Phát triển năng lực tổ chức các tình huống kết nối tri thức trong dạy học hình học ở trường trung học phổ thông

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

PHAN THANH HẢI

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỔ CHỨC

CÁC TÌNH HUỐNG KẾT NỐI TRI THỨC

TRONG DẠY HỌC HÌNH HỌC

Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2019

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

PHAN THANH HẢI

PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TỔ CHỨC

CÁC TÌNH HUỐNG KẾT NỐI TRI THỨC

TRONG DẠY HỌC HÌNH HỌC

Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Ngành: Lý luận và Phương pháp dạy học bộ môn Toán

Mã số: 9140111

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học:

1. GS.TS. Đào Tam

2. PGS.TS. Cao Thị Hà

THÁI NGUYÊN - 2019

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

i

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tác giả. Các kết

quả nghiên cứu và các số liệu nêu trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa

từng được công bố trong công trình nào khác.

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2019

Tác giả

Phan Thanh Hải

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

ii

LỜI CẢM ƠN

Nghiên cứu sinh xin cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên,

Phòng Sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Toán, Bộ môn Lý luận và Phương pháp dạy

học bộ môn Toán đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện và hoàn thành chương trình

nghiên cứu của mình.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới GS.TS Đào Tam và PGS.TS

Cao Thị Hà đã trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện

luận án.

Xin được chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo, các nhà khoa học đã

quan tâm, động viên và có những ý kiến quý báu cho nghiên cứu sinh trong quá

trình làm luận án.

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban Giám đốc Sở Giáo dục và Đào tạo tỉnh Đắk

Nông, Ban Giám hiệu và các bạn đồng nghiệp trường THPT Trường Chinh đã động

viên, cổ vũ và tạo nhiều điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình nghiên cứu.

Xin cảm ơn gia đình, bạn bè và các bạn đồng nghiệp gần xa đã luôn động

viên, chia sẻ và giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu.

Thái Nguyên, tháng 10 năm 2019

Tác giả

Phan Thanh Hải

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i

LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................ii

MỤC LỤC........................................................................................................iii

SƠ ĐỒ LUẬN ÁN........................................................................................... iv

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN ............................. v

DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................... vi

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ......................................................................... vii

DANH MỤC CÁC HÌNH..............................................................................viii

MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1

1. Lý do chọn đề tài....................................................................................... 1

2. Mục đích nghiên cứu................................................................................. 6

3. Giả thuyết khoa học .................................................................................. 6

4. Câu hỏi nghiên cứu ................................................................................... 7

5. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................... 7

6. Nhiệm vụ nghiên cứu................................................................................ 7

7. Phạm vi nghiên cứu................................................................................... 7

8. Phương pháp nghiên cứu........................................................................... 8

9. Những đóng góp của luận án .................................................................... 8

10. Những luận điểm khoa học để đưa ra bảo vệ............................................ 9

11. Cấu trúc của luận án.................................................................................. 9

Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN....................................................................... 10

1.1. Lịch sử các vấn đề nghiên cứu liên quan............................................ 10

1.1.1. Một số nghiên cứu ở nước ngoài ........................................................ 10

1.1.2. Một số nghiên cứu trong nước............................................................ 14

1.2. Các thuật ngữ và khái niệm cơ bản..................................................... 15

1.2.1. Năng lực, năng lực tổ chức ................................................................. 15

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

iv

1.2.2. Khái niệm về trí tuệ, tìm tòi trí tuệ, cấu trúc của hoạt động tìm tòi

trí tuệ ................................................................................................... 18

1.3. Một số quan điểm về hoạt động KNTT trong dạy học toán ............... 21

1.3.1. Kết nối tri thức theo quan điểm triết học ............................................ 21

1.3.2. Kết nối tri thức theo quan điểm tâm lý học ........................................ 25

1.3.3. Kết nối tri thức theo quan điểm của lý luận dạy học .......................... 31

1.3.4. Quan niệm về kết nối tri thức và một số vấn đề liên quan ................. 42

1.3.5. Mối liên hệ giữa tư duy và hoạt động KNTT, vai trò của mối liên

hệ này trong dạy học toán ................................................................... 52

