Cải tiến một số thí nghiệm góp phần nâng cao chất lượng dạy học chương sóng cơ vật lý 12 chương trình nâng cao luận văn thạc sỹ vật lý

LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm Khoa Vật Lý trường Đại học Vinh, thầy trong khoa tận tình giảng dạy, tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành khóa học Đặc biệt tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS Võ Hồng Ngọc, người tận tình hướng dẫn, động viên giúp đỡ suốt thời gian nghiên cứu hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, tập thể giáo viên tổ Vật lý trường THPT Hà Huy Tập tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình học tập làm lận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè đồng nghiệp người thân gia đình tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng luận văn khơng tránh khỏi hạn chế, thiếu sót Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy bạn Vinh, tháng năm 2012 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Trang Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Giả thuyết khoa học Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài 6 Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn Đóng góp luận văn NỘI DUNG Chƣơng CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA THÍ NGHIỆM VỚI VIỆC NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƢỜNG THPT 1.1 Chất lượng dạy học 1.2 Đổi phương pháp dạy học nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh 10 1.2.1 Định hướng đổi phương pháp dạy học 10 1.2.2 Hoạt động nhận thức vật lý 11 1.2.3 Tính tích cực hóa hoạt động nhận thức học sin 12 1.2.4 Dạy học vật lý theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức 14 1.3 Thí nghiệm dạy học vật lý 18 1.3.1 Khái niệm 18 1.3.2 Vai trị thí nghiệm vật lí dạy học 18 1.3.3 Các đặc điểm thí nghiệm vật lí 19 1.3.4 Các loại thí nghiệm dạy học vật lí 19 1.3.5 Phương pháp sử dụng thí nghiệm dạy học vật lí 21 1.4 Sử dụng máy vi tính dạy học vật lý 22 1.4.1 Các chức máy vi tính dạy học 23 1.4.2 Một số phần mềm ứng dụng hỗ trợ trình dạy học vật lý 25 Kết luận chương 28 Chƣơng NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN MỘT SỐ THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC CHƢƠNG “SĨNG CƠ” VẬT LÝ 12 CHƢƠNG TRÌNH NÂNG CAO 2.1 Mục tiêu nội dung dạy học chương “Sóng cơ” Vật lý 12 chương trình nâng cao 30 2.1.1 Mục tiêu chung 30 2.1.2 Mục tiêu 31 2.2 Thực trạng việc sử dụng thí nghiệm tổ chức dạy học chương “Sóng cơ” Vật lý 12 chương trình nâng cao 34 2.3 Cải tiến số thí nghiệm, xây dựng số video ứng dụng phần mềm tạo số sản phẩm hỗ trợ dạy học chương “Sóng cơ” Vật lý 12 chương trình nâng cao 36 2.3.1 Cải tiến số thí nghiệm 36 2.3.2 Xây dựng số video clip hỗ trợ dạy học chương “Sóng cơ” Vật lý 12 chương trình nâng cao 48 2.3.3 Ứng dụng phần mềm tạo số sản phẩm hỗ trợ dạy học 51 2.4 Một số giáo án chương “Sóng cơ” Vật lý 12 chương trình nâng cao sử dụng thí nghiệm cải tiến nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh 53 Kết luận chương 70 Chƣơng THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1 Mục đích thực nghiệm sư phạm 71 3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 71 3.3 Đối tượng thực nghiệm sư phạm 71 3.