VIII. Cấu trúc của luận văn
3.3. Thời điểm thực nghiệm
3.4. Tổ chức thực nghiệm
3.4.1. Công tác chuẩn bị cho thực nghiệm sƣ phạm
Trong năm học 2009-2010, trƣờng THPT Chuyên Bắc Kạn có 03 lớp học chƣơng trình vật lí nâng cao (10T, 10L, 10KC) và 02 lớp học chƣơng trình vật lí cơ bản. Mặc dù là lớp 10 không chuyên (10KC), nhƣng trình độ của HS cũng gần bằng lớp chuyên Toán (10T) nên chúng tôi quyết định chọn hai lớp 10KC và lớp 10T làm thực nghiệm. Kết quả học kỳ I môn vật lý 10 của hai lớp đƣợc thể hiện trong bảng 3.1.
Bảng 3.1: Kết quả học kỳ I của lớp thực nghiệm (10KC) và lớp đối chứng (10T) Lớp Tổng số HS Kết quả học kỳ I môn vật lý 10 giỏi Khá TB Yếu SL % SL % SL % SL % TN (10KC ) 35 6 17,14 19 54,28 10 28,57 o 0 ĐC (10T) 35 10 28,57 18 51,42 7 20,0 0 0 3.4.1.2- Chọn các bài thực nghiệm sƣ phạm
Chúng tôi sử dụng hai giáo án chữa bài tập theo PPCT đã soạn trong chƣơng II của đề tài.
Tiết 66 BÀI TẬP VỀ CÁC ĐỊNH LUẬT THỰC NGHIỆM VÀ PHƢƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI
Tiết 68 Bài 48: BÀI TẬP VỀ CHẤT KHÍ
Việc giảng dạy các bài thực nghiệm sƣ phạm đƣợc bố trí theo đúng thời khóa biểu của nhà trƣờng và theo đúng phân phối chƣơng trình của Bộ giáo dục - Đào tạo.
Tại lớp thực nghiệm, giáo viên tiến hành giảng dạy theo đúng tiến trình đã đề ra, còn tại lớp đối chứng giáo viên tiến hành giảng dạy bình thƣờng.
Trong các tiết học do giáo viên cộng tác trực tiếp giảng dạy (cô giáo Vũ Thị Hồng Hạnh) chúng tôi quan sát, ghi chép toàn bộ hoạt động của GV và HS ở cả hai lớp thực nghiệm và đối chứng. Sau mỗi tiết học chúng tôi đều tổ chức trao đổi và rút kinh nghiệm với giáo viên cộng tác, để đánh giá những gì đạt đƣợc hoặc chƣa đạt đƣợc theo mục đích của đề tài.
Trong phạm vi của đề tài, chúng tôi xin trình bày diễn biến của giờ thực nghiệm thứ hai. Có thể nói những tình huống diễn ra trong suốt giờ chữa bài tập tại lớp thực nghiệm gần nhƣ giống với những gì đã dự kiến. Giáo viên đã thực hiện tốt các biện pháp phát huy tính tích cực và tự lực đề ra trong tiến trình hƣớng dẫn giải bài tập. Tất cả những ngƣời dự giờ và GV dạy đều hài lòng về hiệu quả ban đầu, đó là HS rất tích cực suy nghĩ, thảo luận sôi nổi, hồ hởi và phấn khởi, cơ bản tự lực giải đƣợc bài tập, có nhiều ý kiến hay.
Sau đây là những diễn biến chính trong giờ thực nghiệm:
Tiết 68 Bài 48: BÀI TẬP VỀ CHẤT KHÍ
1. Ổn định lớp. Kiểm tra bài cũ (5 phút)
GV: ổn định lớp, giới thiệu GV dự giờ.
GV: trình chiếu 04 bài tập trắc nghiệm đã soạn và yêu cầu cả lớp suy nghĩ chọn đáp án đúng.
HS: quan sát và hầu nhƣ cả lớp lập tức giơ tay xin trả lời. GV: Gọi đại diện HS trả lời và yêu cầu giải thích tại sao? HS: giải thích đúng. Cả lớp đồng ý.
