Chƣơng 3 : THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
3.3. Phân tích và đánh giá thực nghiệm sƣ phạm
3.3.1. Phân tích định tính diễn biến các giờ học trong quá trình TNSP
Qua quá trình thực nghiệm sƣ phạm hệ thống các bài tập đã soạn thảo có áp dụng hoạt động hƣớng dẫn và tổ chức hoạt động giải bài tập theo hƣớng tích cực hóa hoạt động của học sinh đã giúp cho học sinh nắm vững kiến thức và góp phần phát huy đƣợc tính tích cực, năng lực tự chủ, năng lực sáng tạo. Thông qua phƣơng pháp quan sát hoạt động của học sinh trong các giờ dạy thực nghiệm, chúng tôi thu đƣợc một số kết quả.
* Tại lớp thực nghiệm.
- Học sinh đƣợc đặt vào vị trí có vai trị là chủ thể của hoạt động giải bài tập; có nhiều cơ hội để phát biểu, bày tỏ chính kiến của mình về các vấn đề cụ thể, do đó đã gợi sự tị mị và lịng ham hiểu biết của học sinh.
- Học sinh đƣợc giải quyết hệ thống bài tập theo mức độ tƣ duy từ dễ đến khó, giúp hình thành thói quen tƣ duy và phƣơng pháp giải các bài tập tƣơng tự. Nhờ đó, hình thành ở học sinh thói quen suy nghĩ trong việc đọc, tóm tắt cũng nhƣ tìm ra mối liên hệ giữa các đại lƣợng đƣợc đề cập trong bài tốn. Từ đó, học sinh tích cực tham gia, tự lực giải quyết bài tập đặt ra.
Vì các bài tập đƣợc phân bố theo các tiết học trên lớp, nên hầu hết học sinh xác định vận dụng kiến thức trong bài học hơm đó và kiến thức trong tiết trƣớc đề làm bài tập.
- Trƣớc một bài tập cụ thể, học sinh hai lớp thực nghiệm có thói quen xác định đƣợc rõ các đại lƣợng đã biết và chỉ ra đƣợc đại lƣợng phải tìm, đồng thời xác định tốt các mối liên hệ cơ bản giữa các đại lƣợng đã cho. Do vậy,
học sinh trình bày lời giải một bài tập cụ thể lôgic, thể hiện rõ mạch tƣ duy về bài tập đó.
- Từ hệ thống bài tập và theo yêu cầu của giáo viên, học sinh phải tự phân tích và tìm ra kiến thức cần vận dụng. Học sinh cố gắng suy nghĩ để tìm cho mình hƣớng giải quyết tốt nhất bài tập mà thầy cơ giao. Điều đó góp phần rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức đã học trong tình huống cụ thể, từ đó vận dụng trong những tình huống biến đổi do giáo viên đặt ra yêu cầu mức độ nhận thức cao hơn của học sinh: tính sáng tạo.
- Việc tổ chức, hƣớng dẫn hoạt động giải bài tập luôn hƣớng tới giúp học sinh tự lực, vận dụng linh hoạt kiến thức đã học. Trong các giờ bài tập đa số học sinh đã tham gia tích cực vào hoạt động giải bài tập. Tuy nhiên, có khoảng 1/3 số học sinh vẫn thụ động, khơng tham gia tích cực vào hoạt động giải bài tập. - Thành công lớn nhất ở lớp thực nghiệm là học sinh đã hình thành đƣợc thói quen tƣ duy trong việc giải bài tập vật lí của một lƣợng kiến thức mới (chƣơng Dao động cơ), học sinh xác định đƣợc ngay các đại lƣợng đã cho trong bài toán và mối liên hệ giữa các đại lƣợng ấy. Phần lớn học sinh có sự thích thú với việc giải quyết bài tập vật lí và tự giác tham gia tích cực vào hoạt động giải bài tập vật lí.
* Lớp đối chứng.
