Đang tải... (xem toàn văn)
Bồi dưỡng cho học sinh trung học cơ sở năng lực biến đổi thông tin toán học trong quá trình dạy học môn Toán
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH LÊ THỊ HƯƠNG BỒI DƯỠNG CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CƠ SỞ NĂNG LỰC BIẾN ĐỔI THÔNG TIN TOÁN HỌC TRONG QUÁ TRÌNH DẠY HỌC MÔN TOÁN Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Toán Mã số: 62.14.01.11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. GS.TS Đào Tam 2. TS. Trần Đình Châu NGHỆ AN, 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả được nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. TÁC GIẢ LUẬN ÁN Lê Thị Hương Lê Thị Hương 3 MỤC LỤC TRANG BÌA PHỤ 1 LỜI CAM ĐOAN 1 MỤC LỤC 3 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN 8 MỞ ĐẦU 9 CHƯƠNG I. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 17 1.1. Quan niệm về năng lực, năng lực toán học 17 1.1.1. Một số quan niệm về năng lực 17 1.1.2. Một số quan niệm về năng lực toán học 20 1.1.3. Một số nhận xét được rút ra từ việc nghiên cứu các quan điểm trên của các tác giả 25 1.2. Thông tin toán học, biến đổi thông tin toán học 27 1.2.1 Thông tin toán học 27 1.2.2 Biến đổi thông tin toán học 30 1.3. Năng lực biến đổi thông tin toán học 44 1.3.1. Năng lực biến đổi thông tin toán học 44 1.3.2. Các thành tố của NL biến đổi thông tin toán học trong dạy học toán 45 1.3.3. Các mức độ biểu hiện của NL BĐTT toán học 58 1.4. Quy trình biến đổi thông tin toán học trong dạy học toán 58 1.5. Thực trạng dạy học toán ở trường THCS theo hướng bồi dưỡng NL biến đổi thông tin toán học cho HS 60 1.5.1. Mục đích khảo sát 62 1.5.2. Nội dung khảo sát 62 1.5.3. Đối tượng khảo sát 62 4 1.5.4. Tổ chức khảo sát 63 1.5.5. Kết quả khảo sát 63 1.6. Kết luận chương 1 76 CHƯƠNG II. MỘT SỐ BIỆN PHÁP NHẰM GÓP PHẦN BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC BIẾN ĐỔI THÔNG TIN TOÁN HỌC CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CƠ SỞ TRONG QUÁ TRÌNH DẠY HỌC TOÁN 78 2.1. Một số định hướng để xây dựng và thực hiện các biện pháp 78 2.2. Các biện pháp nhằm góp phần bồi dưỡng NL BĐTT toán học cho HS trong quá trình dạy học toán ở trường THCS 79 2.2.1. Nhóm biện pháp nhằm bồi dưỡng cho HS thành tố năng lực đọc và hiểu thông tin 79 2.2.2. Nhóm biện pháp nhằm bồi dưỡng cho HS thành tố năng lực sử dụng đúng các ngôn ngữ, thuật ngữ, ký hiệu để diễn đạt chính xác thông tin 87 2.2.3. Nhóm biện pháp nhằm bồi dưỡng cho HS thành tố năng lực liên tưởng để liên kết các thông tin và huy động hợp lý các kiến thức để thực hiện quá trình BĐTT toán học 94 2.2.4. Nhóm biện pháp nhằm bồi dưỡng cho HS thành tố năng lực toán học hóa các thông tin từ thực tiễn 115 2.2.5. Nhóm biện pháp nhằm bồi dưỡng cho HS thành tố năng lực kiểm tra, đánh giá kết quả của quá trình BĐTT 122 2.2.6. Nhóm biện pháp xây dựng hệ thống câu hỏi trong các tình huống dạy học điển hình để giúp cho HS thực hiện tốt quá trình BĐTT trong quá trình dạy học môn toán 129 2.3. Kết luận chương 2 150 CHƯƠNG III. