Những lý giải thú vị về năng khiếu toán học dưới góc nhìn các nhà khoa học

Tại sao có một số trẻ khi còn nhỏ rất say mê các con số nhưng lớn lên lại sợ toán? Nếu ba mẹ giỏi toán thì bạn cũng có nhiều khả năng giỏi toán? Niềm tin của bạn về bản thân và môn toán ảnh hưởng như thế nào đến điểm số môn học này? Dưới đây là câu trả lời từ một số nghiên cứu của các nhà khoa học Mỹ.

Bài viết của tác giả Ronald H. Scott được đăng trên ThinkFun, website đồ chơi giúp học sinh học toán vui vẻ và hứng thú hơn.

(Ảnh: Towards Data Science)

Toán học là một thuật ngữ rộng để chỉ nhiều môn khoa học liên quan tới các con số, số lượng, hình dạng, không gian và mối liên hệ qua lại giữa các nhánh này. Toán học ngày càng quan trọng hơn và góp phần định hình cách chúng ta thấu hiểu thế giới quanh mình. Toán được dùng để tính thời gian, khoảng cách, đưa ra các quyết định chiến lược trong công việc. Một điều thú vị là, bạn không sinh ra với nỗi sợ toán, và khả năng toán của bạn vừa là năng lực bẩm sinh vừa có thể trau dồi được.

Dưới đây là một số nghiên cứu khẳng định quan điểm trên. Các nhà khoa học hy vọng là, các kết luận của họ sẽ giúp cho các thế hệ tương lai không còn sợ toán nữa.

Giỏi toán từ khi mới sinh

Đầu tiên là công trình của một nhóm các nhà tâm lý đại học Emory (một trường tư nổi tiếng ở miền đông nam nước Mỹ) được công bố trên tạp chí Psychological Science (Khoa học tâm lý) tháng 8/2016. Theo nghiên cứu này, trẻ nhỏ mới 6 tháng đã có năng lực toán, và khả năng tư duy không gian ở các em giúp họ dự báo được khả năng toán học của chúng vào năm 4 tuổi.

Trong thí nghiệm cụ thể, 63 trẻ từ 6 – 13 tháng tuổi được kiểm tra kỹ năng không gian-thị giác, hay còn gọi là sự chuyển hóa tâm trí-năng lực chuyển đổi và xoay vật thể trong "không gian tâm trí", một đặc điểm của trí thông minh về không gian. Các trẻ được cho xem hai video: một số được xem một loạt các hình đổi chiều hướng, một số xem hình một vật được xoay tròn hai lần thành các hình ảnh đối xứng và không đối xứng qua gương.

Dùng công nghệ theo dõi mắt (eye-tracking) để ghi nhận video các trẻ xem và thời gian xem, các nhà nghiên cứu nhận thấy tất cả các em đều nhìn vào video có các hình ảnh đối xứng qua gương lâu hơn, nhưng thời gian nhìn của từng trẻ thì khác nhau.

(Ảnh: Pinterest)

Lên bốn tuổi, các em được kiểm tra lần nữa. Kết quả cho thấy, các em thể hiện năng lực giải toán tốt hơn khi lên 4 chính là những em đã dành nhiều thời gian xem video hình ảnh qua gương khi còn bé. Đó là "bằng chứng được ghi nhận sớm nhất cho mối quan hệ giữa khả năng toán và tư duy không gian", và "tư duy không gian hình thành sớm trong đời khi mới 6 tháng tuổi sẽ báo trước sự liên tục của năng lực này và sự phát triển năng khiếu toán", theo một thành viên nhóm nghiên cứu, tiến sĩ tâm lý Stella Lourenco, trợ lý giáo sư khoa Tâm lý đại học Emury.

Giỏi toán là do di truyền

Một nghiên cứu khác của trường đại học Pittsburgh (một trường công danh tiếng ở Pennsylvania, Mỹ) lại cho thấy khả năng toán có thể di truyền theo thế hệ. Các cha mẹ giỏi toán cũng sẽ sinh ra con giỏi toán.