GV: khái quát nội dung vừa kiểm tra và nhấn mạnh những nội dung đó có liên quan đến các bài tập sẽ chữa hôm nay. Đồng thời gọi một HS nhắc lại tiến trình giải bài tập (đã rút ra từ giờ chữa bài tập trƣớc) .
2. Tiến trình giải (38 phút)
Bài 1: Dùng một xilanh có thể tích V để hút không khí chứa trong một bình cầu bằng thủy tinh có thể tích V0, áp suất p0 ( V0 > V). Hỏi phải hút bao nhiêu lần để làm giảm áp suất trong bình cầu từ p0 đến p. Giả sử trong thời gian hút khí nhiệt độ giữ không đổi. Áp dụng p0 = 10p; V0 = 10V.
*Bƣớc 1: Tìm hiểu và tóm tắt đề bài
GV: yêu cầu HS độc lập tìm hiểu đề bài, tóm tắt. Sau đó cho HS lên bảng tóm tắt, thống nhất kí hiệu.
HS: cả lớp đều giơ tay xung phong.
GV: Gọi một HS lên tóm tắt, HS đó tóm tắt giống giáo án đã soạn: Biết p0 = 10p
V0 = 10V T = const
Tìm n = ? (để áp suất giảm từ p0 đến p)
*Bước 2: Phân tích hiện tượng của bài toán để xác lập các mối liên hệ cơ bản
GV: chia lớp thành 4 nhóm, cử nhóm trƣởng, hƣớng dẫn cách làm việc nhóm, giao nhiệm vụ cho HS thực hiện giải bài tập theo các bƣớc của tiến trình. GV: yêu cầu các nhóm thảo luận tìm n bằng cách nào?
HS: sôi nổi thảo luận, các ý kiến của các nhóm là đều phải dựa vào định luật B-M, nhƣng hầu nhƣ chƣa nêu ra đƣợc con đƣờng cụ thể.
GV: đã lƣờng đƣợc tình huống khó khăn của HS nên gợi ý:
Sau mỗi lần hút khối lƣợng khí có thay đổi không? Vậy áp dụng định luật B- M cho lần hút thứ nhất và thứ n có nhƣ nhau không?
HS: các nhóm phát hiện ra vấn đề là không thể áp dụng định luật B-M cho trạng thái nhiệt của khí lúc ban đầu và sau lần hút n( trạng thái các em bắt đầu phấn khởi, thảo luận sôi nổi).
GV: Vậy ta có thể áp dụng định luật B-M cho mỗi lần hút khí riêng rẽ. Trƣớc hết các em phải xác định đƣợc các thông số trạng thái trong mỗi lần hút khí: HS: suy nghĩ, thảo luận và xin trả lời
+ Lần hút 1 : p0, V0 p1, V0 + V + Lần hút 2 : p1, V0 p2, V0 + V ... + Lần hút n-1: pn-2, V0 pn-1, V0 + V + Lần hút n : pn-1, V0 pn = p, V0+V
GV: yêu cầu HS viết định luật B - M từ lần hút 1 đến lần hút n HS nhóm 1: viết đƣợc các pt (1), (2) + Lần hút 1 : p0V0 = p1(V0 + V) (1) + Lần hút 2 : p1V0 = p2(V0 + V) (2) ... HS nhóm 2: Viết đƣợc các pt (3), (4) + Lần hút n-1: pn-2V0 = pn-1(V0 + V) (3) + Lần hút n : pn-1V0 = pn( V0+V) (4) * Bƣớc 3: Lập kế hoạch giải và tính toán:
GV: Làm thế nào để loại bớt các biến trung gian p1,p2, pn-1, pn-2 ? HS: Các nhóm thảo luận và nhóm 2 nêu ý kiến:
- Nhân tích 2 vế của (1), (2), (3), (4) rút ra: p0
p = ( 0 0 V V V )n => n = 0 0 0 lg lg p p V V V GV: Cho HS độc lập tính toán, sau khi thảo luận xong thì gọi đại diện các nhóm nêu kết quả
HS: có một số ít tính nhầm kết quả (qua quan sát của GV). * Bước 4: Nhận xét kết quả
HS nhóm 4: kết quả phù hợp, không có thứ nguyên.
