Những năm gần đây do yêu cầu của việc đổi mới phương pháp bộ môn Vật lí cũng được cung cấp một số mô hình, tuy nhiên số lượng không đầy đủ và chất lượng chưa thật sự đảm bảo, đặc biệt ở những trường THPT mới thành lập và những trường có điều kiện đặc biệt khó khăn. Trong điều kiện việc khai thác và sử dụng Internet còn hạn chế, đối tượng học sinh phần đa là khả năng tư duy trìu tượng kém thì việc học sinh lớp 11 có kết quả học tập chương “Từ tường” sách giáo khoa Vật lí 11 ban cơ bản thấp là điều tất nhiên.
Lương Cao Thắng – Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 1 §Ò tµi : SỬ DỤNG MÔ HÌNH CỦA MỘT SỐ HÌNH VẼ TRONG CHƯƠNG TỪ TRƯỜNG SÁCH GIÁO KHOA VẬT LÍ CƠ BẢN LỚP 11 NHẰM NÂNG CAO KẾT QUẢ HỌC TẬP MÔN VẬT LÍ CHỦ ĐỀ “TỪ TRƯỜNG” CỦA HỌC SINH LỚP 11A1 TRƯỜNG THPT SỐ 3 VĂN BÀN. Lương Cao Thắng – Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 2 TÓM TẮT Thực trạng học sinh khối 11 ở các trường có điều kiện khó khăn và học sinh khối 11 ở trường THPT số 3 Văn Bàn nói riêng, kết quả học tập môn Vật lí còn thấp. Sau khi xem xét ở nhiều góc độ và tham khảo các đồng nghiệp ở các trường có điều kiện tương tự tôi nhận thấy rằng: Nội dung các phần kiến thức lớp 11 ban cơ bản có nhiều vấn đề trìu tượng. Ví dụ: Các chương từ trường và cảm ứng điện từ…Để hỗ trợ cho việc dạy học của các chương này sách giáo khoa đưa ra rất nhiều các hình vẽ mô phỏng, các tài liệu được đăng tải ở một số trang web ( Bạch kim, Thư viện vật lí…) đã cố gắng vẽ mô phỏng các hình vẽ trên PowerPoint phục vụ cho việc chiếu lên trong các tiết dạy. Những năm gần đây do yêu cầu của việc đổi mới phương pháp bộ môn Vật lí cũng được cung cấp một số mô hình, tuy nhiên số lượng không đầy đủ và chất lượng chưa thật sự đảm bảo, đặc biệt ở những trường THPT mới thành lập và những trường có điều kiện đặc biệt khó khăn. Trong điều kiện việc khai thác và sử dụng Internet còn hạn chế, đối tượng học sinh phần đa là khả năng tư duy trìu tượng kém thì việc học sinh lớp 11 có kết quả học tập chương “Từ tường” sách giáo khoa Vật lí 11 ban cơ bản thấp là điều tất nhiên. Giải pháp mà tôi đua ra là sử dụng các mô hình về các hình vẽ trong chương “Từ trường” sách giáo khoa vật lí cơ bản lớp 11 giúp các em học sinh dễ tưởng tượng về các quy tắc, đặc điểm của các vectơ cảm ứng từ, đặc điểm của lực Lo-ren- xơ… từ đó vận dung vào các trường hợp khác nhau, nhằm nâng cao kết quả học tập của học sinh. Nghiên cứu của tôi được tiến hành trên hai nhóm tương đương: Hai lớp 11 trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh lào Cai. Lớp 11A1 là lớp thực nghiệm và lớp 11A2 là lớp đối chứng. Lớp thực nghiệm được thực hiện giải pháp thay thế khi dạy các bài từ 19 đến 22 ( Chương Từ trường sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11) sử dụng các Lương Cao Thắng – Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 3 mô hình tự làm của một số hình vẽ trong sách giáo khoa. Kết quả cho thấy giải pháp thay thế có tác động rõ rệt: Lớp thực nghiệm đạt kết quả cao hơn lớp đối chứng. Điểm bài kiểm tra sau khi kết thúc chương Từ trường sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 của lớp thực nghiệm 11A1 có giá trị trung bình là 6,5, giá trị trung bình điểm bài kiểm tra của lớp đối chứng là 5,5. Kết quả kiểm chứng t-test cho thấy p = 0,022 < 0,05. Có nghĩa là có sự khác lớn giữa điểm trung bình của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng. Điều đó chứng minh rằng việc sử dụng mô hình của một số hình vẽ trong chương Từ trường sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 làm nâng cao kết quả học tập môn Vật lí chủ đề Từ trường của học sinh lớp 11A1 trường THPT số 3 Văn Bàn. GIỚI THIỆU Theo chương trình sách giáo khoa Vật lí ban cơ bản có rất nhiều các hình vẽ và mô hình chủ yếu được thể hiện bằng các tranh ảnh trong sách, các mô hình thể hiện các hình vẽ này gần như không có trong danh mục trang thiết bị thí nghiệm cần thiết phục vụ cho giảng dạy; điều đó gây khó găn cho việc học tập của học sinh đặc biệt là những học sinh có tư duy trìu tượng không tốt. Làm và sử dụng các mô hình thể hiện một số hình vẽ trong chương Từ trường sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 giúp các em học sinh có vật mẫu trực quan, dễ tưởng tượng, dễ hình dung… từ đó nâng cao việc lĩnh hội kiến thức, sử dụng thành thạo các quy tắc trong các trường hợp khác nhau, góp phần bổ xung trang thiết bị và đồ dùng dạy học trong nhà trường. Qua thực tiễn giảng dạy ở trường THPT số 3 Văn Bàn, giáo viên chỉ phần lớn thực hiện vẽ các mô hình trong sách giáo khoa và những tờ giấy khổ A 0 , A 1 , A 2 …phục vụ cho giờ dạy. Việc làm các mô hình các mẫu vật trực quan sinh động phục vụ cho giảng dạy còn hạn chế. Lương Cao Thắng – Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 4 Qua dự giờ khảo sát các tiết dạy bộ môn Vật lí và các môn có điều kiện tương tự như: Toán, Hóa học, Địa lí…Tôi thấy giáo viên chỉ treo các sơ đồ mô hình đã vẽ phóng to lên bảng cho học sinh quan sát. Họ đã có gắng giải thích các mô hình các quy tắc và sử dụng các câu hỏi để dẫn dắt học sinh hiểu vấn đề. Học sinh cố gắng suy nghĩ, tưởng tượng và hình dung trong đầu để hình thành nên các quy luật quy tắc. Kết quả là chỉ một số ít học sinh có tư duy tốt nắm được vấn đề, số còn lại thì khả năng hiểu về các quy tắc và các quy luật chưa cao và gần như không vận dụng được trong các trường hợp khác nhau. Để thay đổi hiện trạng trên đề tài nghiên cứu này đã sử dụng các mô hình thay thế cho một số hình vẽ trong chương Từ trường sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 và khai thác nó như hệ thống trang thiết bị dạy học. Giải pháp thay thế: Sử dụng các mô hình tự làm thể hiện các quy tắc xác định: đường sức từ của dòng điện thẳng dài, dòng điện trong dây dẫn uốn thành vòng tròn; quy tắc xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường; quy tắc xác định lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt điện tích chuyển động trong từ trường. Sử dụng trong các tiết học cho học sinh quan sát và vận dụng từ mô hình từ đó áp dụng trong các trường hợp khác nhau. Vấn đề sử dụng mô hình để dạy học trực quan sử dụng các mô hình tự làm đã có trong các bài viết và các đề tài liên quan: + Đề tài: “ Nâng cao hiệu quả sử dụng đồ dùng dạy học” – Nguyễn Mạnh Hùng – Thư viện giáo án điện tử. + Bài viết: “ Để việc tự làm đồ dùng dạy học trở thành hoạt động sư phạm thường xuyên” - Hiếu Nguyễn – Theo GD & ĐT + “Những vấn đề chung về đổi mới giáo dục THPT ” ( trang 42, 44, 138) – Nhà xuất bản giáo dục. Lương Cao Thắng – Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 5 Bản thân nhiều thầy cô trong trường và các trường THPT trong cả nước cũng đã thực hiện và có nhiều đề tài đề cập đến việc làm đồ dùng, trang thiết bị dạy học phục vụ cho giảng dạy. Các đề tài trên phần lớn chỉ đề cập đến việc làm các đồ dùng dạy học như thế nào và cách làm một số đồ dùng dạy học ở một số đơn vị kiến thức trong chương trình vật