Giáo dục toán học trong kỉ nguyên chuyển đổi số: Phát triển chuyên môn và ứng dụng công nghệ

Tại Hội thảo, nhiều báo cáo đã chia sẻ về việc phát triển chuyên môn giáo viên, giáo dục toán thực (trong đó có nêu một khung lí thuyết cho việc đổi mới quá trình dạy học môn Toán), tích hợp giáo dục STEM và ứng dụng AI trong giáo dục toán học,... Các báo cáo còn cho thấy quá trình này đã được nghiên cứu kĩ lưỡng từ thực tiễn quốc tế và được điều chỉnh một cách linh hoạt để phù hợp với chính sách và điều kiện thực tế của Việt Nam. 

Ảnh 1. Các đại biểu, chuyên gia cùng thảo luận bàn tròn

PGS.TS Đào Thái Lai, Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam nhìn nhận Cuộc Cách mạng Công nghiệp 4.0 như một bước ngoặt, thay đổi toàn diện cách giáo dục vận hành thông qua báo cáo “Những đổi mới của giáo dục toán học trong bối cảnh Cuộc Cách mạng Công nghiệp lần thứ tư”. Báo cáo không chỉ tập trung vào những cải tiến ngắn hạn mà còn đặt nền móng cho sự đổi mới lâu dài mang tính chiến lược của giáo dục toán học để đáp ứng yêu cầu của kỉ nguyên số thông qua phân tích tác động của công nghệ và cung cấp các giải pháp cụ thể, như việc sử dụng AI để cá nhân hóa học tập và phát triển năng lực tự học cho học sinh. Việc đổi mới này nhằm đảm bảo sự phù hợp với các xu thế công nghệ, góp phần phát triển tư duy sáng tạo, kĩ năng tự học và học tập suốt đời. PGS.TS Đào Thái Lai xác định rằng, năng lực số và sáng tạo vừa là mục tiêu giáo dục, vừa là yêu cầu bắt buộc trong thời đại Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0. Điểm đặc biệt của báo cáo này là sự kết nối chặt chẽ giữa giáo dục toán học và các yêu cầu thực tế của xã hội hiện đại khi đề cập đến việc sử dụng AI trong việc xây dựng đô thị thông minh, chăm sóc y tế và tự động hóa công nghiệp, cho thấy sự liên kết giữa toán học và các lĩnh vực khác.

PGS.TS Phạm Sỹ Nam, Trường Đại học Sài Gòn cho rằng, xu hướng nghiên cứu trong giáo dục toán học toàn cầu tập trung vào việc thúc đẩy kết nối và chia sẻ thực tiễn quốc tế để phát triển giáo dục toàn diện. Tư duy phản biện, sự kết hợp giữa giảng dạy và nghiên cứu được khuyến khích nhằm mở rộng tri thức sư phạm cho giáo viên và học sinh. Bên cạnh đó, giáo dục toán học còn được định hướng giải quyết các thách thức toàn cầu, như biến đổi khí hậu và bất bình đẳng xã hội, qua đó không chỉ tạo ra những công dân có kĩ năng toán học mà còn có khả năng tham gia tích cực vào các vấn đề xã hội​.

