Chƣơng 3 : THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
3.2. Nội dung thực nghiệm
Trong phần Sinh học cơ thể thực vật – Sinh học 11 chúng tơi lựa sử dụng 2 giáo án đã thiết kế ở chƣơng 2 của luận văn để thực nghiệm:
Giáo án 1: Vận dụng quy trình dạy học khám phá qua đề tài “Tìm hiểu
vấn đề tưới – tiêu nước trong nơng nghiệp”
Giáo án 2: Vận dụng quy trình dạy học khám phá qua đề tài “Nitơ với
năng suất cây trồng”
3.3. Phƣơng pháp thực nghiệm
3.3.1. Chọn đối tượng thực nghiệm
Căn cứ vào mục đích của TNSP và điều kiện khách quan, chúng tơi lựa chọn đối tƣợng TNSP là HS lớp 11 tại trƣờng THPT Chuyên tỉnh Hà Giang. Khối 11 của trƣờng cĩ 08 lớp, trong đĩ 07 lớp học chƣơng trình cơ bản (SGK Sinh học 11), 01 lớp chuyên Sinh học theo chƣơng trình nâng cao (SGK Sinh học 11 nâng cao). Trong số 07 lớp học chƣơng trình cơ bản, chúng tơi chọn 04 lớp cĩ số lƣợng và lực học mơn Sinh học của HS tƣơng đƣơng nhau, điều này cho phép đánh giá khách quan những kết quả thu đƣợc sau khi thực nghiệm.
Các lớp ĐC và TN đƣợc lựa chọn để thực nghiệm: - Các lớp ĐC: 11 Lý, 11 Văn.
Thời gian thực nghiệm đƣợc tiến hành vào học kì I năm học 2017 - 2018 kể từ ngày 14/08/- 23/09/2017.
3.3.2. Phương pháp bố trí thực nghiệm
Thực nghiệm bố trí theo kiểu song song: đối tƣợng nghiên cứu đƣợc
chia thành 2 nhĩm: Nhĩm chuyên dạy theo phƣơng án TN và nhĩm chuyên dạy theo phƣơng án ĐC:
- Nhĩm ĐC: đƣợc tiến hành theo hƣớng dẫn ở sách GV
- Nhĩm TN: dạy học theo quy trình DHKP qua đề tài khoa học. Để đảm bảo tính khả thi, tính hiệu quả của luận văn, mỗi lớp TN đều thực hiện cả 2 đề tài khoa học.
Cĩ 2 GV tham gia giảng dạy, mỗi GV sẽ dạy 2 lớp gồm 1 lớp ĐC và 1 lớp TN. Thơng tin cụ thể ở bảng 3.1:
Bảng 3.1. Bố trí các lớp TN và ĐC
GV thực nghiệm Lớp ĐC Lớp TN Kí hiệu
Lớp Sĩ số Lớp Sĩ số
Dƣơng Thị Hƣờng 11 Lý 35 11 Hĩa 34 ĐC – TN 1
Lê Thùy Linh 11 Văn 33 11 Anh 35 ĐC – TN 2
3.3.3. Quy trình thực nghiệm
Bước 1: Trao đổi, thống nhất với GV về mục đích, phƣơng pháp và các
yêu cầu trong quá trình thực nghiệm.
Bước 2: Chuyển tài liệu để GV nghiên cứu nhằm thực hiện quá trình thực nghiệm theo đúng yêu cầu và đạt hiệu quả cao. Tài liệu chuyển cho GV nghiên cứu bao gồm các nội dung cơ bản sau:
+ Năng lực NCKH và các kĩ năng thành phần của năng lực NCKH. + Quy trình DHKP qua đề tài khoa học.
+ Giáo án dạy thực nghiệm.
Bước 3: Tiến hành dạy thực nghiệm.
Bước 4: Đo nghiệm để đánh giá kết quả thực nghiệm
Chúng tơi tiến hành đo nghiệm các thành tố của năng lực NCKH gồm kiến thức, kĩ năng và thái độ.
Đo nghiệm kiến thức bằng bài kiểm tra viết.
