8. Cấu trúc luận văn
4.2.6. Biện pháp 6: Xây dựng môi trường học tập nuôi dưỡng và phát triển
năng lực tiền suy luận thống kê
4.2.6.1. Mục đích biện pháp
Biện pháp sư phạm này tác động tích cực đến toàn bộ các nhóm kỹ năng và các nhóm NL TSLTK.
4.2.6.2. Cơ sở khoa học của biện pháp
- Sự hoàn thiện tri thức và nhân cách của HS không thể không nói đến tác động tích cực của môi trường.
Môi trường theo nghĩa chung nhất bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất nhân tạo quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và thiên nhiên.
Môi trường giáo dục là tổng hòa các mối quan hệ trong đó giáo dục và người được giáo dục tiến hành hoạt động dạy và học. Môi trường giáo dục rất đa dạng bao gồm môi trường nhà trường, gia đình, xã hội và tự nhiên. Như vậy, môi trường giáo dục là tập hợp không gian và sự tương tác giữa không gian, người học và phương tiện để giáo dục đạt kết quả tốt.
- NL TSLTK của HS muốn phát triển tốt phải có môi trường thuận lợi để HS được tham gia tích cực, được thụ hưởng những tương tác có lợi nhất cho việc hình
thành và phát triển. Môi trường đó phải giúp HS phát triển tối đa các NL và kỹ năng suy luận TK. Do đó xây dựng môi trường học tập để nuôi dưỡng và phát triển NL TSLTK là mục đích mà chúng tôi quan tâm trong giáo dục TK.
4.2.6.3. Nội dung và cách thức thực hiện biện pháp
Chúng ta biết rằng quá trình dạy học là tập hợp những hành động liên tiếp của GV và HS nhằm làm cho HS tự giác chiếm lĩnh hệ thống kiến thức, kỹ năng, đồng thời phát triển NL nhận thức. Đây chính là sự tương tác giữa các thành tố: HS, GV, tri thức và môi trường.
Theo chúng tôi, môi trường học tập phát triển NL TSLTK là một môi trường nhân tạo do nhà trường và GV tạo ra nhằm mục đích nuôi dưỡng và phát triển NL TSLTK cho HS. Môi trường đó phải thực sự thuận lợi để GV có thể triển khai các hoạt động nhằm giúp HS phát triển NL suy luận, dự đoán TK. Môi trường đó phải có sự đồng thuận cao về quan điểm dạy học TK nên tập trung vào phát triển NL hiểu biết TK, suy luận TK và tư duy TK. Trong môi trường đó, mọi sự tương tác giữa GV, HS, tri thức TK và môi trường đều là những tương tác có lợi cho NL TSLTK phát triển. Môi trường đó phải có sự tích hợp của công nghệ và hoạt động học tập hợp tác của HS nhằm hỗ trợ cho sự phát triển của NL thống kê. Vì vậy, chúng tôi cho rằng, để xây dựng môi trường học tập nhằm phát triển NL TSLTK, chúng ta phải thực hiện một số nhiệm vụ sau:
- Tập trung phát triển một số khái niệm TK quan trọng
Trong dạy học TK, chúng tôi thấy có một số khái niệm TK rất quan trọng mà bất cứ HS nào cũng cần phải hiểu ở một mức độ sâu sắc nhất định. Những khái niệm này là mục tiêu bao trùm của các nỗ lực trực tiếp giảng dạy, động viên và hướng dẫn học tập cho HS nhằm xây dựng môi trường học tập nuôi dưỡng suy luận TK. Những khái niệm đó là:
- Dữ liệu TK: HS phải hiểu được sự cần thiết của dữ liệu TK trên các khía cạnh sau:
+ Làm thế nào để có dữ liệu tốt; sử dụng PP nào để thu thập và sản xuất dữ liệu tránh thiên vị và sai số; hiểu rõ vai trò, tầm quan trọng và phân biệt giữa mẫu ngẫu nhiên và mẫu ấn định ngẫu nhiên trong việc thu thập và sản xuất dữ liệu TK.
+ Từ dữ liệu TK thu thập được rút ra các kết luận có ý nghĩa TK.
+ Đưa ra các quyết định và đánh giá thông tin dựa trên các loại dữ liệu khác nhau.
