Tiến Sĩ Thiết kế tình huống dạy học hình học ở trường Trung học phổ thông theo hướng giúp học sinh kiến tạo

LUẬN ÁN TIẾN SỸ GIÁO DỤC HỌC
NĂM 2013

MỤC LỤC
BẢNG DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT .iv
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH vii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU . viii
MỞ ĐẦU .1
1.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1
1.2. ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 3
1.3. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC .4
1.4. MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU .4
1.5. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU .4
1.6. PHẠM VI NGHIÊN CỨU 5
1.7. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 5
1.8. CẤU TRÚC LUẬN ÁN 5
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .7
2.1. ĐỊNH NGHĨA MỘT SỐ THUẬT NGỮ 7
2.2. LỊCH SỬ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 9
2.3. CƠ SỞ LÝ LUẬN 13
2.4. NHỮNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHÁC CÓ LIÊN QUAN .23
2.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .26
CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .32


Chương 1. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỨ NHẤT .32
1.1. TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU .32
1.2. KẾT QUẢ 34
1.3. MỘT SỐ KẾT LUẬN .43
1.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 44

Chương 2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỨ HAI 45
2.1. TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU .45
2.2. KẾT QUẢ 51
2.3. MỘT SỐ KẾT LUẬN .72
2.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 72
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỨ BA 74
3.1. TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU .74
3.2. KẾT QUẢ 77
3.3. MỘT SỐ KẾT LUẬN .91
3.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 91

Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỨ TƯ 92
4.1. TIẾN TRÌNH NGHIÊN CỨU .92
4.2. KẾT QUẢ 94
4.3. MỘT SỐ KẾT LUẬN .104
4.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 105


Chương 5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỨ NĂM. 106
5.1. NHỮNG KHÁI NIỆM BAN ĐẦU 106
5.2. THIẾT KẾ TÌNH HUỐNG DẠY HỌC HÌNH HỌC Ở TRƯỜNG THPT 113
5.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 5 120
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CỦA LUẬN ÁN 121
A. KẾT LUẬN 121
B. Ý NGHĨA CỦA CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ KIẾN NGHỊ 121
CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 125
1. Sách 125
2. Các bài báo 125
3. Đề tài khoa học 125
TÀI LIỆU THAM KHẢO .126
Tiếng Việt .126
Song ngữ .134
Tiếng Anh .134
PHỤ LỤC 132


