Thực nghiệm sư phạm được tiến hành nhằm mục đích kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài. Tức là trả lời cho câu hỏi:
- Việc sử dụng BTTN có kích thích hứng thú học tập môn vật lý không?
- Việc thiết kế bài giảng theo hướng sử dụng BTTN có góp phần nâng cao chất lượng dạy học Vật lý không?
3.2. Đối tượng thực nghiệm
Thực nghiệm sư phạm được tiến hành ở hai lớp 11A1 và 11A2, ban nâng cao, năm học 2014-2015 của trường THPT Lương Đắc Bằng, Hoằng Hóa, Thanh Hóa; Với sĩ số hai lớp gần tương đương nhau:
- Lớp 11A1 có 35 học sinh. - Lớp 11A2 có 36 học sinh.
Để chọn đối tượng cho quá trình thực nghiệm, chúng tôi đã tìm hiểu khả năng và chất lượng học tập của các lớp mà chúng tôi dự định làm thực nghiệm thông qua các biện pháp sau:
- Trao đổi với các giáo viên trực tiếp dạy vật lí ở các lớp đó.
- Nghiên cứu điểm tổng kết môn Vật lí lớp 10 và điểm trung bình môn cả năm của học sinh 2 lớp.
- Nghiên cứu điểm tổng kết môn Vật lí học kì I lớp 11 và điểm trung bình học kì I của học sinh 2 lớp.
Kết quả tìm hiểu cho thấy lực học của lớp 11A1 và 11A2 là tương đương nhau, sĩ số cũng gần như nhau và chúng tôi chọn lớp 11A2 là lớp thực nghiệm (TN), lớp 11A1 là lớp đối chứng (ĐC).
3.3. Nhiệm vụ thực nghiệm
Quá trình thực nghiệm sư phạm thực hiện những nhiệm vụ sau:
- Điều tra thực nghiệm việc sử dụng BTTN trong quá trình dạy học ở trường THPT Lương Đắc Bằng, Hoằng Hóa, Thanh Hóa
- So sánh kết quả học tập của lớp thực nghiệm sư phạm, giảng dạy theo phương án thực nghiệm đã thiết kế.
- Đánh giá hiệu quả các BTTN đã khai thác, tiến trình đã thiết kế trong thực tế nhằm bổ sung và hoàn chỉnh.
3.4. Nội dung thực nghiệm 3.4.1. Thời gian thực nghiệm
Từ tháng 2 đến tháng 4 năm 2015.
3.4.2. Phương pháp thực nghiệm
- Chúng tôi lựa chọn lớp đối chứng và lớp thực nghiệm như sau:
Bảng 1:
Lớp đối chứng Lớp thực nghiệm
Tên lớp Sĩ số Tên lớp Sĩ số
11A1 35 11A2 36
Kết quả xếp loại học lực môn Vật lí của lớp đối chứng và lớp thực nghiệm học kì I lớp 11: Bảng 2: Học lực Lớp Giỏi (%) Khá (%) Trung bình (%) Yếu (%) Kém (%) Đối chứng 2,86 40,00 40,00 14,28 2,86 Thực nghiệm 2,78 41,67 38,89 13,7 2,78
Bảng 2 cho ta thấy về học lực hai khối lớp ĐC và TN gần như nhau. Trong điều kiện thực tế cho 2 mẫu TN và ĐC của lĩnh vực giáo dục và dạy học hoàn toàn tương đương nhau là không thể có, bởi ngay một cá thể cũng có những thay đổi tùy thuộc vào tâm trạng, điều kiện khách quan tác động… Giáo dục học cho phép sử dụng các mẫu thực nghiệm và đối chứng ở mức gần tương đương.
- Nội dung giảng dạy ở hai lớp là như nhau và do tác giả trực tiếp giảng dạy theo phân phối chương trình và SGK Vật lí 11 chương trình Nâng Cao.
- Đối với lớp thực nghiệm tác giả đã dùng các giáo án (soạn ở chương 2) để tiến hành giảng dạy.
- Đối với lớp đối chứng tác giả giảng dạy theo tiến trình do bộ quy định. Tại lớp đối chứng, không có một tác động bên ngoài nào ngoại trừ bài kiểm tra lấy số liệu đối chứng.
