3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
3.1.1. Mục đích
TNSP được tiến hành để kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài, cụ thể là kiểm tra và đánh giá tính hiệu quả của việc sử dụng phần mềm CT trong QTDH vật lí ở trường THPT.
TNSP để trả lời các câu hỏi sau:
- Sử dụng phần mềm CT một cách hợp lí có góp phần nâng cao hứng thú học tập, phát huy TTC và tự lực học tập của HS, từ đó góp phần đổi mới PPDH nâng cao hiệu quả và chất lượng DH vật lí ở trường THPT hay không?
- Chất lượng học tập của HS trong quá trình học tập với sự hỗ trợ của phần mềm CT có cao hơn chất lượng học tập của HS trong quá trình học tập thông thường hay không?
3.1.2. Nhiệm vụ
Trong quá trình TNSP chúng tôi thực hiện các nhiệm vụ sau:
- Tổ chức tiến trình dạy học một số bài trong phần “Điện học” SGK vật lí 11 chương trình nâng cao cho các lớp ĐC và TNg.
+ Với các lớp TNg: tiến hành giảng dạy một số bài có sử dụng các TN ảo được thiết kế bằng phần mềm CT.
+ Với các lớp ĐC: thực hiện giảng dạy các bài trên theo PPDH truyền thống. Các tiết dạy đều được tiến hành theo đúng tiến độ như phân phối chương trình của Bộ Giáo dục và Đào tạo.
- So sánh, đối chiếu và xử lí kết quả học tập thu được ở các lớp TNg và các lớp ĐC.
3.2. Đối tượng và nội dung của thực nghiệm sư phạm 3.2.1. Đối tượng
Hoạt động DH phần “Điện học” SGK vật lí 11 nâng cao có sử dụng TN ảo thiết kế trên phần mềm CT.
TNSP được tiến hành đối với HS lớp 11 của trường THPT Vinh Xuân, THPT Tam Giang, và THPT Nguyễn Đình Chiểu thuộc tỉnh Thừa Thiên Huế.
3.2.2. Nội dung
Ở các lớp TNg, GV dạy theo giáo án TNg đã soạn, thuộc phần “Điện học” SGK vật lí 11 nâng cao, được thiết kế với sự hỗ trợ của phần mềm CT. Bao gồm 3 bài:
- Tụ điện
- Định luật Ôm đối với toàn mạch
- Định luật Ôm đối với các loại mạch điện. Mắc các nguồn điện thành bộ Đối với các lớp ĐC, GV sử dụng PPDH thông thường không có sự hỗ trợ của phần mềm CT.
3.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm 3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm
Việc chọn mẫu TNg sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả TNSP. Ở đây chúng tôi trao đổi với các GV vật lí của trường, xem xét kết quả học tập của HS năm học trước. Các lớp được chọn có sĩ số, điều kiện tổ chức DH, có trình độ và chất lượng học tập vật lí là tương đương nhau.
Số HS được khảo sát trong quá trình TNg gồm 2 nhóm: nhóm TN với 137 HS và nhóm ĐC với 137 HS. Cụ thể là:
Bảng 3.1. Số HS nhóm TNg và nhóm ĐC
Trường Lớp TNg Lớp ĐC
Trường THPT Vinh Xuân 11A1 (45 HS) 11A2 (45 HS)
Trường THPT Tam Giang 11A1 (45 HS) 11 A2 (42 HS)
Trường THPT Nguyễn Đình Chiểu 11A1 (47 HS) 11 A2 (50 HS) Kết quả TNg được rút ra từ việc phân tích, tổng hợp, so sánh các kết quả kiểm tra của hai nhóm.
3.3.2. Quan sát giờ học
Tất cả các giờ học ở các lớp TNg đều được quan sát về các hoạt động của GV và HS trong quá trình diễn ra bài DH theo các nội dung:
- Các bước lên lớp của GV, sự điều khiển và gợi ý cho các hoạt động của HS thông qua các câu hỏi của GV. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Các thao tác và mức độ xử lí của GV trong khi tiến hành các TN ảo.
