Xây dựng môi trường học tập nội dung thống kê ở trường trung học phổ thông theo hướng rèn luyện kỹ năng suy luận thống kê

Sự cạnh tranh giữa các quốc gia trên thế giới ngày nay đang diễn ra rất gay gắt, có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng phát triển của mỗi nước như cơ sở hạ tầng; khoa học công nghệ; môi trường pháp lý; môi trường chính trị xã hội ổn định, chất lượng nguồn nhân lực, … thực tế cho thấy yếu tố nguồn nhân lực được xem là yếu tố quyết định, đó là nguồn lực “nội sinh” chi phối quá trình phát triển kinh tế xã hội với ưu thế nổi bật như không có giới hạn và sẽ là một nguồn lực mạnh mẽ nếu biết bồi dưỡng, khai thác, sử dụng hợp lý.Trong sự cạnh tranh đó đất nước ta luôn xem giáo dục và khoa học công nghệ là trọng tâm trong các chính sách. Nghị quyết số 29 NQTW đã khẳng định “Giáo dục và đào tạo là quốc sách hàng đầu, là sự nghiệp của Đảng, Nhà nước và của toàn dân. Đầu tư cho giáo dục là đầu tư phát triển, được ưu tiên đi trước trong các chương trình, kế hoạch phát triển kinh tếxã hội”. Ngành giáo dục và đào tạo hiện nay đang tiến hành đổi mới, Nghị quyết số 882014QH13 đã nêu ra yêu cầu đối với nhiệm vụ đổi mới giáo dục: “Đổi mới nội dung giáo dục phổ thông theo hướng tinh giản, hiện đại, thiết thực, phù hợp với lứa tuổi, trình độ và định hướng nghề nghiệp; tăng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tích hợp cao ở các lớp học dưới và phân hóa dần ở các lớp học trên”.

MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Sự cạnh tranh quốc gia giới ngày diễn gay gắt, có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng phát triển nước sở hạ tầng; khoa học công nghệ; môi trường pháp lý; mơi trường trị xã hội ổn định, chất lượng nguồn nhân lực, … thực tế cho thấy yếu tố nguồn nhân lực xem yếu tố định, nguồn lực “nội sinh” chi phối trình phát triển kinh tế - xã hội với ưu bật khơng có giới hạn nguồn lực mạnh mẽ biết bồi dưỡng, khai thác, sử dụng hợp lý Trong cạnh tranh đất nước ta ln xem giáo dục khoa học công nghệ trọng tâm sách Nghị số 29 - NQ/TW khẳng định “Giáo dục đào tạo quốc sách hàng đầu, nghiệp Đảng, Nhà nước toàn dân Đầu tư cho giáo dục đầu tư phát triển, ưu tiên trước chương trình, kế hoạch phát triển kinh tế-xã hội” Ngành giáo dục đào tạo tiến hành đổi mới, Nghị số 88/2014/QH13 nêu yêu cầu nhiệm vụ đổi giáo dục: “Đổi nội dung giáo dục phổ thông theo hướng tinh giản, đại, thiết thực, phù hợp với lứa tuổi, trình độ định hướng nghề nghiệp; tăng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tích hợp cao lớp học phân hóa dần lớp học trên” Chương trình giáo dục phổ thơng mơn Toán năm 2018 (Bộ Giáo dục Đào tạo, 2018) nhà giáo dục toán học Việt Nam xây dựng dựa tinh thần “tinh giản, đại thiết thực” với mong muốn trang bị tảng tốn học trọng tính ứng dụng vào thực tiễn đời sống toán Nội dung “Thống kê Xác suất” nội dung toán học nhà giáo dục toán Việt Nam kỳ vọng góp phần tăng cường tính ứng dụng giá trị thiết thực toán học Ngày nay, Thống kê trở thành công cụ đắc lực nhiều lĩnh vực khác đời sống, trở thành ngành khoa học có nhiều ứng dụng rộng khắp thực tế Thống kê đóng vai trị ngày quan trọng, thể rõ nét nhiều khía cạnh, từ việc sử dụng để đưa định, dự báo, sở để xây dựng hoạch định sách, đến lĩnh vực sản xuất, kinh doanh, lĩnh vực y tế, giáo dục, an ninh quốc phòng, nghiên cứu khoa học Theo sáng kiến Ủy ban Thống kê Liên Hiệp Quốc, Đại hội đồng Liên Hiệp Quốc Nghị số 64/267 ngày 3/6/2010 thống