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 151 3.1.Mục đích thực nghiệm 151 5 3.2. Nội dung thực nghiệm 151 3.3. Cách tổ chức thực nghiệm 152 3.3.1. Các bước tiến hành 152 3.3.2. Đối tượng thực nghiệm 156 3.4. Đánh giá kết quả thực nghiệm 157 3.4.1. Phân tích định tính: 157 3.4.2. Phân tích định lượng: 158 3.5. Kết luận thực nghiệm 170 KẾT LUẬN 171 NHỮNG CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN 173 TÀI LIỆU THAM KHẢO 174 PHỤ LỤC 184 Phụ lục 1: PHIẾU KHẢO SÁT THĂM DÒ Ý KIẾN GIÁO VIÊN 184 Phụ lục 2: KẾT QUẢ THĂM DÒ Ý KIẾN GIÁO VIÊN 192 Phụ lục 3: PHIẾU KHẢO SÁT NĂNG LỰC BIẾN ĐỔI THÔNG TIN CỦA HỌC SINH TRƯỜNG THCS 203 Phụ lục 4: GIÁO ÁN THỰC NGHIỆM 206 Phụ lục 5: GIÁO ÁN THỰC NGHIÊM 213 Phụ lục 6: KIỂM TRA 1 TIẾT CHƯƠNG III 219 Phụ lục 7: KIỂM TRA 1 TIẾT CHƯƠNG III 226 Phụ lục 8: ĐỀ KIỂM TRA 1 TIẾT CHƯƠNG III 231 Phụ lục 9: KIỂM TRA 1 TIẾT CHƯƠNG IV 236 6 SƠ ĐỒ LUẬN ÁN QUÁ TRÌNH DẠY HỌC TOÁN GV HS CÁC NĂNG LỰC TOÁN HỌC NĂNG LỰC BIẾN ĐỔI THÔNG TIN CÁC THÀNH TỐ NĂNG LỰC BĐTT QUY TRÌNH BIẾN ĐỔI THÔNG TIN CÁC CẤP ĐỘ BIỂU HIỆN CÁC ĐỊNH HƯỚNG VÀ BIỆN PHÁP BỒI DƯỠNG ĐỊNH HƯỚNG BIỆN PHÁP Định hư ớng 1 Định hư ớng 2 Định hư ớng 3 Định hư ớng 4 Định hướng 5 Định hư ớng 6 Nhóm biện pháp 1 Nhóm biện pháp 2 Nhóm biện pháp 3 Nhóm biện pháp 4 Nhóm biện pháp 5 Nhóm biện pháp 6 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 7 DANH MỤC CÁC MÔ HÌNH VÀ BIỂU BẢNG 1. Các mô hình Mô hình 1.1. Tháp thông tin 28 Mô hình 1.2. Sơ đồ các giai đoạn của quá trình tư duy theo K.K.Plantônôv 32 Mô hình 1.3. Cấu trúc vĩ mô của hoạt động 40 Mô hình 1.4. Quy trình biến đổi thông tin toán học 61 Mô hình 2.1. Bản đồ tư duy ôn tập chương Tam giác – Hình học 7 85 Mô hình 2.2. Sơ đồ hệ thống hóa kiến thức về tứ giác 103 Mô hình 2.3. Bản đồ tư duy dạy bài tổng kết chương III, Hình học 7 …… 105 Mô hình 2.4. Sơ đồ thuật toán để nhận dạng khái niệm có câu trúc hội hai điều kiện 137 Mô hình 2.5. Sơ đồ hệ thống hóa các công thức tính diện tích một số hình phẳng 144 2. Các biểu bảng Bảng 1.1. Kết quả khảo sát NL BĐTT của HS trường THCS 73 Bảng 1.2. Biểu đồ kết quả khảo sát trung bình NL BĐTT của học sinh. 76 Bảng 3.1. Kết quả điểm kiểm tra vòng I 154 Bảng 3.2. Kết quả xếp loại bài kiểm tra vòng I. 155 Bảng 3.3. Kiểm định kết quả bài kiểm tra vòng I. 156 Bảng 3.4. Kết quả điểm kiểm tra vòng II. 161 Bảng 3.5. Kết quả xếp loại bài kiểm tra vòng II. 164 Bảng 3.6. Kiểm định kết quả bài kiểm tra thực nghiệm. 166 Bảng 3.7. Kết quả khảo sát NL BĐTT của HS trường THCS 167 Bảng 3.8. Biểu đồ kết quả khảo sát trung bình NL BĐTT của HS các trường thực nghiệm. 