8. Cấu trúc của đề tài
3.4.Nội dung thực nghiệm
STT Bài Nội dung
1 Bài 1+2 Trao đổi nước ở thực vật
2 Bài 3 Trao đổi dinh dưỡng khoáng và nito ở thực vật Chúng tôi đã soạn đề kiểm tra chất lượng học tập của HS trong và sau TN. Sau mỗi bài, chúng tôi tiến hành kiểm tra chất lượng lĩnh hội và khả năng vận dụng kiến thức của HS ở cả 2 nhóm lớp ĐC và lớp TN với cùng thời gian, cùng đề và cùng biểu điểm.
77 3.5. Phương pháp thực nghiệm
3.5.1. Chọn trường thực nghiệm
TN được tiến hành trong năm học 2014 - 2015, học kì 1 tiến hành ở 4 lớp 11 tại trường THPT Trần Hưng Đạo, trong đó có 2 lớp TN và 2 lớp ĐC.
3.5.2. Chọn học sinh thực nghiệm
Số lượng, trình độ và chất lượng học tập của các lớp này là gần tương đương nhau (dựa vào kết quả điểm học tập bộ môn và phân loại HS theo đánh giá của GV bộ môn và GV chủ nhiệm).
3.5.3. Chọn giáo viên dạy thực nghiệm
GV tham gia TN là những GV có thâm niên và trình độ giảng dạy tương đối đồng đều và đã khá thành thạo việc sử dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy.
Chúng tôi tiến hành thỏa luận và thống nhất ý đồ về phương pháp và tiến trình thực hiện với GV dạy thực nghiệm, có rút kinh nghiệm trước khi dạy thực nghiệm chính thức.
3.5.4. Phương án thực nghiệm
Phương án thực nghiệm được tiến hành theo phương pháp song song trên 2 lớp ĐC và TN. Lớp TN, ĐC đều do cùng một GV dạy, khác nhau ở chỗ:
- Lớp TN: sử dụng giáo án có tích hợp liên môn trong dạy học với các phương pháp dạy học thích hợp.
- Lớp ĐC: Dạy học bằng giáo án thông thường với các phương pháp thích hợp.
3.6. Kết quả thực nghiệm
3.6.1. Kết quả định lượng
Sau mỗi bài thực nghiệm, chúng tôi tiến hành kiểm tra, chấm điểm và xử lý số liệu theo phương pháp thống kê toán học:
78
- Biểu diễn các đường đặc trưng phân phối. - Tính các tham số đặc trưng thống kê:
+ Tính trung bình ( x ): 10 0 1 i i i x x f n Trong đó:
xi : biến cố biểu thị điểm bài kiểm tra ( xi nhận giá trị từ 0 đến 10) fi : là số bài kiểm tra có điểm là xi
n : là số bài làm
Trung bình cộng là một trị số đặc trưng tiêu biểu cho toàn bộ các phần tử trong tập hợp. Trung bình cộng có thể đại diện một cách khá đầy đủ và chặt chẽ cho một tập hợp nếu tập hợp đó có độ đồng nhất cao. Tuy nhiên, trung bình cộng chưa biểu thị được đặc điểm phân tán của tập hợp.
+ Số trội (Mod) : là giá trị mô tả quan trọng, nó cho biết giá trị thường
gặp nhất của biến số trong một mẫu, nghĩa là trị số của xi gặp nhiều lần nhất.
Với dãy số liệu thu gọn, thì Mod chính là giá trị xi mà ứng với nó có mi lớn nhất. Với dãy số liệu phân lớp (ai, a(j+1)), thì công thức tính Mod như sau :
1 1 1 i i i i i i i i m m Mod a d m m m m Trong đó :
mi : tần số của lớp chứa Mod
mi-1: tần số dưới lớp chứa Mod
mi+1: tần số trên lớp chứa Mod (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Khoảng biến thiên (R) : biểu thị độ phân tán của các giá trị đại lượng
nào đó một cách đơn giản nhất. Khoảng biến thiên được tính theo công thức:
max min
79
Khoảng biến thiên chỉ ra độ dao động của các giá trị xi khác nhau. Thông thường, khoảng biến thiên càng nhỏ, giá trị trung bình càng đại diện tốt cho giá trị của dãy thử.