- Phân phối thực nghiệm: HS cần hiểu rõ tập dữ liệu TK thu thập được để khám phá không phải là tập hợp các trường hợp riêng biệt mà đó chính là một phân phối thực nghiệm. Phân phối có thể được hình thành từ tập các giá trị dữ liệu cá nhân hoặc
từ tóm tắt các số liệu TK như là những giá trị trung bình, chẳng hạn giá trị trung bình mẫu. Những mẫu khác nhau có thể biểu lộ các khía cạnh khác nhau của phân phối. Có thể sử dụng đồ thị để biểu diễn trực quan cho phân phối, nó có thể được tóm tắt về hình dạng, trung tâm và sự lan truyền. Khám phá một cách trực quan phân phối là một phần quan trọng và cần thiết của phân tích dữ liệu TK. Phân phối cho phép HS suy luận bằng cách so sánh một mẫu TK thu được với một phân phối của tất cả các mẫu số liệu TK để hình thành nên thuyết nào đó.
- Sự biến đổi của dữ liệu: HS cần tìm hiểu về các loại dữ liệu TK khác nhau, đôi khi theo những cách có thể dự đoán được. Có thể có những nguồn biến đổi được công nhận và sử dụng để giải thích sự biến đổi đó. Có khi sự biến đổi đó là do mẫu ngẫu nhiên hoặc do sai số trong việc thu thập liệu. Mặt khác, nó cũng có thể là do các tính chất vốn có của những gì đo được (chẳng hạn, trọng lượng của máy tính xách tay). Một phần quan trọng của việc kiểm tra dữ liệu là để xác định cách phát tán các dữ liệu được phân phối. Điều đó rất hữu ích để biết số đo trung tâm khi giải thích các biện pháp biến đổi, và sự lựa chọn của những biện pháp này phụ thuộc vào hình dạng và các đặc điểm khác nhau của phân phối. Các biện pháp biến đổi khác nhau cho chúng ta biết những điều khác nhau về phân phối.
- Giá trị trung tâm của dữ liệu: HS cần hiểu các giá trị trung tâm của một phân bố, chúng có thể được tóm tắt bằng số đo TK. Điều này rất có lợi cho HS trong việc giải thích một số đo trung tâm và những giải thích này thường dựa trên những hình dạng khác nhau của phân phối.
- Mô hình TK: HS cần tìm hiểu về các loại mô hình TK, nó sẽ rất hữu ích cho HS trong việc giúp các em giải thích hay dự đoán về dữ liệu. Chúng ta thường so sánh dữ liệu với mô hình và sau đó xem các dữ liệu phù hợp như thế nào với những mô hình đó bằng cách kiểm tra sự sai lệch so với mô hình. Các em thường sử dụng mô hình để mô phỏng dữ liệu và tìm hiểu tính chất của thủ tục hoặc của khái niệm.
- Sự ngẫu nhiên: HS cần hiểu rằng mỗi kết quả của một sự kiện ngẫu nhiên là không thể đoán trước được, nhưng có thể dự đoán tương lai của chúng thông qua các mô hình TK.
- Sự biến thiên đồng thời của các biến TK: HS cần hiểu mối quan hệ giữa hai biến định lượng có thể khác nhau theo một cách đoán trước được (chẳng hạn, giá trị cao của một biến có xu hướng xảy ra với các giá trị khác). Đôi khi mối quan hệ này có thể được mô hình với một đường hồi quy. Điều này cho phép các em dự đoán giá trị của một biến bằng cách sử dụng các giá trị của biến khác. Các em cần hiểu một sự liên kết không nhất thiết có nghĩa nhân quả, mặc dù giữa chúng có thể có một mối quan hệ nào đó.
- Lấy mẫu TK: HS cần hiểu rằng có rất nhiều công việc phải tiến hành lấy mẫu TK và sử dụng dữ liệu thu được từ mẫu để lập dự toán, đưa ra các quyết định cho tổng thể nghiên cứu. Các mẫu lấy từ tổng thể thay đổi trong một số cách có thể dự đoán được. Các em cần kiểm tra vé biến đổi trong mẫu cũng như các biến đổi giữa các mẫu khi đưa ra suy luận.
