Tích hợp tri thức toán học với sinh học trong dạy học chủ đề hàm số mũ và hàm số lôgarit ở trường trung học phổ thông

Nghiên cứu rõ lí luận dạy học tích hơp. Đề tài đã nghiên cứu được tích hợp tri thức toán học với sinh học Học sinh đã áp dụng được tri thức toán học vào thực tiễn. Nghiên cứu rõ lí luận dạy học tích hơp. Đề tài đã nghiên cứu được tích hợp tri thức toán học với sinh học Học sinh đã áp dụng được tri thức toán học vào thực tiễn. Nghiên cứu rõ lí luận dạy học tích hơp. Đề tài đã nghiên cứu được tích hợp tri thức toán học với sinh học Học sinh đã áp dụng được tri thức toán học vào thực tiễn.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

THÂN VĂN ĐẢM

TÍCH HỢP TRI THỨC TOÁN HỌC VỚI SINH HỌC TRONG DẠY HỌC CHỦ ĐỀ HÀM SỐ MŨ VÀ HÀM SỐ LÔGARIT

Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM TOÁN

HÀ NỘI – 2019

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

THÂN VĂN ĐẢM

TÍCH HỢP TRI THỨC TOÁN HỌC VỚI SINH HỌC TRONG DẠY HỌC CHỦ ĐỀ HÀM SỐ MŨ VÀ HÀM SỐ LÔGARIT

Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM TOÁN

CHUYÊN NGÀNH LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC BỘ MÔN TOÁN

Mã số: 8 14 01 11

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Danh Nam

HÀ NỘI – 2019

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN

iii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1 1 So sánh các thành tố giữa DHTH và DH đơn môn 22

Bảng 1 2 So sánh giữa DH truyền thống và DH theo chủ đề 24

Bảng 2 1 Số lượng bài toán có nội dung tích hợp liên môn trong sách giáo khoa môn Toán ở trường trung học phổ thông 32

Bảng 2 2 Số lượng ví dụ gợi động cơ, củng cố có nội dung tích hợp liên môn trong sách giáo khoa môn Toán ở trường trung học phổ thông 33

Bảng 2 3 Ý nghĩa của dạy học tích hợp liên môn 35

Bảng 2 4 Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng DHTH của giáo viên Toán THPT 39

Bảng 4 1 Thống kê điểm khảo sát chất lượng 73

Bảng 4 2 Thống kê điểm số 75

Bảng 4 3 Phân bố tần suất 75

Bảng 4 4 Tổng hợp các tham số thống kê 75

Bảng 4 5 Thống kê điểm số 77

Bảng 4 6 Phân bố tần suất 77

Bảng 4 7 Tổng hợp các tham số thống kê 77

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 2 1 Hoạt động bồi dưỡng về DHTH ở trường THPT 37Biểu đồ 2 2 Phương thức triển khai DHTH của giáo viên ở trường THPT 38Biểu đồ 2 3 Mức độ của DHTH ở trường THPT 40 Biểu đồ 4 1 Phân bố tần suất điểm số của học sinh 76Biểu đồ 4 2 Phân bố tần suất điểm số của học sinh 78

v

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN ii

DANH MỤC CÁC BẢNG iii

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ iv

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Lịch sử nghiên cứu 5

3 Mục đích nghiên cứu 9

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 9

5 Đối tượng, khách thể và phạm vi nghiên cứu 9

5.1 Đối tượng nghiên cứu 9

5.2 Khách thể nghiên cứu 9

5.3 Phạm vi nghiên cứu 9

6 Mẫu khảo sát 9

7 Vấn đề nghiên cứu 10

8 Giả thuyết khoa học 10

9 Phương pháp nghiên cứu 10

10 Cấu trúc của luận văn 11

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN 12

1.1 Định hướng đổi mới chương trình môn Toán trung học phổ thông 12

1.2 Lí luận về dạy học tích hợp 15

1.2.1 Khái niệm tích hợp và dạy học tích hợp 15

1.2.2 Mục tiêu của dạy học tích hợp 16

1.2.3 Các đặc trưng cơ bản của dạy học tích hợp 17

1.2.4 Các nguyên tắc lựa chọn nội dung tích hợp 18

1.2.5 Các mức độ trong dạy học tích hợp 20

1.3 Dạy học theo chủ đề 23

1.3.1 Khái niệm về dạy học theo chủ đề 23

1.3.2 So sánh dạy học truyền thống và dạy học theo chủ đề 24

1.3.3 Những nét đặc trưng cơ bản của dạy học theo chủ đề 26

1.4 Phân tích mối liên hệ giữa toán học và sinh học 26

Kết luận chương 1 28

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ THỰC TIỄN 29

2.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn 29

2.2 Phân tích tình hình dạy học tích hợp trong dạy học môn Toán ở trường trung học phổ thông 31

2.2.1 Về chương trình, sách giáo khoa môn Toán trung học phổ thông 31

2.2.2 Về dạy học tích hợp trong dạy học môn Toán ở trường trung học phổ thông 35

2.2.3 Về dạy học tích hợp tri thức toán học với sinh học 40

Kết luận chương 2 44

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC MỘT CHỦ ĐỀ TÍCH HỢP TRI THỨC TOÁN HỌC VỚI SINH HỌC TRONG DẠY HỌC MÔN TOÁN Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 45

