ cũng có cơ sở tự hoạt động tƣ duy đi từ cái đã biết đến cái chƣa biết và cần biết. Nhờ sự tìm tòi trí tuệ ngƣời học khám phá đƣợc các thuộc tính bản chất của đối tƣợng mới cần nghiên cứu, các quy luật về các mối quan hệ cần khám phá. Đã có nhiều nghiên cứu liên quan đến năng lực tìm tòi trí tuệ của học sinh. Chẳng hạn nhƣ Canadas và Castro (2005), Canadas và cộng sự (2007), Lê Thị Dung (2014),… nghiên cứu về năng lực dự đoán. Đào Tam (2014), Crugliăc (1976) đã có những bài viết về cấu trúc của sự tìm tòi trí tuệ,… Tuy vậy chƣa có nghiên cứu nào tìm hiểu sâu về năng lực tìm tòi trí tuệ của học sinh khi học tập môn toán. Hơn nữa, thực tiễn dạy học toán ở nƣớc ta hiện nay vẫn còn mang nặng lối dạy học truyền đạt tri thức một chiều, thụ động từ giáo viên đến học sinh. Lối dạy học “luyện thi” chỉ để phục vụ cho việc thi cử mà ít quan tâm đến sự phát triển tƣ duy toán học của học sinh. Demo Version - Select.Pdf SDK Trong chƣơng trình môn Toán ở trƣờng trung học phổ thông (THPT), hình học không gian (HHKG) là nội dung quan trọng góp phần hoàn thiện tri thức toán học phổ thông cũng nhƣ phát triển tƣ duy cho HS. Đặc biệt là phát triển trí tƣởng tƣợng không gian cho HS, chuẩn bị cho việc GQVĐ trong thực tế cuộc sống. Tuy nhiên khi học nội dung này, HS khó tiếp thu kiến thức do tƣ duy trừu tƣợng, trí tƣởng tƣợng không gian còn hạn chế, suy luận logic toán học chƣa chặt chẽ và do sự thay đổi từ hình học phẳng sang HHKG đã tạo nên hố ngăn cách giữa hình học phẳng và HHKG. Học sinh chƣa đƣợc quan tâm đúng mức việc phát triển NL tìm tòi trí tuệ để GQVĐ. Hơn nữa, nội dung HHKG cũng chứa đựng những yếu tố thích hợp để phát triển NL tìm tòi trí tuệ cho HS trong quá trình dạy học. Vì những lý do trên chúng tôi chọn “Phát triển một số năng lực tìm tòi trí tuệ cho học sinh qua dạy học hình học không gian ở trường trung học phổ thông” làm đề tài nghiên cứu của mình. 7 1.2. Mục đích nghiên cứu Trong nghiên cứu này, chúng tôi hƣớng đến các mục đích cụ thể sau:  Tìm hiểu thực trạng về năng lực tìm tòi trí tuệ của học sinh khi học tập hình học không gian ở trƣờng THPT.  Tìm hiểu những khó khăn mà giáo viên (GV) và học sinh có thể gặp phải khi dạy học HHKG theo hƣớng phát triển năng lực tìm tòi trí tuệ của học sinh.  Tìm hiểu một số giải pháp có thể nâng cao hiệu quả dạy học HHKG theo hƣớng phát triển năng lực tìm tòi trí tuệ cho học sinh. 1.3. Câu hỏi nghiên cứu Nhằm đạt đƣợc các mục đích cụ thể của luận văn, chúng tôi sẽ bám sát ba câu hỏi nghiên cứu sau: Câu hỏi nghiên cứu thứ nhất: Việc dạy học hình học không gian theo hƣớng phát triển năng lực tìm tòi trí tuệ cho học sinh đƣợc giáo viên tổ chức nhƣ thế nào? Câu hỏi nghiên cứu thứ hai: Trong quá trình dạy và học hình học không gian theo hƣớng tìm tòi trí tuệ thì giáo viên và học sinh sẽ gặp những khó khăn gì? Demo Version - Select.Pdf SDK Câu hỏi nghiên cứu thứ ba: Làm thế nào để việc dạy học hình học không gian theo hƣớng phát triển năng lực tìm tòi trí tuệ cho học sinh mang lại hiệu quả? 1.4. Ý nghĩa của nghiên cứu Kết quả nghiên cứu của luận văn đƣợc mong đợi sẽ góp phần:  Nghiên cứu này sẽ mang lại một cái nhìn tổng quan ban đầu về mức độ thành thạo của HS phổ thông trong việc học HHKG theo hƣớng tìm tòi trí tuệ.  Nghiên cứu sẽ cho thấy tầm quan trọng và những khó khăn mà GV và HS có thể gặp phải khi dạy học HHKG theo hƣớng phát triển NL tìm tòi trí tuệ.  Nghiên cứu này có thể làm tài liệu tham khảo cho GV và sinh viên sƣ phạm toán nhằm góp phần nâng cao hiệu quả dạy học môn Toán ở trƣờng THPT. 8 1.5. Một số thuật ngữ dùng trong luận văn  Vấn đề: Là một tình huống đặt ra cho cá nhân hoặc nhóm để giải quyết mà khi đối mặt với tình huống này họ không thấy ngay các phƣơng pháp hoặc con đƣờng để thu đƣợc lời giải (Trần Vui, 2014).  Giải quyết vấn đề: Giải quyết vấn đề chỉ quá trình một cá nhân sử dụng kiến thức, kỹ năng và hiểu biết đã học đƣợc trƣớc đây để đáp ứng đòi hỏi của những tình huống không quen thuộc đang gặp phải (Krulik và Rudnick, 1980).  Suy luận: Chỉ quá trình một cá nhân có thể sử dụng các quy tắc, các bằng chứng và những kiến thức đã có để đi đến kết luận, đƣa ra các dự đoán hay xây dựng các giải thích (English, 2004).  Tƣ duy: Là cách nghĩ để nhận thức và GQVĐ. Tƣ duy là quá trình tâm lý nhờ đó mà con ngƣời phản ánh, nhận thức đƣợc các sự vật hiện tƣợng, các mối quan hệ của hiện thực qua những dấu hiệu căn bản của chúng.  Tìm tòi trí tuệ: Là hoạt động của HS hƣớng suy nghĩ của mình vào đối tƣợng đang tìm hiểu; họ có nhu cầu tìm hiểu bên trong, có đƣợc động cơ bên - Select.Pdf SDK trong Demo do chínhVersion đối tƣợng gây nên, hƣớng họ vào hoạt động tích cực nghiên cứu phân tích đối tƣợng để tìm ra cách GQVĐ (Đào Tam, 2014).  Câu hỏi kết thúc mở: Là câu hỏi trong đó GV đƣa ra tình huống và yêu cầu HS thể hiện bài làm của mình. Câu hỏi kết thúc mở thƣờng có cấu trúc thiếu nhƣ thiếu dữ liệu hay các giả thiết và không có thuật toán cố định để giải. Điều này dẫn đến có nhiều lời giải đúng cho một câu hỏi kết thúc mở. 1.6. Bố cục của luận văn Ngoài phần mục lục, danh mục các chữ viết tắt, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn gồm có năm chƣơng nhƣ sau: Chƣơng 1. Mở đầu. Chƣơng 2. Tổng quan các kiến thức liên quan. Chƣơng 3. Thiết kế nghiên cứu. Chƣơng 4. Các kết quả nghiên cứu. Chƣơng 5. Kết luận. 9