170 Bảng 3.9. Kiểm định kết quả khảo sát NL BĐTT của HS 171 8 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN VIẾT TẮT VIẾT ĐẦY ĐỦ GV : Giáo viên HS : Học sinh THCS : Trung học cơ sở THPT : Trung học phổ thông SGK : Sách giáo khoa PPDH : Phương pháp dạy học BĐTT : Biến đổi thông tin NL : Năng lực tr : Trang Nxb : Nhà xuất bản 9 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài. 1.1. Nhu cầu về đổi mới giáo dục trong giai đoạn hiện nay Cuộc cách mạng khoa học công nghệ đã và đang tiếp tục phát triển với những bước tiến nhảy vọt trong thế kỷ 21, đưa thế giới chuyển từ kỷ nguyên công nghiệp hóa sang kỷ nguyên thông tin và phát triển kinh tế tri thức. Trong bối cảnh ấy, mọi quốc gia đều rất cần những công dân có năng lực, năng động, sáng tạo và đặc biệt có khả năng thu nhận và xử lý kịp thời, hiệu quả những thông tin cần thiết trong học tập, trong công việc và trong cuộc sống đáp ứng yêu cầu của xu thế hội nhập và phát triển của thời đại. Ở Việt Nam, Nghị quyết Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ XI đã khẳng định: "Đổi mới căn bản, toàn diện nền giáo dục Việt Nam theo hướng chuẩn hóa, hiện đại hóa, xã hội hóa, dân chủ hóa và hội nhập quốc tế” và “Giáo dục và đào tạo có sứ mệnh nâng cao dân trí, phát triển nguồn nhân lực, bồi dưỡng nhân tài, góp phần quan trọng xây dựng chiến lược phát triển kinh tế - xã hội 2011 - 2020”. Sự phát triển của đất nước trong giai đoạn mới sẽ tạo ra nhiều cơ hội và thuận lợi to lớn, đồng thời cũng tạo ra nhiều thách thức đối với sự nghiệp phát triển giáo dục. Chính vì vậy, trước những yêu cầu đó, đòi hỏi sự nghiệp giáo dục và đào tạo phải có những chiến lược phát triển mới, có nhiều giải pháp đổi mới mạnh mẽ, toàn diện hơn và điều đó cần phải được bắt đầu từ giáo dục phổ thông. Tập trung thực hiện đồng bộ ở nhiều lĩnh vực trong đó việc đổi mới nội dung, phương pháp dạy học cần phải: “Trên cơ sở đánh giá chương trình giáo dục phổ thông hiện hành và tham khảo chương trình tiên tiến của các nước, thực hiện đổi mới chương trình và sách giáo khoa từ sau năm 2015 theo định hướng phát triển NL học sinh, vừa đảm bảo tính thống nhất trong toàn quốc, vừa phù hợp với đặc thù mỗi địa phương”[12]. 1.2. Mục tiêu của việc dạy học toán ở trường THCS Hình thành và phát triển năng lực cho HS nói chung và năng lực học tập toán 10 nói riêng đang là xu thế, là mục tiêu quan trọng, là yêu cầu có tính cấp thiết đối với hoạt động dạy và học ở các trường phổ thông trên thế giới cũng như nước ta. Trong những năng lực đó có năng lực thu nhận và xử lý thông tin. Dạy học môn toán hiện nay ở trường THCS nước ta với mục tiêu là cung cấp cho HS: Những kiến thức, phương pháp toán học phổ thông, cơ bản, thiết thực; Hình thành và rèn luyện cho HS các kỹ năng toán học cần thiết, bước đầu hình thành khả năng vận dụng kiến thức toán học vào đời sống và các môn học khác; Rèn luyện khả năng suy luận hợp lý và hợp logic, khả năng quan sát dự đoán, khả năng sử dụng ngôn ngữ chính xác, bồi dưỡng các phẩm chất của tư duy như linh hoạt, độc lập, sáng tạo. Góp phần hình thành phẩm chất lao động khoa học của người lao động mới. Hoạt động dạy và học toán ở trường phổ thông sau năm 2015 căn cứ vào mục tiêu giáo dục phổ thông, vào đặc điểm của môn toán, xem xét các xu thế và kinh nghiệm phát triển chương trình toán phổ thông của nhiều nước trên thế giới, truyền thống dạy và học toán