8. Cấu trúc của luận văn
2.4. Kết luận chƣơng 2
Trên cơ sở nghiên cứu mức độ nội dung kiến thức “Sóng âm” mà HS cần phải nắm vững, lƣu ý các kết quả thu đƣợc qua việc tìm hiểu tình hình dạy học kiến thức “Sóng âm” ở một số trƣờng THPT trên địa bàn thành phố Thái Nguyên, đặc biệt là những khó khăn, sai lầm của HS, chúng tôi đã xây dựng đƣợc TBTN sóng âm để sử dụng trong dạy học. Chúng tôi đã mô tả chi tiết từng TBTN đã xây dựng theo cùng một dàn ý:
- Sự cần thiết phải xây dựng (chế tạo, hoàn thiện) thiết bị - Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động
- Các TN có thể tiến hành
- Các lƣu ý để tiến hành TN thành công (nếu có)
Việc sử dụng phối hợp các thiết bị TN đã đƣợc cụ thể hóa qua việc dự kiến chi tiết tiến trình dạy học “Sóng âm”.
Tiến trình dạy học này đòi hỏi HS đề xuất các giả thuyết và đề xuất các phƣơng án TN kiểm tra những hệ quả đƣợc suy ra từ giả thuyết. Nhờ vậy, tính tích cực, sáng tạo của HS đƣợc phát triển. GV chỉ hƣớng dẫn, giúp đỡ HS khi HS gặp khó khăn.
Chƣơng 3
THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1. Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm sƣ phạm
3.1.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm
Mục đích của TNSP là kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết khoa học mà đề tài đặt ra, cụ thể là kiểm tra hiệu quả của việc sử dụng TN theo hƣớng bồi dƣỡng năng lực tự học cho HS THPT. Cụ thể, kết quả TNSP phải trả lời đƣợc các câu hỏi:
- Sử dụng TN trong dạy học vật lí có góp phần phát huy tính tích cực và phát triển NLST của HS hay không?
- Chất lƣợng học tập của HS trong quá trình học tập đƣợc tổ chức theo tiến trình dạy học thực nghiệm so với quá trình học tập đƣợc tổ chức theo tiến trình dạy học bình thƣờng nhƣ thế nào?
- Cần có sự bổ sung, chỉnh lí nhƣ thế nào đối với các TN đã sử dụng và tiến trình dạy học đã đề xuất?
3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm
Ở các lớp thực nghiệm, GV dạy theo các bài giảng thực nghiệm do chúng tôi thiết kế. Bài giảng tiến hành thực nghiệm thuộc kiến thức “Sóng âm”. Ở các lớp đối chứng, GV dạy theo các bài giảng bình thƣờng do GV tự thiết kế.
Các tiết dạy đều đƣợc tiến hành theo đúng tiến độ nhƣ phân phối chƣơng trình của Bộ Giáo dục và Đào tạo.
So sánh, đối chiếu kết quả học tập và xử lí kết quả thu đƣợc của các lớp thực nghiệm và các lớp đối chứng để đánh giá tính khả thi của các biện pháp đề xuất.
3.2. Đối tƣợng và nội dung của thực nghiệm sƣ phạm
3.2.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm
Tổ chức điều tra, lấy ý kiến của 21 GV của 3 trƣờng THPT thuộc thành phố Thái Nguyên về thực trạng của vấn đề sử dụng TN theo hƣớng phát huy tính tích cực và phát triển NLST của HS. Trên cơ sở đó chúng tôi phân tích
đƣợc nguyên nhân của thực trạng, làm rõ đƣợc những thuận lợi và khó khăn của việc sử dụng TN theo hƣớng phát huy tính tích cực và phát triển NLST của HS trong QTDH vật lí ở các trƣờng THPT hiện nay.( Phụ lục 1 )
Bài dạy Sóng âm thuộc phần Sóng cơ, vật lí 12.
Thực nghiệm sƣ phạm đƣợc tiến hành trong học kì I năm học 2015 - 2016 đối với HS các lớp 12 của trƣờng THPT Chu Văn An - Thành phố Thái Nguyên.
3.2.2. Nội dung thực nghiệm sư phạm
Nội dung thực nghiệm bao gồm 1 bài: Bài Sóng âm. Nguồn nhạc âm.