3.5. Đánh giá kết quả thực nghiệm 3.5.1. Lựa chọn tiêu chí đánh giá
- Đánh giá chất lượng và hiệu quả của quá trình.
Để đánh giá chất lượng và hiệu quả của quá trình chúng tôi dựa vào kết quả các bài kiểm tra (kiểm tra về kiến thức và phương pháp).
Để đánh giá thái độ học tập của học sinh chúng tôi dựa vào: + Không khí lớp học sôi nổi, hào hứng hay trầm.
+ Số HS phát biểu ý kiến, đề xuất giả thuyết, thảo luận phương án thí nghiệm... + Số HS hoàn thành những yêu cầu về nhà do GV đề ra...
- Tính khả thi của các quá trình đã nêu.
Tính khả thi của quá trình được đánh giá dựa vào các tiêu chí sau:
+ Thời gian chuẩn bị cho việc dạy học: Thời gian chuẩn bị cần nhiều hơn so với dạy học thông thường. Tuy nhiên nếu GV luôn có ý thức và cố gắng thì khoảng thời gian đó sẽ được rút ngắn dần.
+ Các yêu cầu về thiết bị: Quá trình chủ yếu thực hiện các thí nghiệm đơn giản, phù hợp với khả năng đáp ứng về các thiết bị trong quá trình dạy học ở các trường phổ thông.
+ Thái độ tinh thần hợp tác của GV cùng tham gia thực nghiệm sư phạm rất nhiệt tình, giúp đỡ một cách tích cực, đồng ý thực hiện ý đồ của giáo án và cách thức tổ chức hoạt động học tập, đóng góp ý kiến bổ ích sau tiết học.
3.5.2. Đánh giá kết quả về mặt định tính
Thông qua quá trình theo dõi trong các giờ học kết hợp với kết quả bài kiểm tra chúng tôi thấy:
- Đối với lớp TN, do được tiếp cận với BTTN nên các em hiểu vấn đề một cách sâu sắc. Trong mỗi phần HS được tham gia một phần hoặc toàn phần việc tìm ra câu trả lời, vì vậy HS tập trung tích cực và hứng thú trong các hoạt động học tập. HS lớp thực nghiệm ngoài việc nắm vững kiến thức một cách sâu sắc, các em còn có khả năng giải quyết vấn đề, khả năng vận dụng kiến thức trong những tình huống khác nhau của quá trình dạy học, đặc biệt các em giải quyết tốt bài tập thí nghiệm.
- Về thái độ của HS trong giờ học: Bằng việc vận dụng BTTN không những giúp HS nắm kiến thức một cách sâu sắc hơn mà còn tạo niềm tin cho các em khi tiếp nhận tri thức đó, đồng thời HS thấy được ý nghĩa của môn học đối với cuộc sống thực tế, chính vì vậy trong những tiết học đó các em luôn có thái độ
học tập nghiêm túc và có những ý kiến sắc sảo, từ đó có thể phát hiện những HS có khả năng và tư duy tốt...
- Đối với lớp ĐC các em tiếp nhận kiến thức một cách thụ động theo tiến trình của SGK, vì vậy các tiết học không đem lại hiệu quả cao như lớp TN, bên cạnh đó khả năng thực hành và việc vận dụng kiến thức vào thực tế của các em rất hạn chế.
3.5.3. Đánh giá kết quả về mặt định lượng
Qua bài kiểm tra sau khi thực nghiệm được chấm theo thang điểm hệ số 10. Bài kiểm tra được thực hiện ở cả hai đối tượng: lớp ĐC và lớp TN. Chúng tôi thu thập và xử lí số liệu theo phương pháp thống kê toán học.
Sau đây chúng tôi xin trình bày chi tiết việc xử lí kết quả: - Mỗi học sinh có điểm trung bình là: =
Trong đó: x1, x2 là điểm 2 bài kiểm tra 15 phút; x3 là điểm bài kiểm tra 45 phút.
- Tính các tham số thống kê: X , S2,m, V theo công thức: + Số trung bình cộng: X = 1 n 10 1 i i i= f X ∑ trong đó: Xilà số điểm, n là số HS tham gia bài kiểm tra và filà số học sinh đạt điểm Xi.