3.1 Định hướng thiết kế một số chủ đề tích hợp 45

3.1.1 Định hướng 1: Thiết kế một số chủ đề có nội dung gắn với các vấn đề trong thực tiễn 45

3.1.2 Định hướng 2: Dạy học các chủ đề tích hợp theo định hướng phát triển năng lực học sinh 46

3.1.3 Định hướng 3: Làm rõ các mô hình toán học trong sinh học 46

3.2 Quy trình thiết kế chủ đề tích hợp 47

3.3 Thiết kế một số chủ đề dạy học tích hợp 49

3.3.1 Chủ đề 1 Hàm số mũ và đồ thị 49

vii

3.3.2 Chủ đề 2 Hàm số lôgarit và đồ thị 56

3.4 Một số biện pháp sư phạm trong dạy học môn Toán ở trường trung học phổ thông theo hướng tích hợp tri thức toán học với sinh học 63

3.4.1 Biện pháp 1: Khai thác khả năng gợi động cơ từ các tình huống trong thực tiễn có tri thức sinh học để gây hứng thú cho học sinh 63

3.4.2 Biện pháp 2: Hoạt động củng cố theo hướng khai thác các ứng dụng của môn Toán học vào môn Sinh học 65

3.4.3 Biện pháp 3: Tổ chức dạy học các chủ đề tích hợp trong các hoạt động ngoại khóa 67

Kết luận chương 3 70

CHƯƠNG 4 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 71

4.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 71

4.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 71

4.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 71

4.4 Kế hoạch và nội dung thực nghiệm sư phạm 72

4.4.1 Kế hoạch thực nghiệm 72

4.4.2 Nội dung thực nghiệm 72

4.4.3 Tiến hành thực nghiệm 73

4.5 Phân tích kết quả thực nghiệm 74

4.5.1 Phân tích định tính 74

4.5.2 Phân tích định lượng 75

Kết luận chương 4 79

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 80

1 Kết luận 80

2 Khuyến nghị 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 PHỤ LỤC

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong xu hướng giáo dục hiện nay và cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, việc đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo đã và đang là mối quan tâm của toàn xã hội Trong đó việc đổi mới phương pháp dạy học, đổi mới nội dung, đổi mới phương pháp kiểm tra, đánh giá nhằm nâng cao chất lượng giáo dục đã

và đang được Đảng, Nhà nước ta rất quan tâm và chú trọng

Điều 28, Luật Giáo dục 2005 của nước ta đã ghi rõ: “…Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; 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 kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh…”[17]

Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04 tháng 11 năm 2013 của Hội nghị lần

thứ tám Ban Chấp hành Trung ương khóa XI đã nêu rõ:“…Phát triển giáo dục

và đào tạo là nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài Chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện phẩm chất và năng lực người học Học đi đôi với hành; lí luận gắn với thực tiễn; giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình và giáo dục xã hội…”[5]

Nghị quyết 88/2014/QH13 ngày 28 tháng 11 năm 2014 của Quốc hội về đổi mới chương trình, sách giáo khoa phổ thông cũng đã xác định mục tiêu đổi

mới, đó là "…Đổi mới chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông nhằm tạo chuyển biến căn bản, toàn diện về chất lượng và hiệu quả giáo dục phổ thông; kết hợp dạy chữ, dạy người và định hướng nghề nghiệp; góp phần chuyển nền giáo dục nặng về truyền thụ kiến thức sang nền giáo dục phát triển toàn diện cả về phẩm chất và năng lực, hài hòa đức, trí, thể, mỹ và phát huy tốt nhất tiềm năng của mỗi học sinh…" [7]

2

Nghị quyết số 44/NQ-CP ngày 09 tháng 6 năm 2014 của Chính phủ ban hành Chương trình hành động của Chính phủ thực hiện Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04 tháng 11 năm 2013 của Hội nghị lần thứ tám Ban Chấp hành Trung ương khóa XI đã nêu một trong các nguyên tắc xây dựng chương trình

mới, sách giáo khoa mới: “…Chương trình mới, sách giáo khoa mới bảo đảm tính tiếp nối, liên thông giữa các cấp học, các lớp học, giữa các môn học, chuyên đề học tập và hoạt động trải nghiệm sáng tạo…”[6]