chọn ngày Thống kê giới ngày 20/10 năm, với mục đích tơn vinh vai trị thống kê nhằm thu hút ý công chúng tầm quan trọng liệu thống kê “Hệ thống thơng tin thống kê” tồn cầu (Statistical information system - SIS) cung cấp Năm 2010 có 103 nước tổ chức Ngày Thống kê giới Theo Vũ Hà Văn (2020), Thống kê ngành khoa học có ứng dụng nhiều với vai trò lớn tất nghiên cứu định lượng Tư thống kê thứ nên trang bị cho toàn xã hội, giúp cho cá nhân có cách đánh giá khoa học kiện diễn quanh (giaoduc.net.vn) Nhiều nước giới đưa nội dung thống kê vào chương trình giáo dục phổ thông từ cấp tiểu học, trung học sở Tại Việt Nam chương trình giáo dục mơn Toán hành đưa vào phần thống kê mô tả giảng dạy cho học sinh lớp 7, học kỳ hai chương trình tốn lớp 10 Tuy nhiên, chương trình giới thiệu sơ lược điều tra thu thập số liệu thống kê qua bảng số liệu thống kê hay qua biểu đồ cho trước Các khái niệm tần số, tần suất, phương sai, độ lệch chuẩn giới thiệu nhiều tập để thực hành tính tốn, u cầu học sinh việc vận dụng kiến thức vào sống hàng ngày, khơng có u cầu vận dụng thống kê giải vấn đề mà thực tế địi hỏi Chương trình trung học phổ thông ý đến việc trang bị kiến thức thống kê cho người học mà chưa trọng đến việc rèn luyện kỹ suy luận thống kê Trong giới có nhiều vấn đề địi hỏi người phải có kỹ suy luận thống kê để giải toán thực tiễn Năng lực phát kỹ giải vấn đề nảy sinh thực tiễn đảm bảo thành công sống Khi sống đại yêu cầu nguồn nhân lực cần phải có kỹ thích ứng việc giảng dạy theo quan điểm tập trung phát triển kỹ suy luận thống kê cho học sinh giúp em tự tin đối mặt với toán thực tiễn liên quan đến liệu thống kê mà cịn góp phần thực nhiệm vụ phát triển lực toán học khác Do đó, rèn luyện kỹ suy luận thống kê cho HS để giải vấn đề gặp phải học tập, sống cộng đồng yêu cầu cấp thiết dạy học thống kê Sự quan trọng thống kê kỹ suy luận thống kê cá nhân nhà giáo dục tốn Việt Nam khẳng định thơng qua nội dung chương trình mơn Tốn năm 2018 với yêu cầu mà HS cần đạt sau hồn thành chương trình phổ thơng “Hồn thiện khả thu thập, phân loại, biểu diễn, phân tích xử lý liệu thống kê; sử dụng công cụ phân tích liệu thống kê thơng qua số đặc trưng đo xu trung tâm đo mức độ phân tán cho mẫu số liệu không ghép nhóm ghép nhóm; sử dụng quy luật thống kê thực tiễn; nhận biết mơ hình ngẫu nhiên, khái niệm xác suất ý nghĩa xác suất thực tiễn” (Bộ Giáo dục Đào tạo, 2018) Trong trình triển khai chương trình giáo dục phổ thơng mới, người công tác ngành giáo dục cần nhiều nhà khoa học nghiên cứu, trao đổi để góp phần thực thành cơng nhiệm vụ đổi giáo dục mà xã hội giao trách nhiệm Trong công trình chúng tơi tập trung nghiên cứu tri thức kỹ suy luận thống kê đối tượng học sinh trung học phổ thông, biểu mức độ kỹ suy luận thống kê, lực suy luận thống kê mà em cần hình thành phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu công việc tương lai sẵn sàng ứng phó với tình xuất sống thực tiễn có liên quan đến số liệu thống kê Chúng nghiên cứu để thiết kế đề xuất môi trường học tập nội dung thống kê hình thành từ biện pháp sư phạm nhằm góp phần rèn luyện kỹ suy luận thống kê cho học sinh Với lý chọn đề tài nghiên cứu “Xây dựng môi trường học tập nội dung thống kê trường trung học phổ thông theo hướng rèn luyện kỹ suy luận thống kê cho học sinh” MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Mục đích luận án nghiên cứu đặc điểm nội dung thống kê, quan điểm, ngun tắc, vị trí vai trị dạy học tốn