Luận án tiến sĩ xây dựng và sử dụng một số tình huống khám phá trong dạy học toá

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN VĂN HƢNG 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 KHOA HỌC GIÁO DỤC THÁI NGUYÊN - 2022 download by : skknchat@gmail.com ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM NGUYỄN VĂN HƢNG 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 Chuyên ngành: Lý luận và Phƣơng pháp dạy học bộ môn Toán học Mã số: 9140111 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS NGUYỄN DANH NAM 2. TS NGUYỄN ANH TUẤN THÁI NGUYÊN - 2022 download by : skknchat@gmail.com i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, đƣợc hoàn thành với sự hƣớng dẫn và giúp đỡ tận tình của nhiều nhà khoa học. Các số liệu, kết quả đƣợc trình bày trong luận án là trung thực.

Những kết luận khoa học của luận án chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kì công trình nào khác. Thái Nguyên, ngày 26 tháng 3 năm 2022 Tác giả luận án Nguyễn Văn Hƣng download by : skknchat@gmail.com ii LỜI CẢM ƠN Luận án đƣợc hoàn thành tại Bộ môn Lý luận và Phƣơng pháp dạy học bộ môn Toán, khoa Toán, Trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Thái Nguyên. Trong quá trình nghiên cứu, tác giả đã nhận đƣợc nhiều sự giúp đỡ quý báu của các tập thể và cá nhân. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Danh Nam và PGS.TS Nguyễn Anh Tuấn đã tận tình hƣớng dẫn tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện luận án.

Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, các phòng, ban chức năng; tập thể các thầy giáo, cô giáo khoa Toán; các thầy giáo, cô giáo chuyên ngành Lý luận và Phƣơng pháp dạy học bộ môn Toán học trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu tại trƣờng. Tác giả xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Sở Giáo dục và Đào tạo Thái Nguyên đã tạo điều kiện về thời gian và giúp đỡ để tôi học tập, nghiên cứu. Xin trân trọng cảm ơn lãnh đạo, giáo viên và các em học sinh các trƣờng trung học phổ thông đã giúp đỡ tác giả tổ chức khảo sát và thực nghiệm đề tài. Tác giả cũng xin cảm ơn các thầy giáo, cô giáo, các nhà nghiên cứu sƣ phạm đã gửi ý kiến đóng góp để luận án đƣợc hoàn thiện hơn.

Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã luôn động viên, khích lệ trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Thái Nguyên, ngày 26 tháng 3 năm 2022 Tác giả luận án Nguyễn Văn Hƣng download by : skknchat@gmail.com iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài…………………………………………………………. Mục đích nghiên cứu…………………………………………….

Nhiệm vụ nghiên cứu…………………………………………………. Khách thể, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu…………………. Giả thuyết khoa học……………………………………………………. Phƣơng pháp nghiên cứu……………………………………………….

Những vấn đề đƣa ra bảo vệ………………………………………. Những đóng góp luận án…………………………. Bố cục của luận án……………………………………………………. Tổng quan một số kết quả nghiên cứu về dạy học khám phá……… 7 1.

Một số kết quả nghiên cứu nƣớc ngoài…………………. Một số kết quả nghiên cứu ở Việt Nam…………………. Tổng quan một số kết quả nghiên cứu về sử dụng máy tính cầm tay trong dạy học toán………………………………………………………. Dạy học khám phá……………………………………………………… 17 1.

Một số khái niệm cơ bản…………………………………. Đặc trƣng của dạy học khám phá…………………………… 18 1. Thể hiện của hoạt động khám phá trong dạy học toán. Tình huống khám phá trong dạy học……………………………….

Tình huống dạy học…………………………………………… 21 1. Tình huống khám phá………………………………………… 23 1. Phƣơng tiện dạy học…………………………………………………. Khái niệm về phƣơng tiện dạy học………………………… 25 1.

Vai trò và chức năng của phƣơng tiện dạy học…………. Một số hình thức sử dụng phƣơng tiện trong dạy học……… 29 1. Máy tính cầm tay với vai trò là một phƣơng tiện dạy học………. Sơ lƣợc về lịch sử máy tính cầm tay………………………… 31 download by : skknchat@gmail.

Quan niệm về máy tính cầm tay sử dụng trong dạy học…… 32 1. Vai trò và chức năng của máy tính cầm tay trong dạy học… 34 1. Bồi dƣỡng năng lực giải quyết vấn đề toán học cho học sinh thông 38 qua hoạt động khám phá với sự hỗ trợ của máy tính cầm tay. Khái niệm về năng lực.

Năng lực giải quyết vấn đề. Các thành tố của năng lực giải quyết vấn đề. Bồi dƣỡng năng lực giải quyết vấn đề toán học cho học 42 sinh thông qua hoạt động khám phá với sự hỗ trợ của máy tính cầm tay. Các mức độ của hoạt động khám phá với máy tính cầm tay………… 50 KẾT LUẬN CHƢƠNG 1…………………………………………………… 55 Chƣơng 2.

NGHIÊN CỨU THỰC TRẠNG DẠY HỌC MÔN TOÁN TRUNG HỌC PHỔ THÔNG VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA MÁY TÍNH CẦM TAY…………………………………………………………………. Mục đích nghiên cứu…………………………………………………. Phƣơng pháp nghiên cứu…………………………………………… 56 2. Kết quả nghiên cứu thực trạng sử dụng máy tính cầm tay trong dạy học toán ở trƣờng trung học phổ thông…………………………………… 57 2.

Nội dung khảo sát…………………………………………. Kết quả khảo sát…………………………………………….… 57 KẾT LUẬN CHƢƠNG 2……………………………………………………… 72 Chƣơng 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……. Nguyên tắc định hƣớng xây dựng tình huống…………………….

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………. Quy trình xây dựng và sử dụng tình huống khám phá…. 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…… 76 3. Nhóm tình huống 2: Sử dụng máy tính cầm tay hỗ trợ hoạt download by : skknchat@gmail.com v động mô hình hóa toán học………………………………………………… 103 3.

Nhóm tình huống 3: Sử dụng máy tính cầm tay khám phá các hình thức biểu diễn toán học. ………………………………………… 120 KẾT LUẬN CHƢƠNG 3…………………………………………………… 131 Chƣơng 4. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM………………………………… 132 4. Mục đích, yêu cầu, nội dung thực nghiệm………………………….

Thời gian, quy trình và phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm……. Thời gian thực nghiệm sƣ phạm………………………. Quy trình tổ chức thực nghiệm sƣ phạm…………………… 134 4. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm………………………… 134 4.

Tiến trình thực nghiệm sƣ phạm……………………………………. Thực nghiệm sƣ phạm vòng 1……………………………. Thực nghiệm sƣ phạm vòng 2………………………….… 142 KẾT LUẬN CHƢƠNG 4……………………………………………….…… 153 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN……………………………………………………………… 154 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………… 155 PHỤ LỤC 1…………………………………………………………………… 166 PHỤ LỤC 2…………………………………………………………………… 177 PHỤ LỤC 3…………………………………………………………………… 180 PHỤ LỤC 4…………………………………………………………………… 185 PHỤ LỤC 5…………………………………………………………………… 186 PHỤ LỤC 6…………………………………………………………………… 200 download by : skknchat@gmail.com iv BẢNG GHI CHÚ NHỮNG CỤM TỪ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Đọc là 1. CNTT Công nghệ thông tin 2.

DHKP Dạy học khám phá 3. GDPT Giáo dục phổ thông 4. GQVĐ Giải quyết vấn đề 5. GV Giáo viên 6.

HS Học sinh 7. MTCT Máy tính cầm tay 8. SGK Sách giáo khoa 9. PT Phƣơng trình 10.