3.3. Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm
3.3.1. Chọn mẫu thực nghiệm
Mẫu thực nghiệm đƣợc chọn sẽ ảnh hƣởng trực tiếp đến kết quả TNSP. Vì vậy, các lớp đƣợc chọn trong quá trình TNSP có số lƣợng HS, điều kiện tổ chức dạy học, có trình độ và chất lƣợng học tập cũng nhƣ các điều kiện khác tƣơng đƣơng nhau (chúng tôi căn cứ vào kết quả học tập cuối năm và đặc biệt là kết quả học tập môn vật lí của các lớp này trong năm học 2014 - 2015). Nhƣ vậy, kích thƣớc và chất lƣợng của mẫu đã thỏa mãn yêu cầu của TNSP. Số lƣợng HS ở các nhóm cụ thể nhƣ sau:
Bảng 3.1. Số liệu HS các nhóm thực nghiệm và đối chứng
TT Nhóm thực nghiệm Nhóm đối chứng LỚP SỐ LƢỢNG LỚP SỐ LƢỢNG 1 12A1 48 12A2 48 2 12A3 47 12A4 48 3 12A5 49 12A6 49 CỘNG 144 CỘNG 145
3.3.2. Quan sát giờ học
Tất cả các giờ học ở các lớp thực nghiệm đều đƣợc quan sát và ghi chép các hoạt động của GV và HS theo các nội dung sau:
- Hoạt động dạy học của GV:
+ Mức độ tăng cƣờng TN theo hƣớng phát huy tính tích cực và phát triển NLST của HS trong các khâu khác nhau của QTDH.
+ Hiệu quả của việc tổ chức sử dụng TN theo hƣớng phát huy tính tích cực và phát triển NLST của HS trong các khâu khác nhau của QTDH.
- Hoạt động học tập của HS:
+ Không khí lớp học, tính tích cực của HS qua thái độ học tập, hoạt động xây dựng bài học…
+ Khả năng lĩnh hội và vận dụng kiến thức ở phần củng cố, vận dụng kiến thức.
Sau mỗi giờ học, trao đổi với GV và HS để rút kinh nghiệm, điều chỉnh cho các tiết dạy tiếp theo.
3.4. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm
3.4.1. Đánh giá về hoạt động của giáo viên và học sinh trong các giờ học
Đối với các lớp đối chứng, phƣơng pháp dạy tuy có đổi mới nhƣng chƣa thấy có chuyển biến rõ rệt. GV chủ yếu là truyền giảng, HS tập trung lắng nghe và ghi chép. Tuy HS có trả lời các câu hỏi GV đặt ra nhƣng chƣa thể hiện rõ sự hứng thú và tự giác học tập.
Đối với các lớp thực nghiệm, chúng tôi có những nhận xét sau:
- Việc tăng cƣờng sử dụng các thí nghiệm theo hƣớng phát huy tính tích cực và phát triển năng lực sáng tạo của HS trong giờ học đã giảm bớt hoạt động của GV và tăng cƣờng các hoạt động của HS.
- Không khí lớp học sôi nổi hơn, HS luôn đƣợc đặt vào trạng thái phải làm việc để cùng thảo luận các vấn đề do GV đƣa ra qua các TN.
- Khi thảo luận, HS không chỉ hiểu đƣợc kiến thức mà còn rèn luyện đƣợc các kĩ năng tự học cơ bản cho mình. Biểu hiện ở đây là kết quả vận dụng kiến thức để giải các câu hỏi ở khâu củng cố, vận dụng của nhiều HS khá nhanh, chặt chẽ và chính xác.
Dựa trên cơ sơ các biểu hiện của tính tích cực nhận thức và biểu hiện của NLST của HS trong học tập đƣợc chúng tôi nêu ra ở chƣơng I, chúng tôi phân tích tính hiệu quả của tiến trình dạy học đã soạn thảo nói chung và TBTN nói riêng sau khi TNSP đối với việc phát triển tính tích cực nhận thức và NLST của HS trong học tập. Cụ thể:
- Hiệu quả của tiến trình dạy học và TBTN đối với việc phát triển tính tích cực nhận thức của HS trong học tập kiến thức “Sóng âm”:
+ Tỉ lệ HS sẵn sàng tiếp nhận kiến thức “Sóng âm” ở các buổi học đầu còn thấp (30%) do HS chƣa quen với kiểu dạy học mới, HS còn e dè, thiếu tự tin, chƣa tích cực phát biểu, thảo luận để đƣa ra dự đoán sự phụ thuộc của các đặc trƣng sinh lí của âm vào các đặc trƣng vật lí của âm; chƣa tích cực thiết kế phƣơng án TN kiểm tra dự đoán trên. Tính tích cực nhận thức tăng dần ở các buổi học sau (80%). Đặc biệt HS rất hứng thú và say mê trong các buổi học có TBTN, biểu hiện ở HS đi đến sớm trƣớc giờ học, xin thêm thời gian để tiến hành xong TN, mong đƣợc tiến hành TN, tò mò và muốn tìm hiểu TBTN nhƣ dao động kí điện tử, máy phát âm tần,…
+ HS tham gia suy đoán mối liên hệ giữa các đặc trƣng sinh lí của âm và các đặc trƣng vật lí của âm có tỉ lệ tăng dần theo các buổi học. Việc tham gia thiết kế phƣơng án TN kiểm nghiệm lại kiến thức về sự phụ thuộc của độ cao của âm vào tần số âm; độ to của âm vào tần số và biên độ âm; âm sắc vào dạng đƣờng biểu diễn dao động của nguồn âm đã suy luận từ lí thuyết hoặc kiểm tra tính đúng đắn của giả thuyết ở các buổi học đầu còn lúng túng, chƣa tự tin nhƣng tăng dần trong các buổi học tiếp theo. Qua theo dõi các buổi dạy TNSP, chúng tôi thấy hoạt động thiết kế phƣơng án TN về sự phụ thuộc của độ to của âm vào tần số và biên độ âm là hoạt động sôi nổi nhất trong các hoạt động của QTDH, tỉ lệ HS tham gia tranh luận để đƣa ra các ý kiến riêng và ý kiến của nhóm rất cao.
