Khai thác và sử dụng phần mềm interactive physics vào dạy học chương động học chất điểm vật lý lớp 10 trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH  NGƠ SỸ HỒNG KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG PHẦN MỀM INTERACTIVE PHYSICS VÀO DẠY HỌC CHƯƠNG “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” VẬT LÝ LỚP 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành: Lý luận phương pháp dạy học môn vật lý Mã số : 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS MAI VĂN TRINH Vinh, Năm 2009 i LỜI CẢM ƠN Trong q trình thực luận văn này, tơi nhận giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo, cô giáo, đồng nghiệp, bạn bè người thân Với tình cảm chân thành trân trọng nhất, xin trân trọng cảm ơn PGS.TS Mai Văn Trinh, người trực tiếp hướng dẫn thực luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn thầy giáo, cô giáo khoa Vật lý, khoa Sau đại học trường Đại học Vinh, Lãnh đạo trường THPT Nghi Lộc 3, tạo điều kiện cho tơi q trình làm luận văn Cuối cùng, tơi bày tỏ lịng biết ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp giúp đỡ, động viên, khuyến khích tơi an tâm học tập hoàn thành luận văn Vinh, tháng 11 năm 2009 Ngơ Sỹ Hồng ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ĐC CNTT GV HĐNT HS IP PMDH PP PPDH QTDH SGK THPT TNMP TN TNSP : : : : : : : : : : : : : : : Đối chứng Công nghệ thông tin Giáo viên Hoạt động nhận thức Học sinh Interactive Physics Phần mềm dạy học Phương pháp Phương pháp dạy học Quá trình dạy học Sách giáo khoa Trung học phổ thơng Thí nghiệm mô Thực nghiệm Thực nghiệm sư phạm MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn Danh mục từ viết tắt Mục lục MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục tiêu đề tài Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu đề tài Cấu trúc luận văn Những đóng góp luận văn NỘI DUNG Chương PHẦN MỀM INTERACTIVE PHYSICS VÀ VẤN ĐỀ ĐỔI MỚI i ii 5 7 8 9 PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 10 1.1 Khả hỗ trợ phần mềm dạy học vật lý vấn đề đổi phương pháp dạy học 1.1.1 Phương pháp dạy học vật lý theo định hướng đổi 1.1.2 Vấn đề tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh 1.1.3 Khái niệm phần mềm dạy học vật lý 1.1.4 Khả hỗ trợ PMDH vấn đề tích cực hóa HĐNT cho HS 1.2 Tổng quan phần mềm Interactive Physics 1.2.1 Đặc điểm chức Interactive Physics 1.2.2 Khởi động Interactive Physics, thiết kế mô 1.2.3 Khả hỗ trợ phần mềm Interactive Physics việc tổ chức HĐNT cho học sinh dạy học vật lý 1.3 Khai thác chức phần mềm Interactive Physics 1.3.1 Một số thao tác chỉnh sửa mô 1.3.2 Các bước để thiết kế thí nghiệm mơ Kết luận chương Chương THIẾT KẾ BÀI GIẢNG VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN 10 10 12 15 18 19 19 20 31 32 32 36 39 MỀM INTERACTIVE PHYSICS 42 2.1 Nội dung kiến thức chương “Động học chất điểm” chương trình vật lý lớp 10 THPT 2.1.1 Đặc điểm 2.1.2 Chuẩn kiến thức, kỹ 2.2 Quy trình thiết kế dạy học với hỗ trợ phần mềm Interactive 42 42 42 Physics 46 46 2.2.1 Xác định mục tiêu dạy học 2.2.2 Lựa chọn kiến thức bản, trọng tâm xếp theo cấu trúc thích hợp 2.2.3 Xác định phương pháp dạy học 2.2.4 Chuẩn bị thí nghiệm mơ phần mềm Interactive Physic 2.2.5 Xác định hình thức tổ chức hoạt động học tập cho HS 2.2.6 Xác định hình thức nội dung củng cố, vận dụng 2.2.7 Xác định nội dung phương pháp hướng dẫn nhà cho HS 2.3 Thiết kế dạy với hỗ trợ phần mềm Interactive Physics 2.3.1 Chuyển động thẳng 2.3.2 Chuyển động tròn 2.3.3 Sự rơi tự 2.4 Thiết kế dạy với hỗ trợ phần mềm Interactive Physics Kết luận chương Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 3.1.1 Mục đích 3.1.2 Nhiệm vụ 3.2 Đối tượng nội dung TNSP 3.2.1 Đối tượng 3.2.2 Nội dung 