ở nước ta, dự kiến xác định mục tiêu là cung cấp cho HS: Những kiến thức và kỹ năng toán học cơ bản phổ thông, làm nền tảng cho phát triển các NL chung cũng như NL riêng; Hình thành, phát triển NL tư duy và phát triển trí tưởng tượng không gian, trực giác toán học; Sử dụng các kiến thức toán học hỗ trợ việc học tập các môn học khác, đồng thời giải thích một số hiện tượng, tình huống xảy ra trong thực tiễn, qua đó phát triển NL giải quyết vấn đề, NL mô hình hóa toán học; Phát triển vốn ngôn ngữ trong giao tiếp và giao tiếp hiệu quả; Góp phần cùng với các bộ môn khác hình thành thế giới quan khoa học, hiểu được nguồn góc thực tiễn và khả năng ứng dụng rộng rãi của toán học; [62] Với những mục tiêu trên, theo định hướng đổi mới PPDH tiếp cận việc bồi dưỡng các NL cho người học, quá trình dạy học toán ở trường THCS cần được thiết kế, tổ chức các hoạt động sao cho mọi HS đều tích cực, nỗ lực học tập và có thể huy động một cách có hiệu quả nhất khả năng của từng HS vào các hoạt động tìm tòi, khám phá và tiếp nhận các tri thức mới, từ đó góp phần bồi dưỡng các NL toán học cho HS mà trong đó NL BĐTT toán học cũng đóng một vai trò hết sức quan trọng. [...]... học trong dạy học toán 15 1.5 Thực trạng dạy học toán ở trường THCS theo hướng bồi dưỡng NL BĐTT toán học cho HS 1.6 Kết luận chương I Chương II: MỘT SỐ BIỆN PHÁP BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC BIẾN ĐỔI THÔNG TIN TOÁN HỌC CHO HỌC SINH THCS TRONG QUÁ TRÌNH DẠY HỌC TOÁN 2.1 Một số định hướng đề xuất các biện pháp bồi dưỡng NL BĐTT toán học 2.2 Một số biện pháp bồi dưỡng NL BĐTT toán học cho HS trong quá trình dạy học. .. học cho HS trong quá trình dạy học toán ở trường THCS 8 Cấu trúc của luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận, danh mục các tài liệu tham khảo, luận án được trình bày trong 3 chương Chương I: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Quan niệm về năng lực, năng lực toán học 1.2 Thông tin toán học, biến đổi thông tin toán học 1.3 Năng lực biến đổi thông tin toán học 1.4 Quy trình hoạt động biến đổi thông tin toán học. .. cực, chủ động sáng tạo trong quá trình học tập của mình và góp phần nâng cao hiệu quả của việc dạy học toán ở trường THCS, tôi chọn đề tài nghiên cứu là "Bồi dưỡng cho học sinh Trung học cơ sở năng lực biến đổi thông tin toán học trong quá trình dạy học môn Toán" 2 Mục đích nghiên cứu Trên cơ sở nghiên cứu, phân tích những cơ sở lý luận để xác định các thành tố của NL BĐTT, quy trình BĐTT, từ đó xây... thác các thông tin toán học, cần lưu ý thông tin đưa ra phải phù hợp với trình độ nhận thức của HS 1.2.2 Biến đổi thông tin toán học 1.2.2.1 Các cơ sở để đưa ra quan niệm về BĐTT toán học a Cơ sở Tâm lý học * Tâm lý học của J Piaget Lý thuyết phát sinh trí tuệ của J Piaget là cơ sở của nhiều hệ thống dạy học, đặc biệt là dạy học các môn học nói chung và dạy học toán học nói riêng ở trường phổ thông Để... vấn đề cơ bản về cơ sở lý luận và thực tiễn của NL BĐTT toán học và việc bồi dưỡng NL đó 