Nghiên cứu sử dụng các bài kiểm tra phụ từ một bài kiểm tra toán tiêu chuẩn quốc gia để đánh giá năng lực toán của các phụ huynh và con. Các con được kiểm tra ba bài: tính toán, nhớ sự kiện-con số cơ bản, giải bài toán từ ngữ qua công cụ hỗ trợ hình ảnh. Còn các phụ huynh được khảo sát về tầm quan trọng của việc bồi dưỡng kỹ năng toán ở trẻ và làm một bài phụ về năng lực toán.

Theo các nhà nghiên cứu, có thể dự báo kết quả bài kiểm tra của các em dựa trên kết quả bài kiểm tra dành cho phụ huynh một cách đáng tin cậy. Đó là bằng chứng đầu tiên cho thấy, năng lực bẩm sinh liên quan tới các con số có thể di truyền từ cha mẹ sang con cái, một sự "chuyển tải xuyên thế hệ".

(Ảnh: Math Tutor PhD)

"Trực giác về các con số đã được truyền từ cha mẹ sang con, dù có được biết tới hay không. Điều đó có nghĩa là, về cơ bản, khả năng toán của cha mẹ có khuynh hướng "được sao chép" cho con", ThinkFun dẫn lại lời Melissa E. Libertus, trưởng nhóm nghiên cứu, trợ lý giáo sư khoa Tâm lý đại học Pittsburgh. Nghiên cứu này đã được đăng tải trên tạp chí Developmental Science (Khoa học phát triển) tháng 9/2016.

Giỏi toán là một niềm tin

Dĩ nhiên, năng khiếu không phải là tất cả. Có một lý do đơn giản để bạn thạo toán, đó là: bạn tin rằng bạn giỏi toán. Theo các nhà khoa học đại học Washington trong một công trình xuất bản tháng 9/2011, các trẻ tự xem mình là fan toán đã đạt điểm cao hơn trong các bài kiểm tra toán tiêu chuẩn.

Trong thí nghiệm, vào đầu năm học, một số học sinh tiểu học được đo lường các mẫu niềm tin về toán-giới tính (ví dụ như môn toán chỉ dành cho các cậu bé), niềm tin về toán và bản thân (ví dụ như tôi giỏi toán, tôi kém toán v.v...). Việc đo lường này được thực hiện qua một số công việc cụ thể. Bài kiểm tra được sử dụng để đánh giá niềm tin trong tiềm thức của các em là Child Implicit Association Test chuyên dùng để đo lường các quan điểm về bản thân, các mẫu niềm tin, thái độ… Đến cuối năm, các em tham gia một bài kiểm tra toán tiêu chuẩn.

Kết quả là các học sinh có niềm tin mạnh mẽ hơn về bản thân và về toán đạt được điểm cao hơn trong cả hai nhóm nam và nữ. "Có những yếu tố tâm lý tiềm ẩn có thể làm suy yếu nhận thức về toán và cả năng lực toán của các em, ví dụ như niềm tin của các em về toán", theo trưởng nhóm nghiên cứu, tiến sĩ tâm lý Dario Cvencek đến từ học viện Học và Khoa học não bộ của đại học Washington. Kết quả này sẽ giúp các nhà nghiên cứu tìm ra những cách thức thay đổi các quan điểm về bản thân có thể làm tổn hại khả năng toán của trẻ nhỏ.

(Ảnh: Matific)

Như vậy, các trẻ nào say mê con số khi còn nhỏ nhưng lớn lên lại sợ toán là do tác động của một ký ức, niềm tin tiêu cực nào đó trong thời thơ ấu. Làm cách nào để giúp trẻ nuôi dưỡng lại những niềm tin tích cực về bản thân và môn toán? Trong phần cuối, tác giả Ronald H. Scott sẽ nêu ra một vài nhận xét sơ lược về việc dạy toán ở Mỹ và những biện pháp mà các phụ huynh có thể thực hiện để phát triển tình yêu toán học cho con tại nhà.

