Tp chí Khoa hc Công ngh và Thc phm 23 (2) 118-126
118
SỰ KHÁC BIỆT GIỮA TƯ DUY THNG KÊ VÀ TƯ DUY TOÁN HC
TRONG DY HC TOÁN
Nguyễn Trường Sinh*, Nguyễn Văn Hiếu
Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.HCM
*Email: sinhnt@hufi.edu.vn
Ngày gửi bài: 15/6/2022; Ngày chấp nhận đăng: 15/7/2022
TÓM TT
Ngày càng nhiều quốc gia triển khai cách tiếp cận dạy học toán phổ thông theo định
hướng phát triển năng lực toán học. Chương trình giáo dục phổ thông môn Toán 2018 của Việt
Nam đã thể hiện quan điểm đổi mới theo ch tiếp cận y. Trong đó, hình thành phát
triển các năng lực duy toán học tư duy thống một trong những mục tiêu quan trọng
của dạy học toán. Bài báo muốn làm rõ sự khác biệt giữa năng lực duy thống với năng
lực tư duy toán học, cách phân biệt và lựa chọn giữa chúng để giải quyết vấn đề. Mục đích là
để hỗ trợ công tác xây dựng và tổ chức các hoạt động dạy học của giáo viên.
Từ khóa: Năng lực, thống kê, dạy học, toán học, tư duy.
1. MỞ ĐU
Thống một lĩnh vực khoa học đem lại vàn gtrị ch cực cho cuộc sống hàng
ngày và đồng thời là công cụ rất hữu ích cho nhiều ngành khoa học khác. Lĩnh vực này cung
cấp c công cụ được chứng minh độc đáohiệu quả trong sử dụng để đưa ra những quyết
định ý nghĩa dựa trên dữ liệu. Tuy nhiên, kết luận đưa ra sau phân tích dữ liệu luôn chứa
đựng rủi ro thể hiện qua các biến động sai lệch đến ttính không chắc chắn của hầu hết các
hiện tượng trong tự nhiên vàhội. Do đó, “đối phó với sự không chắc chắn là cần thiết trong
cuộc sống hàng ngày đó do quan trọng hàng đầu dẫn đến việc thúc đẩy giảng dạy thống
kê và các yếu tố của lý thuyết xác suất trong toán học ở phổ thông” [1] bởi vì tầm quan trọng
của thống được dự báo rằng: “Một ngày nào đó, tư duy thống sẽ cần thiết cho việc trở
thành công dân hiệu quả như khả năng đọc và viết” [2].
Việt Nam, chương trình giáo dục ph thông môn Toán do Bộ Giáo dục Đào tạo ban
nh ngày 26 tháng 12m 2018 đã c định: Thống c sut một trong ba mạch kiến
thc cốt lõi trong giáo dục Toán học bậc ph tng [3]. Trong đó, thng phần được điều
chỉnh đáng kể hơn về ni dung, mục tiêu c ch phân bổ trong các cấp học. Mặc dù sự thay
đổi này p hợp vi xung chung của giáo dục ph thông nhiuớc trên thế gii, như kết
qunghn cu của dự án Chương trình Đánh giá Học sinh Quc tế (PISA) thuc T chức Hợp
c Phát trin Kinh tế (OECD) về vai trò của dữ liu, thống kê vàc sut, nhưngng đem lại
không ít thách thức đối với công tác dạy học đào to sư phm của go viên toán. Chng hạn,
giáo viên xu hướng dạy thngn toán học. Tuy nhn, thống nên được xem một
ngành rng bit thay vì mt nhánh của toán học bi vì phương thc duy của chúng về bản
khác nhau. Trên thc tế, “thng kê s dụng nhiu và thiết yếu của toán học, nhưng vẫn cónh
th rng đ khám phá vàc ki nim cốt i của rng dn đưng cho km phá này” [4]
hc làm thống kê v bn là học cách tư duy và giao tiếp theo thng [5].
