Chương 3 : THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
3.6. Nội dung thực nghiệm
3.6.1. Bố trí thực nghiệm
3.6.1.1. Thời gian thực nghiệm
Chúng tôi tiến hành thực nghiệm trong năm học 2012 - 2013. Thời gian thực nghiệm từ 01/10/2012 đến 15/12/2012.
Tuần đầu tiên, chúng tôi thực hiện điều tra tình hình dạy và học của GV và HS ở một số trường THPT thuộc tỉnh Hải Dương. Đồng thời chúng tôi mời HS các lớp thực nghiệm tham gia buổi ngoại khóa tìm hiểu về lí thuyết graph, phương pháp học tập bằng graph, quy trình xây dựng graph nội dung và nhận dạng các loại graph. Sau đó chúng tơi bước vào thực nghiệm chính thức.
3.6.1.2. Giáo án thực nghiệm
Các lớp thực nghiệm và đối chứng đều dạy các bài thuộc chương “Tính quy luật của hiện tượng di truyền”, Sinh học 12 trung học phổ thông, cụ thể như sau:
- Bài 8: Quy luật Men đen: Quy luật phân li
- Bài 9: Quy luật Men đen: Quy luật phân li độc lập - Bài 10: Tương tác gen và tác động đa hiệu của gen - Bài 11: Liên kết gen và hoán vị gen
- Bài 12: Di truyền liên kết với giới tính và di truyền ngồi nhân - Bài 13: Ảnh hưởng của môi trường lên sự biểu hiện của gen
3.6.1.3. Phương pháp thực nghiệm
Thực nghiệm được bố trí theo kiểu song song:
- Các lớp đối chứng: Sử dụng giáo án thiết kế theo hướng dẫn của Bộ.
- Các lớp thực nghiệm: Sử dụng giáo án được thiết kế theo phương pháp graph kèm các câu hỏi gợi mở, làm việc với SGK nhằm phát huy tính tích cực của HS.
3.6.1.4. Kiểm tra
Kiểm tra trong thực nghiệm: Tiến hành kiểm tra bằng trong 2 bài thực nghiệm (mỗi bài kiểm tra 15 phút) để đánh giá khả năng nắm vững kiến thức của HS. Cụ thể vị trí các lần kiểm tra như sau: Bài kiểm tra I sau khi học xong bài 8, 9 10; Bài kiểm tra II khi học xong bài 11, 12, 13. (Các bài kiểm tra lần lượt sử dụng đề I, đề II đã trình bày ở phần phụ lục).
Kiểm tra sau thực nghiệm: Tiến hành kiểm tra 2 bài sau thực nghiệm (mỗi bài kiểm tra 15 phút) để đánh giá độ bền kiến thức của HS. Sau đó chấm các bài kiểm tra trên thang điểm 10 và so sánh kết quả thu được giữa 2 nhóm lớp thực nghiệm và nhóm lớp đối chứng. Các đề kiểm tra lần lượt là đề III và đề IV (Xem phần phụ lục).
3.6.2. Xử lý số liệu
- Các bài kiểm tra cả nhóm đối chứng và thực nghiệm đều chấm cùng một biểu điểm theo thang điểm 10.
