Xử lý số liệu

Chƣơng 3 : THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM

3.2. Xử lý số liệu

3.2.1. Phương tiện đánh giá

Trong quá trình thực nghiệm, chúng tôi chủ yếu sử dụng các biện pháp nhƣ sau: - Lập phiếu ghi chép nhận xét khi dự giờ dạy của GV, ghi chép tiến trình giờ học

và quan sát biểu hiện thái độ của HS trong giờ học.

- Căn cứ vào khả năng vận dụng của HS khi trả lời câu hỏi của GV hay làm bài tập để xác định mức độ nhận thức của HS: biết, hiểu, vận dụng.

- Phiếu trắc nghiệm, phiếu thăm dò, phiếu kiểm tra: là cơ sở đánh giá khả năng hiểu biết và vận dụng dạy tích hợp cảu GV và học sinh.

- Phân tích các thơng tin thu đƣợc và đánh giá theo các tiêu chí đã đề ra.

3.2.2. Phân tích kết quả định tính

- Phân tích, đánh giá những dấu hiệu tích cực nhận thức của HS trong quá trình dạy học ở lớp thực nghiệm và đối chứng thông qua các tiêu chí:

+ Khơng khí lớp học: thái độ của HS.

+ Sự tƣơng tác giữa thầy và trò trong các hoạt dộng dạy học. - Phân tích chất lƣợng các bài kiểm tra qua các tiêu chí:

1) Tri thức sinh thái cơ bản.

2) Xác định đƣợc các giá tị về môi trƣờng 3) Các tác động ảnh hƣởng tới môi trƣờng 4) Các biện pháp bảo vệ mơi trƣờng

3.2.3. Phân tích kết quả định lượng

Chúng tơi dựa vào tiêu chí nêu trên làm cơ sở để xây dựng biểu điểm cho mỗi bài kiểm tra nhằm giúp cho việc đánh giá hiệu quả GDBVMT qua dạy học chƣơng chuyển hóa vật chất và năng lƣợng- Sinh học 11 đảm bảo tính khách quan và chính xác.

Sau mỗi bài thực nghiệm, chúng tôi tiến hành kiểm tra, chấm điểm và xử lí số liệu theo phƣơng pháp thống kê toán học:

- Sử lý số liệu thu đƣợc dƣới dạng các bảng thống kê và biểu đồ.

- Tính các đại lƣợng thống kê: Trung bình cộng, phƣơng sai, độ lệch chuẩn, hệ số biến thiên.

+ Trị số trung bình cộng (X ) là tham số đặc trƣng cho sự tập trung của dãy số.

Trung bình cộng (arithmetic mean) của một dãy số là số tổng cộng các đo lường chia cho N (tổng số) các quan sát. Trị số trung bình cho biết chất lƣợng của dãy số thống kê. Trung bình cộng là số đo khuynh hƣớng định tâm một cách vững chãi nhất từ một mẫu này đến mẫu khác. Vì vậy, trong khoa học giáo dục, thƣờng so sánh trung bình cộng của các dãy số để biết giá trị của mỗi dãy số đó và để so sánh giá trị của các mẫu quan sát. Đối với những dãy số với nhiều giá trị, ngƣời nghiên cứu nên dùng hàm “Descriptive Statistics” của excel để xác định đặc trƣng trung bình cộng một cách khoa học và chính xác.

Trung bình cộng là một trị số đặc trƣng tiêu biểu cho một tiêu chuẩn nào đó của tồn bộ các phần tử trong tập hợp. Trung bình cộng có thể đại diện một cách khá đầy đủ và chặt chẽ cho một tập hợp nếu tập hợp có độ đồng nhất cao. Tuy nhiên, trung bình cộng khơng biểu thị đƣợc đặc điểm phân tán của dãy số liệu tập hợp.  Độ lệch tiêu chuẩn (Standard deviation):

Phƣơng sai là một số đo lƣờng biến thiên. Về nguyên tắc, phƣơng sai càng lớn thì thì sự biến thiên hay mức độ phân tán của các trị số xung quanh giá trị trung bình càng lớn.

