Thông tin kết quả nhiệm vụ KH&CN

Phát triển năng lực dạy học tư duy thống kê cho giáo viên toán theo tiếp cận công nghệ trên dữ liệu thực (11/04/2025)

Với mục tiêu khảo sát thái độ và cách nhìn của giáo viên toán trung học phổ thông đối với thống kê; nghiên cứu biện pháp bồi dưỡng và phát triển năng lực dạy học thống kê cho giáo viên toán trung học phổ thông tiếp cận sử dụng công nghệ dựa trên dữ liệu thực; xem xét tác động của các khoá bồi dưỡng nghiệp vụ lên thái độ và cách nhìn về thống kê, tư duy thống kê, thực hành dạy học thống kê của nhóm giáo viên đó và hiểu biết thống kê của học sinh của họ. Trường Đại học Sư phạm triển khai nhiệm vụ nghiên cứu: “Phát triển năng lực dạy học tư duy thống kê cho giáo viên toán theo tiếp cận công nghệ trên dữ liệu thực” do TS. Nguyễn Thị Tân An làm chủ nhiệm.

Trong đề tài này, nhóm nghiêm cứu đã sử dụng công nghệ thông tin để hỗ trợ phát triển năng lực dạy học thống kê cho giáo viên toán. Kết quả của đề tài được mô tả theo các nội dung nghiên cứu sau:

(1) Hoạt động bồi dưỡng nghiệp vụ chú trọng vào phát triển tư duy thống kê theo tiếp cận công nghệ dựa trên dữ liệu thực có những đặc trưng như:

Tổ chức các đợt phát triển nghiệp vụ sư phạm (NVSP) bao gồm trải nghiệm cho giáo viên như một người học thống kê cụ thể là tham gia vào các khảo sát thống kê trên các vấn đề gần gũi với đời sống của giáo viên và sử dụng các ứng dụng công nghệ thông tin quen thuộc như Excel và phần mềm online miễn phí https://grapher.nz/. Nhóm đề tài cũng đã chuẩn bị một số cơ sở dữ liệu thực như thời gian học sinh sử dụng internet hằng ngày và yêu cầu giáo viên thu thập một số dữ liệu quanh mình; các khoá bồi dưỡng NVSP tập trung vào bản luận cách nhìn liên quan đến thống kê và so sánh nó với tư duy toán học. Đồng thời khuôn khổ lý thuyết này được dùng cho giáo viên phân tích các nhiệm vụ trong sách giáo khoa nước ngoài và ba bộ sách Lớp 10 mới xuất bản năm 2021, chỉnh sửa các nhiệm vụ để có cơ hội phát triển suy luận thống kê cho học sinh. Hoạt động này giúp giáo viên kết nối kinh nghiệm ở khoá NVSP và thực hành dạy học của mình; các khoá bồi dưỡng NVSP tập trung vào kỹ năng thiết kế nhiệm vụ thống kê và kỹ năng soạn giáo án có tích hợp cơ hội phát triển suy luận thống kê; các khoá bồi dưỡng NVSP tập trung vào kỹ năng đặt câu hỏi và điều khiển lớp học để cho học sinh bản luận về thống kê.

(2) Tư duy thống kê của giáo viên toán đã được phát triển thông qua hoạt động bồi dưỡng nghiệp vụ sư phạm tập trung vào tiếp cận công nghệ dựa trên dữ liệu thực trong dạy học thống kế.

Phân tích đầu vào và đầu ra (T- test) cho thấy giáo viện làm bài kiểm tra liên quan đến suy luận thống kê đạt kết quả tốt hơn (điểm trung bình đầu vào là 8.5769/17 và đầu ra là 9.3469), sự khác biệt này có ý nghĩa thống kê (p-0.015). Điều này cho phép rút ra kết luận rằng kiến thức suy luận thống kê của giáo viên được cải thiện sau khi tham gia vào các khoá bồi dưỡng NVSP liên quan đến dạy học thống kê.

(3) Năng lực dạy học thống kê của các giáo viên được bồi dưỡng về tiếp cận công nghệ dựa trên dữ liệu thực từng bước thay đổi.

