Dựa vào những kết quả tính tốn của các bài kiểm tra và dựa vào các biểu đồ đã vẽ tôi rút ra những nhận xét sau:
- Điểm trung bình các bài kiểm tra của lớp thực nghiệm luôn cao hơn lớp đối chứng.
- Đường tần suất lũy tích ứng với lớp thực nghiệm nằm bên phải và về phía dưới đường tần suất lũy tích ứng với lớp đối chứng.
Như vậy, kết quả học tập của lớp thực nghiệm cao hơn kết quả học tập của lớp đối chứng.
3.7.3.3. Kiểm định giả thuyết thống kê
Khi đã xác định các tham số đặc trưng thống kê như ở trên, ta vẫn chưa thể kết luận hoàn toàn rằng PPDH sử dụng các mơ hình thiết kế bằng phần mềm Matlab có hiệu quả hơn PPDH truyền thống. Vì vấn đề đặt ra là sự khác nhau về kết quả đó là do hiệu quả của phương pháp mới hay chỉ do ngẫu nhiên? Nếu áp dụng rộng rãi phương pháp mới thì nói chung kết quả có tốt hơn khơng?
Để trả lời câu hỏi trên, ta đề ra giả thuyết thống kê H0: XDCXTN “Sự khác nhau giữa giá trị trung bình về điểm số của lớp ĐC và lớp TN là khơng có ý nghĩa”: hai PPDH cho kết quả ngẫu nhiên, không thực chất.
Giả thuyết thống kê H1: XDC XTN “Điểm trung bình của lớp TN lớn hơn điểm trung bình của lớp ĐC một cách có ý nghĩa”: PPDH sử dụng các mơ hình thiết kế bằng phần mềm Matlab thực sự tốt hơn PPDH thông thường. Từ
đó ta tiến hành kiểm định để loại bỏ giả thuyết H0, nghĩa là đi tới kết luận sự khác nhau về điểm số giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng là do hiệu quả của phương pháp giảng dạy mới chứ không phải là do sự ngẫu nhiên.
Để tiến hành kiểm định ta xét đại lượng kiểm định t (t – Student), so sánh với giá trị tới hạn t . Nếu tt thì giả thuyết H0 bị bác bỏ. Ở đây ta chỉ kiểm định một phía, nghĩa là khi bác bỏ giả thuyết H0 thì ta cơng nhận hiệu quả của phương pháp mới cao hơn phương pháp cũ (chứ không phải chỉ là khác biệt có ý nghĩa so với phương pháp cũ như trong kiểm định hai phía).
Đại lượng kiểm định t được xác định bởi công thức: . TN DC TN DC TN DC X X n n t S n n Với ( 1) 2 ( 1) 2 2 TN TN DC DC TN DC n S n S S n n
Trong đó STN, SĐC là độ lệch tiêu chuẩn giữa các mẫu, nTN, nĐC là kích thước của các mẫu (là số học sinh của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng).
Giá trị tới hạn t , giá trị này được tìm trong bảng phân phối t ứng với xác suất sai lầm α và bậc tự do f nTN nDC2 Với các số liệu: 2 2 6.6; 5.5; 46; 47; 2.19; 2.43 TN DC TN DC TN DC X X n n S S Ta được: 2 2 ( 1) ( 1) (46 1)2.19 (47 1)2.43 1.52 2 46 47 2 TN TN DC DC TN DC n S n S S n n
. 6.6 5.5 46 47 3.17 1.52 46 47 TN DC TN DC TN DC X X n n t S n n
Tìm giá trị tới hạn t trong bảng phân phối t (kiểm định một phía) với xác suất sai lầm α =0,05 và bậc tự do f 46 47 2 91 thì giá trị t 1.66. Vậy t t.
Vậy với mức ý nghĩa α =0,05, giả thuyết H bị bác bỏ, ta chấp nhận đối giả thuyết H1. Vì vậy điểm trung bình của lớp thực nghiệm cao hơn điểm trung bình của lớp đối chứng với mức ý nghĩa 0,05 là do hiệu quả của việc sử dụng các mơ hình thiết kế bằng phần mềm Matlab chứ không phải do ngẫu nhiên.