3.3 Phương pháp TNSP 3.3.1 Chọn mẫu TN 3.2.2 Quan sát học 3.3.3 Bài kiểm tra 3.4 Kết TNSP 3.4.1 Kết định tính 3.3.2 Kết định lượng 3.3.3 Kiểm định giả thuyết thống kê Kết luận chương KẾT LUẬN Một số kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 46 47 47 48 48 48 58 48 49 49 50 68 69 69 69 69 69 69 70 70 70 70 71 71 71 72 76 77 79 72 73 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện sống phát triển mạnh mẽ khoa học công nghệ hội nhập hợp tác quốc tế nước ta với cộng đồng quốc tế Việc nước ta gia nhập vào tổ chức thương mại quốc tế (WTO) tác động vào tất lĩnh vực đời sống xã hội có lĩnh vực giáo dục Để theo kịp phát triển khoa học hòa nhập vào kinh tế giới, tồn ngành giáo dục phải có đổi toàn diện đồng nhằm đào tạo người có trình độ văn hóa cao, ham học hỏi, tự tin, động, sáng tạo, có kỹ thực hành giỏi, biết sử dụng phương tiện đại, chủ động đưa cách thức tốt để chiếm lĩnh tri thức, có ý thức vươn lên làm chủ khoa học cơng nghệ Nghị Đại hội Đảng tồn quốc lần thứ X xác định: " đẩy mạnh cơng nghiệp hóa, đại hóa phát triển kinh tế tri thức, đưa nước ta trở thành nước công nghiệp theo hướng đại vào năm 2020 " [10] Trong nguồn lực để phát triển đất nước nhanh, hiệu quả, bền vững, định hướng nguồn lực người yếu tố Muốn xây dựng nguồn lực người, phải đẩy mạnh đồng giáo dục đào tạo, khoa học công nghệ xây dựng văn hóa tiên tiến, đậm đà sắc dân tộc Trong cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước, đổi phát triển giáo dục Việt Nam vấn đề tất yếu nhằm đáp ứng nhu cầu đào tạo nguồn nhân lực cho kinh tế tri thức Chỉ thị 58-CT/TW Bộ Chính trị ngày 17/10/2000 khẳng định: "Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin công tác giáo dục đào tạo tất cấp học, bậc học, ngành học" [1] Trước bối cảnh đó, đổi phương pháp dạy học cần thiết Nghị hội nghị lần Ban chấp hành Trung ương Đảng khóa VIII rõ: "Đổi mạnh mẽ phương pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện thành nếp tư sáng tạo người học Từng bước áp dụng phương pháp tiên tiến phương tiện đại vào trình dạy học " [9] Trong thơng báo kết luận Bộ Chính Trị tiếp tục thực Nghị Trung ương (khóa VIII) phương hướng phát triển giáo dục đào tạo đến năm 2020 có nhấn mạnh: “Tiếp tục đổi phương pháp dạy học, khắc phục lối truyền thụ chiều Phát huy phương pháp dạy học tích cực, sáng tạo, hợp tác ”[11] Tại điều 28 Luật quy định:“Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh; phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, khả làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh"[giáo dục Quốc hội khóa XI, Kỳ họp thứ thông qua ngày 14 tháng năm 2005 21] Chiến lược phát triển giáo dục 2001-2010 nêu: "Đổi đại hóa phương pháp giáo dục Chuyển từ việc truyền thụ tri thức thụ động, thầy giảng, trò ghi sang hướng dẫn người học chủ động tư trinh tiếp cận tri thức; dạy cho người học phương pháp tự học, tự thu nhận thông tin cách có hệ thống có tư phân tích, tổng hợp, phát triển lực cá nhân; tăng cường tính chủ động, tính tự chủ học sinh, sinh viên trình học tập " [3] Nhận thức tầm quan trọng công nghệ thông tin (CNTT) đổi giáo dục, Chỉ thị số 29/2001/CT-BGD&ĐT, Bộ trưởng Bộ giáo dục Đào tạo rõ: “Ứng dụng phát triển công nghệ thông tin giáo dục đào tạo tạo bước chuyển biến trình đổi nội dung, chương trình, phương pháp giảng dạy, học tập quản lý giáo dục" [2] Hiện nay, phát triển CNTT mở triển vọng to lớn việc đổi phương pháp dạy học Hầu hết trường trang bị máy vi tính, phịng học CNTT, kết nối Internet… Máy vi tính sử dụng dạy học để hỗ trợ nhiệm vụ trình dạy học (QTDH) hỗ trợ đắc lực cho việc dạy học chương trình theo hướng tích cực hóa người học Với trợ giúp máy vi tính phần mềm dạy học, giáo viên (GV) tổ chức q trình học