Untitled BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH HOÀNG LÊ MINH 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 CHO HỌC SINH[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH - HOÀNG LÊ MINH 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 CHO HỌC SINH LUẬN ÁN TIẾN SỸ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGHỆ AN, 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH - HOÀNG LÊ MINH 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 CHO HỌC SINH Chuyên ngành: Lý luận phương pháp dạy học mơn Tốn Mã số: 9.14.01.11 LUẬN ÁN TIẾN SỸ KHOA HỌC GIÁO DỤC Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Chiến Thắng GS.TS Nguyễn Văn Quảng NGHỆ AN, 2023 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan luận án “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” cơng trình nghiên cứu riêng tác giả Các kết nghiên cứu số liệu nêu luận án hồn tồn trung thực khơng trùng lặp cơng bố cơng trình khác trước Vinh, tháng 04 năm 2023 Tác giả luận án Hoàng Lê Minh i LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn bày tỏ lòng kính trọng tới PGS TS Nguyễn Chiến Thắng, GS.TS Nguyễn Văn Quảng dành nhiều thời gian đồng hành, hướng dẫn giúp đỡ tác giả suốt trình học tập, nghiên cứu Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến GS.TS Đào Tam thầy cô giáo thuộc chuyên ngành Lý luận Phương pháp dạy học Bộ mơn Tốn, thầy giáo thuộc Khoa Toán học - Trường Sư phạm, Trường Đại học Vinh có nhiều nhận xét, góp ý quý báu cho tác giả Tác giả trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, đơn vị đồng nghiệp trường Đại học Hồng Đức quan tâm, tạo điều kiện động viên tác giả suốt thời gian học tập nghiên cứu Trân trọng cảm ơn gia đình bạn bè tôi, người bên tôi, tiếp thêm động lực để tơi hồn thành luận án Tác giả luận án Hoàng Lê Minh ii SƠ ĐỒ LOGIC CỦA LUẬN ÁN iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 4 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU .5 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA LUẬN ÁN CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC RÈN LUYỆN KỸ NĂNG SUY LUẬN THỐNG KÊ CHO HỌC SINH THPT .7 1.1 Tổng quan cơng trình nghiên cứu dạy học thống kê .7 1.1.1 Tình hình nghiên cứu nước .7 1.1.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 13 1.2 Đặc trưng tri thức luận thống kê 17 1.2.1 Sơ lược lịch sử thống kê 17 1.2.2 Mối quan hệ Thống kê Xác suất 20 1.2.3 Phương pháp chọn mẫu 25 1.3 Thống kê chương trình giáo dục tốn Việt Nam .37 1.3.1 Nội dung thống kê chương trình 37 1.3.2 Biểu lực toán học HS THPT qua nội dung thống kê .41 1.4 Kỹ suy luận thống kê 45 1.4.1 Suy luận 45 1.4.2 Suy luận thống kê 46 1.4.3 Mối quan hệ suy luận thống kê với hiểu biết thống kê tư thống kê 48 1.4.4 So sánh suy luận thống kê suy luận toán học 56 1.4.5 Kỹ 57 1.4.6 Kỹ suy luận thống kê 57 1.5 Thực trạng dạy học thống kê trường THPT 59 Kết luận Chương .65 Chương XÂY DỰNG MÔI TRƯỜNG