Qua việc phân tích 40 giáo án khi giáo viên nộp hai lần ngay sau đợt một và đợt hai của các đợt bồi dưỡng NVSP, kết quả cho thấy tất cả tiêu chí dùng đánh giá đều được giáo viên thực hiện tốt hơn. Cụ thể, các mục tiêu của bài học đã được thể hiện rõ ràng, tập trung vào các năng lực thành phần của năng lực toán học và các bước của quy trình khảo sát thống kê, các thành tố của suy luận và hiểu biết thống kê. Các giáo viên toán tham gia vào đợt bồi dưỡng NVSP đợt 2 đã phân biệt được tư duy toán học và tư duy thống kê vì thế họ đã có sự chuyển biến trong việc thiết kế các nhiệm vụ học tập trong các kế hoạch bài dạy. Các nhiệm vụ học tập đã được thiết kế theo hướng tích hợp đa dạng các dữ liệu thực để tạo môi trường cho học sinh trải nghiệm nhiều bước hơn trong quy trình khảo sát thống kê thay vì chỉ tập trung vào bước phân tích dữ liệu với dữ liệu đã được cung cấp sẵn như trong các kế hoạch bài dạy trước đây. Học sinh cũng được tạo cơ hội học các nội dung thống kê trong các môi trường học tập đa dạng như học theo toàn lớp, nhóm nhỏ hoặc làm dự án liên quan đến thống kê. Bên cạnh đó, các kế hoạch bài dạy cũng tích hợp các nhiệm vụ học tập với các loại biểu diễn thống kê đa dạng như biểu diễn bằng lời, bằng bảng, bằng biểu đồ và bằng kí hiệu nhằm giúp người học nắm bắt được bản chất các tham số thống kê dưới các hình thức khác nhau, giúp các em nắm được ý nghĩa của các số liệu thống kê nhằm hỗ trợ các em giải quyết tốt các vấn đề trong học tập và trong công việc sau này.

Kết quả phân tích video mà các giáo viên tham gia vào hai đợt bồi dưỡng NVSP đã nộp cũng cho thấy giáo viên đã thay đổi về việc sử dụng dữ liệu thực trong bài học thống kê. Thay vì lựa chọn các nhiệm vụ học tập với các dữ liệu được cho sẵn hoặc tự tạo ra như trước đây, những giáo viên này đã quan tâm nhiều hơn đến việc lựa chọn dữ liệu thực và cố gắng đưa vào bài học các nhiệm vụ học tập yêu cầu học sinh thu thập dữ liệu thực trong môi trường học tập và cuộc sống của các em. Các giáo viên mong đợi học sinh sẽ thực hiện quy trình thống kê, từ thu thập dữ liệu, biểu diễn dữ liệu, phân tích dữ liệu, rút ra kết luận thống kê để nắm bắt được các khái niệm và ý nghĩa của các thông số thống kê. Phương pháp dạy học của các giáo viên này đã có sự thay đổi rõ rệt, chuyển đổi từ việc truyền đạt các tham số thống kê và cho ví dụ để học sinh áp dụng các quy tắc tính toán sang việc tổ chức cho học sinh trải nghiệm thực hiện quy trình khảo sát thống kê, thu thập, biểu diễn và phân tích dữ liệu thống kê để từ đó rút ra các kết luận thống kê và xây dựng kiến thức thống kê mới cùng với ý nghĩa của các kiến thức thống kê đó. Vì thế, học sinh trong lớp học của những giáo viên này đã có sự thay đổi rõ rệt từ việc chỉ biết áp dụng các công thức để tính các tham số thống kê và dừng lại ở đó mà không biết ý nghĩa của việc tính toán đó là gì sang việc khám phá quy trình thống kê để tự kiến tạo kiến thức về các tham số thống kê và ý nghĩa của chúng.

Việc phân tích video về dạy học thống kê của các giáo viên tham gia vào đợt bồi dưỡng NVSP cũng cho thấy các giáo viên này đã tự tin trong việc sử dụng các công cụ công nghệ đề hỗ trợ học sinh học các nội dung thống kê. Các giáo viên này đã tích hợp một cách hiệu quả các tài nguyên về dạy học thống kê để giúp người học xử lí hiệu quả các dữ liệu thống kê thực ở dạng đơn giản bằng Excel hoặc SPSS.

