Luận án Tiến sĩ Khoa học giáo dục: Rèn luyện và phát triển tư duy thuật toán cho sinh viên trường đại học khối kỹ thuật thông qua học phần hình học họa hình

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:213

Thêm vào BST

Báo xấu

125
lượt xem 16
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề xuất được những biện pháp rèn luyện và phát triển tư duy thuật toán cho sinh viên các trường Đại học khối kỹ thuật thông qua học phần Hình học Họa hình, giúp cho sinh viên thấy được logic của toàn bộ quá trình giải bài toán Hình học Họa hình, biết đưa một bài toán Hình học Họa hình về những thuật toán cơ sở, từ đó sinh viên có kết quả học tập học phần này tốt hơn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Khoa học giáo dục: Rèn luyện và phát triển tư duy thuật toán cho sinh viên trường đại học khối kỹ thuật thông qua học phần hình học họa hình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI HOÀNG VĂN TÀI RÈN LUYỆN VÀ PHÁT TRIỂN TƯ DUY THUẬT TOÁN CHO SINH VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHỐI KỸ THUẬT THÔNG QUA HỌC PHẦN HÌNH HỌC HỌA HÌNH LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HÀ NỘI, 2016
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI HOÀNG VĂN TÀI RÈN LUYỆN VÀ PHÁT TRIỂN TƯ DUY THUẬT TOÁN CHO SINH VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHỐI KỸ THUẬT THÔNG QUA HỌC PHẦN HÌNH HỌC HỌA HÌNH LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Chuyên ngành: LÝ LUẬN & PPDH BỘ MÔN TOÁN Mã số : 62 14 10 11 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS. BÙI VĂN NGHỊ HÀ NỘI, 2016
3 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu nêu lên trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận án Hoàng Văn Tài
4 LỜI CẢM ƠN Đề hoàn thành luận án này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ quý báu của nhiều cá nhân và tập thể. Trước hết, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến GS.TS. Bùi Văn Nghị, người đã tận tình hướng dẫn, hết lòng giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này. Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Bộ môn Lý luận và Phương pháp dạy học Bộ môn Toán, Khoa Toán – Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Phòng Sau Đại học – Trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại trường. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Trường Đại học Mỏ - Địa chất đã tạo điều kiện, cho phép và hỗ trợ tôi thực hiện đề tài. Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viên tôi hoàn thành bản luận án này. Do thời gian nghiên cứu có hạn, trình độ kiến thức cũng như kinh nghiệp của bản thân còn có hạn, do vậy luận án không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được những ý kiến đóng góp quý báu của các chuyên gia, các nhà khoa học, các thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp để kết quả luận án hoàn thiện và có tính ứng dụng cao, hiệu quả hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn!
5 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1. .......................................................................................................................41 Hình 2 ........................................................................................................................42 Hình 3 ........................................................................................................................43 Hình 4 ........................................................................................................................43 Hình 5 ........................................................................................................................44 Hình 6 ........................................................................................................................44 Hình 7 ........................................................................................................................44 Hình 8 ........................................................................................................................46 Hình 9 ........................................................................................................................47 Hình 10 ......................................................................................................................48 Hình 11 ......................................................................................................................48 Hình 12 ......................................................................................................................61 Hình 13 ......................................................................................................................62 Hình 14 ......................................................................................................................62 Hình15 .......................................................................................................................63 Hình 16 ......................................................................................................................63 Hình 17 ......................................................................................................................64 Hình 18 ......................................................................................................................64 