+ Phương sai (S2) : Phương sai của một mẫu trung bình là độ lệch bình
phương của các giá trị mẫu so với giá trị trung bình cộng là tham số đặc trưng cơ bản nhất tính chất phân tán của số liệu.
10 2 2 1 1 ( ) i i i S f x x n
+ Độ lệch tiêu chuẩn (S) : là căn bậc hai của phương sai, biểu thị mức độ phân tán của các số liệu quanh giá trị trung bình cộng.
10 2 1 1 ( ) i i i S f x x n + Hệ số biến thiên (Cv):
Khi có hai giá trị trung bình cộng khác nhau, độ lệch chuẩn khác nhau thì phải xét hệ số biến thiên:
.100% v S C x
Hệ số biến thiên thường được sử dụng để đánh giá mức độ phân tán của các số liệu của hai dãy số liệu không cùng thứ nguyên.
Cv % có giá trị trong khoảng (0 - 10%): dao động nhỏ, độ tin cậy cao (10 - 30%): dao động trung bình
(30 - 100%):dao động lớn,độ tin cậy thấp. - Ước lượng phương sai (α):
Xác định khoảng tin cậy (KTC) của phương sai tổng thể dựa vào các tham số trên:
α = 0,05 KTC = S2 ± 2 S2 (2/n)0,5 α = 0,01 KTC = S2 ± 2,6 S2 (2/n)0,5
80 α = 0,001 KTC = S2 ± 3,3 S2 (2/n)0,5
- Kiểm định giả thuyết thống kê bằng phương pháp U:
Trong thống kê toán học, phương pháp này được sử dụng khi cần so sánh về giá trị trung bình, phương sai hay xác suất của các tổng thể để đưa ra một kết luận về sự khác biệt của các đặc trưng thống kê.
So sánh số trung bình cộng:
Với các ý tưởng, phương pháp sư phạm được đưa ra thử nghiệm, có hai giả thuyết được đặt ra (H0 và H1). Người nghiên cứu phải lựa chọn 1 trong hai giả thuyết này để khả năng sai lầm là ít nhất. Vì chấp nhận hay bác bỏ một giả thuyết chỉ dựa trên mẫu, do đó có 2 loại sai lầm có thể mắc phải. Ta phải khống chế khả năng phạm một loại sai lầm và cố gắng hạn chế tối đa khả năng phạm sai lầm kia, khi cho trước một độ tin cậy α nào đó.
Giả thuyết
Quyết định
H0 được chấp nhận H1 được chấp nhận
H0 Đúng Sai
H1 Sai Đúng
Giả thuyết H0: Mẫu A (có n1 số liệu, trung bình cộng x1
) và mẫu B (có n2 số liệu, trung bình cộng x2) được rút ra từ một tổng thể. Tức là, biến sai d = x1- x2≠0 chỉ là do ngẫu nhiên. Nếu H0 sai, thì 2 mẫu thuộc hai tổng thể khác nhau. Tuy nhiên, cần xác định những chỉ số giới hạn có ý nghĩa của d để giả thuyết H0 đúng. Ngoài giới hạn này, giả thuyết H0 bị phủ nhận. Nghĩa là có sự sai khác giữa trung bình của hai tổng thể.
- So sánh số lượng với trung bình mẫu lớn (n>30) d = x1 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- x2
81 Nếu H0 đúng, thì. 0,5 2 2 1 2 1 2 d S S s n n
và U = d/Sd có phân phối gần chuẩn
với x = 0 và S2 = 1. Nếu cho trước α có thể xác định được Uα/2.
