Dạy học theo hướng dẫn nhận thức để phát triển các phương án giải quyết vấn đề thực tế cho học sinh

Bài viết Dạy học theo hướng dẫn nhận thức để phát triển các phương án giải quyết vấn đề thực tế cho học sinh giới thiệu cách tiếp cận dạy học theo hướng dẫn nhận thức (CGI), và sử dụng cách tiếp cận này vào việc phát triển các phương án giải quyết các vấn đề thực tế của học sinh.

DẠY HỌC THEO HƯỚNG DẪN NHẬN THỨC ĐỂ PHÁT TRIỂN CÁC PHƯƠNG ÁN GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ THỰC TẾ CHO HỌC SINH VŨ THỊ TÙNG THƯ Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế Tóm tắt: Theo Kaiser (2010, [6]) “Việc dạy tốn nên quan tâm đến ví dụ xuất phát từ thực tế giúp học sinh thấy mối quan hệ toán học sống đạt lực cho phép giải vấn đề thực tế cơng cụ tốn học” Trong nội dung này, giới thiệu cách tiếp cận dạy học theo hướng dẫn nhận thức (CGI), sử dụng cách tiếp cận vào việc phát triển phương án giải vấn đề thực tế học sinh Từ khóa: dạy học theo hướng dẫn nhận thức (CGI), phương án giải vấn đề thực tế GIỚI THIỆU Dạy học theo hướng dẫn nhận thức (CGI: Cognitive Guided Instruction) cách tiếp cận để giảng dạy tốn học việc dạy học lớp hướng dẫn học sinh biết mang đến lớp học liên quan đến hiểu biết suy nghĩ đến việc giải vấn đề toán học (Carpenter, Fennema, Franke, Levi, & Empson, 2000, [2]) Trong lớp học CGI, học sinh dành lượng lớn thời gian tham gia vào giải vấn đề nói ý tưởng tốn học CGI khơng làm theo cung cấp trình tự cụ thể loại tốn học định mà có bổ sung, việc làm mà nhận thấy xảy lớp học truyền thống Thay vào đó, dựa hiểu biết phản ứng học sinh, loại vấn đề toán học câu hỏi khác đưa đến phương án cách trình bày học sinh giáo viên Q trình địi hỏi học sinh xác định hoạt động phù hợp bước cần thiết để hồn thành vấn đề thay giả định đưa thuật toán tiêu chuẩn bước gợi ý giáo viên thông qua giảng dạy trực tiếp Học sinh sau giải vấn đề cách sử dụng chiến lược có ý nghĩa với họ chia sẻ giải pháp tư tốn học với bạn lớp giáo viên Trong thời gian chia sẻ này, giáo viên quan sát lắng nghe học sinh họ giải thích q trình tính tốn để đánh giá hiểu biết toán học cá nhân học sinh Giáo viên sau sử dụng thơng tin này, hiểu biết toán học học sinh để hướng dẫn kế hoạch lựa chọn vấn đề tiếp tục đặt cho em (Carpenter et al., 2000, [2]) Thông qua việc thảo luận lớp tham gia hợp tác để trình bày minh họa, mô tả, biện minh cho câu trả lời, học sinh thu hiểu biết sâu sắc khái niệm toán học Cách tiếp cận giúp nâng cao thành tích học tập đóng góp vào khả giải vấn đề tốt học sinh (Bruce, 2007, [1]; Nathan & Knuth, 2003, [8]) Hơn nữa, nâng cao tương tác học sinh trình dạy học phát triển hiểu biết khái niệm toán học, khả giải vấn đề (Huntley, Rasmussen, Villarubi, Sangtong, & Fey, 2000, [5]) CGI kết hợp số khía cạnh xã hội học tập tích cực vào q trình dạy học có tham gia học sinh thảo luận, chia sẻ với học sinh khác, trình bày giải pháp Ngồi ra, tồn q trình này, giáo viên yêu cầu phải “mở cửa” cho ý tưởng cá nhân học sinh, lắng nghe sâu, hướng dẫn học sinh theo khả mức độ phát triển em thông qua loạt câu hỏi mà khơng