8. Cấu trúc của luận văn
3.6.1. Bố trí thực nghiệm
3.6.1.1. Thời gian thực nghiệm
Chúng tôi tiến hành thực nghiệm trong năm học 2012 - 2013. Thời gian thực nghiệm từ 20/8/2012 đến 30/11/2012.
Tuần đầu tiên, chúng tôi thực hiện diều tra tình hình dạy và học của giáo viên và học sinh ở một số trường trung học phổ thông thuộc tỉnh Hòa Bình. Đồng thời chúng tôi mời học sinh các lớp thực nghiệm tham gia buổi ngoại khóa tìm hiểu về lí thuyết graph, phương pháp học tập bằng graph, quy trình xây dựng graph nội dung và nhận dạng các loại graph. Sau đó chúng tôi bước vào thực nghiệm chính thức.
3.6.1.2. Giáo án thực nghiệm
Các lớp thực nghiệm và đối chứng đều dạy các bài thuộc chương “Cơ chế di truyền và biến dị”, Sinh học 12 trung học phổ thông, cụ thể như sau:
- Bài 1: Gen, mã di truyền và quá trình nhân đôiADN - Bài 2: Phiên mã và dịch mã
- Bài 3: Điều hòa hoạt động gen - Bài 4: Đột biến gen
- Bài 5: Nhiễm sắc thể và đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể - Bài 6: Đột biến số lượng nhiễm sắc thể
3.6.1.3. Phương pháp thực nghiệm
Thực nghiệm được bố trí theo kiểu song song:
- Các lớp đối chứng: Sử dụng giáo án thiết kế theo hướng dẫn của Bộ - Các lớp thực nghiệm: Sử dụng giáo án được thiết kế theo phương pháp graph kèm các câu hỏi gợi mở, làm việc với sách giáo khoa nhằm phát huy tính tích cực của học sinh.
3.6.1.4. Kiểm tra
Kiểm tra trong thực nghiệm: Tiến hành kiểm tra bằng trong 2 bài thực nghiệm (mỗi bài kiểm tra 15 phút) để đánh giá khả năng nắm vững kiến thức của học sinh. Cụ thể vị trí các lần kiểm tra như sau: Bài kiểm tra I sau khi học xong bài 1, 2, 3; Bài kiểm tra II khi học xong bài 4, 5, 6. (Các bài kiểm tra lần lượt sử dụng đề I, đề II đã trình bày ở phần phụ lục).
Kiểm tra sau thực nghiệm: Tiến hành kiểm tra 2 bài sau thực nghiệm (mỗi bài kiểm tra 15 phút) để đánh giá độ bền kiến thức của học sinh. Sau đó chấm các bài kiểm tra trên thang điểm 10 và so sánh kết quả thu được giữa 2 nhóm lớp thực nghiệm và nhóm lớp đối chứng. Các đề kiểm tra lần lượt là đề III và đề IV (Xem phần phụ lục).
3.6.2. Xử lý số liệu
- Các bài kiểm tra cả nhóm đối chứng và thực nghiệm đều chấm cùng một biểu điểm theo thang điểm 10.
- Kết quả thu được chúng tôi xử lí bằng thống kê toán học. Trình tự được tiến hành cụ thể như sau:
Lập bảng thống kê cho cả 2 nhóm lớp TN và ĐC theo mẫu sau:
Bảng 3.1. Thống kê số bài kiểm tra đạt các điểm từ 1 đến 10 của HS Lớp n Số học sinh (số bài kiểm tra) Xi đạt điểm (ni)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
TN ĐC
Trong đó, n: Số học sinh (số bài kiểm tra) của các lớp TN Và ĐC. Xi: Điểm số theo thang điểm10
ni: Số học sinh (số bài kiểm tra có điểm số là Xi)
Các số liệu thu được từ thực nghiệm sư phạm sẽ được xử lí thống kê toán học với các tham số đặc trưng sau:
- Điểm trung bình (X ): Là tham số xác định giá trị trung bình của dãy số thống kê. X = 1 1 n i i i X f n
- Phương sai (S2): Đánh giá mức độ phân tán các giá trị của biến ngẫu nhiên X xung quanh trị số trung bình của nó. Phương sai càng nhỏ thì độ phân tán càng nhỏ. S2 = 2 1 1 ( ) n i i X X n
- Độ lệch tiêu chuẩn (S): Biểu thị mức độ phân tán của các số liệu quanh giá trị trung bình cộng. S = S2
- Sai số trung bình cộng (m): Biểu thị trung bình phân tán của các giá trị kết quả nghiên cứu. m = S
n
- Hệ số biến thiên (CV): Để so sánh 2 tập hợp có X khác nhau. Nếu hệ số biến thiên càng nhỏ thì độ dao động càng nhỏ, độ tin cậy càng cao.