Nếu /2 d d U U S thì ta bác bỏ H0 (chấp nhận d ≠ 0); U ≥ Uα/2 thì chấp nhận d > 0 (12 ); U ≤ Uα/2 thì chấp nhận d <0 (12 ). Nếu α = 0,05 & U >1,96
Nếu α = 0,01 & U >2,6 thì giả thuyết H0 phủ nhận Nếu α = 0,001 & U >3,3
- Chú thích:
+ n1, n2 là số HS được kiểm tra ở các khối lớp TN và ĐC + 2 1 S , 2 2
S là phương sai của các khối lớp TN và ĐC
+ x1, x2 là điểm trung bình bài kiểm tra của các khối lớp TN và ĐC
3.6.1.1. Kết quả các bài kiểm tra trong thực nghiệm
Chúng tôi tiến hành làm 2 bài kiểm tra 15 phút trong quá trình TN. - Bài kiểm tra số 1: TN1 và ĐC1
- Bài kiểm tra số 2: TN2 và ĐC2
Kết quả tổng hợp các bài kiểm tra TN được tổng hợp trong bảng 3.1
Bảng 3.1. Thống kê điểm các bài kiểm tra trong TN
Phương án Xi ni 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X TN1 91 0 0 0 1 2 11 19 43 9 6 7.67 ĐC1 93 0 0 1 4 10 28 27 16 5 2 6.65 TN2 91 0 0 0 2 3 10 24 37 10 5 7.54 ĐC2 93 0 0 2 2 9 37 25 10 6 2 6.55
82
Thông qua bảng 3.1, ta có thể dễ dàng nhận thấy được rằng điểm trung bình của bài kiểm tra cả hai lần 1 và 2 thì lớp TN đều cao hơn lớp ĐC. Điều này thể hiện rõ ràng hơn thông qua đồ thị dưới đây:
Biểu đồ 3.1. Đồ thị điểm trung bình các bài kiểm tra trong TN Bảng 3.2. Bảng so sánh các tham số đặc trưng giữa các lớp ĐC và TN
của 2 bài kiểm tra.
Phương án n X S2 S
TN1 91 7.67 1.33 1.15
ĐC1 93 6.65 1.77 1.33
TN2 91 7.54 1.49 1.22
ĐC2 93 6.55 1.7 1.3
Bảng 3.3. Tần suất điểm bài kiểm tra lần 1 trong TN
Phương án 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN1 0 0 0 1.09 2.19 12.08 20.87 47.25 9.89 6.59 ĐC1 0 0 1.07 4.3 10.75 30.1 29.03 17.2 5.37 2.15 5.8 6 6.2 6.4 6.6 6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8 Lần 1 Lần 2 TN ĐC
83
Biểu đồ 3.2. Đồ thị tần suất điểm bài kiểm tra lần 1 trong TN
Trong hình 3.2 chúng ta thấy giá trị mod điểm số các lớp TN là 8 trong khi giá trị mod điểm số các lớp ĐC dao động giữa 6 và 7. Như vậy ở lớp TN kết quả các bài kiểm tra có chất lượng cao hơn ở lớp ĐC. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Với bài kiểm tra số 2 chúng ta cũng rút ra được các kết luận tương tự, điều này được thể hiện thông qua bảng 3.4 và hình 3.3
Bảng 3.4. Tần suất điểm bài kiểm tra lần 2 trong TN
Phương án
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
TN2 0 0 0 2.19 3.29 10.98 26.37 40.65 10.98 5.49 ĐC2 0 0 2.15 2.15 9.67 39.78 26.88 10.75 6.45 2.15
Biểu đồ 3.3. Đồ thị tần suất điểm bài kiểm tra lần 2 trong TN
0 10 20 30 40 50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN1 ĐC2 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN2 ĐC2
84
Trong hình 3.3 chúng ta thấy giá trị mod điểm số các lớp TN là 8 trong khi giá trị mod điểm số các lớp ĐC là 6. Như vậy ở lớp TN kết quả các bài
kiểm tra có chất lượng cao hơn ở lớp ĐC.
