8. Cấu trúc của đề tài
3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
3.1.1. Mục đích
Tiến hành TNSP nhằm mục đích kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài: “Nếu TKBDH phần Quang hình học theo PPDH hợp tác nhóm với sự hỗ trợ của MVT một cách hợp lý thì có thể phát huy được tính tích cực, tự lực của HS trong học tập, góp phần nâng cao hiệu quả dạy học Vật lý lớp 11 THPT”.
Kết quả của TNSP phải trả lời được các câu hỏi:
- TKBDH theo PPDH hợp tác nhóm với sự hỗ trợ của MVT có góp phần nâng cao tính tích cực, tự lực cho HS trong dạy học hay không?
- Tiến trình dạy học sử dụng PPDH hợp tác nhóm với sự hỗ trợ của MVT có phù hợp với thực tế giảng dạy ở trường THPT hay không?
- Chất lượng học tập của HS trong quá trình dạy học theo PPDH hợp tác nhóm với sự hỗ trợ của MVT so với PPDH truyền thống như thế nào?
Trả lời các câu hỏi trên sẽ tìm ra những đóng góp và những mặt còn hạn chế của đề tài để tìm hướng khắc phục.
3.1.2. Nhiệm vụ
Để đạt được mục đích đã nêu trên, TNSP làm các nhiệm vụ:
- Tiến hành điều tra để biết được những thuận lợi và khó khăn của việc dạy học theo hình thức hợp tác nhóm, những thuận lợi và khó khăn khi dạy học phần Quang hình học ở các trường THPT trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế.
- Rèn luyện kĩ năng hợp tác nhóm cho HS nhóm TN.
- Tổ chức dạy học một số bài trong phần Quang hình học Vật lý 11 nâng cao cho nhóm TN và nhóm ĐC.
- Kiểm tra, thu thập số liệu, xử lý kết quả TN, bước đầu đánh giá tính hiệu quả của đề tài.
3.2. Đối tượng và nội dung thực nghiệm sư phạm3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm 3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm
- Các bài dạy học trong phần Quang hình học Vật lý 11 nâng cao được thiết kế theo PPDH hợp tác nhóm với sự hỗ trợ của MVT.
- TNSP được tiến hành trong học kì 2, năm học 2009 – 2010 đối với HS trường THPT Phú Bài và THPT Nguyễn Trường Tộ thuộc địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế.
3.2.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm
Chúng tôi tiến hành giảng dạy các bài học: - Bài 44 : Khúc xạ ánh sáng
- Bài 45 : Phản xạ toàn phần - Bài 50 : Mắt
- Bài 51 : Các tật của mắt và cách khắc phục
Với mỗi tiết dạy, chúng tôi tiến hành theo các bước:
- Trước khi dạy: Trao đổi với các GV khác để TKBDH, rèn luyện kĩ năng hợp tác nhóm cho HS nhóm TN, chuẩn bị các nội dung kiến thức có sự hỗ trợ của MVT và các dụng cụ thí nghiệm.
- Trong khi dạy: Dạy theo đúng tiến trình đã đề xuất. Ở nhóm TN, GV sử dụng PPDH hợp tác nhóm với sự hỗ trợ của MVT. Ở nhóm ĐC, GV sử dụng PPDH truyền thống. Trong QTDH, GV bao quát quá trình học tập và thảo luận của HS.
- Sau khi dạy: Sau mỗi tiết học, chúng tôi trao đổi với GV và HS, lắng nghe các ý kiến góp ý để rút kinh nghiệm, sữa chữa những nội dung chưa hợp lý.
3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm 3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm
Chúng tôi tiến hành TNSP trên 185 HS thuộc 4 lớp, trong đó có 2 lớp thuộc nhóm TN và 2 lớp thuộc nhóm ĐC. Đối tượng được chọn là các HS thuộc trường THPT Phú Bài và trường THPT Nguyễn Trường Tộ thuộc địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế. Dựa vào kết quả học tập ở học kì 1 năm học 2009 – 2010, các lớp này tương đương nhau về sĩ số và chất lượng học tập bộ môn Vật lý trước khi tiến hành TN. Như vậy, số lượng và chất lượng của mẫu đã thỏa mãn yêu cầu của TNSP.