Hình 19 ......................................................................................................................65 Hình 20 ......................................................................................................................65 Hình 21 ......................................................................................................................66 Hình 22 ......................................................................................................................67 Hình 23 ......................................................................................................................68 Hình 24 ......................................................................................................................69 Hình 25 ......................................................................................................................69 Hình 26 ......................................................................................................................69 Hình 27 ......................................................................................................................70
6 Hình 28 ......................................................................................................................70 Hình 29 ......................................................................................................................71 Hình 30 ......................................................................................................................71 Hình 31 ......................................................................................................................72 Hình 32 ......................................................................................................................72 Hình 33 ......................................................................................................................73 Hình 34 ......................................................................................................................73 Hình 35 ......................................................................................................................74 Hình 36 ......................................................................................................................74 Hình 37 ......................................................................................................................78 Hình 38 ......................................................................................................................79 Hình 39 ......................................................................................................................80 Hình 40 ......................................................................................................................83 Hình 41 ......................................................................................................................85 Hình 42 ......................................................................................................................86 Hình 43 ......................................................................................................................86 Hình 44 ......................................................................................................................87 Hình 45 ......................................................................................................................87 Hình 46 ......................................................................................................................87 Hình 47 ......................................................................................................................88 Hình 48 ......................................................................................................................88 Hình 49 ......................................................................................................................89 Hình 50 ......................................................................................................................90 Hình 51 ......................................................................................................................91 Hình 52 ......................................................................................................................92 Hình 53 ......................................................................................................................92 Hình 54 ......................................................................................................................93 Hình 55 ......................................................................................................................94 Hình 56 ......................................................................................................................94