Chương trình giáo dục phổ thông tổng thể (26/12/2018), “Giáo dục toán học góp phần hình thành và phát triển cho học sinh các phẩm chất chủ yếu, năng lực chung và năng lực toán học – biểu hiện tập trung của năng lực tính toán với các thành phần sau: tư duy và lập luận toán học, mô hình hoá toán học, giải quyết vấn đề toán học, giao tiếp toán học, sử dụng các công cụ và phương tiện học toán; phát triển kiến thức, kĩ năng then chốt và tạo cơ hội để học sinh được trải nghiệm, vận dụng toán học vào thực tiễn Giáo dục toán học tạo lập sự kết nối giữa các ý tưởng toán học, giữa Toán học với thực tiễn, giữa Toán học với các môn học và hoạt động giáo dục khác, đặc biệt với các môn Khoa học, Khoa học tự nhiên, Vật lí, Hoá học, Sinh học, Công nghệ, Tin học

để thực hiện giáo dục STEM

Giáo dục toán học được thực hiện ở nhiều môn học, hoạt động giáo dục như Hóa học, Toán học, Sinh học, Tin học, Vật lí, Công nghệ, Hoạt động trải nghiệm, hướng nghiệp, [4]

Thực trạng hiện nay trong các trường phổ thông, phương pháp dạy học truyền thống vẫn là phổ biến, giáo viên là người thuyết trình, diễn giảng, học sinh là người nghe, ghi chép và suy nghĩ theo Học sinh tiếp thu kiến thức một cách thụ động, không phát huy được khả năng chủ động, tích cực, sáng tạo Phương pháp dạy học truyền thống không tạo ra môi trường cộng tác, gắn kết

mà mỗi thành viên phải đảm nhận một công việc cụ thể, một vai trò nhất định

để hướng đến một mục tiêu chung Dạy học từng môn học riêng rẽ sẽ cung cấp kiến thức có hệ thống của từng lĩnh vực, khoa học logic, chặt chẽ và tạo điều kiện phân hóa theo định hướng nghề nghiệp của học sinh Tuy nhiên, nó không phát huy hết các năng lực của học sinh

Dạy học tích hợp là một trong những phương pháp dạy học đang và được

áp dụng của nhiều trường ở nhiều quốc gia trên thế giới như Mỹ, Anh, Nhật Bản… Ở nước ta hiện nay, dạy học tích hợp cũng đang là một hướng đi mới,

Bộ Giáo dục và Đào tạo khá kì vọng về phương pháp dạy học này, nhằm thiết

kế nội dung giáo dục phổ thông tăng số môn học tự chọn, giảm số môn học bắt buộc và rèn luyện kỹ năng cho học sinh Các chủ đề tích hợp liên môn có tính thực tiễn, gần gũi với học sinh, hấp dẫn, sinh động, thu hút sự tò mò của học sinh, có ưu thế trong việc tạo ra động cơ, hứng thú học tập cho học sinh Học các chủ đề tích hợp, liên môn, học sinh sẽ được phát huy hết khả năng sáng tạo,

tư duy tổng hợp, tăng cường vận dụng kiến thức tổng hợp vào giải quyết các tình huống thực tiễn, ít phải ghi nhớ kiến thức một cách máy móc, thụ động Nhờ đó học sinh hình thành các năng lực một cách tự nhiên [3]

Sách giáo khoa môn Toán học đã được tăng cường các nội dung có tính ứng dụng thực tiễn trong những lần thay sách giáo khoa gần đây, tuy nhiên các

4

bài tập và ví dụ trong sách giáo khoa còn hạn chế, chưa thấy rõ được ý nghĩa

và vai trò của môn Toán học trong thực tiễn cuộc sống hàng ngày Các thầy, cô giáo hiện nay chủ yếu là đưa ra cho học sinh những phương pháp để học sinh học tập và rèn luyện những kỹ năng giải nhanh một bài toán nào đó, vẫn tăng cường học tập môn Toán nhưng mục tiêu chỉ để kiểm tra, thi lấy điểm, thi trung học phổ thông quốc gia

Trong chương trình trung học phổ thông, Toán học có mối quan hệ mật thiết với môn Sinh học Nhiều tri thức toán học là công cụ rất hữu ích để giải quyết các vấn đề trong sinh học Chẳng hạn như kiến thức cơ bản về xác suất

và tổ hợp trong toán học được ứng dụng vào giải các bài tập di truyền trong sinh học, sự tăng trưởng (hay suy giảm) của hàm số mũ để ước tính dân số Việt Nam Nhưng trong thực tế hiện nay, các giáo viên không thường xuyên bồi dưỡng, rèn luyện cho học sinh thực hiện những ứng dụng của toán học vào sinh học và thực tiễn điều này đã cản trở quá trình tạo động cơ, hứng thú học tập, hạn chế việc phát triển được tối đa năng lực cho học sinh

Để thực hiện các định hướng và chủ trương ở trên cần đổi mới về cả nội dung và phương pháp dạy học, lấy người học làm trung tâm, thiết kế các chủ