nói chung, dạy học thống kê nói riêng Chương trình Giáo dục phổ thơng, làm rõ cần thiết kỹ suy luận thống kê đổi môi trường học tập nội dung thống kê; từ xây dựng mơi trường học tập nội dung nhằm rèn luyện cho học sinh kỹ suy luận thống kê trình dạy học trường THPT NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Để đạt mục đích nói trên, nhiệm vụ nghiên cứu luận án đặt sau: (1) Tổng quan cơng trình nghiên cứu nước, ngồi nước dạy học thống kê trường THPT, cơng trình nghiên cứu mơi trường học tập (2) Tìm hiểu đặc trưng tri thức luận nội dung thống kê chương trình mơn Tốn trường phổ thơng (3) Đề xuất quan niệm kỹ suy luận thống kê, môi trường học tập rèn luyện kỹ suy luận thống kê cho học sinh trung học phổ thông (4) Đề xuất biện pháp xây dựng môi trường học tập phù hợp để rèn luyện kỹ suy luận thống kê thông qua dạy học chủ đề thống kê trường trung học phổ thông (5) Thực nghiệm (TN) sư phạm để kiểm tra tính khả thi hiệu biện pháp sư phạm mà luận án đề xuất ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Đối tượng nghiên cứu: Môi trường học tập rèn luyện kỹ suy luận thống kê cho học sinh THPT - Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học nội dung thống kê trường THPT - Phạm vi nghiên cứu: Nội dung thống kê THPT chương trình giáo dục phổ thơng mơn Tốn năm 2006 2018 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Trên sở làm rõ vai trò suy luận thống kê chương trình giáo dục phổ thơng mơn Tốn, xác định biểu kỹ suy luận thống kê phù hợp với học sinh trung học phổ thơng xây dựng mơi trường học tập tích cực (thơng qua biện pháp sư phạm) để rèn luyện kỹ cho học sinh PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu tài liệu tâm lý học giáo dục, tài liệu giáo dục học, triết học, tài liệu lý luận giảng dạy môn Toán, đặc biệt nghiên cứu tài liệu giảng dạy thống kê, kết nghiên cứu có liên quan đến đề tài có từ trước để làm rõ kỹ suy luận thống kê học sinh - Nghiên cứu thực tiễn: Quan sát - điều tra phương pháp chuyên gia gồm hoạt động thực việc trao đổi với GV học sinh thông qua phiếu khảo sát - điều tra thực trạng, tham khảo tài liệu để làm khoa học đề biện pháp hình thành rèn luyện kỹ suy luận thống kê thông qua dạy học thống kê trường trung học phổ thông - Thực nghiệm sư phạm: Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm định khẳng định giả thuyết khoa học luận án NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN ÁN 7.1 Về mặt lý luận - Hệ thống hóa vấn đề lý luận liên quan đến giáo dục thống kê trường phổ thông, đặc biệt hiểu biết, suy luận tư thống kê - Đề xuất quan niệm kỹ suy luận thống kê học sinh trung học phổ thông biểu kỹ - Đề xuất quan niệm môi trường dạy học rèn luyện kỹ suy luận thống kê thành phần cốt lõi môi trường - Đề xuất Rubric mức độ biểu kỹ suy luận thống kê học sinh - Đề xuất biện pháp sư phạm nhằm tạo môi trường học tập thống kê theo hướng rèn luyện kỹ suy luận thống kê cho HS 7.2 Về mặt thực tiễn - Có thể hỗ trợ GV việc tổ chức dạy học nội dung thống kê trường THPT với kỳ vọng nâng cao hiệu dạy học - Việc vận dụng biện pháp sư phạm đề xuất luận án vào thực tiễn dạy học góp phần đổi PPDH đạt mục tiêu dạy học thống kê trường THPT CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN Luận án bao gồm phần: Mở đầu, Kết luận, Tài liệu tham khảo, Phụ lục, chương: Chương Cơ sở lý luận thực tiễn việc rèn luyện kỹ suy luận thống kê cho học sinh THPT Chương Xây dựng môi trường học tập theo hướng rèn luyện