Phát huy tính tích cực và sáng tạo của học sinh trong môi trường khảo sát toán
Khảo sát toán là một tiếp cận dạy học lấy học sinh làm trung tâm. Tiếp cận này đã và đang được nghiên cứu và áp dụng trong các thực hành dạy học để đổi mới việc học toán của học sinh. Bài viết này trình bày tác động của tiếp cận khảo sát toán đến tính tích cực và sáng tạo của học sinh trong quá trình học toán của các em dựa trên một nghiên cứu định tính về tiếp cận này.
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Phát huy tính tích cực và sáng tạo của học sinh trong môi trường khảo sát toán", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Phát huy tính tích cực và sáng tạo của học sinh trong môi trường khảo sát toán
Tư liệu tham khảo Số 50 năm 2013 _____________________________________________________________________________________________________________ 186 PHÁT HUY TÍNH TÍCH CỰC VÀ SÁNG TẠO CỦA HỌC SINH TRONG MÔI TRƯỜNG KHẢO SÁT TOÁN NGUYỄN THỊ DUYẾN* TÓM TẮT Khảo sát toán là một tiếp cận dạy học lấy học sinh làm trung tâm. Tiếp cận này đã và đang được nghiên cứu và áp dụng trong các thực hành dạy học để đổi mới việc học toán của học sinh. Bài viết này trình bày tác động của tiếp cận khảo sát toán đến tính tích cực và sáng tạo của học sinh trong quá trình học toán của các em dựa trên một nghiên cứu định tính về tiếp cận này. Từ khóa: khảo sát toán, quy trình khảo sát toán, môi trường khảo sát toán. ABSTRACT Promoting students’ being active and creative in mathematical investigation environment Mathematical investigation is a student-centered teaching approach. This approach has been being studied and applied to teaching practices to innovate students' mathematics learning. This paper presents the impact of mathematical investigation approach on students’ being active and creative during their mathematical learning process from a qualitative research on this approach. Keywords: Mathematical investigation, mathematical investigation process, mathematical investigation environment 1. Mở đầu Phát huy tính tích cực và sáng tạo của học sinh trong quá trình học toán là một trong những yêu cầu cấp thiết của nền giáo dục nước ta trong giai đoạn hiện nay nhằm đáp ứng yêu cầu đổi mới việc dạy học toán trong nhà trường phổ thông và theo kịp xu hướng tiến bộ trong giáo dục toán trên thế giới. Mặc dù chương trình toán đã được đổi mới hướng đến việc phát triển tư duy toán học cho học sinh, tuy nhiên việc học toán của một bộ phận các em học sinh vẫn chưa đảm bảo được yếu tố tích cực và sáng tạo [2]. Nghiên cứu của tác giả này chỉ ra rằng hầu hết học sinh, kể cả các học sinh có * ThS, Trường Đại học Sư phạm Huế năng khiếu toán chỉ được giao những bài toán mang tính quy trình là chủ yếu. Các em ít có cơ hội khám phá những bài toán mang tính thách thức, yêu cầu khả năng giải quyết các vấn đề thực tiễn và các loại hình tư duy bậc cao. Vì thế hầu hết học sinh ít có hứng thú với các giờ học toán của mình. Trong lúc đó, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng học sinh thật sự bị cuốn hút vào một giờ học toán nếu các em được học toán trong một môi trường chứa đựng nhiều yếu tố thách thức và kích thích trí tò mò, tưởng tượng của các em [4]. Nhiều tiếp cận dạy học đã được đề xuất để tìm kiếm các môi trường học tập tương tác nhằm thúc đẩy việc học toán của học sinh như: tiếp cận hỏi-tìm, giải