- HS lớp 10 ở trường THPT chuyên Thái Nguyên và trường THPT chuyên Lê Quý Đôn – tỉnh Điện Biên. Các lớp ĐC và các lớp TN được chọn đều học
chương trình vật lý nâng cao, có sỹ số và lực học tương đương nhau, điều này cho phép đánh giá khách quan những kết quả thu được sau khi TN.
- Trường THPT chuyên Thái Nguyên : lớp TN: Toán 10, lớp ĐC: Hóa 10 - Trường THPT chuyên Lê Quý Đôn :
lớp TN: 10A1 (chuyên toán 1), lớp ĐC: 10A2 (chuyên toán 2) * Chất lượng bộ môn của HS ở các lớp TN và ĐC Bảng 3.1 Đặc điểm chất lượng học tập bộ môn của các lớp TN và ĐC Kết quả học kỳ I môn vật lý lớp 10 Khá, giỏi Trung bình Yếu, kém Trường THPT chuyên Lớp Số HS số HS % số HS % số HS %
Thái Nguyên TN: toán ĐC: hóa 25 25 24 25 96 100 1 0 4 0 0 0 0 0 Lê Quý Đôn TN:10A1
ĐC:10A2 30 30 28 27 93,3 90 2 3 6,7 10 0 0 0 0 3.2.2. Phương pháp TNSP
+ Phương pháp điều tra thu thập thông tin:
Chúng tôi tiến hành điều tra, khảo sát đặc điểm tình hình dạy và học vật lý để tìm hiểu những thông tin cần thiết về lớp TN và lớp ĐC ở các trường THPT chọn làm TNSP.
+ Phương pháp so sánh, đối chứng:
- Tổ chức giảng dạy ở lớp TN theo phương án của đề tài và ở lớp ĐC theo phương án của GV cộng tác tự soạn bình thường theo quy định chung. Do cùng một GV dạỵ
- Tổ chức cho hai lớp ĐC và TN làm bài kiểm tra với cùng một nội dung, cùng khoảng thời gian, đề bài do GV thực hiện đề tài chuẩn bị.
Đối chiếu, so sánh giữa PPDH ở lớp TN và PPDH truyền thống ở lớp ĐC. + Phương pháp quan sát : - Trực tiếp dự giờ các lớp TN và ĐC, quan sát giờ học, ghi nhận đầy đủ các hoạt động của GV và HS. - Tính tích cực, tự lực, sáng tạo của HS trong quá trình học tập. - Kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tế. + Phương pháp trao đổi:
Sau mỗi hoạt động, mỗi giờ học trực tiếp gặp GV công tác, HS để trao đổi, thảo luận kiểm chứng và xử lý các thông tin thu được một cách khách quan. Đồng thời bổ xung, rút kinh nghiệm cho những hoạt động tiếp theọ
+ Phương pháp thống kê toán học :
Xử lý các kết quả thu được nhằm rút ra các kết luận khoa học về đề tài nghiên cứụ
3.3. Phương pháp đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
3.3.1. Căn cứ để đánh giá
* Đánh giá những biểu hiện vềtính sáng tạo của HS trong quá trình học tập
Để đánh giá những biểu hiện này, chúng tôi căn cứ vào việc quan sát thái độ, hành động của các em trong quá trình học tập, cụ thể như sau:
- Số HS tập trung chú ý, tự giác tham gia thực hiện các nhiệm vụ học tập. - Số lần HS phát biểu xây dựng bàị
- Số HS đưa ra các mô hình (giả thuyết), hệ quả lôgic, phương án thực nghiệm. - Số HS tham gia trực tiếp tiến hành thực nghiệm.
- Số HS trả lời đúng các câu hỏi theo yêu cầu ghi nhớ kiến thức cơ bản trong giờ học.
- Số HS vận dụng được kiến thức đã học để dựđoán và giải thích các hiện tượng. - Số HS có khả năng vận dụng kiến thức sáng tạo, độc đáọ
* Đánh giá sự phát triển của tư duy và năng lực vận dụng kiến thức của HS
- Chất lượng các câu trả lời của HS tham gia xây dựng kiến thức của bài học. - Số lượt HS vận dụng được kiến thức đã học để giải các bài toán củng cố kiến thức hoặc vận dụng giải thích các hiện tượng liên quan trong thực tế.
