10. Cấu trúc của luận văn
3.2.2. Phương thức tổ chức quá trình thực nghiệm sư phạm
- Hình thức tổ chức:
+ Ở lớp ĐC 11A2: dạy học theo phương pháp hiện đang dùng tại các
trường THPT, lớp học là một phòng thí nghiệm gồm các bộ thí nghiệm thật. Lớp đối chứng sẽ được chia thành những nhóm nhỏ gồm 7 học sinh (chỉ có 6 bộ thí nghiệm) và làm thí nghiệm tại các bàn được phân bố tại các vị trí đã định sẵn trong lớp. Học sinh được giáo viên hướng dẫn một tiết trên lớp trước đó về các thiết bị thí nghiệm, cách tiến hành và cách viết báo cáo thí nghiệm. Nếu học sinh có thắc mắc gì có thể đọc và tìm hiểu thêm trong SGK hoặc hỏi trực tiếp giáo viên. Các bản báo cáo thí nghiệm học sinh sẽ chuẩn bị trước ở nhà theo mẫu và kết quả được ghi và xử lí, tính toán tại giờ thực hành mà học sinh tự làm trên phòng thực hành.
Bài thực hành thí nghiệm gồm có ba phần. Đầu tiên, học sinh sẽ phải trả lời các câu hỏi tự luận trong SGK để kiểm tra kiến thức lí thuyết có liên quan đến bài thí nghiệm và ghi vào báo cáo thí nghiệm của mình. Sau đó đến phần thực hiện thí nghiệm. Các kết quả thí nghiệm thu được trong phần này sẽ được ghi vào báo cáo, xử lí, ghi lại và hoàn chỉnh tại lớp vào báo cáo, nộp lại cho giáo viên. Nếu học sinh thu được kết quả sai, chưa như mong muốn có thể lặp lại thí nghiệm nhiều lần, điều chỉnh lại các thiết bị hoặc tìm kiếm lời giải thích cho kết quả đó. Học sinh có thể nhờ giáo viên hướng dẫn thêm trong quá trình làm thí nghiệm. Đa số các nhóm học sinh sau khi chuẩn bị và lắp đặt xong các thiết bị thí nghiệm sẽ nhờ giáo viên kiểm tra trước khi đo đạc và làm nhưng vẫn không thể tránh khỏi những sai sót trong quá trình làm. Kết quả đạt được trong tất cả các phần sẽ được dùng để đánh giá bài thực hành thí
87
nghiệm của nhóm học sinh qua bản báo cáo và quá trình thao tác thí nghiệm của nhóm học sinh.
+ Ở lớp TN 11A1: Bài thực hành theo phân phối chương trình là 2 tiết,
theo thời khóa biểu thì không có 2 tiết Vật lí liền nhau nên được tổ chức 2 tiết vào hai ngày khác nhau.
+ Tiết 1: Tổ chức cho nhóm thực nghiệm vào phòng máy, hai học sinh làm trên một máy tính, dùng màn chiếu, phóng to hình ảnh của phần mềm thí nghiệm ảo rồi giới thiệu cách sử dụng thí nghiệm thực hành Vật lí ảo, nhóm học sinh với 2 người một sẽ tiến hành làm thí nghiệm thực hành ảo trên máy tính kết hợp với nghiên cứu tài liệu hướng dẫn thực hành tôi đã phát từ buổi trước. Với mỗi bài thí nghiệm, học sinh sẽ lần lượt thực hiện 3 phần (Kiểm tra kiến thức lí thuyết, Thực hiện thí nghiệm, Xử lí và ghi lại kết quả thí nghiệm) ngay trên máy tính. Ngay sau khi hoàn thành mỗi phần, học sinh phải báo cáo kết quả cho giáo viên để giáo viên kiểm tra, đánh giá.
+ Tiết 2: Tổ chức cho các em chia nhóm tương tự như nhóm đối chứng, mỗi nhóm có một bộ dụng cụ thí nghiệm và làm thí nghiệm. Kết quả thu được là một bài báo cáo thực hành theo mẫu trong sách giáo khoa đã chuẩn bị sẵn ở nhà. Kèm theo các phương án mới nếu có.
Thời gian để học sinh lớp thực nghiệm và lớp đối chứng thực hiện mỗi bài thí nghiệm thực hành cũng như thời gian trả lời các câu hỏi trắc nghiệm hoặc tự luận trong các phần kiểm tra kiến thức lí thuyết và xử lí kết quả, nhận xét là như nhau. Nội dung các câu hỏi trắc nghiệm hoặc tự luận đối với phần kiểm tra kiến thức lí thuyết và các phần khác là hoàn toàn giống nhau. Có thể chỉ khác nhau về hình thức hỏi ở một số câu cho phù hợp với từng hình thức thí nghiệm (thí nghiệm thật với lớp đối chứng, thí nghiệm ảo đối với lớp thực nghiệm).