- Mức độ tích cực của học sinh tham gia vào hoạt động giải bài tập không rõ rệt. Số lƣợng các bài tập mà giáo viên đƣa ra học sinh thƣờng không giải quyết hết.
Khi đƣa ra hệ thống bài tập không theo hệ thống, học sinh vận dụng kiến thức máy móc và thƣờng lúng túng trong những tình huống biến đổi yêu cầu sự sáng tạo.
Học sinh gặp khó khăn khi xác định kiến thức nào, hay định luật nào cần áp dụng đối với bài tốn, do đó, trong việc tóm tắt bài tốn, thƣờng tóm tắt một cách máy móc về kí hiệu các đại lƣợng đã cho, và thƣờng thì chỉ dừng lại ở đó. Đối với những bài tập quen thuộc, học sinh nhớ, tóm tắt, kí hiệu các
đại lƣợng đã biết nhƣng lại hầu nhƣ không suy nghĩ tiếp xem đại lƣợng cần tìm là gì và giữa các đại lƣợng đã biết ấy có mối liên hệ gì với nhau.
Đồng thời, khi không phân theo các dạng bài tập lớn, học sinh khó khăn trong việc xác định xem cần áp dụng những kiến thức nào để giải một bài tập cụ thể. Mặc dù học sinh cũng giải quyết đƣợc bài toán ở dạng quen thuộc nhƣng sự trình bày lời giải thƣờng khơng lơgic, lời giải thƣờng đƣợc trình bày theo trí nhớ về bài tập quen thuộc đã biết.
Ngoài ra, khi tiến hành kiểm tra bài 45 phút, chúng tôi thấy có sự khác nhau về chất lƣợng bài làm. Sự khác nhau đó đƣợc phân tích bằng phƣơng pháp thống kê tốn học.
3.3.2. Kết quả thực nghiệm sư phạm của các lớp TN và ĐC
Để có căn cứ đánh giá chúng tôi đã soạn thảo và tổ chức cho học sinh làm bài kiểm tra và tự luận với thời gian 45 phút sau khi kết thúc phần: “một số bài tập dao động cơ”. Nội dung bài kiểm tra bao gồm một số kiến thức cơ bản mà học sinh phải nắm vững và phải vận dụng đƣợc nội dung bài kiểm tra, cũng có tác dụng giúp chúng tơi một lần nữa thẩm định lại những khó khăn, sai lầm của học sinh mà chúng tơi tìm hiểu trƣớc đó, đồng thời qua đó làm căn cứ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề, tƣ duy vật lý và tính sáng tạo của học sinh (Đề và đáp án bài kiểm tra đƣợc trình bày ở phụ lục).
* Phân tích số liệu
Sau khi tổ chức cho học sinh làm bài kiểm tra viết chúng tơi tiến hành chấm bài và xử lí kết quả thu đƣợc theo các phƣơng pháp thống kê toán học.
+ Bảng thống kê số điểm
+ Vẽ đƣờng cong tần suất luỹ tích và đƣờng phân bố tần suất. + Tính các tham số thống kê theo các cơng thức sau:
* Trung bình cộng: Tham số đặc trƣng cho vị trí của đại lƣợng nghiên cứu. Với điểm kiểm tra, đây là thông số đánh giá kết quả học tập trung bình của lớp học. Trung bình cộng đƣợc xác định theo cơng thức sau:
i i i n X n X
Trong đó ni là số học sinh có điểm là Xi.
* Phƣơng sai (S2), độ lệch chuẩn (S): Tham số đo mức độ phân tán của các số liệu quanh giá trị trung bình cộng:
1 ) ( 2 2 n X X n S i i Với n thể tích mẫu.
Độ lệch chuẩn đƣợc xác định theo công thức sau: 2
S S
Giá trị S càng nhỏ chứng tỏ số liệu càng ít phân tán, mà tập trung xung quanh giá trị trung bình với mức độ cao.
