Rèn luyện kĩ năng SNT nhằm bồi dưỡng năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề cho học sinh trong dạy học HHKG ở trường THPT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH HỒNG XN BÍNH RÈN LUYỆN KĨ NĂNG SIÊU NHẬN THỨC NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÌNH HỌC KHÔNG GIAN Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGHỆ AN - 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH HỒNG XN BÍNH RÈN LUYỆN KĨ NĂNG SIÊU NHẬN THỨC NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÌNH HỌC KHÔNG GIAN Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành: Lý luận Phương pháp dạy học mơn Tốn Mã số: 9.14.01.11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: TS TRẦN LUẬN TS NGUYỄN THỊ CHÂU GIANG NGHỆ AN - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu khoa học riêng tơi Các kết đƣợc trình bày luận án trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình nghiên cứu khác Tác giả Hồng Xn Bính MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG, BIỂU ĐỒ MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài .1 Mục đích nghiên cứu Khách thể, đối tƣợng nghiên cứu .3 Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ phạm vi nghiên cứu .3 Phƣơng pháp nghiên cứu Những đóng góp luận án Bố cục luận án Chƣơng CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1 Phát giải vấn đề dạy học Toán .6 1.1.1 Vấn đề dạy học Toán 1.1.2 Phát giải vấn đề 1.1.3 Mối liên hệ tƣ giải vấn đề 1.1.4 Vai trò hoạt động phát giải vấn đề mơn Tốn 1.2 Năng lực phát giải vấn đề Toán học 12 1.2.1 Năng lực 12 1.2.2 Năng lực phát giải vấn đề 14 1.2.3 Phát triển lực phát giải vấn đề dạy học Hình học khơng gian trƣờng trung học phổ thông 15 1.3 Tổng quan lịch sử nghiên cứu siêu nhận thức 17 1.3.1 Tình hình nghiên cứu giới 17 1.3.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 30 1.4 Nhận thức siêu nhận thức .32 1.4.1 Nhận thức 32 1.4.2 Khái niệm mơ hình siêu nhận thức 36 1.4.3 Sự khác nhận thức siêu nhận thức 36 1.4.4 Thành phần, đặc điểm chức siêu nhận thức 43 1.4.5 Đối tƣợng hoạt động siêu nhận thức 45 1.4.6 Vai trò siêu nhận thức học mơn Tốn 46 1.5 Rèn luyện kĩ siêu nhận thức theo hƣớng bồi dƣỡng lực phát giải vấn đề cho học sinh dạy học Hình học không gian trƣờng trung học phổ thông 50 1.5.1 Kĩ 50 1.5.2 Một số kĩ siêu nhận thức có ảnh hƣởng mạnh/rõ đến lực phát giải vấn đề học Hình học khơng gian trƣờng trung học phổ thông 51 1.5.3 Mối quan hệ kĩ siêu nhận thức với lực phát giải vấn đề học môn Toán 61 1.5.4 Các hoạt động tƣơng thích để rèn luyện kĩ siêu nhận thức 65 1.5.5 Các biểu học sinh có kĩ siêu nhận thức 66 1.6 Thực trạng rèn luyện kĩ siêu nhận thức nhằm bồi dƣỡng lực phát giải vấn đề cho học sinh dạy học Hình học khơng gian Trung học phổ thông .67 1.6.1 Khảo sát