6.1.2 Đưa ra các quan niệm về BĐTT toán học, NL BĐTT toán học và quy trình BĐTT toán học 6.1.3 Đề xuất một số thành tố cơ bản và các mức độ biểu hiện của NL BĐTT toán học trong dạy học toán 6.1.4 Xác định một số định hướng cơ bản và các biện pháp bồi dưỡng NL BĐTT toán học cho HS trong quá trình dạy học toán ở... toán học Trong đó theo ông, NL khái quát hóa toán học là NL đặc thù Theo hướng bồi dưỡng NL Toán học cho học sinh THCS, Trần Đình Châu tập trung vào bốn yếu tố của nó trong dạy học Số học [8, tr.38-39]: 1 NL suy luận chính xác, linh hoạt 2 NL tính đúng nhanh 3 NL toán học hóa tình huống và vận dụng toán học vào thực tiễn 4 Khái quát hóa toán học Trong bài viết V ề cấu trúc của NL toán học của học sinh, ... những nhiệm vụ học tập trong môn toán: xây dựng và vận dụng khái niệm, chứng minh và vận dụng định lí, giải bài toán, … 1.2 Thông tin toán học, biến đổi thông tin toán học 1.2.1 Thông tin toán học Các công trình đầu tiên đề cập đến khái niệm thông tin là của C E Shannon, nhà toán học, nhà kỹ sư Hoa Kỳ và A J Khintchin, nhà toán học Liên Xô cũ [dẫn theo 71, tr.253] Khái niệm về thông tin liên quan đến... phạm nhằm bồi dưỡng NL BĐTT cho học sinh THCS trong dạy học toán nhằm nâng cao chất lượng dạy học 3 Nhiệm vụ nghiên cứu 3.1 Hệ thống hóa, làm rõ những vấn đề về cơ sở lý luận và thực tiễn của NL BĐTT và việc bồi dưỡng NL đó 3.2 Đưa ra các quan niệm về BĐTT toán học, NL BĐTT toán học và quy trình BĐTT toán học 3.3 Đề xuất một số thành tố và các mức độ biểu hiện của NL BĐTT toán học trong dạy học toán 13... khảo cho giáo viên toán, sinh viên sư phạm ngành toán nhằm góp phần nâng cao hiệu quả của việc dạy học môn toán 7 Những luận điểm đưa ra bảo vệ 7.1 Các quan niệm về BĐTT toán học, NL BĐTT toán học và quy trình BĐTT toán học 7.2 Một số thành tố cơ bản và các mức độ biểu hiện của NL BĐTT toán học trong dạy học toán 7.3 Một số định hướng cơ bản và các biện pháp sư phạm đã đề xuất nhằm bồi dưỡng NL BĐTT toán. .. đề phân tích cấu trúc NL toán học của HS theo quan điểm lý thuyết thông tin bao gồm: Về mặt thu nhận thông tin toán học; về mặt chế biến thông tin toán học; về mặt lưu trữ thông tin toán học; thành phần tổng hợp chung là khuynh hướng toán học của trí tuệ Trong nước, Đào Tam [95] đã phân tích chỉ ra các thành tố của các NL toán học khác nhau khi tiếp cận với các phương pháp dạy học không truyền 11 thống; . 1.2.2 Biến đổi thông tin toán học 30 1.3. Năng lực biến đổi thông tin toán học 44 1.3.1. Năng lực biến đổi thông tin toán học 44 1.3.2. Các thành tố của NL biến đổi thông tin toán học trong dạy. ĐẠI HỌC VINH LÊ THỊ HƯƠNG BỒI DƯỠNG CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CƠ SỞ NĂNG LỰC BIẾN ĐỔI THÔNG TIN TOÁN HỌC TRONG QUÁ TRÌNH DẠY HỌC MÔN TOÁN Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học. quả của việc dạy học toán ở trường THCS, tôi chọn đề tài nghiên cứu là " ;Bồi dưỡng cho học sinh Trung học cơ sở năng lực biến đổi thông tin toán học trong quá trình dạy học môn Toán& quot;.