Đo nghiệm kĩ năng và thái độ bằng bảng kiểm quan sát.
Chúng tơi kiểm tra đo nghiệm hai lần và đƣợc thực hiện nhƣ sau (Đề kiểm tra trong phụ lục 3):
- Kiểm tra lần 1: Sau khi thực hiện giáo án 1. - Kiểm tra lần 2: Sau khi thực hiện giáo án 2.
Bước 5: Xử lý kết quả thực nghiệm
Các bài kiểm tra cả nhĩm ĐC và TN đều chấm cùng một biểu điểm theo thang điểm 10. Xử lý kết quả thực nghiệm theo phƣơng pháp thống kê tốn học theo các bƣớc sau:
- Lập các bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích. - Vẽ đồ thị các đƣờng lũy tích.
- Lập bảng tổng hợp phân loại kết quả học tập. - Tính các tham số thống kê đặc trƣng:
+ Trung bình cộng: là giá trị trung bình cộng của các điểm số - tham số đặc trƣng cho sự tập trung của số liệu.
k 1 1 2 2 k k i i i 1 1 2 k n x n x ... n x 1 x n x n n ... n n
ni: tần số của các giá trị xi
n: số HS tham gia thực nghiệm
+ Phƣơng sai S2 và độ lệch chuẩn S: là tham số thống kê cho biết mức
độ phân tán của các điểm số quanh giá trị trung bình. S càng nhỏ số liệu càng ít phân tán. 2 1 S 1 k i i i n x X n và S S2
+ Hệ số biến thiên V: dùng để so sánh độ phân tán trong trƣờng hợp 2 bảng phân phối cĩ giá trị trung bình cộng khác nhau hoặc 2 mẫu cĩ quy mơ rất khác nhau.
S
V = .100% x
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.
Nếu độ dao động nhỏ hoặc trung bình thì kết quả thu đƣợc đáng tin cậy. Nếu với độ dao động lớn thì kết quả thu đƣợc khơng đáng tin cậy.
+ Sai số tiêu chuẩn m: giá trị trung bình sẽ dao động trong khoảng
x m. Sai số càng nhỏ thì giá trị điểm trung bình càng đáng tin cậy.
S m =
n
+ Phép kiểm chứng T-test: T-test độc lập giúp xác định khả năng chênh lệch giữa giá trị trung bình của hai nhĩm riêng rẽ (nhĩm TN và nhĩm ĐC) cĩ khả năng xảy ra ngẫu nhiên hay khơng. Trong phép kiểm chứng T-test, chúng ta thƣờng tính giá trị p, trong đĩ: p là xác suất xảy ra ngẫu nhiên.
Nếu p ≤ 0,05: Chênh lệch cĩ ý nghĩa (chênh lệch khơng cĩ khả năng xảy ra ngẫu nhiên).
Nếu p> 0,05: Chênh lệch khơng cĩ ý nghĩa (chênh lệch cĩ khả năng xảy ra ngẫu nhiên).
Cơng thức tính giá trị p của phép kiểm chứng t-test trong phần mềm Excel: p = ttest(array1,array2,tail,type)
Trong đĩ: array là cột điểm số mà chúng ta định so sánh; tail (đuơi),
type (dạng) là các tham số.
+ Mức độ ảnh hƣởng (ES): Đánh giá sự chênh lệch điểm trung bình do tác động nghiên cứu cĩ tính thực tiễn hoặc cĩ ý nghĩa hay khơng. Độ chênh lệch giá trị trung bình chuẩn (SMD) là cơng cụ đo mức độ ảnh hƣởng.
nhóm thực nghiệm nhóm đối chứng nhóm đối chứng giá trị TB giá trị TB SMD đo älệch chuẩn - =
Cĩ thể giải thích mức độ ảnh hƣởng bằng cách sử dụng các tiêu chí của Cohen, trong đĩ phân ra các mức độ ảnh hƣởng từ khơng đáng kể đến rất lớn.
