9. Những đóng góp của luận văn
3.3. Phương pháp TNSP
3.3.1 Chọn mẫu TN
Mẫu TN được chọn sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả TNSP. Ở đây chúng tôi chỉ sử dụng 8 lớp của khối 10 (chọn nguyên cả lớp) và dùng cách ngẫu nhiên để chọn ra khối TN và ĐC. Các lớp được chọn có sĩ số, điều kiện tổ chức dạy học, có trình độ
và chất lượng học tập tương đương nhau. Như vậy, kích thước và chất lượng của mẫu đã thỏa mãn yêu cầu của TNSP. Kết quả các lớp được chọn vào nhóm TN và ĐC như sau: Bảng 3.1 Nhóm TN Nhóm ĐC 10C1 (46 HS) 10C3 (44 HS) 10C2 (43 HS) 10C4 (44 HS) 10C5 (40 HS) 10C7 (46 HS) 10C8 (45 HS) 10C6 (44 HS)
Đối với lớp TN sử dụng hệ thống bài giảng được xây dựng theo tiến trình tổ chức HĐNT cho HS với sự hỗ trợ của PMDH, lớp ĐC thì được dạy theo cách dạy truyền thống. Kết quả TN được rút ra từ việc so sánh lớp TN và lớp ĐC.
3.2.2. Quan sát giờ học
Quan sát về các hoạt động của GV và HS trong quá trình diễn ra bài học theo các tiêu chí sau:
- Mức độ học và hiểu bài của HS qua các câu hỏi kiểm tra.
- Tính tích cực của HS thông qua không khí lớp học, sự tập trung và nghiêm túc, số lượng và chất lượng của 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 tiết dạy, GV trao đổi với HS, lắng nghe ý kiến để rút ra kinh nghiệm cho các bài dạy học khác cũng như cho đề tài nghiên cứu.
3.3.3. Bài kiểm tra
Sau khi TNSP, HS ở cả hai nhóm đối chứng và thực nghiệm 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 tính chất của các sự vật hiện tượng.
- Đánh giá định lượng mức độ lĩnh hội các công thức và các điều kiện để xảy ra các hiện tượng vật lý; khả năng vận dụng kiến thức để giải một số bài toán cụ thể.
3.4. Kết quả TNSP
Sau thời gian TNSP tại trường THPT Nghi Lộc 3 tỉnh Nghệ An, với sự xác nhận TNSP của Ban giám hiệu nhà trường, tôi đã thu được kết quả thực nghiệm như sau:
3.4.1. Kết quả định tính
Qua quan sát giờ học ở các lớp thực nghiệm và các lớp đối chứng được tiến hành theo tiến trình đã được xây dựng, chúng tôi rút ra được một số nhận xét sau:
Đối với các lớp đối chứng, mặc dù dạy theo chương trình SGK mới nhưng số lượng các thí nghiệm được tiến hành không nhiều, cách dạy có đổi mới nhưng chưa thấy có chuyển biến rõ rệt, 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 thực nghiệm, hầu hết các thí nghiệm trong SGK đều được thực hiện thông qua các TNMP được thiết kế trên phần mềm IP. 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. Với các thí nghiệm và các câu hỏi gợi ý, 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 đối chứng. 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, giờ dạy ở lớp thực nghiệm có sự hỗ trợ của phần mềm IP đã góp phần phát huy được tính tích cực và chủ động trong quá trình học tập của HS.