7 Hình 57 ......................................................................................................................95 Hình 58 ......................................................................................................................96 Hình 59 ......................................................................................................................96 Hình 60 ......................................................................................................................97 Hình 61 ......................................................................................................................98 Hình 62 ......................................................................................................................99 Hình 63 ....................................................................................................................100 Hình 64 ....................................................................................................................101 Hình 65 ....................................................................................................................102 Hình 67 ....................................................................................................................104 Hình 68 ....................................................................................................................105 Hình 71 ....................................................................................................................108 Hình 72a ..................................................................................................................109 Hình 72b ..................................................................................................................110 Hình 75 ....................................................................................................................112 Hình 76 ....................................................................................................................113 Hình 77a ..................................................................................................................113 Hình 77b ..................................................................................................................114 Hình 78 ....................................................................................................................114 Hình 81 ....................................................................................................................117 Hình 82 ....................................................................................................................115 Hình 83 ....................................................................................................................117 Hình 84 ....................................................................................................................118 Hình 85 ....................................................................................................................119
8 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ĐH: Đại học ĐHSP: Đại học Sư phạm GV: Giảng viên HHHH: Hình học Họa hình KHGD: Khoa học Giáo dục KT: Kỹ thuật NXB: Nhà xuất bản TD: Tư duy TDTT: Tư duy thuật toán TT: Thuật toán SV: Sinh viên
9 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................4 DANH MỤC HÌNH VẼ ..............................................................................................5 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT...................................................................................8 MỞ ĐẦU ...................................................................................................................12 Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN .....................................................21 1.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu ............................................................................21 1.1.1. Những công trình ở ngoài nước về thuật toán và tư duy thuật toán ...............21 1.1.1.1. Về thuật toán và dạy học thuật toán .............................................................21 1.1.1.2. Về tư duy thuật toán .....................................................................................23 1.1.2. Các công trình trong nước ...............................................................................26 1.1.2.1. Về thuật toán và dạy học thuật toán .............................................................26 1.1.2.2. Về tư duy thuật toán và phát triển tư duy thuật toán....................................32 1.2. Quan niệm về thuật toán và tư duy thuật toán trong luận án .............................35 1.2.1. Quan niệm về thuật toán .................................................................................35 1.2.2. Quan niệm về tư duy thuật toán ......................................................................36 1.3. Học phần Hình học Họa hình trong trường Đại học khối kỹ thuật ....................38 1.3.1. Sơ lược về lịch sử Hình học Họa hình ............................................................38 1.3.2. Sơ lược về học phần Hình học Họa hình ........................................................38 1.3.3. Các kiến thức cơ bản trong Hình học Họa hình .............................................41 1.3.4. Những biểu hiện, cấp độ của tư duy thuật toán của sinh viên và cơ hội phát triển tư duy thuật toán trong dạy học Hình học Họa hình ở trường Đại học khối kỹ thuật ...........................................................................................................................49 1.3.4.1. Những biểu hiện, cấp độ của tư duy thuật toán của sinh viên thể hiện qua học phần Hình học Họa hình .....................................................................................49 1.3.4.2. Cơ hội phát triển tư duy thuật toán trong dạy học Hình học Họa hình ở trường Đại học khối kỹ thuật ....................................................................................49 1.4. Một số thực tiễn dạy và học Hình học Họa hình tại một số trường Đại học khối kỹ thuật ......................................................................................................................50