kỹ suy luận thống kê cho học sinh THPT Chương Thực nghiệm sư phạm Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC RÈN LUYỆN KỸ NĂNG SUY LUẬN THỐNG KÊ CHO HỌC SINH THPT 1.1 Tổng quan cơng trình nghiên cứu dạy học thống kê 1.1.1 Tình hình nghiên cứu nước ngồi Những cơng trình nghiên cứu dạy học thống kê trường trung học, cơng trình Holmes P (1980), Hawkins A., Jolliffe F Glickman L (1991), … xuất từ năm 1980, 1990 Với vai trò quan trọng ngày tăng thống kê đòi hỏi thay đổi việc dạy học nội dung cho học sinh phổ thông, nhiều công trình nghiên cứu lĩnh vực thực Các chủ đề đa dạng liên quan đến dạy học thống kê quan tâm nghiên cứu, đúc kết lại theo hướng là: Những thách thức khó khăn dạy học thống kê; PPDH kiểm tra đánh giá dạy học thống kê; Ứng dụng CNTT vào dạy học thống kê; Bồi dưỡng đào tạo GV dạy thống kê Thứ nhất, hướng nghiên cứu thách thức khó khăn dạy học thống kê Đầu tiên khó khăn đến từ vấn đề đào tạo giáo viên dạy thống kê Batanero Diaz (2010) giáo viên trung học tương lai học chun ngành tốn học, họ nghiên cứu thống kê lý thuyết trình đào tạo Garegae (2008) nghiên cứu thách thức mà giáo viên toán phải đối mặt giảng dạy thống kê Kết nghiên cứu cho thấy giáo viên dạy Toán trường phổ thơng gặp khó khăn việc giải thích khái niệm thống kê cho người học; giải vấn đề thống kê từ kiểm tra khứ; thiết kế hoạt động phù hợp thống kê cho người học; xác định mục tiêu dạy; liên hệ việc giảng dạy thống kê với trải nghiệm thực tế người học Nhiều nghiên cứu nhận thấy giáo viên sử dụng phương pháp lý thuyết truyền thống để giảng dạy thống kê, đặt trọng tâm vào việc xác định cơng thức xác thực phép tính, thay sử dụng phương pháp sử dụng liệu thực để giải thích ngun lí, quy trình suy luận thống kê (North, Scheiber & Ottaviani, 2010; Wessels & Nieuwoudt, 2011) Ben-Zvi Garfield (2008) liệt kê số lý để giải thích thống kê môn học đầy thách thức trường phổ thông Đầu tiên, nhiều ý tưởng quy tắc thống kê phức tạp, khó, và/hoặc phản trực giác Do đó, khó để thúc đẩy học sinh tham gia vào công việc học tập thống kê cách chăm Tiếp theo, nhiều học sinh gặp khó khăn với kiến thức toán học (chẳng hạn phân số, số thập phân, suy luận tỷ lệ công thức đại số) điều cản trở việc học khái niệm thống kê liên quan Lý thứ ba bối cảnh nhiều tốn thống kê đánh lừa học sinh, khiến họ dựa vào kinh nghiệm thường trực giác sai lầm để đưa câu trả lời, thay chọn quy trình thống kê thích hợp dựa chứng dựa liệu Cuối cùng, học sinh thường đánh đồng thống kê với toán học mong muốn trọng tâm học thống kê số, phép tính, cơng thức có câu trả lời Học sinh không thoải mái với lộn xộn liệu, ý tưởng ngẫu nhiên may rủi, cách giải thích khác dựa giả định khác việc sử dụng rộng rãi kỹ viết, cộng tác giao tiếp Điều với nhiều giáo viên tốn học, người tự nhận thấy có tâm giống dạy môn thống kê Thứ hai, hướng nghiên cứu PPDH kiểm tra đánh giá dạy học thống kê Trong công trình Holmes P (1980), tác giả trình bày tính hữu ích thống kê sống hàng ngày, nêu bật vai trò quan trọng thống kê việc phát triển tư phê phán vai trị cơng cụ thống kê nhiều lĩnh vực khác nhau, tác giả quan tâm đến PPDH thống kê trường trung học Vào năm 1986 Holmes tiến hành tổ chức khóa học thử nghiệm thống kê cho học sinh (HS) lứa tuổi từ 11 đến 16 để sử dụng làm sở đề xuất PPDH thống kê trường trung học Anh Cuốn sách “Dạy học khái niệm thống kê” nhóm Hawkins, Jolliffe Glickman (Hawkins A., Jolliffe F Glickman L, 1991) đề xuất số liệu thống