+ HS tích cực tham gia thực hiện TN khi có đủ số lƣợng TBTN và phân nhóm hợp lí (tỉ lệ nam nữ; trình độ học tập…). Việc phân nhóm hợp lí tạo điều
kiện để các HS hỗ trợ, giúp đỡ nhau trong quá trình học tập, giúp HS vƣợt qua rào cản tâm lí mất tự tin, sợ hỏng hóc TBTN, sợ không an toàn…
+ Tỉ lệ HS tham gia thảo luận rút ra các kết luận: độ cao của âm phụ thuộc vào tần số âm (âm có tần số càng lớn thì nghe càng bổng); độ to phụ thuộc vào tần số và biên độ âm (âm có tần số và biên độ càng lớn thì âm nghe càng to); các nguồn âm nhƣ sáo, kèn phát ra các âm cùng tần số và cùng biên độ nhƣng chúng ta nghe vẫn phân biệt đƣợc đâu là âm do sáo, đâu là âm do kèn phát ra cũng tăng dần theo các buổi học. Những giờ học có TN thƣờng kích thích hứng thú học tập của HS, lôi cuốn các thành viên trong nhóm, trong lớp tham gia thảo luận để đƣa ra dự đoán, nêu phƣơng án TN và tiến hành TN để kiểm tra lại dự đoán, kiểm tra lại phát hiện mới của thành viên trong nhóm.
- Hiệu quả của tiến trình dạy học và TBTN đối với việc phát triển NLST của HS trong học tập kiến thức “Sóng âm”:
+ Tiến trình dạy học đã soạn thảo theo kiểu DHPH và GQVĐ tạo điều kiện cho HS phát hiện đƣợc mối liên hệ giữa các đặc trƣng sinh lí của âm và các đặc trƣng vật lí của âm (độ cao của âm và tần số âm; độ to của âm và tần số và biên độ âm; âm sắc và dạng đƣờng biểu diễn dao động của nguồn âm).
+ Trong giờ học đầu tiên, do chƣa quen cách đề xuất giả thuyết mối liên hệ giữa các đặc trƣng sinh lí của âm và các đặc trƣng vật lí của âm, HS thƣờng dựa vào các công thức trong sách giáo khoa để đề xuất giả thuyết. Tuy nhiên, dƣới sự hƣớng dẫn của GV theo tiến trình dạy học đã soạn thảo, HS đã biết đề xuất giả thuyết và lập luận để đƣa ra những căn cứ, lí lẽ của giả thuyết nhƣ sự phụ thuộc của độ cao của âm vào tần số âm; độ to của âm vào tần số và biên độ âm; âm sắc vào dạng đƣờng biểu diễn dao động của nguồn âm. Những căn cứ, những lí lẽ đƣợc các HS trong nhóm, trong toàn lớp thảo luận, trao đổi, tạo không khí học sôi nổi, vui vẻ. Ngoài ra, có những giả thuyết chỉ có thể đề xuất đƣợc khi dựa vào kết quả của những TN đƣợc tiến hành nhanh, HS cần phải thiết kế đƣợc phƣơng án TN để tiến hành TN hỗ trợ đề xuất giả thuyết, từ đó phát hiện ra các mối liên hệ định lƣợng giữa các đại lƣợng vật lí và đề xuất đƣợc giả thuyết. Việc thiết kế phƣơng án TN hỗ trợ đề xuất giả thuyết của HS, sau đó đƣợc bổ sung thêm các bộ
phận khác để có phƣơng án TN kiểm tra giả thuyết không những tiết kiệm đƣợc thời gian trên lớp mà quan trọng hơn là phát triển đƣợc NLST của HS trong học tập. Mặt khác, với việc sử dụng TBTN dùng để kiểm tra giả thuyết để tiến hành TN hỗ trợ đề xuất giả thuyết còn giúp GV không phải chuẩn bị riêng một TBTN khác chỉ dùng cho việc hỗ trợ HS đề xuất giả thuyết.