tập học sinh (HS) theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo hoạt động nhận thức học sinh [16], [17], [24] Vật lý học khoa học thực nghiệm Vì vậy, trình dạy học, GV cần tích cực dùng thí nghiệm phương tiện dạy học khác nhằm tái tạo trình tìm kiếm tri thức vật lý, kiểm chứng tính đắn định luật, giải thích tượng vật lý nhờ kích thích hứng thú học tập, làm tăng niềm tin vào khoa học cho học sinh [24] Hiện có nhiều phần mềm mô hỗ trợ dạy học vật lý như: CABRIGéomètre, Brad's physics, PAKMA, Working Model, Crocodile Physics, Interactive Physics Trong nhóm phần mềm mơ vật lý, Interactive Physics (IP) phần mềm có nhiều tính năng, gọn nhẹ sử dụng thuận tiện Phần mềm IP cho phép thiết kế thí nghiệm mơ (TNMP) sinh động, hấp dẫn, mang lại hiệu việc phân tích tượng, đặc biệt khơng thể thực thí nghiệm thực để giải tập vật lý Những TNMP tạo điều kiện tốt cho HS quan sát, thu thập thơng tin Nhờ HS hứng thú hơn, hoạt động nhận thức có hiệu hơn, từ góp phần nâng cao chất lượng dạy học trường phổ thông Để tạo nguồn tư liệu tham khảo, hỗ trợ việc dạy học cho GV HS, đáp ứng xu hướng vận dụng công nghệ thông tin đổi phương pháp dạy học, chọn đề tài: “Khai thác sử dụng phần mềm Interactive Physics vào dạy học chương “Động học chất điểm” vật lý lớp 10 trung học phổ thông" Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu khai thác biên soạn tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm Interactive Physics - Thiết kế sử dụng số TNMP phần mềm IP phục vụ cho việc dạy học chương “Động học chất điểm”, thuộc chương trình Vật lý lớp 10 trung học phổ thơng (THPT) nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức cho học sinh từ nâng cao chất lượng dạy học Giả thuyết khoa học Nếu thiết kế thí nghiệm mơ IP sử dụng chúng vào dạy học nội dung chương “Động học chất điểm” chương trình Vật lý 10 THPT cách hợp lý góp phần làm đổi phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh, từ nâng cao chất lượng dạy - học vật lý trường trung học phổ thông Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu lý luận dạy học vật lý - Nghiên cứu mục tiêu, nội dung, chương trình sách giáo khoa vật lý THPT - Nghiên cứu khai thác phần mềm IP để thiết kế thí nghiệm mơ - Thiết kế dạy học vật lý có sử dụng thí nghiệm mơ với IP - Tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu việc ứng dụng phần mềm IP dạy học vật lý, rút kết luận cần thiết Đối tượng nghiên cứu - Q trình dạy học vật lý trường phổ thơng - Phần mềm Interactive Physics Phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung khai thác sử dụng phần mềm Interactive Physics để thiết kế số thí nghiệm mô chương “Động học chất điểm” thuộc chương trình vật lý 10 THPT Phần thực nghiệm sư phạm tiến hành trường THPT Nghi Lộc – Nghệ An Phương pháp nghiên cứu đề tài Để hoàn thành tốt nhiệm vụ nghiên cứu đề tài, sử dụng phương pháp sau đây: 7.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết - Nghiên cứu văn kiện Đảng, sách nhà nước với thị Bộ Giáo dục Đào tạo vấn đề đổi phương pháp dạy học nhà trường phổ thông - Nghiên cứu lý luận dạy học vật lý; nghiên cứu mục tiêu, nội dung, chương trình sách giáo khoa vật lý trung học phổ thông - Nghiên cứu tài liệu sử dụng phần mềm IP dạy học vật lý 7.2 Nghiên cứu thực tiễn Nghiên cứu khai thác phần mềm IP để thiết kế số mô chương “Động học chất điểm” vật lý lớp 10 sử dụng chúng dạy học nhằm đánh giá khả hỗ trợ phần mềm QTDH vật lý trường trung học phổ thông 7.3 Thực nghiệm sư phạm Tiến hành dạy số tiết học có sử dụng TNMP thiết kế phần mềm IP chương “Động học chất điểm” vật lý lớp 10 ; quan sát, kiểm tra đánh giá hoạt động HS học học này, sau so sánh với lớp đối chứng; kết hợp với việc trao đổi ý kiến GV học có sử