THPT Trung học phổ thông 11. THDH Tình huống dạy học download by : skknchat@gmail.com v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Biểu hiện năng lực GQVĐ của HS THPT.2 Các mức độ hoạt động khám phá với MTCT.1 Những lợi ích từ việc sử dụng MTCT theo đánh giá của HS.2 Những lợi ích từ việc sử dụng MTCT theo đánh giá của GV.3 Những thách thức trong việc sử dụng MTCT theo GV.4 Những thách thức trong việc sử dụng MTCT theo CBQL.1 Phân bố điểm kiểm tra chất lƣợng của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng trƣớc thực nghiệm vòng 1.2 Phân bố điểm kiểm tra chất lƣợng của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng sau thực nghiệm vòng 1.3 Phân bố tần suất tích lũy hội tụ lùi của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng sau thực nghiệm vòng 1.4 Số liệu phân tích kết quả thực nghiệm vòng 1.5 Bảng phân tích kết quả thực nghiệm vòng 1.6 Phân bố điểm kiểm tra chất lƣợng.7 Bảng số liệu trƣớc thực nghiệm vòng 2.8 Bảng phân tích trƣớc thực nghiệm vòng 2.9 Kết quả đánh giá năng lực GQVĐ của HS.10 Phân bố điểm của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng sau thực nghiệm vòng 2.11 Phân bố tần suất tích lũy hội tụ lùi của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng sau thực nghiệm vòng 2.12 Bảng số liệu sau thực nghiệm vòng 2.13 Bảng phân tích sau thực nghiệm vòng 2. 149 Bảng 5 Các biểu hiện của NL GQVĐ và mức độ hỗ trợ của MTCT. 177 Bảng 6 Thang đánh giá năng lực GQVĐ.

183 download by : skknchat@gmail.com vi DANH MỤC SƠ ĐỒ VÀ BIỂU ĐỒ Sơ đồ: Sơ đồ 3.1 Xây dựng tình huống khám phá.2 Quy trình sử dụng tình huống khám phá với MTCT.3 Quy trình sử dụng MTCT hỗ trợ tính toán.4 Khám phá bằng tìm tòi, dự đoán.5 Phân tích vấn đề bài toán với MTCT.6 Chu trình mô hình hóa toán học.1 Hình thức tiếp cận với MTCT của GV.2 Tỷ lệ GV đƣợc tham gia bồi dƣỡng, tập huấn về MTCT.3 Hình thức tiếp cận với MTCT của HS.4 Mức độ sử dụng MTCT của HS.5 Mức độ tự tin của HS khi sử dụng MTCT.6 Sử dụng MTCT trong các tình huống học tập của HS.7 Sử dụng MTCT trong các tình huống dạy học của GV.1 Đa giác đồ biểu thị điểm kiểm tra chất lƣợng của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng trong thực nghiệm vòng 1.2 Đồ thị biểu diễn đƣờng tần suất tích lũy hội tụ lùi của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng sau thực nghiệm vòng 1.3 Đa giác đồ biểu thị điểm kiểm tra chất lƣợng của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng trƣớc thực nghiệm vòng 2.4 Biểu đồ so sánh năng lực GQVĐ của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng sau thực nghiệm vòng 2.5 Đồ thị biểu diễn đƣờng tần suất tích lũy hội tụ lùi của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng sau thực nghiệm vòng 2. 148 download by : skknchat@gmail.com 1 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài 1. Luật Giáo dục 2019 [30], xác định: “Mục tiêu giáo dục nhằm phát triển toàn diện con người Việt Nam có đạo đức, tri thức, văn hóa, sức khỏe, thẩm mỹ và nghề nghiệp; có phẩm chất, năng lực và ý thức công dân; có lòng yêu nước, tinh thần dân tộc, trung thành với lý tưởng độc lập dân tộc và chủ nghĩa xã hội; phát huy tiềm năng, khả năng sáng tạo của mỗi cá nhân; nâng cao dân trí, phát triển nguồn nhân lực, bồi dưỡng nhân tài, đáp ứng yêu cầu của sự nghiệp xây dựng, bảo vệ Tổ quốc và hội nhập quốc tế”.