7. Các đóng góp của luận văn
3.3. Đánh giá định tính quá trình thực nghiệm sư phạm
Các tiết học thực nghiệm được diễn ra đúng theo kế hoạch và tiến trình dạy học đã xây dựng.
Tiết 1: Giới thiệu, đặt vấn đề, tiếp cận CHKQ và CHBH-1
Trong tiết học này, giáo viên chủ yếu làm quen và hướng dẫn học sinh cách học mới. Điểm đặc biệt trong tiết học này là giáo viên phải kích thích được nhu cầu tìm hiểu của học sinh đối với động cơ nhiệt – một thiết bị quen thuộc trong cuộc sống. Ở tiết học này, giáo viên soạn thảo, dạy học bằng powerpoint và máy chiếu với những hình ảnh cụ thể và sinh động nhằm thu hút sự chú ý và quan tâm của học sinh về chủ đề. Tuy nhiên, do lớp thuộc
94
khối D (lớp đa phần là học sinh nữ, chỉ có hai em học sinh nam), nên chủ đề này đôi khi không hoàn toàn tạo được nhu cầu tìm hiểu ở nhiều em học sinh. Đó là một trong những khó khăn đầu tiên mà giáo viên nhận thấy trong quá trình thực nghiệm.
Cuối tiết, giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh thông qua phiếu làm việc ở nhà số 1. Giáo viên nhắc nhở và yêu cầu các em thực hiện nghiêm túc để có thể tiếp tục làm việc ở tiết học tiếp theo.
Tiết 2: Các nguyên lí của nhiệt động lực học
Bắt đầu tiết học thứ 2, học sinh bắt đầu tham gia hoạt động nhóm đểthảo luận nhiệm vụ học tập về nhà. Theo ghi nhận, có khoảng 70% các em làm việc ở nhà nghiêm túc. Trong quá trình thảo luận, các em đã trả lời tương đối tốt đối với các câu hỏi, vì nội dung kiến thức phần này gần gũi và các em đã từng được học ở THCS.Quá trình thảo luận đã giúp các em dễ dàng tiếp thu và hiểu được nội dung của nguyên lí I nhiệt động lực học.
Thông qua việc tìm hiểu cơ chế cơ bản chuyển hóa nhiệt lượng thành công, các em bắt đầu tìm hiểu về nguyên lí II nhiệt động lực học. So với tiết 1 thì ở tiết 2, học sinh đã bắt đầu thảo luận sôi nổi hơn, đặc biệt là khi làm việc với phiếu học tập nhóm số 2. Nhờ vào quá trình tìm hiểu đó, các em có thể hiểu được lí do vì sao để liên tục sinh công thì một động cơ nhiệt không thể chuyển hóa toàn bộ nhiệt lượng nó nhận được thành công. Từ đó, học sinh dễ dàng tiếp thu nguyên lí II, đồng thời cũng hình dung được cấu tạo cơ bản và quá trình hoạt động của động cơ nhiệt.
Ở cuối tiết, khi được giáo viên giới thiệu cho mô hình đơn giản của động cơ Stirling bằng ống nghiệm, học sinh tỏ ra thích thú. Đa phần các em đều nhận biết được nguồn nóng của động cơ là đèn cồn, nhưng các em bị vướng mắc ở chỗ: tác nhân và nguồn lạnh.Việc này khiến các em thích thú hơn để về nhà tìm hiểu và hoàn thành phiếu học tập ở nhà số 2.
Qua quá trình dạy học hai tiết đầu, giáo viên nhận thấy rằng, học sinh lớp thực nghiệm chưa quen với cách làm việc mới, đặc biệt là chưa hoàn toàn hoàn thành phiếu học tập ở nhà để chuẩn bị cho bài mới và chưa quen thảo luận nhóm. Do đó, giáo viên đã gặp phải một chút vấn đề về thời gian trong quá trình dạy 2 tiết đầu tiên. Giáo viên cũng hoàn thành nội dung giảng dạy như tiến trình, tuy nhiên, GV tự đánh giá tiết học chưa đạt được hiệu quả như mong đợi, vì tiết học bị kéo dài hơn khiến học sinh cảm thấy không thoải mái.