quyết vấn đề, khảo sát toán Trong Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Nguyễn Thị Duyến _____________________________________________________________________________________________________________ 187 đó, khảo sát toán được xem là tiếp cận dạy học có thể mang lại nhiều cơ hội cho học sinh học toán một cách tích cực và sáng tạo. Tiếp cận dạy học này đã và đang thu hút sự quan tâm, nghiên cứu của các nhà giáo dục trên thế giới nhằm tìm kiếm cách thức để cải tiến việc học toán của học sinh và phát triển năng lực toán học cho các em. Tuy nhiên, ở nước ta tiếp cận này vẫn chưa được quan tâm nghiên cứu và áp dụng một cách rộng rãi vào thực tiễn dạy học ở trường phổ thông. Vì thế, cần tiến hành nhiều nghiên cứu hướng đến việc tìm hiểu tác động của tiếp cận khảo sát toán lên quá trình học toán của học sinh nhằm phát huy tính tích cực và sáng tạo của các em trong quá trình học toán. Phương pháp nghiên cứu chính được sử dụng trong nghiên cứu này là phương pháp định tính. Hai hoạt động chính trong nghiên cứu này là quan sát học sinh khi các em học tập trong môi trường khảo sát toán và phỏng vấn các em trước và sau các tiết học đó. Thành phần tham gia vào nghiên cứu này gồm các học sinh của những lớp chọn ban tự nhiên 11 1A ,11 3A và 12 1A ở một trường trung học phổ thông vùng ngoại ô thành phố Huế. Công cụ của nghiên cứu này là các tình huống khảo sát toán và bảng câu hỏi phỏng vấn học sinh. Để thu thập dữ liệu cho nghiên cứu này, các cuộc phỏng vấn ban đầu sẽ được thực hiện nhằm tìm hiểu về môi trường học toán hàng ngày của học sinh. Tiếp đến, các quan sát và ghi chú về các chủ điểm dự định thúc đẩy tính tích cực và sáng tạo của học sinh sẽ được thực hiện khi các em làm việc trong môi trường khảo sát toán. Sau đó, các cuộc phỏng vấn học sinh sẽ được tiến hành nhằm tìm hiểu tác động của môi trường khảo sát toán lên việc học toán của các em. Dữ liệu thu được từ nghiên cứu này sẽ được phân tích một cách định tính. Giai đoạn đầu tiên trong quá trình phân tích dữ liệu liên quan đến việc viết ra các ghi nhớ từ việc xem lại các băng ghi hình và ghi âm cũng như đọc lại các ghi chú được thực hiện khi quan sát và phỏng vấn học sinh. Những ghi nhớ này là các mô tả tóm ... _________________________________________________________________________________________________________ 195 hình hình học biểu diễn tổng 2 2 2 2S 1 2 n . Các em đã sử dụng mối liên hệ giữa các biểu diễn hình học đó để dự đoán kết quả của 2S khi nhận thấy 23S 1 2 n 2n 1 nên 2 n n 1 2n 1 S . 6 Sau đó các em dùng phép chứng minh quy nạp để kiểm chứng dự đoán của mình. Một số học sinh còn tiến hành những khám phá xa hơn khi cố gắng tìm kiếm phương pháp tính trực tiếp 2S . Các số hạng 2 2 21 , 2 ,..., n trong tổng này làm các em liên tưởng đến việc sử dụng các hằng đẳng thức dạng 21 x với x 0, 1, 2,...,n. Tuy nhiên khi các em cộng các hằng đẳng thức vế theo vế thì các số hạng 2 2 21 , 2 ,..., n bị triệt tiêu nhưng lại tìm ra tổng 1S 1 2 n. Điều đó làm cho các em nghĩ đến việc dùng các hằng đẳng thức dạng tương tự nhưng bậc phải cao hơn 1 đơn vị là 31 x . Các em thay x 0, 1, 2,...,n vào hằng đẳng thức dạng 31 x : Một số học sinh không dừng lại ở việc tìm ra tổng 2S , bằng cách tương tự các em cho rằng có thể dùng các hằng đẳng thức dạng 41 x để tính tổng 3 3 3 3S 1 2 n . Rõ ràng, dự đoán của các em là chính xác. Có thể thấy