Báo cáo của GS.TS Hamid Chaachoua, Đại học Grenoble Alpes, LIG, Cộng hoà Pháp đã mang đến một tầm nhìn tiên phong về cách AI đang cách mạng hóa giáo dục toán học. Ông nhấn mạnh rằng, AI không chỉ là công cụ hỗ trợ mà còn là một nhân tố định hình lại toàn bộ quá trình dạy và học. Bằng việc ứng dụng AI vào phân tích dữ liệu học tập, cá nhân hóa nội dung và xây dựng môi trường học tập thông minh, giáo dục toán học đang được nâng cấp để trở nên hiệu quả và phù hợp hơn với từng học sinh. AI giúp giáo viên hiểu sâu hơn về nhu cầu học tập của học sinh, từ đó tối ưu hóa kế hoạch giảng dạy và cải thiện trải nghiệm học tập. Đặc biệt, các trợ lí ảo và hệ thống phản hồi tự động tạo điều kiện để học sinh tự học, giải quyết các câu hỏi ngay lập tức mà không cần chờ đợi. Tuy nhiên, để hiện thực hóa tiềm năng này, báo cáo cũng đặt ra những yêu cầu cấp bách như đào tạo giáo viên làm chủ công nghệ, phát triển hạ tầng số và đảm bảo an toàn dữ liệu học tập. Đây không chỉ là một giải pháp đổi mới mà còn là lời khẳng định rằng AI chính là “chìa khóa” mở ra tương lai của giáo dục toán học - nơi mọi học sinh đều có cơ hội học tập hiệu quả theo phương pháp, cách thức mang tính cá nhân hóa tối ưu. Với hướng đi này, giáo dục toán học sẽ không chỉ đáp ứng mà còn dẫn dắt những thay đổi trong thời đại số hóa.

Giáo dục toán học đang chứng kiến một cuộc chuyển mình mạnh mẽ, với nhiều nghiên cứu tiên phong đưa ra các giải pháp đổi mới đầy hứa hẹn. Báo cáo của PGS.TS Trần Kiêm Minh, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế về “Học tập chuyên môn của giáo viên toán phổ thông qua mô hình Quan sát bài học không chứng kiến” mang lại một góc nhìn mới trong phát triển chuyên môn giáo viên, khi loại bỏ áp lực từ việc dự giờ truyền thống và khuyến khích giáo viên tự phản ánh, sáng tạo và cải thiện tri thức sư phạm. 

Cũng bàn về việc phát triển chuyên môn cho giáo viên Toán, báo cáo của TS Trần Cường và TS Đặng Minh Tuấn, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội tập trung vào việc phát triển tri thức sư phạm về nội dung của giáo viên toán, với trọng tâm là mạch nội dung hình học và đo lường. Báo cáo phân tích các mô hình tri thức sư phạm như của Shulman và COACTIV, nhấn mạnh vai trò của tri thức chuyên ngành, khả năng chuyển hóa sư phạm, và việc hiểu sâu bản chất của các khái niệm toán học và chỉ ra cách tổ chức chương trình giảng dạy, phát triển tư duy phản biện và khai thác các ứng dụng thực tiễn để giúp giáo viên nắm vững kiến thức và cải thiện hiệu quả dạy học. Mục tiêu chính là hỗ trợ giáo viên xây dựng năng lực chuyên môn toàn diện, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục toán học trong bối cảnh hiện đại​.

TS Tăng Minh Dũng, TS Nguyễn Thị Nga, PGS.TS Lê Thái Bảo Thiên Trung, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh lại xem xét, đánh giá việc phát triển chuyên môn cho giáo viên toán thông qua việc vận dụng Thuyết Nhân học trong thiết kế các nhiệm vụ học tập với máy tính cầm tay. Máy tính cầm tay đã hỗ trợ học sinh trong việc giải toán nhanh, hỗ trợ khám phá các biểu diễn toán học đa dạng và cải thiện thái độ học tập. Từ góc nhìn Didactic, các chuyên gia đề xuất thiết kế nhiệm vụ thúc đẩy tiến trình công cụ hóa phù hợp với chương trình môn Toán. Kết quả không chỉ hướng đến việc phát triển năng lực toán học của học sinh mà còn mở rộng khả năng đào tạo giáo viên trong việc ứng dụng công nghệ vào giảng dạy​.

Báo cáo của TS. Nguyễn Thị Hà Phương, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Đà Nẵng và TS. Lê Thị Bạch Liên, Trường Đại học Quảng Bình  nhấn mạnh vai trò của nghiên cứu bài học, quan sát và phản ánh sau các buổi dạy thử nghiệm trong việc phát triển kiến thức toán để dạy học của giáo viên toán trong tương lai. Các kết quả thực nghiệm cụ thể tại nhiều trường đại học cho thấy, giáo viên toán tương lai đã cải thiện đáng kể khả năng thiết kế bài giảng, phân tích sai lầm của học sinh và áp dụng hiệu quả các phương pháp giảng dạy.