* Kiểm định giả thuyết thống kê theo phương pháp U
Kết quả 2 bài kiểm tra cho thấy điểm trung bình cộng X các bài kiểm tra của lớp TN cao hơn so với lớp ĐC. Vấn đề đặt ra là sự khác nhau đó
có ý nghĩa không? Có phải thực sự do cách dạy mới (do chúng tôi đề xuất) tốt hơn cách dạy cũ hay sự khác nhau chỉ do ngẫu nhiên? Nếu áp dụng rộng rãi
phương pháp mới thì nói chung kết quả có tốt hơn phương pháp cũ không? Để giải quyết vấn đề trên, chúng tôi nêu ra giả thuyết thống kê H0.
Giả thuyết H0 đặt ra là : “Không có sự khác nhau giữa kết quả học
tập của các lớp TN và các lớp ĐC”. Dùng tiêu chuẩn U để kiểm định giả
thuyết H0, kết quả kiểm định thể hiện ở bảng 3.5.
Bảng 3.5. Kiểm định X điểm các bài kiểm tra trong TN lần1
U-Test: Two Sample for Means
TN1 ĐC1
Mean (XTN và XĐC) 7.67 6.65
Known Variance (Phương sai) 1.33 1.77
Observations (Số quan sát) 91 93
Hypothesized Mean Difference (H0) 0 0
Z (Trị số z = U) 5.53
P(Z<=z) one-tail (Xác suất 1 chiều của z) 1.6.10-8 z Critical one-tail (Trị số z tiêu chuẩn theo XS 0,05 một
chiều) 1.64
P(Z<=z) two-tail (Xác xuất 2 chiều của trị số z tính toán) 3.2.10-8 z Critical two-tail (Trị số z tiêu chuẩn SX 0,05 hai chiều) 1.95
85
Trong bảng 3.5, XTN > XĐC. Trị số tuyệt đối của U = 5.53 > 1.96, (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
với xác xuất 1 chiều là 0. Giả thuyết H0 bị bác bỏ, tức là sự khác biệt giá trị trung bình của 2 mẫu có ý nghĩa thống kê.
Để khẳng định thêm kết luận của mình chúng tôi tiếp tục kiểm định kết quả của bài kiểm tra thứ 2.
Bảng 3.6. Kiểm định X điểm các bài kiểm tra trong TN lần 2
U-Test: Two Sample for Means
TN2 ĐC2
Mean (XTN và XĐC) 7.54 6.55
Known Variance (Phương sai) 1.49 1.7
Observations (Số quan sát) 91 93
Hypothesized Mean Difference (H0) 0 0
Z (Trị số z = U) 5.31
P(Z<=z) one-tail (Xác suất 1 chiều của z) 5.19.10-8 z Critical one-tail (Trị số z tiêu chuẩn theo XS 0,05 một
chiều) 1.64
P(Z<=z) two-tail (Xác xuất 2 chiều của trị số z tính toán) 1.04.10-7 z Critical two-tail (Trị số z tiêu chuẩn SX 0,05 hai chiều) 1.95
Trong bảng 3.6, XTN > XĐC và phương sai của TN nhỏ hơn so với ĐC.
Trị số tuyệt đối của U = 5.31 > 1.96, với xác xuất 1 chiều là 0. Giả thuyết H0 bị bác bỏ, tức là sự khác biệt giá trị trung bình của 2 mẫu có ý nghĩa thống kê.
3.6.1.2. Kết quả bài kiểm tra sau thực nghiệm
Sau thực nghiệm 2 tuần chúng tôi tiến hành cho HS ở nhóm ĐC và TN làm 1 bài kiểm tra nhằm kiểm tra độ bền kiến thức của HS. Kết quả kiểm tra của 2 nhóm được tổng hợp ở bảng sau. (chúng tôi kí hiệu là TN3 và ĐC3)
86
Bảng 3.7. Tổng hợp điểm các bài kiểm tra độ bền kiến thức sau TN
Lớp n xi
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
TN3 91 0 0 0 1 3 9 28 32 11 7
ĐC3 93 0 0 3 8 14 22 23 17 5 1
Bảng 3.8. Bảng so sánh các tham số đặc trưng giữa các lớp ĐC và TN của bài kiểm tra độ bền kiến thức.