có việc sử dụng mơ hình hướng dẫn trực tiếp (Fennema et al., 1992, [3]) CGI cách tiếp cận dạy học tích cực áp dụng phổ biến nhiều nước giới nhằm nâng cao chất lượng giáo dục nói chung chất lượng việc dạy học tốn nói riêng 213 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM – ĐẠI HỌC HUẾ CYS 2016 TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN 2.1 Dạy học theo hướng dẫn nhận thức Dạy học theo hướng dẫn nhận thức, thường viết tắt CGI (Cognitive Guided Instruction) chương trình phát triển chun mơn dựa chương trình tích hợp nghiên cứu tập trung vào: (a) Việc phát triển tư toán học học sinh; (b) Những hướng dẫn ảnh hưởng đến phát triển đó; (c) Kiến thức niềm tin giáo viên ảnh hưởng đến thực hành giảng dạy họ (d) Kiến thức, niềm tin thực hành giáo viên bị ảnh hưởng hiểu biết họ tư toán học học sinh (Carpenter et al, 2000, [2]) Khung lý thuyết cho nghiên cứu dựa ý tưởng kết hợp lý thuyết bao gồm kiến tạo nghiên cứu nhận thức Hai lý thuyết liên quan đến dạy học theo hướng dẫn nhận thức Kiến thức GIÁO VIÊN Quyết định GIÁO VIÊN Giảng dạy lớp học Nhận thức HỌC SINH Học tập HỌC SINH Niềm tin GIÁO VIÊN Hành vi HỌC SINH Hình Mơ hình tích hợp nhận thức hướng dẫn giảng dạy Mơ hình tích hợp quan điểm nhận thức giảng dạy để nghiên cứu nội dung kiến thức sư phạm giáo viên (Shulman, 1986), niềm tin giáo viên làm để kiến thức niềm tin ảnh hưởng đến hướng dẫn lớp học học tập học sinh Mơ hình đánh dấu vai trò trung tâm giảng dạy giáo viên tư học sinh Hướng dẫn lớp học dựa dựa định giáo viên ảnh hưởng hướng dẫn đến thái độ học tập học sinh qua trung gian nhận thức em Theo hình 1, định giáo viên dựa kiến thức niềm tin đánh giá họ kiến thức học sinh thông qua quan sát hành vi thái độ em 2.2 Phương án giải vấn đề thực tế Giải vấn đề: Là q trình nhận thức bậc cao địi hỏi việc sử dụng điều ứng kiểm soát nhiều thói quen hay kỹ Nó xảy người hay trí tuệ nhân tạo chưa biết cách để tiến hành từ tình trạng tình trạng mong muốn Phương án: Là phần trình giải vấn đề nhằm đưa phương hướng giải mà học sinh cần phải sử dụng để tìm câu trả lời Việc chọn phương án giải cân nhắc từ giai đoạn đọc hiểu thăm dò Những phương án giải khơng đặc trưng cho loại tốn thuật tốn Có nhiều phương án cụ thể giải vấn đề Việc chọn 214 KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC TRẺ 2016 11/2016 phương án phù hợp với đối tượng học sinh cần thiết Krulik Rudnick (1980) đúc kết phương án giải vấn đề sau: Phát quy luật; Phân tích lên; Giải theo cách nhìn khác; Giải toán đơn giản hơn; Xét trường hợp đặc biệt; Vẽ hình; Đốn thử; Tính tốn cho khả (liệt kê số liệu); Sắp xếp liệu; Suy luận logic Dạy học theo hướng dẫn nhận thức để phát triển phương án giải vấn đề phương pháp dạy học dựa phương án giải vấn đề học sinh đề xuất để định hướng phương pháp dạy phù hợp với khả học sinh 2.3 Thang mức đánh giá CGI Bảng Thang mức đánh giá CGI học sinh Mức 1) Thành thạo tính tốn, kiến thức quy trình Mơ tả = Khơng thực u cầu tính tốn, hay u cầu quy trình = Thực phần hay trình bày chưa rõ ràng tính tốn = Thực tốt, thành thạo, có giải thích rõ ràng lời giải = Không thực hay khơng mối quan hệ tốn học 2) Hiểu khái niệm, mối quan hệ toán học Sử dụng biểu diễn, hình vẽ, sơ đồ, đồ thị = Chỉ phần hay không rõ ràng mối quan hệ, hay sử dụng khơng xác hình vẽ, đồ thị = Hiểu khái niệm, mối quan hệ toán học Sử dụng biểu diễn, hình vẽ, sơ đồ, đồ thị = Khơng có suy luận phương án giải 3) Suy luận tốn học có hệ thống việc đặt vấn đề, nêu giả thuyết, giải thích, kiểm chứng, chứng minh = Suy luận phần hay không rõ ràng giả thuyết, giải thích, chứng minh = Suy luận tốn học có hệ thống việc đặt vấn đề, nêu giả thuyết, giải thích, kiểm chứng, chứng minh = Khơng đưa giải pháp giải vấn đề 4) Vận dụng kiến thức khái niệm quy trình để giải vấn đề thực tế hay tốn khơng quen thuộc = Đưa phần khơng hồn chỉnh phương án giải vấn đề = Vận dụng kiến thức khái niệm quy trình để giải vấn đề thực Hầu hết em làm tốt tốn mang tính quy trình, thuật toán, phương án giải em mang tính thuộc lịng, tư duy, chủ yếu đạt mức độ Những tốn tương tự trình bày dạng khác em lại gặp lúng túng khó khăn định Trong nội dung này, chúng tơi cho có can thiệp dạy học theo nhận thức, toán thiết kế chúng tơi nghĩ phương án giải em mở rộng cấp độ cao 215 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM – ĐẠI HỌC HUẾ CYS 2016 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM THEO NHĨM Chúng tơi thực khảo sát thực nghiệm nhóm học sinh lớp 10, gồm 40 em Bài tập khảo sát gồm toán có nội dung thực tế quen thuộc với em Bài toán 1: Một trụ đèn cao m, ta quan sát bóng người mặt đất, biết người cao 1,5 m Chọn hai đại lượng mà em cho phụ thuộc, mô tả phụ thuộc cách khác nhau? Bài toán thực em học xong phần hàm số Kết thực nghiệm cho thấy, hầu hết nhóm gặp khó khăn việc tìm đại lượng phụ thuộc, em cho toán xa lạ với em Sau gợi ý, nhóm tìm đại lượng phụ thuộc Có cách để mơ tả phụ thuộc đại lượng bằng: cơng thức, bảng, đồ thị Trong có nhiều nhóm dùng cơng thức em, hàm số gắn liền với biểu thức giải tích” Bảng Kết thực nghiệm toán số Bảng Đồ thị 1 (N1, N2, N8) (N4) (N3,N5) Công thức N = nhóm Số nhóm trả lời Nhóm khơng trả lời (N6, N7) Bài tốn 2: Cơng ty dịch vụ sửa chữa máy tính AAA ghi mẫu tin: “Bạn cần giúp đỡ cho vấn đề máy tính? Chúng ghé thăm nhà bạn Bạn trả 100 ngàn đồng cước phí 100 ngàn đồng cho 30 phút dịch vụ sửa chữa” Công ty dịch vụ sửa chữa máy tính FFF ghi mẫu tin: “Bạn cần giúp đỡ cho vấn đề máy tính? Chúng tơi ghé thăm nhà bạn Bạn trả 120 ngàn đồng cho 30 phút dịch vụ sửa chữa” Nếu cần sửa máy tính, nên chọn cơng ty số hai công ty để số tiền trả nhất? Giải thích? (Biết chất lượng dịch vụ hai công ty nhau) Muốn trả lời câu hỏi toán đưa ra, học sinh phải phát thiết lập tương ứng số tiền công thời gian sửa chữa Mặc dù biến đề cập 216 KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC TRẺ 2016 11/2016 đề toán việc thiết lập mối liên hệ chúng hiển nhiên định hướng trước sách giáo khoa Kế đến muốn biết số tiền công ty thấp hơn, học sinh phải sử dụng tính chất hàm số bậc Từ đó, vận dụng việc nghiên cứu đồ thị hàm số bậc để trả lời cho câu hỏi toán Hầu hết nhóm lựa chọn giải bất phương trình đại số đồ thị Các phương pháp ước lượng chi phí thấp chọn trị đặc biệt nhóm khơng sử dụng Bảng Kết thực nghiệm tốn số Bất phương trình đại số Đồ thị Chọn trị đặc biệt Ước lượng chi phí thấp 0 N = nhóm Số nhóm trả lời (N1, N2, N6, N8) (N4, N5,N7) Nhóm khơng trả lời (N3) THẢO LUẬN Dạy học theo hướng dẫn nhận thức đòi hỏi giáo viên cần có kiến thức chuyên sâu, phải thiết kế nhiệm vụ học tập phù hợp với học sinh, nhiệm vụ phải mang tính “thách thức” em cố gắng để vượt qua Điều có nghĩa khơng q dễ khơng kích thích hứng thú tìm tịi, khám phá; khơng nên q khó làm em nản chí Để có nhiệm vụ phù hợp giáo viên phải tìm hiểu kỹ lực học sinh lớp trước thiết kế nhiệm vụ học tập Điều phụ thuộc vào lực nhiệt huyết người thầy giáo, tốn nhiều thời gian cơng sức giáo viên Do ảnh hưởng cách dạy toán lâu nay, học sinh thường có thói quen thích giáo viên cung cấp cho quy trình, cơng thức, mẹo vặt để giải toán, ngại việc suy luận dường tâm kêu gọi giúp đỡ Các em thường sợ sai nên không dám phát biểu ý kiến Có lẽ mà kỹ diễn đạt nhiều học sinh chưa tốt Quả thực, tổ chức thực nghiệm, gặp nhiều khó khăn việc khuyến khích học sinh trình bày quan điểm Hơn nữa, việc tiếp xúc với vấn đề lạ, theo đường suy luận khơng thức trước bước vào chứng minh nên học sinh có có kinh nghiệm việc tiếp cận, giải chúng KẾT LUẬN Để nâng cao chất lượng giáo dục, trước hết cần phải trọng đến việc phát triển nghiệp vụ sư phạm cho giáo viên đổi cách thức học tập cho học sinh Hiện nước ta có nhiều cải cách thay đổi phương pháp giảng dạy chưa mang lại hiệu thiết thực Giáo viên đứng lớp thường mang tâm lý cố gắng truyền đạt kiến thức có sách giáo khoa để học sinh nắm bắt từ áp dụng để giải tập Trong CGI sử dụng kiến thức học sinh trung tâm việc định phương pháp giảng dạy Giáo viên sử dụng kiến thức dựa nghiên cứu tư Toán học học sinh để giúp họ tìm hiểu cụ thể học sinh riêng biệt sau điều chỉnh cách dạy học để phù hợp với khả học sinh CGI đóng vai trị phương tiện đổi phương pháp tiếp cận dạy học khơng góp phần phát triển nghiệp vụ sư phạm cho giáo viên mà cải tiến đáng kể việc phát triển tư cho học sinh Khi áp dụng CGI thực hành dạy học mình, giáo viên tạo mơi trường học tập tích cực kích thích học sinh tìm 217 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM – ĐẠI HỌC HUẾ CYS 2016 tịi kiến tạo tri thức cho riêng mình, từ phát triển tư em Với xu hướng đổi phương pháp dạy học “lấy học sinh làm trung tâm’’ nước ta tương lai không xa CGI phát huy vai trị tích cực việc góp phần nâng cao hiệu việc dạy học nói chung dạy học tốn nói riêng Điều thúc đẩy cần quan tâm nghiên cứu áp dụng CGI thực hành dạy học tốn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] Bruce C., (2007, January), Student interaction in the math classroom: Stealing ideas or building understanding, What Works? Research into Practice, Literacy and Numeracy Secretariat and the Ontario Association of Deans of Education Carpenter T.P, Fennema E., Franke M, Levi L & Empson S.B (2000, November), Cognitively guided instruction- A research based teacher development program for elementary school