Trong nhóm nhỏ tham gia vào cộng đồng học tập, kết quả thu thập dữ liệu cũng cho thấy giáo viên đã có sự thay đổi tích cực về cả kiến thức, niềm tin và thực hành dạy học trong lớp. Các giáo viên toán đã có sự phát triển về kiến thức nội dung đặc thù dành cho việc dạy học thống kê, kiến thức về việc học và kiến thức về việc dạy về thống kê. Đặc biệt, sau khi tham gia vào hai đợt bồi dưỡng NVSP, các giáo viên toán này đã có sự thay đổi trong niềm tin về việc dạy và học thống kê. Việc dạy học thống kê lúc bấy giờ đối với những giáo viên này không còn là cung cấp các kiến thức có sẵn và yêu cầu học sinh thực hiện các phép tính toán để rèn luyện tư duy toán học mà là tạo cơ hội để học sinh thực hiện được nhiều hơn các bước trong quy trình thống kê với dữ liệu thực, từ đó khám phá ra các kiến thức về thống kê và ý nghĩa của chúng để phát triển hiểu biết thống kê, suy luận và tư duy thống kê cho học sinh. Do đó, những giáo viên này đã thay đổi thực hành dạy học của họ, chuyển đổi từ việc dạy học theo hướng truyền thụ sang tổ chức cho người học hoạt động để thực hiện quy trình thống kê dựa trên dữ liệu thực và khám phá kiến thức thống kê mới và ý nghĩa của chúng. 

(4) Thái độ của giáo viên về việc dạy học thống kê đã có thay đổi khi sử dụng tiếp cận công nghệ dựa trên dữ liệu thực trong thực hành giảng dạy thống kê.

Phân tích cho thấy giáo viên có thái độ tích cực hơn với việc sử dụng công nghệ thông tin trong dạy học thống kê, thấy môn học thống kê có giá trị hơn trong đời sống hàng ngày và công việc, có hứng thú với môn học này hơn sau khi tham gia các khoá học. Ngược lại, có giáo viên cảm thấy môn thống kê khó khăn hơn khi học. Ở cuối các đợt bồi dưỡng, giáo viên ít tự tin hơn về khả năng phân tích thống kê. Điều này có thể giải thích bằng việc sau khi tham gia các khóa bồi dưỡng nghiệp vụ sư phạm, giáo viên đã được tiếp cận nhiều kiến thức thống kệ hơn và đòi hỏi một suy nghĩ khác với cách mà họ đã từng nghĩ. Do đó, họ thấy được kiến thức họ không biết nhiều hơn so với trước đây khi cách nhìn chỉ liên quan đến một vài khái niệm đơn giản dạy ở trường học phổ thông.

(5) Ảnh hưởng của thực hành dạy học thống kê của giáo viên trong các khóa bồi dưỡng nghiệp vụ về tiếp cận công nghệ dựa trên dữ liệu thực trong dạy học thống kê lên hiểu biết thống kê của học sinh.

Kết quả phân tích dữ liệu hiểu biết thống kê của học sinh khá hạn chế cụ thể khả năng đọc biểu đồ thống kê (14% học sinh trả lời đúng các câu hỏi liên quan), ngôn ngữ liên quan đến xác suất và cơ hội trong đời sống (16% học sinh trả lời đúng các câu hỏi liên quan). Nhóm tác giả tiếp tục phân tích và xuất bản sự thay đổi hiểu biết thống kê của học sinh sau khi giáo viên của các em tham gia các đợt bồi dưỡng nghiệp vụ sư phạm.

Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần làm sáng tỏ tri thức khoa học về kiến thức thống kê, hiểu biết thống kê, thái độ đối với thống kê và mối liên hệ giữa chúng. Bổ sung các nguyên lý bồi dưỡng nghiệp vụ sư phạm hiệu quả, đặc biệt đưa ra các đặc trưng của khoa bồi dưỡng nghiệp vụ khi kiến thức và yêu cầu mới được đưa vào chương trình. Thúc đẩy các dự án nghiên cứu hợp tác về giáo dục Toán, nâng cao năng lực nghiên cứu của nhóm cán bộ Đại học Sư phạm, Đại học Huế và đào tạo thêm các nghiên cứu viên tương lai cho đất nước. 

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu tại Trung tâm Thông tin và Truyền thông Hải Phòng./.