môi trường khảo sát toán đã mang đến cho học sinh nhiều cơ hội để khám phá kiến thức toán. Các em không bị gò bó vào các phương pháp giải quyết các bài toán được trình bày trong sách giáo khoa mà cố gắng tìm kiếm các con đường tiếp cận khác cho riêng mình. Các em tự do đề xuất các giả thuyết và theo đuổi các ý tưởng để tìm kiếm cho mình những kết quả mới và thú vị bằng cách tiến hành các hoạt động ngoại suy, quy nạp, tương tự, tìm kiếm quy luật và tổng quát hóa. Bên cạnh đó, việc khám phá các tình huống khảo sát mở còn mang đến cơ hội cho học sinh tìm ra các phương án giải quyết vấn đề phù hợp với khả năng của bản thân mình. Có thể thấy rõ điều này qua việc phân tích đáp ứng của học sinh với tình huống tài khoản tiết kiệm. Tư liệu tham khảo Số 50 năm 2013 _____________________________________________________________________________________________________________ 196 Tình huống 2 (tài khoản tiết kiệm). Một khách hàng muốn gửi tiết kiệm tại ngân hàng với số tiền 1.000.000đ. Có hai phương án để khách hàng đó lựa chọn, phương án thứ nhất là có thể nhận lãi suất 7%/năm hoặc phương án thứ hai là nhận ngay một phần thưởng 10.000đ của ngân hàng và lãi suất 6%/năm. Bạn có thể tư vấn cho hành khách đó nên chọn gói kí gửi nào? Tình huống này được thiết kế để dạy phần công thức lãi kép trong bài Lũy thừa với số mũ thực, chương Hàm số lũy thừa, hàm số mũ và hàm số logarit, Giải tích 12 Nâng cao. Đây được xem là một tình huống đích thực với bối cảnh xã hội gắn liền với kinh nghiệm hàng ngày của học sinh đòi hỏi phải các em phải sử dụng kiến thức toán để khám phá. Một số học sinh cho rằng khách hàng đó chọn phương án nào trong hai phương án được đưa ra thì lãi suất sau một năm cũng giống nhau. Nếu chọn phương án thứ nhất thì sau một năm khách hàng đó nhận được số tiền lãi là 7%x1.000.000 70.000 đ còn nếu chọn phương án thứ hai thì sau một năm khách hàng cũng nhận được số tiền lãi là 10.000 6%x1000.000 70.000 đ. Tuy nhiên một số học sinh lại có ý kiến khác. Các em cho rằng nếu gửi trong vòng một năm thì phương án thứ hai sẽ mang về tiền lãi nhiều hơn bằng cách đem 10.000đ tiền thưởng gửi tiếp vào ngân hàng. Lúc đó tiền lãi của khách hàng sau một năm 10.000 6%x 1.000.000 10.000 70.600 đ. Một số học sinh lại không đồng ý với ý kiến trên, các em cho rằng nếu đem 10.000đ tiền thưởng gửi tiếp vào ngân hàng nhưng theo phương án thứ nhất thì sẽ có thêm tiền lãi là 7%x10.000 700 đ và khách hàng sẽ nhận được số tiền lãi trong một năm là 10.000 6%x1.000.000 7%x10.000 70.700 đ Một số học sinh khác còn tiến hành những khảo sát xa hơn khi tìm kiếm phương án tối ưu cho khách hàng đó với kì hạn từ 2 năm trở lên. Các em cho rằng nếu gởi từ hai năm trở lên thì phương án thứ hai sẽ mang về cho khách hàng đó số tiền lãi nhiều hơn. Các em lí giải ý kiến của mình như sau: Phương án 1: nx 1 0,07 . Phương án 2: nx 10.000 1 0,06 với x là số tiền gốc, n là số năm gửi. Xét tỉ số n n n x 1 0,07 A x 10.000 1 0,06 100 107 1 n 1, n . 