đề học tập mang tính tích hợp, liên quan đến nhiều lĩnh vực kiến thức khác nhau, thực tế và gần gũi giúp cho học sinh thấy được toán học là một công cụ đắc lực để các em giải quyết các vấn đề thực tiễn và các môn học khác, học tập tốt môn Toán sẽ tạo tiền đề cho học tập tốt các môn học khác, đặc biệt là môn

sinh học, tôi lựa chọn đề tài nghiên cứu: “Tích hợp tri thức toán học với sinh học trong dạy học chủ đề hàm số mũ và hàm số lôgarit ở trường trung học phổ thông”

có thể chuyển đổi được [20]

Trong giảng dạy Sinh học, thầy cô giáo định hướng cho học sinh tìm tòi, phân tích về mối quan hệ giữa Sinh học và Toán học, từ đó có thể xác định được các phép toán phù hợp nhất, có thể vận dụng để giải các bài tập Sinh học

Các chủ đề dạy học tích hợp tri thức toán học với vật lí trong dạy học môn Toán

ở trường trung học phổ thông nhằm khai thác khả năng gợi động cơ từ các tình huống trong thực tiễn có tri thức vật lí để gây hứng thú cho học sinh, tăng cường hoạt động củng cố theo hướng khai thác các ứng dụng của môn Toán vào bộ môn Vật lí, tổ chức dạy các chủ đề tích hợp trong các hoạt động ngoại khóa [14]

Xây dựng hệ thống bài tập đánh giá năng lực toán học của học sinh lớp

10 theo định hướng của chương trình đánh giá học sinh quốc tế (PISA) nhằm tăng cường liên hệ toán học với thực tiễn trong quá trình dạy học môn Toán [19]

Tổ chức một số dự án học tập gắn với thực tiễn trong dạy học môn Toán

ở trường Trung học phổ thông nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo

6

của học sinh, hướng tới phát triển kỹ năng tư duy, rèn luyện khả năng giải quyết các vấn đề thực tiễn cho học sinh trung học phổ thông [18]

Độ chấn động trong địa vật lí: Độ chấn động M của một địa chấn có biên

độ của dao động bé hơn 1 m trên máy đo địa chấn, đặt cách tâm địa chấn

100km, I 0 được lấy làm chuẩn Ở 3 độ Richte, địa chấn chỉ ảnh hưởng trong một vùng diện tích nhỏ; ở 4 đến 5 độ Richte, địa chấn gây một số thiệt hại nhỏ;

ở 6 đến 8 độ Richte, địa chấn gây một số thiệt hai lớn; ở 9 độ Richte, thiệt hại cực kì lớn Vì vậy, các nhà địa vật lí lắp đặt các hệ thống đo đạc để có thể dự đoán các thảm họa có thể xẩy ra

3 Mục đích nghiên cứu

Mục đích của luận văn là nghiên cứu và đề xuất biện pháp góp phần phát triển năng lực cho học sinh thông qua dạy học tích hợp tri thức toán học với sinh học trong dạy học chủ đề hàm số mũ và lôgarit ở trường trung học phổ thông

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu hệ thống các quan điểm lí luận về dạy học tích hợp

- Nghiên cứu khả năng tích hợp tri thức toán học với sinh học trong dạy học chủ đề hàm số mũ và hàm số lôgarit ở trường trung học phổ thông

- Đề xuất biện pháp tích hợp tri thức toán học với sinh học để giáo viên có thể sử dụng trong quá trình dạy học Toán ở trường trung học phổ thông

5 Đối tượng, khách thể và phạm vi nghiên cứu

5.1 Đối tượng nghiên cứu: Quá trình dạy học môn Toán ở trường trung học

phổ thông

5.2 Khách thể nghiên cứu: Hoạt động học của học sinh và hoạt động dạy của

giáo viên ở trường trung học phổ thông

5.3 Phạm vi nghiên cứu: Chương trình môn Toán và môn Sinh học ở trường

trung học phổ thông

6 Mẫu khảo sát

Học sinh lớp 12A1, 12A3,12A10, 12A11 trường trung học phổ thông Việt Yên số 1, Bắc Giang (160 học sinh)

10

7 Vấn đề nghiên cứu

- Thiết kế chủ đề dạy học hàm số mũ và hàm số lôgarit theo định hướng tích hợp tri thức toán học với sinh học ở trường trung học phổ thông

8 Giả thuyết khoa học

Nếu thiết kế và áp dụng các chủ đề dạy học tích hợp tri thức toán học với sinh học trong dạy học môn Toán ở trường trung học phổ thông thì sẽ góp phần phát triển năng lực vận dụng toán học vào sinh học của học sinh, nâng cao chất lượng dạy học môn Toán