GV: Có thể áp dụng công thức cuối cho bài tập trắc nghiệm cần giải nhanh.
Bài 2: Hai bình nối với nhau bằng một ống có khoá chứa cùng một loại khí. Bình thứ nhất có áp suất p1 = 2.105N/m2, thể tích V1 = 2lít. Bình thứ hai có áp suất p2 = 1,2.105N/m2, thể tích V2 = 5lít. Nhiệt độ của hai bình là nhƣ nhau và không đổi khi mở khoá K. Tìm áp suất của hỗn hợp.
*Bƣớc 1: Tìm hiểu và tóm tắt đề bài:
GV: yêu cầu HS độc lập tìm hiểu đề bài, tóm tắt. Sau đó gọi một HS lên bảng tóm tắt, thống nhất kí hiệu.
HS: cả lớp hầu nhƣ xung phong lên bảng và một em đã tóm tắt đúng nhƣ giáo án đã soạn.
Biết p1 = 1,8.105N/m2 V1 = 2lít
p2 = 1,2.105N/m2 V2 = 5lít
Hỏi khi mở van thì p = ?
*Bước 2: Phân tích hiện tượng của bài toán để xác lập các mối liên hệ cơ bản:
GV: Chia lại nhóm, thay nhóm trƣởng, cho HS các nhóm thảo luận phân tích hiện tƣợng vật lí.
Gợi ý: Khóa k mở, có áp dụng ĐL B- M đƣợc không ? Khối lƣợng khí ? HS nhóm 3: xin trả lời và đã nhầm là với nhiệt độ không đổi có thể áp dụng đƣợc ĐL B-M.
GV: Nhƣng khối lƣợng đã thay đổi khi k mở?
HS nhóm 1: thảo luận sôi nổi và xác định sẽ áp dụng pt C-M cho khối lƣợng khí hai bên.
GV: gợi ý đƣa vào các đại lƣợng m1, m2, m, p, V và viết pt C-M trƣớc, sau khi mở khóa. + HS nhóm 1 xác lập đƣợc các mối liên hệ (1), (2) và (3). p1V1 = m R T1. . M (1) p2V2 = m R T2. . M (2) pV = m R T. . M (3) GV: gợi ý để có số phƣơng trình bằng số ẩn số thì phải tìm mối liên hệ V và m.
+ HS nhóm 4 thảo luận tìm đƣợc (4), (5).
m = m1 + m2 (4) V = V1 + V2 (5)
* Bước 3: Lập kế hoạch giải(sơ đồ giải toán), tính toán:
GV: Cho HS các nhóm tìm mối liên hệ của các phƣơng trình (lập sơ đồ giải toán) HS: đại diện nhóm 2 đƣa ra đƣợc sơ đồ:
GV: yêu cầu HS độc lập giải hệ pt và tính toán HS: tìm ra đƣợc kết quả Kết quả: p = p V1 1 p V2 2 V V = 1,37.10 5 N/m2 (1) + (2) (3) (4) (5) p
GV: cho HS thảo luận tìm cách giải khác? HS: Cô gợi ý cho chúng em ?
GV: Giới thiệu PP màng ngăn có thể dùng định luật B-M và trình chiếu: p1V1 = pV1’ (1)
p2V2 = pV2’ (2) V1 + V2 = V1’ + V2’ (3)
GV: ngoài ra có thể áp dụng định luật Bôi-Mariốt và định luật định luật Đan tôn
Và trình chiếu:
p1V1 = p1’(V1 + V2) (1) p2V2 = p2’(V1 + V2) (2) p = p1’ + p2’ (3)
GV: các em về nhà viết lại các pt theo hai PP trên. * Bước 4: Nhận xét kết quả
GV: cho HS nhận xét về thứ nguyên của áp suất p, so sánh p với p1, p2
HS: thứ nguyên của p là N/m2, tức là có thứ nguyên của áp suất và p2 < p < p1=> Điều này là phù hợp
3. Rút kinh nghiệm, giao nhiệm vụ về nhà (2 phút)
GV nhận xét về giờ chữa bài tập: khen cả lớp đã tích cực và nỗ lực tham gia chữa bài tập, tiêu biểu là nhóm 2( bài 1) và nhóm1(bài 2) có kết quả nhanh nhất và chính xác (cho điểm 9).