- Suy luận TK: Muốn ước lượng hoặc đưa ra quyết định phải dựa trên tập dữ liệu thu thập được từ các mẫu quan sát và thực nghiệm. Độ chính xác của suy luận là dựa trên sự thay đổi của dữ liệu các mẫu ngẫu nhiên, kích thước mẫu đủ lớn, và sự phù hợp của các giả định cơ bản để giả định mẫu phân bố bình thường. Một P giá trị là một chỉ số dùng để đánh giá sức mạnh của các bằng chứng chống lại một giả thuyết cụ thể, nhưng nó không cho chúng ta thấy tầm quan trọng thực tế của một kết quả thống kê P giá trị còn cho biết một mẫu có khả năng như thế nào hoặc cực tiểu kết quả thử nghiệm qua những gì đã được quan sát để có thể đưa ra một giả thuyết cụ thể hoặc đòi hỏi và giúp đỡ để trả lời câu hỏi: kết quả này do cơ hội hay do ảnh hưởng bởi sự quan tâm?
Trong khi hầu hết các nguồn tài liệu sách giáo khoa TK hiện nay có cấu trúc dựa trên sự phân tích một cách hợp lí về nội dung, người ta thường xuyên xem các nội dung TK như là một tập tuần tự của các bước và thủ tục tính toán mà không thấy các khái niệm trên được thể hiện và liên quan với nhau như thế nào. Vì vậy, chúng tôi chủ trương tập trung vào những khái niệm quan trọng đó, các mối quan hệ giữa chúng và gợi ý những cách để trình bày chúng trong suốt môn học, xem xét lại chúng trong các ngữ cảnh khác nhau, minh họa nhiều đại diện và mối quan hệ của chúng, nhằm giúp HS nhận ra các khái niệm quan trọng đó được hỗ trợ trong cấu trúc của kiến thức TK như thế nào.
- Tăng cường khai thác dữ liệu từ thực tiễn phù hợp với từng lứa tuổi, tâm sinh lí của HS.
Dữ liệu là trọng tâm của công tác TK, do đó muốn HS tốt học phần TK, GV cần tập trung khai thác các dữ liệu từ thực tiễn phù hợp với tâm sinh lý lứa tuổi của HS. Tập dữ liệu thú vị sẽ động viên, khuyến khích HS tham gia hào hứng vào các hoạt động chiếm lĩnh tri thức TK. Trong suốt khóa học, GV phải giúp HS xem xét các PP thu thập và sản xuất số liệu, các PP này ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng của dữ liệu và các loại phân tích dữ liệu thích hợp.
Có rất nhiều loại dữ liệu thực tế bao gồm cả dữ liệu lưu trữ lưu trữ, dữ liệu lớp học tạo ra, và các dữ liệu mô phỏng. Điều quan trọng là chỉ sử dụng dữ liệu được tạo ra hoặc dữ liệu thực tế cho mục đích cụ thể chứ không phải để phân tích và thăm dò dữ liệu nói chung. Một khía cạnh quan trọng của dữ liệu thực tế sẽ giúp HS học để xây dựng những câu hỏi hay và sử dụng dữ liệu để trả lời chúng một cách thích hợp dựa
trên như thế nào và tại sao các dữ liệu đã được sản xuất. GV cũng phải biết rằng có những bộ dữ liệu được HS quan tâm hào hứng nhưng cũng có những bộ dữ liệu mà tất cả HS không quan tâm, vì vậy dữ liệu đưa vào giảng dạy nên được tìm kiếm từ nhiều bối cảnh phong phú khác nhau.
- Tăng cường khai thác công nghệ hỗ trợ giảng dạy phát triển NL TSLTK.
Không thể tưởng tượng ngày nay trong một lớp học TK mà không hề sử dụng công nghệ (chẳng hạn máy tính, Internet, phần mềm TK, vẽ đồ thị trên máy tính, và các applet Web). Sau khi biết một công thức làm việc như thế nào, họ có thể tự động hóa quy trình này bằng cách sử dụng công nghệ phù hợp. Điều này cho phép HS tập trung vào những nhiệm vụ quan trọng hơn của việc học để chọn PP phân tích thích hợp và giải thích các kết quả. Công nghệ cũng cung cấp một cách hữu hiệu trong việc tạo ra các số liệu TK hoặc đồ thị TK. Công cụ công nghệ cũng cho phép HS phát triển sự hiểu biết về các khái niệm trừu tượng và các mối quan hệ giữa các khái niệm đó.