* Nhận xét kết quả kiểm định giả thuyết thống kê:
Qua kết quả thu được ở trên, ta có thể kết luận kết quả học tập ở lớp thực nghiệm đều cao hơn lớp đối chứng. Từ kết quả kiểm định giả thuyết thống kê, cho ta thấy t t. Vậy, kết quả đó có được là do hiệu quả của các giáo án dã áp dụng sử dụng các mơ hình thiết kế bằng phần mềm Matlab ở các lớp thực nghiệm chứ không phải do ngẫu nhiên. Qua đó, ta thấy được tính hiệu quả và tính khả thi cao của các mơ hình thiết kế bằng phần mềm Matlab. Nếu các mơ hình thiết kế bằng phần mềm Matlab này được sử dụng rộng rãi sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy và học vật lý đại cương ở hệ cao đẳng.
Kết luận chƣơng 3
Kết quả đợt thực nghiệm sư phạm thu được chúng tơi dung những kiến thức thống kê để phân tích. Các kết quả xử lí số liệu thống kê đã khẳng định tính đúng đắn của giả thuyết khoa học. Việc sử dụng các mơ hình thiết kế bằng phần mềm Matlab để giảng dạy chương “Sóng ánh sáng” – Vật lý đại cương dành cho hệ cao đẳng đã phát huy được tính tích cực hóa trong hoạt động nhận thức của SV trong q trình học tập. Có tác dụng gây hứng thú, tạo được động cơ, khơi dậy lòng ham hiểu biết của các em; làm cho các nội dung kiến thức trở nên gần gũi, khắc sâu được kiến thức; ý thức học tập được nâng cao tăng cường các hoạt động học tập của các em. Như vậy các mơ hình thiết kế bằng phần mềm Matlab phần vào việc nâng cao chất lượng học tập của SV.
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
Đối chiếu với mục đích nghiên cứu, đề tài luận văn đã cơ bản hoàn thành các nhiệm vụ đặt ra:
- Nghiên cứu các quan điểm hiện đại về phương pháp dạy học, cơ sở lý luận của phương pháp mơ hình trong dạy học vật lý, nghiên cứu tài liệu về phần mềm toán học Matlab, nghiên cứu nội dung và phân phối chương trình các kiến thức chương “Sóng ánh sáng” giáo trình Vật Lý đại cương dành cho hệ cao đẳng và các tài liệu có liên quan nhằm xác định được mức độ nội dung các kiến thức cơ bản và các kỹ năng sinh viên cần đạt được.
- Tìm hiểu thực tế dạy học phần kiến thức chương “Sóng ánh sáng” giáo trình Vật Lý đại cương dành cho hệ cao đẳng nhằm phát hiện những khó khăn của giáo viên và sinh viên, những sai lầm phổ biến của sinh viên.
- Xây dựng phương án dạy học có sử dụng một số mơ hình thiết kế bằng phần mềm Matlab để tổ chức dạy học một số bài ở trong chương “Sóng ánh sáng” giáo trình Vật Lý đại cương dành cho hệ cao đẳng.
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm theo tiến trình dạy học đã soạn thảo để đánh giá hiệu quả của phương án dạy học đã xây dựng và việc sử dụng các mơ hình được thiết kế bằng phần mềm Matlab vào quá trình dạy học.
Như vậy, với việc sử dụng các mơ hình được thiết kế bằng phần mềm Matlab trong q trình giảng dạy chương “Sóng ánh sáng” giáo trình Vật Lý đại cương dành cho hệ cao đẳng, luận văn đã làm rõ được hiệu quả của việc sử dụng các mơ hình trong quá trình giảng dạy. Hơn nữa với việc sử dụng phần mềm Matlab, giáo viên đã tạo cho sinh viên có nhiều cơ hội tiếp cận với công nghệ thông tin, có cơ hội trao đổi các vấn đề với giáo viên, giúp đơn giản hoá các vấn đề trừu tượng trong chương “Sóng ánh sáng” giáo trình Vật Lý đại cương dành cho hệ cao đẳng, góp phần phát huy tính tích hóa cực hoạt động nhận thức của sinh viên.
Tuy nhiên, đề tài vẫn tồn tại một số hạn chế sau:
- Khi thực hiện bài giảng có sự hỗ trợ của phần mềm Matlab thì thời gian chuẩn bị tương đối nhiều, đòi hỏi giáo viên phải có kiến thức nhất định về CNTT, đặc biệt phải có kỹ năng lập trình phần mềm Matlab
- Tính ứng dụng của luận văn sẽ được phát huy tối đa khi các thiết bị công nghệ dạy học được trang bị đầy đủ, như máy tính chạy phần mềm, máy chiếu Projector… Do đó, nếu khơng được đáp ứng các nhu cầu trên, đề tài của luận văn khó phát huy được ưu thế.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Tơn Tích Ái, phương pháp số, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, 2001. 2. Nguyễn Ngọc Bảo (1995), Phát triển tính tích cực, tính tự lực của học sinh trong quá trình dạy học, tài liệu bồi dưỡng thường xuyên chu kỳ 1993- 1996 cho giáo viên THPT.
3. Lƣơng Duyên Bình, Vật lý đại cương (tập 2, dùng cho sinh viên các
trường cao đẳng), NXB Giáo dục, 2007.
4. Lƣơng Dun Bình, Dƣ Trí Cơng, Nguyễn Hữu Hổ, Vật lý đại
cương (tập 3, dùng cho sinh viên các trường đại học kĩ thuật), NXB Giáo dục, 2004.
5. Chu Văn Nguyên, Hoàng Đại Phong, Thái Văn Dần, Bài giảng vật
lý đại cương (lưu hành nội bộ, dùng cho sinh viên trường Cao đẳng công nghệ và kinh tế công nghiệp), 2008.
6. Phạm Kim Chung, bài giảng phương pháp dạy học, 2011.
7. Đặng Văn Đúc, Nguyễn Thị Thu Hằng, phương pháp dạy học theo
hướng tích cực, NXB Đại học Sư Phạm Hà Nội, 2003.
8. Lê Viết Dƣ Khƣơng, Matlab – Một công cụ tin học mạnh trợ giúp
hữu hiệu việc giảng dạy và nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực khoa học và kĩ thuật – tuyển tập báo cáo hội thảo “Phát triển công cụ tin học trợ giúp cho giảng dạy, nghiên cứu và ứng dụng toán học”, Hà Nội, 4/1909, tr 55 – 74.
9. Bùi Văn Loát, Thái Khắc Đinh, phương pháp xử lý số liệu thực
nghiệm hạt nhân, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, 2011.
10. Nguyễn Thị Mỹ Lộc, Đinh Thị Kim Thoa, Trần Văn Tính, tâm lí học giáo dục, NXB Đại học Quốc Gia thành phố Hồ Chí Minh, 2009.
11. Nguyễn Trọng Sửu (chủ biên), hướng dẫn thực hiện chương trình,
sách giáo khoa lớp 12 mơn Vật Lí (Tài liệu dùng trong các lớp bồi dưỡng giáo viên thực hiện chương trình và sách giáo khoa lớp 12), NXB Giáo dục, 2009.
12. Phạm Hữu Tòng, Nguyễn Đức Thâm, Phạm Xuân Quế, tài liệu
bồi dưỡng thường xuyên giáo viên trung học phổ thơng chu kì III (2004 – 2007) mơn Vật lí, NXB Đại học Sư Phạm, 2003.
13. Đỗ Hƣơng Trà, các kiểu tổ chức dạy học hiện đại trong dạy học Vật lí ở trường phổ thơng, NXB Đại học Sư Phạm, 2011.
14. Tài liệu bồi dưỡng giáo viên, đổi mới việc sử dụng phương tiện dạy học trong dạy học Vật lí, Đại học Sư Phạm Hà Nội, 8/2010.
15. Phạm Viết Vƣợng, Giáo dục học đại cương, NXB Đại học Quốc gia Nà Nội, 2009.
PHỤ LỤC Phụ lục 1:
PHIẾU HỌC TẬP
(Sử dụng trong bài Nhiễu xạ ánh sáng)
Câu 1: Trong nhiễu xạ ánh sáng qua một khe hẹp, phát biểu nào sau đây là sai:
A. Khi bề rộng khe càng nhỏ thì vân càng tối. B. Điều kiện M là điểm tối khi: 2 sinb 2k
nghĩa là sin k b trong đó k 1, 2,....
C. Điều kiện M là điểm sáng khi: 2 sinb 2k 1
nghĩa là sin (2 1) 2 k b trong đó k 1, 2, 3,....
D. Cường độ sáng của cực đại chính giữa lớn gấp hàng trăm lần cực đại kế tiếp.
Câu 2: Trong nhiễu xạ nhiều khe hẹp, có N = 9 khe thì có bao nhiêu cực đại phụ nằm giữa hai cực đại chính liên tiếp:
A. 6 B. 7 C. 8 D.9 Câu 3: Một màn ảnh được đặt cách một nguồn sáng điểm đơn sắc 0,5 m
một khoảng 2m. Chính giữa khoảng ấy có đặt một lỗ trịn đường kính 0,2cm. Hỏi hình nhiễu xạ trên màn ảnh có tâm sáng hay tối?
Phụ lục 2:
PHIẾU HỌC TẬP
(Sử dụng trong bài Giao thoa ánh sáng)
Câu 1: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng với hai khe S1, S- 2, nếu đặt một bản mặt song song trước S1, trên đường đi của ánh sáng thì.
A. Hệ vân giao thoa không thay đổi. B. Hệ vân giao thoa dời về phía S1.
C. Hệ vân giao thoa dời về phía S2. D. Vân trung tâm lệch về phía S2.
Câu 2: Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng, vị trí vân tối được xác định bởi công thức:
A. ( 1) 2 t D y k a B. yt k D a C. t (2 1) D y k a D. ( 1) 2 t aD y k
Câu 3: Một nguồn sáng đơn sắc có = 0,6m chiếu vào hai khe S1, S2
hẹp song song cách nhau 1mm và cách đều nguồn sáng. Đặt một màn ảnh song song và cách hai khe 1m. Khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp trên màn là:
A. 0,7mm. B. 0,6mm. C. 0,5mm. D. 0,4mm. Câu 4: Trong thí nghiệm Iâng về giao thoa ánh sáng, biết D = 2 m, a = 1 mm, = 0,6 m. Vân sáng thứ ba cách vân trung tâm một khoảng là:
A. 4,2 mm. B. 3,6 mm. C. 4,8 mm. D. 6 mm.
Phục lục 3:
ĐỀ KIỂM TRA 45 PHÚT
Câu 1: Trong các công thức sau cơng thức nào xác định đúng vị trí vân sáng trên màn trong giao thoa ánh sáng.
A. s D y k a B. ys 2k D a C. 2 s D y k a D.ys (k 1) D a
Câu 2: Trong các thí nghiệm sau đây thí nghiệm nào có thể sử dụng để thực hiện việc đo bước sóng ánh sáng?
A. Thí nghiệm tán sắc ánh sáng của Niu-tơn. B. Thí nghiệm tổng hợp ánh sáng trắng. C. Thí nghiệm giao thoa khe Young. D. Thí nghiệm về ánh sáng đơn sắc.
Câu 3 Trong thí nghiệm Young về giao thoa ánh sáng (hai khe được chiếu sáng bởi ánh sáng đơn sắc), khoảng cách giữa hai khe a = 1,5mm, khoảng cách từ hai khe đến màn D = 2m, khoảng cách giữa hai vân sáng liên tiếp là 1mm. Bước sóng của ánh sáng đó là:
A. = 0,4m B. = 0,58m C. = 0,75m D. = 0,64m Câu 4: Trong các công thức sau công thức nào là cường độ sáng trong nhiễu xạ ánh: A. I Imax. osc 2 B. I Imax. osc C. max sin . I I D. 2 max sin . I I
Câu 5: Thực hiện giao thoa ánh sáng với 2 khe Young S1 và S2 biết S1S2 = 1mm. Ánh sáng có bứơc sóng l = 0,6mm. Màn quan sát cách 2 khe D = 2m.
a) Tính khoảng vân.
Phụ lục 4
PHIẾU ĐIỀU TRA
(Dành cho các thầy cơ giáo)
Câu 1: Thầy (cơ) có nhận xét gì về nội dung chương “Sóng ánh sáng” – Vật lý đại cương dành cho hệ cao đẳng?