- TTC của HS thông qua không khí lớp học, sự tập trung và nghiêm túc, số lượng và chất lượng các câu trả lời cũng như phát biểu xây dựng bài của HS.
- Mức độ đạt được các mục tiêu của bài dạy thông qua các câu hỏi của GV trong phần củng cố vận dụng.
Sau mỗi bài DH có trao đổi với GV và HS, lắng nghe các ý kiến góp ý để rút kinh nghiệm cho bài DH sau cũng như cho đề tài nghiên cứu.
3.3.3. Các bài kiểm tra
Sau khi TNSP, HS ở cả hai nhóm ĐC và TNg được đánh giá bằng một bài kiểm tra tổng hợp nhằm:
- Đánh giá định tính mức độ lĩnh hội các khái niệm cơ bản, các định luật, hiện tượng vật lí và các tính chất của các sự vật hiện tượng...
- Đánh giá định lượng mức độ tiếp thu bài giảng, lĩnh hội các công thức và khả năng vận dụng kiến thức để giải các bài tập và giải thích các hiện tượng xảy ra trong thực tế cuộc sống.
3.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm 3.4.1. Kết quả định tính
Qua quan sát giờ học ở các lớp TNg và các lớp ĐC được tiến hành theo tiến trình đã được xây dựng, chúng tôi rút ra được một số nhận xét sau:
Đối với các lớp ĐC, số lượng các TN được tiến hành không nhiều, cách dạy có đổi mới nhưng trong giờ dạy vẫn chủ yếu là GV diễn giảng, HS tập trung yên lặng lắng nghe và ghi chép. Tuy HS cũng có trả lời các câu hỏi của GV đặt ra nhưng chưa thể hiện rõ sự hứng thú và tự giác.
Đối với các lớp TNg, hầu hết các TN trong SGK đều được thực hiện thông qua các TN ảo được thiết kế trên phần mềm CT. Các hoạt động của GV và HS diễn ra trong giờ học thật sự chủ động và tích cực. Giờ học đã rút ngắn được thời gian diễn giảng của GV và tăng cường các hoạt động của HS. HS hứng thú và tự giác
trong các hoạt động học tập, HS rất tập trung theo dõi quá trình định hướng của GV, nhiệt tình trong việc phát biểu xây dựng bài, các câu trả lời của HS đưa ra có chất lượng hơn so với lớp ĐC. Đặc biệt, trong quá trình kiểm tra bài cũ và củng cố vận dụng, HS rất tích cực, hào hứng và sôi nổi trả lời. Nội dung kiến thức củng cố vận dụng nhiều nhưng lại không làm mất nhiều thời gian của GV và HS.
Như vậy, các giờ dạy có sự hỗ trợ của phần mềm CT đã góp phần phát huy được TTC hoạt động học tập của HS trong giờ học.