dụng IP 7.4 Thống kê toán học Sử dụng phương pháp thống kê toán học để trình bày kết thực nghiệm sư phạm, so sánh kết học tập hai nhóm thực nghiệm đối chứng, từ rút nhận xét nhằm kiểm chứng giả thuyết khoa học đề tài Cấu trúc luận văn Luận văn có cấu trúc sau: - Phần mở đầu - Phần nội dung Chương 1: Phần mềm Interactive Physics vấn đề đổi phương pháp dạy học vật lý trường trung học phổ thông Chương 2: Thiết kế giảng với hỗ trợ phần mềm Interactive Physics Chương 3: Thực nghiệm sư phạm - Phần kết luận - Tài liệu tham khảo TNMP hồn hảo địi hỏi người GV phải đầu tư nhiều thời gian, kiến thức đặc biệt phải có khả lập trình - Để thiết kế dạy học có hỗ trợ phần mềm IP phải trải qua nhiều giai đoạn: xác định mục tiêu dạy học, lựa chọn kiến thức bản, trọng tâm xếp theo cấu trúc thích hợp, xác định hình thức tổ chức học tập, xác định nội dung, hình thức củng cố, mở rộng, vận dụng hướng dẫn nhà cho HS Các dạy học thiết kế với hỗ trợ phần mềm IP theo hướng tích cực hóa HĐNT HS HS phải tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo làm việc nhiều trình học tập để chiếm lĩnh tri thức Trong chương này, thiết kế giáo án theo tinh thần đổi PPDH thuộc chương “Động học chất điểm” vật lý 10, phân tích ưu điểm dạy học có hỗ trợ phần mềm IP so với bày dạy học truyền thống Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1 Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 3.1.1 Mục đích Mục đích TNSP kiểm tra tính đắn giả thuyết khoa học mà đề tài đặt ra, cụ thể kiểm tra tính hiệu việc tổ chức HĐNT cho HS dạy học chương “Động học chất điểm” Vật lý 10 với hỗ trợ phần mềm IP Thực nghiệm sư phạm để trả lời câu hỏi sau: - Sử dụng phần mềm IP cách hợp lí có góp phần nâng cao hứng thú học tập, phát huy tính tích cực tự lực học tập HS, từ góp phần đổi PPDH nâng cao hiệu chất lượng dạy học vật lý trường THPT hay không? 60 - Chất lượng học tập HS trình học tập với hỗ trợ phần mềm IP: sử dụng hình ảnh, TNMP thơng qua dạy học soạn thảo có cao chất lượng học tập HS trình học tập thông thường hay không? 3.1.2 Nhiệm vụ Trong trình TNSP chúng tơi thực nhiệm vụ sau: - Tổ chức hoạt động nhận thức cho HS với hỗ trợ phần mềm IP số học chương “Động học chất điểm” cho lớp đối chứng thực nghiệm - Với lớp thực nghiệm: Sử dụng giảng với hỗ trợ phần mềm IP kết hợp với phương pháp dạy học truyền thống phấn trắng, bảng đen, - Với lớp đối chứng: Sử dụng phương pháp dạy học truyền thống, tiết dạy tiến hành theo tiến độ phân phối chương trình Bộ Giáo dục Đào tạo - So sánh, đối chiếu kết học tập xử lý kết thu lớp thực nghiệm lớp đối chứng 3.2 Đối tượng nội dung TNSP 3.2.1 Đối tượng - Các dạy học chương “Động học chất điểm” Vật lý 10 có sử dụng phần mềm mô IP - TNSP tiến hành học kỳ năm học 2009 – 2010 lớp 10 trường THPT Nghi Lộc thuộc tỉnh Nghệ An 3.2.2 Nội dung Nội dung thực nghiệm bao gồm ba Bài Chuyển động thẳng Bài Chuyển động thẳng biến đổi (2 tiết) Bài Sự rơi tự (2 tiết) 3.3 Phương pháp TNSP 3.3.1 Chọn mẫu TN Mẫu TN chọn ảnh hưởng trực tiếp đến kết TNSP Ở sử dụng lớp khối 10 (chọn nguyên lớp) dùng cách ngẫu nhiên để chọn khối TN ĐC Các lớp chọn có sĩ số, điều kiện tổ chức dạy học, có trình độ 61 chất lượng học tập tương đương Như vậy, kích thước chất lượng mẫu thỏa mãn yêu cầu TNSP Kết lớp chọn vào nhóm TN ĐC sau: Bảng 3.1 Nhóm TN Nhóm ĐC 10C1 (46 HS) 10C3 (44 HS) 10C2 (43 HS) 10C4 (44 HS) 10C5 (40 HS) 10C7 (46 HS) 10C8 (45 HS) 10C6 (44 HS) Đối với lớp TN sử dụng hệ thống giảng xây dựng theo tiến trình tổ chức HĐNT cho HS với hỗ trợ PMDH, lớp ĐC dạy theo cách dạy truyền thống Kết TN rút từ việc so sánh lớp TN lớp ĐC 3.2.2 Quan sát học Quan sát hoạt động GV HS trình diễn học theo tiêu chí sau: - Mức độ học hiểu HS qua câu hỏi kiểm tra - Tính