1. Trên cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn của việc khai thác và sử dụng BTTT, chúng tôi nhận thấy việc tăng cường sử dụng BTTT với sự hỗ trợ của PTNN theo hướng TCHHĐNT của HS trong dạy học vật lý hiện nay là một biện pháp đúng đắn và hợp lí. Để thực hiện được việc này, chúng tơi đã đề xuất một số biện pháp nhằm góp phần nâng cao hiệu quả dạy học.
2. Trên cơ sở nghiên cứu nội dung chương trình phần Quang hình học Vật lý 11 THPT, chúng tôi đã khai thác và xây dựng một số BTTT với sự hỗ trợ của PTNN theo hướng TCHHĐNT của HS để sử dụng trong quá trình dạy học bao gồm 30 bài tập.
3. Dựa trên cơ sở lí luận về PP giải BTTT gồm có 4 bước chung, chúng tơi đã tiến hành giải các BTTT đã xây dựng theo một tiến trình gồm 3 bước: Tìm dữ kiện
và yêu cầu của bài tập, phân tích nội dung bài tập, xây dựng lập luận.
4. Dựa trên cơ sở lí luận dạy học cùng với những đặc điểm, vai trò của BTTT và PTNN, chúng tôi đã đề xuất một số biện pháp sử dụng BTTT với sự hỗ trợ của PTNN theo hướng TCHHĐNT của HS trong dạy học vật lý. Đó là: Sử dụng BTTT để nêu vấn đề; sử dụng BTTT để hình thành kiến thức mới; sử dụng BTTT để vận dụng, củng cố; sử dụng BTTT để kiểm tra, đánh giá; sử dụng BTTT trong hoạt động ngoại khóa.
5. Trên cơ sở đề xuất các biện pháp tăng cường sử dụng BTTT với sự hỗ trợ của PTNN trong dạy học vật lý, chúng tôi đã thiết kế một số bài giảng theo hướng tăng cường sử dụng BTTT với sự hỗ trợ của PTNN theo hướng TCHHĐNT của HS. Về nội dung, kiến thức tập trung vào phần Quang hình học Vật lý 11 THPT; về PP chủ yếu là vận dụng PPDH nêu vấn đề. Mỗi bài giảng được xây dựng theo trình tự: Xác định mục tiêu bài học, yêu cầu chuẩn bị và dự kiến tổ chức các HĐ nhận thức.
CHƯƠNG 3
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1 Mục đích và nhiệm vụ của thực nghiệm
3.1.1 Mục đích
Mục đích của TNSP là nhằm kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tài, cụ thể TNSP phải trả lời được câu hỏi:
- Sử dụng BTTT nhờ sự hỗ trợ của PTNN có kích thích hứng thú học tập cho HS hay khơng?
- Sử dụng BTTT nhờ sự hỗ trợ của PTNN có nâng cao chất lượng dạy và học không?
- Sử dụng BTTT nhờ sự hỗ trợ của PTNN có làm tăng khả năng giải quyết các vấn đề thực tiễn cho HS hay không?
3.1.2 Nhiệm vụ
- Tiến hành điều tra GV và HS về việc sử dụng BTTT trong quá trình dạy học
vật lý có sự hỗ trợ của PTNN ở trường phổ thông.
- Tiến hành xử lý kết quả và rút ra những nhận xét cần thiết cho việc khai thác và sử dụng BTTT trong quá trình dạy học vật lý có sự hỗ trợ của PTNN ở trường phổ thông.
- Lập kế hoạch và tiến hành dạy học một số bài trong phần Quang hình học, chương trình vật lý 11 THPT cho các lớp TN và ĐC:
+ Ở các lớp TN: tiến hành dạy học với các bài giảng có tăng cường sử dụng BTTT với sự hỗ trợ của PTNN ở trường phổ thơng trong phần Quang hình học.
+ Ở các lớp ĐC: sử dụng PPDH truyền thống, các tiết dạy được tiến hành theo đúng tiến độ như phân phối chương trình của Bộ Giáo dục và Đào tạo.
- So sánh, đối chiếu kết quả học tập và xử lý kết quả thu được của các lớp TN và các lớp ĐC.
3.2 Nội dung và phương pháp thực nghiệm3.2.1 Đối tượng và thời gian thực nghiệm 3.2.1 Đối tượng và thời gian thực nghiệm
- Các tiến trình DH phần Quang hình học Vật lý 11THPT
- TNSP được tiến hành vào học kì II năm học 2011-2012 đối với HS lớp 11 của trường THPT Nguyễn Thái Học, tỉnh Gia Lai.