3.4.2. Kết quả định lượng
3.4.2.1. Các bảng số liệu
Qua bài kiểm tra đánh giá, chúng tôi đã tiến hành thống kê, tính toán và thu được các bảng số liệu sau:
Bảng 3.2. Bảng thống kê các điểm số (Xi) của bài kiểm tra
Nhóm Số HS Điểm số (Xi) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC 137 2 9 15 17 33 23 14 13 8 3 TN 137 0 1 1 11 26 32 22 20 13 11
Bảng 3.3. Bảng phân loại theo học lực Nhóm Tổng số HS Kém % số HS xếp loại (0-2) Yếu (3-4) TB (5-6) Khá (7-8) Giỏi (9-10) ĐC 137 8,0 23,4 40,9 19,7 8,0 TN 137 0,7 8,8 42,3 30,7 17,5
Bảng 3.4. Bảng phân phối tần suất
Nhóm Số % học sinh đạt điểm Xi
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ĐC 1,5 6,6 10,9 12,4 24,1 16,8 10,2 9,5 5,8 2,2
TN 0 0,7 0,7 8,0 19,0 23,4 16,1 14,6 9,5 8,0
Đồ thị 3.2. Đồ thị phân phối tần suất của 2 nhóm
Bảng 3.5. Bảng phân phối tần suất tích lũy
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ĐC 1,5 8,0 19,0 31,4 55,5 72,3 81,8 92,0 97,8 100
TN 0 0,7 1,5 9,5 28,5 51,8 67,9 82,5 92,0 100 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Đồ thị 3.3. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích
3.4.2.2. Các tham số sử dụng để thống kê
- Giá trị trung bình cộng làm tham số đặc trưng cho sự tập trung của số liệu,
được tính theo công thức:
10 i i i 1 n X X N = = ∑
Với Xi là điểm số, ni là số HS đạt điểm Xi, N là số HS dự kiểm tra
- Phương sai: 10 2 i i 2 i 1 n (X X) S N 1 = − = − ∑
- Độ lệch chuẩn S cho biết độ phân tán quanh giá trị X được tính theo công
thức 10 2 i i i 1 n (X X) S N 1 = − = − ∑ , S càng nhỏ tức số liệu càng ít phân tán
- Hệ số biến thiên: V = 100(%)S
X để so sánh độ phân tán của các số liệu - Sai số tiêu chuẩn: m = S
N
Bảng 3.6. Bảng tổng hợp các tham số
Nhóm Số HS X S2 S V(%) X X m= ±
ĐC 137 5,41 4,20 2,05 37,89 5,41 ± 0,01
TN 137 6,66 3,17 1,78 26,73 6,66 ± 0,01
3.4.2.3. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
Dựa vào những tham số tính toán, đặc biệt từ bảng các tham số thống kê trên (bảng 3.6.) và các đồ thị phân phối tần suất và phân phối luỹ tích có thể rút ra được những nhận xét sau:
- Điểm trung bình bài kiểm tra của nhóm TNg cao hơn nhóm ĐC, độ lệch chuẩn có giá trị tương ứng nhỏ nên số liệu thu được ít phân tán, do đó trị trung bình có độ tin cậy cao. STN < SĐC và VTN < VĐC chứng tỏ độ phân tán ở nhóm TNg giảm so với nhóm ĐC.
- Biểu đồ 3.3 (đồ thị 3.1) cho thấy tỉ lệ HS đạt loại yếu, kém của nhóm TNg giảm rất nhiều so với nhóm ĐC. Ngược lại, tỉ lệ HS đạt loại trung bình, khá và giỏi của nhóm TNg cao hơn nhóm ĐC.
Như vậy kết quả học tập của nhóm TN cao hơn kết quả học tập của nhóm ĐC. Để khẳng định một cách chắc chắn kết luận này, chúng tôi dùng phương pháp kiểm định giả thuyết thống kê.
3.4.2.4. Kiểm định giả thuyết thống kê
Từ kết quả tính toán cho thấy: điểm trung bình cộng ở nhóm TNg XTN cao hơn nhóm ĐC XĐC. Để trả lời câu hỏi: sự khác nhau giữa hai điểm trung bình này có ý nghĩa không? Việc DH vật lí có sự hỗ trợ của phần mềm CT có thực sự tốt hơn DH thông thường không hay chỉ là sự ngẫu nhiên? Cần phải đề ra giả thuyết thống kê.
học”, tức là sự khác nhau giữa XTN và XĐC là không có ý nghĩa thống kê. + Giả thuyết H1: Sự khác nhau giữa XTN và XĐC là có ý nghĩa thống kê. Để kiểm định giả thuyết, chúng tôi đi xác định đại lượng kiểm định t theo công thức: TNĐC TNĐC p TNĐC N .N X X t S N N − = + Với 2 2 TN TNĐC ĐC p TNĐC (N 1)S (N 1)S S N N 2 − + − = + − Kết quả tính toán thu được: Sp = 1,92 và t = 5,39.