Một trong những mục tiêu quan trọng của dạy học toán là giúp học sinh hình thành
phát triển năng lực toán học với năm thành tố cốt lõi sau: năng lực duy lập luận toán học;
năng lực hình hóa toán học; năng lực giải quyết vấn đề toán học; năng lực giao tiếp toán
S khác bit gia duy thng và duy toán học trong dy hc toán
119
học; năng lực sử dụng công cụ, phương tiện học toán. Trong đó, “Thống xác suất tạo
cho học sinh khả năng nhận thức phân ch các thông tin được thể hiện dưới nhiều hình thức
khác nhau, hiểu bản chấtc suất của nhiều sự phụ thuộc trong thực tế,nh thành sự hiểu biết
về vai trò của thống kê như là một nguồn thông tin quan trọng về mặt hội, biết áp dụng
duy thống kê để phân tích dữ liệu [1]. Mục tiêu dạy học sinh biết sử dụng tư duy thống kê
trong phân tích dliệu động lực để tìm hiểu các khái niệm liên quan đến tư duy toán học
tư duy thống kê nhằm trả lời cho c câu hỏi: Năng lực tư duy toán học ? Năng lực tư duy
thống gì? Đâu khác biệt giữa hai loại năng lực tư duy này? Làm thế nào để giúp học
sinh phân biệt và chọn đúng giữa chúng trong giải quyết vấn đề?
2. KT QUẢ NGHIÊN CỨU
2.1. Năng lc gì?
Meier et al (2018) định nga: ng lc là kh năng thực hin thành ng và có trách nhim
các nhim vụ, gii quyếtc vấn đề trongcnh hungc địnhng như cácnh huống thay
đổi trên sở huy đng tng hợp c kiến thc, kĩ năng các thuộc tính m lí khác như đng cơ,
ý chí, quan niệm giá tr, suy nghĩ thấu đáo sự sẵnng hành động. [6]. Cấu trúc củang
lực gồm bn thành phần: Năng lực chun môn, năng lực phương pháp, năng lực hi,ng lc
cá thể. Hình thành và phát trin mô hình gm bn thành phn y của năng lc phù hợp tương ng
với bốn mục tiêu giáo dục theo T chức Giáo dc, Khoa học và Văn a Liên hp quốc
(UNESCO), bao gm: Hc để biết, hc đ m, học để cùng chung sng và học để tkhng đnh.
Năng lc về một lĩnh vực, hiểu theo nga thông thưng, biểu thị qua kh ng nắm vững
các khía cnh và nhu cầu thiết yếu ca lĩnh vc đó; đồng thi có kh năng hành động hiệu qu tn
cơ sở được đánh giá tng quan và c đáng. Như vậy, bất loi ng lực nào ng không thể được
thc hiện đc lập với con người và là tài sn mt ngưi có th sở hữu một mức đo đó
để có th dùng trong mt số tình hung và bi cnh nht định. Tng quátn, “Năng lc sự sẵn
ng u sắc ca một ngưi o đó để nh động một cách thích hợp trưc các thách thc của
những nh hung nht định[7].
Theo định nghĩa tn, năng lực 3 đặc điểm chính. Đầu tiên, ng lực là phải ng đến
hành đng” theo nghĩa rộng, xoay quanh c hành đng th cht cũng như tinh thn, bao gm c
vic ra quyết định. Hơn nữa, s sn ng trong hành động cũng th liên quan đến một quyết
định rõ ràng và có ý thức đ không thực hin các hành đng cụ th trong mt tình hung nht đnh.
Thứ hai, sự sn sàng hành động mà không thu hiu kng phải là một thể hin ca ng lc. Th
ba, bn cht của thách thức rất đa dạng, từ thun túy v trí tu hoặc khoa học, đo đức, ngh
nghiệp hoc tài chính, cho đến thách thức thc tế. n na, thách thức của ngưi này có thể không
phải của người khác. Điềuyng đúng với vic vượt qua thách thức nghĩa gì và phải
m . vậy, thách thức vàng lực th hin tính hai mặt cố hữu gia c khía cnh chủ quan
văn hóa hội. Mc đmt s hành đng nht đnh đáp ứng đưc c thách thức sẽ mang
lại ý nghĩa nh hp pp cho các nh đng luôn là câu hỏi cho nhngngười am hiểu.