MỞ ĐẦU
1.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Tiếp cận vấn đề nghiên cứu từ các công trình đã công bố. Từ những thành tựu của tâm lý học, giáo dục học trên thế giới, các nhà giáo dục Việt Nam đã nghiên cứu, áp dụng từ thập kỷ sáu mươi của thế kỷ trước. Chẳng hạn như thuyết phát sinh nhận thức của J. Piaget; lý thuyết hoạt động tâm lý của A. N. Leonchev; học thuyết lịch sử văn hoá về sự phát triển các chức năng tâm lý cấp cao của L. X. Vygotsky, lý thuyết tình huống của Guy Brousseau,
Trong bối cảnh ấy, các nhà nghiên cứu về giáo dục thông qua DH môn Toán ở nước ta cũng có những nghiên cứu, góp phần đổi mới PPDH. Một trong các hướng nghiên cứu được quan tâm là vận dụng các quan điểm, lý thuyết, phương pháp, kỹ thuật DH vào thực tiễn DH ở Việt Nam. Điều này là rất quan trọng bởi cần phải tổ chức, điều chỉnh, vận dụng một cách sáng tạo và cụ thể các lý luận trong điều kiện giáo
dục nước ta mới có khả năng đem lại hiệu quả.
Chẳng hạn, nghiên cứu về việc vận dụng QĐHĐ trong DH, GS. TSKH Nguyễn Bá Kim quan tâm tới việc tổ chức cho HS học tập trong HĐ và bằng HĐ [50], [49], PGS. TS. Trịnh Thanh Hải (2009) trình bày về việc vận dụng QĐHĐ trong DH tin học ở trường THPT [35], TS. Nguyễn Hữu Hậu (2012) nghiên cứu về việc khai thác và tập luyện các HĐ cho HS nhằm giúp họ chiếm lĩnh tri thức [40].
Quan tâm tới việc tổ chức DH sao cho tích cực hoá HĐ học tập hay HĐ tích cực có thể kể tới GS. TS. Nguyễn Hữu Châu: nâng cao tính tích cực HĐ nhận thức của HS [11], nâng cao hiệu quả DH khái niệm thông qua việc tích cực hoá HĐ nhận thức của HS (TS. Nguyễn Mạnh Chung (2011), [14]). Quan tâm nhiều hơn tới việc phân chia các dạng HĐ học tập của HS, GS. TS. Đào Tam đã nghiên cứu về HĐ kiến tạo,
HĐ biến đổi đối tượng, HĐ nhận thức, [83], [85], [86], [88] .
Về nghiên cứu vận dụng quan điểm của một số thuyết DH, lý thuyết tâm lý học trong DH môn Toán: GS. TS. Nguyễn Hữu Châu (1996) [12] nghiên cứu về dạy và học toán theo lối kiến tạo, TS. Cao Thị Hà nghiên cứu vận dụng quan điểm kiến tạo trong DH hình học ở cấp THPT (một số chủ đề hình học không gian) [13], [33].
LTTH cũng được nhiều nhà giáo dục quan tâm nghiên cứu, vận dụng trong DH môn Toán. Một nhóm các nhà nghiên cứu về LTTH và vận dụng vào DH có thể kể tới là trường phái Didactic. Tuy vậy, không nhiều những công trình vận dụng LTTH vào thực tiễn DH ở Việt Nam. Một số ít công trình có thể kể tới việc vận dụng ý tưởng của LTTH trong DH như Đỗ Thị Châu (2008) [7], Vũ Đình Phượng (2008) [72]. Theo
chúng tôi, mặc dù cơ hội vận dụng LTTH trong DH môn Toán là có nhưng để có tính khả thi và hiệu quả thì cần phải có sự gia công sư phạm hơn nữa trong những điều kiện DH cụ thể, thực tiễn.
Cũng có một xu hướng nữa trong nghiên cứu khoa học giáo dục là việc vận dụng các PPDH trong DH môn Toán. Chẳng hạn như bồi dưỡng năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề [103], phương pháp sư phạm tương tác hay PPDH hợp tác [23], [59], [60], .
* Nhu cầu nghiên cứu: Định hướng đổi mới giáo dục Việt Nam trong thế kỷ XXI là: cần đổi mới phương pháp đào tạo, khắc phục lối truyền đạt một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học; từng bước áp dụng những phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình DH, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu. Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích
cực, tự giác, chủ động tư duy sáng tạo của HS; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học; khả năng làm việc theo nhóm, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm đem lại niềm vui hứng thú học tập cho HS [30].
Trong Dự thảo CTGDPT sau 2015, mục tiêu đổi mới CT và SGK cần theo hướng phát triển năng lực. Theo đó, các năng lực cần được phát triển cho HS là năng lực học tập, năng lực giải quyết vấn đề, năng lực tư duy, năng lực giao tiếp, năng lực hợp tác, năng lực sử dụng ngôn ngữ và tính toán. Như vậy, cần phải DH như thế nào để phát triển các năng lực đó cho HS?
Chúng ta cũng đã nói nhiều tới những vấn đề như “phát huy tính tích cực”, “PPDH tích cực”, “tích cực hoá HĐH” hay “hoạt động hoá người học”, Tuy vậy, mức độ thực hiện bằng hành động cụ thể ở từng trường, ở từng lớp học, từng tiết học vẫn còn nhiều hạn chế: Tri thức vẫn thường được truyền thụ dưới dạng có sẵn, ít được truyền thụ dưới dạng tìm tòi, phát hiện; chưa chú trọng DH phát triển tư duy, DH cách giải quyết vấn đề, dạy cách học cho HS. Bởi vậy, vẫn cần có những nghiên cứu tiếp tục và cụ thể theo hướng GV thiết kế và tổ chức DH thông qua việc tổ chức các HĐ cho HS.
Trong môn Toán, các chủ điểm kiến thức hình học chiếm một tỉ trọng lớn ở bậc THPT. Nó trang bị cho HS một số cơ sở khoa học ban đầu để hiểu rõ các khái niệm cơ bản và một số kỹ năng liên quan về hình học phẳng và hình học không gian (trong đó có bao gồm phương pháp toạ độ trong mặt phẳng và phương pháp toạ độ trong không gian). Về nhận thức luận hình học, chúng ta có hai đặc trưng cơ bản: thứ nhất, lôgíc chặt chẽ kết hợp với biểu tượng trực quan sinh động (từ trực quan sinh động, qua trí tưởng tượng không gian, rồi đến tư duy hình học đó là con đường hình thành và phát triển của hình học); thứ hai, hình học thuần tuý có mối liên hệ chặt chẽ với hình học thực tế (đó là con đường từ lôgíc đến thực tiễn). Từ hai đặc trưng cơ bản trên, có thể nhận thấy rằng việc dạy học hình học phải bao hàm ba yếu tố có
liên quan chặt chẽ là lôgic, trí tưởng tượng không gian, vận dụng vào thực tiễn. Trong quá trình dạy học hình học, GV thường và có thể tổ chức cho HS khai thác, giải quyết các mâu thuẫn: giữa các đối tượng hình học trừu tượng với việc mô tả trực quan; mâu thuẫn giữa yêu cầu logic trong chứng minh với việc dựa vào trực quan khi chứng minh; và cả những khó khăn chướng ngại trong việc nắm cú pháp và ngữ nghĩa các khái niệm. Do đó, khi dạy học hình học, với các nội dung kiến thức có tính trừu tượng khá cao, GV có thể tổ chức DH theo hướng tích cực hoá HĐ học của HS và làm cho bài học các nội dung hình học trở nên hấp dẫn hơn.
Qua quá trình nghiên cứu lịch sử vấn đề, chúng tôi thấy rằng các nghiên cứu về giáo dục học môn Toán đã quan tâm khá nhiều tới việc vận dụng QĐHĐ, ý tưởng của LTKT và LTTH vào DH môn Toán ở trường phổ thông. Tuy nhiên, chúng tôi ít thấy được những ví dụ về việc thiết kế THDH, đặc biệt là THDH hình học, theo hướng mà chúng tôi đang quan tâm.
Mặt khác, chúng ta cũng kỳ vọng nhiều vào các công trình nghiên cứu về giáo dục học trong việc vận dụng vào thực tiễn DH. Tuy nhiên, từ kết quả nghiên cứu đến triển khai các kết quả nghiên cứu đó vào thực tiễn còn có một khoảng cách đáng kể. Thực tế cho thấy chưa có nhiều những kết quả nghiên cứu thực sự được áp dụng vào thực tiễn. Từ đó, chúng tôi xác định rằng kết quả nghiên cứu của mình
phải có tính thực tiễn cao.