Nhƣng phƣơng sai có giá trị là bao nhiêu mới đƣợc coi là lớn? Chúng ta có thể so sánh các phƣơng sai của nhiều tập hợp đo lƣờng với nhau về tính biến thiên, nhƣng sẽ rất khó để giải thích phƣơng sai khi chỉ có một tập hợp đo lƣờng. Do đó cần phải tiến hành đo lƣờng biến thiên có ích lợi khơng những để so sánh mà cịn để mơ tả một tập hợp đo lƣờng duy nhất, đó là độ lệch tiêu chuẩn.

Độ lệch tiêu chuẩn của một tập hợp đo lƣờng là căn bậc hai của phƣơng sai, đƣợc xác định theo công thức sau:

2 1 ) ( n x x S n i i     

 Phƣơng sai (Variance):

Trong một dãy số thống kê, khi xác định đƣợc giá trị trung bình (X ) chúng ta sẽ xác định đƣợc khoảng cách giữa một điểm bất kỳ với trung bình của dãy số (X -

X ) đó là độ lệch (deviation).

Độ lệch cũng chứa đựng thông tin về sự biến thiên của các điểm số, do đó nếu tính trung bình của các độ lệch này ta sẽ có một tham số khá tốt về sự biến thiên.

Nhƣng độ lệch có thể là số dƣơng và cũng có thể là số âm hơn nữa tổng độ lệch sẽ bằng không. Để tránh sự bất tiện này, ngƣời ta bình phƣơng các độ lệch ấy rồi cộng lại để có tổng các độ lệch bình phƣơng, từ đó tính ra phƣơng sai.

Độ lệch của một số đo lƣờng X từ trung bình của mẫu X đƣợc biểu thị là X - X . Bình phƣơng độ lệch này là (X-X )2. Có thể định nghĩa phƣơng sai nhƣ sau:

Phƣơng sai của một tập hợp thống kê là tỷ số giữa tổng bình phƣơng biến sai của các trị số cá thể quanh trung bình cộng với tổng bậc tự do của tập hợp. Phƣơng

sai đƣợc tính theo cơng thức sau:

2 1 2 ) ( n x x S n i i      Nếu n< 30 thì dùng cơng thức: 2 1 2 1 ) (       n x x S n i i + Số trội – Mod:

Mod là giá trị nghiên cứu cho biết giá trị thƣờng gặp nhất của một biến số nào đó trong dãy số liệu thu đƣợc, nghĩa là trị số Xi gặp nhiều lần nhất trong thống kê. - Kiểm định độ tin cậy về sự chênh lệch của 2 giá trị trung bình cộng nhóm thực

nghiệm và đối chứng bằng thực nghiệm.

3.3. Kết quả thực nghiệm

3.3.1. Phân tích định tính

Thơng qua việc dự giờ thăm lớp, chúng tôi nhận thấy rằng học sinh lớp TN có thái độ học tập tốt hơn lớp đối chứng.

Ở lớp thực nghiệm: HS hăng hái phát biểu ý kiến xây dựng bài. Khi GV yêu cầu học sinh vận dụng kiến thức tích hợp GDBVMT để giải quyết nhiệm vụ của bài học để HS hăng hái, sôi nổi thảo luận và trình bày ý kiến. Ví dụ, GV u cầu HS trả lời câu hỏi: “ Các biện pháp nào để bảo vệ cây xanh, bảo vệ môi trƣờng đất ? ”.

Cùng một ngƣời dạy cùng một nội dung dạy học nhƣng ở các lớp ĐC khơng khí học tập kém sôi nổi hơn ở các lớp TN. Ở các lớp đối chứng, GV khơng tích hợp GDBVMT vào bài giảng nên các kiến thức liên quan đến môi trƣờng và BVMT học sinh tiếp thu phần kiến thức một cách thụ động và kém hiệu quả.