- Kết quả thu được chúng tơi xử lí bằng thống kê tốn học. Trình tự được tiến hành cụ thể như sau:
Lập bảng thống kê cho cả 2 nhóm lớp TN và ĐC theo mẫu sau:
Bảng 3.1. Thống kê số bài kiểm tra đạt các điểm từ 1 đến 10 của HS
Lớp n Số học sinh (số bài kiểm tra) Xi đạt điểm (ni)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
TN ĐC
Trong đó, n: Số học sinh (số bài kiểm tra) của các lớp TN và ĐC. Xi: Điểm số theo thang điểm 10
ni: Số học sinh (số bài kiểm tra có điểm số là Xi)
Các số liệu thu được từ thực nghiệm sư phạm sẽ được xử lí thống kê tốn học với các tham số đặc trưng sau:
- Điểm trung bình (X ): Là tham số xác định giá trị trung bình của dãy số thống kê. X = 1 1 n i i i X f n
- Phương sai (S2): Đánh giá mức độ phân tán các giá trị của biến ngẫu nhiên X xung quanh trị số trung bình của nó. Phương sai càng nhỏ thì độ phân tán càng nhỏ. S2 = 2 1 1 ( ) n i i X X n
- Độ lệch tiêu chuẩn (S): Biểu thị mức độ phân tán của các số liệu quanh
giá trị trung bình cộng. S = 2
S
- Sai số trung bình cộng (m): Biểu thị trung bình phân tán của các giá trị kết quả nghiên cứu. m = S
n
- Hệ số biến thiên (CV): Để so sánh 2 tập hợp có X khác nhau. Nếu hệ số biến thiên càng nhỏ thì độ dao động càng nhỏ, độ tin cậy càng cao.
CV (%) =
X S
.100% Nếu CV = 0 - 10% : Dao động nhỏ, độ tin cậy cao Nếu CV = 11 - 30% : Dao động trung bình
Nếu CV = 31 - 100% : Dao động lớn, độ tin cậy nhỏ
- Hiệu trung bình (dTN - ĐC): So sánh điểm trung bình cộng của các lớp thực
nghiệm và đối chứng trong các lần kiểm tra. dTN-ĐC = X TN - X ĐC
- Độ tin cậy (td): Kiểm định độ tin cậy về chênh lệch của 2 trị số trung bình
cộng của TN và ĐC bằng đại lượng kiểm định theo công thức:
td = 1 2 2 2 1 2 1 2 X X S S n n
Giá trị tới hạn của td là t tra trong bảng phân phối Student với = 0,05. Nếu td t thì sự sai khác của các giá trị trung bình giữa các nhóm thực nghiệm và đối chứng là có ý nghĩa.
Nếu td t thì sự sai khác của các trị số giữa các nhóm thực nghiệm và đối chứng là khơng có ý nghĩa.
Trong đó: n1, n2 là số HS được kiểm tra ở lớp TN và lớp ĐC. S2
1 , S2
S1, S2 là độ lệch chẩn các khối lớp thực nghiệm và đối chứng 1 X , X2
là điểm trung bình của các lớp thực nghiệm và đối chứng fi, xi là số bài kiểm tra đạt điểm tương ứng xi , trong đó 0 xi 10.
3.7. Kết quả thực nghiệm
3.7.1. Kết quả định lượng
3.7.1.1. Phân tích kết quả trong thực nghiệm
Số HS các lớp thực nghiệm là 90, HS các lớp đối chứng là 90. Sau 2 lần kiểm tra trong thực nghiệm chúng tôi thu được 90 bài của lớp thực nghiệm và 90 bài của lớp đối chứng. Kết quả cụ thể như sau:
Bảng 3.2. Tổng hợp điểm các bài kiểm tra
của các lớp thực nghiệm và đối chứng qua 2 lần kiểm tra trong thực nghiệm
Lần
KT số Lớp
Số bài (n)
Số học sinh (số bài kiểm tra) xi đạt điểm (ni) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 I TN 90 0 0 2 5 11 21 35 9 6 1 ĐC 90 0 0 5 8 15 23 33 5 1 0 II TN 90 0 0 0 5 11 15 37 12 7 3 ĐC 90 0 0 2 9 15 20 35 7 2 0 Tổng hợp TN 180 0 0 2 10 22 36 72 21 13 4 ĐC 180 0 0 7 17 30 43 68 12 3 0
Bảng 3.3. So sánh kết quả giữa nhóm thực nghiệm và đối chứng qua 2 lần kiểm tra trong thực nghiệm
Lần KT số Phương án Số bài X m S CV (%) dTN - ĐC td I TN 90 6,53 0,138 1,31 20,67 0,53 2,67 ĐC 90 6,00 0,142 1,35 21,83 II TN 90 6,81 0,135 1,28 20,12 0,63 3,19 ĐC 90 6,18 0,144 1,37 20,71 Tổng hợp TN 180 6,67 0,097 1,30 20,47 0,58 4,12 ĐC 180 6,09 0,102 1,37 21,29
Qua số liệu thống kê ở Bảng 3.3 ta thấy:
- Điểm trung bình cộng qua mỗi lần kiểm tra trong thực nghiệm luôn cao hơn nhóm lớp đối chứng: Lần kiểm tra I, điểm trung bình của nhóm lớp TN là 6,53 so với nhóm lớp ĐC là 6,00. Lần kiểm tra II, điểm trung bình của nhóm lớp TN là 6,81 so với nhóm lớp ĐC là 6,18.