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 71 3.4.1 Chọn mẫu thực nghiệm 71 3.4.2 Phương pháp tiến hành 72 3.5 Đánh giá kết thực nghiệm 72 3.5.1 Đánh giá định tính 72 3.5.2 Đánh giá định lượng 74 Kết luận chương 81 KẾT LUẬN 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 84 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Yêu cầu đẩy nhanh tốc độ phát triển kinh tế - xã hội đất nước bối cảnh tồn cầu hóa địi hỏi giáo dục phải đổi toàn diện nhằm đáp ứng yêu cầu nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài Trong nội dung đổi giáo dục, đổi phương pháp dạy học nội dung trọng tâm Mục tiêu đổi phương pháp dạy học trường phổ thông thay đổi lối dạy học truyền thụ chiều sang dạy học theo “phương pháp dạy học tích cực” với kỹ thuật dạy học tích cực nhằm giúp học sinh phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo, rèn luyện giới quan khả tự học, tinh thần hợp tác, kỹ vận dụng kiến thức vào tình khác học tập thực tiễn, tạo niềm tin, hứng thú học tập Vật lý mơn khoa học thực nghiệm Thí nghiệm vật lý phương tiện quan trọng để đạt mục tiêu dạy học Phục vụ cho đổi dạy học, trường phổ thông trang bị hệ thống thiết bị thí nghiệm đầy đủ Tuy nhiên, việc khai thác sử dụng thí nghiệm dạy học vật lý nói chung chương “Sóng cơ” Vật lý 12 nói riêng chưa đạt hiệu mong muốn Có tình trạng nhiều nguyên nhân Bên cạnh nguyên nhân khách quan khó khắc phục chưa có đủ phịng thí nghiệm để tổ chức thực hiện, chất lượng thiết bị hạn chế, lương giáo viên cịn thấp, cịn có nguyên nhân khác như: cấu trúc thiết bị thí nghiệm chưa tốt, phương án khai thác sử dụng vào dạy học chưa tối ưu, thiết bị hỗ trợ thầy trị triển khai thí nghiệm chưa đại, tiện lợi, cách thức, quy trình tổ chức thực chưa hợp lý, Các ngun nhân hồn tồn nghiên cứu làm rõ, tìm cách cải tiến, khắc phục để đem lại hiệu dạy học tốt Từ lý trên, lựa chọn đề tài “Cải tiến số thí nghiệm góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học chƣơng “Sóng cơ” Vật lý 12 chƣơng trình nâng cao” để nghiên cứu làm luận văn thạc sỹ, với mong muốn đóng góp phần nhỏ vào nghiệp giáo dục Mục đích nghiên cứu đề tài - Cải tiến số thí nghiệm cách sử dụng góp phần nâng cao chất lượng dạy học chương “Sóng cơ” Vật lý 12 chương trình nâng cao Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tƣợng nghiên cứu Hệ thống thí nghiệm vật lý việc sử dụng thí nghiệm dạy học V ật lý trường THPT 3.2 Phạm vi nghiên cứu Các thí nghiệm chương “Sóng cơ” Vật lý 12 chương trình nâng cao Giả thuyết khoa học Nếu cải tiến số thí nghiệm cách sử dụng hợp lý góp phần nâng cao chất lượng dạy học chương “Sóng cơ” Vật lý 12 chương trình nâng cao Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu sở lý luận việc cải tiến thí nghiệm Vật lý cách sử dụng - Nghiên cứu nội dung dạy học chương “Sóng cơ” Vật lý 12 chương trình nâng cao - Tìm hiểu thực trạng việc sử dụng thí nghiệm dạy học chương “Sóng cơ” Vật lý 12 chương trình nâng cao địa bàn Thành phố Vinh nguyên nhân thực trạng - Đề xuất cải tiến số thí nghiệm cách sử dụng nhằm nâng cao chất lượng dạy học chương “Sóng cơ” - Xây dựng số giáo án dạy học chương “Sóng cơ” có sử dụng định hướng cải tiến đề xuất - Tiến hành thực nghiệm sư phạm đánh giá hiệu việc cải tiến thí nghiệm cách sử dụng đề xuất Phƣơng pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý luận : Phân tích, tổng hợp vấn đề lý luận có liên quan đến đề tài thơng qua tài liệu công bố - Nghiên cứu thực tiễn Điều tra (tìm hiểu thực tiễn dạy học số trường THPT) Thực nghiệm sư phạm (soạn số dạy học chương “Sóng cơ” Vật lý 12 chương trình nâng cao, tiến hành thực nghiệm có đối chứng) - Thống kê tốn học Cấu trúc luận văn Mở đầu Nội dung Chương Cơ sở lý luận thí nghiệm với