* Hệ số biến thiên (V): Trong trƣờng hợp hai bảng số liệu có giá trị trung bình cộng khác nhau, ngƣời ta so sánh mức độ phân tán của các số liệu đó bằng hệ số biến thiên. Nhóm nào có hệ số biến thiên V nhỏ hơn sẽ có chất lƣợng đồng đều hơn. Hệ số biến thiên V đƣợc xác định theo công thức sau:
.100%
X S V
Nếu V < 30%: Độ dao động nhỏ, kết quả đáng tin cậy.
Nếu V > 30%: Độ dao động lớn, kết quả không đáng tin cậy. * Sai số trung bình cộng ():
n
S
So sánh chất lƣợng của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng ta xét 2 trƣờng hợp sau: Khi hai bảng số liệu có X bằng nhau thì ta tính độ lệch chuẩn S, nhóm nào có độ lệch chuẩn S bé hơn thì nhóm đó có chất lƣợng tốt hơn. Khi hai bảng số liệu có X khác nhau, thì so sánh mức độ phân tán của các số liệu bằng hệ số biến thiên V. Nhóm nào có V nhỏ hơn thì nhóm đó có chất lƣợng đồng đều hơn và nhóm nào có X lớn hơn thì có trình độ cao hơn (chất lƣợng tốt hơn).
* Thống kê kết quả bài kiểm tra: (lớp 12A; 12B trƣờng THPT Phúc Thành là nhóm thực nghiệm và đối chứng) Bảng 3.1. Bảng thống kê điểm số (lớp 12A; 12B trƣờng THPT Phúc Thành ) Lớp Số HS Điểm số Điểm trung bình 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12A Thực nghiệm 53 0 0 1 1 1 0 2 14 17 15 2 7,92 12B Đối chứng 48 0 0 1 1 0 12 7 10 13 4 0 6,60 Bảng 3.2. Xử lí kết quả (lớp 12A; 12B trƣờng THPT Phúc Thành)
Lớp 12A (thực nghiệm) Lớp 12B (đối chứng) Xi fiN Xi X 2 X Xi fiN 2 X Xi Xi fiC Xi X 2 X Xi fiC 2 X Xi 2 1 -5,92 35.04 35.04 2 1 -4,6 21,16 21.16 3 1 -4,92 24,2 24,2 3 1 -3,6 12,96 12,96 4 1 -3,92 15.36 15.36 4 0 -2,6 6,76 0 5 0 -2,92 8.52 0 5 12 -1,6 2,56 30,72 6 2 -1,92 3,68 7,37 6 7 -0,6 0,36 2,52 7 14 -0,92 0,85 11,9 7 10 0,4 0,16 1,6 8 17 0,08 0,064 0,109 8 13 1,4 1,96 25,48 9 15 1,08 1,17 17,5 9 4 2,4 5,76 23,04 10 2 2,08 4,32 8.64 1 0 0 3,4 11,56 0 53 48 Bảng 3.3. Các tham số đặc trƣng
Tham số
Đối tƣợng X S2 S V
Lớp 12A(thực nghiệm) 7,92 2.31 1,51 19,06% Lớp 12B(đối chứng) 6,6 2,49 1,57 23,78%
Bảng 3.4. Bảng tần suất và tần suất lũy tích
(lớp 12A; 12B trƣờng THPT Phúc Thành )
Điểm Xi
Lớp 12A(thực nghiệm) Lớp 12B(đối chứng) Tần số fiN Tần suất N(i)%=fiN/NN Tần suất lũy tích N()% Tần số fiC Tần suất C(i)%=fiC/NC Tần suất lũy tích C()% 2 1 1,89 1,89 1 2.08 2,08 3 1 1,89 3,77 1 2,08 4,16 4 1 1,89 5,66 0 0 4,16 5 0 0 5,66 12 25 29,17 6 2 3,77 9,43 7 14,5 43,75 7 14 26,4 35,85 10 20,8 64,6 8 17 32,1 67,9 13 27,08 91,67 9 15 28,3 96,23 4 8.33 100,00 10 2 3,77 100,00 0 0 100,00 53 100,00 48 100,00