- Hiệu số điểm trung bình cộng giữa nhóm TN và ĐC (dTN - ĐC) lần I là 0,53 và lần II là 0,63 đều lớn hơn 0, chứng tỏ kết quả lĩnh hội kiến thức của HS nhóm lớp TN tốt hơn nhóm lớp ĐC.
- Độ dao động xung quanh trị số trung bình cộng của nhóm thực nghiệm (lần I là 0,138 và lần II là 0,135) ln nhỏ hơn nhóm lớp đối chứng (lần I là 0,142 và lần II là 0,144), chứng tỏ mức độ tập trung điểm quanh trị số trung bình của nhóm lớp thực nghiệm cao hơn so với lớp đối chứng.
- Độ biến thiên (CV) của nhóm lớp TN (lần I là 20,67và lần II là 20,12) thấp hơn so với nhóm lớp ĐC (lần I là 21,83 và lần II là 20,71), chứng tỏ ở nhóm lớp TN ít dao động về kết quả hơn, độ tin cậy cao hơn.
- Độ tin cậy td ở cả 2 lần kiểm tra trong thực nghiệm (lần I là 2,67 và lần II là 3,19) đều lớn hơn giá trị tới hạn t = 1,96 chứng tỏ kết quả lĩnh hội tri thức của nhóm TN cao hơn nhóm ĐC là đáng tin cậy và sự sai khác về kết quả giữa hai nhóm là có ý nghĩa.
Bảng 3.4. Phân loại trình độ HS qua kiểm tra trong thực nghiệm
Lần KT Lớp Số bài Yếu, kém (%) xi 4 Trung bình (%) 5xi6 Khá (%) 7xi8 Giỏi (%) 9xi10 I TN 90 7,78 35,55 48,89 7,78 ĐC 90 14,45 42,22 42,22 1,11 II TN 90 5,56 28,89 54,44 11,11 ĐC 90 12,22 38,89 46,67 2,22 Tổng hợp TN 180 6,67 32,22 51,67 9,44 ĐC 180 13,33 40,56 44,44 1,67
Qua Bảng 3.4 tổng hợp 2 lần kiểm tra I và II, cho ta thấy tỷ lệ điểm khá, giỏi của nhóm thực nghiệm (51,67% + 9,44%) cao hơn nhóm đối chứng (44,44% +
1,67%), tỉ lệ điểm yếu, kém và trung bình của nhóm thực nghiệm (6,67% + 32,22%) nhỏ hơn nhóm đối chứng (13,33% + 40,56%), điều này một lần nữa khẳng định ở nhóm thực nghiệm kết quả đạt được trong thực nghiệm cao hơn nhóm đối chứng.