9 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp điều tra, quan sát: Dự giờ, quan sát những biểu hiện của

học sinh (về nhận thức, thái độ, hành vi) trong hoạt động học, trao đổi với đồng nghiệp trong tổ chuyên môn, học hỏi kinh nghiệm của các thầy cô đi trước về phương pháp dạy học tích hợp Lập các phiếu điều tra và tiến hành điều tra về tình hình dạy - học của giáo viên, học sinh về dạy học tích hợp tri thức toán học với sinh học trong dạy học môn Toán ở trường trung học phổ thông

- Thực nghiệm sư phạm: Tổ chức dạy học thực nghiệm tại trường trung

học phổ thông Việt Yên số 1 – Bắc Giang để kiểm chứng tính khả thi và hiệu quả của đề tài

- Phương pháp thống kê toán học: Sau khi điều tra, thống kê bằng các

bảng số liệu, biểu đồ, từ đó phân tích và xử lý các số liệu

10 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần danh mục bảng, danh mục biểu đồ, mục lục, mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dung luận văn được trình bày trong bốn chương:

12

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN 1.1 Định hướng đổi mới chương trình môn Toán trung học phổ thông

các quốc gia phải có một nguồn nhân lực chất lượng cao, có khả năng ứng dụng những tiến bộ khoa học công nghệ hiện đại thì mới tiếp cận nhanh vào cuộc cách mạng công nghiệp này Vì thế, ngay từ trên giảng đường đại học, nhà trường, các thầy cô giáo phải giúp cho sinh viên tích lũy tri thức về công nghệ thông tin, cập nhật kịp thời và ứng dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật mới nhất của thế giới vào cuộc sống, trang bị ngoại ngữ và các kỹ năng mềm thì các bạn sinh viên khi ra trường mới có cơ hội cạnh tranh việc làm, mở ra cánh cửa

để bước vào sân chơi toàn cầu hóa Giáo dục là một trong những lĩnh vực chịu

sự tác động trực tiếp, chịu sự tác động của cuộc cách mạng công nghiệp nhanh hơn các lĩnh vực khác bởi chính giáo dục cũng sẽ tạo ra những phiên bản mới

nghiệm hay phòng mô phỏng truyền thống, thì người học có thể tương tác trong điều kiện như thật, có thể trải nghiệm học tập bằng không gian ảo thông qua các phần mềm và hệ thống mạng Dữ liệu lớn (Big data) sẽ là nguồn dữ liệu vô tận để thu thập thông tin, phân tích, nhận dạng xu hướng hay dự báo kinh doanh

ở mức chính xác cao và cũng để học tập trải nghiệm Tài nguyên học tập số trong điều kiện kết nối không gian ảo và thực sẽ vô cùng phong phú, không gian thư viện không còn là địa điểm cụ thể nữa, mà thư viện có thể khai thác ở mọi thời điểm, mọi nơi chỉ cần có một thiết bị số và một vài thao tác đơn giản Chương trình học cũng được thiết kế cụ thể, gần gũi, thực tiễn, đa dạng hơn và đáp ứng tốt hơn nhu cầu của người học

Theo định hướng về nội dung giáo dục [4], ở chương trình giáo dục phổ thông mới, môn Toán là môn học bắt buộc và được phân chia theo hai giai đoạn

là giáo dục cơ bản và giáo dục định hướng nghề nghiệp

Bên cạnh nội dung giáo dục cốt lõi, trong mỗi năm, học sinh còn được chọn học một số chuyên đề về khoa học tự nhiên, khoa học xã hội Các chuyên

đề này nhằm tăng cường kiến thức về các môn khoa học nói chung, về Toán học nói riêng, giúp cho học sinh có các kỹ năng vận dụng kiến thức khoa học

14

vào thực tiễn, đáp ứng nhu cầu, sở thích và định hướng nghề nghiệp của học sinh

Chương trình môn Toán bảo đảm yêu cầu cụ thể, phân hoá được với tất

cả các cấp học:Tăng cường dạy học theo định hướng cá thể hoá người học, đáp

ứng yêu cầu cần đạt chung của chương trình, đồng thời cũng phải chú ý tới các đối tượng có nhu cầu đặc biệt (khuyết tật, năng khiếu )

Đối với cấp trung học phổ thông: Thiết kế hệ thống các chuyên đề học tập

có các nội dung cơ bản, chuyên sâu, gần gũi, thực tế giúp học sinh tăng cường kiến thức, kỹ năng thực hành, vận dụng để giải quyết các vấn đề gắn với thực tiễn của địa phương mình đang sinh sống

1.2 Lí luận về dạy học tích hợp

1.2.1 Khái niệm tích hợp và dạy học tích hợp

Tích hợp là một vấn đề đã và đang có sức thu hút, sự quan tâm đặc biệt của nhiều nhà giáo dục và nghiên cứu trong nước ta hiện nay Tuy nhiên, khái niệm này đã được nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm, sử dụng rộng rãi và khái niệm này cũng vốn có từ lâu

