ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN HOÀNG NGỌC TRÂM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TỐN HỌC THƠNG QUA BÀI HỌC STEM MƠN TỐN LỚP Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM TOÁN HÀ NỘI – 2022 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN HOÀNG NGỌC TRÂM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TỐN HỌC THƠNG QUA BÀI HỌC STEM MƠN TỐN LỚP Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM TOÁN CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MƠN TỐN Mã số: 8140209.01 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Danh Nam HÀ NỘI – 2022 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, khoa sư phạm, Phòng Đào tạo trường Đại Học Giáo Dục - Đại Học Quốc Gia Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập và nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo giảng viên Đại Học Quốc Gia Hà Nội trực tiếp giảng dạy giúp đỡ em trình học tập nghiên cứu Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Danh Nam, trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên, người tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt trình thực đề tài Em xin gửi tới bạn bè lớp Lí luận phương pháp dạy học mơn Tốn, đồng nghiệp, em học sinh gia đình cổ vũ, giúp đỡ suốt thời gian nghiên cứu thực đề tài Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, tháng 12 năm 2022 Tác giả luận văn Nguyễn Hoàng Ngọc Trâm i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN iii DANH MỤC CÁC BẢNG .iv DANH MỤC CÁC HÌNH .v MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu .3 Phương pháp nghiên cứu Đóng góp luận văn .4 Cấu trúc luận văn .4 CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN 1.1 Năng lực, lực Toán học cần phát triển cho học sinh 1.1.1 Năng lực 1.1.2 Năng lực Toán học cần phát triển cho học sinh cấp THCS 1.2 Năng lực giải vấn đề Toán học 11 1.2.1 Khái niệm vấn đề, vấn đề dạy học Toán, lực giải vấn đề Toán học 11 1.2.2 Các thành tố lực giải vấn đề Toán học 14 1.2.3 Đánh giá lực giải vấn đề Toán học học sinh cấp THCS 16 ii 1.3 Lý luận dạy học STEM 19 1.3.1 Khái niệm STEM giáo dục STEM 19 1.3.2 Các thành tố STEM 21 1.3.3 Vai trò dạy học STEM 24 1.3.4 Quy trình xây dựng tổ chức dạy học STEM 25 1.3.5 Các hình thức tổ chức giáo dục STEM 27 1.4 Mối liên hệ dạy học STEM với việc phát triển lực giải vấn đề Toán học cho học sinh 29 1.5 Nội dung chương trình mơn Toán hành 31 1.5.1 Nội dung 31 1.5.2 Mục tiêu sau khoá học 32 1.5.3 Năng lực giải vấn đề Tốn học chương trình Toán .33 1.6 Thực trạng dạy học phát triển lực giải vấn đề thông qua học STEM mơn Tốn lớp trường THCS 40 1.6.1 Thực trạng dạy học phát triển lực giải vấn đề mơn Tốn lớp trường THCS 41 1.6.2 Thực trạng dạy học phát triển kĩ STEM cho học sinh 49 CHƯƠNG 2, ĐỀ XUẤT MỐT SỐ BIỆN PHÁP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TỐN HỌC THƠNG QUA BÀI HỌC STEM MƠN TỐN LỚP Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ 55 2.1 Nguyên tắc thiết kế học STEM .55 2.2 Thiết kế tổ chức dạy học học STEM mơn Tốn nhằm phát triển lực giải vấn đề Toán học cho học sinh 58 2.2.1 Bài học STEM “Thiết kế bao bì đựng lít sữa tươi” .58 2.2.2 Bài học STEM “Xây cầu” .69 2.2.3 Bài học STEM “Chiến thuật chơi bóng rổ” 77 iii CHƯƠNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 89 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 89 3.2 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 89 3.3 Tổ chức nội dung thực nghiệm sư phạm 89 3.3.1 Tổ chức thực nghiệm .90 3.3.2 Nội dung thực nghiệm 90 3.4 Kết thực nghiệm sư phạm .90 TÀI LIỆU THAM KHẢO .99 iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN Viết tắt THCS NL GQVĐ PPDH Viết đầy đủ Trung học sở Năng lực Giải vấn đề Phương pháp dạy học v DANH MỤC CÁC BẢ Bảng 1 Thang đo lực thiết lập tình phương pháp tốn học 20 Bảng Thang đo lực vận dụng khái niệm, kiện, quy trình suy luận toán học 21 Bảng Thang đo lực diễn giải, áp dụng đánh giá kết toán học thu 22 Bảng Các thành tố lực giải vấn đề Toán học .37 Bảng Kết mức độ quan tâm giáo viên tới lực tốn học thơng qua giảng .45 Bảng Kết mức độ sử dụng phương pháp kĩ thuật dạy học tích cực để phát triển lực toán học cho học sinh 46 Bảng Mức độ hiệu sử dụng cách thức tổ chức dạy học GQVĐ .48 Bảng Một số khó khăn dạy học GQVĐ 49 Bảng Mức độ hoạt động học sinh tiết học Toán .51 Bảng 10 Mức độ hoạt động mong muốn học sinh tiết học Toán 51 Bảng 11 Một số khó khăn dạy học theo định hướng STEM .54 Bảng 12 Biểu dạy học theo định hướng STEM góp phần phát triển lực GQVĐ toán học 55 Y Bảng Các bước mơ hình giáo dục STEM .61 Bảng Kết kiểm tra trước thực nghiệm nhóm .95 Bảng Kết kiểm tra trước thực nghiệm với nhóm .95 Bảng 3 Kết kiểm tra sau thực nghiệm với nhóm .97 Bảng Kết kiểm tra sau thực nghiệm với nhóm .98 vi DANH MỤC CÁC HÌ Hình 1 Các thành tố lực Toán học theo Trần Kiều 14 Hình Các thành tố lực Tốn học theo Nguyễn Hữu Châu 14 Hình Các điều kiện vấn đề .15 Hình Các thành phần lực giải vấn đề 18 Hình Quá trình giải vấn đề theo khung Pisa 2021 18 Hình Các thành tố lực giải vấn đề Theo Chương trình giáo dục phổ thơng mơn Tốn Bộ GD-ĐT .19 Hình Các thành tố lực giải vấn đề tốn học 19 Hình Chu trình STEM (theo https://www.knowatom.com) 24 Hình Mơ hình giáo dục STEM .25 Hình 10 Quy trình 6E 30 Hình 11 Quy trình Trial .30 Hình 12 Quy trinh Kolb 31 Hình 13 Biểu đồ mức độ quan tâm giáo viên tới lực toán học thông qua giảng .45 Hình 14 Biểu đồ mức độ sử dụng phương pháp kĩ thuật dạy học 47 Hình 15 Biểu đồ thể khó khăn dạy học GQVĐ .50 Hình 16 Thống kê hiểu biết giáo dục STEM 53 Hình 17 Thực trạng mức độ tổ chức dạy học theo giáo dục STEM trường THCS .54 Hình 18 Biểu đồ thể số khó khăn dạy học theo định hướng STEM 55 Hình 19 Biểu đồ thống kê tiếp cận học sinh với STEM 57 Y Hình Quy trình dạy học STEM 60 vii viii