10 1.4.1. Một số thuận lợi và khó khăn của sinh viên khi học tập học phần Hình học Họa hình ....................................................................................................................50 1.4.2. Điều tra thực trạng dạy và học Hình học Họa hình ở trường Đại học khối kỹ thuật ...........................................................................................................................52 1.5. Tiểu kết Chương 1 ..............................................................................................54 Chương 2: BIỆN PHÁP RÈN LUYỆN VÀ PHÁT TRIỂN TƯ DUY THUẬT TOÁN CHO SINH VIÊN TRONG DẠY HỌC HÌNH HỌC HỌA HÌNH ..............56 2.1. Định hướng xây dựng biện pháp ........................................................................56 2.2. Biện pháp rèn luyện và phát triển tư duy thuật toán cho sinh viên trong dạy học Hình học Họa hình ....................................................................................................58 2.2.1. Biện pháp 1: Chọn ra một số thuật toán cơ bản và rèn luyện cho sinh viên vận dụng thành thạo những thuật toán cơ bản đó vào những bài toán cơ bản trong Hình học Họa hình .............................................................................................................58 2.2.1.1. Căn cứ của biện pháp ...................................................................................59 2.2.1.2. Cách thực hiện biện pháp .............................................................................59 2.2.2. Biện pháp 2: Tập luyện cho sinh viên một số phương pháp biểu diễn thuật toán trong dạy học giải toán Hình học Họa hình ......................................................75 2.2.2.1. Căn cứ của biện pháp ...................................................................................75 2.2.2.2. Cách thực hiện biện pháp .............................................................................76 2.2.3. Biện pháp 3: Tạo cơ hội cho sinh viên tham gia xây dựng và đề xuất thuật toán giải một số dạng toán trong Hình học Họa hình ...............................................80 2.2.3.1. Căn cứ của biện pháp ...................................................................................80 2.2.3.2. Cách thực hiện biện pháp .............................................................................84 2.3.4. Biện pháp 4: Vận dụng kết hợp một số thuật toán trong Hình học Họa hình và vận dụng vào thực tiễn ............................................................................................105 2.3.4.1. Căn cứ của biện pháp .................................................................................105 2.3.4.2. Cách thực hiện biện pháp ...........................................................................106 2.4. Tiểu kết chương 2 ............................................................................................120 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ................................................................121
11 3.1. Mục đích, phương pháp và tổ chức thực nghiệm sư phạm ..............................121 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm ....................................................................121 3.1.2. Tổ chức thực nghiệm sư phạm ......................................................................121 3.1.3. Các bước trong thực nghiệm sư phạm ..........................................................122 3.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm .......................................................................122 3.3. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm ...........................................................135 3.3.1. Căn cứ để đánh giá ........................................................................................135 3.3.2. Đề bài kiểm tra và dụng ý sư phạm...............................................................136 3.3.1.3. Nhận xét về kết quả các bài kiểm tra .........................................................143 3.3.2. Đánh giá định tính qua phiếu hỏi sinh viên và phiếu xin ý kiến giảng viên .143 3.4. Tiểu kết chương 3 ............................................................................................144 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................146 CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN TỚI LUẬN ÁN ..............................................149 CỦA TÁC GIẢ ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ .................................................................149 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................150 Phụ lục 1 ..................................................................................................................158 