CV (%) =
X
S .100%
Nếu CV = 0 - 10% : Dao động nhỏ, độ tin cậy cao Nếu CV = 11 - 30% : Dao động trung bình
Nếu CV = 31 - 100% : Dao động lớn, độ tin cậy nhỏ
- Hiệu trung bình (dTN - ĐC): So sánh điểm trung bình cộng của các lớp thực nghiệm và đối chứng trong các lần kiểm tra. dTN-ĐC = X TN - X ĐC
- Độ tin cậy (td): Kiểm định độ tin cậy về chênh lệch của 2 trị số trung bình cộng của TN và ĐC bằng đại lượng kiểm định theo công thức:
td = 1 2 2 2 1 2 1 2 X X S S n n
Giá trị tới hạn của td là t tra trong bảng phân phối Student với = 0,05. Nếu td t thì sự sai khác của các giá trị trung bình giữa các nhóm thực nghiệm và đối chứng là có ý nghĩa.
Nếu td t thì sự sai khác của các trị số giữa các nhóm thực nghiệm và đối chứng là không có ý nghĩa.
Trong đó:
n1, n2 là số học sinh được kiểm tra ở lớp thực nghiệm và lớp đối chứng. S2
1 , S2
S1, S2 là độ lệch chẩn các khối lớp thực nghiệm và đối chứng
1
X , X2 là điểm trung bình của các lớp thực nghiệm và đối chứng fi, xi là số bài kiểm tra đạt điểm tương ứng xi , trong đó 0 xi 10.
3.7. Kết quả thực nghiệm
3.7.1. Kết quả định lượng
3.7.1.1. Phân tích kết quả trong thực nghiệm
Số học sinh các lớp thực nghiệm là 80, học sinh các lớp đối chứng là 80. Sau 2 lần kiểm tra trong thực nghiệm chúng tôi thu được 160 bài của lớp thực nghiệm và 160 bài của lớp đối chứng. Kết quả cụ thể như sau:
Bảng 3.2. Tổng hợp điểm các bài kiểm tra
của các lớp thực nghiệm và đối chứng qua 2 lần kiểm tra trong thực nghiệm Lần
KT số Lớp
Số bài (n)
Số học sinh (số bài kiểm tra) xi đạt điểm (ni) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 I TN 80 0 0 1 5 12 20 30 7 5 0 ĐC 80 0 0 4 8 13 22 29 3 1 0 II TN 80 0 0 0 4 9 18 31 9 7 2 ĐC 80 0 0 2 7 13 14 27 5 2 0 Tổng hợp TN 160 0 0 1 9 21 38 61 16 12 2 ĐC 160 0 0 6 15 26 34 56 8 3 0
Bảng 3.3. So sánh kết quả giữa nhóm thực nghiệm và đối chứng qua 2 lần kiểm tra trong thực nghiệm
Lần KT số Phương án Số bài X m S CV (%) dTN - ĐC td I TN 80 6,410,1 1,354 21,11 0,39 2,67 ĐC 80 6,020,11 1,47 24,42 II TN 80 6,860,09 1,23 17,92 0,74 5,12 ĐC 80 6,120,11 1,484 24,27 Tổng hợp TN 160 6,640,047 1,26 18,95 0,57 3,71 ĐC 160 6,070,055 1,48 24,33
Qua số liệu thống kê ở Bảng 3.3 ta thấy:
- Điểm trung bình cộng qua mỗi lần kiểm tra trong thực nghiệm luôn cao hơn nhóm lớp đối chứng: Lần kiểm tra I, điểm trung bình của nhóm lớp TN là 6,41 so với nhóm lớp ĐC là 6,02. Lần kiểm tra II, điểm trung bình của nhóm lớp TN là 6,86 so với nhóm lớp ĐC là 6,12.