1.3.6. Tình huống dạy học, tình huống KNTT ............................................. 57

1.3.7. Năng lực tổ chức tình huống KNTT................................................... 61

1.4. Kết luận chương 1............................................................................... 67

Chương 2. THỰC TRẠNG VỀ NĂNG LỰC TỔ CHỨC CÁC TÌNH

HUỐNG KẾT NỐI TRI THỨC TRONG DẠY HỌC HÌNH

HỌC Ở TRƯỜNG THPT................................................................. 69

2.1. Mục đích khảo sát ............................................................................... 69

2.2. Đối tượng khảo sát.............................................................................. 69

2.2.1. Đối với giáo viên................................................................................. 69

2.2.2. Đối với HS .......................................................................................... 70

2.3. Nội dung khảo sát ............................................................................... 70

2.3.1. Đối với giáo viên................................................................................. 70

2.3.2. Đối với HS .......................................................................................... 70

2.4. Công cụ khảo sát................................................................................. 70

2.5. Tổ chức khảo sát ................................................................................. 70

2.6. Đánh giá thực trạng............................................................................. 71

2.6.1. Đối với giáo viên................................................................................. 72

2.6.2. Đối với HS .......................................................................................... 90

2.7. Kết luận chương 2............................................................................. 102

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

v

Chương 3. MỘT SỐ BIỆN PHÁP GÓP PHẦN PHÁT TRIỂN NĂNG

LỰC TỔ CHỨC CÁC TÌNH HUỐNG KẾT NỐI TRI THỨC

TRONG DẠY HỌC HÌNH HỌC Ở TRƯỜNG THPT................... 104

3.1. Một số định hướng sư phạm làm cơ sở cho việc xác định các

nhóm biện pháp phát triển năng lực tổ chức các tình huống

KNTT trong dạy học hình học ở trường THPT................................ 104

3.2. Logic khoa học của các biện pháp.................................................... 105

3.2.1. Các hoạt động then chốt của GV gắn với các năng lực thành tố

của năng lực tổ chức các tình huống KNTT trong dạy học phát

hiện định lí, quy luật, quy tắc hình học............................................. 105

3.2.2. Ý nghĩa của các hoạt động đối với việc phát triển các thành tố

của năng lực tổ chức tình huống KNTT trong dạy học hình học ở

trường THPT..................................................................................... 106

3.2.3. Vai trò của các hoạt động tổ chức các tình huống KNTT của GV

đối với hoạt động KNTT của HS...................................................... 107

3.3. Các nhóm biện pháp.......................................................................... 108

3.3.1. Nhóm biện pháp 1: Hướng giáo viên vào việc cụ thể hóa thực

hành các hoạt động gắn với các năng lực thành tố của NL tổ chức

các tình huống KNTT thông qua khai thác tư tưởng dạy học toán

là dạy học các mối liên hệ................................................................. 108

3.3.2. Nhóm biện pháp 2: Giáo viên chuẩn bị tri thức và kỹ năng tổ

chức tình huống KNTT cho HS theo định hướng tích hợp một số

lý thuyết và phương pháp dạy học tích cực và tăng cường hoạt

động trải nghiệm trong dạy học hình học ở trường THPT ............... 132

3.4. Kết luận chương 3............................................................................. 142

Chương 4. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM.................................................. 145

4.1. Mục đích thực nghiệm ...................................................................... 145

4.2. Yêu cầu thực nghiệm ........................................................................ 145

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

vi

4.3. Đối tượng thực nghiệm..................................................................... 145

4.4. Nội dung thực nghiệm ...................................................................... 146

4.5. Cách thức tổ chức thực nghiệm ........................................................ 146

4.6. Phương pháp đánh giá thực nghiệm ................................................. 147

4.6.1. Kiểm tra tự luận ................................................................................ 147

4.6.2. Dự giờ, quan sát trong lớp học.......................................................... 147

4.6.3. Phỏng vấn.......................................................................................... 147

4.6.4. Phương pháp thống kê toán học........................................................ 148

4.6.5. Xây dựng phương pháp và tiêu chí đánh giá .................................... 148

4.7. Tiến hành thực nghiệm sư phạm....................................................... 149

4.7.1. Đánh giá kết quả tìm hiểu giáo viên và HS trước khi tiến hành

thực nghiệm sư phạm........................................................................ 149

4.7.2. Đánh giá kết quả thực nghiệm .......................................................... 152