tích cực HS thơng qua khơng khí lớp học, tập trung nghiêm túc, số lượng chất lượng câu trả lời phát biểu xây dựng HS - Mức độ đạt mục tiêu dạy thông qua câu hỏi GV phần củng cố vận dụng Sau tiết dạy, GV trao đổi với HS, lắng nghe ý kiến để rút kinh nghiệm cho dạy học khác cho đề tài nghiên cứu 3.3.3 Bài kiểm tra Sau TNSP, HS hai nhóm đối chứng thực nghiệm đánh giá kiểm tra tổng hợp nhằm: - Đánh giá định tính mức độ lĩnh hội khái niệm bản; tính chất vật tượng - Đánh giá định lượng mức độ lĩnh hội công thức điều kiện để xảy tượng vật lý; khả vận dụng kiến thức để giải số toán cụ thể - Đánh giá khả đọc vẽ đồ thị dạng chuyển động 62 3.4 Kết TNSP Sau thời gian TNSP trường THPT Nghi Lộc tỉnh Nghệ An, với xác nhận TNSP Ban giám hiệu nhà trường, thu kết thực nghiệm sau: 3.4.1 Kết định tính Qua quan sát học lớp thực nghiệm lớp đối chứng tiến hành theo tiến trình xây dựng, rút số nhận xét sau: Đối với lớp đối chứng, dạy theo chương trình SGK số lượng thí nghiệm tiến hành khơng nhiều, cách dạy có đổi chưa thấy có chuyển biến rõ rệt, dạy chủ yếu GV diễn giảng, HS tập trung yên lặng lắng nghe ghi chép Tuy HS có trả lời câu hỏi GV đặt chưa thể rõ hứng thú tự giác Đối với lớp thực nghiệm, hầu hết thí nghiệm SGK thực thông qua TNMP thiết kế phần mềm IP Các hoạt động GV HS diễn học thật chủ động tích cực Giờ học rút ngắn thời gian diễn giảng GV tăng cường hoạt động HS Với thí nghiệm câu hỏi gợi ý, HS hứng thú tự giác hoạt động học tập, HS tập trung theo dõi trình định hướng GV, nhiệt tình việc phát biểu xây dựng bài, câu trả lời HS đưa có chất lượng so với lớp đối chứng Đặc biệt, trình kiểm tra cũ củng cố vận dụng, HS tích cực, hào hứng sôi trả lời Nội dung kiến thức củng cố vận dụng nhiều lại không làm nhiều thời gian GV HS Như vậy, dạy lớp thực nghiệm có hỗ trợ phần mềm IP góp phần phát huy tính tích cực chủ động trình học tập HS 3.3.2 Kết định lượng Qua kiểm tra đánh giá, chúng tơi tiến hành thống kê, tính toán thu bảng số liệu sau:  Bảng 3.2 Bảng thống kê điểm số (Xi) kiểm tra Nhóm Số HS ĐC 174 22 TN 178 0  Bảng 3.3 Bảng phân phối tần suất 63 Điểm số (Xi) 29 33 32 20 32 43 44 15 33 9 14 10 Tổng Nhóm số HS ĐC 174 TN 178 Số % HS đạt điểm Xi 1,2 5,2 12,6 16,7 19,0 18,3 11,5 8,6 0 2,8 18,0 24,2 24,7 18,5 Biểu đồ 3.1 Phân phối tần suất hai nhóm 10 5,2 7,9 1,7 3,9 Đồ thị 3.1 Phân phối tần suất hai nhóm  Bảng 3.4 Bảng phân phối tần suất lũy tích Nhóm ĐC TN 1,2 Số % học sinh đạt điểm Xi trở xuống 6,4 19,0 35,7 54,7 73,0 84,5 93,1 0 2,8 20,8 45,0 69,7 88,2 Đồ thị 3.2 Phân phối tần suất lũy tích 64 98,3 96,1 10 100 100 Biểu đồ 3.2 Phân phối tần suất lũy tích  Bảng 3.5 Bảng phân loại theo học lực Nhóm Tổng số Kém Số % HS TB Yếu 65 Khá Giỏi ĐC TN (0-2) (3-4) (5-6) (7-8) 174 6,3 29,3 37,4 20,1 178 2,8 42,1 43,3 Biểu đồ 3.3 Phân loại học lực hai nhóm (9-10) 6,9 11,8 Các tham số cụ thể Để so sánh đánh giá mức độ tiếp thu kiến thức HS lớp thực nghiệm lớp đối chứng, cần tính: - Số trung bình cộng làm tham số đặc trưng cho tập trung số liệu, tính theo cơng thức: X = ∑ ni X i n Với ni số HS đạt điểm Xi, Xi điểm số, n số HS dự kiểm tra - Phương sai: S ∑n ( X = - Độ lệch chuẩn: S = i −X i ) n −1 ∑n ( X i i −X ) n −1 , S cho biết độ phân tán quanh giá trị X ,S bé chứng tỏ số liệu phân tán - Hệ số biến thiên: V = S 100(%), V cho phép so sánh mức độ phân tán X số liệu - Sai số tiêu chuẩn: m = S n  Bảng 3.6 Bảng tổng hợp tham số 66 Nhóm Số HS S2 S V(%) m X= X ±m X ĐC 174 5,34 3,9 1,97 36,89 0,01 5,34 ± 0,01 TN 178 6,78 2,03 1,42 20,94 0,008 6,78 ± 0,008 Dựa vào thơng số tính tốn trên, từ bảng phân loại theo học lực (bảng 3.5), bảng tổng hợp thông số đặc trưng (bảng 3.6) đồ thị đường luỹ tích (đồ thị 3.2), chúng tơi rút nhận xét sau: - Điểm