Tư duy thiết kế, thông thường được kết hợp với việc giải quyết vấn đề mang tính sáng tạo trong các lĩnh vực như kỹ thuật, thiết kế sản phẩm, và kinh doanh, cũng có thể được áp dụng trong giáo dục toán học và giải toán. Đây là cách tư duy thiết kế được tích hợp vào toán học
Đồng cảm: Hiểu Vấn đề
- Xác định bối cảnh thực tế: Bắt đầu bằng cách hiểu bối cảnh thực tế hoặc vấn đề cần giải quyết bằng toán học. Điều này có thể bao gồm việc đồng cảm với cách một khái niệm toán học cụ thể được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như vật lý, kinh tế hoặc kỹ thuật.
- Hiểu nhu cầu của học sinh: Trong bối cảnh giáo dục, đồng cảm bao gồm việc hiểu những thách thức và quan niệm sai lầm mà học sinh có thể có về một khái niệm toán học. Điều này giúp thiết kế các phương pháp giảng dạy hoặc các vấn đề giải quyết những khó khăn này.
Định nghĩa: Làm rõ Vấn đề
- Xây dựng Bài toán: Xác định rõ ràng bài toán bằng cách chia nhỏ thành các phần dễ quản lý. Xác định những gì đã biết, những gì cần tìm và các ràng buộc liên quan. Bước này đảm bảo rằng bài toán được hiểu rõ trước khi cố gắng giải quyết.
- Đặt Mục tiêu: Xác định các mục tiêu, cho dù đó là giải một phương trình phức tạp, chứng minh một định lý hay áp dụng một khái niệm vào một tình huống thực tế. Đặt ra các mục tiêu rõ ràng giúp tập trung vào quá trình giải quyết vấn đề.
Hình thành ý tưởng: Tạo các Giải pháp
- Động não về các phương pháp toán học: Tạo ra nhiều phương pháp hoặc cách tiếp cận để giải quyết vấn đề. Trong toán học, điều này có thể có nghĩa là xem xét các chiến lược khác nhau, chẳng hạn như thao tác đại số, hình ảnh hóa hình học hoặc phương pháp số.
- Giải quyết vấn đề mang tính phối hợp: Trong lớp học hoặc bối cảnh nghiên cứu, quá trình hình thành ý tưởng có thể bao gồm các buổi động não hợp tác, trong đó các quan điểm và phương pháp khác nhau được thảo luận. Điều này thúc đẩy sự sáng tạo và thường dẫn đến việc khám phá ra các giải pháp sáng tạo.
Nguyên mẫu: Thử nghiệm các Giải pháp
- Phát triển và Kiểm tra Mô hình Toán học: Phát triển mô hình toán học hoặc phương pháp tiếp cận để giải quyết vấn đề. Bước này bao gồm việc kiểm tra các phương pháp, phương trình hoặc thuật toán khác nhau để xem phương pháp nào hiệu quả nhất.
Lặp lại các Giải pháp: Giống như trong thiết kế sản phẩm, bước này bao gồm việc lặp lại các giải pháp bằng cách tinh chỉnh các phương pháp, kiểm tra lỗi và cải thiện phương pháp tiếp cận dựa trên phản hồi hoặc hiểu biết mới.
Kiểm thử: Triển khai và Đánh giá
- Áp dụng và Đánh giá: Áp dụng phương pháp toán học hoặc giải pháp đã chọn vào bài toán và đánh giá hiệu quả của nó. Điều này có thể bao gồm việc kiểm tra giải pháp so với các kết quả đã biết, thử nghiệm nó trong các tình huống khác nhau hoặc sử dụng nó để dự đoán kết quả.
- Phản ánh về Quá trình: Suy ngẫm về quá trình giải quyết vấn đề, xem xét điều gì hiệu quả, điều gì không hiệu quả và cách tiếp cận có thể được cải thiện như thế nào. Sự suy ngẫm này giúp học hỏi từ kinh nghiệm và áp dụng những hiểu biết sâu sắc vào các vấn đề trong tương lai.
Các Áp dụng trong Giáo dục Toán học
- Học tập dựa trên vấn đề: Tư duy thiết kế có thể được tích hợp vào học tập dựa trên vấn đề, ở đó học sinh được đưa cho các vấn đề trong thế giới thực đẻ giải bằng cách sử dụng các khái niệm toán học. Cách tiếp cận này giúp môn toán trở nên hấp dẫn hơn và có liên quan hơn.
- Thiết kế Chương trình Giảng dạy: Giáo viên có thể sử dụng tư duy thiết kế để lập chương trình giảng dạy và kế hoạch bài học nhất quán hơn với nhu cầu và các phong cách học tập của học sinh, khiến cho các khái niệm toán học trở nên dễ tiếp cạnh hơn cũng như dễ hiểu hơn.
- Đánh giá và Phản hồi: Trong các bài đánh giá thiết kế, nhà giáo dục có thể sử dụng tư duy thiết kế để tạo ra những bài kiểm tra và câu hỏi không chỉ đánh giá được mức độ hiểu biết của học sinh mà còn đưa ra được những phản hồi có tính xây dựng, giúp học sinh tiến bộ.
Các Áp dụng trong Nghiên cứu và Lập mô hình Toán học:
- Giải quyết các Vấn đề Liên môn: Tư duy thiết kế khuyến khích sự phối hợp giữa những chuyên ngành khác nhau, đặc biệt hữu ích trong việc lập mô hình toán học khi mà các vấn đề thường trải rộng trên nhiều lĩnh vực, chẳng hạn như sinh học, kinh tế, hoặc khoa học môi trường.
- Các phương pháp tiếp cận mang tính Đổi mới sáng tạo: Các nhà nghiên cứu có thể sử dụng tư duy thiết kế để khám phá các phương pháp tiến cận mới và có tính đổi mới sáng tạo để giải quyết các bài toán phức tạp, để từ đó phát triển các phương pháp hoặc các lý thuyết mới.
Tư duy thiết kế trong toán học chuẩn trọng tâm từ việc chỉ tìm kiếm các câu trả lời đúng sang khám phá các phương pháp khác nhau, hiểu sâu vấn đề, và lặp đi lại lại các giải pháp. Cách tiếp cận này không chỉ nâng cao các kỹ năng giải quyết vấn đề mà còn thúc đẩy đánh giá cao toán học như một lĩnh vực năng động và sáng tạo.
Nguồn tham khảo: https://www.linkedin.com/pulse/design-thinking-mathematics-dr-g-nandini-gnanasekaran-s2j8c