HỌC TẬP THEO HƯỚNG RÈN LUYỆN KỸ NĂNG SUY LUẬN THỐNG KÊ CHO HỌC SINH THPT .67 2.1 Sự cần thiết xây dựng môi trường học tập nhằm rèn luyện kỹ suy luận thống kê cho học sinh .67 2.2 Môi trường học tập rèn luyện kỹ suy luận thống kê 73 2.2.1 Môi trường học tập .73 iv 2.2.2 Môi trường học tập rèn luyện kỹ SLTK 78 2.3 Các biện pháp sư phạm xây dựng môi trường học tập rèn luyện kỹ suy luận thống kê cho học sinh 90 2.3.1 Biện pháp 1: Tổ chức cho học sinh tìm kiếm, khai thác liệu thực tế sống hàng ngày vào dạy học nội dung thống kê trường trung học phổ thông .90 2.3.2 Biện pháp 2: Lựa chọn vận dụng phương pháp kỹ thuật dạy học tích cực phù hợp với việc rèn luyện kỹ suy luận thống kê cho học sinh dạy học nội dung thống kê trường trung học phổ thông 101 2.2.3 Biện pháp 3: Khai thác công nghệ thông tin hỗ trợ dạy học nội dung thống kê trường trung học phổ thông nhằm rèn luyện kỹ suy luận thống kê cho học sinh 120 2.2.4 Biện pháp 4: Sử dụng phương pháp công cụ đánh giá kỹ suy luận thống kê học sinh trình dạy học nội dung thống kê trường trung học phổ thông 130 Kết luận Chương 140 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .142 3.1 Mục đích giả thuyết thực nghiệm sư phạm 142 3.1.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 142 3.1.2 Giả thuyết thực nghiệm sư phạm .142 3.2 Phương pháp đánh giá .142 3.2.1 Kết khảo sát GV biện pháp sư phạm đề xuất 142 3.2.2 Đánh giá định tính 144 3.2.3 Đánh giá định lượng 144 3.3 Tổ chức thực nghiệm sư phạm 145 3.3.1 Nội dung thực nghiệm 145 3.3.2 Triển khai thực nghiệm 145 3.3.3 Phương thức tiến hành TN 149 3.3.4 Phương pháp đánh giá kết TNSP: .150 3.3.5 Giáo án TN sư phạm 150 3.4 Xử lý đánh giá kết TN sư phạm 150 3.4.1 Kết đánh giá định tính 150 3.4.2 Đánh giá định lượng 152 Kết luận Chương 163 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 165 TÀI LIỆU THAM KHẢO 168 v DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên đầy đủ DH Dạy học GV Giáo viên HS Học sinh TN Thực nghiệm ĐC Đối chứng XSTK Xác suất thống kê XS Xác suất SL Suy luận TK Thống kê SLTK Suy luận thống kê THPT Trung học phổ thông THCS Trung học sở DTNT Dân tộc nội trú CNTT Công nghệ thông tin SGK Sách giáo khoa MHH Mơ hình hóa ĐG Đánh giá HĐ Hoạt động PP Phương pháp CT Chương trình vi DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG, BIỂU ĐỒ TT Nội dung Trang Bảng 1.1 Bảng số ngẫu nhiên 28 Hình 1.1 Mơ tả khái niệm đo xu trung tâm 32 Hình 1.2 Mơ tả tứ phân vị 34 Bảng 1.2 Ước lượng thời gian (tính theo %) cho mạch nội dung 39 lớp (khơng tính chun đề học tập) CT 2018 Bảng 1.3 Mạch kiến thức Thống kê xác suất CT 2006 CT 2018 40 Bảng 1.4 Biểu thành phần lực toán qua nội dung thống kê 41 Hình 1.3 Quan điểm có độc lập giao thoa ba miền 50 Hình 1.4 Hiểu biết tảng để phát triển suy luận tư 51 thống kê Bảng 1.5 Chiều cao 36 học sinh (đơn vị cm) 54 10 Bảng 1.6 Thơng tin tình hình chữa bệnh hai bệnh viện A B 60 11 Hình 1.5 Những ngun nhân gây