3.3.2. Cách đánh giá, xếp loại
Chúng tôi đánh giá, xếp loại điểm kiểm tra dựa vào thang điểm 10 theo cách xếp loại như sau:
Loại giỏi: điểm 9, 10 Loại yếu: điểm 3, 4 Loại khá: điểm 7, 8 Loại kém: điểm 0, 1, 2 Loại TB: điểm 5, 6
Căn cứ vào kết quả các bài kiểm tra của HS, bằng phương pháp thống kê toán học, xử lý và phân tích kết quả thu được từ TN cho phép đánh giá chất lượng, hiệu quả của quá trình dạy học, chất lượng nắm vững và năng lực vận dụng kiến thức của HS. Qua đó kiểm tra giả thuyết khoa học của đề tàị
3.4. Tiến hành thực nghiệm sư phạm
3.4.1. Công tác chuẩn bị
* Giáo án TN: Do điều kiện thời gian và khuôn khổ của đề tài, chúng tôi chọn ra 3 giáo án trong chương “Các định luật bảo toàn” vật lý 10 nâng cao để tiến hành TN.
Giáo án 1: Định luật bảo toàn động lượng Giáo án 2 : Định luật bảo toàn cơ năng Giáo án 3 : Bài tập về các định luật bảo toàn
* Chọn lớp TN: Chúng tôi lựa chọn 4 lớp để tiến hành TNSP ( trong đó có 2 lớp TN và 2 lớp ĐC ). Các lớp được chọn đều học chương trình vật lý nâng cao, có sỹ số HS xấp xỉ nhau, lực học tương đương nhaụ
* GV cộng tác, thực hiện TN:
+ Nguyễn Ngọc Thắng - GV vật lý trường THPT chuyên Lê Quý Đôn- Điện Biên Những GV cộng tác TN đều là những người có thâm niên công tác, phương pháp giảng dạy và năng lực chuyên môn tốt, nhiệt tình trong công tác. Để đảm bảo khách quan GV cộng tác dạy cả lớp TN và ĐC.
3.4.2. Diễn biến cụ thể các tiến trình dạy học đã soạn thảo Giáo án 1: Định luật bảo toàn động lượng
* Ở lớp ĐC:
GV cộng tác TNSP soạn giáo án, tiến hành bài giảng theo trình tự thiết kế như SGK. Mặc dù GV đã cố gắng đưa ra những câu hỏi gợi mở đối với HS, cho HS thảo luận một số vấn đề song phương pháp giảng dạy chủ yếu là thuyết trình, diễn giảng. HS không chỉ chú ý ghi chép các biến đổi toán học. Việc thảo luận, đưa ra quan điểm, ý kiến riêng của HS là rất ít, chỉ khi nào giáo viên đặt câu hỏi bắt phải trả lời thì các em mới suy nghĩ. Kiến thức được xây dựng không được khắc sâu vào trong nhận thức của HS, các em nhớ một cách máy móc, khi vận dụng định luật bảo toàn động lượng để giải thích hiện tượng súng giật còn bỡ ngỡ, lúng túng. Tuy nhiên GV cũng hoàn thành mục tiêu của bài học và HS thu nhận được kiến thức chỉ ở mức độ nhận biết, ghi nhớ máy móc, năng lực vận dụng kiến thức còn nhiều hạn chế.
* Ở lớp TN :
Do là bài đầu tiên của chương nên giáo viên đã dặn học sinh ôn lại các kiến thức liên quan là định luật II và định luật III Niutơn. Không khí lớp học sôi nổi hẳn lên từ hoạt động thiết lập biểu thức của định luật. Hệ thống câu hỏi gợi mở logic, phù hợp với nhận thức của HS nên các em áp dụng và rút ra định luật không mấy khó khăn. Đặc biệt, khi chuyển sang hoạt động thiết kế phương án kiểm tra, lớp học rất sôi nổị Rất nhiều em đưa ra các ý tưởng của mình để kiểm nghiệm lại định luật, các nhóm còn tranh luận nhau vềưu việt của phương án mà mình đưa rạ Nhóm đưa ra phương án dùng cổng quang điện nêu rằng việc xác định vận tốc sẽ nhanh hơn, ngược lại nhóm đưa ra phương án dùng bộ cần rung nêu lên rằng dụng cụ ít hơn, không yêu cầu mức độ tinh vi, hiện đại mà vẫn có thể kiểm tra được. Các em rất
thích thú với hoạt động kiểm tra bằng phần mềm phân tích video, qua thí nghiệm xử lí trên máy tính, các em nhận rõ ràng là đại bảo toàn là véctơ.Trong hầu hết các hoạt động mà GV đề ra, HS hào hứng tham gia, các nhóm sôi nổi thảo luận, các em rất thích thú khi vận dụng kiến thức bài học vào thực tế, giờ học bớt căng thẳng mà vẫn đảm bảo được hiệu quả. Khi quan sát các ví dụ chuyển động của tên lửa, va chạm của các hạt vi mô trên máy tính, các em khắc sâu rằng định luật bảo toàn động lượng có phạm vi áp dụng rộng hơn định luật II Niutơn. HS hiểu thêm về một quy luật chi phối chuyển động của vật khi tương tác, củng cố niềm tin vào khoa học, biết ứng dụng kiến thức vật lý vào cuộc sống thực tế tạo ra hứng thú bộ môn.