3.3.1.2. Phân tích chất lượng bài kiểm tra của học sinh

- Về mức độ hiểu bài ngay sau bài học:

Lớp TN Lớp ĐC

Số bài điểm cao ( >8 điểm) Cao Thấp Số bài điểm thấp (< 5điểm) Thấp Cao

- Về độ bền kiến thức sau thực nghiệm: Sau khoảng thời gian đi thực nghiệm, chúng tôi cho HS làm bài kiểm tra số 2, để đánh giá độ bền kiến thức (khả năng lƣu giữ thông tin của HS). Kết quả bài kiểm tra cho thấy:

+ Ở nhóm thực nghiệm HS nhớ kiến thức tốt hơn, lâu hơn ( So sánh kết quả làm bài kiểm tra số 1) tỉ lệ HS đạt điểm khá và giỏi có sự giảm sút khơng đáng kể. Trong khi đó: tỉ lệ nhóm đối chứng: tỉ lệ HS đạt điểm kém tăng lên.Tỉ lệ HS điểm khá, giỏi giảm một cách rõ rệt.

3.3.2. Phân tích định lượng

3.3.2.1. Kết quả thực nghiệm

Sau mỗi bài TN, chúng tôi tiến hành kiểm tra, đánh giá và phân tích kết quả để rút ra các kết luận khoa học mang tính khách quan bằng cách:

- Lập bảng thống kê số liệu thu đƣợc.

- Xác định các đại lƣợng thống kê đặc trƣng nhƣ: Trung bình, phƣơng sai, Mod của mỗi mẫu.

- So sánh giá trị trung bình để đánh giá khả năng hiểu bài của HS.

Kết quả tổng kết điểm bài kiểm tra số 1

Bảng 3.2. Bảng thống kê kết quả bài kiểm tra số 1 ( bài kiểm tra số 1 phụ lục 3,4 trang 112) Lớp Điểm ( xi ) Cộng 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN 0 0 0 2 5 8 17 25 23 9 6 95 ĐC 0 3 5 6 8 14 20 12 15 8 4 95

Bảng 3.3. Bảng tần suất ( ): số % học sinh đạt điểm xi bài kiểm tra số 1 P. án (xi)

Lớp

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

TN 0 0 2.1 5.3 8.4 17.9 26.3 24.2 9.5 6.3

ĐC 3.16 5.26 6.32 8.42 14.74 21.05 12.63 15.79 8.42 4.21

Bảng 3.4. Bảng tần suất hội tụ tiến ( Số % HS đạt điểm xi trở lên) bài kiểm tra số 1 Lớp xi

N

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

TN 95 100 100 100 97.9 92.6 79.2 66.3 40 15.8 6.3 ĐC 95 100 96.8 91.6 85.3 81.1 66.3 45.3 32.6 12.6 4.2

Từ đó ta tính đƣợc một số chỉ tiêu thống kê đặc trƣng: giá trị trung bình cộng (x), phƣơng sai (S2) và độ lệch chuẩn (S) của điểm kiểm tra lớp đối chứng và lớp thực nghiệm thu đƣợc kết quả nhƣ sau:

Bảng 3.5.Bảng so sánh các tham số đặc trƣng giữa các lớp TN và lớp ĐC bài kiểm tra số 1

N x S2 S

Lớp TN 95 7.03 2.51 1.58

Lớp ĐC 95 5.99 4.87 1.77

Từ bảng số liệu 3.2 và 3.3, 3.4 ta xây dựng đƣợc biểu đồ biểu diễn tần suất điểm kiểm tra số 1 và đƣờng tần suất tần suất hội tụ tiến của 2 lớp nhƣ sau:

0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Lớp thực nghiệm Lớp đối chứng

Hình 3.1. Biểu đồ biểu diễn tuần suất điểm bài kiểm tra số 1 của hai nhóm lớp đối chứng và thực nghiệm ở bài kiểm tra số 1

Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn đƣờng tần suất hội tụ tiến của hai khối lớp thực nghiệm và đối chứng sau bài kiểm tra số 1.