việc nâng cao chất lượng dạy học vật lý trường THPT Chương Nghiên cứu cải tiến số thí nghiệm dạy học chương “Sóng cơ” vật lý 12 chương trình nâng cao Chương Thực nghiệm sư phạm Kết luận Phụ lục Đóng góp luận văn - Góp phần làm rõ sở lý luận thực tiễn cho việc cải tiến thí nghiệm cách sử dụng góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lý THPT - Đề xuất cải tiến ba thí nghiệm cách sử dụng góp phần nâng cao chất lượng dạy học chương “Sóng cơ” Vật lý 12 chương trình nâng cao - Xây dựng bảy video clip hỗ trợ dạy học chương “Sóng cơ” - Xây dựng ba giáo án dạy học chương “Sóng cơ” Vật lý 12 chương trình nâng cao có sử dụng định hướng cải tiến đề xuất Chƣơng CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA THÍ NGHIỆM VỚI VIỆC NÂNG CAO CHẤT LƢỢNG DẠY HỌC VẬT LÝ Ở TRƢỜNG THPT 1.1 CHẤT LƢỢNG DẠY HỌC Mục đích cải cách giáo dục, đổi phương pháp dạy học nâng cao chất lượng giáo dục, chất lượng trình dạy học Tuy nhiên, từ cách nhìn khác nhau, có nhiều cách hiểu khác chất lượng giáo dục Chẳng hạn: Người giáo viên đánh giá chất lượng học tập mức độ mà học sinh nắm vững kiến thức vận dụng vào thực hành tập, kiểm tra, thi Cha mẹ học sinh đánh giá chất lượng điểm số kiểm tra - thi, xếp loại Người sử dụng sản phẩm đào tạo đánh giá chất lượng khả hồn thành nhiệm vụ giao, khả thích ứng với môi trường Theo PGS.TS Nguyễn Văn Đản (Trường đại học Sư phạm Hà Nội), chất lượng giáo dục lợi ích, giá trị mà kết học tập đem lại cho cá nhân xã hội, trước mắt lâu dài Khái niệm đúc kết từ nhiều góc độ khác Dưới góc độ quản lý chất lượng, chất lượng giáo dục học sinh vừa cần phải nắm kiến thức kỹ năng, phương pháp chuẩn mực thái độ sau trình học; đáp ứng yêu cầu lên lớp, chuyển cấp, vào học nghề hay vào sống lao động TS Tô Bá Trượng (Viện chiến lược Chương trình giáo dục) cho rằng, chất lượng giáo dục chất lượng người đào tạo từ hoạt động giáo dục Chất lượng phải hiểu theo hai mặt vấn đề: Cái phẩm chất người gắn liền với người đó, cịn giá trị người phải gắn liền với đòi hỏi xã hội Theo quan niệm đại, chất lượng giáo dục phải bảo đảm hai thuộc tính bản: tính tồn diện tính phát triển Từ việc dẫn nhiều định nghĩa khác chất lượng giáo dục, PGS.TSKH Bùi Mạnh Nhị (Trường đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh) cho rằng, cách hiểu phổ biến chất lượng giáo dục đáp ứng mục tiêu đề giáo dục Mục tiêu giáo dục nhằm đào tạo người Việt Nam phát triển tồn diện, có đạo đức, tri thức, sức khỏe, thẩm mỹ nghề nghiệp; trung thành với lý tưởng độc lập dân tộc chủ nghĩa xã hội; hình thành bồi dưỡng nhân cách, phẩm chất lực công dân, đáp ứng yêu cầu nghiệp xây dựng bảo vệ Tổ quốc Theo Đại từ điển tiếng việt [16]:“ Chất lượng làm nên phẩm chất, giá trị người, vật Chất lượng tạo nên chất vật, làm cho vật khác với vật kia” Xét theo mục tiêu đào tạo người chất lượng giáo dục bao gồm chất lượng nắm vững kiến thức, kỹ năng, phát triển lực, chuyển biến, phát triển thái độ, phẩm chất nhân cách học sinh [6] Theo tác giả Phạm Hữu Tòng [12], chất lượng nắm vững kiến thức học sinh thể qua dấu hiệu: a Tính xác Đặc trưng phù hợp nội dung biểu đạt kiến thức học sinh với nội dung khoa học kiến thức b Tính khái qt Đặc trưng tỷ lệ dấu hiệu chất dấu hiệu mà học sinh chọn dùng để phản ánh (trình bày lại) vật, tượng c Tính hệ thống Đặc trưng mức độ hiểu biết học sinh mối liên hệ kiến thức với kiến thức khác d Tính áp dụng Đặc trưng khả học sinh huy động, sử dụng kiến thức vào hoạt động nhận thức hành