Bảng 3.1. Số liệu HS được chọn làm mẫu thực nghiệm
Trường Nhóm ĐC Nhóm TN
Trường THPT Phú Bài (91 HS) 11A2 (45 HS) 11A1 (46 HS)
Trường THPT Nguyễn Trường Tộ (94 HS) 11A2 (48 HS) 11A1 (46 HS)
3.3.2. Quan sát giờ học
Tất cả các tiết học ở nhóm TN đều được quan sát và ghi chép về hoạt động của GV và HS theo các nội dung:
- Vai trò của GV và HS trong tiết học.
- Hứng thú học tập bộ môn Vật lý của HS và tính tích cực của HS trong tiết học. - Tinh thần nỗ lực của cá nhân và kĩ năng hợp tác làm việc theo nhóm của HS. - Khả năng hỗ trợ của MVT trong QTDH.
- Mức độ hiểu bài và vận dụng kiến thức của HS thông qua các bài kiểm tra.
3.3.3. Tiến hành kiểm tra, thu thập số liệu và xử lý kết quả
Để có căn cứ đánh giá, sau khi hoàn tất phần dạy TN chúng tôi tiến hành kiểm tra kết quả học tập của các lớp trên bằng một bài kiểm tra có thời gian 45 phút theo hình thức trắc nghiệm khách quan. Nội dung của bài kiểm tra là những kiến thức và kĩ năng cơ bản mà HS phải có sau khi học bài với các mức độ:
- Hiểu các kiến thức đã học.
- Vận dụng được kiến thức đã học vào các tính huống quen thuộc. - Sáng tạo khi vận dụng kiến thức vào tính huống mới.
Dựa vào kết quả kiểm tra, chúng tôi dùng phương pháp thống kê toán học để xử lý và đánh giá kết quả để thẩm định lại hiệu quả của QTDH.
Việc xử lý, phân tích kết quả TNSP được tiến hành theo các bước:
- Lập bảng thống kê các điểm Xi của bài kiểm tra.
- Lập bảng phân phối tần suất, vẽ đồ thị và biểu đồ phân phối tần suất của nhóm TN và nhóm ĐC.
suất lũy tích của nhóm TN và nhóm ĐC. - Tính toán các tham số thống kê.
- Dựa vào đồ thị phân phối tần suất, đồ thị phân phối tần suất lũy tích và những tham số đã tính toán để rút ra kết luận.
- Kiểm định giả thuyết thống kê.
3.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm
3.4.1. Diễn biến của quá trình dạy học và nhận xét
QTDH ở nhóm TN và nhóm ĐC diễn ra như sau:
Bài 44 : Khúc xạ ánh sáng
- Nhóm ĐC: GV chỉ dùng lời nói để đặt vấn đề vào bài học nên không gây được hứng thú cho HS. Trong QTDH, các hoạt động chủ yếu tập trung ở GV, HS chủ yếu lắng nghe và suy nghĩ để trả lời các câu hỏi do GV đặt ra. GV chỉ tiến hành thí nghiệm biểu diễn về hiện tượng khúc xạ ánh sáng, khái niệm chiết suất của môi trường được GV diễn giải bằng lời, sự tạo ảnh qua lưỡng chất phẳng được GV mô tả bằng hình vẽ nên kém phần trực quan, sinh động.
- Nhóm TN: Mở đầu bài học, GV cho HS quan sát hình ảnh “Cây bút chì bị gãy khúc” làm cho các em thấy hứng thú. Trong QTDH, các hoạt động chủ yếu tập trung ở HS, GV chỉ là người giúp đỡ các em khi cần thiết. HS có sự hợp tác với nhau trong quá trình làm thí nghiệm, có sự phân công nhiệm vụ trong quá trình xử lý số liệu và vẽ đồ thị. Các mô phỏng dưới dạng flash giúp HS quan sát được sự thay đổi của khúc xạ khi thay đổi môi trường từ đó hiểu rõ hơn về khái niệm chiết suất tỉ đối; các em cũng có thể quan sát một cách trực quan sự tạo ảnh qua lưỡng chất phẳng để hiểu rõ tại sao ảnh của vật qua lưỡng chất phẳng lại bị nâng lên hoặc hạ xuống so với vật thật.
Bài 45 : Phản xạ toàn phần
- Nhóm ĐC: Phương pháp dạy học chủ yếu được GV sử dụng là phương pháp diễn giảng, bài học không có tính trực quan nên không lôi kéo được sự chú ý và kích thích tính tò mò của HS, giờ học diễn ra bình thường.