Giá trị mức độ ảnh hƣởng (ES) Ảnh hƣởng > 1,00 Rất lớn 0,80 – 1,00 Lớn 0,50 – 0,79 Trung bình 0,20 – 0,49 Nhỏ < 0,20 Rất nhỏ
Bước 6: Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm thu đƣợc.
3.4. Kết quả thực nghiệm
3.4.1. Phân tích định lượng kết quả thực nghiệm
3.4.1.1. Phân tích kết quả bài kiểm tra kiến thức
Bảng 3.2. Bảng phân phối tần suất số HS đạt điểm Xi ở mỗi lần kiểm tra của cặp ĐC – TN 1
Bài KT số Lớp Tổng số HS Số HS đạt điểm Xi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 ĐC1 35 0 0 2 3 4 5 13 6 2 0 TN1 34 0 0 0 1 4 4 8 10 7 0 2 ĐC1 35 0 0 2 3 4 6 9 9 2 0 TN1 34 0 0 0 0 1 7 11 10 3 2
Bảng 3.3. Bảng phân phối tần suất số HS đạt điểm Xi ở mỗi lần kiểm tra của cặp ĐC – TN 2
Bảng 3.4. Mơ tả và so sánh dữ liệu kết quả kiểm tra của cặp ĐC - TN 1
Bảng 3.5. Mơ tả và so sánh dữ liệu kết quả kiểm tra của cặp ĐC - TN 2
Bài KT số Lớp Tổng số HS Số HS đạt điểm Xi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 ĐC2 33 0 0 2 4 5 11 9 1 1 0 TN2 35 0 0 0 3 5 7 11 7 2 0 2 ĐC2 33 0 1 3 2 6 8 9 4 0 0 TN2 35 0 0 3 0 4 8 8 7 5 0 Phân tích dữ liệu Đại lƣợng Bài KT số 1 Bài KT số 2 ĐC1 TN1 ĐC1 TN1 Mơ tả dữ liệu Giá trị trung bình (X) 6,43 7,26 6,49 7,38 Độ lệch chuẩn (S) 1,56 1,40 1,62 1,18
Sai số tiêu chuẩn (m) 0,26 0,24 0,27 0,20
Hệ số biến thiên (V) 24,24 19,26 24,91 16,00 So sánh dữ liệu Giá trị p độc lập 0,01 0,01 Mức độ ảnh hƣởng (ES) 0,54 0,55 Phân tích dữ liệu Đại lƣợng Bài KT số 1 Bài KT số 2 ĐC2 TN2 ĐC2 TN2 Mơ tả dữ liệu Giá trị trung bình (X) 5,85 6,57 5,82 6,69 Độ lệch chuẩn (S) 1,37 1,36 1,59 1,68
Sai số tiêu chuẩn (m) 0,24 0,23 0,28 0,28
Hệ số biến thiên (V) 23,46 20,64 27,33 25,07
So sánh dữ liệu
Giá trị p độc lập 0,02 0,02
Kết quả ở bảng 3.4 và bảng 3.5 chỉ ra sự khác nhau về điểm số trung bình giữa lớp các TN và các lớp ĐC ở bài kiểm tra lần 1 và bài kiểm tra lần 2, cụ thể là điểm trung bình qua 2 lần kiểm tra ở nhĩm TN luơn cao hơn nhĩm ĐC. Điểm trung bình của các lớp TN tăng dần từ lần kiểm tra 1 đến lần kiểm tra 2, cụ thể: lớp TN1 là 7,26 và 7,38; lớp TN2 là 6,57 và 6,69. Trong khi đĩ, điểm trung bình của các lớp ĐC khơng ổn định, cụ thể điểm trung bình kiểm tra lần 1 và 2 của lớp ĐC1 là 6,43 và 6,49; của lớp ĐC2 là 5,85 và 5,82. Điều đĩ chứng tỏ HS nhĩm lớp TN cĩ sự tiến bộ về kiến thức hơn HS nhĩm lớp ĐC.
Hệ số biến thiên (V) của các lớp đều dƣới 30% chứng tỏ độ dao động của kết quả khảo sát tại các lớp là đáng tin cậy. Nhĩm lớp TN cĩ hệ số biến thiên thấp hơn lớp đối chứng cho thấy kết quả của lớp TN đều hơn lớp ĐC.