3.3.2. Kết quả định lượng
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 174 2 9 22 29 33 32 20 15 9 3
TN 178 0 0 0 5 32 43 44 33 14 7
Nhóm Tổng số HS Số % HS đạt điểm Xi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC 174 1,2 5,2 12,6 16,7 19,0 18,3 11,5 8,6 5,2 1,7 TN 178 0 0 0 2,8 18,0 24,2 24,7 18,5 7,9 3,9
Biểu đồ 3.1. Phân phối tần suất hai nhóm
Đồ thị 3.1. Phân phối tần suất hai nhóm
Bảng 3.4. Bảng phân phối tần suất lũy tích
Nhóm Số % học sinh đạt điểm Xi trở xuống
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
ĐC 1,2 6,4 19,0 35,7 54,7 73,0 84,5 93,1 98,3 100
TN 0 0 0 2,8 20,8 45,0 69,7 88,2 96,1 100
Biểu đồ 3.2. Phân phối tần suất lũy tích
Bảng 3.5. Bảng phân loại theo học lực
Nhóm Tổng số
Số % HS
(0-2) (3-4) (5-6) (7-8) (9-10)
ĐC 174 6,3 29,3 37,4 20,1 6,9
TN 178 0 2,8 42,1 43,3 11,8
Biểu đồ 3.3. Phân loại học lực của hai nhóm
Các tham số cụ thể
Để so sánh và đánh giá mức độ tiếp thu kiến thức của HS ở lớp thực nghiệm và lớp đối chứng, cần tính:
- Số trung bình cộng làm tham số đặc trưng cho sự tập trung của số liệu, được tính theo công thức:
n X n X =∑ i i
Với ni là số HS đạt điểm Xi, Xi là điểm số, n là số HS dự kiểm tra.
- Phương sai: ( ) 1 2 2 − − =∑ n X X n S i i - Độ lệch chuẩn: ( ) 1 2 − − = ∑ n X X n
S i i , S cho biết độ phân tán quanh giá trị X , S càng bé chứng tỏ số liệu càng ít phân tán.
- Hệ số biến thiên: V =
X S
100(%), V cho phép so sánh mức độ phân tán của các số liệu.
- Sai số tiêu chuẩn: m=Sn .
Nhóm Số HS X S2 S V(%) m X = X ± m
ĐC 174 5,34 3,9 1,97 36,89 0,01 5,34 ± 0,01
TN 178 6,78 2,03 1,42 20,94 0,008 6,78 ± 0,008
Dựa vào các thông số tính toán ở trên, từ bảng phân loại theo học lực (bảng 3.5), bảng tổng hợp các thông số đặc trưng (bảng 3.6) và đồ thị đường luỹ tích (đồ thị 3.2), chúng tôi rút ra được các nhận xét sau:
- Điểm trung bình X của nhóm TN cao hơn nhóm ĐC, độ lệch chuẩn S 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 TN giảm so với nhóm ĐC (Bảng 3.6).
- Tỉ lệ HS đạt loại yếu, kém của nhóm TN giảm rất nhiều so với các nhóm ĐC. Ngược lại, tỷ lệ HS đoạt loại khá, giỏi của nhóm TN cao hơn nhóm ĐC (Bảng 3.5).
- Đường tích luỹ ứng với nhóm TN nằm bên phải, phía dưới đường tích luỹ ứng với nhóm ĐC.
Như vậy kết quả học tập của nhón TN cao hơn kết quả học tập của nhóm ĐC. Tuy nhiên kết quả trên đây có thể do ngẫu nhiên mà có. Vì vậy, để có độ tin cậy cao hơn chúng ta cần kiểm định thông kê.
3.3.3. Kiểm định giả thuyết thống kê
Giả thuyết H0: sự khác nhau giữa XTN và X ĐClà không có ý nghĩa thống kê (Hai PPDH cho kết quả ngẫu nhiên không thực chất).
Giả thuyết H1: Sự khác nhau giữa XTN và XĐC là có ý nghĩa thống kê (Tổ chức HĐNT với sự hỗ trợ của phần mềm IP thực sự tốt hơn tổ chức HĐNT thông thường).