Để thấy rõ hơn kết quả khác nhau giữa hai nhóm đối chứng và thực nghiệm, chúng ta theo dõi Biểu đồ 3.1 về trung bình cộng các điểm trong thực nghiệm giữa hai nhóm: 0 1 2 3 4 5 6 7 Kiểm tra lần I Kiểm tra lần II TN ĐC
Biểu đồ 3.1. So sánh kết quả của 2 nhóm thực nghiệm và đối chứng
3.7.1.2. Phân tích kết quả sau thực nghiệm
Kiểm tra 2 lần sau thực nghiệm (lần lượt với đề III và đề IV trình bày ở phần phụ lục) chúng tơi thu được tổng số 180 bài, trong đó 90 bài của học sinh lớp thực nghiệm và 90 bài của học sinh lớp đối chứng. Kết quả cụ thể như sau:
Bảng 3.5. Tổng hợp điểm các bài kiểm tra
của các lớp thực nghiệm và đối chứng qua 2 lần kiểm tra sau thực nghiệm
Lần
KT Lớp
Số bài
Số học sinh (số bài kiểm tra) xi đạt điểm (ni) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 III TN 90 0 0 0 4 12 18 32 14 10 0 ĐC 90 0 0 3 16 18 19 22 8 4 0 IV TN 90 0 0 0 2 15 20 32 12 7 2 ĐC 90 0 0 4 16 18 22 19 8 3 0 Tổng hợp TN 180 0 0 0 6 27 38 64 26 17 2 ĐC 180 0 0 7 32 36 41 41 16 7 0
Bảng 3.6. So sánh kết quả giữa nhóm thực nghiệm và đối chứng qua 2 lần kiểm tra sau thực nghiệm
Lần KT số Đối tượng Số bài X m S CV (%) dTN - ĐC td III TN 90 6,78 0,137 1,297 19,1 0,88 4,237 ĐC 90 5,9 0,156 1,483 25,1 IV TN 90 6,73 0,136 1,289 19,1 0,93 4,526 ĐC 90 5,8 0,154 1,462 28,3 Tổng hợp TN 180 6,75 0,028 1,294 19,2 0,9 6,518 ĐC 180 5,85 155 1,473 25,0
Qua Bảng 3.6 ta thấy: Sau thực nghiệm, mức độ bền vững kiến thức ở nhóm thực nghiệm hơn hẳn nhóm đối chứng, điều đó thể hiện ở:
- Điểm trung bình của các lần kiểm tra sau thực nghiệm của lớp TN hầu như không biến đổi (lần III là 6,78 và lần IV là 6,73), còn ở lớp ĐC thì biến động nhiều hơn (lần III là 5,9 và lần IV là 5,8).
- Độ lệch chuẩn (S) và hệ số biến thiên (CV) của nhóm lớp TN (lần III là 1,297 và lần IV là 1,289) đều thấp hơn so với lớp ĐC (lần III là 1,483 và lần IV là 1,462) ở tất cả các lần kiểm tra. Điều này chứng tỏ hiệu quả vững chắc của bài dạy được thiết kế theo phương pháp graph trong đề tài nghiên cứu.
- Về hiệu trung bình (dTN - ĐC) của lần III là 0,88 và lần IV là 0,93 là một con số đáng kể và đều lớn hơn so với lần I (0,53) và II (0,63), chứng tỏ độ chênh lệch về giá trị điểm trung bình của 2 nhóm TN và ĐC trong khi thực nghiệm và sau khi thực nghiệm là càng ngày càng rõ nét.
- Các giá trị td ở các lần kiểm tra (lần III là 4,237và lần IV là 4,526) đều lớn hơn giá trị tới hạn t = 1,96 chứng tỏ kết quả lĩnh hội tri thức của nhóm thực nghiệm cao hơn nhóm đối chứng là đáng tin cậy và sự sai khác về kết quả giữa hai nhóm là có ý nghĩa.
Như vậy, có thể nói việc vận dụng phương pháp graph vào dạy học kết hợp với các câu hỏi gợi mở mang lại hiệu quả cao hơn các phương pháp dạy học thông thường khác.