GV nhắc HS cần nắm chắc các bƣớc của tiến trình giải bài tập, chú ý bƣớc hai và làm thêm bài tập ở nhà (phát phiếu ghi bài tập).
3.5. Phân tích và đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm
Chúng tôi đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm dựa trên sự quan sát những biểu hiện của tính tích cực, tự lực của học sinh trong giờ chữa bài tập. Cụ thể nhƣ sau:
- Tính tích cực suy nghĩ , tìm tòi, tự giác tham gia thực hiện các nhiệm vụ học tập ( đƣợc lƣợng hóa bằng số lần học sinh phát biểu xây dựng bài).
- Khả năng vận dụng các kiến thức đã học vào giải quyết các bài tập theo phƣơng pháp thông thƣờng và tiến trình hƣớng dẫn đã soạn (đƣợc lƣợng hóa bằng số học sinh trả lời đúng các câu hỏi, số học sinh vận dụng đƣợc kiến thức đã học để dự đoán và giải thích các hiện tƣợng).
- Quan sát thái độ học tập của học sinh ở hai lớp đối chứng và thực nghiệm trong giờ bài tập (phiếu quan sát giờ học).
- Chúng tôi đánh giá bài kiểm tra của học sinh dựa theo thang điểm 10, cách xếp loại nhƣ sau:
+ Loại giỏi: điểm 9, 10; + Loại khá: điểm 7, 8 ; + Loại trung bình: điểm 5, 6.
+ Loại yếu: điểm 3 + Loại kém: điểm 0, 1, 2.
Từ kết quả kiểm tra của học sinh, bằng phƣơng pháp thống kê sẽ xử lý và phân tích kết quả thực nghiệm cho phép đánh giá chất lƣợng, hiệu quả của việc dạy học. Qua đó kiểm tra giả thuyết khoa học đã nêu ra.
* Yêu cầu chung về việc xử lý kết quả thực nghiệm sƣ phạm gồm các bƣớc: + Lập bảng thống kê kết quả kiểm tra các bài thực nghiệm sƣ phạm; tính điểm trung bình cộng của các lớp thực nghiệm (X) và lớp đối chứng (Y).
+ Lập bảng xếp loại học tập: vẽ biểu đồ xếp loại học tập qua bài kiểm tra để so sánh kết quả học tập giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng.
+ Lập bảng phân phối tần suất, vẽ đƣờng biểu diễn sự phân phối tần suất của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng qua bài kiểm tra để so sánh kết quả giữa lớp thực nghiệm và lớp đối chứng.
3.5.2. Các tham số thống kê đặc trƣng
Điểm trung bình cộng là tham số đặc trƣng cho sự tập trung của số liệu: Lớp TN: (X) = n x ni i ; Lớp ĐC: (Y) = n y ni i ;
Phƣơng sai và độ lệch tiêu chuẩn là tham số đo mức độ phân tán của các số liệu quanh giá trị trung bình cộng:
+ Phƣơng sai nhóm TN: D(X) = n X X ni i 2
+ Phƣơng sai nhóm ĐC: D(Y) =
n Y Y ni i 2 ; + Độ lệch chuẩn: (X) = D(X) ; (Y) = D(Y)
Hệ số biến thiên V chỉ mức độ phân tán: V(X) = ( )(%) X X ; V(Y) = ( )(%) Y Y
Hệ số Studen là hệ số kiểm tra sự tồn tại của hệ số tƣơng quan: ) ( ) (X D Y D n Y X ttt
Với: Xi là các giá trị điểm của HS lớp TN. Yi là các giá trị điểm của HS lớp ĐC. n là tổng số học sinh đƣợc kiểm tra.