thực trạng 67 1.6.2 Phân tích nguyên nhân thực trạng 69 1.7 Kết luận chƣơng .70 Chƣơng MỘT SỐ BIỆN PHÁP RÈN LUYỆN CÁC KĨ NĂNG SIÊU NHẬN THỨC CHO HỌC SINH NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG DẠY HỌC HÌNH HỌC KHƠNG GIAN Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 72 2.1 Tổng quan dạy học Tốn trƣờng trung học phổ thơng 72 2.1.1 Một số đặc điểm sách giáo khoa Hình học trƣờng trung học phổ thơng 72 2.1.2 Hình học trƣờng trung học phổ thơng 73 2.2 Định hƣớng xây dựng thực biện pháp sƣ phạm 75 2.2.1 Định hƣớng 75 2.2.2 Định hƣớng 75 2.2.3 Định hƣớng 75 2.2.4 Định hƣớng 76 2.3 Một số biện pháp sƣ phạm rèn luyện kĩ siêu nhận thức nhằm bồi dƣỡng lực phát giải vấn đề cho học sinh dạy học Hình học khơng gian trƣờng trung học phổ thơng 76 2.3.1 Biện pháp 1: Rèn luyện cho học sinh kĩ đọc hiểu vấn đề tình dạy học Hình học khơng gian vẽ hình làm điểm tựa trực quan cần thiết 76 2.3.2 Biện pháp 2: Rèn luyện cho học sinh kĩ lập kế hoạch giải vấn đề thông qua hoạt động liên tƣởng nhằm huy động tiền đề cho bƣớc lập luận 83 2.3.3 Biện pháp 3: Rèn luyện cho học sinh thói quen tự đánh giá tiến trình tƣ bƣớc hoạt động giải vấn đề 93 2.3.4 Biện pháp 4: Thiết kế tổ chức dạy học tình nhằm thực hành kiểm soát thao tác tƣ hoạt động gợi vấn đề nêu vấn đề dạy học Toán 104 2.3.5 Biện pháp 5: Tạo tình tổ chức dạy học nhằm để học sinh luyện tập kiểm soát thao tác tƣ hoạt động Tốn học hóa tình thực tiễn 111 2.3.6 Biện pháp 6: Gợi động tổ chức dạy học nhằm để học sinh rèn luyện kiểm soát thao tác tƣ logic hoạt động sáng tạo, tìm kiếm giải pháp khác 117 2.4 Kết luận chƣơng .122 Chƣơng THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 123 3.1 Mục đích, yêu cầu, nội dung thực nghiệm sƣ phạm 123 3.1.1 Mục đích 123 3.1.2 Yêu cầu 123 3.1.3 Nội dung thực nghiệm sƣ phạm 123 3.2 Thời gian, đối tƣợng, quy trình phƣơng pháp đánh giá thực nghiệm sƣ phạm 123 3.2.1 Thời gian thực nghiệm sƣ phạm 123 3.2.2 Đối tƣợng thực nghiệm sƣ phạm 123 3.2.3 Quy trình tổ chức thực nghiệm sƣ phạm 124 3.2.4 Phƣơng pháp đánh giá kết thực nghiệm sƣ phạm 125 3.3 Tiến trình thực nghiệm sƣ phạm 126 3.3.1 Thực nghiệm sƣ phạm vòng 126 3.3.2 Thực nghiệm sƣ phạm vòng 132 3.4 Kết luận chƣơng .141 KẾT LUẬN 142 CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 144 TÀI LIỆU THAM KHẢO 145 PHỤ LỤC PL1 DANH MỤC TỪ VÀ CỤM TỪ VIẾT TẮT STT Viết đầy đủ Viết tắt DH Dạy học ĐC Đối chứng ĐHSP Đại học sƣ phạm GQVĐ Giải vấn đề GV Giáo viên HĐ Hoạt động HHKG Hình học khơng gian HS Học sinh KT Kiến thức NXB Nhà xuất 10 PH&GQVĐ Phát giải vấn đề 11 PPDH Phƣơng pháp dạy học 12 SGK Sách giáo khoa 13 SNT Siêu nhận thức 14 THCS Trung học sở 15 THPT Trung học phổ thông 16 TN Thực nghiệm DANH MỤC SƠ ĐỒ, BẢNG, BIỂU ĐỒ Trang Sơ đồ: Sơ đồ 1.1 Sơ đồ 1.2 Sơ đồ 1.3 Sơ đồ 