- Hiệu số điểm trung bình cộng giữa nhóm TN và ĐC (dTN - ĐC) lần I là 0,39 và lần II là 0,74 đều lớn hơn 0, chứng tỏ kết quả lĩnh hội kiến thức của học sinh nhóm thực nghiệm tốt hơn nhóm đối chứng.
- Độ dao động xung quanh trị số trung bình cộng của nhóm thực nghiệm (lần I là 0,1 và lần II là 0,09) luôn nhỏ hơn nhóm lớp đối chứng (lần I là 0,11 và lần II là 0,11), chứng tỏ mức độ tập trung điểm quanh trị số trung bình của nhóm lớp thực nghiệm cao hơn so với lớp đối chứng.
- Độ biến thiên (CV) của nhóm thực nghiệm (lần I là 21,11 và lần II là 17,92) thấp hơn so với nhóm lớp đối chứng (lần I là 24,42 và lần II là 24,27), chứng tỏ ở nhóm thực nghiệm ít dao động về kết quả hơn, độ tin cậy cao hơn.
- Độ tin cậy td ở cả 2 lần kiểm tra trong thực nghiệm (lần I là 2,67 và lần II là 5,12) đều lớn hơn giá trị tới hạn t = 1,96 chứng tỏ kết quả lĩnh hội tri thức của nhóm thực nghiệm cao hơn nhóm đối chứng là đáng tin cậy và sự sai khác về kết quả giữa hai nhóm là có ý nghĩa.
Bảng 3.4. Phân loại trình độ HS qua kiểm tra trong thực nghiệm Lần KT Lớp Số bài Yếu, kém (%) xi 4 Trung bình (%) 5xi6 Khá (%) 7xi8 Giỏi (%) 9xi10 I TN 80 7,5 40,0 46,25 6,25 ĐC 80 15,0 43,75 40,0 1,25 II TN 80 5,0 33,75 50,0 11,25 ĐC 80 11,25 33,75 40,0 2,5 Tổng hợp TN 160 6,25 36,87 48,13 8,75 ĐC 160 13,12 37,5 40,0 1,88
Qua Bảng 3.4 tổng hợp 2 lần kiểm tra I và II, cho ta thấy tỷ lệ điểm khá, giỏi của nhóm thực nghiệm (48,13% + 8,75%) cao hơn nhóm đối chứng (40,0% + 1,88%), tỉ lệ điểm yếu, kém và trung bình của nhóm thực nghiệm (6,25% + 36,87%) nhỏ hơn nhóm đối chứng (13,12% + 37,5%), điều này một lần nữa khẳng định ở nhóm thực nghiệm kết quả đạt được trong thực nghiệm cao hơn nhóm đối chứng.