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Điểm số Tần su ất Thực nghiệm 1.89 1.89 1.89 0 3.77 26.4 32.1 28.3 3.77 Đối chứng 2.08 2.08 0 25 14.5 20.8 27.1 8.33 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hình 3.1. Đƣờng phân bố tần suất (lớp 12A; 12B trƣờng THPT Phúc Thành ) 0 20 40 60 80 100 Điểm số T ần su ất lũ y tí ch Thực nghiệm 1.89 3.77 5.66 5.66 9.43 35.85 67.9 96.23 100 Đối chứng 2.08 4.16 4.16 29.17 43.75 64.6 91.67 100 100 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Hình 3.2. Đƣờng phân bố tần suất lũy tích (hội tụ lùi i () %)
Nhận xét:
Từ kết quả thực nghiệm sƣ phạm ta thấy:
- Điểm trung bình cộng của học sinh lớp thực nghiệm cao hơn lớp đối chứng
- Tỉ lệ % HS đạt điểm khá, giỏi ở các lớp thực nghiệm luôn cao hơn lớp đối chứng
- Tỉ lệ % HS đạt điểm yếu, kém của lớp thực nghiệm luôn thấp hơn lớp đối chứng
- Hệ số phân tán STN < SĐC, chứng tỏ điểm số của lớp thực nghiệm ít phân tán hơn lớp đối chứng. Nhƣ vậy chất lƣợng của các lớp thực nghiệm là đồng đều hơn.
- Hệ số biến thiên giá trị điểm số của lớp thực nghiệm nhỏ hơn lớp đối chứng nghĩa là: độ phân tán về điểm số quanh điểm trung bình của lớp thực nghiẹm là nhỏ hơn lớp đối chứng.
- Đồ thị đƣờng phân bố tần suất của lớp thực nghiệm luôn nằm bên phải đồ thị phân bố tần suất của lớp đối chứng. Đồ thị tần suất tích lũy của lớp thực nghiệm ln nằm dƣới đồ thị tần suất tích lũy của lớp đối chứng.
Nhƣ vậy, xét về mặt định lƣợng việc tổ chức tiến hành dạy học: "một số bài tập dao động cơ" theo hƣớng phát huy tính tích cực của ngƣời học đã đem lại hiệu quả bƣớc đầu trong việc nâng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức của học sinh.
Kết luận chƣơng 3
Quá trình thực nghiệm cũng cho thấy, đối với lớp thực nghiệm, sự phân hoá trong học sinh rất rõ ràng. Những học sinh có thái độ tích cực và trách nhiệm cao trong q trình học tập của mình thì đạt điểm cao, số lƣợng học sinh này nhiều hơn ở lớp đồi chứng (học theo phƣơng pháp thơng thƣờng). Ngƣợc lại, những học sinh ít có tinh thần trách nhiệm với tiến trình học tập của mình thì đạt điểm rất thấp, số lƣợng học sinh này ở lớp thực nghiệm lại nhiều hơn lớp đối chứng. Khảo sát đồ thị các đƣờng tần suất luỹ tích cho thấy phần lớn đƣờng thực nghiệm lệch về phía phải, chứng tỏ với sự hỗ trợ của phần mềm, đã thu hút đƣợc đa số học sinh tích cực, tự lực giải quyết vấn đề. Trong quá trình thực nghiệm, chúng tơi nhận thấy, trong việc tổ chức lớp học, tổ chức các nhóm và thảo luận chung, sự chỉ đạo và can thiệp thích hợp của giáo viên có vai trị đặc biệt quan trọng trong việc tổ chức, định hƣớng hoạt động nhận thức của học sinh.