động thực tiễn e Tính bền vững Được đặc trưng mức độ đầy đủ, xác kiến thức mà học sinh tái sau lĩnh hội kiến thức khoảng thời gian * Chất lượng hình thành kỹ xem xét theo tiêu chí sau [6]: a Tính đầy đủ hệ thống thao tác b Tính chuẩn xác, nhanh, gọn thao tác c Tính hợp lý việc xếp thao tác để hành động giải nhiệm vụ d Khả vận dụng vào tình quen thuộc, tình * Chất lượng ý thức, thái độ xem xét theo dấu hiệu sau đây: a Sự hứng thú học tập nói chung, mơn nói riêng b Sự tự tin, ý thức tự chủ, tự lập c Sự chăm chỉ, kiên trì, chịu khó d Sự trung thực, cẩn trọng nhận định, nhận xét, đánh giá việc 1.2 ĐỔI MỚI PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC NHẰM TÍCH CỰC HĨA HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH 1.2.1 Định hƣớng đổi phƣơng pháp dạy học Những đường lối quan điểm đạo nhà nước đổi giáo dục nói chung THPT nói riêng thể nhiều văn bản, đặc biệt văn sau [1],[2]: + CT30/1998/CT-TTg chủ trương phân ban + Nghị 40/2000/QH10 đổi chương trình giáo dục phổ thông + Chỉ thị 14/2001/CT-TTg thực nghị 40 + Chiến lược phát triển giáo dục 2001 – 2010 + Luật giáo dục (sửa đổi năm 2005) Điều luật giáo dục (2005) khẳng định, nội dung mục tiêu giáo dục xác định đào tạo người phát triển toàn diện Nguyên lý giáo dục khẳng định điều Luật giáo dục “học đôi với hành, giáo dục kết hợp với lao động sản xuất, lý luận gắn với thực tiễn, giáo dục nhà trường kết hợp với giáo dục gia đình xã hội” Về phương pháp giáo dục phổ thông, điều 28 - Luật giáo dục quy định “Phương pháp giáo dục 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 10 Đây hai lớp thuộc ban tự nhiên, học môn vật lý sử dụng SGK chương trình nâng cao, chất lượng đầu vào hai lớp tương đối đồng giáo viên giảng dạy Cơ sở vật chất nhà trường tương đối đầy đủ, có phịng đa chức trang bị thiết bị đại máy chiếu, máy tính, ti vi, hệ thống loa…, đảm bảo điều kiện cần thiết để thực dạy học theo giáo án xây dựng 3.4.2 Phƣơng pháp tiến hành Sau xin ý kiến lãnh đạo nhà trường tổ chuyên môn, đồng ý, gặp gỡ trao đổi với giáo viên giảng dạy môn vật lý lớp 12T2 12T3 Giáo viên đề nghị chuẩn bị chu đáo dạy theo SGK, theo gợi ý SGV phát hành dạy cho lớp đối chứng trước Sau đó, giáo viên tiếp thu, nghiên cứu giáo án thiết kế đề tài tổ chức dạy học cho lớp thực nghiệm Chúng dự dạy thực nghiệm, theo dõi, ghi chép hoạt động giáo viên học sinh Sau dạy, trao đổi với giáo viên dạy thực nghiệm, xin ý kiến đóng góp giáo viên dự thiết kế tiến trình tổ chức dạy Bên cạnh đó, học sinh lớp thức nghiệm đối chứng làm khảo sát từ 10 đến 15ph với đề Sau chúng tơi tiến hành xử lý kết kiểm tra, so sánh đánh giá hiệu việc sử dụng thí nghiệm cải tiến học thiết kế Sau kết thúc chương, lớp thực nghiệm đối chứng kiểm tra viết 45 phút với đề Kết kiểm tra xử lý phương pháp thống kê mô tả thống kê kiểm định Từ kết đó, chúng tơi đánh giá kết thực nghiệm đề tài 3.5 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 3.5.1 Đánh giá định tính Qua quan sát học lớp đối chứng lớp thực nghiệm tiến hành theo tiến trình xây dựng, rút số nhận xét sau: 72 Đối với lớp đối chứng, cố gắng vận dụng phương pháp dạy học tích cực chủ yếu sử dụng tài liệu SGK, hình vẽ mà khơng quan sát thí nghiệm quan sát thí nghiệm thiếu độ xác, tượng khơng rõ ràng chịu tác động nhiều yếu tố nhiễu nên đạt mục tiêu dạy học mong muốn Học sinh nắm số tượng lan truyền sóng nước, giao thoa sóng, nhạc âm, tạp âm, mối quan hệ đặc sinh sinh lý với đặc trưng vật lý âm… cách máy