lí khối THPT. Tôi muốn có một nghiên cứu cụ thể hơn và đánh giá được hiệu quả của việc đổi mới phương pháp dạy học thông qua việc sử dụng các mô hình thay thế các hình vẽ trong sách giáo khoa. Qua các mô hình đó học sinh có thể tăng khả năng tư duy trìu tượng từ đó có thể vận dụng trong các trường hợp khác nhau, nâng cao kết quả học tập. Vấn đề nghiên cứu: Việc sử dụng mô hình của một số hình vẽ trong chương “Từ trường” sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 có nâng cao kết quả học tập môn Vật lí chủ đề “Từ trường” của học sinh lớp 11A1 trường THPT số 3 Văn Bàn không ? Giả thuyết nghiên cứu: Sử dụng mô hình của một số hình vẽ trong chương “Từ trường” sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 có nâng cao kết quả học tập môn Vật lí chủ đề “Từ trường” của học sinh lớp 11A1 trường THPT số 3 Văn Bàn. Lương Cao Thắng – Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 6 PHƯƠNG PHÁP I – KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU Tôi chọn hai lớp 11A1 và 11A2 của trường THPT số 3 Văn Bàn là hai lớp có điều kiện tương đương để nghiên cứu tác động của giải pháp. 1. Lớp 11A1 là lớp thực nghiệm: Tác động giải pháp. 2. Lớp 11A2 là lớp đối chứng: Không tác động giải pháp. Hai lớp tham gia nghiên cứu có nhiều điểm tương đồng về: thành phần dân tộc, tỉ lệ nam nữ. Bảng 1: Gới tính và thành phần dân tộc của hai lớp 11A1 và 11A2 của trường THPT số 3 Văn Bàn. Học sinh các nhóm Dân tộc Nhóm Tổng số Nam Nữ Kinh Tày HMông Dao Thái 11A1 28 18 10 1 22 2 3 0 11A2 28 17 11 1 22 1 3 1 Kết quả học kì I năm học 2010 – 2011 của môn Vật lí là tương đương. II - THIẾT KẾ NGHIÊN CỨU Chọn hai lớp nguyên vẹn: Lớp 11A1 làm nhóm thực nghiệm, lớp 11A2 làm nhóm đối chứng. Tôi dùng bài kiểm tra học kì I năm học 2010 – 2011 làm bài kiểm tra trước tác động. Kết quả kiểm tra cho thấy điểm trung bình của hai nhóm có sự Lương Cao Thắng – Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 7 khác nhau, do đó tôi dùng phép kiểm chứng t-test để kiểm chứng sự chênh lệch giữa điểm trung bình của hai nhóm trước khi tác động. Kết quả: Bảng 2: Kiểm chứng để xác định nhóm tương đương Đối chứng Thực nghiệm TBC 5,3 4,9 p = 0,350 p = 0,350 > 0,05 từ đó rút ra kết luận sự chênh lệch điểm trung bình của hai nhóm thực nghiệm và đối chứng là không có ý nghĩa, hai nhóm được coi là tương đương. Sử dụng thiết kế 2: Kiểm tra trước và sau tác động với nhóm tương đương. Bảng 3: Thiết kế nghiên cứu Nhóm Kiểm tra trước tác động Tác động Kiểm tra sau tác động Thực nghiệm O 1 Dạy học sử dụng mô hình của một số hình vẽ trong chương “Từ trường” sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 nâng cao kết quả học tập môn Vật lí chủ đề “Từ trường” của học sinh lớp 11A1 trường THPT số 3 Văn Bàn. O 3 Dạy học không sử dụng mô hình của một số hình vẽ trong Lương Cao Thắng – Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 8 Đối chứng O 2 chương “Từ trường” sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 nâng cao kết quả học tập môn Vật lí chủ đề “Từ trường” của học sinh lớp 11A1 trường THPT số 3 Văn Bàn. O 4 Ở thiết kế này tôi sử dụng phép kiểm chứng t-test độc lập. III – QUY TRÌNH NGHÊN CỨU 1. Chuẩn bị của giáo viên: Làm các mô hình thể hiện các quy tắc xác định: Đường sức từ của dòng điện thẳng dài, dòng điện trong dây dẫn uốn thành vòng tròn; quy tắc xác định lực từ tác dụng lên đoạn dây dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường; quy tắc xác định lực Lo- ren-xơ tác dụng