Tính đại lượng kiểm định t theo công thức:
ĐC TN ĐC TN p ĐC TN n n n n S X X t + − = . (1) Với 2 ) 1 ( ) 1 ( 2 2 − + − + − = ĐC TN ĐC ĐC TN TN p n n S n S n S (2)
Sau khi tính được t, ta so sánh nó với giá trị tới hạn tαđược tra trong bảng Student ứng với mức ý nghĩa α và bậc tự do f =nTN +nĐC−2
- Nếu t ≤tα thì bác bỏ giả thuyết H1, chấp nhận giả thuyết H0.
Vận dụng các công thức (1) và (2) tính toán ta được S = 1,72 và t = 7,8. Tra bảng phân phối Student với mức ý nghĩa α = 0,05 và bậc tự do f = nTN + nĐC - 2 = 178 + 174 - 2 = 350, ta có: tα = 1,97. Như vậy rõ ràng t > tα
Do đó ta có thể kết luận: bác bỏ giả thuyết H0, chấp nhận giả thuyết H1, HS nhóm thực nghiệm nắm vững kiến thức đã được truyền thụ hơn so với HS nhóm đối chứng. Vậy điểm trung bình của nhóm thực nghiệm lớn hơn điểm trung bình của nhóm đối chứng với mức ý nghĩa 0,05.
Như vậy việc dạy học vật lý có sử dụng phần mềm IP đạt hiệu quả cao hơn so với dạy học thông thường.
Kết luận chương 3
Qua quá trình TNSP, với sự phân tích và xử lí, 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 năm tiết TNSP thuộc chương “Động học chất điểm” vật lý 10 THPT chúng tôi có được những kết luận sau:
- Việc sử dụng phần mềm IP trong dạy học vật lý 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 thí nghiệm trong giờ dạy của GV, tăng thời gian trao đổi giữa thầy và trò... thông qua các hình ảnh, các TNMP, GV chủ động và sáng tạo hơn trong việc tổ chức hoạt động học tập. Trong giờ dạy, việc sử dụng cũng như các thao tác xử lí của GV đối với các TNMP trên phần mềm IP diễn ra dễ dàng và khá suôn sẻ.
- Việc dạy các bài dạy học có sự hỗ trợ của phần mềm IP đã tích cực hóa được HĐNT của HS, khơi dậy lòng ham hiểu biết của các em, thực sự góp phần đổi mới PPDH vật lý ở trường phổ thông. Các bài dạy học được thiết kế với các TNMP 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 dạy học 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. Cụ thể điểm trung bình của nhóm TN cao hơn điểm
trung bình của nhóm ĐC, tỉ lệ HS đạt loại yếu, kém của nhóm TN giảm rất nhiều so với nhóm ĐC, ngược lại tỉ lệ HS đạt loại khá, giỏi của nhóm TN cao hơn nhóm ĐC.
- Sau khi kiểm định giả thuyết thống kê, có thể kết luận được HS ở nhóm TN nắm vững kiến thức đã được truyền thụ hơn so với HS ở nhóm ĐC.
Như vậy, việc sử dụng phần mềm IP vào trong dạy học chương “Động học chất điểm” đã thực sự mang lại hiệu quả cao.
KẾT LUẬN
Qua quá trình nghiên cứu đề tài “Khai thác và sử dụng phần mềm Interactive Physics vào dạy học chương “Động học chất điểm” vật lý lớp 10 trung học phổ thông" và những kết quả thu nhận được, đối chiếu với mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu ban đầu của đề tài đưa ra, chúng tôi đã đạt được các kết quả sau:
1. Đề tài đã góp phần làm sáng tỏ và cụ thể hóa tư tưởng, mục tiêu của đổi mới PPDH vật lý trên cơ sở kế thừa và hệ thống hóa các kết quả nghiên cứu về lý luận.
2. Sử dụng các PMDH vật lý nói chung và phần mềm IP nói riêng có khả năng hỗ trợ cho quá trình tổ chức HĐNT cho HS theo hướng tích cực hóa, góp phần đổi mới PPDH vật lý ở trường THPT.