Giáo án 2: Định luật bảo toàn cơ năng
• Ở lớp ĐC :
GV chủ yếu sử dụng phương pháp đàm thoại gợi mở, cùng HS nhắc lại những khái niệm và biểu thức đã học nhằm phát hiện và điều chỉnh những hiểu biết chưa đúng đắn hoặc chưa đầy đủ của HS. GV cũng có sử dụng câu hỏi gợi mở để gợi ý HS khi HS bế tắc, song các câu hỏi gợi mở rất ít. Khi đặt câu hỏi nếu HS không trả lời được thì GV lại chủđộng giải quyết vấn đề.
HS ghi nhớ định luật bảo toàn cơ năng mà không có sự hoài nghi khoa học nào, chấp nhận tất cả những điều thầy đưa ra và coi đó là “mẫu mực”. Tiết học diễn ra đơn điệu, ít có HS giơ tay tự giác tham gia xây dựng bài, khi áp dụng định luật bảo toàn cơ năng vẫn còn nhiều em lúng túng quên không chọn gốc thế năng để tính.
Ở lớp TN :
Lớp được chia nhóm làm cho các em ai cũng thấy mình được giao nhiệm vụ và cần phải đóng góp ý kiến để hoàn thành yêu cầu GV đưa rạ HS biết chọn ví dụ, nêu hiện tượng xảy ra, lựa chọn những ví dụ đơn giản để có thể áp dụng được các công thức tính công của lực được thuận lợị HS có hoài nghi khoa học khi biết cần phải tiến hành kiểm tra kết quả tính toán lý thuyết bằng thực nghiệm. Tư duy sáng tạo bộc lộ rõ khi chính HS là người vừa thiết kế, vừa thi công các phương án thực nghiệm đưa ra, kĩ năng làm thí nghiệm, hợp tác nhóm, trình bày báo cáo kết quả thu
được, của HS tiến bộ rõ rệt. Khi tiến hành đo vận tốc bằng bộ cần rung, các em biết lựa chọn đo khi vật rơi đã ổn định, biết cách chọn gốc thế năng ở điểm thấp hơn để tính cơ năng.
Các mục tiêu về kĩ năng và phát triển năng lực tư duy cơ bản đều đạt được: Tư duy lập luận, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa của HS hơn hẳn lớp ĐC; Hiểu được định luật bảo toàn cơ năng tổng quát cũng như khi áp dụng cho trường hợp trọng lực và lực đàn hồi, vận dụng thành công vào giải các bài tập có lập luận chặt chẽ và chính xác.
Nhận xét sau giờ thực nghiệm sư phạm: Tiến trình dạy học đã soạn thảo phù hợp, HS tham gia tích cực, không khí lớp học sôi nổi, thoải mái, các nhiệm vụđặt ra đa dạng, vừa sức và hấp dẫn đối với HS, thời gian dành cho mỗi hoạt động phù hợp. Ở tiết học thứ hai này HS đã bước đầu bắt nhịp được với PPDH mớị
Giáo án 3: Bài tập về các định luật bảo toàn * Ở lớp ĐC :
Học sinh còn lúng túng khi chưa xác định được đường hướng chung khi giải bài tập theo PP sử dụng các định luật bảo toàn.
Nhiều em lựa chọn giải theo phương pháp động lực học và gặp khó khăn khi biểu diễn lực tác dụng lên các vật trong quá trình chuyển động.