+ Phương sai S2 = ( )2 1 i i f X X n − − ∑ . + Độ lệch chuẩn: S = ( )2 1 i i f X X n − − ∑ .
+ Sai số tiêu chuẩn. m = S
n cho biết mức độ phân tán quanh giá trị X , S càng bé càng chứng tỏ số liệu ít phân tán.
+ Hệ số biến thiên. V = S 100%
X . V cho biết mức độ phân tán của số liệu.
Lớp Số HS dự kiểm tra Số HS đạt điểm Xi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN 36 0 0 2 4 7 8 6 5 3 1 ĐC 35 0 1 4 4 8 8 5 4 1 0
Để thấy rõ số % HS đạt được các mức điểm khác nhau chúng tôi đã lập bảng phân phối tần suất. Trong bảng này tần suất của giá trị Xi là tỷ số ni
n , trong đó ni là số HS đạt điểm Xi, n là HS dự kiểm tra.
Bảng3.5.3.2. Bảng phân phối tần suất.
Lớp Số HS dự kiểm tra Số % HS đạt điểm Xi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN 36 0 0 5,6 11,1 19,4 22,2 16,7 13,9 8,3 2,8 ĐC 35 0 2,9 11,4 11,4 22,9 22,9 14,2 11,4 2,9 0,0
Từ bảng phân phối tần suất chúng ta có đồ thị phân bố tần suất:
Đồ thị phân bố tần suất
Để biết được HS đạt từ mức điểm nào đó trở xuống (hoặc trở lên) ta cộng dồn tần suất của điểm số Xi với tần suất tất cả các điểm số nhỏ hơn Xi và được tần số tích luỹ từ nhỏ lên.
Bảng 3.5.3.3. Bảng phân phối tần suất tích luỹ
Lớp Số HS dự Số % HS đạt điểm từ điểm Xi trở xuông
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
TN 36 0 0 5,6 16,7 36,1 58,3 75 88,9 97,2 100
ĐC 35 0 2,9 14,3 25,7 48,6 71,5 85,7 97,1 100 100 Từ bảng phân phối tần suất tích lũy chúng ta có đồ thị phân bố tần suất tích lũy:
Đồ thị phân bố tần suất tích lũy
Để nhận định tình hình kết quả một cách khái quát hơn, chúng tôi lập bảng phân loại điểm kiểm tra như sau:
Bảng 3.5.3.4. Bảng phân loại.
Lớp Số % HS
Kém (<3) Yếu (3,4) TB (5,6) Khá (7,8) Giỏi (9,10)
TN 0 16,7 41,6 30,6 11,1
ĐC 2,9 22,8 45,8 25,6 2,9
Từ các bảng số liệu trên và từ các đồ thị biểu diễn cho thấy: Chất lượng bài làm của các lớp thực nghiệm cao hơn lớp đối chứng, cụ thể tỉ lệ HS kiểm tra đạt loại từ trung bình trở xuống ở lớp thực nghiệm giảm đáng kể so với lớp đối chứng, ngược lại tỉ lệ HS đạt loại khá và giỏi của lớp thực nghiệm cao hơn lớp đối chứng. Mặt khác đường tích lũy ứng với lớp thực nghiệm nằm bên phải và phía dưới đường tích lũy ứng với lớp đối chứng, điều này cho thấy kết quả học tập của HS lớp thực nghiệm cao hơn so với lớp đối chứng. Chúng tôi xử lý số liệu theo thống kê toán học thu được kết quả như sau:
3.5.4. Các thông số thống kê
- Điểm trung bình kiểm tra (TBKT):
Điểm tích lũy
+ Số trung bình cộng: X TN = ∑10i=1(f Xi i TN) = = 6,2 X DC = ∑10i=1(f Xi i DC) = = 5,5 + Phương sai: S2 TN= ( )2 1 i i f X X n − − ∑ = 3,09 S2 DC= ( )2 1 i i f X X n − − ∑ = 2,90 + Độ lệch chuẩn: S TN = 2 TN S = 1,76 S DC = 2 DC S =1,70 + Hệ số biến thiên: VTN = TN 100% TN S X = 28,39 % VDC = DC 100% DC S X = 30,91%
+ Sai số tiêu chuẩn : mTN = TN TN S n = 0,049 mDC = DC DC S n = 0,049 Từ đó ta có bảng thống kê các thông số toán học sau:
Bảng 3.5.4: Bảng các thông số thống kê toán.