Giá trị p trong phép kiểm chứng t-test cho thấy chênh lệch giá trị trung bình giữa các bài kiểm tra của hai nhĩm lớp đều nhỏ hơn giá trị p cho phép là 0,05 (giá trị p của cặp ĐC - TN 1 qua 2 lần kiểm tra đều là 0,01; giá trị p của cặp ĐC - TN 2 đều là 0,02). Điều đĩ cĩ nghĩa là chênh lệch khơng cĩ khả năng xảy ra ngẫu nhiên. Nĩi cách khác, chênh lệch giữa kết quả hai bài kiểm tra của hai cặp lớp TN và ĐC là cĩ ý nghĩa. Điều này cho thấy tác động của yếu tố thực nghiệm đã mang lại kết quả.
Kết quả đo mức độ ảnh hƣởng của tác động ở 2 lần kiểm tra đối với 2 cặp ĐC – TN lần lƣợt là 0,54; 0,55 và 0,53; 0,55. Điều đĩ thể hiện mức độ ảnh hƣởng của tác động bên ngồi tới kết quả học tập của HS ở mức trung bình và chúng tác động gần nhƣ nhƣ nhau đối với 2 cặp lớp TN - ĐC.
Để cĩ hình ảnh trực quan kết quả kiểm tra kiến thức của lớp TN cao hơn lớp ĐC chúng tơi tiến hành lập bảng tần suất tích lũy và vẽ đồ thị biểu diễn.
Bảng 3.6. Bảng phân phối tần suất tích lũy số HS đạt điểm Xi trở xuống ở mỗi lần kiểm tra của cặp ĐC – TN 1
Hình 3.1. Đồ thị đường lũy tích bài kiểm tra số 1 của cặp ĐC – TN 1
Bài KT số Lớp Tổng số HS Số HS đạt điểm Xi trở xuống (%) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 ĐC1 35 0,0 0,0 5,7 14,3 25,7 40,0 77,1 94,3 100 100 TN1 34 0,0 0,0 0,0 2,9 14,7 26,5 50,0 79,4 100 100 2 ĐC1 35 0,0 0,0 5,7 14,3 25,7 42,9 68,6 94,3 100 100 TN1 34 0,0 0,0 0,0 0,0 2,9 23,5 55,9 85,3 94,1 100
Bảng 3.7. Bảng phân phối tần suất tích lũy số HS đạt điểm Xi trở xuống ở mỗi lần kiểm tra của cặp ĐC – TN 2
Bài KT số Lớp Tổng số HS Số HS đạt điểm Xi trở xuống (%) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 ĐC2 33 0,0 0,0 6,1 18,2 33,3 66,7 93,9 97,0 100 100 TN2 35 0,0 0,0 0,0 8,6 22,9 42,9 74,3 94,3 100 100 2 ĐC2 33 0,0 3,0 12,1 18,2 36,4 60,6 87,9 100 100 100 TN2 35 0,0 0,0 8,6 8,6 20,0 42,9 65,7 85,7 100 100
Hình 3.1; 3.2; 3.3 và 3.4 cho thấy đồ thị đƣờng lũy tích của nhĩm lớp TN luơn nằm bên phải và phía dƣới các đƣờng lũy tích của nhĩm lớp ĐC. Điều này cho thấy chất lƣợng học tập của lớp TN tốt hơn lớp ĐC.