Ở một hướng tiếp cận khác, PGS.TS Nguyễn Tiến Trung, Tạp chí Giáo dục đã đưa ra những nhận định sâu sắc về Lí thuyết giáo dục Toán thực (RME), tập trung làm rõ tầm quan trọng của việc khởi đầu bài học từ các tình huống quen thuộc, gần gũi với học sinh, qua đó khuyến khích các em tự khám phá và xây dựng tri thức. PGS.TS Nguyễn Tiến Trung còn trình bày cụ thể cách RME giúp phát triển tư duy phản biện, sáng tạo và năng lực giải quyết vấn đề của học sinh, đặc biệt khi áp dụng vào bối cảnh đổi mới giáo dục tại Việt Nam, giúp môn Toán trở nên gần gũi hơn với học sinh và phục vụ tốt hơn cho nhu cầu thực tiễn của xã hội hiện đại. Với cùng mục tiêu trên, TS Nguyễn Thị Nga, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, đã tích hợp STEM vào toán học để tạo ra những ứng dụng thực tế từ lí thuyết với các vấn đề như thiết kế sản phẩm hoặc giải quyết các thách thức kĩ thuật, giúp học sinh không chỉ hiểu mà còn ứng dụng Toán học vào đời sống. Báo cáo “Phát hiện và sửa chữa sai lầm trong dạy học các bài toán thực tiễn ở trường phổ thông” của PGS.TS Nguyễn Ngọc Giang, Trường Đại học Ngân hàng Thành phố Hồ Chí Minh và TS. Nguyễn Thụy Phương Trâm, Trường Trung học phổ thông Đức Trọng (Lâm Đồng) cũng cho rằng, việc tận dụng sai lầm như một công cụ học tập không chỉ giúp học sinh hiểu sâu hơn mà còn rèn luyện tư duy phản biện, kĩ năng tự học và khả năng ứng dụng thực tiễn. Đây là một hướng đi quan trọng để làm mới giáo dục toán học, biến các sai lầm thành cơ hội phát triển toàn diện cho học sinh.

PGS.TS Nguyễn Chí Thành, Trường Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội cho rằng, việc sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong dạy học toán đã cải thiện hiệu quả giảng dạy, đóng vai trò quan trọng trong phát triển chuyên môn cho giáo viên. AI hỗ trợ giáo viên xác định sai lầm của học sinh, thiết kế nội dung dạy học phù hợp với từng thời điểm didactic và tạo môi trường học tập cá nhân hóa. Thông qua việc sử dụng các công cụ AI như ChatGPT, Claude hay Microsoft Copilot, giáo viên được nâng cao khả năng tư duy phản biện, tổ chức giảng dạy sáng tạo và ứng dụng lí thuyết vào thực tiễn. Điều này giúp giáo viên không chỉ làm chủ công nghệ mà còn tối ưu hóa phương pháp sư phạm để đáp ứng yêu cầu của giáo dục hiện đại​. PGS.TS Trịnh Thị Phương Thảo, Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên cũng có quan điểm, môn Toán và năng lực số của học sinh có mối liên hệ tương hỗ và bổ trợ lẫn nhau. Năng lực số không chỉ tăng cường hiệu quả học tập Toán mà còn giúp học sinh áp dụng Toán học vào đời sống thực tiễn, từ đó phát triển năng lực toàn diện đáp ứng yêu cầu của kỉ nguyên số hóa. 

Các báo cáo nghiên cứu về năng lực số đã vẽ nên một “bức tranh” rõ ràng về tương lai của giáo dục toán học trong kỉ nguyên số hóa, đồng thời đề xuất các khung năng lực số phù hợp với từng cấp học và đưa ra các phương pháp sư phạm mang tính ứng dụng, dễ áp dụng. ThS Đỗ Đức Lân, ThS Lê Quang Quân, GS.TS Lê Anh Vinh, Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam và PGS.TS Trịnh Thị Phương Thảo còn chỉ ra việc sử dụng trò chơi Toán học cho học sinh tiểu học đến triển khai lớp học đảo ngược và học qua dự án cho học sinh trung học phổ thông giúp học sinh làm quen với công nghệ, khuyến khích các em sáng tạo, tư duy logic và biết cách ứng dụng Toán học vào thực tiễn.