101 106 ¥ Với n 1 thì A 1 nên chọn phương án 2. Với n 2 thì A 1 nên chọn phương án 1. Có thể thấy học sinh đã đưa ra nhiều ý tưởng khác nhau khi khám phá tình huống thực tế trong môi trường khảo sát toán. Điều đó thể hiện mức độ phân kì trong tư duy của học sinh khi các em được tự do trao đổi và tranh luận các ý tưởng toán học của mình với bạn học. Khi học sinh làm việc với những tình huống mở và đòi hỏi phải đưa ra nhiều sự lựa chọn thì tư duy của các em hướng đến việc tìm ra phương án tối ưu để giải Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Nguyễn Thị Duyến _____________________________________________________________________________________________________________ 197 quyết vấn đề. Bên cạnh đó việc tiến hành các hoạt động khảo sát toán trên các tình huống mở còn mang đến nhiều cơ hội để học sinh đặt ra các vấn đề mới để tự mình khám phá. Tùy theo trí tưởng tượng và khả năng sáng tạo của mình mà các em có thể đặt ra cho mình các vấn đề phù hợp để khám phá tình huống ban đầu. Các em không chỉ tìm ra nhiều con đường khác nhau để giải quyết vấn đề mà còn sáng tạo ra các bài toán phù hợp với khả năng của mình để theo đuổi. Có thể thấy rõ điều này qua việc phân tích đáp ứng của học sinh đối với tình huống thủy triều. Tình huống 3 (thủy triều). Thuyền trưởng của các tàu chở hàng thường phải chú ý đến thủy triều khi muốn cho tàu cập một bến cảng nào đó vì mực nước triều tại cảng đó có thể thay đổi rất lớn từ thời điểm này đến thời điểm khác trong một ngày. Giả sử rằng chế độ thủy triều tại cảng Chân Mây là bán nhật triều với đỉnh triều xảy ra lúc 5h và 17h, mực nước triều lúc đó là 10m và chân triều xảy ra lúc 11h và 23h, mực nước triều lúc đó là 6m. Hãy vẽ một đồ thị mà nó có thể dự báo mực nước triều tại cảng Chân Mây kể từ lúc 0h. Tình huống này được thiết kế để dạy tiết tự chọn trong chương Ứng dụng đạo hàm để khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số, Giải tích 12 Nâng cao. Hầu hết các bài toán về khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số đều bắt đầu bằng việc cho một hàm số và yêu cầu học sinh khảo sát và vẽ đồ thị của hàm số đó. Tình huống này mang đến cho học sinh một trải nghiệm khác về các bài toán vẽ đồ thị của hàm số bằng cách sử dụng những số liệu của bài toán để mô phỏng đồ thị và sau đó là tìm hàm số tương ứng. Đây là một tình huống mở về phía giả thiết đòi hỏi người học phải thêm giả thiết vào để khảo sát. Tùy theo khả năng sáng tạo của bản thân mà mỗi học sinh có thể chọn cho mình một mục đích để khám phá. Vận dụng kiến thức được học từ môn Vật lí, hầu hết học sinh cho rằng mực nước triều tại bến cảng này dao động theo dạng sóng. Bên cạnh đó, kiến thức về dao động sóng mà các em đã được biết là dao động điều hòa nên các em thêm vào giả thiết là “dao động của mực nước triều là dao động điều hòa” để khám phá tình huống này. Các em đều hình dung được mực nước triều dao động theo dạng đồ thị một hàm sin hoặc hàm cosin. Từ đó các em đưa ra được một đồ thị mà có thể dự báo được mức nước triều tại cảng này. Một số học sinh cho rằng dao động của mực nước triều không nhất thiết là một dao động điều hòa mà nó có thể là một dao động hỗn hợp. Các em đưa ra đồ thị có thể mô tả mực nước triều theo dạng dao động hỗn hợp tại cảng này. Có thể thấy mức độ phân kì trong tư duy của học sinh khi các em khảo sát các tình huống mở: Tư liệu tham khảo Số 50 năm 2013 _____________________________________________________________________________________________________________ 198 Dao động điều hòa Dao động hỗn hợp Học sinh còn tiến hành những hoạt động khảo sát xa hơn khi tìm kiếm hàm số tương ứng với đồ thị trên trong trường hợp dao động của mực nước triều là một dao động điều hòa bằng cách viết phương trình của một dao động sóng f t 2sin t 8 6 3 hoặc 5f t 2cos t 8. 