Phụ lục 2 ..................................................................................................................160 Phụ lục 3 ..................................................................................................................161 Phụ lục 4 ..................................................................................................................163 Phụ lục 5 ..................................................................................................................165 Phụ lục 6 ..................................................................................................................167 Phụ lục 7 ..................................................................................................................169 Phụ lục 8 ..................................................................................................................171 Phụ lục 9 ..................................................................................................................173 Phụ lục 10 ................................................................................................................174 Phụ lục 11 ................................................................................................................182 Phụ lục 12 ................................................................................................................189
12 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài + Phát triển năng lực giải quyết vấn đề cho người học là nhiệm vụ quan trọng trong Giáo dục. Phát triển năng lực người học, trong đó có năng lực tự học, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo, năng lực hợp tác, năng lực tính toán, năng lực công nghệ thông tin và truyền thông, đang là một trong những điểm mới trong giáo dục Quốc tế và Việt Nam. Điều này không chỉ đúng với giáo dục Phổ thông mà còn đúng với giáo dục Đại học. Hội nghị của Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa của Liên hiệp quốc (United Nations Educational Scientific and Cultural Organization, viết tắt là UNESCO) năm 2003 đã đưa ra một báo cáo tổng hợp có phân tích rõ những thay đổi mạnh mẽ về bản chất và nhu cầu của thế giới việc làm và trình bày khái quát các tiềm năng mà trường Đại học cần tạo cho sinh viên sao cho họ có thể đương đầu với những đòi hỏi của xã hội tri thức. Đó là: (i) Các tiềm năng để học tập, nghiên cứu, dựa trên việc đào tạo chuyên môn và bao gồm cả tư duy phê phán, giải quyết vấn đề, có năng lực đổi mới tư duy và học lại trong suốt cuộc đời; (ii) Các kỹ năng phát triển cá nhân gắn kết với xã hội (tự tin, quyết tâm cao, tôn trọng các giá trị đạo đức, hiểu biết rộng về xã hội và thế giới); (iii) Các kỹ năng sáng nghiệp (các tiềm năng đáp ứng cả việc lãnh đạo và làm việc đồng đội, làm chủ công nghệ thông tin truyền thông và các công nghệ khác…). Theo nguồn từ báo Giáo dục thời đại, 3/1994, “Tiêu chuẩn về giáo dục từ năm 2000 của các nhà giáo dục Âu Mỹ” là các cử nhân tốt nghiệp cần có những phẩm chất sau: (1) Phải được rèn luyện tốt khả năng giao tiếp, trao đổi thông tin và làm việc có hiệu quả cao trong một nhóm cộng đồng; (2) Phải
13 được trang bị và tiếp thu đầy đủ các kiến thức cơ bản về Văn học, Xã hội, Lịch sử, Địa lý; (3) Có kiến thức tốt về Toán học; (4) Có kiến thức tốt về Sinh học, Vật lý học; (5) Phải được đào tạo thông thạo ít nhất một ngoại ngữ, có hiểu biết cần thiết về văn hóa của các dân tộc trên thế giới; (6) Có kiến thức và hiểu biết tốt về máy tính và các ngành kỹ thuật khác; (7) Có kiến thức và khả năng cảm thụ tinh tế các loại hình nghệ thuật; (8) Có kiến thức tốt về điều hành, quản lý nhà nước, kinh tế, xã hội; (9) Có kiến thức, hiểu biết về vấn đề sức khoẻ, ăn uống và thường xuyên áp dụng thực hành; (10) Phải được bồi dưỡng, khuyến khích phát huy toàn bộ năng lực của mỗi cá nhân trong việc phân tích, đánh giá, giải quyết những vấn đề vì sự tốt đẹp của cuộc sống. Thực hiện Nghị quyết Đại hội Đảng lần thứ XI (năm 2011) và Nghị quyết số 29-NQ/TW ngày 04/11/2013 của Hội nghị lần thứ 8 Ban chấp hành Trung ương Đảng (khoá XI) về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hoá, hiện đại hoá trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng Xã hội chủ nghĩa và hội nhập Quốc tế, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã ban hành Dự thảo chương trình giáo dục phổ thông tổng thể (trong chương trình giáo dục phổ thông mới), năm 2015. Trong đó ghi rõ: “Chương trình giáo dục phổ thông nhằm hình thành và phát triển cho học sinh những năng lực chung chủ yếu sau: Năng lực tự học; Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo; Năng lực thẩm mỹ; Năng lực thể chất; Năng lực giao tiếp; Năng lực hợp tác; Năng lực tính toán; Năng lực công nghệ thông tin và truyền thông (ICT). Mỗi môn học đều đóng góp vào việc hình thành và phát triển các phẩm chất chủ yếu và năng lực chung.” Về mục tiêu giáo dục Đại học, Luật Giáo dục của nước Cộng hòa Xã hội chủ nghĩa Việt Nam (2005) đã ghi rõ: Mục tiêu của giáo dục Đại học là đào tạo người học có phẩm chất chính trị, đạo đức, có ý thức phục vụ nhân dân, có kiến thức và năng lực thực