2.2. Năng lc toán học
Những hiểu biết vng lựcc này là thi điểm đểc định năng lc toán học có nghĩa là,
tất nhn chỉ liên quan đến các tình hung ngcảnh trong đó có ít nhất một s thách thức
bản chất toán hc. C th , lĩnh vc toán hc đưc đưa vào định nga ca năng lực đ hình thành
một định nghĩa đưc cp nhật như sau: ng lực tn học sự sẵn sàngu sắc của một ngưi
o đó đ nh động một cách thích hp nhm đáp ứng tất cả c loại thách thức toán học liên
quan đến các tình huống đưc cho. [7]. Các tình hung đưc đ cp trong định nghĩay không
cn phải là tình hung của hoặc v tn học, min là chúng (có thể) tạo ra các thách thức toán học.
Nga là, nhng thách thức bao gồm tình huống ng cảnh trong hoặc ngi toán học thực sự
hoc có khảng đòi hi s kích hot tn hc đ tr li câu hi, gii quyết vấn đ, hiểu c hiện
Nguyễn Trưng Sinh, Nguyn Văn Hiếu
120
ng, mối quan hệ hoặc cơ chế, hoc lập trường hoc vic ra quyết định, nhng nỗ lực m nảy
sinh các thách thc mà chúng ta nghĩ đến trong định nghĩa. Như vy, khái nim ng lực toán
học tp trung o việc triển khai toán học hơn là o các vấn đề toán học. Do đó, chúng ta phi xác
định các loại nh hung những thách thc liên quan năng lực toán hc có th cho phép
người ta đối phó, bn chất và đặc điểm của các hành động s được thực hiện cũng như s sn sàng
u sắc liên quan đến việc thực hiện chúng. Từ ki nim chung vng lực toán học, Niss et al
(2019) đưa ra định nghĩa cho mt loi năng lực nào đó ca toán hc:Mtng lc toán học s
sẵn sàng sáng sut ca một ngưi o đó để nh đng một cách thích hợp nhằm đáp ứng vi mt
loi ththách toán hc c th trong các tình hung nht đnh [7].
Vì vy, trong khing lc toán học ln quan đến vic ch hoạt toán hc để đối p vi tất
cc loi thách thc ca mộtnh hung hoc bối cnh, thì mt năng lực toán học tập trungo
vic kích hot toán học để đối phó vi mt loi thách thc cụ th thc s hoc kh năng đòi
hỏi c loại kích hoạt cụ thể” của toán học để trả lời câu hỏi, gii quyết vấn đề, hiu c hiện
ng, mi quan hệ hoặc chế, hoc để th hin lp tng hoặc đưa ra quyết đnh. i ch
khác, Niss et al (2019) cho rng: năng lc toán học một cu trúc ln được to thành bi mt tp
hợp các loại năng lực toán học ng lực toán học về bn là cu trúc ca nhận thc [7].
Hiển nhiên, nhng đưc coi yếu t cấu thành chính ca năng lc toán hc không phi
tự gii thích, thm ckhông đưc c định rõ ng. Do đó, khi m kiếm loi ng lực phù
hợp”, có hai điều n được tránh. Đầu tiên cung cấp không đủ chng minh và đặc tả kỹ thut
ca khái nim năng lực toán học, điu y có thể chỉ đơn gin lặp lại định nghĩa dưới một số
nh thc. Th hai, ngưc lại, cung cấp quá nhiều chi tiết trong đặc điểm k thut, chng hạn mt
danhchi các yếu tố, khiến chúng ta không thể nhìn thấy khu rng với tất cảcy của.
