10. Cấu trúc của luận văn
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 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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: Mẫu 1: Lớp đối chứng : n1 = 42, 2 1 S = 1,62, X1= 5,4 Mẫu 2: Lớp thực nghiệm: n2 = 42; 2 2 S = 1,34; X2= 6,7
Giả thuyết không H0: “Sự khác nhau giữa các phương sai S2
1 và S2 2 ở hai mẫu là không có ý nghĩa” nói cách khác “phương sai ở các tổng thể chung là bằng nhau: 2 2
1 2
S S ”.
Giả thuyết đối H1 : 2 2
1 2
95 Giá trị đại lượng kiểm định là F = 2 2 2 1 S S = 1,62 1,34 1,21
Tra giá trị F từ bảng phân phối F, ứng với mức = 0,05 và các bậc tự do là: fTN = f1= 42 ; fDC = f2= 42, ta có: Fα= 1,69
Vì F < F nên giả thuyết H0 được chấp nhận, tức là sự khác nhau về phương sai của hai mẫu là không có ý nghĩa. Tức là phương sai của tổng thể chung là bằng nhau, chứng tỏ hai lớp thực nghiệm và đối chứng có chung một tiền đề xuất phát.
+ Kiểm định sự khác nhau của hai giá trị trung bình cộng (từ tổng thể chung có phương sai bằng nhau).
Giả thuyết không H0 : X1 = X2 (Sự khác nhau của các trung bình cộng của hai mẫu là không có ý nghĩa, tức là chưa đủ để kết luận có sử dụng phần mềm hỗ trợ tốt hơn khi không sử dụng).
Giả thuyết đối H1: X1 X2 (Sự khác nhau của hai giá trị trung bình là có ý nghĩa. Tức là có sử dụng phần mềm hỗ trợ tốt hơn khi không sử dụng).
Ta chọn xác suất sai lầm là = 0,05. Đại lượng kiểm định là :
t = 2 2 2 1 2 1 2 1 n S n S X X
Thay số liệu và tính toán ta được : t = 2,022
Vì ta chọn = 0,05 , n1 = n2 =42 nên ta có t1 = t2 = 2,022. Từ đó ta có tα= 2,0. Vậy t > t, chấp nhận giả thuyết H1 tức là sự khác nhau giữa các trung bình cộng của hai mẫu là có ý nghĩa. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Như vậy việc tổ chức tiến hành dạy học bài thí nghiệm thực hành có sự hỗ trợ của phần mềm thí nghiệm ảo được lập trình trên Flash cho học sinh đã
96
đem lại hiệu quả bước đầu trong việc nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức, rèn luyện kĩ năng thực hành của học sinh thể hiện ở kết quả học tập của lớp thực nghiệm cao hơn so với lớp đối chứng.
3.4. Hiệu quả của biện pháp đề tài đã đề xuất
Qua quá trình thực nghiệm cho thấy: khi sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo để hỗ trợ cho dạy học bài thực hành kết hợp với thí nghiệm thật theo 3 bước như đề tài đã thiết kế, hiệu quả các biện pháp đề ra cụ thể như sau:
- Khi sử dụng phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo, học sinh hoàn toàn có thể đọc tài liệu kết hợp với thực hành trước khi làm thí nghiệm thật, học sinh hoàn toàn có thể chủ động lập kế hoạch cho bài thực hành của mình.
- Trong quá trình thực hành bằng thí nghiệm Vật lí ảo học sinh sẽ được kiểm tra và củng cố kiến thức cần thiết cho bài thực hành. Điều đó giúp các em hiểu sâu sắc hơn về bài thực hành sắp làm, từ đó các em biết cách giải thích và khắc phục những bất thường xảy ra trong thực hành.
- Phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo khi được sử dụng trước và sau khi thực hành bằng thí nghiệm thật còn giúp cho học sinh nhuần nhuyễn hơn với các thao tác thực hiện, hiểu kĩ vấn đề hơn, từ đó có thể nảy sinh được những phương án mới.
-Đối với giáo viên, nếu sử dụng một cách phù hợp từng bước, xây dựng phần mềm theo đúng yêu cầu của một phần mềm dạy học, phần mềm thí nghiệm Vật lí ảo thì hiệu quả đạt được không những là rèn luyện kĩ năng thực hành, phát huy tính tích cực, khả năng tìm tòi, tăng sự hứng thú của học sinh với môn Vật lí mà còn có hiệu quả tích cực trong việc kiểm tra đánh giá học sinh một cách dễ dàng hơn. Không những chỉ trên báo cáo của buổi thực hành, mà còn có thể đánh giá được khả năng tự học, khả năng lập kế hoạch và khả năng rèn luyện bản thân thông qua kết quả in ra của phần mềm. Giúp giáo viên tiết kiệm được thời gian trên lớp trong mỗi tiết học, giúp giáo viên điều
97
khiển được hoạt động của học sinh, kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của các em được thuận lợi và cho hiệu suất cao. Ví dụ nhập số liệu vào phần mềm có thể biết ngay kết quả đo được có chính xác hay không. Giải phóng người thầy khỏi một khối lượng lớn các công việc tay chân, do đó làm tăng khả năng nâng cao chất lượng dạy học. Đồng thời, tạo điều kiện để tiến hành dạy học từ xa một cách thuận tiện và hiệu quả. Giáo viên có thể điều khiển quá trình học tập cùng lúc cho nhiều học sinh ở nhiều địa điểm khác nhau, có thể rất xa nhau về mặt vị trí địa lí.
- Việc xây dựng và sử dụng phần mềm thí nghiệm vật lí ảo hỗ trợ thực hành vật lí ở trường phổ thông là công cụ đắc lực, hỗ trợ học sinh trong việc xây dựng kiến thức. Thông qua quan sát, so sánh, xử lí thông tin thu được từ phần mềm học sinh căn cứ định hướng của giáo viên có thể tự xây dựng lên kiến thức mới. Giúp học sinh dễ hiểu bài, hiểu một cách sâu sắc hơn và nhớ bài lâu hơn cho việc thu nhận thông tin về sự vật, hiện tượng một cách sinh động, chính xác đầy đủ từ đó nâng cao hứng thú học tập bộ môn, nâng cao lòng tin của học sinh vào khoa học, làm quen với các thiết bị và công nghệ hiện đại. Đặc biệt nếu áp dụng phần mềm hữu ích sẽ tích cực hóa được hoạt động nhận thức của học sinh, giúp học sinh sẽ chủ động, hứng thú hơn trong học tập.
Việc ứng dụng CNTT trong dạy học Vật lí sẽ tạo một bước chuyển cơ bản trong quá trình đổi mới nội dung chương trình, phương pháp giảng dạy và phương pháp đào tạo. Trang thiết bị sử dụng theo cách này không tốn kém. Với các thiết bị máy vi tính đang được trang bị ở trường phổ thông Việt Nam hiện nay đều có thể triển khai nghiên cứu các quá trình Vật lí theo cách này.
3.5. Kết luận chương 3
Việc thực nghiệm trong một số tiết học ít ỏi với số lượng học sinh hạn chế, chưa đủ để khẳng định giá trị phổ biến của phương pháp đã nêu ra trên