14 hành nghề nghiệp tương xứng với trình độ đào tạo, có sức khoẻ, đáp ứng yêu cầu xây dựng và bảo vệ Tổ quốc. (Điều 39, Chương 1) Đào tạo trình độ Đại học phải bảo đảm cho sinh viên có những kiến thức khoa học cơ bản và kiến thức chuyên môn tương đối hoàn chỉnh; có phương pháp làm việc khoa học; có năng lực vận dụng lý thuyết vào công tác chuyên môn. Phương pháp đào tạo trình độ Cao đẳng, trình độ Đại học phải coi trọng việc bồi dưỡng ý thức tự giác trong học tập, năng lực tự học, tự nghiên cứu, phát triển tư duy sáng tạo, rèn luyện kỹ năng thực hành, tạo điều kiện cho người học tham gia nghiên cứu, thực nghiệm, ứng dụng. (Điều 40, Chương 1) Ở các trường Đại học khối kỹ thuật, thông qua các học phần Toán học, người học không những cần phải nắm được các khái niệm, định lí, công thức, tiếp nhận cách xây dựng toán học một cách logic chặt chẽ, mà còn phải biết cách phát hiện và giải quyết vấn đề, biết vận dụng những tri thức Toán học vào thực tiễn cuộc sống. + Hình học Họa hình trong các trường Đại học khối kỹ thuật là học phần quan trọng, liên quan trực tiếp đến nghề nghiệp của sinh viên Trong các trường Đại học khối kỹ thuật, học phần Hình học Họa hình cung cấp cho sinh viên những kiến thức cần thiết để biểu diễn các vật thể trong không gian Ơ-clit (Euclide) ba chiều lên mặt phẳng và giải các bài toán thuộc không gian ba chiều bằng cách vẽ trên các hình biểu diễn đó. Những kiến thức của môn học này là cơ sở cho việc đọc hiểu và thiết kế các bản vẽ kỹ thuật, phục vụ cho nghề nghiệp sau này của sinh viên. Học phần Hình học Họa hình ở các trường Đại học khối kỹ thuật có điều kiện để phát triển những năng lực nói trên ở người học, thể hiện ở những điều sau đây: Học phần này đòi hỏi người học phải biết tự học (đây là phong
15 cách học ở Đại học), biết giải quyết những bài toán về xác định hình chiếu và tính toán các kích thước của vật thể trên bản vẽ, biết hợp tác, sáng tạo vận dụng và tìm ra những quy trình thuật toán giải những bài toán về Hình học Họa hình. + Đa số sinh viên chưa có tư duy thuật toán hoặc chưa vận dụng tư duy thuật toán trong học tập học phần Hình học Họa hình. Theo đánh giá của chúng tôi: sinh viên trong trường Đại học Mỏ - Địa chất nói riêng, sinh viên trong các trường Đại học khối kỹ thuật nói chung chưa có phương pháp học tập học phần Hình học Họa hình một cách khoa học. Nhìn chung, sinh viên còn thiếu kỹ năng giải các bài toán trong học phần này cũng như chưa có năng lực vận dụng lý thuyết vào chuyên môn, nghiệp vụ mà họ sẽ làm việc sau này. Thực tiễn dạy học học phần Hình học Họa hình cho thấy: Kết quả dạy và học môn Hình học Họa hình chưa cao mặc dù môn học là hết sức cần thiết. Một trong những nguyên nhân là do cách dạy và cách học, trong đó bản chất do người học chưa tìm và hiểu được thuật toán trong mỗi lời giải. Nếu có biện pháp thích hợp tác động vào điểm yếu này sẽ nâng cao được hiệu quả dạy và học. Nhiệm vụ dạy học các học phần khoa học cơ bản nói chung, học phần Hình học Họa hình ở trường Đại học khối kỹ thuật nói riêng, không chỉ là trang bị những tri thức khoa học, rèn luyện các kỹ năng thực hành nghề nghiệp cho người học, mà quan trọng hơn là phát triển tư duy cho người học. Do vậy việc vừa trang bị tri thức, vừa phát triển tư duy là cần thiết. Tuy nhiên, hiện nay có không ít giảng viên chưa quan tâm đúng mức đến nhiệm vụ này. Để hiểu và giải được các bài toán Hình học Họa hình, ngoài yêu cầu ở sinh viên có trí tưởng tượng không gian tốt, nó còn đòi hỏi ở sinh viên biết
16 giải quyết vấn đề theo một trình tự logic, chuẩn xác, biết sử dụng tốt những quy trình/ bài toán cơ bản và quy các bài toán khác về các quy trình/ bài toán cơ bản đó. Đồng thời có thể đề xuất nhiều cách giải bài toán theo những cách khác nhau, bởi những quy trình khác nhau. Tất cả những điều đó tạo nên một loại hình tư duy là tư duy thuật toán. Loại hình tư duy này chẳng những cần thiết cho môn học Hình học Họa hình, mà còn cần thiết trong cuộc sống. Nền kinh tế tri thức hiện nay đòi hỏi nhiều ở mỗi người phải nắm bắt được những quy luật của tự nhiên và xã hội. Để có được điều đó, trong giáo dục cần phải coi trọng việc phát triển tư duy, dạy cách học, cách suy nghĩ giải quyết vấn đề cho người học. Hầu hết các sinh viên ở các trường Đại học khối kỹ thuật, cụ thể trong trường Đại học Mỏ - Địa chất chưa nghĩ đến những quy trình có tính thuật toán để giải bài toán về Hình học Họa hình nên cần phải trang bị và rèn luyện cho họ những thuật toán để giải các bài toán trong học phần này; đồng thời cũng phải từng bước phát triển tư duy thuật toán cho họ bằng cách tạo điều kiện cho họ tham gia đề xuất các thuật toán và vận dụng nâng cao, kết hợp nhiều thuật toán theo các mức độ tăng dần. + Chưa có công trình nào nghiên cứu về phát triển tư duy thuật toán cho sinh viên các trường Đại học khối kỹ thuật thông qua học phần Hình học Họa hình. Đã có một số đề tài nghiên cứu về việc phát triển tư duy sáng tạo, tư duy logic, tư duy thuật toán, tư duy hàm… cho học sinh, như công trình của Trần Thúc Trình (1975), Nguyễn Bá Kim (1992), Tôn Thân (1995), Vũ Quốc Chung (1995), Vương Dương Minh (1996), Bùi Văn Nghị (1996), Nguyễn Đình Hùng (1996), Nguyễn Văn Thuận (2004), Trần Luận (1996)….Nhưng chưa có đề tài nào quan tâm đến việc rèn luyện và phát triển tư duy thuật toán cho sinh viên các trường Đại học khối kỹ thuật.