trung bình X nhóm TN cao nhóm ĐC, độ lệch chuẩn S có giá trị tương ứng nhỏ nên số liệu thu phân tán, trị trung bình có độ tin cậy cao STN < SĐC VTN < VĐC chứng tỏ độ phân tán nhóm TN giảm so với nhóm ĐC (Bảng 3.6) - Tỉ lệ HS đạt loại yếu, nhóm TN giảm nhiều so với nhóm ĐC Ngược lại, tỷ lệ HS đoạt loại khá, giỏi nhóm TN cao nhóm ĐC (Bảng 3.5) - Đường tích luỹ ứng với nhóm TN nằm bên phải, phía đường tích luỹ ứng với nhóm ĐC Như kết học tập nhón TN cao kết học tập nhóm ĐC Tuy nhiên kết ngẫu nhiên mà có Vì vậy, để có độ tin cậy cao cần kiểm định thông kê 3.3.3 Kiểm định giả thuyết thống kê Giả thuyết H0: khác X TN X ĐC khơng có ý nghĩa thống kê (Hai PPDH cho kết ngẫu nhiên không thực chất) Giả thuyết H1: Sự khác X TN X ĐC có ý nghĩa thống kê (Tổ chức HĐNT với hỗ trợ phần mềm IP thực tốt tổ chức HĐNT thơng thường) Tính đại lượng kiểm định t theo công thức: t= X TN − X ĐC Sp Với S p = nTN nĐC nTN + nĐC (1) 2 ( nTN − 1) S TN + ( n ĐC −1) S ĐC nTN + n ĐC − (2) Sau tính t, ta so sánh với giá trị tới hạn tα tra bảng Student ứng với mức ý nghĩa α bậc tự f = nTN + nĐC − - Nếu t ≥ tα bác bỏ giả thuyết H0, chấp nhận giả thuyết H1 67 - Nếu t ≤ tα bác bỏ giả thuyết H1, chấp nhận giả thuyết H0 Vận dụng công thức (1) (2) tính tốn ta S = 1,72 t = 7,8 Tra bảng phân phối Student với mức ý nghĩa α = 0,05 bậc tự f = n TN + nĐC - = 178 + 174 - = 350, ta có: tα = 1,97 Như rõ ràng t > tα Do ta kết luận: bác bỏ giả thuyết H0, chấp nhận giả thuyết H1, HS nhóm thực nghiệm nắm vững kiến thức truyền thụ so với HS nhóm đối chứng Vậy điểm trung bình nhóm thực nghiệm lớn điểm trung bình nhóm đối chứng với mức ý nghĩa 0,05 Như việc dạy học vật lý có sử dụng phần mềm IP đạt hiệu cao so với dạy học thông thường Kết luận chương Qua trình TNSP, với phân tích xử lí, kết nhận mặt định tính định lượng, chúng tơi có sở để khẳng định giả thuyết ban đầu đưa tính hiệu đề tài Cụ thể, thông qua kết thu từ năm tiết TNSP thuộc chương “Động học chất điểm” vật lý 10 THPT chúng tơi có kết luận sau: - Việc sử dụng phần mềm IP dạy học vật lý với tư cách phương tiện hỗ trợ cho QTDH tạo điều kiện giúp giảm thời gian truyền giảng, thời gian lắp đặt dụng cụ việc tiến hành lặp lại số thí nghiệm dạy GV, tăng thời gian trao đổi thầy trị thơng qua hình ảnh, TNMP, GV chủ động sáng tạo việc tổ chức hoạt động học tập Trong dạy, việc sử dụng thao tác xử lí GV TNMP phần mềm IP diễn dễ dàng suôn sẻ - Việc dạy dạy học có hỗ trợ phần mềm IP tích cực hóa HĐNT HS, khơi dậy lòng ham hiểu biết em, thực góp phần đổi PPDH vật lý trường phổ thông Các dạy học thiết kế với TNMP phù hợp khả tiếp thu HS, nội dung kiến thức trở nên gần gũi, dễ hiểu, dễ nhớ, thời gian tiến hành dạy học khơng vượt q giới hạn cho phép Nhờ góp phần vào việc nâng cao chất lượng học tập HS - Theo kết thống kê phân tích số liệu điều tra thu cho thấy chất lượng học tập HS nâng cao Cụ thể điểm trung bình nhóm TN cao điểm 68 trung bình nhóm ĐC, tỉ lệ HS đạt loại yếu, nhóm TN giảm nhiều so với nhóm ĐC, ngược lại tỉ lệ HS đạt loại khá, giỏi nhóm TN cao nhóm ĐC - Sau kiểm định giả thuyết thống kê, kết luận HS nhóm TN nắm vững kiến thức truyền thụ so với HS nhóm ĐC Như vậy, việc sử dụng phần mềm IP vào dạy học chương “Động học chất điểm” thực mang lại hiệu cao 69 KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu đề tài “Khai thác sử dụng phần mềm Interactive Physics vào dạy học chương “Động học chất điểm” vật lý lớp 10 trung học phổ thông" kết thu nhận được, đối chiếu với mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu ban đầu đề tài đưa ra, đạt kết sau: Đề tài góp phần làm sáng tỏ cụ thể hóa tư tưởng, mục tiêu đổi PPDH vật lý sở kế thừa hệ thống hóa kết nghiên cứu lý luận Sử dụng PMDH vật lý nói chung phần