khó khăn triển khai dạy học 64 nội dung thống kê THPT 12 Hình 1.6 Đánh giá GV kỹ thống kê HS sau 64 học xong THPT 13 Bảng 2.1 Số liệu thu trồng thử nghiệm giống lúa A 70 14 Bảng 2.2 Số liệu thu trồng thử nghiệm giống lúa B 70 15 Hình 2.1 Mơ hình hệ thống giáo dục 75 16 Hình 2.2 Mơ hình tình học tập lý tưởng 76 vii 17 Hình 2.3 Mơi trường học tập nội dung thống kê 84 18 Bảng 2.3 So sánh khác hai mơ hình lớp học 88 19 Bảng 2.4 Các dạng tập thống kê SGK toán hành (2006) 92 20 Bảng 2.5 Số lượng nguyện vọng tổ hợp thi năm 99 21 Biểu đồ 2.1 Tỉ lệ nguyện vọng với tổ hợp thi 99 22 Bảng 2.6 Bảng tần số, tần suất thành tích chạy 114 23 Bảng 2.7 Phân bố thời gian học tập mơn Tốn Anh văn nhà 125 10 HS 24 Hình 2.4 Sử dụng MS Excel để tính tốn kết 125 25 Bảng 2.8 Chất thải điện tử phát sinh Việt Nam từ 2002 đến 127 2006 (đơn vị tấn/ năm) 26 Hình 2.5 Kết nhập số liệu Excel 127 27 Biểu đồ 2.2 Khối lượng trung bình rác thải điện tử năm 128 28 Biểu đồ 2.3 Biểu đồ khảo sát thu nhập sinh viên đại học (tính 129 theo USD) 29 Bảng 2.9 So sánh ĐG kết học tập, ĐG học tập ĐG 133 học tập 30 Bảng 2.10 Mối quan hệ hình thức, phương pháp cơng cụ 133 đánh giá 31 Bảng 2.11 Bảng đánh giá mức độ biểu kỹ 135 SLTK HS 32 Bảng 3.1 Kết khảo sát GV Toán biện pháp sư phạm đề xuất viii 143 PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA 15 PHÚT BÀI KIỂM TRA MƠN TỐN (ĐẠI SỐ) Thời gian: 15 phút TRƯỜNG THPT DTNT THANH HÓA LỚP: 10G HỌ VÀ TÊN: … … … … … …… - Phần I: Trắc nghiệm Câu 1: Trong điều khẳng định sau: (I) Thống kê khoa học phương pháp thu thập, tổ chức, trình bày, phân tích xử lý liệu (II) Số lần xuất giá trị dãy giá trị dấu hiệu gọi tần số giá trị (III) Giá trị có tần số lớn gọi mốt dấu hiệu (IV) Độ lệch chuẩn bình phương phương sai Có khẳng định đúng: A B C D Câu 2: Cho bảng điều tra số HS trường THPT sau: 10 11 12 Khối lớp 1115 1175 910 Số HS Kích thước mẫu là: A B 1175 C 910 D 3200 * Trả lời câu hỏi 3, 4, Cho bảng điều tra số 40 hộ gia đình khu phố, với mẫu số liệu sau: 2 1 2 2 1 1 1 Câu 3: Có bao nhêu mẫu giá trị khác mẫu số liệu trên: A B C D Câu 4: Mốt dấu hiệu: A M0 = B M0 = C M0 = D M0 = Câu 5: Tần suất giá trị là: A 10% B 20% C 30% D 40% * Trả lời câu hỏi 6, 7, với đề toán sau: Điều tra chiều cao 100 HS khối lớp 11, ta có kết sau: Nhóm Chiều cao(cm) Số HS [150;152) [152;154) 18 [154;156) 40 [156;158) 26 [158;160) - 38 - [160;162) N = 100 Câu 6: Giá trị đại diện nhóm thứ là: A 156,5 B 158 C 158,5 D 159 Câu 7: Số trung bình là: A 155,46 B 155,12 C 154,98 D 154,75 Câu 8: Phương sai là: A 4,69 B 4,70 C 4,71 D 4,72 Câu 9: Xác định chiều cao 100 HS xếp theo thứ tự tăng dần Số trung vị 100 số liệu là: A Chiều cao HS thứ 50 B Chiều cao HS thứ 51 C Chiều cao trung bình HS thứ 50 51 D Chiều cao trung bình HS thứ thứ 100 Câu 10: Điều tra cân nặng 40 heo, người nông dân ghi lại số liệu sau: Nhóm Khối lượng (kg) Số [100;115) [115;120) [120;125) [125;130) [130;135) [135;140) [140;145) 