Làm cách nào để con bạn yêu toán hơn

Tại Mỹ, dù là cường quốc kinh tế số một thế giới nhưng giáo dục toán ở đất nước này lại là một chủ đề gây tranh cãi. Nguyên nhân chủ yếu vì học sinh Mỹ tham gia các bài kiểm tra năng lực toán quốc tế thường không đạt điểm cao. Theo kết quả PISA mới nhất năm 2015-2016, Mỹ đứng thứ 35, tụt 7 hạng so với hạng 28 năm 2012. Điểm PISA của học sinh Mỹ là 470 điểm, thấp hơn cả điểm trung bình của học sinh các nước trong khối OECD (tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế).

PISA hay Chương trình đánh giá học sinh quốc tế là một chương trình của OCED nhằm đánh giá các hệ thống giáo dục trên toàn thế giới thông qua kỳ thi kiểm tra kiến thức và kĩ năng của các học sinh ở độ tuổi 15 được thực hiện mỗi 3 năm.

Theo ThinkFun, Mỹ là một trong số ít nước xem trí nhớ (học thuộc lòng) là công cụ chủ yếu để học toán, đồng nghĩa với việc học sinh Mỹ sẽ gặp khó khăn hơn trong việc nhận ra các khái niệm toán trong những môi trường khác ngoài lớp học. Trong khi đó, học toán đòi hỏi sự sáng tạo và sức chịu đựng ở mức độ cao hơn nhiều việc ghi nhớ các bảng cửu chương đơn giản. Điều quan trọng trong việc chuyển tải kiến thức vào các tình huống thực tế là dạy cho học sinh tự tin chứ không hoảng sợ những vấn đề phức tạp và xem xét nó từ những góc độ khác nhau.

Hiện nay, nước Mỹ đang thay đổi cách thức dạy trẻ học toán. Thạc sĩ John Wihbey, trợ lý giáo sư Northeastern University, cho rằng, cần định hướng các khóa học toán ở trung học tương ứng với mối quan tâm nghề nghiệp của học sinh. Đi từ đại số đến tích phân như phương pháp truyền thống không phù hợp với nhu cầu của nhiều học sinh. Ví dụ, các em hứng thú với nghề lập trình viên sẽ học hỏi được nhiều từ toán rời rạc, còn các em thích ngành khoa học dữ liệu cần học các mô hình toán và toán thống kê.

Tiến sĩ giáo dục Linda Griffin, trợ lý giáo sư khoa Giáo dục Giáo viên tại trường Lewis & Clark's Graduate School of Education and Counseling thì đưa ra những biện pháp nhỏ mà giáo viên trung học có thể thực hiện để giúp sinh viên thay đổi quan điểm về toán:

• Nhấn mạnh giá trị của câu trả lời sai
• Đảm bảo sự kỳ vọng cao đồng đều với tất cả học sinh
• Không để bất cứ em nào lẩn trốn
• Ăn mừng và củng cố thành công
• Giảm căng thẳng trong lớp học toán

Trong khi chờ đợi các lớp học toán được cải cách ở tầm quốc gia, tác giả Ronald H. Scott cho rằng các phụ huynh có thể giúp con củng cố niềm say mê toán tại nhà. Một trong những biện pháp tốt nhất là đưa ra các hoạt động cần kỹ năng giải quyết vấn đề logic.

Nhà toán học Tara Holm, trợ lý giáo sư đại học Cornell (một trong những trường hàng đầu nước Mỹ về công nghệ) thường cùng con chơi các trò cờ đam (checker), Clue (một trò chơi suy luận phá án trên bàn cờ phổ biến trên thế giới), Rush Hour (một trò chơi suy luận của ThinkFun).

(Ảnh: flipkart)

Sự kiên trì là đặc tính then chốt giúp trẻ có tư duy cầu tiến (phát triển, growth mindset) thay vì tư duy bảo thủ (không thay đổi, fixed mindset) về toán và những lĩnh vực khác. Hãy cho con bạn tham gia vào những công việc cần đến các con số và giải quyết vấn đề như tăng gấp đôi hay chia đôi các công thức nấu ăn, tính số tiền tiết kiệm, tính số lít xăng có thể mua với một số tiền nhất định... Những bài toán này sẽ giúp con bạn không xem toán là một thứ đáng sợ mà là một thách thức thú vị. Loại bỏ nỗi sợ toán trong con sẽ giúp bạn tạo ra một môi trường mà mọi thứ đều là có thể đối với con.