Chúng tôi xem công nghệ như là một phần của môi trường học tập phát triển NL TSLTK. Công nghệ được sử dụng để phân tích dữ liệu, cho phép HS tập trung vào việc giải thích kết quả và kiểm tra các điều kiện hơn là tính toán cơ học. Các công cụ công nghệ cũng cần được sử dụng để giúp HS hình thành khái niệm và phát triển sự hiểu biết trừu tượng các ý tưởng TK thông qua hoạt động mô phỏng.
Bất kể sử dụng công cụ nào cũng đều quan trọng trong việc xem xét sử dụng công nghệ không chỉ là một cách để tính toán số, mà còn là cách tốt nhất để khám phá những ý tưởng khái niệm và nâng cao việc học, cộng tác và giao tiếp của HS. Chúng tôi cho rằng việc sử dụng công nghệ không chỉ đơn thuần là vì lợi ích trong tính toán, đồ họa mà còn là công cụ hỗ trợ đắc lực cho việc phân tích, đánh giá và đưa ra các quyết định có ý nghĩa TK. Công nghệ là công cụ giúp cho GV triển khai các hoạt động sư phạm trong dạy học, là công cụ hỗ trợ đắc lực cho HS trong việc kiến tạo, chiếm lĩnh tri thức và suy luận TK.
- Tăng cường tổ chức các hoạt động học tập nhằm phát triển NL TSLTK cho HS. Trong một lớp học giảng dạy theo phong cách truyền thống, GV thường "cho" nhiều hơn "nhận". Ngày nay, với quan điểm hoạt động hóa học tập, việc sử dụng các hoạt động và công nghệ trong lớp học đã hình thành nên một PP giảng dạy mới, môi trường học tập mới mang lại nhiều hiệu quả trong hoạt động dạy và học. Chúng tôi cho rằng điều quan trọng của môi trường học tập phát triển NL TSLTK là việc GV phải thiết kế các hoạt động nhằm thúc đẩy HS học tập thông qua sự hợp tác, tương tác, thảo luận về dữ liệu, và các vấn đề thú vị khác. Điều đó sẽ mang lại hiệu quả tích cực không những giúp HS khắc sâu kiến thức, hiểu biết thấu đáo một vấn đề phát triển tư duy linh hoạt và phê phán mà còn giúp các em có cái nhìn sâu sắc hơn vào hiện tượng
điều tra, tập trung hơn vào các ý tưởng có ý nghĩa TK. Qua hoạt động học tập, các em sẽ có kỹ năng giải quyết vấn đề một cách sáng tạo, hình thành thái độ tích cực, có trách nhiệm với vấn đề mà các em đảm nhận. Mặt khác, còn tạo cho các em lòng tự tin, bản lĩnh nghề nghiệp và các kỹ năng mềm trong ứng xử công việc.
Như vậy, tăng cường tổ chức hoạt động học tập trong lớp học là một PP mang lại hiệu quả trong việc thúc đẩy học tập hợp tác, cho phép HS học hỏi lẫn nhau. Hoạt động học tập hợp tác cho phép HS xây dựng dựng các câu hỏi của riêng mình, thảo luận, giải thích, tranh luận, hoạt động trí não trong lớp học để tìm tòi phương án giải quyết vấn đề. Do đó họ được tham gia vào phát hiện, xây dựng, và sự hiểu biết ý tưởng TK và mô hình tư duy TK quan trọng. Các hoạt động học tập đó sẽ mang lại lợi ích cho HS trong việc đạt được niềm vui và hứng thú trong quá trình học tập. Không những thế PP hoạt động học tập còn tạo cho HS được thực hành giao tiếp bằng ngôn ngữ TK và hình thành kỹ năng làm việc theo nhóm. Hoạt động đó cũng cung cấp cho GV một cách thức để đánh giá HS qua hoạt động học tập và cung cấp thông tin phản hồi để hướng dẫn HS nên học như thế nào. Điều quan trọng là GV không nên đánh giá thấp khả năng hoạt động để dạy các kiến thức TK hoặc đánh giá quá cao giá trị của bài giảng.
Để tổ chức hoạt động học tập trong một lớp học nhằm tạo môi trường dạy học phát triển NL suy luận TK, GV có thể tổ chức thực hiện theo các cách thức sau:
- Cách thứ nhất, GV thiết kế những tập dữ liệu TK thực tế mang dụng ý sư phạm