Để thấy rõ hơn kết quả khác nhau giữa hai nhóm đối chứng và thực nghiệm, chúng ta theo dõi Biểu đồ 3.1 về trung bình cộng các điểm trong thực nghiệm giữa hai nhóm:
Biểu đồ 3.1. So sánh kết quả của 2 nhóm thực nghiệm và đối chứng
3.7.1.2. Phân tích kết quả sau thực nghiệm
Kiểm tra 2 lần sau thực nghiệm (lần lượt với đề III và đề IV trình bày ở phần phụ lục) chúng tôi thu được tổng số 160 bài, trong đó 80 bài của học sinh lớp thực nghiệm và 80 bài của học sinh lớp đối chứng. Kết quả cụ thể như sau:
Bảng 3.5. Tổng hợp điểm các bài kiểm tra
của các lớp thực nghiệm và đối chứng qua 2 lần kiểm tra sau thực nghiệm Lân
KT số Lớp
Số bài
Số học sinh (số bài kiểm tra) xi đạt điểm (ni)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 III TN 80 0 0 0 3 11 17 30 10 9 0 ĐC 80 0 0 2 15 16 17 18 8 4 0 IV TN 80 0 0 0 2 10 22 30 10 5 1 ĐC 80 0 0 4 15 18 18 15 7 3 0 Tổng hợp TN 160 0 0 0 5 21 39 60 20 14 1 ĐC 160 0 0 6 30 34 35 33 15 7 0 0 1 2 3 4 5 6 7
Lần kiểm tra I Lần kiểm tra II
Bảng 3.6. So sánh kết quả giữa nhóm thực nghiệm và đối chứng qua 2 lần kiểm tra sau thực nghiệm
Lần KT số Đối tượng Số bài X m S CV (%) dTN - ĐC td III TN 80 6,680,09 1,2 17,98 0,77 5,31 ĐC 80 5,910,11 1,52 25,69 IV TN 80 6,670,085 1,14 17,05 0,97 6,90 ĐC 80 5,70,11 1,47 25,74 Tổng hợp TN 160 6,680,06 1,17 17,52 0,87 5,78 ĐC 160 5,810,08 1,5 25,78
Qua Bảng 3.6 ta thấy: Sau thực nghiệm, mức độ bền vững kiến thức ở nhóm thực nghiệm hơn hẳn nhóm đối chứng, điều đó thể hiện ở:
- Điểm trung bình của các lần kiểm tra sau thực nghiệm của lớp thực nghiệm hầu như không biến đổi (lần III là 6,68 và lần IV là 6,67), còn ở lớp đối chứng thì biến động nhiều hơn (lần III là 5,91 và lần IV là 5,7).
- Độ lệch chuẩn (S) và hệ số biến thiên (CV) của nhóm lớp thực nghiệm (lần III là 1,2 và lần IV là 1,14) đều thấp hơn so với lớp đối chứng (lần III là 1,52 và lần IV là 1,47) ở tất cả các lần kiểm tra. Điều này chứng tỏ hiệu quả vững chắc của bài dạy được thiết kế theo phương pháp graph trong đề tài nghiên cứu.
- Về hiệu trung bình (dTN - ĐC) của lần III là 0,77 và lần IV là 0,97 là một con số đáng kể và đều lớn hơn so với lần I (0,39) và II (0,74), chứng tỏ độ chênh lệch về giá trị điểm trung bình của 2 nhóm thực nghiệm và đối chứng trong khi thực nghiệm và sau khi thực nghiệm là càng ngày càng rõ nét.
- Các giá trị td ở các lần kiểm tra (lần III là 5,31 và lần IV là 6,9) đều lớn hơn giá trị tới hạn t = 1,96 chứng tỏ kết quả lĩnh hội tri thức của nhóm thực
nghiệm cao hơn nhóm đối chứng là đáng tin cậy và sự sai khác về kết quả giữa hai nhóm là có ý nghĩa.
Như vậy, có thể nói việc vận dụng phương pháp graph vào dạy học kết hợp với các câu hỏi gợi mở mang lại hiệu quả cao hơn các phương pháp dạy học thông thường khác.