6 6 Còn với trường hợp dao động hỗn hợp thì các em chưa tìm ra được hàm số tương ứng với nó. Điều đó cũng có thể lí giải được vì để tìm ra một phương trình cho một dao động hỗn hợp đòi hỏi thêm kiến thức toán cao cấp vượt ra khỏi hiểu biết của các em học sinh ở bậc trung học phổ thông. Có thể thấy học sinh đã vận dụng một cách linh hoạt kiến thức và kĩ năng liên môn khi khám phá tình huống này. Các em đã vận dụng một cách linh hoạt hiểu biết của mình để giải quyết các tình huống thực tế. Các em đã biết chuyển từ tình huống thực tế thành một bài toán và tìm kiếm phương hướng giải quyết bài toán đó rồi lí giải kết quả của bài toán đó theo tình huống thực tế. Việc khám phá các tình huống thực tế trong môi trường khảo sát toán đã mang đến nhiều cơ hội để học sinh phát huy năng lực mô hình hóa. Ngoài ra những tình huống khảo sát mở còn tạo điều kiện cho các em phát huy trí tưởng tượng và sáng tạo của bản thân mình. Chuẩn bị cho học sinh thành công với những tình huống này là chuẩn bị cho các em năng lực giải quyết vấn đề để thành công trong cuộc sống hàng ngày của các em sau này. Kết quả từ việc phân tích đáp ứng của học sinh trong môi trường khảo sát toán và phỏng vấn các em sau các tiết học đó cho thấy tính tích cực nhận thức trong quá trình khảo sát toán của các em thể hiện ở nhiều phương diện khác nhau: - Hứng khởi và thích thú khi khám phá các tình huống chứa đựng những yếu tố kích thích và mang tính thách thức. - Tập trung và kiên trì theo đuổi các ý tưởng của mình trong quá trình khảo sát toán. - Thoải mái giao tiếp các ý tưởng toán với bạn học. - Tự mình tìm kiếm và đặt ra các câu hỏi để tiến hành các khảo sát xa hơn Tính sáng tạo trong quá trình khảo sát toán của học sinh cũng được biểu hiện ở nhiều khía cạnh khác nhau: - Đặt ra được nhiều câu hỏi và nhiều vấn đề để khám phá tình huống ban đầu đặc biệt là trong các tình huống mở. - Đưa ra được nhiều giả thuyết bằng các hoạt động thực nghiệm toán, suy luận quy nạp và suy luận ngoại suy. Tạp chí KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Nguyễn Thị Duyến _____________________________________________________________________________________________________________ 199 - Tìm kiếm quy luật bằng hoạt động đặc biệt hóa, đoán-thử và khái quát hóa. - Mở rộng tình huống ban đầu và tìm kiếm phương thức giải quyết vấn đề qua hoạt động tương tự. - Tìm kiếm được nhiều phương án giải quyết vấn đề, nhiều lời giải khác nhau khi khám phá các tình huống mở 3. Kết luận Nhiều học sinh có cảm giác sợ môn toán và thụ động khi học môn học này là do việc dạy học toán trong nhà trường phổ thông thường chú trọng nhiều đến việc đưa ra được các câu trả lời đúng. Trong khi đó, khảo sát toán là một tiếp cận dạy học mang đến cho học sinh nhiều cơ hội khám phá kiến thức toán trong một môi trường học tập thú vị và mang tính tương tác cao. Ở đó, học sinh được tự do theo đuổi các ý tưởng phù hợp với mức độ nhận thức của chính mình mà không bị ràng buộc bởi việc phải đưa ra được những câu trả lời đúng. Các em có nhiều cơ hội giao tiếp các ý tưởng toán một cách thoải mái với bạn học. Điều này mang đến cho học sinh một tâm thế hứng khởi khi bước vào các giờ học toán. Đây được xem là yếu tố cơ bản để thúc đẩy tính tích cực nhận thức trong quá trình học toán của các em. Bên cạnh đó, việc học sinh được khuyến khích khám phá kiến