88
phạm, tôi có đưa ra phiếu điều tra để học sinh đưa ra ý kiến về thí nghiệm thực hành ảo đã xây dựng (và tham khảo thêm các ý kiến của các đồng nghiệp giáo viên khác ).
- Quan sát quá trình thực nghiệm sư phạm:
Tất cả các giờ học ở lớp thực nghiệm và lớp đối chứng đều được quan sát và ghi chép về hoạt động của thầy giáo hướng dẫn thí nghiệm và học sinh theo các nội dung dưới đây:
+ Vai trò của thầy giáo hướng dẫn thí nghiệm trong các buổi thực hành thí nghiệm.
+ Thời gian làm bài thí nghiệm (cụ thể là thời gian tìm hiểu dụng cụ, lắp đặt thí nghiệm, tiến hành các phương án thí nghiệm, đo đạc, thu thập, xử lí số liệu ...).
+ Tính tích cực của học sinh (thông qua thái độ học tập, trạng thái tâm lí, sự biểu hiện trên các nét mặt của học sinh...) trong quá trình thực hiện thí nghiệm thực hành.
+ Mức độ kiến thức đạt được (nhiều hay ít, chất lượng hay không chất lượng) của học sinh thông qua các kết quả đạt được ở các phần kiểm tra.
+ Sau các giờ thực hành có sự trao đổi giữa giáo viên và học sinh, lắng nghe các ý kiến đóng góp để rút kinh nghiệm cho các tiết thực hành sau. Đồng thời lắng nghe ý kiến và phân tích phiếu phỏng vấn về thí nghiệm ảo từ đó sửa đổi, bổ sung để hoàn thiện thí nghiệm thực hành ảo cho phù hợp.
- Tiêu chí đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm:
Để đánh giá những kết quả đạt được (mức độ kiến thức đạt được, tính tích cực, tự lực trong quá trình thực hiện thí nghiệm và năng lực sử dụng thí nghiệm trong dạy học Vật lí ) của học sinh trong quá trình thực nghiệm sư phạm, tôi dựa vào những căn cứ sau:
89
Những quan sát, ghi chép về những hoạt động, tình cảm, trạng thái tâm lí của học sinh, những ý kiến trao đổi đối với học sinh trong và sau quá trình thực hành thí nghiệm.
Do đối tượng thực nghiệm sư phạm gồm 01 lớp chia thành 6 nhóm nhỏ (7 học sinh/nhóm) nên khi xử lí kết quả thực nghiệm sư phạm, tôi không đưa ra số liệu thống kê mà lập bảng xếp loại học tập theo các mức dựa trên bảng tiêu chí đánh giá kĩ năng thí nghiệm (phụ lục 3) và từ đó đưa ra các đánh giá, nhận xét kết quả thu được.
Bảng xếp loại học tập theo các mức: Giỏi; Khá; Trung bình; Yếu, kém:
Giỏi: 9, 10 Khá: 7, 8
Trung bình: 5, 6 Yếu, kém: 0, 1, 2, 3, 4 3.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm
3.3.1. Phân tích định tính
Thông qua việc trực tiếp hướng dẫn thực hành thí nghiệm ở các lớp thực nghiệm và lớp đối chứng, qua việc trao đổi với học sinh sau các giờ thực hành và trong các giờ thực hành nhận thấy:
- Ở lớp đối chứng: Tôi tiến hành hướng dẫn thực hành theo phương
pháp hiện đang dùng ở các trường THPT, tức là học sinh được phân thành từng nhóm nhỏ cùng với thí nghiệm thật và tiến hành thí nghiệm thực hành theo các bước đã được giáo viên hướng dẫn và học trong SGK từ trước. Giờ thí nghiệm thực hành diễn ra khá sôi nổi, trong quá trình làm thí nghiệm, học sinh có điều kiện trao đổi với nhau hoặc xin sự giúp đỡ của giáo viên hướng dẫn thực hành khi họ gặp khó khăn. Tuy nhiên giờ thực hành thí nghiệm được tổ chức theo hình thức này thể hiện những tồn tại như sau:
+ Giáo viên hướng dẫn thực hành rất vất vả khi theo dõi và hướng dẫn học sinh sử dụng các thiết bị thí nghiệm, cách lắp đặt, bố trí dụng cụ cũng như cách thu thập, xử lí số liệu, mặc dù những điều đó đã được hướng dẫn rất cụ
90 thể trong giờ học trước đó và đọc trong SGK.