Bảng 3.7. Phân loại trình độ học sinh qua kiểm tra sau thực nghiệm Lần KT Lớp Số bài Yếu, kém (%) xi4 Trung bình (%) 5xi6 Khá (%) 7xi8 Giỏi (%) 9xi10 III TN 90 4,44 33,33 51,11 11,12 ĐC 90 21,11 41,11 33,33 4,45 IV TN 90 2,22 38,89 48,89 10,00 ĐC 90 22,22 44,44 30,00 3,34 Tổng hợp TN 180 3,33 36,11 50,00 10,56 ĐC 180 21,67 42,78 31,67 3,88
Qua Bảng 3.7 tổng hợp 2 lần kiểm tra III và IV, cho ta thấy trong lần kiểm tra sau thực nghiệm này, điểm yếu kém ở HS nhóm TN (3,33%) ít hơn hẳn so với trong thực nghiệm (6,67%), trong khi điểm yếu kém sau thực nghiệm ở HS nhóm ĐC (21,67%) tăng nhiều hơn so với trong thực nghiệm (13,33%). Tỷ lệ khá và giỏi ở HS nhóm TN tương đối ổn định (trong TN là 51,67% + 9,44%, sau TN là 50,0% + 10,56%; trong khi tỷ lệ HS khá và giỏi ở nhóm ĐC giảm đáng kể 44,44% + 1,67% giảm xuống cịn 31,67% + 3,88%).
Điều đó chứng tỏ phương pháp graph thực sự có hiệu quả trong việc phát triển khả năng lưu giữ thông tin, tăng độ bền kiến thức của HS.
Để thấy rõ hơn kết quả khác nhau giữa hai nhóm TN và ĐC của lần kiểm tra sau TN, chúng ta theo dõi Biểu đồ 3.2 về trung bình cộng các điểm kiểm tra:
0 1 2 3 4 5 6 7 Kiểm tra lần III Kiểm tra lần IV TN ĐC
3.7.2. Kết quả định tính
Phân tích định tính các bài kiểm tra theo các tiêu chí sau: - Mức độ lĩnh hội kiến thức đã học, độ bền kiến thức của HS.
- Khả năng làm việc độc lập, khả năng hệ thống, khái quát hoá của HS. - Khả năng vận dụng kiến thức trong các tình huống khác nhau của HS.
3.7.2.1. Về hứng thú và mức độ tích cực học tập
Với HS lớp thực nghiệm, khơng khí học tập sơi nổi, các em thảo luận, trao đổi rất tích cực để tìm hiểu nội dung bài mới, tự tin tranh luận bảo vệ ý kiến của mình, thậm trí có em cịn đưa ra những câu hỏi để cả nhóm (lớp) cùng nghiên cứu để giải quyết những vấn đề còn khúc mắc.
Trong quá trình thực hiện các bước xây dựng graph nội dung, HS hứng thú học tập, nghiên cứu SGK, phát huy tối đa trí tưởng tượng, năng lực tự học tập, tự nghiên cứu.
Thông qua học tập bằng phương pháp graph, HS lớp thực nghiệm có khả năng hệ thống hóa kiến thức cao và khả năng vận dụng kiến thức cũng rất linh hoạt. Điều này được thể hiện rất rõ: Các nhóm HS lớp TN (3-4 em/nhóm) tích cực lập graph bài học với nội dung kiến thức không chỉ dừng lại trong bài giảng của cơ, trong SGK mà cịn tự lực, tự nghiên cứu để mở rộng kiến thức bài học ở ngoài SGK.
Ví dụ: Kiến thức về “tương tác gen”:
+ Đa số các nhóm HS TN, lập graph bài học đều thống kê được các kiểu tương tác gen, nêu được khái niệm, cho ví dụ và giải thích từng ví dụ tương ứng với từng kiểu tương tác gen. Điển hình là graph bài học của nhóm HS (Hảo, Việt Hà, Việt Trinh và Vân Anh B - lớp 12K).
+ Ngược lại ở HS nhóm lớp đối chứng, tinh thần học tập kém sôi nổi hơn, khả năng hệ thống kiến thức cũng hạn chế và đặc biệt là năng lực tự học của các em ít được phát huy.
3.7.2.2. Về chất lượng lĩnh hội kiến thức, năng lực tư duy và khả năng vận dụng kiến thức
Thơng qua việc phân tích chất lượng các bài kiểm tra, kết hợp với kiểm tra bài cũ chúng tôi nhận thấy ở HS nhóm lớp thực nghiệm hơn hẳn HS nhóm lớp đối chứng cả về chất lượng lĩnh hội kiến thức, năng lực tư duy (đặc biệt là tư duy hệ