Tiết 3: Ôn tập và vận dụng
Đầu tiên, giáo viên tiến hành kiểm tra bài học cũ cho học sinh, đặc biệt chú ý đến việc liên kết các kiến thức và gợi nhớ về CHKQ và CHBH-1 để học sinh có ý thức về mục
95
đích đang tìm hiểu kiến thức của mình. Theo nhận xét, đa số các em (90%) đều học bài ở nhà, tuy nhiên trong đó chỉ khoảng 40% các em hiểu được tiến trình đang tìm hiểu về động cơ nhiệt. Do đó, tôi nhận thấy rằng, việc liên tục gợi ý và nhắc nhở học sinh về chủ đề chung đang tìm hiểu là quan trọng và cần thiết, đặc biệt là đối với học sinh lần đầu tiên học tập với mô hình mới.
Ở tiết học này, hầu hết các em đều hoàn thành phiếu học tập ở nhà số 2, tuy nhiên chỉ khoảng 50% là làm việc thực sự nghiêm túc và có nhu cầu tìm hiểu. Sau khi trao đổi với một vài em, giáo viên nhận thấy rằng, do tính chất lớp học khối D, đa phần là nữ, lịch học lại khá dàynên học sinh chưa thực sự phát huy hết khả năng tìm hiểu.
Qua quá trình thảo luận về bài tập về nhà, học sinh đã dần quen hơn với hoạt động nhóm, đặc biệt là thích thú hơn khi được chia sẻ với nhau về những điều các em chưa biết. Nhờ đó, học sinh đã hiểu hơn về cấu tạo và hoạt động của động cơ nhiệt. Không khí tiết học sôi nổi hơn khi các em thảo luận và trình bày về kết quả tìm hiểu được ở nhà. Qua quá trình tìm hiểu về mô hình động cơ bằng ống nghiệm, học sinh đã nhận biết được tác nhân của động cơ là khối khí trong ống nghiệm, nhưng các em còn lúng túng khi cho rằng nguồn lạnh là môi trường bên ngoài ống nghiệm.
Cuối tiết 3, giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh với phiếu học tập ở nhà số 3. Khi tự rút kinh nghiệm, giáo viên nhận thấy rằng quá trình dẫn dắt học sinh xây dựng CHBH-2 còn nhiều “gượng ép”, chưa đạt được hiệu quả. Đặc biệt, sau khi giảng dạy, giáo viên nhận thấy rằng, việc tìm hiểu về cấu tạo chất trước khi tìm hiểu về các quá trình biến đổi của khối khí gây cho học sinh một “khoảng lặng” trong quá trình khám phá. Ở đây, từ quá trình chuyển hóa năng lượng trong động cơ nhiệt, các em sẽ đặt vấn đề tiếp theo là khối khí hoạt động theo chu trình như thế nào để có thể chuyển hóa nhiệt lượng thành công. Tuy nhiên, thay vì tìm hiểu ngay về trạng thái khí, các thông số đặc trưng, quá trình biến đổi, học sinh lại phải tìm hiểu về cấu tạo chất và thuyết động học phân tử chất khí. Tuy đây là kiến thức cần thiết, cơ bản cho phương pháp nghiên cứu khối khí trên cơ sở vi mô, song giáo viên nhận thấy rằng, nhiều học sinh không nhận thấy được mối liên hệ khi tìm hiểu về vấn đề này. Đây là một điểm lưu ý cho giáo viên để hoàn thiện hơn tiến trình giảng dạy đã xây dựng.