17 Vì những lí do trên, đề tài được chọn là: “Rèn luyện và phát triển tư duy thuật toán cho sinh viên các trường Đại học khối kỹ thuật thông qua học phần Hình học Họa hình.” 2. Giả thuyết khoa học Trên cơ sở lý luận và thực tiễn về phát triển tư duy thuật toán cho người học, nếu trong quá trình dạy học học phần Hình học Họa hình, Giảng viên vừa trang bị cho sinh viên các thuật toán cơ bản, vừa tạo cơ hội cho họ tham gia đề xuất các thuật toán, vừa nâng cao dần các mức độ vận dụng thuật toán thì sinh viên sẽ có kết quả học tập học phần này tốt hơn, đồng thời phát triển được tư duy thuật toán. 3. Mục đích nghiên cứu, nhiệm vụ nghiên cứu + Mục đích Đề xuất được những biện pháp rèn luyện và phát triển tư duy thuật toán cho sinh viên các trường Đại học khối kỹ thuật thông qua học phần Hình học Họa hình, giúp cho sinh viên thấy được logic của toàn bộ quá trình giải bài toán Hình học Họa hình, biết đưa một bài toán Hình học Họa hình về những thuật toán cơ sở, từ đó sinh viên có kết quả học tập học phần này tốt hơn. + Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt được mục tiêu nghiên cứu trên đây, những nhiệm vụ nghiên cứu được đặt ra là: (1) Tổng quan về tư duy, tư duy thuật toán trong Hình học Họa hình, vai trò của tư duy thuật toán, thông qua các tài liệu khoa học đã được công bố. (2) Điều tra thực trạng việc học tập học phần Hình học Họa hình và việc phát triển tư duy thuật toán của sinh viên trong một số trường Đại học khối kỹ thuật. (3) Đề xuất được những biện pháp rèn luyện và phát triển tư duy thuật toán cho sinh viên các trường Đại học khối kỹ thuật thông qua học phần Hình
18 học Họa hình, giúp cho sinh viên có kết quả học tập tốt hơn. (4) Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá tính khả thi và hiệu quả của luận án. 4. Phương pháp nghiên cứu Những phương pháp chủ yếu được sử dụng trong nghiên cứu đề tài là: + Phương pháp nghiên cứu lý luận (thực hiện các nhiệm vụ (1) và (3)): Nghiên cứu các công trình đã công bố ở trong và ngoài nước về những vấn đề liên quan tới thuật toán, tư duy thuật toán, dạy học thuật toán, phát triển tư duy thuật toán trong dạy học Toán, Tin học và Khoa học máy tính. Nghiên cứu mục tiêu, yêu cầu, nội dung, chương trình học phần Hình học Họa hình ở các trường Đại học khối kỹ thuật để thấy rõ nhu cầu, ý nghĩa của việc rèn luyện và phát triển tư duy thuật toán cho sinh viên trường Đại học khối kỹ thuật thông qua học phần Hình học Họa hình. + Phương pháp điều tra quan sát (thực hiện các nhiệm vụ (2) và (4)): Lập phiếu điều tra, khảo sát thực trạng dạy và học học phần Hình học Họa hình ở các trường Đại học khối kỹ thuật để thấy những khó khăn cần khắc phục của sinh viên trong quá trình học tập, từ đó có được những biện pháp thiết thực nhằm cải thiện tình hình. Lập phiếu xin ý kiến của giảng viên, sinh viên về giáo án và kết quả thực nghiệm sư phạm, thêm cơ sở để đánh giá tính khả thi và hiệu quả của những biện pháp đề xuất. + Phương pháp thực nghiệm sư phạm (thực hiện nhiệm vụ (4)): Tiến hành thực nghiệm sư phạm một số tiết dạy theo các giáo án được soạn dựa trên kết quả nghiên cứu, tại một số trường Đại học khối kỹ thuật để kiểm nghiệm tính khả thi và kết quả của đề tài. Đồng thời có những điều chỉnh cần thiết trong quá trình nghiên cứu.
19 5. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu là quá trình dạy học học phần Hình học Họa hình và quá trình rèn luyện và phát triển tư duy thuật toán cho sinh viên ở các trường Đại học khối kỹ thuật. - Phạm vi nghiên cứu: Nội dung, chương trình học phần Hình học Họa hình ở các trường Đại học khối kỹ thuật. 6. Những đóng góp mới của luận án + Về lý luận: - Tổng quan những công trình nghiên cứu ở trong và ngoài nước; hệ thống hóa những vấn đề lý luận về thuật toán, tư duy thuật toán, phát triển tư duy thuật toán trong dạy học môn Toán. - Phản ảnh một số thực trạng rèn luyện và phát triển tư duy thuật toán cho sinh viên trong dạy và học học phần Hình học Họa hình ở trường Đại học khối kỹ thuật. - Đề xuất được một số biện pháp có tính khả thi và hiệu quả cho việc rèn luyện và phát triển tư duy thuật toán cho sinh viên trường Đại học khối kỹ thuật trong dạy học học phần Hình học Họa hình. + Về thực tiễn: - Kết quả luận án góp phần đổi mới và nâng cao chất lượng dạy và học học phần Hình học Họa hình ở trường Đại học khối kỹ thuật. - Luận án là một tài liệu tham khảo bổ ích cho đồng nghiệp và sinh viên các trường Đại học khối kỹ thuật. 7. Những vấn đề đưa ra bảo vệ (1) Đã có những công trình nghiên cứu ở trong và ngoài nước về Thuật toán, Tư duy thuật toán, phát triển tư duy thuật toán trong dạy học Toán, Tin học, Khoa học máy tính, nhưng chưa có công trình nghiên cứu về rèn luyện và phát triển tư duy thuật toán cho sinh viên trường Đại học khối kỹ thuật
20 trong dạy học học phần Hình học Họa hình. (2) Thực trạng dạy và học học phần Hình học Họa hình ở trường Đại học khối kỹ thuật cho thấy: Đa số sinh viên chưa có hoặc chưa vận dụng được tư duy thuật toán trong học tập Hình học Họa hình, ảnh hưởng tới hiệu quả, chất lượng dạy học học phần này. (3) Những biện pháp rèn luyện và phát triển tư duy thuật toán cho sinh viên trường Đại học khối kỹ thuật trong dạy học học phần Hình học Họa hình đã đề xuất trong luận án có tính khả thi và hiệu quả. 8. Cấu trúc luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận, luận án gồm ba chương. Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn Chương 2. Những biện pháp rèn luyện và phát triển tư duy thuật toán cho sinh viên trong dạy học Hình học Họa hình Chương 3. Thực nghiệm sư phạm