mềm IP nói riêng có khả hỗ trợ cho q trình tổ chức HĐNT cho HS theo hướng tích cực hóa, góp phần đổi PPDH vật lý trường THPT Phần mềm IP phần mềm mơ có nhiều tính dễ sử dụng Với IP thiết kế TNMP sinh động, hấp dẫn, sử dụng để giải tập vật lý Đối với thí nghiệm học, ta biểu diễn đại lượng vectơ lực, vận tốc, gia tốc thời điểm Phần mềm IP cho phép phân tích thiết kế, đo đạc đại lượng vật lý đối tượng hệ thống, kết cho dạng vectơ, giá trị số hay đồ thị Các đặc điểm, chức năng, công cụ thành phần phần mềm IP cho phép thiết kế TNMP thao tác sử dụng chỉnh sửa Ngồi thí nghiệm tự thiết kế, lựa chọn sử dụng TNMP có sẵn IP Nhìn chung, TNMP thiết kế phần mềm IP phù hợp với chương trình vật lý THPT Việt Nam Đề tài đưa hướng dẫn sử dụng phần mềm IP, bước để thiết kế TNMP Muốn thiết kế TNMP cần phải chuẩn bị nội dung, ý tưởng thiết kế trước bắt đầu làm việc với phần mềm IP Việc thiết kế thực theo bước là: tạo file mới, thiết lập không gian thiết kế, xác lập xác, hệ đơn vị, kích cỡ hình quan sát, tiến hành thiết kế, chạy thử mô chỉnh sửa, đặt tên lưu Tiến hành TNSP nhằm kiển chứng tính hiệu việc dạy học có hỗ trợ phần mềm IP việc đổi PPDH 70 Qua kết TNSP, thấy rằng: việc sử dụng phần mềm IP dạy học vật lý trường THPT với tư cách phương tiện dạy học góp phần đạt mục tiêu đổi PPDH nay, tăng cường hứng thú, tính tích cực, chủ động, tự giác sáng tạo hoạt động học tập HS từ làm cho em lĩnh hội kiến thức cách sâu sắc, kĩ bền chặt; khả vận dụng kiến thức vào tình khác xác sáng tạo Với chất lượng kiểm tra thông qua điểm số trung bình nhóm thực nghiệm nhóm đối chứng, chất lượng học tập HS dạy học GV có hỗ trợ phần mềm IP nâng cao Như dựa kết TNSP, giả thuyết khoa học đề tài khẳng định Có thể nói rằng: tài liệu hướng dẫn sử dụng tham khảo tốt cho GV vật lý việc khai thác sử dụng phần mềm IP dạy học vật lý trường THPT nhằm góp phần đổi PPDH, nâng cao chất lượng học tập HS Một số kiến nghị - Cần có phối hợp chặt chẽ quan quản lý giáo dục, Lãnh đạo nhà trường việc tổ chức giới thiệu, hướng dẫn sử dụng PMDH vật lý việc trình bày giáo án, tiến hành dạy học cụ thể có sử dụng PMDH - Trước định đưa PMDH vật lý thức vào sử dụng phổ biến phải điều tra quan điểm GV, HS chất lượng cách thức sử dụng phần mềm phải tiến hành dạy thực nghiệm trước phổ biến - GV phải thường xuyên cập nhật thông tin PMDH vật lý Nên kết hợp PMDH tài nguyên Internet để góp phần đổi PPDH vật lý - Nhà trường cấp quản lý cần đầu tư kính phí để mua quyền PMDH đặc biệt phần mềm IP, lúc việc sử dùng PMDH trở nên chuyên nghiệp đồng thời cập nhật phiên làm phong phú thêm TNMP 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Chính trị Đảng Cộng sản Việt Nam (2000), Chỉ thị đẩy mạnh ứng dụng phát triển CNTT phục vụ nghiệp công nghiêp hóa, đại hóa, số 58-CT/TW ngày 17/10/2000, Hà Nội Bộ Giáo dục Đào tạo (2001), Chỉ thị tăng cường giảng dạy ứng dụng CNTT ngành giáo dục giai đoạn 2001-2005 số 29/2001/CTBGD&ĐT, Hà Nội Bộ Giáo dục Đào tạo (2002), Chiến lược phát triển giáo dục giai đoạn 2001-2010 Bộ Giáo dục Đào tạo (2006), Tài liệu bồi dưỡng giáo viên thực chương trình, sách giáo khoa lớp 10 trung học phổ thông, NXB Giáo Dục, Hà Nội Lương Duyên Bình (tổng chủ biên) (2006), Vật lý 10 Sách giáo viên, NXB Giáo dục, Hà Nội Lương Duyên Bình (tổng chủ biên) (2006), Vật lý 10, NXB Giáo dục, Hà Nội Lương Duyên Bình (tổng chủ biên) (2006), Vật lý 10 Sách giáo viên, NXB Giáo dục, Hà Nội Hoàng Chúng (1983), Phương pháp thống kê toán học khoa học giáo dục, NXB Giáo dục Đảng cộng sản Việt Nam (1997), Nghị hội nghị lần II BCHTW Đảng khóa VIII, NXB Chính trị quốc gia, Hà Nội 10 Đảng cộng sản Việt Nam (2006), Báo cáo BCHTW Đảng khóa IX ngày 10 tháng năm 2006 phương hướng, nhiệm vụ phát triển