+ Theo Từ điển Tiếng Việt [15]: “Tích hợp là sự kết hợp những hoạt động,

chương trình hoặc các thành phần khác nhau thành một khối chức năng Tích hợp có nghĩa là sự thống nhất, sự hòa hợp, sự kết hợp”

+ Theo Từ điển Bách khoa Việt Nam [11]: “Tích hợp hệ thống là phối hợp các thiết bị và công cụ khác nhau để cùng làm một việc với nhau trong một hệ thống – Một chương trình nhằm giải quyết những nhiệm vụ chung nào đó” + Theo Từ điển Giáo dục học [10]: “Tích hợp là hành động liên kết các đối

tượng nghiên cứu, giảng dạy, học tập của cùng một lĩnh vực hoặc vài lĩnh vực khác nhau trong cùng một kế hoạch dạy học”

+ Theo Xaviers Roegirs [22]: Khoa sư phạm tích hợp là một quan niệm

về quá trình học tập trong đó toàn thể các quá trình học tập góp phần hình thành

16

ở học sinh những năng lực rõ ràng, có dự tính trước những điều cần thiết cho học sinh nhằm hòa nhập học sinh vào cuộc sống lao động, phục vụ cho quá trình học tập trong tương lai

Như vậy, DHTH là dạy cho học sinh cách sử dụng tổng hợp kiến thức và

kỹ năng của mình để giải quyết các nhiệm vụ học tập và ứng dụng trong những tình huống cụ thể với mục đích phát triển năng lực người học

1.2.2 Mục tiêu của dạy học tích hợp

Theo Xavier Rogiers [22] “Nếu nhà trường chỉ quan tâm dạy cho học sinh các khái niệm một cách rời rạc, thì nguy cơ sẽ hình thành ở học sinh các suy luận theo kiểu khép kín, sẽ hình thành những con người “mù chức năng”, nghĩa

là những người đã lĩnh hội kiến thức nhưng không có khả năng sử dụng các kiến thức đó hàng ngày”

DHTH có các mục tiêu cơ bản sau [1]:

- Làm cho quá trình học tập có ý nghĩa và gần gũi với học sinh bằng cách hòa nhập thế giới học đường với thế giới cuộc sống, gắn học tập với các tình huống cụ thể mà học sinh sẽ gặp sau này, gắn học tập với thực tiễn cuộc sống hàng ngày

tin càng phong phú, đa dạng thì tính hệ thống phải càng cao, có như vậy học sinh mới thực sự làm chủ được kiến thức đã được lĩnh hội và sẽ vận dụng được kiến thức đã học khi gặp một tình huống bất ngờ, chưa từng gặp trong cuộc sống hàng ngày hoặc là một tri thức mới

1.2.3 Các đặc trưng cơ bản của dạy học tích hợp

DHTH có những đặc điểm sau đây [1]:

18

1.2.4 Các nguyên tắc lựa chọn nội dung tích hợp

Lựa chọn nội dung tích hợp ở phổ thông cần theo các nguyên tắc sau [3]:

20

Như vậy, có thể thấy rằng nguyên tắc của DHTH là tất cả các chủ đề đều phải có mặt từ hai môn học trở lên mà trong đó có ít nhất một nội dung nào đó liên quan đến nhau, để giải quyết một vấn đề phức hợp mà nó không thể giải quyết bởi duy nhất một môn học Nội dung của các chủ đề tích hợp cần tiếp cận với các thành tựu khoa học kĩ thuật nhưng ở mức độ phù hợp với người học, tinh giản tri thức khoa học hàn lâm, tăng cường tri thức thực tế, tính thực hành, ứng dụng vào giải quyết các tình huống trong thực tiễn DHTH cần đảm bảo mục tiêu hướng đến sự phát triển năng lực cho người học

1.2.5 Các mức độ trong dạy học tích hợp

Các mức độ tích hợp trong DHTH [21]:

Trong các mức độ tích hợp nêu trên, hiện nay các giáo viên vận dụng phổ biến nhất là hình thức tích hợp liên môn Đây là quan điểm tích hợp mở rộng kiến thức trong bài học với các kiến thức của các bộ môn khác và các kiến thức của đời sống hàng ngày mà học sinh tích lũy được, qua đó làm giúp cho học sinh phát triển nhân cách và một số năng lực được hình thành

22

Bảng 1 1 So sánh giữa dạy học tích hợp và dạy học đơn môn

sung thêm các chủ đề DHTH vừa đảm bảo được mục tiêu giáo dục mà không gây xáo trộn của việc dạy đơn môn Vì vậy, việc DH theo chủ đề DHTH ở trường phổ thông vào một số thời điểm là thực sự cần thiết

1.3 Dạy học theo chủ đề

1.3.1 Khái niệm về dạy học theo chủ đề

Mô hình DH theo chủ đề có khả năng đáp ứng được mục tiêu giáo dục của thời kì đổi mới Mô hình DH mới này chú trọng những nội dung học tập có tính chất tổng quát, liên quan đến nhiều lĩnh vực, lấy học sinh làm trung tâm và nội dung được tích hợp thành những chủ đề có tính thực tiễn, vì thế mô hình này đang dần thay thế cho mô hình DH truyền thống

24

1.3.2 So sánh dạy học truyền thống và dạy học theo chủ đề

Bảng 1 2 So sánh giữa dạy học truyền thống và dạy học theo chủ đề [8], [12].