móc, chưa làm rõ chất tượng Sự tham gia học sinh vào tiến trình dạy học chưa sơi có nhiều khái niệm lý thuyết, giáo viên phải sử dụng nhiều đến phương pháp thuyết trình, diễn giải Đối với lớp thực nghiệm, với việc sử dụng thí nghiệm khai thác từ thí nghiệm cải tiến, học sinh trực tiếp quan sát thí nghiệm thực với chất lượng cao nhiều so với thí nghiệm cấp Học sinh nắm chất tượng rõ hơn, tham gia tích cực, sơi tiến trình dạy học Người giáo viên có điều kiện để khai thác phương pháp thực nghiệm, giảm bớt việc phải mô tả, giải thích khái niệm Hiệu dạy học nâng cao đạt phần lớn mục tiêu dạy học Một số nội dung cụ thể : + Hiện tượng sóng : Được quan sát lan truyền sóng mặt nước với tần số nguồn sóng nhỏ, học sinh khơng nhầm lần lan truyền sóng với lan truyền phần tử mơi trường Dựa vào hình ảnh sóng với tần số khác nhau, học sinh tiếp nhận khái niệm bước sóng cách nhẹ nhàng, đồng thời nắm vững phụ thuộc bước sóng vào tần số sóng + Hiện tượng giao thoa sóng : Đây tượng đặc trưng sóng trừu tượng Dựa kiến thức tổng hợp hai dao động điều hòa phương tần số, đồng thời sử dụng mô tượng sóng, học sinh tự đưa dự đốn kết có hai sóng kết hợp chồng chất Quan sát thí nghiệm với độ xác cao phần lớn yếu tố nhiễu bị loại bỏ, học sinh thấy phù hợp dự đốn tượng thực, từ hiểu rõ 73 chất tượng giao thoa, nắm hình ảnh hệ vân giao thoa, cách xác định vị trí vân theo giá trị k giải tốn khai thác hình ảnh hệ vân giao thoa thuận lợi Bên cạnh đó, học sinh phân biệt giống khác hệ vân giao thoa hai nguồn dao động pha hai nguồn dao động ngược pha, dựa vào hệ vân để kiểm chứng kết định lượng xây dựng + Sóng âm : Bằng cách sử dụng máy vi tính kết hợp thiết bị ngoại vi phần mềm xử lý âm thanh, hình ảnh, dao động âm biển đổi thành dao động điện hiển thị dạng đồ thị có tác dụng hiệu lớn để dạy học nội dung sóng âm Các thí nghiệm tiến hành trực tiếp, đảm bảo tính khách quan, tạo khơng khí học tập sơi nổi, lơi Học sinh phân biệt khái niệm nhạc âm tạp âm dựa vào đồ thị âm, biết cách khai thác đồ thị dao động âm để khảo sát đặc tính vật lý âm biên độ, chu kỳ, tần số âm, mối liên hệ đặc trưng sinh lý với đặc trưng vật lý âm Tiết học đạt mục tiêu dạy học mà giáo viên không cần phải mô tả diễn giải nhiều chủ yếu học sinh rút từ việc trực tiếp làm quan sát thí nghiệm 3.5.2 Đánh giá định lƣợng Để đánh giá hiệu sử dụng thí nghiệm cải tiến, chúng tơi xây dựng đề kiểm tra theo hình thức trắc nghiệm với số lượng 25 câu, thời gian làm 45 phút Đề dùng chung cho lớp đối chứng lớp thực nghiệm Nội dung câu hỏi tập trung vào vấn đề tượng sóng cơ, đại lượng đặc trưng sóng, tượng giao thoa sóng, sóng âm… Đây vấn đề mà tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm cải tiến lớp thực nghiệm không sử dụng lớp đối chứng Qua đánh giá, nhận thấy câu hỏi liên quan đến chất tượng, hình ảnh sóng lan truyền sóng, bước sóng, khảo sát hệ vân giao thoa sóng,… chất lượng trả lời học sinh lớp thực nghiệm cao lớp đối chứng Những câu hỏi yêu cầu suy luận logic, vận dụng tốn học nhiều mức 74 độ trả lời hai lớp tương đối đồng Điều phần đánh giá hiệu việc sử dụng thí nghiệm cải tiến q trình dạy học vấn đề sóng Sau cho học sinh làm kiểm tra đánh giá, chúng tơi có kết sau: Bảng 3.1 Bảng thống kê điểm số (X i) kết kiểm tra học sinh Nhóm Số HS Đối chứng Thực nghiệm Điểm X i 10 46 11 48 11 Bảng 3.2 Bảng phân loại theo điểm kiểm tra học sinh Số % học sinh Nhóm Số HS Kém Yếu T.bình Khá Giỏi (0-2) (3-4) (5-6) (7-8) (9-10) Đối chứng 46 6,5 