+ Học sinh mất rất nhiều thời gian cho việc tìm hiểu, bố trí, chỉnh sửa thí nghiệm cũng như thu thập, phân tích, xử lí số liệu thực nghiệm vì để thực hiện được tất cả các phương án thí nghiệm theo yêu cầu, các học sinh phải thực hiện rất nhiều lần đo đạc, thu thập, xử lí nhiều loại số liệu khác nhau. Thêm vào đó, trong quá trình làm thí nghiệm học sinh chỉ chăm chăm xem giáo viên đã hướng dẫn bảo làm những việc gì thì các em làm những việc đó, và thường lại quên rất nhiều và trao đổi hỏi nhau mất rất nhiều thời gian. Tất cả những điều này khiến học sinh thụ động, sao nhãng không chú ý trong quá trình làm thí nghiệm, hạn chế những hoạt động độc lập, tự lực và phát triển năng lực sáng tạo của học sinh.
+ Nhà trường có 6 bộ thí nghiệm với 7 học sinh/nhóm, trong khi đó phần thực hiện thí nghiệm được tiến hành trong thời gian 1 tiết học (45 phút) nên nhiều học sinh chưa được trực tiếp làm đầy đủ các thao tác thí nghiệm (mỗi nhóm có 1 đến 2 học sinh trực tiếp làm thí nghiệm, những học sinh còn lại quan sát, ghi chép), một vài nhóm học sinh không hoàn thành hết những phần việc phải thực hiện trong nội dung yêu cầu của SGK và của giáo viên đưa ra.
+ Vì phải tập trung quá nhiều thời gian và sức lực cho việc thực hiện lắp ráp thí nghiệm, chỉnh sửa khi bị lỗi, cho nên khi thực hiện việc đo đạc, tính toán, xử lí số liệu, ghi kết quả dễ có sai lầm, hay bị lúng túng, không còn tự tin khi làm thí nghiệm nữa, không phát triển năng lực tốt, trả lời cũng qua loa các câu hỏi.
- Ở lớp thực nghiệm: Tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm trong một
phòng máy tính, hai học sinh làm trên một máy tính đã cài sẵn phần mềm thí nghiệm.
+ Ở tiết hướng dẫn thứ nhất trên phòng máy tính cho tất cả các học sinh một số em chưa quen với việc sử dụng thí nghiệm thực hành Vật lí ảo hoặc kỹ
91
năng sử dụng máy tính hạn chế có gặp chút khó khăn nên trong quá trình hướng dẫn thực hiện thí nghiệm cũng mất khá nhiều thời gian (tuy nhiên hiện nay học sinh THPT có kỹ năng sử dụng máy tính rất tốt và cũng khá quen với các phần mềm thí nghiệm ảo nên cũng thuận lợi). Phần còn lại của giáo viên là hướng dẫn các em làm quen dần với các thao tác thu thập số liệu trên máy tính ứng với các phần của thí nghiệm thực hành Vật lí ảo. Các em được tìm hiểu các bước thí nghiệm, tìm hiểu phương án thí nghiệm thông qua thí nghiệm ảo. Các em được rèn luyện thuần thục các bước, các em được làm đi làm lại nhiều lần.
+ Tiết thứ 2 học sinh đã có thể độc lập hoàn toàn và sử dụng thí nghiệm thật một cách linh hoạt. Giáo viên đỡ mệt và đỡ bận rộn hơn, chỉ cần xử lí những lỗi nhỏ, không cần phải chỉ dẫn từng chút một như khi các em ở lớp đối chứng. Giờ thực hành diễn ra trong không khí vui vẻ, không căng thẳng, không bỡ ngỡ, học sinh không phải trao đổi nhiều vì ai cũng được biết và đã làm quen, mỗi học sinh đều tập trung cao độ vào bài thực hành của nhóm, tự các em trong nhóm có thể giúp đỡ nhau để bài thực hành hoàn thành với kết quả tốt nhất.
+ Giáo viên hướng dẫn thực hành không mất thời gian cho việc giới thiệu dụng cụ, hướng dẫn cách lắp đặt, bố trí thí nghiệm như phương pháp thực hành áp dụng cho lớp đối chứng. Giáo viên có nhiều thời gian để quan tâm hơn đến hoạt động sáng tạo của học sinh, chủ động điều khiển hoạt động học của học sinh theo hướng tích cực. Giáo viên dễ dàng hơn trong việc quản lí toàn bộ học sinh, có điều kiện quan tâm đến nhiều học sinh khác nhau trong lớp học để phát hiện những ưu điểm của họ.