Tiết 4: Thuyết động học phân tử chất khí và quá trình biến đổi trạng thái
Ở tiết học này, học sinh đã quen với hoạt động nhóm, trình bày ý kiến rõ ràng hơn. Giáo viên nhận thấy không khí tiết học không sôi nổi như ở tiết học trước. Lí do có thể làvì
96
nội dung kiến thức trong tiết học này đa phần mang tính thừa nhận, hơn nữa, do kế hoạch giảng dạy hơi “chặt” về thời gian nên giáo viên không sử dụng những thí nghiệm thực để kích thích hứng thú cho học sinh như: quan sát chuyển động Brown qua kính hiển vi, chứng tỏ tính linh động của chất khí, sự tồn tại áp suất, sự phụ thuộc của áp suất vào nhiệt độ… Qua quá trình trao đổi với đồng nghiệp và tự rút kinh nghiệm, tác giả nhận thấy nội dung dạy học trong tiết này nên được tiến hành trong 2 tiết để học sinh cảm thấy được nhu cầu khám phá của bản thân hơn nữa.
Tiết 5: Quá trình đẳng nhiệt. Định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt
Trong tiết học này, học sinh được làm thí nghiệm thực để khảo sát mối quan hệ giữa áp suất và thể tích. Các em thảo luận sôi nổi khi dựa vào thuyết động học phân tử để dự đoán mối quan hệ (p,V). Đa phần các nhóm đều dự đoán được khi áp suất tăng thì thể tích giảm và ngược lại. Từ đó các nhóm có thể xác định được mục đích của thí nghiệm. Không khí lớp học ở tiết này sôi nổi hơn vì các em được làm việc nhóm nhiều hơn và làm thí nghiệm thực để xây dựng kiến thức.
Tiết 6: Quá trình đẳng tích. Định luật Sắc-lơ.
Dựa trên cơ sở bài học trước, đa số học sinh đều hoàn thành phần làm việc ở nhà tìm hiểu về quá trình đẳng tích. Khi dự đoán mối quan hệ giữa hai thông số còn lại trong quá trình đẳng tích, các nhóm đều bước đầu có nhận định đúng và xác định được mục đích thí nghiệm khảo sát, cũng như trong việc đề xuất phương án thực hiện.
Tiết học càng sôi nổi hơn ở phần vận dụng hai định luật đã học để giải thích các hiện tượng. Ở thí nghiệm thứ nhất liên quan đến định luật Bôi-lơ – Ma-ri-ốt, đa số các nhóm đều gặp khó khăn và không trả lời được trọn vẹn. Ở thí nghiệm thứ hai về định luật Sắc-lơ, nhiều nhóm trả lời tốt. Các em tranh luận rất nhiệt tình và hứng thú.
Tiết 7: Phương trình trạng thái khí lí tưởng
Dựa vào hai đẳng quá trình đã được học và SGK, các nhóm đều hoàn thành tốt phiếu học tập nhóm số 7. Ở tiết học này, giáo viên phải nhắc lại và kết nối kiến thức để giúp các em tổng kết được các kiến thức đã tìm hiểu. Đặc biệt, sự liên hệ nguyên lí I nhiệt động lực học với các quá trình biến đổi của khí lí tưởng sẽ giúp học sinh hiểu hơn về mối liên hệ giữa hai chương.
Qua giảng dạy, tác giả nhận thấy, khoảng 50% học sinh đã bắt đầu liên kết được các kiến thức để có được câu trả lời cho chủ đề khái quát về động cơ nhiệt.