Đ đt đưc s cân bằng đòi hỏi sự kết hợp của sc mạnh phân tích s rõng ng như ch
nghĩa thc dụng. Niss et al (2019) đã đặt ra mục tiêu y dựng một tập hợp vừa đ cácng lực
một cách thuyết phc, rõ ng d nm bt nhưng phi bao trùm tri dài toàn b các hoạt đng
toán hc cũng như không gây phức tạp cho n lc của quá trình này [7].
Theo Niss et al (2019), đ c định các loi thách thức c ch thức liên quan đ ch
hoạt toán học được coi là yếu tố cu tnh chính trongng lực toán học, trước tiên họ đưa ra
c v mục đích, bản cht vai trò của hot động toán học. Mc đích bao trùm ca hoạt động
toán hc đt ra và trả lời cácu hi trong hoc bng phương tin toán hc. Khả năng tham gia
hiu qu o vic đặt ra tr lời nhng câu hi như vậy có bốn thành phn khác nhau: duy
toán hc cơ bn; đt ra và gii quyết vn đ toán học; x lý các hình toán học và hình hóa;
đảm nhn luận toán học. Hơn nữa, khng thc hiện các hot động toán học cũng liên quan
đến vic thông tho ngôn ngữ tn hc, các cu trúc các công c, do đó, mt lần na có bn
thành phn kc nhau: xử lý các biểu diễn toán học; đi phó vi các hiu toán hc ch nghĩa
nh thc; đm nhn giao tiếp toán hc; x lý các công cụ và hỗ tr toán học cần thiết [7].
y gi cng ta đang vị trí đ khám phác khái nim: ng lc duy toán hc năng
lực duy thng kê. Đó là cơ sở để cung cp hiểu biết cho giáo viên v những kc biệt gia hai
loi năng lực này và xác định nhng điu kiện cho phép phát triển năng lực tư duy thng da
trên nhng đc đim đc trưng của.
2.3. Năng lực tư duy toán học
Theo o o được trình y từ dán KOM (năng lực học tp của toán học) ca Đan Mạch
m 2002, tư duy toán hc một trong số tám loing lực toán học.ng lực duy toán học
ca mt cá nhân th hiện qua việc nắm vng các phương thc ca duy toán hc như:
Đt ra các câu hỏi đặc trưng ca tn học, biết loi câu tr lời (không nhất thiết bản
thân biết câu trả lời hoc cách ly cng) mà toán học có th đưa ra;
Hiểu và xử lý phm vi và giới hn của một ki nim nht đnh.
S khác bit gia duy thng và duy toán học trong dy hc toán
121
Mở rng phạm vi của một khái nim bằng ch tru ợng hóa một số thuc nh ca nó;
Khái quát hóac kết qu cho các lớp đi tưng ln n;
Phân biệt giữa các loi phát biu toán hc khác nhau (bao gm các khng đnh có điều kin
(nếu-thì’), cácu lệnh đầy chất lưng hóa, các gi định, các định nga, các định,c phng
đoán, các trưng hp).
Trong phiên bn cp nhật khuôn khổ thuật ng khái niệm liên quan đếnng lựcc
ng lc của toán học, Niss et al (2019) đã bổ sung mt số dng câu hỏi đặc trưng ca tn học có
th : tồn tại không. . .?, “Nếu vậy, trong điu kiện nào?, “bao nhiêu?”,“Nếu một đối
ng có đc tính A thì nó có nht thiết phi đặcnh B không?”, “ th nvy không. . .?,
Kết lun y s gi nguyên gi định yếu hơn?”,hàm ý nghịch đo có đúng không? ” v.v... [7]
Phiên bn cập nht cũng đ cp rõ hơn đến vic mở rng phm vi của một khái nim. Tng
thưng, phm vi ca một ki nim (ví d: “s,góc hoc “hàm”) đưc mở rng khi min
khái nim được gii thiệu lần đầu được m rộng (ví d: từ s t nhiên đến s hu t, số thc hoặc
số phc; tnh hc phng đến hình học 3D hoc không gian vectơ; tc hàm đưc xác đnh bởi
biu thc đi s tưng minh đến cácm đưc c định trong các thuật nglý thuyết tp hợp)
Tóm lại, năng lc y liên quan đến kh năng ln h đt ra các loi câu hỏi tổng qt đc
trưng của toán học và liên quan đến bn chất của cácu trlời có th đưc mong đi cho các câu
hỏi đó. Nó n liên quan đến phạm vi kc nhau, trong c ngữ cnh khác nhau, của một ki niệm
hoặc thut ng toán học, cũng n phân bit giữa các loại vai trò khác nhau của các phát biểu
toán hc (bao gm đnh nghĩa, tun b nếu-thì, tuyên b ph quát, tuyên btn ti, tuyên bln
quan đến các trưng hợp đơn lẻ phỏng đn), điu hướng liên quan đến vai trò ca các kết
nối và định ng logic trong các tun bố đó, th mnh đ hoc vị t. Cuối cùng, liên
quan đến đề xuất sự trừu ng a” của c khái niệm lý thuyết ki quát hóa” các
tuyên b (bao gm các đnh vàng thc) như là c quá trình trong hot đng toán hc.