mathematics (Research Report No 003), National Center for Improving Student Learning and Achievement in Mathematics and Science, Madison, WI: Wisconsin Center for Education Research, School of Education, University of Wisconsin-Madison Fennema E, Carpenter T.P & Franke M.L (1992), Cognitively Guided Instruction, NCRMSE Research Review: The teaching and learning of mathematics, 1(2), 5-9, 12 Guerrero J E (2014), Cognitively guided instruction, a professional development approach to teaching elementary mathematics: A case study of adoption and implementation in three rural elementary schools Doctoral dissertation, California State University, Stanislaus, USA Huntley M A, Rasmussen C L, Villarubi R S, Sangtong J & Fey J.T (2000), Effects of standards-based mathematics education: A study of the Core-Plus Mathematics Project algebra and functions strand, Journal of Research in Mathematics Education, 31(3), 328–361 Kaiser G (2010), “Theoretical Approaches and Examples for Modelling in Mathematics Education”, Mathematical Applications and Modelling: Yearbook 2010 World Scientific, pp 219-237 Medrano J (2012), The effect of cognitively guided instruction on primary students' math achievement, problem-solving abilities and teacher questioning Order No 3504910, Arizona State University, USA, ProQuest Dissertations and Theses, 163 (1012117836) Nathan M J & Knuth., E J (2003), A study of whole classroom mathematical discourse and teacher change Cognition and Instruction, 27(2), 175–207 Tilte: The cognitively guided instruction to development of strategies of the students to solve the real-life problems Abstract: According to Kaiser (2010, [6]) “teaching mathematics should pay attention to reality-based examples helping students understand the relationship between mathematics and everyday life, as well as achieve the competence that enables them to solve real life problems with mathematical tools” In this article, we introduce the teaching approach based on the cognitively guided instruction (CGI), and use this approach in the development of strategies of the students to solve the real-life problems Keywords: Cognitively Guided Instruction (CGI), The strategies of the students to solve the real-life problems VŨ THỊ TÙNG THƯ Học viên Cao học, chuyên ngành Lý luận phương pháp dạy học mơn Tốn, khóa 23 (2014-2016), Trường Đại học Sư phạm, Đại học Huế Số điện thoại: 0982170172 Email: vutungthu2402@gmail.com 218 ... logic Dạy học theo hướng dẫn nhận thức để phát triển phương án giải vấn đề phương pháp dạy học dựa phương án giải vấn đề học sinh đề xuất để định hướng phương pháp dạy phù hợp với khả học sinh. .. tạo nghiên cứu nhận thức Hai lý thuyết liên quan đến dạy học theo hướng dẫn nhận thức Kiến thức GIÁO VIÊN Quyết định GIÁO VIÊN Giảng dạy lớp học Nhận thức HỌC SINH Học tập HỌC SINH Niềm tin GIÁO...TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM – ĐẠI HỌC HUẾ CYS 2016 TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN 2.1 Dạy học theo hướng dẫn nhận thức Dạy học theo hướng dẫn nhận thức, thường viết tắt CGI