1.4 Mơ hình siêu nhận thức J.H.Flavell 23 Mơ hình siêu nhận thức Ann.Brown .26 Mơ hình phân cấp q trình siêu nhận thức Tobias Everson 27 Mơ hình phân chia thành phần siêu nhận thức 28 Sơ đồ 1.5 Sơ đồ 1.6 Sơ đồ 1.7 Mô hình siêu nhận thức nhận thức 37 Mơ hình chức siêu nhận thức Wilson 44 Vai trò ngƣời dạy ngƣời học việc phát triển lý thuyết Sơ đồ 1.8 Sơ đồ 1.9 SNT Teri Rysz 47 Khung chƣơng trình mơn Tốn Singapore .62 Khung nhấn mạnh tính chất động vòng tròn hoạt động giải vấn đề 65 Bảng: Bảng 3.1 Bảng phân phối tần số điểm kiểm tra chất lƣợng (X) nhóm lớp Bảng 3.2 thực nghiệm đối chứng vòng (trƣớc thực nghiệm) 126 Bảng phân phối tần số điểm (X) lớp thực nghiệm đối chứng Bảng 3.3 Bảng 3.4 sau thực nghiệm vòng 129 Bảng tính tốn số liệu thống kê vòng 131 Phân bố tần số điểm kiểm tra chất lƣợng (X) lớp thực nghiệm Bảng 3.5 đối chứng vòng (trƣớc thực nghiệm) 133 Bảng phân phối tần số điểm (X) lớp thực nghiệm đối chứng sau thực nghiệm sƣ phạm vòng 136 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.8 Bảng tính tốn số liệu thống kê vòng 138 Bảng xếp hạng điểm kiểm tra au thực nghiệm vòng 140 Bảng kết thực nghiệm vòng theo tiêu chuẩn Mann - Whitney 140 Biểu đồ: Biểu đồ 3.1 Biểu đồ cột so sánh trƣớc TN1 127 Biểu đồ 3.2 Biểu đồ đƣờng so sánh trƣớc TN1 127 Biểu đồ 3.3 Biểu đồ 3.4 Biểu đồ 3.5 Biểu đồ 3.6 Biểu đồ 3.7 Biểu đồ 3.8 Biểu đồ cột so sánh sau TN1 130 Biểu đồ đƣờng so sánh sau TN1 130 Biểu đồ cột so sánh trƣớc TN2 133 Biểu đồ đƣờng so sánh trƣớc TN2 134 Biểu đồ cột so sánh sau TN2 137 Biểu đồ đƣờng so sánh sau TN2 137 MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Đất nƣớc ta bƣớc vào giai đoạn cơng nghiệp hố, đại hoá với mục tiêu đến năm 2020 Việt Nam từ nƣớc nông nghiệp trở thành nƣớc công nghiệp, hội nhập với cộng đồng quốc tế Nhân tố định thắng lợi công cơng nghiệp hóa, đại hóa hội nhập quốc tế ngƣời, nguồn lực ngƣời Việt Nam đƣợc phát triển số lƣợng chất lƣợng sở mặt dân trí đƣợc nâng cao Việc cần giáo dục phổ thơng, đòi hỏi nghiệp giáo dục đào tạo phải đổi để đáp ứng nhu cầu xã hội Đổi nghiệp giáo dục đào tạo phụ thuộc vào nhiều yếu tố yếu tố quan trọng đổi PPDH có PPDH mơn Tốn Nghị Hội nghị Trung ƣơng khóa XI năm 2011 Ban chấp hành Trung ƣơng Đảng cộng sản Việt Nam khẳng định: “Tiếp tục đổi mạnh mẽ phƣơng pháp dạy học theo hƣớng đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo vận dụng kiến thức, kĩ ngƣời học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt chiều, ghi nhớ máy móc” Luật Giáo dục, Điều 28, Khoản rõ: Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo HS; phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả làm việc theo nhóm, rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS Trong năm gần đây, việc đổi PPDH nƣớc ta có số chuyển biến tích cực Các PPDH