1.2. ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Từ những lý do trên, chúng tôi chọn đề tài “Thiết kế tình huống dạy học hình học ở trường Trung học phổ thông theo hướng giúp học sinh kiến tạo tri thức”. Chúng tôi nghiên cứu vận dụng QĐHĐ, LTTH và LTKT vào việc thiết kế một số THDH hình học ở trường THPT theo hướng giúp HS kiến tạo tri thức. Về mặt lý luận, luận án sẽ chỉ ra cách thức tiếp cận, nội dung và một số ý tưởng vận dụng của QĐHĐ, LTTH và LTKT mà tác giả luận án sử dụng trong quá trình vận dụng vào quá trình DH. Tiếp đó, chúng tôi thiết kế một số THDH hình học ở trường THPT, tiến hành DH theo các THDH đã thiết kế, điều chỉnh các THDH, xin ý kiến các GV DH môn Toán ở một số trường THPT về tính khả thi, những điều chỉnh cần thiết, thực nghiệm tiếp theo từ đó xây dựng một số THDH có thể áp dụng chung cho việc DH nội dung hình học cụ thể nào đó. Từ quá trình thiết kế và thực nghiệm các THDH đó, chúng tôi đề xuất khái niệm THDH, các quan điểm, biện pháp và quy trình thiết kế các THDH.