Theo Franklin et al (2015), học sinh tham gia vào quá trình tư duy toán học thường đặt câu
hỏi, “Bằng chứng đâu?”. H sử dụng các phép toán, khái quáta, trung a không có
ngữ cnh [8].
Tnhng phân tích tn, chúng tôi một số nhn din về năng lực tư duy toán học như sau:
- Năng lc tư duy toán hc áp dng kiu suy lun suy diễn.
- Các phát biu mang tính khng đnh, c th chắc chắn.
- Tư duy toán hc một kiu duy ca khoa hc chính xác.
2.4. Năng lc tư duy thng
Theo Regnier: Tư duy thng một dạng của ng lực nhn thc. [9]. Từ một vn đề
cn giải quyết bằng thng, học sinh tham gia o quá tnh duy bằng cách đưa ra những lập
lun tru tưng và định lưng. Chng hn, họ đt ra nhng câu hỏi như: Dữ liệu ở đâu? Phân ch
dữ liệu bằng công cụ nào của thống cho phép giải quyết vấn đề? v.v Họ lập lun khi có sự
hin din của tính biến đổi và dự đoán, thừa nhn, giải thích cho phép nh biến đổi trong dữ
liu vì nó ln quan đến mt ng cảnh cụ th [8].
Nhiều tiêu đề trong các văn bản, bài báo sử dụng cụm từ “Tư duy thống kê” nhưng rất ít
người đưa ra một định nghĩa chính thức về nó. Do đó, một định nghĩa thống nhất cho khái
niệm này tất cả lĩnh vực xuất hiện không tồn tại. Theo định nghĩa của Moore (1998)
đã nói, “Tư duy thống một kiểu của suy luận độc lập, bản, tổng quát về dữ liệu, sự
biến thiên ngẫu nhiên” [10]. Trong khi đó, Snee (1990) đã đưa ra một định nghĩa rất chuyên
biệt về duy thống kê với mục tiêu kiểm soát chất lượng và cải tiến quy trình của các tổ chức
doanh nghiệp: “Tôi định nghĩa tư duy thống là các quá trình suy nghĩ, nhận ra sự biến
đổi xung quanh chúng ta hiện diện trong mọi thchúng ta làm, tất cả công việc một
Nguyễn Trưng Sinh, Nguyn Văn Hiếu
122
chuỗi các quá trình liên kết với nhau, và việc xác định, mô tả đặc điểm, định lượng, kiểm soát
và giảm sự biến đổi mang lại cơ hội cải tiến” [11].
Trong khuôn kh của bàio y, chúng i dành sự quan m nhiu n đến năm ch
duy đưc xem cơ bản của thng kê: Nhn thức v nhu cu đối với dữ liu; Transnumeration;
Xem xét s biến thn; Lp lun vic hình thng kê; Tích hp thng ng cảnh.