đại nhƣ DH phát GQVĐ, DH kiến tạo, DH khám phá, đƣợc nhà sƣ phạm, thầy cô giáo quan tâm nghiên cứu áp dụng góc độ qua tiết dạy, qua tập Tuy nhiên, PPDH trƣờng phổ thông chƣa quan tâm nhiều đến rèn luyện kĩ cần thiết theo hƣớng phát triển lực nhận thức ngƣời học "Siêu nhận thức" (metacognition) “tƣ tƣ duy” (thinking about thinking) đƣợc giải thích lực kiểm sốt q trình suy nghĩ cá nhân, đặc biệt nhận thức việc lựa chọn sử dụng chiến lƣợc giải toán SNT tự phân tích q trình suy nghĩ ngƣời GQVĐ Rèn luyện kĩ SNT (metacognitive skills) cho HS trình dạy học Tốn trƣờng phổ thơng xu hƣớng DH đƣợc trọng giới Việc rèn luyện kĩ SNT cho HS nhằm giúp HS hiểu đƣợc trình suy nghĩ thân q trình giải tốn ý nghĩa tốn mang lại, từ tạo cho em niềm say mê hứng thú học tập Việc DH môn Toán phải xuất phát từ KT tảng Tốn học có đƣợc từ q trình học trƣớc HS nhƣ tâm sinh lý lứa tuổi em Cần DH Toán theo hƣớng cho HS nắm đƣợc tƣ tƣởng toán, giả thiết cho yêu cầu đặt ra, từ em liên tƣởng đến thực tiễn cách tốt để nhớ lâu vận dụng Quá trình khai thác tốn với hƣớng giải - lặp lặp lại câu hỏi "tại sao?", "nhƣ nào?", "bằng cách nào?" để HS tìm nhiều cách giải tốn, nâng cao khả tƣ Toán học nhƣ kĩ phát GQVĐ kích thích SNT Ở nƣớc ta, chƣơng trình giảng dạy mơn Toán chƣa đề cập cách tƣờng minh kĩ SNT, có số tài liệu PPDH đề cập đến vấn đề Ở góc độ số cơng trình nghiên cứu đề cập đến cách thức điều khiển trình học tập, tiếp thu nhận thức HS theo hƣớng phát huy tính sáng tạo DH SNT thực xu hƣớng DH giới Vì vậy, mong muốn tập trung nghiên cứu để làm rõ vai trò SNT trong học tập, kĩ SNT nhằm bồi dƣỡng lực phát GQVĐ biện pháp nhằm rèn luyện kĩ SNT Ngồi ra, chúng tơi mong muốn làm rõ ƣu điểm việc rèn luyện kĩ SNT, từ xác định đề xuất biện pháp rèn luyện kĩ SNT nhằm bồi dƣỡng lực phát GQVĐ DH Toán trƣờng THPT Xuất phát từ lý trên, lựa chọn đề tài nghiên cứu: “Rèn luyện kĩ SNT nhằm bồi dưỡng lực phát giải vấn đề cho học sinh dạy học HHKG trường THPT’’ Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu luận án xác định kĩ SNT, ý nghĩa vai trò kĩ SNT Từ đó, đề xuất biện pháp rèn luyện kĩ SNT nhằm bồi dƣỡng lực phát GQVĐ cho HS DH HHKG ... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH HỒNG XN BÍNH RÈN LUYỆN KĨ NĂNG SIÊU NHẬN THỨC NHẰM BỒI DƯỠNG NĂNG LỰC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC HÌNH HỌC KHÔNG GIAN Ở TRƯỜNG... động phát giải vấn đề mơn Tốn 1.2 Năng lực phát giải vấn đề Toán học 12 1.2.1 Năng lực 12 1.2.2 Năng lực phát giải vấn đề 14 1.2.3 Phát triển lực phát giải vấn đề dạy học. .. Chƣơng MỘT SỐ BIỆN PHÁP RÈN LUYỆN CÁC KĨ NĂNG SIÊU NHẬN THỨC CHO HỌC SINH NHẰM BỒI DƢỠNG NĂNG LỰC PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TRONG DẠY HỌC HÌNH HỌC KHƠNG GIAN Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG