CHƯƠNG 3 : THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
3.2. Tiến hành thực nghiệm sư phạm
Khảo sát, học lực và đặc điểm của học sinh giỏi ở hai lớp thực nghiệm và đối chứng là tương đương nhau trước khi tiến hành TNSP
Tiến hành dạy ở lớp thực nghiệm trong thời gian 12 tiết, 3 tuần.Trong đó 2 tiết đầu hướng dẫn bài bài tập 1.1; 1.2 và 1.3 và cho các em tự làm bài 1.4, giao những bài tập còn lại yêu cầu các em về nhà làm, hai tiết sau hướng dẫn cho các em làm 2 bài tập 2.1; 3.1; 4.1; 4.2 như cách đã đề ra, sau đó giao
nhiệm vụ về nhà các bài còn lại. Bốn tiết tuần tiếp theo sẽ hướng dẫn giải đáp một số bài mà các em yêu cầu. Tuần cuối 2 đầu giải đáp thắc mắc và thảo luận về phương pháp giải của hệ thống bài tập, 2 tiết sau làm bài kiểm tra.
Tiếm hành chấm bài kiểm tra, phân tích và xử lý kết quả. 3.3. Kết quả và xử lý kết quả
3.3.1. Phân tích định tính diễn biến các giờ học trong quá trình TNSP
Trong quá trình thực hiện thực nghiệm việc hướng dẫn và sử dụng hệ thống bài tập chương Tĩnh điện học, qua quan sát và trao đổi chúng tôi nhận thấy những điểm chính như sau:
Khi hướng dẫn phần bài tập các em rất hào hứng khi phát hiện bài tập 1.2 là sự nâng cao của bài 1.1 từ bài tốn chỉ có hai điện tích ta phát triển thành bài tốn nhiều điện tích do đó kiến thức tốn học cần bổ sung vào để tìm được lực tổng hợp tác dụng vào điện tích và do vậy rất tích cực và chủ động khi làm bài tập này. Sau đó hướng dẫn đến bài 1.3 là một bài tập định tính trong đó học sinh biết tư duy lơgic để giải một bài tập định tính theo cách lập luận tam đoạn luận. Trong bài tập 2.1 sau khi làm bài tập 1.2 các em đã biết cách tiếp cận bài tốn nhiều điện tích bây giờ tìm thêm đại lượng mới là cường độ điện trường của nhiều điện tích điểm. Trong bài 1.3 các em học sinh đã biết lập luận tìm vị trí cân bằng của một điện tích thì ở bài 2.2 các em lại được tiếp cận bài tốn điện tích chuyển động trong điện trường. Chuyển sang mảng kiến thức thứ 3 là bài tập 3.1 một bài tập liên quan đến bài tập điện thế, hiệu điện thế, công của lực điện trường trong điện trường đều của hai bản kim loại phẳng song song tích điện trái dấu là bài tập gắn kết với các bài tập tụ điện ở mảng nội dung kiến thức thứ 4. Qua phần hướng dẫn theo cách trên dẫn đến kết quả là ở bài kiểm tra các em đã làm các bài tốn có mức độ khó, tổng hợp đã tốt lên nhiều.
Nhìn chung, các mục tiêu đặt ra trong quá trình bồi dưỡng với các kết quả sau khi bồi dưỡng đều đã thực hiện được, cụ thể:
- Khơng khí học tập của học sinh sơi nổi, các em tích cực chủ động tham gia xây dựng bài cũng như mạnh dạn nêu ý kiến của mình để cùng nhau thảo luận trao đổi trong mỗi giờ học, đặc biệt là giờ giải đáp thảo luận.
- Khả năng vận dụng lý thuyết vào việc giải bài tập được nâng cao rõ rệt. Nắm vững được nhiều phương pháp giải và vận dụng một cách hiệu quả trong mỗi bài toán.
- Tư duy vật lý, tư duy lí luận của học sinh được phát triển thể hiện ở việc các em đã giải quyết được nhiều bài tập dành cho học sinh khá giỏi một cách nhanh chóng và chính xác.
- Kỹ năng quan sát, phân tích, của học sinh đối với các hiện tượng vật lí được nâng cao, từ đó có thể mở rộng bài toán và vận dụng kiến thức vào các vấn đề mới, thể hiện nhiều em đã làm tốt cả câu 3 trong bài kiểm tra, câu này có mức phát triển: Tương đương bài đã học và tổng hợp nhiều mảng kiến thức vật lí và tốn học vận dụng cao hơn các bài trong quá trình các em được hướng dẫn. các bài tập trong hệ thống bài tập cho về nhà .
3.3.2. Phân tích bài kiểm tra
Để có căn cứ đánh giá chúng tôi đã soạn thảo và tổ chức cho học sinh làm bài kiểm tra viết, với thời gian 90 phút sau khi kết thúc quá trình hướng dẫn và cho học sinh làm hệ thống bài tập chương "Tĩnh điện học". Nội dung bài kiểm tra bao gồm 4 bài tập, ở 4 mảng nội dung của chương, đòi hỏi học sinh phải vận dụng những kỹ năng được rèn luyện trước đó để giải. Kết quả bài kiểm tra là căn cứ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề, tư duy logic, phân tích, tổng hợp khả năng giải được các bài tập khó đã được rèn luyện của học sinh (Đề và đáp án bài kiểm tra được trình bày ở phụ lục 1).
Sau khi tổ chức cho học sinh làm bài kiểm tra, chúng tối tiến hành chấm bài và xử lí kết quả thu được từ bài kiểm tra theo phương pháp thống kê tốn học: tính các tham số đặc trưng x, S2, S, V, vẽ đồ thị phân bố tần suất và tần suất luỹ tích hội tụ lùi.
+ Trung bình cộng x : i n i i x f N x 1 . 1
+ Với xi là điểm số, fi là tần số, N là tổng số học sinh của lớp.
+ Phương sai S2 và độ lệch chuẩn S là các tham số đo mức độ phân tán của các số liệu quanh giá trị trung bình cộng. S càng nhỏ chứng tỏ số liệu càng ít phân tán. 2 1 2 ( ) 1 1 f x x N S i n i i , S S2
+ Hệ số biến thiên V (chỉ mức độ phân tán của các giá trị xi xung quanh giá trị trung bình cộng x): .100%
x S V
+ Tần suất wi và tần suất tích lũy hội tụ lùi
i i w Tần suất: .100% N f w i i
+ Tần suất tích lũy hội tụ lùi: w =
i i w (≤ i )
Bảng 3.2. Bảng thống kê điểm số Lớp Số HS Điểm số 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Đối chứng 20 0 0 0 0 0 4 4 4 5 3 0 Thực nghiệm 20 0 0 0 0 0 0 0 6 5 6 3 Bảng 3.3. Bảng các tham số thống kê Lớp Tổng số HS X S2 S V% Đối chứng 20 6,95 1,946 1,395 20,1 Thực nghiệm 20 8,30 1,169 1,081 13,0
Bảng 3.4. Bảng thống kê số học sinh đạt từ điểm xi trở xuống
Tổng số Số % học sinh đạt từ điểm xi trở xuống Lớp HS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Đối
chứng 20 0 0 0 0 20 40 60 85 100 - Thực
nghiệm 20 0 0 0 0 0 0 30 55 85 100 Từ bảng số liệu trên đây chúng tôi vẽ đồ thị đường phân bố tần suất và tần suất lũy tích hội tụ lùi cho lớp thực nghiệm và lớp đối chứng
Hình 3.1. Đồ thị đường phân bố tần suất
Hình 3.2. Đồ thị đường phân bố tần suất lũy tích hội tụ lùi
+ Đánh giá kết quả:
- Điểm trung bình lớp thực nghiệm (8,3) cao hơn lớp đối chứng (6,95)
- Hệ số biến thiên giá trị điểm số của lớp thực nghiệm (13%) nhỏ hơn lớp đối chứng (20,1%) nghĩa là độ phân tán về điểm số quanh điểm trung bình
- Đường tần suất lũy tích hội tụ lùi của lớp thực nghiệm nằm bên phải và ở phía dưới của đường tần suất lũy tích hội tụ lùi của lớp đối chứng, chứng tỏ chất lượng nắm vững và vận dụng kiến thức ở lớp thực nghiệm tốt hơn lớp
đối chứng.
Song vấn đề đặt ra là các kết quả khác nhau có thực sự là do phương pháp dạy học mới đem lại hay khơng? Các số liệu có đáng tin cậy không? Để trả lời câu hỏi này, tơi áp dụng bài tốn kiểm định trong thống kê toán học.
Trước hết, phải kiểm định sự khác nhau của các phương sai S2TN và S2DC (S2TN là phương sai của lớp thực nghiệm, S2DC là phương sai của lớp đối chứng) Chọn mức ý nghĩa = 0,05.
Giả thiết H0: “Sự khác nhau giữa các phương sai S2TN và S2DC ở hai mẫu là khơng có ý nghĩa” nói cách khác “phương sai ở các tổng thể chung là bằng nhau: S2TN = S2DC”
Giả thiết H1: Sự khác nhau của hai phương sai của hai lớp là có ý nghĩa (S2TN # S2DC)
Đại lượng kiểm định F:
2 DC 2 TN S 1,946 F 1,665 S 1,169
Tra giá trị F từ bảng phân phối F, ứng với mức và các bậc tự do là: fTN = f1= 20 ; fDC = f2= 20, ta có: Fα 2,1242
Vậy, vì F < F nên ta chấp nhận giả thiết H0 : Sự khác nhau giữa các phương sai là khơng có ý nghĩa, tức là phương sai của tổng thể chung là bằng nhau, chứng tỏ hai lớp thực nghiệm và đối chứng có chung một tiền đề xuất phát.
+ Tiếp theo, ta kiểm định sự khác nhau của hai giá trị trung bình
TN ĐC
x 8,3 ; x 6,95 với phương sai bằng nhau. Chọn mức ý nghĩa = 0,05.
Giả thiết H0: Sự khác nhau của hai giá trị trung bình là khơng có ý nghĩa hay xTN xDC. Tức là chưa đủ để kết luận phương pháp mới tốt hơn phương pháp cũ.
Giả thiết H1: Sự khác nhau của hai giá trị trung bình là có ý nghĩa. Tức là phương pháp mới có hiệu quả hơn phương pháp cũ.
Đại lượng kiểm định: t =
2 2 2 1 2 1 2 1 n S n S X X Do đó, t = 3,42
Vì NTN = NDC = 20 nên ta tra trong bảng phân bố chuẩn với mức ý nghĩa là = 0,05 ta tìm được t = 2,086
Vậy t > t nên bác bỏ giả thiết H0 và chấp nhận giả thiết H1, tức là sự khác nhau giữa hai giá trị trung bình là có ý nghĩa. Tức là phương pháp mới có hiệu quả hơn phương pháp cũ.
3.4. Đánh giá chung về thực nghiệm sư phạm
Sau khi tiến hành thực nghiệm sư phạm và xử lý số liệu, chúng tôi nhận ra một số nhận xét sau:
x- Học sinh ở lớp thực nghiệm có khả năng suy luận, trình bày lập luận tốt hơn, nâng cao được kỹ năng giải bài tập Vật lý và vận dụng một cách khoa học trong việc giải các bài tốn khó, bài tốn tổng hợp.
- Kết quả kiểm tra cho thấy ở lớp thực nghiệm điểm trung bình cao hơn ở nhóm đối chứng.
- Tỉ lệ học sinh đạt điếm khá giỏi ở các lớp thực nghiệm cao hơn và tỉ lệ học sinh và trung bình của các lớp thực nghiệm thấp hơn nhóm đối chứng.
- Đồ thị đường các lũy tích về tỉ lệ học sinh đạt dưới điếm xi của lớp thực nghiệm nằm về bên phải và phía dưới đồ thị các đường lũy tích tương ứng của nhóm đỗi chứng,điều đó chứng tỏ kết quả học tập của lớp thực nghiệm tốt hơn lớp đối chứng. Về hệ số biến thiên V của các lớp thực nghiệm cũng nhỏ hơn các nhóm đối chứng, điều đó chứng tỏ mức độ phân tán quanh giá trị trung bình cộng của các lớp thực nghiệm nhỏ hơn, nghĩa là chất lượng của các lớp thực nghiệm đồng đều hơn, ổn định hơn so với các đối chứng.
- Trên cơ sở đó, có thể kết luận rằng: Việc sử dụng hệ thống các bài tập và hướng dẫn giải các bài tập vật lý trong quá trình bồi dưỡng HSG cho học sinh
lớp thực nghiệm đã mang lại hiệu quả cao, học sinh thu nhận kiến thức chắc chắn và sâu hơn, kỹ năng phân tích và giải bài tập Vật lý khó tổng hợp nhiều vấn đề thành thạo hơn. Học sinh phát hiện và dự đốn chính xác các hiện tượng trên cơ sở phân tích các biểu hiện bên ngồi tìm ra quy luật chi phối và lập luận chặt chẽ để đưa ra được kết luận đúng. Qua đó đã phát triển được tư duy vật lý, tư duy lý luận ở các em. Kết quả thể hiện các em làm bài kiểm tra đã giải được các bài tập vật lý khó, đặc trưng trong các đề thi học sinh giỏi một cách thành thạo.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
Thông qua một số tiết học ít ỏi của q trình thực nghiệm sư phạm với số lượng học sinh hạn chế, chưa đủ để khẳng định giá trị phổ biến của hệ thống bài tập và phương pháp hướng dẫn giải bài tập mà chúng tôi đưa ra. Tuy nhiên, với những kết quả bước đầu thu được có thể chứng tỏ: Việc xây dựng được hệ thống bài tập chương “Tĩnh điện học” gồm nhiều dạng bài, có mức độ khó, tổng hợp nhiều mảng kiến thức. Kết hợp với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập theo các phương pháp có sự định hướng tư duy cho học sinh sẽ góp phần bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở Trung học phổ thông chuyên.
Thật vậy sau khi tổ chức dạy thực nghiệm ở lớp thực nghiệm và dự giờ ở lớp đối chứng chúng tôi đã thu được những kết luận sau:
- Học sinh tích cực tham gia các hoạt động dạy học, hào hứng trả lời câu hỏi của giáo viên, thích thú với việc nhận ra phương pháp phân tích các bài tốn phức tạp tổng hợp thành các bài toán cơ bản đã biết .
- Sử dụng hệ thống bài tập và hướng dẫn giải đã giúp khả năng làm các bài tập khó cả định tính lẫn định lượng của học sinh tăng một cách đáng kể. Điều đó khẳng định việc xây dựng hệ thống bài tập Vật lý và phương pháp hướng dẫn giải bài tập ở đây đă có hiệu quả cao trong việc phát triển tư duy lý luận, rèn luyện được kỹ năng giải bài tập Vật lý, kích thích được lịng say mê Vật lý và chinh phục những bài tập khó của học sinh giỏi.
- Nhìn chung hệ thống bài tập và phương pháp giải các bài tập chương “Tĩnh điện học” đã xây dựng là khả thi, đã nâng cao hiệu quả của công tác bồi dưỡng HSG môn Vật lý.
-Tuy nhiên do thời gian thực nghiệm có giới hạn nên đề tài chỉ minh chứng trong phạm vi hẹp. Để đề tài thành công trong phạm vi rộng hơn cần phải có những yêu cầu cao hơn. Cụ thể: cần phải tiến hành thực nghiệm trên nhiều đối tượng học sinh giỏi hơn, thực hiện nhiều bài khiểm tra đánh giá hơn, từ đó điều chỉnh và bổ sung hệ thống bài tập sao cho phù hợp và đạt hiệu quả cao hơn trong bồi dưỡng việc HSG.
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 1. Kết luận
Với nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài đặt ra chúng tôi đã nghiên cứu cơ sở lí luận của việc bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý và học sinh THPT chuyên. Nghiên cứu cơ sở lí luận về bài tập Vật lý, về việc sử dụng bài tập và hướng dẫn giải bài tập Vật lý ở THPT. Tìm hiểu thực trạng của cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở trường THPT chuyên Nguyễn Trãi.
Từ đó xây dựng được hệ thống bài tập chương “Tĩnh điện học” gồm nhiều dạng bài, có mức độ khó, tổng hợp nhiều mảng kiến thức. Kết hợp với việc hướng dẫn hoạt động giải bài tập theo các phương pháp có sự định hướng tư duy như hướng dẫn tìm tịi và khái qt chương trình hóa góp phần bồi dưỡng học sinh giỏi Vật lý ở Trung học phổ thông chuyên.
Phương pháp hướng dẫn giải bài tập đặc trưng mà tôi sử dụng ở đây là: - Tách các bài tốn khó, tổng hợp nhiều mảng kiến thức thành các bài toán đơn giản cho học sinh làm trước, sau đó mới định hướng cho các em làm bài tổng hợp cần giải sau, cách làm này rèn luyện được cho các em khả năng tổng hợp và phân tích vấn đề.
- Định hướng cho học sinh phát hiện ra cách giải quyết những bài tốn có các tham số tổng quát hơn sau khi đã được làm những bài tương tự có các tham số cụ thể.
- Hướng dẫn và phân tích phương pháp giải bài tập định tính chương tĩnh điện học cho học sinh.
Cuối cùng thơng qua q trình thực nghiệm sư phạm, kết quả đạt được của học sinh giỏi sau khi được hướng dẫn và giải hệ thống bài tập chương “Tĩnh