- Nhóm TN: Trong QTDH HS đóng vai trò chủ đạo, các em được tự tay tiến hành các thí nghiệm để dễ dàng quan sát hiện tượng. Với sự hỗ trợ của MVT, các em có thể quan sát mô phỏng hình ảnh tia sáng khi đến gặp mặt phân cách của hai môi trường để rút ra điều kiện để xảy ra hiện tượng phản xạ toàn phần; các em cũng có thể quan sát được hình ảnh của các sợi quang.
Bài 50 : Mắt
- Nhóm ĐC: GV dạy theo PPDH truyền thống. GV chủ yếu sử dụng phương pháp diễn giảng để trình bày cho HS về cấu tạo của mắt, sự điều tiết, điểm cực cận và cực viễn, năng suất phân li của mắt, sự lưu ảnh của mắt. HS tiếp thu bài một cách thụ động.
- Nhóm TN: Ở bậc THCS, HS đã được học về cấu tạo, sự điều tiết của mắt, điểm cực cận và điểm cực viễn nên việc tổ chức lớp học theo nhóm để tìm hiểu chúng đối với các em rất dễ dàng. Các khái niệm góc trông, năng suất phân li và sự lưu ảnh của mắt được các nhóm HS tự tìm hiểu thông qua những thí nghiệm nhỏ nên các em có cảm giác không bị áp đặt.
Bài 51 : Các tật của mắt và cách khắc phục
- Nhóm ĐC: GV chủ yếu sử dụng phương pháp diễn giảng để trình bày đặc điểm của mắt bị tật và cách sữa nên HS không có cơ hội để phát triển tư duy, HS còn lúng túng khi vận dụng kiến thức để làm bài tập.
- Nhóm TN: Trên cơ sở kinh nghiệm của bản thân HS, những hiểu biết của các em về sự tạo ảnh qua thấu kính, những hiểu biết về cấu tạo và đặc điểm của mắt bình thường thì một số HS có khả năng tư duy để nhận biết đặc điểm của mắt cận thị, viễn thị, lão thị và đề xuất phương án khắc phục các tật đó để thông báo cho cả nhóm. Sau đó, với sự hỗ trợ của MVT, toàn bộ HS có thể quan sát được hình ảnh mô phỏng và hiểu bài một cách sâu sắc hơn.
Sau khi quan sát giờ học của nhóm TN và nhóm ĐC, chúng tôi có những nhận xét chung như sau:
- Nhóm ĐC: Cách dạy của GV có đổi mới nhưng hiệu quả mang lại chưa cao, trong giờ dạy chủ yếu là GV diễn giảng, HS lắng nghe và ghi chép. Các em chưa thực sự hứng thú và tự giác.
- Nhóm TN: Giờ học của nhóm TN diễn ra sôi nổi, không khí học tập thoải mái, HS nhiệt tình tham gia hoạt động để chiếm lĩnh kiến thức với tác phong nhanh nhẹn. HS có nhiều thời gian để tích cực làm việc theo nhóm và có sự nỗ lực của từng cá nhân trong quá trình xây dựng kiến thức mới. Với tiến trình dạy học đã được thiết kế, thời gian diễn giảng của GV được rút ngắn, thời gian dành cho các hoạt động của HS được tăng cường. HS có thời gian để trao đổi, tranh luận, có sự hợp tác tích cực giữa các thành viên trong nhóm để giải quyết vấn đề. Các hình ảnh, các đoạn video, các thí nghiệm mô phỏng được đưa vào bài giảng làm bài học sinh động và dễ hiểu, HS hứng thú và tự giác trong học tập. Như vậy, giờ dạy học ở nhóm TN với giáo án được thiết kế theo PPDH hợp tác nhóm với sự hỗ trợ của MVT đã góp phần phát huy tính tích cực, chủ động của HS trong quá trình học tập.
3.4.2. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
Tính toán các số liệu
Để so sánh và đánh giá mức độ tiếp thu kiến thức của HS ở nhóm TN và nhóm ĐC, chúng tôi đưa ra các chỉ số thống kê:
- Giá trị trung bình cộng 1 n i i f X X n = ∑
Trong đó n là số HS dự kiểm tra, Xi là điểm số, fi là số HS đạt điểm Xi
- Phương sai ( )2 2 1 i i X X S n f − = − ∑ - Độ lệch chuẩn ( )2 1 i i f X X S n − = − ∑
Độ lệch chuẩn cho biết mức độ phân tán quanh giá trị trung bình X , S càng
bé thì số liệu càng ít phân tán.