Bảng 3.7. Phân loại trình độ học sinh qua kiểm tra sau thực nghiệm Lần KT Lớp Số bài Yếu, kém (%) xi 4 Trung bình (%) 5xi6 Khá (%) 7xi8 Giỏi (%) 9xi10 III TN 80 3,75 35,0 50,0 11,25 ĐC 80 21,25 41,25 32,5 5,0 IV TN 80 2,5 40,0 50,0 7,5 ĐC 80 23,75 45,0 27,5 3,75 Tổng hợp TN 160 3,125 37,5 50,0 9,375 ĐC 160 22,5 43,125 30,0 4,375
Qua Bảng 3.7 tổng hợp 2 lần kiểm tra III và IV, cho ta thấy trong lần kiểm tra sau thực nghiệm này, điểm yếu kém ở học sinh nhóm thực nghiệm (3,125%) ít hơn hẳn so với trong thực nghiệm (6,25%), trong khi điểm yếu kém sau thực nghiệm ở học sinh nhóm đối chứng (22,5%) tăng nhiều hơn so với trong thực nghiệm (13,12%). Tỷ lệ khá và giỏi ở học sinh nhóm thực nghiệm tương đối ổn định (trong thực nghiệm là 48,13% + 8,75%, sau thực nghiệm là 50,0% + 9,375%), trong khi tỷ lệ HS khá và giỏi ở nhóm ĐC giảm đáng kể (40,0% + 1,88% giảm xuống còn 30,0% + 43,375%).
Điều đó chứng tỏ phương pháp graph thực sự có hiệu quả trong việc phát triển khả năng lưu giữ thông tin, tăng độ bền kiến thức của HS.
Để thấy rõ hơn kết quả khác nhau giữa hai nhóm thực nghiệm và đối chứng của lần kiểm tra sau thực nghiệm, chúng ta theo dõi Biểu đồ 3.2 về trung bình cộng các điểm kiểm tra:
Biểu đồ 3.2. So sánh kết quả của hai nhóm lớp thực nghiệm và đối chứng
3.7.2. Kết quả định tính
Phân tích định tính các bài kiểm tra theo các tiêu chí sau:
- Mức độ lĩnh hội kiến thức đã học, độ bền kiến thức của học sinh
- Khả năng làm việc độc lập, khả năng hệ thống, khái quát hoá của học sinh.
- Khả năng vận dụng kiến thức trong các tình huống khác nhau của học sinh.
3.7.2.1. Hệ thống các graph được sử dụng trong dạy học
Hệ thống các graph đã lập được đưa vào thực nghiệm đã giúp cho bài học trở nên phong phú hơn, sinh động hơn và thu hút được sự chú ý của học sinh.
Nội dung các graph đưa vào thực nghiệm có những ý nghĩa nhất định. Thông qua tiết học ôn tập chương và quan sát, trao đổi với học sinh, với giáo viên và với các giáo sinh đã dự tiết học chúng tôi nhận thấy:
0 1 2 3 4 5 6 7
Lần kiểm traIII Lần kiểm tra IV
- Việc sử dụng graph vào dạy học đã khắc phục được những khó khăn, hạn chế của GV và HS trong việc dạy và học môn Sinh học, mà cụ thể là chương “Cơ chế di truyền và biến dị”. Đó là vì những nội dung này khó và mới với GV và HS; Cách suy luận không hoàn toàn giống suy luận toán học.
- Thông qua các số liệu về kết quả học tập đã giúp các em học sinh tự nhận biết và đánh giá được lực học của mình.
- Đối với học sinh, việc hệ thống kiến thức giữa các nội dung trong một bài học cũng như trong tổng thể cả chương và cách tìm hướng giải quyết cụ thể đối với từng bài là tương đối khó. Vì vậy việc xây dựng và sử dụng graph nội dung ôn tập chương đã giúp các em bước đầu làm quen với tư duy logic trong ôn tập.
3.7.2.2. Về phương pháp dạy học
- Ta thấy graph dạy học không chỉ là phương tiện giảng dạy của thầy mà điều quan trọng hơn là cung cấp phương pháp cho việc học tập của học sinh tốt hơn.
- Hệ thống các graph hoạt động dạy học giúp giáo viên thực hiện được vai trò người tổ chức hướng dẫn và điều khiển hoạt động nhận thức của học sinh một cách chủ động và linh hoạt.
- Thông qua thực hiện các nhiệm vụ học tập giúp học sinh chủ động hơn, tích cực hơn và hào hứng hơn trong tiết học.