Qua biểu đồ hình 3.1và 3.2 ta thấy:

- Tần suất điểm bài kiểm tra số 1 của lớp thực nghiệm gần nhƣ đối xứng xung quanh giá trị mod=7, số HS đạt điểm 7 là cao nhất có 25 bài chiếm 26.3% cả lớp, đứng thứ 2 là điểm 8 với 23 bài chiếm 24.2% cả lớp. HS lớp thực nghiệm vẫn có điểm dƣới trung bình song tỷ lệ ít, chiếm một phần nhỏ là 7.4% so với cả lớp, trong khi đó số điểm khá- giỏi (từ 8 điểm trờ lên) có 38 bài chiếm 40% cả lớp Sức học của lớp khá tốt, có sự phân hóa khá rõ về sức học các thành viên trong lớp.

- Tần suất điểm bài kiểm tra số 1 của lớp đối chứng khá chênh lệch, có sự phân hóa rất rõ về sức học các thành viên trong lớp. Nhìn chung điểm của lớp chủ yếu khoảng từ 4 đến 8 điểm có tới 69 bài chiếm 72.63%. Tuy nhiên số HS điểm dƣới trung bình nhiều hơn lớp thực nghiệm. Có 22 bài dƣới điểm trung bình chiếm 23.16% lớp trong đó vẫn có bài điểm rất thấp nhƣ : điểm 1, điểm 2, điểm 3…..

Kết luận chung : sức học hai lớp khá tốt, đều ở mức khá song sức học lớp thực

nghiệm tốt hơn lớp đối chứng, nhìn chung sức học có sự phân hóa khá rõ giữa các thành viên trong lớp và giữa HS 2 lớp.

Kết quả tổng kết điểm bài kiểm tra số 2

( đề bài 2 phụ lục 4,5 trang 114 - 116 luận văn)

Sau khoảng 2 tuần tiến hành bài kiểm tra số 2 để đánh giá độ bền kiến thức và thu đƣợc kết quả nhƣ sau :

Bảng 3.6. Bảng thống kê điểm bài kiểm tra số 2 Lớp Điểm ( xi ) Cộng 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN 0 0 0 1 3 8 16 25 24 10 8 95 ĐC 0 3 1 5 8 16 22 21 10 7 2 95

Bảng 3.7. Bảng tần suất ( ): số % học sinh đạt điểm xi bài điểm tra số 2 P.án(xi)

Lớp

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

TN 0 0 1.1 3.2 8.4 16.8 26.3 25.3 10.5 8.4 ĐC 3.2 1.1 5.3 8.4 16,8 23,2 22.1 10.5 7.4 2

Bảng 3.8. Bảng tần suất hội tụ tiến ( Số % HS đạt điểm xi trở lên) bài kiểm tra số 2

Lớp xi N

TN 95 100 100 100 98.5 95.8 65.3 70.5 44.2 18.9 8.42 ĐC 95 100 96.8 95.8 90.5 82.1 65.3 42.1 20 9.5 2.1

Từ đó ta tính đƣợc một số chỉ tiêu thống kê đặc trƣng: giá trị trung bình cộng (), phƣơng sai (S2) và độ lệch chuẩn (S)của điểm kiểm tra lớp đối chứng và lớp thực nghiệm thu đƣợc kết quả nhƣ sau:

Bảng 3.9.Bảng so sánh các tham số đặc trƣng giữa các lớp TN và lớp ĐC bài kiểm tra số 2

N x S2 S

Lớp TN 95 7.24 2.33 1.53

Lớp ĐC 95 6.04 3.58 1.89

Từ bảng số liệu 3.6 và 3.7, 3.8 ta xây dựng đƣợc biểu đồ biểu diễn tần suất điểm kiểm tra số 1 và đƣờng tần suất tần suất hội tụ tiến của 2 lớp nhƣ sau:

0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Lớp thực nghiệm Lớp đối chứng

Hình 3.3. Biểu đồ biểu diễn tuần suất điểm bài kiểm tra số 2 của hai nhóm lớp đối chứng và thực nghiệm bài kiểm tra số 2

Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn đƣờng tần suất hội tụ tiến của hai khối lớp thực nghiệm và đối chứng sau bài kiểm tra số 2.