Dạy học theo chủ đề

Qua sự so sánh giữa DH theo chủ đề và DH truyền thống ta có thể thấy rằng việc DH theo chủ đề phát huy được tính chủ động, tích cực, sáng tạo của học sinh (học sinh là trung tâm của quá trình dạy học) phù hợp với xã hội hiện đại Dạy học theo chủ đề được thực hiện rất linh hoạt, chủ động để phù hợp với trình độ của học sinh, cơ sở vật chất của nhà trường và đặc thù của từng địa phương Khi thực hiện DH theo chủ đề học sinh lĩnh hội được kiến thức tổng hợp, đa chiều Kiến thức trong DH theo chủ đề gần gũi với đời sống hàng ngày, thực tiễn giúp cho học sinh có hứng thú học tập hơn và cũng thấy được ý nghĩa của việc học

26

1.3.3 Những nét đặc trưng cơ bản của dạy học theo chủ đề

Các đặc trưng cơ bản của DH theo chủ đề [12] là:

1.4 Phân tích mối liên hệ giữa toán học và sinh học

Do tính trừu tượng cao độ mà toán học có tính thực tiễn phổ dụng, có thể ứng dụng vào rất nhiều ngành khoa học: Chẳng hạn những tri thức về tương quan tỉ lệ S/V có thể được ứng dụng vào hình học, vật lí, sinh học…vì mối tương quan này phản ánh những mối liên hệ trên các lĩnh vực đó, ví dụ: tương

quan tỉ lệ diện tích (S)/thể tích (V) của cơ thể sinh vật phản ánh mức độ trao đổi chất, sinh trưởng, sinh sản của sinh vật

Sinh học là môn khoa học tự nhiên, Sinh học trong trường phổ thông là học tập lí thuyết gắn liền với thực tiễn Thông qua các hiện tượng trong thực tế giúp học sinh hiểu biết các quy luật sinh trưởng, phát triển của sinh vật; từ đó giải quyết vấn đề trong thực tiễn Toán học cung cấp nhiều công cụ đắc lực để nghiên cứu và phát triển Sinh học

Dựa vào toán học, giúp học sinh giải quyết được các bài tập trong sinh học như: Số lượng gen tạo ra sau k lần tự sao: 2k; Số lượng nucleotit môi trường cung cấp cho quá trình tự sao: N(2k - 1); Số lượng nucleotit môi trường cung cấp hoàn toàn mới trong các ADN con tạo ra qua quá trình tự sao: N (2k - 2) Hay từ 1 tế bào ban đầu: số tế bào con tạo thành qua x lần phân bào A = 2x; Sau

n lần phân chia từ N0 tế bào ban đầu trong thời gian t sẽ tạo ra số tế bào là:

Nt = N0 x 2n

Kết luận chương 1

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ THỰC TIỄN 2.1 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

Để tiến hành nghiên cứu về thực trạng việc DHTH trong DH môn Toán ở trường THPT Chúng tôi đã tiến hành hồi cứu tư liệu, điều tra, khảo sát bằng phiếu hỏi đối với 30 giáo viên dạy toán và 160 học sinh ở các trường: trường THPT Việt Yên số 1, THPT Việt Yên số 2, THPT Lý Thường Kiệt - tỉnh Bắc Giang; với mục đích: Thu thập thông tin, phân tích thuận lợi, khó khăn của thực trạng DHTH trong DH môn Toán ở trường THPT

- Phương pháp phân loại, hệ thống hóa: Thống kê và phân tích số liệu thống kê các nội dung tích hợp trong DH môn Toán ở SGK môn Toán cấp THPT hiện hành

- Phương pháp điều tra, khảo sát: Dự giờ 5 thầy cô giáo dạy toán lớp 12 tại trường THPT Việt Yên số 1 – Tỉnh Bắc Giang; ghi chép đầy đủ nội dung tri thức, các hoạt động của người dạy và hoạt động của người học, tự nhận xét, trao đổi với giáo viên trực tiếp giảng dạy và giáo viên cùng bộ môn về những mặt ưu điểm cần phát huy, những mặt nhược điểm cần khắc phục Quan sát những biểu hiện của giáo viên và học sinh trong hoạt động dạy và học; sử dụng thiết bị ghi âm và ghi hình, ghi lại toàn bộ các hoạt động trong lớp học Xây dựng mẫu phiếu khảo sát và điều tra; có hai loại là phiếu dành cho giáo viên dạy toán và phiếu dành cho học sinh lớp 12 Phiếu dành cho giáo viên gồm ba phần: phần 1 điều tra thực trạng về bồi dưỡng, triển khai DHTH của giáo viên