3. Phần mềm IP là một phần mềm mô phỏng có nhiều tính năng và dễ sử dụng. Với IP có thể thiết kế các TNMP sinh động, hấp dẫn, có thể sử dụng để giải bài tập vật lý. Đối với các thí nghiệm cơ học, ta có thể biểu diễn các đại lượng vectơ như lực, vận tốc, gia tốc ở bất cứ thời điểm nào. Phần mềm IP cho phép phân tích thiết kế, đo đạc các đại lượng vật lý ở bất kì đối tượng nào trong hệ thống, kết quả cho được dưới dạng vectơ, giá trị số hay đồ thị....
Các đặc điểm, chức năng, các công cụ thành phần của phần mềm IP cho phép thiết kế các TNMP cũng như các thao tác sử dụng và chỉnh sửa. Ngoài các thí nghiệm tự thiết kế, có thể lựa chọn sử dụng các TNMP có sẵn trong IP. Nhìn chung, các TNMP được thiết kế trên phần mềm IP phù hợp với chương trình vật lý THPT ở Việt Nam.
4. Đề tài cũng đưa ra hướng dẫn sử dụng phần mềm IP, các bước để thiết kế một TNMP. Muốn thiết kế một TNMP cần phải chuẩn bị nội dung, ý tưởng thiết kế trước khi bắt đầu làm việc với phần mềm IP.
Việc thiết kế có thể thực hiện theo các bước cơ bản là: tạo file mới, thiết lập không gian thiết kế, xác lập sự chính xác, hệ đơn vị, kích cỡ màn hình quan sát, tiến hành thiết kế, chạy thử mô phỏng và chỉnh sửa, đặt tên và lưu.
5. Tiến hành TNSP nhằm kiển chứng tính hiệu quả của việc dạy học có sự hỗ trợ của phần mềm IP trong việc đổi mới PPDH.
Qua kết quả TNSP, chúng tôi thấy rằng: việc sử dụng phần mềm IP trong dạy học vật lý ở trường THPT với tư cách là một phương tiện dạy học đã góp phần đạt được mục tiêu đổi mới PPDH hiện nay, tăng cường sự hứng thú, tính tích cực, chủ động, tự giác và sáng tạo trong hoạt động học tập của HS... từ đó làm cho các em lĩnh hội được những kiến thức một cách sâu sắc, kĩ càng và bền chặt; khả năng vận dụng kiến thức vào những tình huống khác chính xác và sáng tạo. Với chất lượng bài kiểm tra thông qua điểm số trung bình của nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng, chất lượng học tập của HS trong giờ dạy học của GV có sự hỗ trợ của phần mềm IP đã được nâng cao.
Như vậy dựa trên kết quả TNSP, giả thuyết khoa học của đề tài đã được khẳng định.
Có thể nói rằng: đây là một tài liệu hướng dẫn sử dụng và tham khảo tốt cho GV vật lý trong việc khai thác và sử dụng phần mềm IP trong dạy học vật lý ở trường THPT nhằm góp phần đổi mới PPDH, nâng cao chất lượng học tập của HS.
Một số kiến nghị
- Cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa các cơ quan quản lý giáo dục, Lãnh đạo nhà trường trong việc tổ chức giới thiệu, hướng dẫn sử dụng về các PMDH vật lý cũng như việc trình bày một giáo án, tiến hành dạy một giờ học cụ thể có sử dụng PMDH đó.
- Trước khi quyết định đưa một PMDH vật lý nào đó chính thức đi vào sử dụng phổ biến thì phải điều tra quan điểm của GV, HS về chất lượng cũng như cách thức sử dụng phần mềm này và phải tiến hành dạy thực nghiệm trước khi phổ biến.
- GV phải thường xuyên cập nhật thông tin về các PMDH vật lý. Nên kết hợp các PMDH và các tài nguyên trên Internet để góp phần đổi mới PPDH vật lý.
- Nhà trường và các cấp quản lý cần đầu tư kính phí để mua bản quyền các