thức thông qua quá trình thực nghiệm toán bằng các hoạt động quan sát, đoán và thử, đặc biệt hóa, tìm kiếm quy luật, tương tự, khái quát hóa trong quá trình khảo sát toán đã mang đến nhiều cơ hội để các em phát huy năng lực sáng tạo của bản thân mình. Những hoạt động khảo sát toán với các tình huống thực tế mà học sinh cần mô phỏng để hiểu và sử dụng chúng cũng tạo ra môi trường để học sinh phát huy năng lực mô hình hóa toán học của mình. Vì thế, các giáo viên toán cần tích hợp tiếp cận khảo sát toán vào việc dạy học của mình để đổi mới việc học toán của học sinh trong nhà trường phổ thông hướng đến phát huy năng lực hiểu biết toán và sử dụng toán để giải quyết các vấn đề thực tiễn nhằm chuẩn bị cho các em thành công trong cuộc sống sau này. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Trương Thị Khánh Phương (2011), “Sử dụng biểu diễn trực quan động hỗ trợ suy luận quy nạp và ngoại suy của học sinh trong quá trình khám phá toán học”, Tạp chí Khoa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, 56(5), tr. 109-116. 2. Trần Vui (2010), “A combined abduction-induction strategy in teaching mathematics to gifted students-with-computers through dynamic representations”, Proceedings of APEC Conference on Replicating Exemplary Practices in Mathematics Education, pp. 1-10, Samui, Thailand. 3. Bailey, J. (2007), “Mathematical investiagations: A primary teacher educator’s narrative journey of professional awareness", Proceedings of the 30th annual conference of the Mathematics Education Research Group of Australasia, Mathematics: Essential research, essential practice, Vol.1, pp. 103-112, Adelaide. Tư liệu tham khảo Số 50 năm 2013 _____________________________________________________________________________________________________________ 200 4. Flewelling, G. & Higginson, W. (2002), Teaching with rich learning tasks: A handbook, Australian Association of Mathematics Teachers, Adelaide. 5. Jaworski, B. (1994), Investigating mathematics learning: A constructivist enquiry, Falmer Press, London. 6. Ponte, J. P., Ferreira, C., Brunheira, L., Oliveira, H., & Varandas, J. M. (1998), “Investigating mathematical investigations”, Proceedings of the CIEAEM 49: Les interactions dans la classe de mathématiques, pp. 3-14, Setúbal: ESE de Setúbal. 7. Quinnell, L. (2010), “Why are Mathematical Investigations important?”, Australian Mathematics Teacher, Vol. 66, No.3, pp. 35-40. 8. Sullivan, P. & Lilburn, P. (2002), Good Questions for Math Teaching: Why Ask Them and What to Ask [K-6], Math Solutions Publications, Sausalito, CA. 9. Yea, J. B.W. & Yeap, B.H. (2010), “Charaterising the Cognitive Processes in Mathematical Investigation”, International Journal for Mathematics Teaching and Learning, No. 05.10, pp. 1-10. Người phản biện khoa học: TS. Lê Thái Bảo Thiên Trung (Ngày Tòa soạn nhận được bài: 25-7-2013; ngày phản biện đánh giá: 16-8-2013; ngày chấp nhận đăng: 16-9-2013) CÁC SỐ TẠP CHÍ KHOA HỌC SẮP TỚI: Tháng 10/2013: Số 51(85) – Khoa học tự nhiên và công nghệ Tháng 11/2013: Số 52(86) – Khoa học xã hội và nhân văn Tháng 12/2013: Số 53(87) – Khoa học giáo dục Ban biên tập Tạp chí Khoa học rất mong nhận được sự trao đổi thông tin của các đơn vị bạn và được bạn đọc thường xuyên cộng tác bài vở, góp ý xây dựng.
File đính kèm:
- phat_huy_tinh_tich_cuc_va_sang_tao_cua_hoc_sinh_trong_moi_tr.pdf