23,9 43,5 21,7 4,4 Thực nghiệm 48 2,1 18,8 41,6 31,3 8,3 Từ bảng 3.2 vẽ biểu đồ phân loại học sinh theo đề kiểm tra nhóm đối chứng nhóm thực nghiệm Biểu đồ 3.1 Phân loại theo điểm kiểm tra học sinh 75 Số % học sinh 50 40 Đối chứng 30 Thực nghiệm 20 10 Kém Giỏi Yếu Trung bình Khá Bảng 3.3 Bảng phân phối tần suất Nhóm Số % học sinh đạt điểm X i Số HS Đối chứng 46 Thực nghiệm 48 2,2 4,3 8,7 15,2 19,6 23,9 13,1 10 8,7 4,3 2,1 6,3 12,5 16,6 22,9 18,8 12,5 6,3 2,1 Từ bảng 3.3 vẽ biểu đồ đồ thị phân phối tần suất nhóm đối chứng nhóm thực nghiệm Biểu đồ 3.2 Phân phối tần suất 76 30 Số % học sinh Đối chứng Thực nghiệm 20 10 Điểm 10 Đồ thị 3.1 Phân phối tần suất Số% học sinh 30 25 Đối chứng 20 Thực nghiệm 15 10 5 Điểm 10 Bảng 3.4 Bảng phân phối tần suất lũy tích Nhóm Số % học sinh đạt điểm X i trở xuống Số HS Đối chứng 46 Thực nghiệm 48 2,2 6,5 15,2 30,4 2,1 8,3 50 73,9 87 10 95,7 100 100 20,8 37,5 60,4 79,2 91,6 97,8 100 Từ bảng 3.4 vẽ đồ thị biểu đồ phân phối tần suất lũy tích nhóm đối chứng nhóm thực nghiệm Đồ thị 3.2 Phân phối tần suất lũy tích 77 Số % học sinh đạt điểm Xi trở xuống 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Điểm Đối chứng Thực nghiệm Biểu đồ 3.3 Phân phối tần suất lũy tích 78 10 Số % học sinh đạt điểm Xi trở xuống 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Điểm Đối chứng 10 Thực nghiệm Để so sánh đánh giá mức độ tiếp thu kiến thức học sinh 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  Với: n  n i Xi n i1 X i điểm số n số học sinh tham gia kiểm tra ni số học sinh đạt điểm X i  n i Xi  X  n + Phương sai: S2  i 1 n 1  n i Xi  X  n + Độ lệch chuẩn: S  i 1 n 1 79 S cho biết độ phân tán quanh giá trị X , S nhỏ chứng tỏ số liệu phân tán + Hệ số biến thiên: V  S 100% X V cho phép so sánh mức độ phân tán số liệu + Sai số tiêu chuẩn: m  S n Từ kết thu qua bảng 3.1, số trung bình cộng điểm kiến thức nhóm đối chứng nhóm thực nghiệm XĐC  5,24 XTN  6,02  Điểm trung bình cộng nhóm thực nghiệm cao nhóm đối chứng Bảng 3.5 Bảng tổng hợp tham số Nhóm Số HS X S2 S V(%) X= X m Đối chứng 46 5,24 3,422 1,85 35,3 5,24 ± 0,04 Thực nghiệm 48 6,02 3,212 1,792 29,8 6,02 ± 0,037 Từ tính tốn bảng số liệu, đồ thị trên, rút kết luận sơ sau: + Đường tích lũy ứng với lớp thực nghiệm nằm bên phải phía đường tích lũy ứng với lớp đối chứng Điều chứng tỏ kết học tập học sinh lớp thực nghiệm cao kết học tập học sinh lớp đối chứng + Điểm trung bình kiểm tra học sinh lớp thực nghiệm cao so với học sinh lớp đối chứng, độ lệch chuẩn có giá trị tương ứng nhỏ nên số liệu thu phân tán, giá trị trung bình có độ tin cậy cao V TN < VĐC chứng tỏ độ phân tán lớp thực nghiệm giảm so với lớp đối chứng 3.5.3 Kiểm định giả thuyết thống kê Dùng phương pháp kiểm định khác hai trung bình cộng (kiểm định Student) để kiểm định khác hai điểm trung bình học sinh hai nhóm thực nghiệm đối chứng 80 Từ kết tính tốn ta thấy điểm trung bình cộng nhóm thực nghiệm XTN cao nhóm đối chứng XĐC Vậy khác hai điểm trung bình có ý nghĩa khơng? Việc sử dụng số thí nghiệm cải tiến có nhằm nâng cao chất lượng dạy học chương “Sóng cơ” Vật lý 12 nâng cao hay không? Để trả lời câu hỏi này, trước hết ta đề giả thuyết thống kê: Giải thuyết H0 : Sự khác XTN XĐC khơng có ý nghĩa Giả thuyết H1 : Điểm trung bình XTN lớn XĐC có ý nghĩa Để kiểm định giả thuyết, xác định đại lượng kiểm định t theo công thức: t XTN  X ĐC S2ĐC STN  n TN n ĐC Kết tính tốn thu t =2,07 Ta tra bảng phân phối Student với mức ý nghĩa  = 0,05 bậc tự f = nTN + nĐC – = 92, ta có t = 1,72 Như t > t Do ta bác bỏ giả thuyết H0 chấp nhận giả thuyết H1 Như điểm trung bình cộng nhóm đối chứng thực chất, ngẫu nhiên Điều cho phép kết luận việc sử dụng thí nghiệm cải tiến mang lại hiệu cao hơn, góp phần nâng cao chất lượng dạy học 81 KẾT LUẬN CHƢƠNG Qua trình thực nghiệm sư phạm, xử lý phân tích số liệu thống kê, kết nhận mặt định tính định lượng khẳng định tính khả thi hiệu đề tài Các kết thực nghiệm cho thấy việc khai thác, sử dụng thí nghiệm cải tiến có tác dụng nâng cao chất lượng dạy học chương sóng – Vật lý 12 nâng cao, khẳng định tính đắn giả thuyết ban đầu đặt So sánh khác biệt lớp đối chứng lớp thực nghiệm, thấy rõ vai trị quan trọng thí nghiệm dạy học vật lý nói chung chương “Sóng cơ” vật lý 12 nâng cao nói riêng Khai thác hiệu quả, hợp lý thí nghiệm khơng giúp học sinh hiểu nắm vững chất tượng, quy luật diễn biến tượng mà giúp học sinh rèn luyện kỹ năng, phát huy tính tích cực chủ động học sinh tiến trình xây dựng kiến thức, tạo hứng thú, lơi tiết học, giúp học sinh có cách nhìn thú vị u thích mơn vật lý 82 KẾT LUẬN CHUNG Qua q trình nghiên cứu đề tài “Cải tiến số thí nghiệm góp phần nâng cao chất lƣợng dạy học chƣơng “Sóng cơ” Vật lý 12 chƣơng trình nâng cao”, đối chiếu với mục đích nhiệm vụ nghiên cứu đề tài, đạt kết sau : + Góp phần làm rõ sở lý luận việc cải tiến thí nghiệm cách sử dụng góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lý THPT + Đã tìm hiểu thực trạng việc sử dụng thí nghiệm dạy học chương ”Sóng cơ” Vật lý 12 chương trình nâng cao số trường thành phố Vinh Qua phân tích thuận lợi khó khăn việc khai thác thiết bị thí nghiệm trang bị cho trường dạy học tượng sóng + Cải tiến thí nghiệm khảo sát tượng giao thoa nhiễu xạ sóng Những chi tiết cải tiến đơn giản mang lại hiệu cao Với thí nghiệm cải tiến, khơng thực thí nghiệm theo ý tưởng chế tạo ban đầu với chất lượng tốt mà cịn thực nhiều thí nghiệm lan truyền sóng phẳng mặt nước, giao thoa sóng nước với hai nguồn dao động pha, ngược pha sóng trịn sóng phẳng Khơng vậy, tần số sóng, khoảng cách hai nguồn sóng thay đổi, giúp cho việc giảng dạy vấn đề giao thoa sóng đầy đủ, trọn vẹn + Tiến hành quay video clip tượng sóng nước lan truyền sóng, giao thoa sóng, nhiễu xạ sóng với tổng thời gian 15 phút từ thí nghiệm cải tiến, phục vụ hữu ích cho q trình dạy học + Đề xuất phương án sử dụng máy vi tính kết hợp với phần mềm âm thanh, hình ảnh, trình chiếu để hỗ trợ dạy học sóng âm + Soạn ba giáo án xây dựng kiến thức vận dụng thí nghiệm cải tiến theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh + Tiến hành thực nghiệm sư phạm để kiểm tra tính đắn giả thuyết đặt tính khả thi, hiệu vận dụng kết đề tài vào thực tiễn trình dạy học 83 Với kết đạt trên, đề tài giải nhiệm vụ đặt Ý kiến đề xuất : Thí nghiệm có vai trị quan trọng hoạt động nhận thức vật lý Các nhà trường có đầu tư trang thiết bị thí nghiệm phục vụ dạy học Tuy nhiên để khai thác hiệu thí nghiệm vào dạy học ln vấn đề cần xem xét Với chất lượng chưa cao, độ bền với chi tiết chưa hợp lý cấu tạo kỹ thuật, phương án sử dụng, số nguyên nhân cản trở việc sử dụng thí nghiệm dạy học giáo viên Vì vậy, người giáo viên có vai trị mấu chốt, trách nhiệm, nhiệt huyết với nghề, cần có tìm tịi sáng tạo để cải tiến thiết bị có, khai thác sử dụng, góp phần nâng cao chất lượng dạy học Các nhà trường ban ngành liên quan cần có quan tâm mức, đầu tư sở vật chất, thiết bị thí nghiệm cần thiết phục vụ cho trình dạy học, lựa chọn đối tác cung cấp thiết bị đảm bảo chất lượng Bên cạnh có biện pháp khuyến khích, động viên giáo viên khai thác, sử dụng có đầu tư cải tiến thí nghiệm để nâng cao chất lượng thí nghiệm Các cấp quản lý giáo dục phổ thông cần tổ chức bồi dưỡng, kiểm tra giáo viên kỹ sử dụng thí nghiệm vật lý nhà trường Chương trình, sách giáo khoa thay đổi tạo điều kiện phát huy tính tích cực sáng tạo dạy học nội dung thi cử chủ yếu kiểm tra vốn kiến thức, kỹ giải tập mà liên quan đến kỹ thực hành thí nghiệm Do chưa có tác dụng kích thích mạnh giáo viên học sinh ý đến việc sử dụng thí nghiệm dạy học Cần có điều chỉnh để tăng cường vai trị thí nghiệm dạy học thi cử Với kết đạt qua thực nghiệm sư phạm, khẳng định tính khả thi hiệu đề tài, phổ biến thí nghiệm cải tiến, video clip thu vào thực tiễn dạy học Đồng thời, dựa ý tưởng cải tiến, nhà sản xuất thiết bị dạy học đưa ý tưởng để sản xuất đồng loạt thí nghiệm khảo sát tượng giao thoa nhiễu xạ sóng nước, phục vụ hữu ích cho q trình dạy học 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ giáo dục đào tạo (2006), Chương trình Giáo dục thổ thơng Những vấn đề chung, NXB Giáo dục [2] Nguyễn Văn Cường, Bernd Meier (2010), Một số vấn đề chung đổi phương pháp dạy học trường phổ thông [3] Hà Văn Hùng (2007), Phương pháp sử dụng phương tiện thí nghiệm dạy học Vật lý, ĐH Vinh [4] Nguyễn Quang Lạc (2010), Những tiếp cận đại lý luận phương pháp dạy học Vật lý, ĐH Vinh [5] Trần Thị Mỹ Linh (2009), Nâng cao tính tích cực nhận thức bồi dưỡng lực tư sáng tạo cho học sinh thông qua tổ chức dạy học giải vấn đề số phần “Quang hình học” Vật lý 11 – nâng cao, ĐH Vinh, Luận văn thạc sỹ [6] Võ Hồng Ngọc (2008), Hình thành kỹ làm thí nghiệm Vật lý cho học sinh lớp THCS góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn, ĐH Vinh, Luận án tiến sỹ [7] Phạm Thị Phú (2002), Nghiên cứu vận dụng phương pháp nhận thức vào dạy học giải vấn đề dạy học vật lý trung học phổ thông, ĐH Vinh, Đề tài cấp [8] Tập thể tác giả (2008), Vật lý 12 – nâng cao, NXB Giáo dục [9] Tập thể tác giả (2008), Bài tập Vật lý 12 – nâng cao, NXB Giáo dục [10] Tập thể tác giả (2008), Sách giáo viên Vật lý 12 – nâng cao, NXB Giáo dục [11] Nguyễn Đức Thâm, Nguyễn Ngọc Hưng, Phạm Xuân Quế (2003), Phương pháp dạy học Vật lý Trường phổ thông, NXB Đại học Sư phạm [12] Phạm Hữu Tòng (1999), Thiết kế hoạt động dạy học vật lý, NXB Giáo dục [13] Lê Công Triêm (2005), Sử dụng máy vi tính dạy học vật lý, NXB Giáo dục 85 [14] Lê Minh Triết (2009), Xây dựng số video clip thí nghiệm giáo khoa dùng cho dạy học phần “Cơ học” vật lý 10 THPT Phân ban, ĐH Vinh, Luận văn thạc sỹ [15] Thái Duy Tuyên (1999), Những vấn đề giáo dục học đại, NXB Giáo dục [16] Nguyễn Như Ý (1999), Đại từ điển tiếng việt, NXB Văn hóa thơng tin 86 ... sở lý luận thực tiễn cho việc cải tiến thí nghiệm cách sử dụng góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lý THPT - Đề xuất cải tiến ba thí nghiệm cách sử dụng góp phần nâng cao chất lượng dạy học. .. số thí nghiệm cách sử dụng hợp lý góp phần nâng cao chất lượng dạy học chương ? ?Sóng cơ? ?? Vật lý 12 chương trình nâng cao Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài - Nghiên cứu sở lý luận việc cải tiến thí nghiệm. .. học vật lý trường THPT Chương Nghiên cứu cải tiến số thí nghiệm dạy học chương ? ?Sóng cơ? ?? vật lý 12 chương trình nâng cao Chương Thực nghiệm sư phạm Kết luận Phụ lục Đóng góp luận văn - Góp phần