3.2.2 Nội dung thực nghiệm
Ở các lớp TN, GV dạy theo giáo án có sử dụng các BTTT nhờ sự hỗ trợ của PTNN thuộc phần Quang hình học Vật lý 11 THPT, gồm những bài sau:
Bài: Khúc xạ ánh sáng Bài: Phản xạ tồn phần Bài: Mắt
Ở lớp ĐC, sử dụng giáo án thơng thường, không sử dụng BTTT.
3.2.3 Phương pháp thực nghiệm
3.3.3.1 Chọn mẫu thực nghiệm
Chúng tôi sử dụng cách chọn cả khối (chọn nguyên lớp và dùng cách chọn ngẫu nhiên để chọn ra khối TN và khối ĐC. Các lớp được chọn có sĩ số, điều kiện tổ chức dạy học, có trình độ và chất lượng học tập tương đương nhau. Như vậy, kích thước và chất lượng của mẫu đã thỏa mãn yêu cầu của thực nghiệm sư phạm. Kết quả các lớp được chọn vào nhóm TN và nhóm ĐC như sau:
Trường Nhóm TN Nhóm ĐC
Trường THPT Nguyễn Thái Học
11A4 (40 HS) 11A7 (42 HS) 11A5 (42 HS) 11A8 (40 HS) 11A11 (40 HS) 11A10 (39 HS) Đối với lớp thực nghiệm sử dụng bài giảng được thiết kế với sự tăng cường sử dụng BTTT trong q trình DHVL có sự hỗ trợ của PTNN, lớp ĐC thì giữ nguyên điều kiện và nội dung vốn có. Kết quả thực nghiệm được rút ra từ việc so sánh lớp TN và lớp ĐC.
Quá trình thực nghiệm được tiến hành gián tiếp, thông qua sự cộng tác của hai GV vật lý: Thầy Lê Thanh Nhẫn và Cô Nguyễn Thị Thu (Trường THPT Nguyễn Thái Học).
3.3.3.2 Quan sát giờ học
Quan sát về các hoạt động của GV và HS trong quá trình diễn ra bài dạy học theo các tiêu chí:
- Mức độ học và hiểu bài về nhà của HS qua các câu hỏi kiểm tra bài cũ. - Mức độ sử dụng BTTT có sự hỗ trợ của PTNN của GV trong các hoạt động
dạy học.
- Mức độ hợp lý trong việc sử dụng BTTT có sự hỗ trợ của PTNN và khả năng rèn luyện các thao tác tư duy cho HS, khả năng vận dụng kiến thức vào thực tế của HS.
- Tính tích cực của HS thơng qua các tiết học, sự phấn khích và lịng u thích mơn học.
- Mức độ hiểu bài của HS và khả năng liên hệ kiến thức với những vấn đề thực tế (thông qua chất lượng câu trả lời đối với các câu hỏi).
Sau mỗi bài dạy học, trao đổi với GV và HS, lắng nghe ý kiến để rút kinh nghiệm cho các bài dạy học khác và cho đề tài nghiên cứu.
3.3.3.3 Các bài kiểm tra
Sau khi thực nghiệm sư phạm, HS ở cả hai nhóm ĐC và TN được đánh giá bằng một bài kiểm tra chung nhằm:
- Đánh giá định tính về mức độ lĩnh hội các khái niệm cơ bản, các định luật, các nguyên lí, các tính chất của sự vật, hiện tượng vật lý.
- Đánh giá về khả năng phân tích, tổng hợp, khả năng tư duy logic và khả năng vận dụng kiến thức để giải thích các hiện tượng.
- Đánh giá định lượng mức độ lĩnh hội các định luật, các công thức và các điều kiện để xảy ra các hiện tượng vật lý, khả năng vận dụng kiến thức để giải một số bài toán cụ thể.
3.3 Kết quả thực nghiệm3.3.1 Kết quả định tính 3.3.1 Kết quả định tính
Qua quan sát giờ học ở các lớp TN và ĐC được tiến hành theo tiến trình dạy học, chúng tôi rút ra một số nhận xét sau:
Đối với các lớp ĐC
- Khơng khí dạy học chưa sơi nổi, số lượng HS tham gia xây dựng bài còn ít, chỉ số ít HS khá giỏi chịu khó suy nghĩ trả lời câu hỏi của GV, số khác chưa tỏ ra hứng thú và chịu khó suy nghĩ trả lời.
- Mặc dù GV đã có sự đổi mới trong PPDH, nhưng chưa thấy có chuyển biến rõ rệt, GV làm việc nhiều, HS chủ yếu lắng nghe và ghi chép. Tuy HS có trả lời các
câu hỏi GV đặt ra nhưng chưa thể hiện rõ sự hứng thú và tự giác.
Đối với các lớp TN
- Hầu hết các BTTT đưa ra đều có tác dụng tạo tình huống “có vấn đề” cho HS, vì vậy tất cả HS đều hứng thú, chịu khó suy nghĩ để giải quyết vấn đề GV đưa ra.
- GV thuận tiện hơn trong việc phát hiện những sai lầm của HS, vì những vấn đề GV đưa ra có liên hệ mật thiết với cuộc sống, ai cũng từng bắt gặp hoặc hiểu biết ít nhiều về chúng.
- Số lượng BTTT sử dụng trong mỗi tiết học là vừa phải, đảm bảo nhịp độ bình thường của tiến trình dạy học.
- Số lượng HS tham gia trả lời các vấn đề GV đưa ra nhiều hơn, đặc biệt là những câu hỏi, bài tập có hình ảnh, video clips minh hoạ và nội dung liên quan đến các hiện tượng thực tế.
- Kết thúc giờ học HS có tâm trạng thoải mái, không chịu áp lực học tập và tỏ ra hiểu bài, u thích mơn học hơn.
3.3.2 Kết quả định lượng
3.3.2.1 Kết quả bài kiểm tra
Kết thúc đợt TN, HS của hai nhóm ĐC và TN được đánh giá định lượng thông qua điểm số của cùng một bài kiểm tra. Nhằm so sánh và đánh giá chất lượng nắm kiến thức của HS ở hai lớp ĐC và TN, chúng tôi sử dụng các hình thức sau:
+ Lập bảng phân phối: Bảng phân phối tần số, bảng phân phối tần suất và
bảng phân phối tần suất lũy tích.
+ Biểu diễn bằng các đồ thị: Đồ thị phân phối tần số, đồ thị phân phối tần
suất, đồ thị phân phối tần suất lũy tích.
+ Tính các tham số đặc trưng: Số trung bình cộng, phương sai và độ lệch chuẩn. Giá trị trung bình cộng: n X n X =∑ i i (1)
Phương sai: dùng để chỉ độ lệch bình phương trung bình của các giá trị thu
được trong mẫu, được tính theo cơng thức:
( ) 1 2 2 − − =∑ n X X n S i i (2)
Độ lệch chuẩn: đặc trưng cho độ phân tán nhiều hay ít của các kết quả thu
được quanh trị trung bình. Nếu S càng nhỏ chứng tỏ số liệu thu được càng ít phân tán. Độ lệch chuẩn được xác định theo công thức:
( ) 1 2 − − = ∑ n X X n S i i (3) - Hệ số biến thiên:V S .100% X
= cho phép so sánh mức độ phân tán các số liệu.
- Sai số tiêu chuẩn: m S n
= .
Qua bài kiểm tra đánh giá, chúng tơi đã tiến hành thống kê, tính tốn và thu được các bảng số liệu sau:
Bảng 3.1. Bảng thống kê các điểm số (Xi) của bài kiểm tra Nhó m Tổng số HS Điểm số (Xi) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN 122 0 0 2 5 15 25 28 25 12 10 ĐC 121 0 2 3 12 20 28 26 20 7 3
Bảng 3.2. Bảng phân phối tần suất
Nhóm Tổng số HS Số % HS đạt điểm Xi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN 122 0 0 1.6 4.1 12.3 20.5 23.0 20.5 9.8 8.2 ĐC 121 0 1.7 2.5 9.9 16.5 23.1 21.5 16.5 5.8 2.5
Đồ thị 3.1. Đồ thị phân phối tần suất của hai nhómBảng 3.3. Bảng phân phối tần suất lũy tích Bảng 3.3. Bảng phân phối tần suất lũy tích
Nhóm Tổng số HS Số % HS đạt điểm Xi trở xuống 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TN 122 0 0 1.6 5.7 18.0 38.5 61.5 82.0 91.8 100 ĐC 121 0 1.7 4.2 14.1 30.6 53.7 75.2 91.7 97.5 100
Đồ thị 3.2. Đồ thị phân phối tần suất lũy tích của hai nhóm Bảng 3.4. Bảng phân loại theo học lực Bảng 3.4. Bảng phân loại theo học lực
Nhóm Tổng số HS Số % HS Kém (0-2) Yếu (3-4) TB (5-6) Khá (7-8) Giỏi (9-10) TN 122 0 5.7 32.8 43.5 18.0 ĐC 121 1.7 12.4 39.6 38.0 8.3
3.3.2.2 Tính tốn các số liệu Bảng 3.5. Bảng tổng hợp các tham số Nhóm Tổng số HS X S 2 S V% X = X±m TN 122 7.01 2.69 1.64 23.4 7.01 ± 0.01 ĐC 121 6.31 2.77 1.66 26.3 6.31 ± 0.01
Dựa vào các thông số tính tốn ở trên, đặc biệt từ bảng phân loại theo học lực
(Bảng 3.4), bảng tổng hợp các tham số đặc trưng (Bảng 3.5) và đồ thị đường lũy
tích (Đồ thị 3.2), chúng tôi rút ra được những nhận xét sau:
- Điểm trung bình X của nhóm TN cao hơn nhóm ĐC, độ lệch chuẩn S có giá trị tương ứng nhỏ nên số liệu thu được ít phân tán, do đó trị trung bình có độ tin cậy cao. STN < SĐC và VTN < VĐC chứng tỏ độ phân tán ở nhóm TN giảm so với nhóm ĐC
(Bảng 3.5).