97
Qua quan sát mức độ tích cực và kĩ năng làm việc hợp tác của học sinh, tác giả thấy rằng học sinh đã quen dần với việc làm việc nhóm thể hiện qua phân công nhiệm vụ và tự giác hoàn thành nhiệm vụ được giao. Ban đầu học sinh còn lúng túng và chưa quen với cách học mới, nhưng sau vài tiết học, các em đã bắt đầu làm quen và hoạt động sôi nổi tích cực hơn. Song nhìn chung, trong các giờ học, không khí lớp sôi động, tâm lí học sinh thoải mái, tuy nhiên vẫn còn một số tiết học chưa đạt hiệu quả và giáo viên cần rút kinh nghiệm. Đa phần học sinh (khoảng 70%) có tìm hiểu và hoàn thành phiếu học tập nhóm ở nhà. Các em thảo luận tích cực, tranh luận bảo vệ ý kiến của mình và của nhóm. Trong quá trình học tập, sự tương tác giữa giáo viên và học sinh ngày càng nhiều và thoải mái. Các em cảm thấy dễ dàng đặt câu hỏi với giáo viên về những vấn đề chưa hiểu rõ.
3.4. Đánh giá định lượng kết quả thực nghiệm
Trong phần này, tác giả tiến hành xử lí thống kê số liệu kết quả học tập nhằm so sánh hiệu quả của phương pháp dạy học theo mô hình IBL đã xây dựng với phương pháp dạy học truyền thống ở hai chương “Chất khí” và “Cơ sở của nhiệt động lực học”.
3.4.1. Kết quả học tập của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng
Bảng 1.6. Bảng thống kê điểm kiểm tra 1 tiết của lớp TN và lớp ĐC
Điểm Tần số Kiểm tra 1 tiết Lớp TN Lớp ĐC 5 0 1 5,3 0 1 5,7 0 0 6 1 1 6,3 1 2 6,7 0 2 7 1 0 7,3 2 2 7,7 2 4 8 3 6 8,3 3 3
98 8,7 3 2 9 6 0 9,3 5 4 9,7 2 1 10 1 1
Hình 1.13. Biểu đồ phân bố tần số điểm kiểm tra 1 tiết của lớp ĐC và lớp TN
3.4.2. Mô tả thống kê kết quả điểm kiểm tra hai lớp
3.4.2.1. Mô tả thống kê thông qua bảng phân phối và đồ thị biểu diễn
Bảng 1.7. Bảng phân bố tần suất điểm 1 tiết của lớp TN và lớp ĐC
Điểm Tần suất (%) Lớp TN Lớp ĐC 5 0 3,3 5,3 0 3,3 5,7 0 0 6 3,3 3,3 6,3 3,3 6,7 6,7 0 6,7 7 3,3 0 0 1 2 3 4 5 6 7 5 5,3 5,7 6 6,3 6,7 7 7,3 7,7 8 8,3 8,7 9 9,3 9,7 10 Tấ n số Điểm số Lớp ĐC Lớp TN
99 7,3 6,7 6,7 7,7 6,7 13,3 8 10 20 8,3 10 10 8,7 10 6,7 9 20 0 9,3 16,7 13,3 9,7 6,7 3,3 10 3,3 3,3
Hình 1.14. Biểu đồ phân bố tần suất điểm kiểm tra 1 tiết của lớp TN và lớp ĐC Từ biểu đồ phân bố tần suất kết quả kiểm tra 1 tiết giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng, ta thấy lớp thực nghiệm có điểm cao dao động xung quanh điểm 8,7, còn ở lớp đối chứng thì điểm cao dao động xung quanh vùng điểm 7,7. Qua đó, tác giả nhận thấy điểm trung bình của lớp thực nghiệm cao hơn lớp đối chứng.