ở trường THPT, những khó khăn khi thực hiện DHTH; Phần 2 điều tra tính cấp thiết của việc DHTH tri thức toán học với sinh học trong DH môn toán ở trường THPT; phần 3 là những câu hỏi mở để giáo viên có thể thỏa mãn đưa ra những quan điểm, nguyện vọng về DHTH trong DH môn Toán Phiếu dành cho học sinh lớp 12 gồm hai phần: phần 1 điều tra thực trạng việc ghi nhớ các công cụ của tri thức toán để giải quyết các vấn đề của môn sinh học của học sinh lớp

30

12; phần 2 là những câu hỏi mở để học sinh đưa ra những suy nghĩ, khó khăn khi sử dụng tri thức toán học vào giải quyết các vấn đề của sinh học Sau khi khảo sát, điều tra, thu thập thông tin xong thì bắt đầu phân tích các số liệu; số liệu được thống kê theo dạng các bảng, biểu đồ để từ đó có thể nhìn rõ hơn thực trạng dạy - học của giáo viên và học sinh về DHTH tri thức toán học với sinh học trong DH môn Toán ở một số trường THPT trên địa bàn huyện Việt Yên, tỉnh Bắc Giang

Mục đích khảo sát nhằm đánh giá khách quan, đúng mức, thực chất việc DHTH trong DH môn Toán ở trường THPT

Nội dung khảo sát, điều tra chủ yếu tập trung tìm hiểu thực trạng giáo viên

đã biết, triển khai và những khó khăn khi DHTH, tích hợp tri thức toán học với sinh học trong DH môn Toán ở trường THPT; tìm hiểu thực trạng học sinh ghi nhớ các tri thức toán học vào giải quyết các vấn đề trong sinh học

Đối tượng khảo sát là 30 giáo viên dạy môn Toán và 160 học sinh ở trường THPT

Địa điểm khảo sát là trường THPT Việt Yên số 1, THPT Việt Yên số 2, THPT Lý Thường Kiệt - tỉnh Bắc Giang

Thời gian khảo sát Tháng 2, 3 năm 2019

- Phương pháp phỏng vấn:

Trao đổi với 10 giáo viên dạy bộ môn Toán ở một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Bắc Giang về tình hình DHTH tri thức toán học với sinh học Chúng tôi sử dụng máy ghi âm để ghi lại toàn bộ nội dung các cuộc phỏng vấn; phỏng vấn riêng rẽ từng giáo viên vào các thời điểm khác nhau; số lượng câu hỏi để phỏng vấn là 5 câu hỏi, nội dung của các câu hỏi chủ yếu tập trung vào:

sự hiểu biết của giáo viên về DHTH, những căn cứ để giáo viên DHTH, phương pháp DH khi DHTH, những khó khăn mà giáo viên thường gặp khi tích hợp tri thức toán học với sinh học trong dạy môn Toán ở trường THPT Mục đích phỏng vấn là để lắm bắt được thực trạng giáo viên sử dụng những phương pháp

dạy học nào khi DHTH, ở các trường THPT đã triển khai DHTH ở mức độ nào, tìm hiểu những khó khăn của giáo viên trong quá trình DHTH để từ đó đưa ra các cách khắc phục những khó khăn đó

Hỏi trực tiếp 50 học sinh ở một số trường THPT trên địa bàn tỉnh Bắc Giang về việc ứng dụng tri thức toán học vào giải bài tập sinh học Chúng tôi

đã sử dụng máy ghi âm và ghi hình trong quá trình phỏng vấn; phỏng vấn vào

5 thời điểm khác nhau, mỗi thời điểm phỏng vấn 10 học sinh riêng rẽ; hỏi từng học sinh với 3 câu hỏi; Nội dung câu hỏi chủ yếu tập trung vào sự hiểu biết của học sinh về mối quan hệ giữa toán học và sinh học, sự hứng thú của học sinh với bài giảng có tích hợp tri thức toán học với sinh học Mục tiêu của các cuộc phỏng vấn là: để xem sự hiểu biết của học sinh về mối quan hệ giữa toán học

và sinh học, biết được học sinh có hứng thú với các chủ đề DHTH để giải quyết các vấn đề trong cuộc sống không, những khó khăn của học sinh khi giải các bài toán có tri thức sinh học

2.2 Phân tích tình hình dạy học tích hợp trong dạy học môn Toán ở trường trung học phổ thông

2.2.1 Về chương trình, sách giáo khoa môn Toán trung học phổ thông

Khi nghiên cứu chương trình môn toán ở trường trung học phổ thông, trong sách giáo khoa hiện hành ta có thể thấy:

- Các bài tập, ví dụ chia làm hai loại là bài toán có nội dung tích hợp liên môn và bài toán không có nội dung tích hợp liên môn