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Câu 2: Trong q trình dạy, thầy (cơ) có tiến hành các thí nghiệm? (Kể tên các thí nghiệm mà thấy (cô) đã tiến hành). .............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Câu 3: Thầy (cơ) có nhận xét gì về thái độ của sinh viên trong q trình học chương “Sóng ánh sáng”. .............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Câu 4: Thầy (cơ) có nhận xét gì về mức độ nhận thức của sinh viên sau khi học chương “Sóng ánh sáng”. .............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. Câu 5: Thầy (cơ) có thể chỉ ra một só sai lầm mà sinh viên mắc phải trong quá trình học chương “Sóng ánh sáng”.
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Câu 6: Thầy (cô) hiểu như thế nào về mơ hình, sử dụng mơ hình và phương pháp mơ hình trong dạy học? .............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Câu 7: Trong các q trình dạy, thầy (cơ) có sử dụng CNTT khơng? Thấy (cô) hãy cho biết tần suất sử dụng CNTT trong quá trình giảng dạy của mình? .............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. Xin chân thành cảm ơn quý thầy (cô) đã tham gia!
Phụ lục 5
CÁC CÂU LỆNH MATLAB
ĐƢỢC SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN
clear all;close all;clc;
f1=figure(1);set(f1,'unit','normal','Position', [0.25 0.2 0.45 0.64],...
'Color',[0.8 0.8 0.8],'name','Diffraction and Interference of Light Model')%,'menubar','none','toolbar','none','number','off'); axes('position',[0.305 0.11 0.675 0.815]); axis([-100 100 -100 100]); grid on hp = uipanel('Title','SIMULATION','FontSize',12,... 'BackgroundColor',[0.894118 0.941176 0.901961],... 'Position',[0.00658858 0.0207054 0.2 0.965402]);
h10=uicontrol('unit','normal','FontName','Times New Roman',... 'FontSize',[8],'style','text','string','Diffraction',...
'BackgroundColor',[0 1 1],...
'Position',[0.03 0.858537 0.15 0.0853659]);
h11=uicontrol('unit','normal','FontName','Times New Roman',...
'FontSize',[8],'style','popupmenu','string',{'1 Gap(normal)','1 Gap(special)','2 Gaps','3 Gaps','4 Gaps','5 Gaps'},...
'BackgroundColor',[0.757 0.867 0.776],...
'Position', [0.03 0.75 0.15 0.05],'callback',@sokhe);
h12=uicontrol('unit','normal','FontName','Times New Roman',... 'FontSize',[8],'style','push','string','Horizontal Ring',...
'BackgroundColor',[0.757 0.867 0.776],... 'Position', [0.03 0.65 0.15 0.05],'callback','r2');
h13=uicontrol('unit','normal','FontName','Times New Roman',... 'FontSize',[8],'style','push','string','Round-hole',...
'Position', [0.03 0.55 0.15 0.05],'callback','r3');
h14=uicontrol('unit','normal','FontName','Times New Roman',... 'FontSize',[8],'style','text','string','Interference',...
'BackgroundColor',[0 1 1],...
'Position',[0.03 0.4 0.15 0.0853659]);
h15=uicontrol('unit','normal','FontName','Times New Roman',... 'FontSize',[8],'style','push','string','2 Gaps',...
'BackgroundColor',[0.757 0.867 0.776],'Position',[0.03 0.3 0.15 0.05],'callback','gthoa');
h16=uicontrol('unit','normal','FontName','Times New Roman',... 'FontSize',[8],'style','push','string','Exit',...
'BackgroundColor',[0.953 0.871 0.733],'Position',... [0.03 0.1 0.15 0.05],'callback','ex');
function gthoa
f2=figure(2);set(f2,'unit','normal','Position',[0.35 0.21 0.345 0.595],... 'Color',[0.8 0.8 0.8],'name','Interference of Light for 2 Gaps','menubar','none','toolbar','none','number','off'); a=10^(-3); D=1; lam=0.6*10^(-6); t=-0.2:0.001:0.2; u1=2*cos(2*pi*t/0.05); utt=abs(u1); subplot(2,1,1); plot(t,utt);