Nhóm Số HS X S2 S V%
TN 36 6,2 3,09 1,76 28,39
Nhận xét:
Từ phân tích định lượng ở trên ta nhận thấy:
- Điểm trung bình của lớp thực nghiệm cao hơn lớp đối chứng.
- Hệ số biến thiên ở lớp thực nghiệm nhỏ hơn ở lớp đối chứng, nói cách khác độ phân tán số liệu thống kê ở lớp thực nghiệm ít hơn ở lớp đối chứng.
Từ các nhận xét trên đây, chúng ta thấy kết quả học tập của lớp thực nghiệm cao hơn lớp đối chứng. Tuy nhiên, kết quả trên đây có thể ngẫu nhiên mà có. Vì vậy, để độ tin cậy cao hơn chúng ta cần phải kiểm định thống kê.
Kiểm định thống kê.
- Đặt giả thiết H0: XTN = XDC Sự khác nhau giữa XTN và XDC không có ý nghĩa. - Giả thiết H1: XTN >XDC Sự khác nhau giữa XTN và XDC là có ý nghĩa.
Đại lượng kiểm định:
DC 2 2 TN DC TN DC TN t n n X X S S − = +
- Chọn trước xác suất α . Tra bảng Student hoặc bảng laplac, tìm tα (giá trị tới hạn của t).
(với f là bậc tự do). Với α =0,05 ta có:
( ) 1 2 1 2.0,05 0, 45
2 2
tα α
φ = − = − = tra bảng các giá trị của hàm Laplat ta tìm được giá trị tới hạn tα = 1, 65.
So sánh t và tαta thấy t > tα giả thiết H0 bị bác bỏ, giả thiết H1 có nghĩa là sự khác biệt giữa XTN & XDC như kết quả TNSP ở trên là thực chất.
Kết luận: Điều này khẳng định điểm trung bình cộng ở lớp thực nghiệm cao hơn lớp đối chứng là thực chất, đó không phải là do ngẫu nhiên. Điều đó khẳng định một lần nữa rằng tiến trình dạy học theo định hướng sử dụng BTTN đã thực sự mang lại hiệu quả hơn PPDH truyền thống.
Giả thuyết khoa học của đề tài được khẳng định là đúng đắn.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
Các kết quả thu được từ việc điều tra thăm dò ý kiến của HS, và thực tế giảng dạy trong quá trình thực nghiệm sư phạm cùng với số liệu thực nghiệm được xử lý từ phương pháp thống kê toán học, đã có cơ sở khẳng định việc tăng cường sử dụng BTTN trong dạy học thực sự có tác dụng tốt đến việc kích thích tính hứng thú học tập của HS, qua đó nâng cao chất lượng dạy học môn Vật lý cụ thể là :
- Các BTTN giúp GV có thể có nhiều cách lựa chọn hơn để tổ chức các hoạt động nhận thức của HS, theo đó các giờ học hấp dẫn hơn…
- Các BTTN làm cho HS tích cực chủ động và hứng thú trong việc tham gia vào các hoạt động nhận thức, khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn được nâng cao hơn, nhờ đó chất lượng học tập của các em được nâng lên.
Bên cạnh những kết quả thu được còn có một số hạn chế :
- Trang thiết bị của nhà trường THPT chưa hoàn thiện, còn thiếu một số dụng cụ thí nghiệm dẫn đến một số thí nghiệm phải làm ở nhà…
- Kĩ năng thực hành của HS còn hạn chế, dẫn đến việc lúng túng mất nhiều thời gian trong thực hành và làm bài tập.
- Trong các trường phổ thông phương pháp chủ yếu là thuyết trình, thông báo tiếp nhận kết hợp với đàm thoại, các câu hỏi mà GV đưa ra chưa theo một logic chặt chẽ, vì thế chưa phát huy được tính tích cực của HS. Quan điểm phần lớn của GV là dạy sao cho dễ hiểu, HS làm được bài tập là thành công mà xem nhẹ việc phát triển tư duy, khả năng phát hiện và giải quyết vấn đề một cách độc lập và tính sáng tạo của HS.
KẾT LUẬN