4.8. Kết luận chương 4............................................................................. 164

KẾT LUẬN.................................................................................................. 166

1. Về mặt lý luận ........................................................................................... 166

2. Về mặt thực tiễn ........................................................................................ 166

NHỮNG CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN QUAN

ĐẾN ĐỀ TÀI LUẬN ÁN ................................................................ 168

TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 169

PHẦN PHỤ LỤC

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

iv

SƠ ĐỒ LUẬN ÁN

ĐẶC ĐIỂM DẠY HỌC HÌNH

HỌC Ở TRƯỜNG THPT

( Những khó khăn, mâu thuẫn,

chướng ngại,…)

GV HS

TỔ CHỨC TÌNH

HUỐNG DẠY HỌC

CỦA GV

NL TỔ CHỨC

TÌNH HUỐNG

KNTT

TÌNH HUỐNG KNTT

CÁC ĐỊNH HƯỚNG

CÁC NHÓM BIỆN PHÁP

Nhóm biện pháp 1

(gồm 5 biện pháp)

THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM

CÁC NL THÀNH TỐ QUY TRÌNH TỔ CHỨC

TÌNH HUỐNG KNTT

Nhóm biện pháp 2

(gồm 2 biện pháp)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

v

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN

VIẾT TẮT VIẾT ĐẦY ĐỦ

BDGV : Bồi dưỡng giáo viên

BD : Bồi dưỡng

BĐT : Bất đẳng thức

BĐTT : Biến đổi thông tin

CNTT : Công nghệ thông tin

ĐC : Đối chứng

GD : Giáo dục

GQVĐ : Giải quyết vấn đề

GV : Giáo viên

HH : Hình học

HĐ : Hoạt động

HHKG : Hình học không gian

HĐNT : Hoạt động nhận thức

HS : Học sinh

KNTT : Kết nối tri thức

KP : Khám phá

MHHTH : Mô hình hóa toán học

NL : Năng lực

PP : Phương pháp

PPDH : Phương pháp dạy học khám phá

SGK : Sách giáo khoa

SL : Số lượng

TN : Thực nghiệm

THCS : Trung học cơ sở

THPT : Trung học phổ thông

TNSP : Thực nghiệm sư phạm

THDH : Tình huống dạy học

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

vi

TL : Tỉ lệ

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 4.1. Kết quả điểm kiểm tra vòng I (Trước khi thực nghiệm) .....................149

Bảng 4.2. Kết quả xếp loại bài kiểm tra vòng I ...................................................150

Bảng 4.3. Kiểm định kết quả kiểm tra vòng I......................................................151

Bảng 4.4. Kết quả điểm kiểm tra vòng II.............................................................158

Bảng 4.5. Kết quả xếp loại bài kiểm tra vòng II..................................................161

Bảng 4.6. Kiểm định kết quả điểm kiểm tra thực nghiệm...................................164

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

vii

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ

Biểu đồ:

Biểu đồ 2.1. Tỉ lệ phần trăm hiểu biết của giáo viên về hoạt động KNTT toán học...82

Biểu đồ 2.2. Tỉ lệ % về hiểu biết mối liên hệ kiến thức hình học với cuộc sống........85

Biểu đồ 2.3. Tỉ lệ % về việc đưa ra giải pháp khắc phục khó khăn trong quá

trình GQVĐ.......................................................................................87

Biểu đồ 4.1. Đồ thị kết quả kiểm tra theo từng trường........................................159

Biểu đồ 4.2. Sơ đồ kết quả xếp loại bài kiểm tra vòng II....................................162

Sơ đồ:

Sơ đồ 1.1. Các giai đoạn của quá trình tư duy ..................................................27

Sơ đồ 1.2. Mô tả lý thuyết kiến tạo ...................................................................33

Sơ đồ 1.3. Mối liên hệ giữa hoạt động KNTT với các hoạt động TD logic và

hoạt động TDBC ...............................................................................55

Sơ đồ 3.1. Mối liên hệ giữa toán học và thực tiễn............................................123

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1.....................................................................................................................22

Hình 1.2.....................................................................................................................28

Hình 1.3.....................................................................................................................30

Hình 1.4.....................................................................................................................31

Hình 1.5.....................................................................................................................35

Hình 1.6.....................................................................................................................36

Hình 1.7.....................................................................................................................37

Hình 1.8.....................................................................................................................38

Hình 1.9.....................................................................................................................38

Hình 1.10...................................................................................................................39

Hình 1.11...................................................................................................................40