ni là số học sinh đạt điểm Xi (Yi) ở lớp TN (ĐC). 3.5.3. Đánh giá kết quả thực nghiệm sƣ phạm
Qua dự các giờ TN chúng tôi thấy ở lớp TN, HS rất phấn khởi, tích cực tham gia vào quá trình giải bài tập. Mức độ tích cực của HS tăng dần sau hai giờ bài tập và thể hiện rõ ở sự phản ứng của HS trƣớc những câu hởi của GV. Ở giờ đầu vì mới làm quen với cách tổ chức và hƣớng dẫn giải bài tập theo kiểu định hƣớng do đó trƣớc mỗi câu hỏi định hƣớng của GV, HS cần có thời gian suy nghĩ, phản ứng còn chậm, chƣa chủ động phát biểu ý kiến của mình. Ở giờ thứ hai do đã qua một giờ luyện tập và đƣợc vận dụng tiến trình giải bài tập để tự lực giải các bài tập ở nhà nên HS phản ứng nhanh nhẹn hơn, hoạt động nhận thức diễn ra nhanh hơn, tích cực hơn, HS đã có đƣợc hình dung về cách giải một bài tập khá rõ ràng nên việc thực hiện các bƣớc đó trong giải bài tập diễn ra nhanh chóng hơn, khả năng tiếp cận và tìm ra hƣớng giải quyết vấn đề cũng nhanh và chính xác hơn.
- Kết quả quan sát các biểu hiện của tính tích cực, tự lực của học sinh qua hai giờ thực nghiệm đƣợc thể hiện trong bảng 3.2.
Bảng 3.2: thống kê biểu hiện của tính tích cực và tự lực của học sinh
Số TT
Dấu hiệu của tính tích cực và tự lực Lớp
TN ĐC
1 Bình quân số lần giơ tay phát biểu bài của 1 HS/tiết 6 2
2 Bình quân số lần HS trả lời đúng những kiến thức đã học 9/10 7/10
3 B/quân số lần HS trả lời đƣợc các câu hỏi tìm tòi, vận dụng 7/10 3/10
4 Bình quân số lần HS đề xuất đƣợc phƣơng pháp giải khác trong một tiết học
2/10 1/10
Nhận xét: Qua bảng tổng hợp số liệu trên cho ta thấy các dấu hiệu nhận biết mức độ tích cực và tự lực của học sinh ở lớp TN cao hơn ở lớp ĐC. Điều này, chứng tỏ tiến trình dạy học ở lớp TN có tác dụng phát huy tính tích cực, tự lực
của học sinh hơn tiến trình dạy học mà giáo viên sử dụng dạy ở lớp đối chứng.
3.5.3.2. Đánh giá định lƣợng thông qua xử lí, phân tích bài kiểm tra bằng phƣơng pháp thống kê phƣơng pháp thống kê
Để đánh giá về mặt định lƣợng, chúng tôi căn cứ vào kết quả của bài kiểm tra (15’) sau giờ bài tập thứ nhất và bài kiểm tra (45’) sau giờ bài tập thứ hai (theo PPCT môn vật lí).
Kết quả của các bài kiểm tra nhƣ sau: (đề bài kiểm tra xin xem phụ lục). * Kết quả bài kiểm tra lần 1
Bảng 3.3: Kết quả kiểm tra lần 1
Lớp Điểm
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
TN 2 3 7 9 13 1
ĐC 2 2 5 13 7 6 0
Giá trị của điểm trung bình nhóm TN: X = 7,89 Giá trị của điểm trung bình nhóm ĐC: Y = 7,11
Bảng 3.4 : Xếp loại kiểm tra lần 1
Lớp Số HS Điểm Kém 1 2 Yếu 3 4 TB 5 6 Khá 7 8 Giỏi 9 10 TN 35 0 0 5 16 14 100% 0 0 14,29 45,71 40,0 ĐC 35 0 2 7 20 6