Bảng 1.8. Bảng phân bố tần suất tích lũy kết quả kiểm tra 1 tiết lớp TN và lớp ĐC Điểm Tần suất tích lũy (%)
Lớp TN Lớp ĐC 5 0 3,3 0 5 10 15 20 25 5 5,3 5,7 6 6,3 6,7 7 7,3 7,7 8 8,3 8,7 9 9,3 9,7 10 Tầ n su ất (% ) Điểm số Lớp ĐC Lớp TN
100 5,3 0 6,7 5,7 0 6,7 6 3,3 10 6,3 6,7 16,7 6,7 6,7 23,3 7 10 23,3 7,3 16,7 30 7,7 23,3 43,3 8 33,3 63,3 8,3 43,3 73,3 8,7 53,3 80 9 73,3 80 9,3 90 93,3 9,7 96,7 96,7 10 100 100
Hình 1.15. Biểu đồ phân bố tần số tích lũy kết quả kiểm tra 1 tiết của lớp TN và lớp ĐC Đường phân bố tần suất tích lũy của lớp thực nghiệm nằm bên phải và phía dưới đường phân bố tần suất tích lũy của lớp đối chứng. Điều này chứng tỏ học sinh lớp thực nghiệm làm bài kiểm tra 1 tiết tốt hơn. Ta thấy, lớp đối chứng có 10% học sinh có điểm kiểm tra từ 6 trở xuống, còn ở lớp thực nghiệm chỉ có 3,3% học sinh có điểm từ 6 trở xuống.
0 20 40 60 80 100 120 5 5,3 5,7 6 6,3 6,7 7 7,3 7,7 8 8,3 8,7 9 9,3 9,7 10 Tầ n s ố t íc h l ũy (% ) Điểm số Lớp ĐC Lớp TN
101
Như vậy, việc tổ chức dạy học hai chương “Chất khí” và “Cơ sở của nhiệt động lực học” theo mô hình IBL đã đem lại hiệu quả ban đầu trong việc nâng cao chất lượng kiến thức của học sinh.
3.4.2.2. Mô tả thống kê thông qua các tham số thống kê
Tác giả đã sử dụng phần mềm SPSS 16.0 để tính toán các tham số thống kê đối với số liệu kết quả kiểm tra 1 tiết của hai lớp thực nghiệm và đối chứng. Kết quả được trình bày ở bảng 3.6.
Bảng 1.9. Bảng kết quả tham số thống kê xử lí bằng phần mềm SPSS
Lớp Statistic Điểm kiểm tra 1 tiết DC Mean 7,8300 Std. Deviation 1,24323 Skewness -0,466 Kurtosis -0,051 TN Mean 8,4733 Std. Deviation 0,98783 Skewness -0,847 Kurtosis 0,310
Ý nghĩa các thông số trong bảng
• Meanlà điểm trung bình, cho biết trung tâm của phân bố.
• Std. Deviation là độ lệch chuẩn – số đo độ phân tán của phân bố. Độ lệch chuẩn xác định mức độ ổn định của số liệu thống kê quanh giá trị trung bình. Giá trị của độ lệch chuẩn càng thấp thì mức độ ổn định của số liệu càng lớn, dao động quanh giá trị trung bình càng nhỏ. Giá trị độ lệch chuẩn càng cao thì mức độ ổn định của số liệu càng nhỏ, dao động quanh giá trị trung bình càng lớn.
• Skewnesslà độ lệch của phân bố khỏi phân bố chuẩn.
• Kurtosis là độ phân tán của điểm so với mức trung bình, hay nói cách khác là độ cao của phổ phân bố. Như vậy, độ lệch chuẩn càng cao thì độ phân tán sẽ càng nhỏ và thường mang giá trị âm.
102
Dựa vào bảng các tham số thống kê, ta có thể nhận thấy rằng:
- Điểm trung bình cộng của lớp thực nghiệm (Mean = 8,4733) cao hơn điểm trung bình của lớp đối chứng (Mean = 7,83).
- Độ lệch khỏi phân bố chuẩn của lớp thực nghiệm (Skewness = -0,847) nhỏ hơn độ lệch của lớp đối chứng (Skewness = -0,466) và cả hai giá trị đều mang dấu âm, chứng tỏ là phân bố điểm của lớp TN lệch về bên phải (phía điểm cao) nhiều hơn so với phân bố điểm của lớp ĐC. Đồng thời giá trị độ lệch skewness đã cho thấy cả 2