Nhận thức về nhu cầu đối với d liu
Bằng chng từ kinh nghiệm hoặc giai thoại ca chính một ngưi có thể không đáng tin cy
y ra những sai lầm cho việc đánh giá ra quyết định. Do đó, trong mt cuộc điều tra thng
ngưi ta không th tin tưng vào các đánh giá cho mt vn đ nếu không thu thập và phân tích
dữ liệu đúng cách. Dữ liệu đưc thu thp đúng cách được coi u cầung đầu cho c phán
đoán đáng tin cy về các nh hung thc tế.
Transnumeration
Kiểu tư duy này có nghĩathay đổi cách biểu bin đ to ra sự hiểu biết”. Nếu một ngưi
duy về hệ thống thực h thống thống từ c độ hình hóa thì kiu tư duy này xy ra khi
(1) đo lường để nắm bắt các phm cht hoc đặc điểm ca nh huống thực đưc tìm thấy; (2)
dữ liu thu thp đưc chuyn đổi từ dữ liu thô thành nhiu biu diễn đồ họa, tóm tắt thng kê,
v.v trong mt điu tra, nghn cứu đ thu được ý nghĩa t d liệu; và (3) ý nghĩa từ d liu hoặc
phán đoán, phải được truyn đt dưi dạng ngưi khácth hiu đưc vềnh hình thực tế.
Xem xét sự biến thn
Đây là kiểu tư duy xut phát t vic nhn thy có s biến thiên trong một tình hung thc tế,
sau đó nh hưng đến các chiến lưc được áp dng trong giai đon thiết kế và qun lý d liu. Sự
biến thiên tiếp tục xảy ra trong các giai đon phân ch kết lun thông qua vic xác đnhch
cng ta hành đng khi có s biến thiên, có th b qua, lp kế hoch hoc kiểm st s biến
thiên. Chúng ta phi hiểu biết v ch sự biến thiên phát sinh đưc truyn qua dữ liu, sự
không chc chắn y ra bi sự biến thiên không gii thích đưc. Trong khi, ng vic dự đoán, tìm
kiếm li gii thích, m nguyên nhân và hỏi hc trong phạm vi ngcnh là nhiệm v của thng kê
ứng dụng. Do đó, chúng ta cần tìm kiếm tả đặc đim của mẫu trong sự biến thiên, cố
gắng hiu chúng theo ng cảnh trong một nỗ lực gii quyết vấn đ. Việc xem xét cácc động của
sự biến thn trong dữ liệu nh hưng đến duy trong mi giai đon của chu k điu tra.
Lập luận vi các hình thống kê
c hình thống kê ch yếu là nhng hình đưc phát trin để phân tích d liu và thut
ngữ “mô hình thng kê” thưng được hiu mô hình hi quy hoc hình chuỗi thời gian. Tuy
nhn, ngay cả những công cụ đơn gin hơn nhiều như đ th thng kê cũng có th đưc coi
nh thng kê chúng là c cách để biểu diễn tư duy thng kê về thế giới thực. Khi chúng ta
sử dụng các hình thống kê để lý lun, trọng m lý lun dựa trên tng hp hơn luận da
trên cá nhân. Lý luận dựa trên nhân thích hợp tập trung o các quant đơn lẻ không c
gắng liên kết chúng đ i nhìn bao quát, rộng n về tập dữ liệu, trong khi lun dựa trên
tổng hợp quan tâm đến các mẫu và mi quan hệ trong toàn bộ tp d liệu. Một cuộc đi thoi đưc
thiết lập gia dữ liệu nh thng. Các nh có th cho phép cng tam ra các kiu
mẫu trong dữ liu, tìm thấy các xu ng của nhóm và nhìn thy sự biến thiên v các kiu mẫu
y thông qua ý tưng pn phối. Các hình cho phép chúng ta m tt d liệu theo nhiu cách
y thuc o bản cht của dữ liệu. Ví d: đồ th, trung tâm, đ phân tán, phn tử ngoại lai, phần
, khong tin cy và giá trị p đưc đọc, din gii và lập lun nhmm kiếm bằng chng để da