- Tỉ lệ HS đạt loại yếu, kém của nhóm TN giảm rất nhiều so với các nhóm ĐC. Ngược lại, tỉ lệ HS đạt loại khá, giỏi của nhóm TN cao hơn nhóm ĐC (Bảng 3.4).
- Đường tích lũy ứng với nhóm TN nằm bên phải, phía dưới đường tích lũy ứng với nhóm ĐC.
Như vậy kết quả học tập của nhóm TN cao hơn kết quả học tập của nhóm ĐC. Tuy nhiên kết quả trên đây có thể do ngẫu nhiên mà có. Vì vậy, để độ tin cậy cao
hơn, chúng ta cần kiểm định thống kê.
3.3.2.3 Kiểm định giả thuyết thống kê
Giả thuyết H0: Sự khác nhau giữa XTN và XĐC là khơng có ý nghĩa thống kê (hai PPDH cho kết quả ngẫu nhiên không thực chất).
Giả thuyết H1: Sự khác nhau giữa XTN và XĐC là có ý nghĩa thống kê (PPDH với việc sử dụng BTTT với sự hỗ trợ của PTNN để rèn luyện và phát triển tư duy thực sự tốt hơn PPDH thơng thường).
Tính đại lượng kiểm định t theo công thức TNĐC TNĐC. TNĐC n n X X t S n n − = + (1) với ( 1) 2 ( 1) 2 2 TN TNĐC ĐC TNĐC n S n S S n n − + − = + − (2)
Sau khi tính được t, ta so sánh nó với giá trị tới hạn tα được tra trong bảng Student ứng với mức ý nghĩa α và bậc tự do f = nTN + nĐC – 2
- Nếu t t≥ α thì bác bỏ giả thuyết H0, chấp nhận giả thuyết H1
- Nếu t t≤ α thì bác bỏ giả thuyết H1, chấp nhận giả thuyết H0
Vận dụng cơng thức (1) và (2) tính tốn ta được S = 1.64 và t = 3.18 Tra bảng phân phối Student với mức ý nghĩa α = 0,05 và bậc tự do f với f = nTN + nĐC – 2 = 273, ta có tα = 1,96
Như vậy rõ ràng t t≥ αchứng tỏ sự khác nhau giữa XTN và XĐC là có ý nghĩa.
Do đó ta có thể kết luận: Giả thuyết đã nêu trên đã được kiểm chứng, HS ở
nhóm TN nắm vững kiến thức đã được truyền thụ hơn so với HS ở nhóm ĐC. Như vậy dạy học với việc sử dụng BTTT có sự hỗ trợ của PTNN có tác dụng tốt trong việc rèn luyện và phát triển tư duy cho HS hơn PPDH thông thường.
3.4 Kết luận chương 3
Sự phong phú, đa dạng của BTTT và sự hỗ trợ của PTNN giúp GV có nhiều cách lựa chọn hơn về các PP tổ chức hoạt động học tập cho HS, giúp GV chủ động, sáng tạo hơn trong quá trình lên lớp, qua đó làm cho giờ học trở nên sinh động, hấp dẫn, góp phần đổi mới PPDH.
- Sự xuất hiện của BTTT dưới nhiều dạng khác nhau và sự hỗ trợ của PTNN đã kích thích hứng thú học tập của HS, khơi dậy lòng đam mê khoa học và ước muốn chiếm lĩnh tri thức. Vì vậy HS trở nên tích cực hơn trong việc tham gia vào các hoạt động nhận thức và việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn.
Theo kết quả thống kê và phân tích số liệu điều tra thu được cho thấy kết quả học tập của nhóm TN cao hơn kết quả học tập của nhóm ĐC. Cụ thể là điểm trung bình của nhóm TN cao hơn nhóm ĐC, tỉ lệ HS đạt loại yếu kém của nhóm TN giảm rất nhiều so với nhóm ĐC, ngược lại tỉ lệ HS đạt loại khá, giỏi của nhóm TN cao hơn nhóm ĐC.
Như vậy, việc sử dụng BTTT có sự hỗ trợ của PTNN vào q trình dạy học để