kinh tế - xã hội năm 2006 - 2010 Đại hội đại biểu BCHTW Đảng khóa X, Website Đảng cộng sản Việt Nam 11 Đảng Cộng Sản Việt Nam (2009), Thông báo kết luận Bộ Chính Trị tiếp tục thực nghị Trung ương (khóa VIII), phương hướng phát triển giáo dục đào tạo đến nam 2020, Hà Nội 12 Lê Văn Giáo, Lê Công Triêm, Lê Thúc Tuấn (2005), Một số vấn đề phương pháp dạy học vật lý trường trung học phổ thông, NXB Giáo Dục 72 13 Huỳnh Thị Đức Hạnh (2006), Khai thác sử dụng phần mềm Working Model dạy học vật lý trường trung học phổ thông, Luận văn thạc sĩ giáo dục học, Trường Đại học sư phạm Huế 14 Phạm Văn Lễ (2007), Khai thác sử dụng phần mềm Interactive physics vào dạy học chương “Động học chất điểm”vật lý lớp 10 nâng cao trung học phổ thông, Luận văn thạc sỹ, Đại học sư phạm Huế 15 Vũ Quốc Long (chủ biên) (2007), Giáo trình bồi dưỡng tổ trưởng chuyên môn trường trung học phổ thông, NXB Hà Nội 16 Lê Phước Lượng (2004), "Đổi phương pháp dạy học với tham gia thiết bị kỹ thuật - Từ góc độ tiếp cận hệ thống", Kỷ yếu hội thảo khoa học, Trường đại học sư phạm Huế 17 Phùng Đình Mẫn (chủ biên), Trần Văn Hiếu, Hồ Văn Liên, Phan Minh Tiến, Trương Thanh Thuý (2003), Những vấn đề đổi giáo dục trung học phổ thông nay, Trường đại học sư phạm Huế 18 Hoàng Trọng Phú (2004), Nghiên cứu khai thác Working Model thiết kế dạy học vật lý 10 trung học phổ thông, Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục, Trường Đại học sư phạm Huế 19 Phần mềm Interactive Physics 2000 20 Phần mềm Interactive Physics 2004 21 Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam (2005), Luật Giáo dục, NXB Chính trị quốc gia 22 Nguyễn Đức Thâm (chủ biên), Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2002), Phương pháp dạy học vật lý trương phổ thông, NXB Đại học sư phạm, Hà Nội 23 Nguyễn Đức Thâm (chủ biên) (2002), Phương pháp dạy học vật lý trường phổ thông, NXB Đại học sư phạm 24 Lê Thị Ngọc Thủy (2005), Khai thác sử dụng phần mềm Crocodile Physics dạy học vật lý trường trung học phổ thông, Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục, Trường Đại học sư phạm Huế 25 Thái Duy Tuyên PPDH truyền thống đổi mới, NXBGD, HN 73 26 Lê Công Triêm (2004), Nghiên cứu chương trình vật lý phổ thơng, Trường đại học sư phạm Huế 27 Lê Công Triêm (2005), Sử dụng máy vi tính dạy học vật lý, NXB Giáo dục 28 Lê Cơng Triêm (2007), Bài giảng tóm tắt thiết kế dạy học vật lý, Trường đại học sư phạm Huế 29 Lê Công Triêm, Nguyễn Đức Vũ (2004), Phương pháp nghiên cứu khoa học giáo dục, NXB Đại học sư phạm 30 Mai Văn Trinh (2001), Nâng cao hiệu dạy học vật lý trường THPT nhờ việc sử dụng MVT phương tiện dạy học đại, Luận án tiến sĩ, Trường Đại Học Vinh 31 Nguyễn Thị Hồng Việt (2003), Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh dạy học vật lý trường trung học phổ thông, NXB Giáo dục 32 Phan Gia Anh Vũ (2000), Nghiên cứu, xây dựng sử dụng phần mềm dạy học cho chương trình động học động lực học lớp 10 trung học phổ thông, Luận án tiến sĩ giáo dục, Đại học Vinh 33 Website: http://www.design-simulation.com/IP/index.php 74 ... phương pháp dạy học, chọn đề tài: ? ?Khai thác sử dụng phần mềm Interactive Physics vào dạy học chương ? ?Động học chất điểm? ?? vật lý lớp 10 trung học phổ thông" Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu khai thác biên... hướng dẫn sử dụng phần mềm Interactive Physics - Thiết kế sử dụng số TNMP phần mềm IP phục vụ cho việc dạy học chương ? ?Động học chất điểm? ??, thuộc chương trình Vật lý lớp 10 trung học phổ thông (THPT)... pháp dạy học với hỗ trợ phần mềm dạy học vật lý - Hướng dẫn cách khai thác sử dụng phần mềm IP để thiết kế thí nghiệm mơ thuộc chương ? ?Động học chất điểm? ?? vật lý lớp 10 - Thiết kế số dạy học chương