+ Trong một khoảng thời gian ngắn của 1 tiết học 45 phút làm thí nghiệm, đa số học sinh đều được thực hiện đầy đủ các thao tác thí nghiệm, có những học sinh đã thu được tất cả những số liệu cần quan tâm, vì thời gian được dùng chủ yếu trong phần thực hiện thí nghiệm chỉ là thu thập các bảng
92
số liệu cơ bản, từ các bảng số liệu cơ bản này, dựa vào mục đích thí nghiệm mà các em có thể dễ dàng tính được các đại lượng cần xác định. Chính vì vậy mà so với lớp đối chứng, học sinh lớp thực nghiệm chủ động hơn, hoạt động tích cực, và có nhiều thời gian dành cho sáng tạo trong quá trình thí nghiệm thực hành. Học sinh sẽ phải suy nghĩ về những bảng số liệu, những thao tác xử lí số liệu mà mình đã làm trong khi thực hiện thí nghiệm. Từ đó các em hình thành những phương án thí nghiệm, những cách sử dụng thí nghiệm sao cho phù hợp với từng mục đích thí nghiệm đề ra. Chính vì vậy mà các em tự tạo được cho mình niềm tin khoa học với môn Vật lí, thí nghiệm mà các em làm vừa dựa trên các thiết bị thực tế, vừa dựa trên phần mềm tin học hiện đại.
+ Với sự hỗ trợ của thí nghiệm Vật lí ảo, giáo viên có thể đánh giá ngay được độ chính xác của số liệu mà học sinh thu được bằng cách nhập bộ số liệu
vào phần mềm và nhấn nút tính kết quả. 3.3.2. Phân tích kết quả định lượng
Sau khi tổ chức cho học sinh thực hành, viết báo cáo, giáo viên chấm bài và xử lí kết quả thu được theo các phương pháp thống kê toán học.
- Bảng thống kê số điểm.
- Bảng thống kê số % học sinh đạt từ điểm xi trở xuống ( bảng tần suất luỹ tích hội tụ lùi ).
- Vẽ đường cong tần suất luỹ tích.
- Tính các tham số thống kê theo các công thức sau:
Điểm trung bình X = n 1 i iX n . Phương sai: 2 S = 1 ) ( 2 n X x ni i Độ lệch chuẩn : S = 2 S . Hệ số biến thiên: V = S X . 100% Các tham số thống kê t và t0.
93 - Thống kê kết quả: Bảng 3.1 - Bảng thống kê điểm số Lớp Sĩ số HS Điểm số 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC 42 0 0 0 0 3 12 9 12 5 1 0 TN 42 0 0 0 0 1 4 8 18 7 4 0
Bảng 3.2 - Bảng thống kê số học sinh đạt từ điểm xi trở xuống (Bảng tần suất luỹ tích hội tụ lùi)
Lớp Số
HS
Số % học sinh đạt từ điểm xi trở xuống
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ĐC 42 0 0 0 0 7 36 57 86 98 100 100
TN 42 0 0 0 0 2 12 31 74 90 100 100
- Từ bảng 3.2 tôi vẽ đường cong tần suất luỹ tích của hai lớp đối chứng và thực nghiệm (Trục tung chỉ số % học sinh đạt từ điểm xi trở xuống, trục
hoành chỉ điểm số) ở Hình 3.1
Hình 3.1. Đồ thị các đường phân bố tần suất luỹ tích hội tụ lùi
TN ĐC
94 Bảng 3.3 - Các tham số thống kê Lớp Số HS X S2 S V% ĐC 42 5,4 1,62 1,41 23,3%) TN 42 6,7 1,34 2,01 17,2%) - Đánh giá kết quả:
+ Điểm trung bình lớp thực nghiệm (6,7) cao hơn lớp đối chứng (5,4). Hệ số biến thiên giá trị điểm số của lớp thực nghiệm (17,2%) nhỏ hơn lớp đối chứng (23,3%) nghĩa là độ phân tán về điểm số quanh điểm trung bình của
lớp thực nghiệm là nhỏ hơn lớp đối chứng.
+ Đường phân bố tần suất lũy tích hội tụ lùi của lớp thực nghiệm nằm bên phải và ở phía dưới của đường phân bố tần suất lũy tích hội tụ lùi của lớp đối chứng, chứng tỏ kết quả bài báo cáo thực hành ở lớp thực nghiệm tốt hơn
lớp đối chứng.
- Song vấn đề đặt ra là các kết quả khác nhau thực sự là do sự hỗ trợ của phần mềm thí nghiệm vật lí ảo hay không? Các số liệu có đáng tin cậy không? Để trả lời câu hỏi này, tôi áp dụng bài toán kiểm định trong thống kê toán học.
+ Kiểm định sự khác nhau của các phương sai: