Biểu đồ 3.1 Phân bố tần suất tích lũy kết quả bài kiểm tra
9. Cấu trúc luận văn
2.4. Một số giáo án minh họa
Trong khuôn khổ luận văn, chúng tơi chỉ xin phân tích những điểm cơ bản trong Quy trình thiết kế và tổ chức dạy học Sinh học 8 theo mơ hình giáo dục STEM qua một số ví dụ ở 3 chủ đề sau.
- Chủ đề: “Cơ quan phân tích thính giác”. - Chủ đề: “Máu và nguyên tắc truyền máu”. - Chủ đề: “Enzim – Chất xúc tác sinh học”.
Các chủ đề giáo dục STEM này đã được thiết kế và tổ chức dạy học tại một số trường THCS trên địa bàn Thành phố Hà Nội và Trường THCS Đoàn Thị Điểm Greenfield, Văn Giang, Hưng Yên. Chi tiết giáo án của các chủ đề sẽ được trình bày trong phần phụ lục.
Kết luận chương 2
Các chủ đề STEM trong dạy học Sinh học 8, THCS được xác lập với Quy trình
thiết kế bài giảng (gồm 6 bước) và Quy trình tổ chức dạy học (gồm 4 bước).
Từ việc xác định nội dung của từng chủ đề và điều kiện cơ sở vật chất phù hợp, cần lựa chọn hình thức tổ chức dạy học và các phương pháp khác nhau để xây dựng kế hoạch dạy học chi tiết, cụ thể cùng hệ thống tiêu chí đánh giá kết quả học tập của người học (bao gồm đánh giá kết quả học tập của cá nhân; đánh giá hoạt động, sản phẩm theo nhóm…) để xác định rõ tính hiệu quả của việc vận dụng mơ hình giáo dục STEM vào dạy học Sinh học 8, Trung học cơ sở.
Kết quả thu được ở chương 2 làm cơ sở cho việc thực nghiệm sư phạm ở chương 3 để đánh giá tính khả thi và tính hiệu quả của giáo dục STEM thơng qua các chủ đề đã được xây dựng.
CHƯƠNG 3
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm
Hoạt động thực nghiệm sư phạm được thực hiện nhằm đánh giá các giả thuyết được đưa ra. Cụ thể:
Đánh giá xem nội dung và tiến trình dạy học đã xây dựng dựa trên cơ sở lí luận của quan điểm dạy học tích hợp STEM có giúp HS trình bày được các kiến thức S, T, E, M hay không?
Đánh giá xem nội dung và tiến trình dạy học được xây dựng theo quan điểm dạy học tích hợp STEM thơng qua các phương pháp dạy học tích cực có giúp phát triển năng lực tồn diện cho HS hay khơng?
Đánh giá tính khả thi của nội dung và tiến trình dạy học được xây dựng, từ đó đưa ra những phương án đề xuất, chỉnh sửa và đưa vào thực hiện ở phạm vi rộng hơn.
3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
Đề tài đã xác định nhiệm vụ thực nghiệm như sau:
- Xây dựng phiếu điều tra và bảng hỏi dành cho giáo viên và học sinh. - Lựa chọn đối tượng và địa điểm tổ chức thực nghiệm
- Lựa chọn nội dung và phương pháp thực nghiệm: Xây dựng nội dung học tập, kế hoạch dạy học, phương tiện dạy học, phương pháp dạy học, cách tổ chức hoạt động dạy học, cách kiểm tra đánh giá.
- Lập kế hoạch thực nghiệm và tiến hành theo kế hoạch đề ra.
- Xây dựng các công cụ để kiểm tra và đánh giá các kết quả thực nghiệm: + Đánh giá nội dung kiến thức chính của chủ đề qua các bài kiểm tra. + Đánh giá hoạt động nhóm và năng lực cá nhân thơng qua bảng rubric. + Thu thập và xử lý số liệu thu được, từ đó rút ra kết luận về vận dụng mơ hình giáo dục STEM trong dạy học Sinh học 8 (THCS).
3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm sự phù hợp của việc xây dựng quy trình dạy học theo mơ hình giáo dục STEM trong dạy học Sinh học 8 (THCS).
3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm
3.4.1. Đối tượng thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm diễn ra với học sinh lớp 8 tại Trường Phổ thơng Đồn Thị Điểm Greenfield – Hưng Yên. Hai lớp được lựa chọn thực nghiệm cùng một giáo viên giảng dạy, có sĩ số tương đương, có trình độ tương đương dựa trên kết quả bài kiểm tra thường xuyên và định kì.
Bảng 3.1. Đặc điểm của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng
Nhóm Lớp Sĩ số Đặc diểm
Lớp thực nghiệm 8A1 33 - Học sinh ngoan, học lực khá,
tích cực trong xây dựng bài.
Lớp đối chứng 8A3 33
Đề tài lựa chọn chủ đề “Cơ quan phân tích thính giác”, “Máu và nguyên tắc truyền máu”, “Enzim – Chất xúc tác sinh học” được xây dựng từ nội dung các bài học trong chương trình Sinh học 8 để tiến hành thực nghiệm.
Với lớp thực nghiệm, tiến hành dạy học theo giáo án định hướng STEM đã xây dựng.
Với lớp đối chứng, tiến hành dạy học như bình thường, trong q trình dạy có sử dụng các phương tiện trực quan như tranh vẽ, sơ đồ, clip, mơ hình…
3.4.2. Kế hoạch thực nghiệm sư phạm
- Xây dựng kế hoạch giảng dạy theo ba chủ đề đã thiết kế + Chủ đề: Cơ quan phân tích thính giác.
+ Chủ đề: Máu và nguyên tắc truyền máu. + Chủ đề: Enzim – Chất xúc tác sinh học. - Xây dựng nội dung của 2 phiếu điều tra, gồm:
+ Phiếu điều tra giáo viên Sinh học về thực trạng dạy học Sinh học và giáo dục STEM (Phụ lục 1.1).
+ Phiếu điều tra HS ở lớp đối chứng và lớp thực nghiệm về tình hình và hứng thú học tập môn Sinh học (Phụ lục 1.2).
3.4.3. Tiến hành thực nghiệm sư phạm
- Gửi phiếu số 1 cho giáo viên của một số trường trên địa bàn Thành phố Hà Nội. - Tiến hành dạy ở lớp thực nghiệm theo chủ đề đã thiết kế và lớp đối chứng theo kế
hoạch của Sở Giáo dục và Đào tạo. Phát phiếu khảo sát và làm bài kiểm tra sau khi kết thúc chủ đề.
3.5. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Tiến hành tổ chức dạy học hai lớp theo các giáo án đã soạn thảo.
Theo dõi hoạt động cụ thể của từng nhóm lớp và một số cá nhân trong quá trình học tập thơng qua việc ghi chép, ghi hình lại diễn biến buổi học, thu thập các phiếu, chấm bài kiểm tra, sản phẩm dự án để làm căn cứ đánh giá. Trên cơ sở đó, phân tích, rút kinh nghiệm và đánh giá sơ bộ tính khả thi của đề tài.
Đánh giá mức độ phát triển các năng lực của HS thông qua hệ thống công cụ đánh giá…
3.6. Kết quả thực nghiệm sư phạm
3.6.1. Kết quả định lượng
* Kết quả điều tra mức độ hứng thú của học sinh ở lớp đối chứng:
Khảo sát mức độ hứng thú của học sinh đối với bộ môn Sinh học ở lớp đối chứng thu được kết quả như sau:
Bảng 3.2. Kết quả khảo sát mức độ hứng thú của học sinh ở lớp đối chứng
Nội dung Mức độ đồng ý Rất không đồng ý Không đồng ý Đồng ý Rất đồng ý
1. Bài học giúp em thêm u
thích bộ mơn. 36,36% 9,09% 30,30% 24,25%
2. Nội dung kiến thức của bài học dễ hiểu, liên quan đến thực tế cuộc sống.
15,15% 45,45% 6,06% 33,34%
3. Bài học giúp em rèn kĩ năng
thực hành. 48,48% 3,03% 18,18% 30,31%
4. Các hoạt động trong bài học giúp em phát triển năng lực hợp tác.
5. Bài học giúp em phát triển
tư duy. 27,3% 24,2% 30,3% 18,2%
6. Bài học đã giúp em vận dụng được kiến thức để giải quyết các vấn đề thực tiễn.
36,37% 6,06% 18,18% 39,39%
7. Các nhiệm vụ học tập được giao giúp em phát triển khả năng sáng tạo.
36,36% 15,15% 21,21% 27,28%
8. Bài học giúp em liên hệ được kiến thức ở các môn học khác nhau.
15,15% 42,42% 30,30% 12,12%
9. Bài học giúp em nâng cao khả năng thuyết trình trước tập thể.
18,18% 15,15% 21,21% 45,46%
10. Bài học giúp em rèn luyện khả năng sử dụng công nghệ thông tin.
24,24% 30,31% 30,31% 15,14%
Qua kết quả bảng trên, ta thấy đa phần học sinh được điều tra cho rằng, nội dung môn Sinh học chưa thực sự dễ hiểu và liên quan đến thực tế cuộc sống. Dẫn đến các em chưa tìm được hứng thú với bộ mơn.
Một số không nhỏ học sinh lớp đối chứng cho rằng, bộ mơn Sinh chưa giúp ích nhiều cho các em trong việc phát triển một số năng lực cần thiết trong thời đại mới như năng lực giao tiếp, năng lực sáng tạo, năng lực sử dụng cơng nghệ thơng tin... Do đó, các em chưa nhận thức được đúng đắn tầm quan trọng của bộ môn này.
* Kết quả điều tra mức độ hứng thú của học sinh ở lớp thực nghiệm sau khi dạy học theo mơ hình giáo dục STEM:
Sau khi thực nghiệm các chủ đề được xây dựng theo mơ hình giáo dục STEM ở lớp thực nghiệm, khảo sát trên 33 HS với 10 câu hỏi đánh giá mức độ đồng ý, thu được bảng kết quả sau:
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát mức độ hứng thú của học sinh ở lớp thực nghiệm Nội dung Nội dung Mức độ đồng ý Rất không đồng ý Không đồng ý Đồng ý Rất đồng ý
1. Bài học giúp em thêm yêu
thích bộ mơn. 0% 0% 51,52% 48,48%
2. Nội dung kiến thức của bài học dễ hiểu, liên quan đến thực tế cuộc sống.
0% 24,24% 36,36% 39,40%
3. Bài học giúp em rèn kĩ năng
thực hành. 15,15% 9,09% 48,48% 27,28%
4. Các hoạt động trong bài học giúp em phát triển năng lực hợp tác.
0% 21,20% 39,40% 39,40%
5. Bài học giúp em phát triển tư
duy. 0% 24,24% 60,61% 15,15%
6. Bài học đã giúp em vận dụng kiến thức được học để giải quyết các vấn đề thực tiễn.
6,06% 6,06% 45,45% 42,43%
7. Các nhiệm vụ học tập được giao giúp em phát triển khả năng sáng tạo.
0% 30,30% 33,33% 36,37%
8. Bài học giúp em liên hệ được kiến thức ở các môn học khác nhau.
9,09% 6,06% 54,54% 30,31%
9. Bài học giúp em nâng cao khả
10. Bài học giúp em rèn luyện khả năng sử dụng công nghệ thông tin.
12,12% 15,15% 60,61% 12,12%
Kết quả trên đã cho thấy, việc đổi mới phương pháp dạy học, vận dụng mơ hình giáo dục STEM vào giảng dạy đã phần nào giúp học sinh cảm thấy môn học bớt khô khan và hàn lâm hơn. Bên cạnh đó, các em cũng cho rằng thơng qua hệ thống nhiệm vụ được giao, các em đã tự tin và rèn luyện được các kỹ năng của bản thân nhiều hơn, góp phần tăng hứng thú học tập trong mơn học.
* Kết quả bài kiểm tra tổng kết kiến thức chủ đề:
*1) Phương pháp xử lí kết quả bài kiểm tra trong thực nghiệm sư phạm:
Kết quả bài kiểm tra của hai lớp thực nghiệm và đối chứng được xử lí theo phương pháp thống kê tốn học theo thứ tự các bước sau:
- Lâp bảng phân phối về tần số, tần suất, tần suất tích lũy điểm số của các lớp thực nghiệm và đối chứng.
- Biểu diễn kết quả thu được bằng đồ thị dựa theo bảng phân phối của tần suất. - Xác định một số tham số đặc trưng, gồm:
+ Trung bình cộng (Mean): Trị số trung bình cộng ( ) là tham số đặc trưng cho sự tập trung của dãy số [12].
Trong đó:
xi: Điểm của bài kiểm tra ni: Tần số các giá trị của xi n: Số HS tham gia thực nghiệm
+ Phương sai (Variance) và độ lệch tiêu chuẩn (Standard deviation): Là các
tham số đo mức độ phân tán của các số liệu quanh giá trị trung bình cộng. Trong một dãy số thống kê, khi xác định được giá trị trung bình ( ) chúng ta sẽ xác định được khoảng cách giữa một điểm bất kỳ với trung bình của dãy số (X - ) đó là độ lệch (Deviation) [12].
X
X
Độ lệch của số đo lường X từ trung bình của mẫu được biểu thị là (X - ). Bình phương độ lệch này là (X - )2. Phương sai được tính theo cơng thức sau:
+ Hệ số biến thiên V: Để so sánh 2 tập hợp có x trung bình khác nhau: V=S/x . 100%
Khi 2 bảng số liệu có số trung bình cộng bằng nhau thì ta tính độ lệch chuẩn S. Khi 2 bảng có số liệu trung bình cộng khác nhau thì ta so sánh mức độ phân tán của các số liệu bằng hệ số biến thiên V [12].
Nhóm nào có V nhỏ hơn thì nhóm đó có chất lượng đồng đều hơn, nhóm nào có V lớn hơn thì có trình độ cao hơn.
- Nếu V trong khoảng 0 - 10%: Độ dao động nhỏ.
- Nếu V trong khoảng 10 - 30%: Độ dao động trung bình. - Nếu V trong khoảng 30 - 100%: Độ dao động lớn.
Với độ dao động nhỏ hoặc trung bình thì kết quả thu được đáng tin cậy, ngược lại với độ dao động lớn thì kết quả thu được khơng đáng tin cậy.
+ Mức ảnh hưởng (ES) được tính theo cơng thức:
ES = [GTTB (nhóm TN) – GTTB (nhóm ĐC)]/độ lệch chuẩn nhóm ĐC
Bảng 3.4. So sánh giá trị mức độ ảnh hưởng theo tiêu chí Cohen
Giá trị mức độ ảnh hưởng Ảnh hưởng
Trên 1 Rất lớn
0,8 đến 1 Lớn
0,5 đến 0,79 Trung bình
0,2 đến 0,49 Nhỏ
Dưới 0,2 Không đáng kể
(Nguồn: Giáo trình Phương pháp nghiên cứu Khoa học Giáo dục) - Phép thử T-test: T-test độc lập giúp xác định khả năng chênh lệch giữa giá
trị trung bình của 2 nhóm riêng rẽ (nhóm TN và nhóm ĐC) có xảy ra ngẫu nhiên hay khơng. Trong phép kiểm chứng T-test thường tính giá trị p, trong đó p là khả năng
X X
xảy ra ngẫu nhiên, thông thường hệ số p ≤ 0.05 là chênh lệch có ý nghĩa hay chênh lệch khơng có khả năng xảy ra ngẫu nhiên. Cơng thức tính giá trị p trong Excel [12]:
p = ttest (array1, array2, tail, type)
Trong đó array là cột điểm số để so sánh, tail =1 và type = 3 [12].