- Hệ số biến thiên V S .100 %( )
X
=
Hệ số biến thiên cho phép so sánh mức độ phân tán của các số liệu.
- Sai số tiêu chuẩn m S
n
Kết quả của bài kiểm tra
Bảng 3.2. Bảng thống kê các điểm X của bài kiểm trai
Nhóm Tổng số HS Điểm số Xi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC 93 0 1 6 13 18 26 16 9 3 1 TN 92 0 0 3 5 13 20 25 17 6 3
Bảng 3.3. Bảng phân phối tần suất
Nhóm Số % HS đạt điểm Xi
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ĐC 0 1.1 6.5 14 19.4 28 17.2 9.7 3.2 1.1
TN 0 0 3.3 5.4 14.1 21.7 27.2 18.5 6.5 3.3
Từ bảng phân phối tần suất, chúng tôi vẽ đồ thị và biểu đồ phân phối tần suất của nhóm TN và nhóm ĐC.
Biểu đồ 3.1. Biểu đồ phân phối tần suất của nhóm TN và nhóm ĐC
Bảng 3.4. Bảng thống kê số HS đạt điểm Xi trở xuống
Nhóm Số HS đạt điểm Xi trở xuống Wi( )%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ĐC 0 1 7 20 38 64 80 89 92 93
TN 0 0 3 8 21 41 66 83 89 92
Bảng 3.5. Bảng phân phối tần suất luỹ tích
Nhóm Số % HS đạt điểm Xi trở xuống Wi( )%
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ĐC 0 1.1 7.5 21.5 40.9 68.8 86 95.7 98.9 100
TN 0 0 3.3 8.7 22.8 44.6 71.7 90.2 96.7 100
Từ bảng phân phối tần suất luỹ tích, chúng tôi vẽ đồ thị và biểu đồ phân phối tần suất lũy tích của nhóm TN và nhóm ĐC.
Đồ thị 3.2. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích của nhóm TN và nhóm ĐC
Bảng 3.6. Bảng các tham số thống kê
Nhóm X S2 S V( )% m X = ±X m
ĐC 5.8 2.51 1.58 0.27 0.02 X =5,8 0,02±
TN 6.6 2.42 1.56 0.24 0.02 X =6,6 0,02±
Dựa vào đồ thị phân phối tần suất, đồ thị phân phối tần suất lũy tích và những tham số đã tính toán ở trên, chúng tôi có thể rút ra kết luận ban đầu như sau:
- Đường lũy tích ứng với nhóm TN nằm bên phải và về phía dưới đường lũy tích ứng với nhóm ĐC.
- Điểm trung bình của các bài kiểm tra của HS ở nhóm TN (XTN =6,6) cao
hơn so với nhóm ĐC (XTN =5,8).
- Độ lệch chuẩn của nhóm TN (STN =1,56) và nhóm ĐC (SDC =1,58) khá
nhỏ, điều đó chứng tổ mức độ phân tán quanh giá trị trung bình nhỏ. Như vậy, kết quả học tập ở nhóm TN cao hơn ở nhóm ĐC.
3.4.3. Kiểm định giả thuyết thống kê
Dùng phương pháp kiểm định sự khác nhau của hai trung bình cộng để kiểm định về sự khác nhau giữa hai điểm trung bình của HS nhóm TN và nhóm ĐC.
Các giả thuyết thống kê:
Giả thuyết H0: "Điểm trung bình của nhóm TN cao hơn điểm trung bình
của nhóm ĐC một cách không có ý nghĩa”.
Giả thuyết H1: "Điểm trung bình của nhóm TN cao hơn điểm trung bình của
nhóm ĐC một cách có ý nghĩa”.
Để kiểm định giả thuyết, chúng tôi đi xác định đại lượng kiểm định t theo
công thức: . TN DC TN DC p TN DC n n X X t S n n − = + với ( ) 2 ( ) 2 DC TN 1 . 1 . 2 TN TN DC p DC n S n S S n n − + − = + −
Kết quả tính toán thu được Sp =1,57 và t =3,46.
Sau khi tính được t, chúng tôi so sánh t với giá trị tới hạn tα được tra trong
bảng Student ứng với mức ý nghĩa α =0,05 và bậc tự do f =nTN +nDC − =2 183.
Tra trong bảng Student với mức ý nghĩa α =0,05 và bậc tự do f =185 ,
ta có tα =1,96.
Như vậy, qua tính toán kết quả TN ta thấy thoả mãn điều kiện t t> α, nghĩa là