Phương án n X S2 S
TN3 91 7.62 1.48 1.12
ĐC3 93 6.39 2.28 1.51
Biểu đồ 3.4. Đồ thị điểm trung bình của bài kiểm tra sau TN
Từ số liệu bảng 3.8 và đồ thị hình 3.4 chúng ta thấy điểm trung bình các bài kiểm tra sau TN ở nhóm TN cao hơn nhóm ĐC. Điều này chứng tỏ ở nhóm TN độ bền kiến thức cao hơn nhóm ĐC.
Bảng 3.9. Bảng tần suất điểm bài kiểm tra độ bền kiến thức (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Phương án 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC3 0 0 0 1.09 3.29 9.89 30.76 35.16 12.08 7.69 5.5 6 6.5 7 7.5 8
Kiểm tra độ bền kiến thức
TN3 ĐC3
87
TN3 0 0 3.22 8.6 15.05 23.65 24.73 18.27 5.37 1.07
Đồ thị 3.5. Đồ thị tần suất điểm bài kiểm tra độ bền kiến thức
Từ đồ thị hình 3.5 ta thấy giá trị mod của các lớp TN là điểm 8, của các lớp ĐC là điểm 6. Từ giá trị mod = 6 trở xuống, tần suất điểm của các lớp ĐC cao hơn so với các lớp TN. Ngược lại từ giá trị mod = 7 trở lên, tần suất điểm số của các lớp TN cao hơn tần suất điểm của các lớp ĐC. Điều này cho phép khẳng định kết quả của các bài kiểm tra ở khối lớp TN cao hơn so với ĐC.
3.6.2. Kết quả định tính
Căn cứ vào kết quả bài kiểm tra viết, kết hợp với các câu hỏi kiểm tra vấn đáp trong quá trình dạy học, đồng thời tiến hành dự giờ, thăm lớp chúng tôi thấy kết quả học tập và tính tích cực học tập của HS ở lớp TN cao hơn so với lớp ĐC.
- Ở lớp TN: HS tích cực phát biểu ý kiến, hoạt động nhóm sôi nổi. Trong mỗi hoạt động trên lớp, các em chủ động nghiên cứu trong SGK, nghiêm túc trao đổi với các thành viên trong nhóm hoặc với GV để giải quyết vấn đề. Khi tiến hành thảo luận, làm việc nhóm các em chú ý lắng nghe và đưa ra nhận xét. Nhiều HS đã thể hiện được sự nhạy bén trong tư duy và khả năng phân tích vấn đề một cách sâu sắc. HS cũng đã có trao đổi qua lại tích cực với GV trong quá trình hoạt động, có ý thức đào sâu và mở rộng vấn đề,
0 5 10 15 20 25 30 35 40 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC3 TN3
88
chủ động phát triển thêm các nội dung kiến thức và đặt ra những câu hỏi phản hồi lý thú cho GV.
- Ở lớp ĐC: Không khí lớp học trầm hơn, các em ít tham gia vào bài học một cách chủ động mà chăm chú vào việc lắng nghe, ghi chép những gì GV giảng.
Sự tương tác qua lại giữa GV và HS rất ít có do các em không hề đặt ra các câu hỏi hay chủ động phân tích nội dung bài học để giải quyết vấn đề. Khi GV đặt câu hỏi, cũng có một vài HS tham gia xây dựng bài tuy nhiên phụ thuộc nhiều vào nội dung đã có sẵn trong SGK.
Hầu hết các GV tham gia dự giờ cùng chúng tôi đều cho ý kiến nhận