Qua biểu đồ hình 3.3, 3.4 ta thấy:

Sự chênh lệch điểm giữa 2 lớp TN và ĐC là rất khác nhau, có sự phân hóa rõ ràng. Tỉ lệ điểm kém, điểm dƣới trung bình của lớp ĐC ( chiếm 18% lớp) cao hơn so với lớp thực nghiệm (chỉ chiếm 4.3%) và ngƣợc lại tỉ lệ điểm cao (điểm 8,9,10) của lớp đối chứng ( chiếm 44.2%) nhiều hơn lớp thực nghiệm (chiếm 31.6%).

Qua bài kiểm tra số 2 có sự chênh lệch rất lớn giữa điểm 2 lớp  Kết luận : Điểm kiểm tra bài số 2 lớp TN tốt hơn lớp ĐC.

Kiểm định giả thuyết thống kê theo phƣơng pháp U

Trình độ ban đầu của các lớp TN và các lớp ĐC là tƣơng đƣơng. Căn cứ vào kết quả thực nghiệm có thể nói rằng phƣơng pháp tích hợp GDBVMT trong dạt học chƣơng chuyển hóa vật chất và năng lƣợng- Sinh học lớp 11 mới đƣợc đề xuất có thật sự tốt hơn hay không?

Để trả lời câu hỏi này, chúng ta đƣa ra giả thuyết H0 « Khơng có sự khác nhau về chất lượng, hiệu quả dạy học giữa 2 cách dạy» và tiến hành kiểm định giả

thuyết H0 theo phƣơng pháp U.

Điểm trung bình lớp thực nghiệm và đối chứng có thể so sánh bằng nhiều tiêu chuẩn khác nhau. Dùng tiêu chuẩn U để kiểm định giả thuyết H0 (1 = 2) về sự bằng nhau của hai trung bình tổng thể khi kích thƣớc mẫu đại diện là lớp thực nghiệm và đối chứng đều lớn hơn 30 và phƣơng sai tổng thể đã biết qua việc thay thế hai phƣơng sai mẫu lớp TN và ĐC.Nếu |U| <1.96 thì X TN ,X ĐC chƣa khác nhau một các rõ rệt. Giả thuyết H0 đƣợc chấp nhận. Nếu |U| >1.96 thì X TN ,X ĐC khác nhau một cách rõ rệt. Hai kết quả nghiên cứu khơng thể xem là nhƣ nhau. Điều đó có nghĩa là mẫu nào có X lớn hơn thì có chất lƣợng tốt hơn. Kết luận này với độ tin cậy là 95%. Việc kiểm tra giả thuyết H0 cũng có thể dựa vào sác xuất P. Nếu P < 0.05 thì sự khác nhau của hai trung bình mẫuX TN ,X ĐC là có ý nghĩa, giả thuyết H0 bị bác bỏ, chấp nhận đối thuyết H1. Nếu P > 0.05 thì sự khác nhau của hai trung bình mẫuX TN ,X ĐC là chƣa có ý nghĩa, giả thuyết H0 đƣợc chấp nhận bác bỏ đối thuyết H1.Quy trình so sánh giá tri ̣ trung bình và kiểm đi ̣nh giả thuyết H 0:Sƣ̉ du ̣ng hàm “z- Test: Two Sample for Mean” để so sánh giá trị trung bình và kiểm định giả thuyết

H0.

- Bƣớ c 1: Chọn menu:

Chọn Tools/Data Analysis/z-Test: Two Sample for Mean/OK - Bƣớc 2: Khai báo các mục giá tri ̣ của mẫu:

Input: khai báo vùng dữ liệu là bảng điểm của lớp TN vào khung Variance 1 range, khai báo cả nhãn (Labels) từ A3:A65 và ĐC vào khung Variance 2 range khai báo cả nhãn (Labels) từ B3:B68.

+ Khung Hypothesized Mean Difference ghi số 0 (giả thuyết H0: 1 = 2 = 0). + Nhập phƣơng sai m ẫu TN và phƣơng sai mẫu ĐC vào khung Variance 1 hoặc vào