Hình 1.12...................................................................................................................40

Hình 1.13...................................................................................................................44

Hình 1.14...................................................................................................................44

Hình 1.15...................................................................................................................46

Hình 1.16...................................................................................................................47

Hình 1.17...................................................................................................................48

Hình 1.18...................................................................................................................51

Hình 1.19...................................................................................................................51

Hình 1.20...................................................................................................................57

Hình 1.21...................................................................................................................57

Hình 3.1...................................................................................................................109

Hình 3.2...................................................................................................................109

Hình 3.3...................................................................................................................111

Hình 3.4...................................................................................................................113

Hình 3.5...................................................................................................................113

Hình 3.6...................................................................................................................114

Hình 3.7...................................................................................................................114

Hình 3.8...................................................................................................................115

Hình 3.9...................................................................................................................115

Hình 3.10.................................................................................................................115

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

ix

Hình 3.11.................................................................................................................117

Hình 3.12.................................................................................................................118

Hình 3.13.................................................................................................................121

Hình 3.14.................................................................................................................121

Hình 3.15.................................................................................................................122

Hình 3.16.................................................................................................................126

Hình 3.18.................................................................................................................128

Hình 3.19.................................................................................................................130

Hình 3.20.................................................................................................................134

Hình 3.21.................................................................................................................134

Hình 3.22.................................................................................................................134

Hình 3.23.................................................................................................................135

Hình 3.24.................................................................................................................137

Hình 3.25.................................................................................................................138

Hình 3.26.................................................................................................................138

Hình 3.27.................................................................................................................139

Hình 3.28.................................................................................................................140

Hình 3.29.................................................................................................................141

Hình 3.30.................................................................................................................142

1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài

1.1. Tính cấp thiết phải đổi mới giáo dục

Trong xu thế toàn cầu hóa, hội nhập quốc tế ngày càng sâu rộng và sự phát

triển mạnh mẽ của cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư, nguồn nhân lực chất

lượng cao đã trở thành lợi thế cạnh tranh của nhiều quốc gia. Vì vậy, việc quan tâm

đào tạo con người là nhiệm vụ trọng tâm của nhiều nước, hướng đến phát triển con

người toàn diện, có năng lực, năng động và sáng tạo, đặc biệt có khả năng vận dụng

tri thức vào cuộc sống, nhằm đáp ứng những yêu cầu mới trong xu thế hội nhập và

phát triển của thời đại. Để đáp ứng những yêu cầu đó, việc đầu tư và phát triển giáo

dục được các nước ưu tiên hàng đầu, đổi mới giáo dục là vấn đề cấp bách, nhiều

quốc gia đã và đang tiến hành cải cách để hướng tới một nền giáo dục tiên tiến và

hiện đại.

Ở Việt Nam, Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04 tháng 11 năm 2013 của Hội

nghị lần thứ VIII Ban Chấp hành Trung ương Đảng khóa XI đã thông qua Đề án “Đổi

mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại

hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc

tế” đã nêu rõ: “Xây dựng nền giáo dục mở, thực học, thực nghiệp, dạy tốt, học tốt, quản

lý tốt,... có hiểu biết và kỹ năng cơ bản, khả năng sáng tạo để làm chủ bản thân, sống

tốt và làm việc có hiệu quả”.

Cụ thể hóa chủ trương đổi mới giáo dục và đào tạo góp phần phát triển

nguồn nhân lực trong thời kỳ hội nhập và phát triển, giáo dục và đào tạo đang tập

trung thực hiện nhiều giải pháp đồng bộ ở nhiều nội dung như đổi mới nội dung,

chương trình, SGK, đổi mới công tác kiểm tra đánh giá, đổi mới phương pháp dạy

học,... Đội ngũ GV là lực lượng chủ yếu biến chủ trương, chương trình, mục tiêu

đổi mới GD thành hiện thực, hay nói cách khác đội ngũ GV có vai trò quyết định

đối với chất lượng, hiệu quả GD. Hiện nay trong chương trình GD các môn học phổ

thông nói chung, GD môn Toán THPT nói riêng có những đổi mới về mục tiêu, nội

dung, PPDH. Những thay đổi đó, đòi hỏi chức năng của người GV phải thay đổi, từ

chức năng truyền thụ kiến thức là chủ yếu sang chức năng thiết kế, tổ chức và hướng