*2) Kết quả bài kiểm tra:
Kết thúc chủ đề, học sinh lớp TN và ĐC tiến hành làm bài kiểm tra tổng kết và thu được các kết quả sau:
* Về sự phân bố kết quả bài kiểm tra:
Dựa vào kết quả điểm thu được, ta lập bảng tần số, tần suất, tần suất tích lũy kết quả điểm bài kiểm tra của lớp TN và ĐC như sau:
Bảng 3.5. Phân bố tần số kết quả điểm lớp TN và ĐC
Lớp Sĩ số Số học sinh đạt điểm Xi 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN 33 0 0 0 0 0 0 3 5 6 17 2 ĐC 33 0 0 0 0 1 1 5 12 10 4 0
Bảng 3.6. Phân bố tần suất điểm số bài kiểm tra
Lớp Sĩ số Số học sinh đạt điểm Xi (%) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN 33 0 0 0 0 0 0 9,09 15,15 18,18 51,52 6,06 ĐC 33 0 0 0 0 3,03 3,03 15,15 36,40 30,36 12,03 0
Bảng 3.7. Phân bố tần suất tích lũy điểm số bài kiểm tra
Lớp Sĩ số Số học sinh đạt điểm Xi (%) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN 33 0 0 0 0 0 0 9,09 24,24 42,42 93,94 100 ĐC 33 0 0 0 0 3,03 6,06 21,21 57,61 87,97 100 100
Từ bảng trên ta vẽ được đồ thị đường tích lũy bài kiểm tra như sau:
Biểu đồ 3.1. Phân bố tần suất tích lũy kết quả bài kiểm tra
Đồ thị của đường lũy tích lớp thực nghiệm nằm ở bên phải và ở phía dưới của đường lũy tích lớp đối chứng. Điều đó chứng tỏ khả năng tiếp nhận kiến thức của HS lớp TN tốt hơn so với lớp ĐC.
* Về tỉ lệ HS yếu kém, trung bình, khá và giỏi:
Sau khi tiến hành kiểm tra đánh giá thu được điểm các bài kiểm tra, GV phân chia, sắp xếp điểm theo học lực: Giỏi, khá, trung bình, yếu (Bảng 3.8):
Bảng 3.8. Phân loại kết quả học tập của học sinh
Nhóm Yếu kém (0 - 4 điểm) Trung bình (5 - 6 điểm) Khá (7 - 8 điểm) Giỏi (9 - 10 điểm) TN 0% 9,09% 33,33% 57,58% ĐC 3,03% 18,18% 66,67% 12,12% 0 20 40 60 80 100 120 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN ĐC
Từ số liệu bảng phân loại học sinh trên, ta có biểu đồ:
Biểu đồ 3.2. Phân loại kết quả học tập của học sinh
Kết quả trên cho thấy, tỉ lệ % HS đạt được điểm giỏi ở lớp thực nghiệm sau khi làm bài kiểm tra cao hơn hơn tỉ lệ % HS đạt điểm giỏi ở lớp đối chứng. Ngược lại, tỉ lệ % HS đạt điểm trung bình, yếu kém ở lớp thực nghiệm lại thấp hơn tỉ lệ % HS đạt điểm yếu kém và trung bình ở lớp đối chứng.
Như vậy, phương án tổ chức thực nghiệm đã góp phần nâng cao chất lượng dạy học và giúp phát triển năng lực cho HS, góp phần giảm tỉ lệ HS yếu, kém, trung bình