ThS Phạm Thế Quân, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 chỉ ra rằng, việc sử dụng phần mềm giáo dục thống kê nâng cao hiệu quả giảng dạy và hỗ trợ đắc lực cho giáo viên trong việc kết nối lí thuyết với thực tiễn. Giáo viên được khuyến khích áp dụng các quy trình dạy học sáng tạo, bao gồm thu thập và phân tích dữ liệu thực tế, sử dụng các công cụ trực quan hóa để minh họa các mối quan hệ thống kê. Thông qua các hoạt động này, giáo viên được phát triển năng lực chuyên môn và cải thiện kĩ năng sử dụng công nghệ, khả năng tổ chức lớp học hiện đại, thúc đẩy sự tương tác, khám phá của học sinh trong các vấn đề thực tiễn.

Ảnh 2. Một số báo cáo tại Hội thảo

Những nghiên cứu này cũng gửi gắm thông điệp mạnh mẽ đến các nhà giáo dục và nhà hoạch định chính sách: năng lực số không chỉ giúp học sinh giỏi hơn trong lớp học mà còn chuẩn bị cho các em hành trang cần thiết để trở thành công dân toàn cầu. Để hiện thực hóa điều này, cần có sự đầu tư đồng bộ từ hệ thống cơ sở hạ tầng kĩ thuật số, đào tạo giáo viên về khả năng sử dụng công nghệ hiện đại, đến việc đổi mới phương pháp kiểm tra, đánh giá nhằm khuyến khích tư duy sáng tạo và kĩ năng thực hành.

Việc phát triển năng lực số thông qua môn Toán không chỉ là một giải pháp ngắn hạn mà còn là chiến lược dài hạn để định hình giáo dục trong tương lai. Đây là sự chuyển mình của Toán học, là lời khẳng định vai trò trung tâm của giáo dục trong việc xây dựng thế hệ trẻ tự tin, sáng tạo và sẵn sàng đối mặt với những thách thức của thời đại số hóa.

Hội thảo thường niên và Trường Đông về giáo dục toán học năm 2024 đã khơi dậy những thảo luận sâu sắc về tương lai của giáo dục toán học tại Việt Nam với trọng tâm là phát triển chuyên môn cho giáo viên và gắn kết toán học với thực tiễn thông qua RME. Các báo cáo tại Hội thảo không chỉ mang tính lí thuyết mà còn đề xuất những giải pháp thiết thực, từ mô hình "Quan sát bài học không chứng kiến" giúp giáo viên tự chủ và sáng tạo hơn, đến việc tích hợp các bài toán thực tế và STEM vào giảng dạy nhằm khơi dậy động lực học tập của học sinh. Đặc biệt, ứng dụng AI và công nghệ số đã được nhấn mạnh như một yếu tố không thể thiếu để cá nhân hóa học tập, tối ưu hóa trải nghiệm giảng dạy và xây dựng năng lực số. Tuy nhiên, các chuyên gia cũng cảnh báo về những thách thức trong đào tạo giáo viên làm chủ công nghệ, phát triển nội dung số phù hợp và đảm bảo sự cân bằng giữa lí thuyết và ứng dụng. Đây không chỉ là những thách thức mà còn là cơ hội để giáo dục toán học tại Việt Nam chuyển mình mạnh mẽ, từ một nền giáo dục truyền thống sang một nền giáo dục hiện đại, linh hoạt và sáng tạo. Hội thảo đã khẳng định rằng, việc đổi mới giáo dục toán học không chỉ là cải tiến phương pháp dạy học mà còn là chiến lược toàn diện để chuẩn bị cho thế hệ trẻ Việt Nam trở thành những công dân toàn cầu, sáng tạo và tự tin đối mặt với các thách thức của thế kỉ 21. 

Khánh Linh