+ Số lƣợng HS tham gia thiết kế phƣơng án TN ở buổi học đầu còn thấp (40%). Nguyên nhân của tình trạng này là do GV không yêu cầu HS đề xuất giả thuyết và thiết kế phƣơng án TN để kiểm tra giả thuyết trong quá trình học. Chính vì vậy các phƣơng án thiết kế của HS mới chỉ dừng lại ở việc liệt kê các dụng cụ TN cần sử dụng. Tuy nhiên, chất lƣợng của các phƣơng án TN đƣợc HS thiết kế ở các buổi học sau tăng dần do HS quen dần với việc thiết kế phƣơng án TN và do sự định hƣớng hợp lí của GV theo tiến trình dạy học đã soạn thảo.
3.4.2. Đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
Để đánh giá kết quả TNSP, chúng tôi đã tiến hành cho HS các lớp thực nghiệm và đối chứng làm bài kiểm tra cùng lúc với thời gian 45 phút. Thời điểm kiểm tra là sau khi kết thúc các tiết dạy thực nghiệm. Nội dung bài kiểm tra giống nhau đƣợc xáo trộn lại thành bốn mã đề nhằm đảm bảo tính công bằng, khách quan trong việc đánh giá mức độ nắm vững và vận dụng kiến thức của HS.
3.4.2.1. Các số liệu cần tính
Để so sánh, đánh giá mức độ tiếp thu và vận dụng kiến thức của HS ở các lớp thực nghiệm và đối chứng, cần tính các giá trị sau:
- Giá trị trung bình cộng: n X f X k 1 i i i
với Xi là điểm số; fi là số HS đạt điểm Xi; n là số HS dự kiểm tra.
- Phƣơng sai: k 2 i 2 i=1 f X -X S = n-1 i - Độ lệch chuẩn: k 2 i i i=1 f (X -X) S = n-1
Độ lệch chuẩn S cho biết mức độ phân tán quanh giá trị X, S càng bé chứng tỏ số liệu càng ít phân tán.
- Hệ số biến thiên: 100%
X S
V cho phép so sánh mức độ phân tán của các số liệu.
- Sai số tiêu chuẩn:
n S m
Độ lệch chuẩn S cho biết mức độ phân tán quanh giá trị X, S càng bé chứng tỏ số liệu càng ít phân tán.
Sau khi tiến hành kiểm tra, chấm bài và xử lí các số liệu, kết quả thu đƣợc đƣợc biểu diễn trên các bảng 3.2, 3.3, 3.4 và 3.5
Bảng 3.2. Bảng thống kê điểm số (Xi) của bài kiểm tra
Nhóm Số HS Điểm số (Xi) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN 144 0 0 0 4 10 21 35 47 14 8 5 ĐC 145 0 0 2 12 21 36 26 36 6 3 3 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Số HS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Điểm TN ĐC
Bảng 3.3. Bảng phân phối tần suất Nhóm Số HS Số % HS đạt mức điểm (Xi) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN 144 0 0 0 2,8 6,9 14,6 24,3 32,6 9,7 5,6 3,5 ĐC 145 0 0 1,4 8,3 14,5 24,8 17,9 24,8 4,1 2,1 2,1 0 5 10 15 20 25 30 35 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Điểm S ố % H S đ ạt đ iể m X i TN ĐC
Bảng 3.4. Bảng phân phối tần suất lũy tích Nhóm Số HS Số % HS đạt mức điểm Xi trở xuống (Wi %) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN 144 0 0 0 2,8 9,7 24,3 48,6 81,2 90,9 96,5 100 ĐC 145 0 0 1,4 9,7 24,2 49,0 66,9 91,7 95,8 97.9 100 0 20 40 60 80 100 120 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Điểm S ố % H S đ ạt đ iể m X i tr ở x u ố n g TN ĐC
Đồ thị 3.2. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích
Bảng 3.5. Bảng tổng hợp các tham số thống kê
Nhóm Số HS X S2 S V% X X m
TN 144 6,46 2,25 1,5 23,2% 6,46 0,01