Bảng 3.8. Tổng hợp kết quả các bài kiểm tra của cặp TN – ĐC 1
Hình 3.5. Biểu đồ kết quả bài kiểm tra số 1 của cặp TN – ĐC 1
Bài KT số
Lớp % Yếu – Kém % Trung bình % Khá % Giỏi
1 ĐC1 14,29 25,71 54,29 5,71
TN1 2,94 23,53 52,94 20,59
2 ĐC1 14,29 28,57 51,43 5,71
Bảng 3.9. Tổng hợp kết quả các bài kiểm tra của cặp TN – ĐC 2
Bài KT số
Lớp % Yếu – Kém % Trung bình % Khá % Giỏi
1 ĐC2 18,18 48,49 30,3 3,03
TN2 8,57 34,29 51,43 5,71
2 ĐC2 18,18 42,42 39,4 0
TN2 8,57 34,29 42,85 14,29
Qua biểu đồ ở các hình 3.7 và 3.8 cho thấy, tỉ lệ % HS đạt điểm khá, giỏi ở nhĩm lớp TN luơn cao hơn ở nhĩm lớp ĐC; tỉ lệ % HS đạt điểm yếu, kém và trung bình ở nhĩm lớp TN thấp hơn ở nhĩm lớp ĐC. Điều này một lần nữa cho thấy HS ở các lớp TN hiểu bài và vận dụng kiến thức tốt hơn so với các lớp ĐC.
Nhƣ vậy, qua phân tích kết quả các bài kiểm tra kiến thức của các cặp ĐC – TN cĩ thể nhận thấy, HS các lớp TN cĩ kết quả tiếp thu kiến thức tốt hơn so với các lớp ĐC. Kết quả này cĩ thể minh chứng cho hiệu quả của việc nâng cao kiến thức cho HS khi vận dụng dạy học theo quy trình DHKP qua đề tài khoa học.
3.4.1.2. Đánh giá sự phát triển các kĩ năng thành phần của năng lực NCKH ở HS thơng qua bảng kiểm quan sát
Để đánh giá sự phát triển năng lực NCKH của HS, chúng tơi tiến hành đo thơng qua bảng kiểm quan sát (bảng 2.4) do GV tiến hành ở 2 thời điểm:
- Thời điểm trƣớc thực nghiệm: Chúng tơi giao đề tài 1 cho HS. HS tự tiến hành khơng cĩ sự hƣớng dẫn của GV.
- Thời điểm sau thực nghiệm: sau khi HS hồn thành xong 2 đề tài khoa học dƣới sự hƣớng dẫn của GV theo quy trình dạy học khám phá qua đề tài khoa học.
Sau đĩ, chúng tơi thu thập kết quả, tính điểm trung bình cho mỗi tiêu chí đánh giá. Kết quả thu đƣợc thể hiện ở bảng 3.10.
Bảng 3.10. Kết quả đánh giá sự phát triển năng lực NCKH ở HS
Tiêu chí đánh giá
Điểm trung bình
Lớp TN 1 Lớp TN 2
Trƣớc TN Sau TN Trƣớc TN Sau TN
Lập kế hoạch nghiên cứu đề tài 5,97 6,62 5,66 6,17
Thực hiện NCKH 6,35 7,24 6,31 6,97 Xử lí kết quả và kết luận vấn
đề nghiên cứu 5,41 5,91 5,34 5,77
Viết và trình bày báo cáo khoa
học 5,21 6,91 4,88 6,37
Tổng điểm 28,97 33,62 28,08 31,88
Căn cứ theo bảng phân loại mức độ năng lực NCKH của HS (bảng 2.5), tổng điểm trung bình trƣớc thực nghiệm của các lớp TN đều nằm ở mức 3 (từ 21 – 30 điểm). Sau khi học theo quy trình DHKP qua đề tài khoa học, điểm trung bình của các lớp TN đều tăng lên và ở mức 2 (từ 31 – 39 điểm, khơng cĩ tiêu chí nào dƣới 4 điểm). Điểm trung bình ở các tiêu chí của 2 lớp đều tăng, trong đĩ tiêu chí “viết và trình bày báo cáo khoa học” đƣợc đánh giá là phát triển nhất (điểm trung bình của lớp TN1 tăng 1,7; điểm trung bình của lớp TN2 tăng 1,49). Nhƣ vậy, cĩ thể nhận định rằng việc vận dụng quy trình DHKP qua đề tài khoa học bƣớc đầu đã đem lại hiệu quả trong việc phát triển năng lực NCKH cho HS. Tuy nhiên, bảng số liệu cũng cho thấy, điểm trung bình của từng kĩ năng thành phần của năng lực NCKH cũng nhƣ tổng điểm