Sau khi tính được t, ta so sánh nó với giá trị tới hạn tα được tra trong bảng phân phối Student ứng với mức ý nghĩa α = 0,05 và bậc tự do f = NTN + NĐC – 2
- Nếu t t≥ α thì bác bỏ giả thuyết H0, chấp nhận giả thuyết H1 - Nếu t t≤ α thì bác bỏ giả thuyết H1, chấp nhận giả thuyết H0
Ta tính được f = 137 + 137 - 2 = 272, tα = 1,96. Như vậy rõ ràng t > tα
Chứng tỏ sự khác nhau giữa XTN và XĐC là có ý nghĩa, không phải là do ngẫu nhiên với mức ý nghĩa 0,05.
Do đó ta có thể kết luận: bác bỏ giả thuyết H0, chấp nhận giả thuyết H1, HS nhóm TNg nắm vững kiến thức đã được truyền thụ hơn so với HS nhóm ĐC. Vậy điểm trung bình của nhóm TNg lớn hơn điểm trung bình của nhóm ĐC với mức ý nghĩa 0,05.
Như vậy việc DH vật lí có sử dụng phần mềm CT đạt hiệu quả cao hơn so với DH thông thường. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
Các kết quả thu nhận được trong quá trình TNSP, xử lí, phân tích số liệu thống kê, các kết quả nhận được về mặt định tính và định lượng, chúng tôi đã có cơ sở để khẳng định giả thuyết ban đầu đưa ra về tính hiệu quả của đề tài. Cụ thể, thông qua các kết quả thu được từ ba tiết TNSP thuộc phần Điện học vật lí 11 chúng tôi nhận thấy rằng: việc sử dụng phần mềm CT trong DH vật lí với tư cách là một phương tiện hỗ trợ cho QTDH đã tạo điều kiện giúp giảm thời gian truyền giảng,
thời gian lắp đặt dụng cụ cũng như việc tiến hành lặp lại một số TN trong giờ dạy của GV, tăng thời gian trao đổi giữa thầy và trò, tăng thời gian cho hoạt động nhóm của HS, tăng cường cho các hoạt động ôn tập, hệ thống hóa kiến thức, mở rộng kiến thức, rèn luyện kĩ năng vận dụng lí thuyết... Thông qua các hình ảnh, các TN ảo, GV chủ động và sáng tạo hơn trong việc tổ chức hoạt động học tập cho HS. Trong giờ dạy, việc sử dụng cũng như các thao tác xử lí của GV đối với các TN ảo trên phần mềm CT diễn ra dễ dàng và khá suôn sẻ.
Việc dạy các bài DH có sự hỗ trợ của phần mềm CT đã tích cực hóa được hoạt động nhận thức của HS, khơi dậy lòng ham hiểu biết của các em, thực sự góp phần đổi mới PPDH vật lí ở trường phổ thông. Các bài DH được thiết kế với các TN ảo phù hợp khả năng tiếp thu của HS, các nội dung kiến thức trở nên gần gũi, dễ hiểu, dễ nhớ, thời gian tiến hành bài DH cũng không vượt quá giới hạn cho phép. Nhờ đó đã góp phần vào việc nâng cao chất lượng học tập của HS.
Theo kết quả thống kê và phân tích số liệu điều tra thu được cho thấy chất lượng học tập cả HS được nâng cao, điểm trung bình của nhóm TNg cao hơn điểm trung bình của nhóm ĐC với mức ý nghĩa 0,05.
Như vậy, việc nghiên cứu sử dụng phần mềm CT trong DH đã thực sự mang lại hiệu quả cao trong DH vật lí ở trường THPT.
Để có thể đạt được các kết quả tốt hơn nữa, GV và HS phải được làm quen trước, đồng thời có một số hiểu biết và khả năng sử dụng cơ bản về phần mềm CT để thay đổi, thực hiện các thao tác trên TN ảo đạt độ chính xác cao và tiết kiệm được thời gian...
KẾT LUẬN