Nhiệm vụ của giáo viên là khuyến khích học sinh học tập, nhƣng chính học sinh phải thực hiện việc học tập. Phƣơng tiện quan trọng để giáo viên định hƣớng hành động nhận thức của học sinh là câu hỏi mà giáo viên đƣa ra thảo luận. Để cho câu hỏi thực hiện chức năng định hƣớng hành động nhận thức của học sinh, các câu hỏi phải đạt đƣợc những yêu cầu cơ bản, những tiêu chuẩn chung để đánh giá chất lƣợng câu hỏi:
- Câu hỏi phải đƣợc diễn đạt chính xác cả về ngữ pháp và nội dung khoa học.
- Câu hỏi phải diễn đạt chính xác điều định hỏi.
- Nội dung câu hỏi phải đáp ứng đúng đòi hỏi của sự định hƣớng hành động của học sinh trong tình huống đang xét.
- Câu hỏi phải vừa sức học sinh.
Vấn đề tạo ra nhu cầu nhận thức rất quan trọng, theo cách trong đó học sinh khơng chỉ tiếp thu u cầu mà cịn có thể hành động theo các địi hỏi đó để thực hiện suy nghĩ ở mức cao, áp lực về thời gian làm cho giáo viên không
giành đủ thời gian cho họ sinh khám phá, tìm tịi. Ngồi ra, giáo viên phải có khả năng giám sát từng học sinh, khi nào thì can thiệp và khi nào thì để cho các học sinh tự hoạt động. Những cơng việc đó địi hỏi sức lực của giáo viên đôi khi làm cho giáo viên mệt mỏi, không tƣơng tác với học sinh thƣờng xuyên mà chỉ cầu đến các kỹ năng, hứng thú tự nhiên của học sinh. Học sinh có thói quen phụ thuộc vào sự trình diễn của giáo viên, sự phụ thuộc vào các giải thích này ít có bằng chứng là học sinh đang tƣ duy một cách sáng tạo. Vai trò của giáo viên là điều khiển các tình huống học tập, khuyến khích các thái độ làm việc và các cách làm việc rất cụ thể để xây dựng môi trƣờng học tập. Chiến lƣợc của giáo viên khuyến khích học sinh suy nghĩ về tiến trình học tập, xây dựng tinh thần trách nhiệm của học sinh đối với việc học tập của riêng mình, để đạt đƣợc điều này địi hỏi nỗ lực rất lớn của giáo viên.
KẾT LUẬN 1. Kết quả đạt đƣợc của đề tài
Dựa trên mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu và giả thuyết khoa học đã đặt ra, đề tài đã thực hiện những công việc nhƣ sau:
- Nghiên cứu cơ sở lý luận của phƣơng pháp mơ hình hóa, trong đó tập trung vào các mơ hình lý tƣởng, mơ hình kí hiệu, đồ thị, hình ảnh, quy luật vận động, biến đổi của đối tƣợng Vật lý.
- Nghiên cứu nội dung dạy học thuộc phần Dao động cơ trong chƣơng trình Vật lý phổ thơng.
- Nghiên cứu phƣơng pháp xây dựng mơ hình bằng phần mềm Matlab. - TNSP để đánh giá hiệu quả của phƣơng pháp giảng dạy sử dụng mơ hình đƣợc thiết kế bằng Matlab.
Kết quả của công việc đã đạt được như sau:
Đề tài đã nêu rõ đƣợc hệ thống cơ sở lý luận về sử dụng phƣơng pháp dạy học sử dụng mơ hình, đặc biệt là các mơ hình lý tƣởng, kí hiệu, đồ thị đƣợc xây dựng bằng phần mềm Matlab trong dạy học Vật lý ở trƣờng phổ thông.
Nghiên cứu đầy đủ các nội dung dạy học phần Dao động cơ trong chƣơng trình Vật lý phổ thơng trung học.
Xây dựng thành cơng một số mơ hình ảo phục vụ cơng tác giảng dạy với sự hỗ trợ của phần mềm Matlab.
Thông qua việc sử dụng mơ hình dƣới sự tổ chức dạy học của thầy