lên hạt điện tích chuyển động trong từ trường. Lớp thực nghiệm: Sử dụng mô hình của một số hình vẽ trong chương “Từ trường” sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 đã làm ở trên vào các tiết dạy. Lớp đối chứng: Không sử dụng mô hình của một số hình vẽ trong chương “Từ trường” sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 đã làm ở trên vào các tiết dạy. 2. Tiến trình dạy thực nghiệm: Thời gian tiến hành thực nghiệm tuân theo kế hoạch và thời khóa biểu chính khóa để đảm bảo tính khách quan. Cụ thể: Lương Cao Thắng – Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 9 Bảng 4: Thời gian thực hiện Thứ Môn/Lớp Tiết PPCT Tên bài Thứ 4 29/12/2010 Vật lí 11A1 38 Từ trường. Thứ 4 05/01/2011 Vật lí 11A1 39 Lực từ. Cảm ứng từ. Thứ 3 11/01/2011 Vật lí 11A1 40 Từ trường của dòng điện chạy trong dây dẫn có hình dạng đặc biệt Thứ 3 18/01/2011 Vật lí 11A1 42 Lực Lo – ren – xơ IV – ĐO LƯỜNG VÀ THU THẬP DỮ LIỆU Kiểm tra trước tác động: Bài kiểm tra học kì I năm học 2010 – 2011 môn Vật lí trường THPT số 3 Văn Bàn do hai giáo viên Nguyễn Luân Lưu không dạy Vật lí khối 11 ra đề. Kiểm tra sau tác động: Bài kiểm tra được thiết kế gồm 10 câu hỏi ( 8 câu trắc nghiệm, ghép đôi, đúng sai và 2 câu hỏi tự luận). *Tiến trình kiểm tra: Sau khi thực hiện xong các bài học tôi đã tiến hành kiểm tra 1 tiết ( Nội dung kiểm tra ở phần phụ lục). Để cho khách quan tôi đã nhờ giáo viên Vật lí không dạy khối 11 trong trường chấm bài theo đáp án đã xây dựng. Lương Cao Thắng – Trường THPT số 3 Văn Bàn tỉnh Lào Cai Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng. 10 PHÂN TÍCH DỮ LIỆU VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ 1. Phân tích dữ liệu Bảng 5: So sánh điểm trung bình bài kiểm tra sau tác động Đối chứng Thực nghiệm Điểm trung bình 6,5 5,5 Độ lệch chuẩn 1,65 1,52 Giá tri p của t-test 0,022 Chênh lệch giá tri TB chuẩn( SMD) 0,6 Như trên đã chứng minh rằng kết quả của 2 nhóm trước tác động là tương đương. Sau tác động kiểm chứng kiểm chứng độ chênh lệch điểm trung bình bằng t- test kết quả p = 0,022 cho thấy: Sự chênh lệch điểm trung bình giữa nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng có ý nghĩa, tức làchênh lệch điểm trung bình nhóm thực nghiệm cao hơn điểm trung bình nhóm đối chứng là không ngẫu nhiên mà do kết quả tác động. Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn SMD = 6,5 5,5 0,6 1,65 Theo bảng tiêu chí Cohen, chênh lệch giá trị trung bình chuẩn SMD = 0,6 cho thấy mức độ ảnh hưởng của dạy học có sử dụng mô hình của một số hình vẽ trong chương “Từ trường” sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 của nhóm thực nghiệm là lớn. Giả thuyết của đề tài: “Sử dụng mô hình của một số hình vẽ trong chương “Từ trường” sách giáo khoa Vật lí cơ bản lớp 11 có nâng cao kết quả học tập môn Vật lí chủ đề “Từ trường” của học sinh lớp 11A1 trường THPT số 3 Văn Bàn” đã được kiểm chứng. . Tiết PPCT Tên bài Thứ 4 29 /12 /2 010 Vật lí 11 A1 38 Từ trường. Thứ 4 05/ 01 /2 011 Vật lí 11 A1 39 Lực từ. Cảm ứng từ. Thứ 3 11 / 01 /2 011 Vật lí 11 A1 40 Từ trường của dòng điện chạy. 11 A2 28 17 11 1 22 1 3 1 Kết quả học kì I năm học 2 010 – 2 011 của môn Vật lí là tương đương. II - THIẾT KẾ NGHIÊN CỨU Chọn hai lớp nguyên vẹn: Lớp 11 A1 làm nhóm thực nghiệm, lớp 11 A2. Bảng 1: Gới tính và thành phần dân tộc của hai lớp 11 A1 và 11 A2 của trường THPT số 3 Văn Bàn. Học sinh các nhóm Dân tộc Nhóm Tổng số Nam Nữ Kinh Tày HMông Dao Thái 11 A1 28 18 10 1 22 2