12 N = 40 Số trung bình là: A 126 B 127 C 128 D 129 Phần II: Tự luận Trạm kiểm soát ghi lại tốc độ 30 xe ô tô hai đường A B sau: Con đường A: 60 65 70 68 62 75 80 83 82 69 73 75 85 72 67 88 90 85 72 63 75 76 85 84 70 61 60 65 73 76 Con đường B: 76 64 58 82 72 70 68 75 63 67 74 70 79 80 73 75 71 68 72 73 79 80 63 62 71 70 74 69 60 60 a) Tìm số trung bình, số trung vị, phương sai, độ lệch chuẩn tốc độ đường A, B b) Từ đó, rút kết luận di chuyển đường an toàn hơn? - 39 - PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA 45 PHÚT Trường THPT Đào Duy Từ Lớp 10A3 Họ Và tên: … … … … … BÀI KIỂM TRA MÔN TOÁN (ĐẠI SỐ 10) Thời gian: 45 phút Phần I: Trắc nghiệm Câu 1: Để điều tra gia đình chung cư gồm 100 gia đình Người ta chọn 20 gia đình tầng thu mẫu số liệu sau: 5 1 Dấu hiệu gì? A Số gia đình tầng B số gia đình C Số tầng chung cư D số người gia đình Câu 2: Thống kê điểm mơn Tốn kì thi 400 em HS thấy có 72 điểm Hỏi tần suất giá trị xi = là: A 10% B 18% C 36% D 72% Câu 3: Cho bảng tần số, tần suất ghép lớp sau: Lớp Tần số Tần suất [150;154] 16,7% [155;159] 12 33,3% [160;164] * 27,8% [164;169] ** [170;174] 8,3% N = 36 100% a) Giá trị * là: A B 10 C 12 D 13 b) Giá trị ** là: A 3,9% B 5,9% C 13,9% D 23,9% Câu 4: Cho biểu đồ hình quạt thống kê giá trị xuất nhiên liệu nước ta (biết giá trị xuất dầu hỏa 800 triệu USD) Hỏi giá trị xuất than đá triệu USD? A 200 B 250 C 400 - 40 - D 450 Câu 5: Có 100 HS tham dự kì thi HS giỏi Hóa (thang điểm 20) Kết sau: 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Điểm 1 13 19 24 14 10 Tần số a) Số trung vị là: A 15 B 15,50 C 16 D 16,50 b) Mốt là: A 14 B 15 C 16 D 17 Câu 6: Sản lượng lúa (đơn vị tạ) 40 ruộng có diện tích trình bày bảng số liệu sau: Sản lượng 20 21 22 23 24 Tần số 11 10 N = 40 a) Sản lượng trung bình 40 ruộng là: A 22,1 B 22,2 C 22,3 D 22,4 b) Phương sai là: A 1,52 B 1,53 C 1,54 D 1,55 c) Độ lệch chuẩn là: A 1,23 B 1,24 C 1,25 D 1,26 Phần II: Tự luận Câu 1: Điểm kiểm tra mơn Tốn hai HS Bách Trúc ghi lại sau: 10 10 Bách 9 Trúc a) Tính điểm trung bình HS b) Tính phương sai độ lệch chuẩn điểm HS (chính xác đến hàng phần trăm) c) HS có kết ổn định hơn? Vì sao? Câu 2: Kết kiểm tra mơn Tốn 36 HS cho mẫu số liệu sau: 7,5 8,5 9,5 6,5 5,5 6,5 7,5 5,5 2,5 7,5 8,5 1,5 7,5 6,5 7,5 6,5 a) Lập bảng phân bố tần số tần suất ghép lớp ( xác đến hàng phần trăm) sử dụng lớp sau: [0;2), [2;4), [4;6), [6;8), [8;10) b) Vẽ biểu đồ tần suất hình quạt thể bảng phân bố câu a) nêu ý kiến nhận xét kết kiểm tra - 41 - PHỤ LỤC ỨNG DỤNG PHẦN MỀM R ĐỂ PHÂN TÍCH THỐNG KÊ MƠ TẢ Ví dụ: Nghiên cứu số liệu chiều cao cân nặng HS lớp 10A Trường THPT Đào Duy Từ muốn nhập vào R sau: Chiều cao 165 154 158 168 157 177 155 171 168 172 180 156 166 163 171 174 177 158 180 170 160 165 175 174 160 164 170 165 159 Cân nặng 72 48 53 60 42 71 48 88 80 65 70 45 55 70 63 60 63 50 70 58 54 57 57 55 46 75 58 69 70 Ta sử dụng function có tên c sau : > height weight