Ở bài tập áp dụng định luật bảo toàn động lượng, HS vẫn nhầm khi chuyển từ phương trình véctơ sang phương trình đại số. Ở bài tập áp dụng bảo toàn cơ năng, các em thường quên chọn gốc thế năng, khả năng diễn đạt vấn đề còn hạn chế.
*Ở lớp TN:
Do được tương tác với thực nghiệm từ các bài lý thuyết, đã tập dượt xử lí, biến đổi biểu thức nên HS có cái nhìn sâu sắc hơn về hiện tượng vật lý trong bàị HS biết dừng lại phân tích hiện tượng xẩy ra, biết lựa chọn phương pháp ngắn gọn hơn cho lời giải bài toán.
3.4.3. Nhận xét chung
Để phát huy năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh, tác giả đã vận dụng phương pháp dạy học nêu vấn đề, và hướng dẫn học sinh tự học. Học sinh được
định hướng, giúp đỡ từng bước để nhận ra vấn đề, đề xuất được các cách giải quyết vấn đề. Trong quá trình làm bài tập, việc hướng dẫn của giáo viên là hết sức quan trọng để giúp cho HS hiểu được bản chất vật lý của hiện tượng, nắm được cách thức phân tích để tìm ra hướng giảị Còn việc giải hoàn thiện bài toán đòi hỏi ở HS tự thực hiện. Việc rèn luyện các kĩ năng và sự sáng tạo được tiếp tục hình thành qua việc giải thêm các bài tập ở nhà của HS.
3.5. Kết quả và xử lý kết quả thực nghiệm sư phạm
3.5.1. Yêu cầu chung về xử lý kết quả TNSP
Các bài kiểm tra viết do chúng tôi chấm theo biểu điểm chung và được thống nhất cùng GV cộng tác TN.
Kết quả thu được được xử lý theo phương pháp thống kê toán học, từđó rút ra các nhận xét, kết luận nhằm kiểm tra, đánh giá giả thuyết mà đề tài đã đặt rạ
Việc xử lý, phân tích kết quả TNSP gồm các bước sau:
- Tập hợp, thu thập thông tin các kết quả định tính những biểu hiện cơ bản của HS trong quá trình học tập ở lớp TN và ĐC, lựa chọn những biểu hiện đã được lựa chọn làm căn cứ.
- Lập bảng thống kê, xếp loại điểm các bài kiểm tra, vẽ biểu đồ học tập theo 5 mức: Giỏi, khá, trung bình, yếu, kém để so sánh kết quả học tập giữa nhóm TN và ĐC.
Tính điểm trung bình cộng của lớp TN và ĐC.
- Lập bảng phân phối tần suất, vẽ đồ thị các đường biểu diễn sự phân phối tần suất của nhóm TN và nhóm ĐC qua mỗi bài kiểm tra để so sánh kết quả học tập.
- Tính toán, lập bảng thống kê các đại lượng sau:
+ Điểm trung bình : i i TN n X X n =∑ i i DC n Y Y n =∑ + Phương sai : ( )2 i 2 TN X S 1 i TN n X n − = − ∑ ( )2 2 1 i i DC DC n Y Y S n − = − ∑ + Độ lệch chuẩn : 2 S δ =
+ Hệ số biến thiên : TN .100% TN V X δ = DC .100% DC V Y δ = + Hệ số Student : ( ) 2 2 TN S tt DC n t X Y S = − + Trong đó : Xi là các giá trịđiểm của nhóm TN. Yi là các giá trị điểm của nhóm ĐC. ni là số học sinh đạt điểm kiểm tra Xi hoặc Yi . nTN , nDC số học sinh của nhóm TN và ĐC. 3.5.2. Kết quả TNSP 3.5.2.1. Kết quả về mức độ hứng thú, tích cực và tính sáng tạo của học sinh.
Đểđánh giá những biểu hiện này, chúng tôi quan sát thái độ, hành động của các em trong quá trình học tập, cụ thể như sau:
- HS rất chú ý, tự giác tham gia thực hiện các nhiệm vụ học tập. Nhiều HS đưa ra các mô hình (giả thuyết), hệ quả lôgic, phương án thực nghiệm.
- HS tích cực tham gia trực tiếp tiến hành thực nghiệm. Các em biết quan sát, đo các đại lượng cần thiết, biết phân tích xử lí kết quảđể rút ra kết luận.
- Số HS vận dụng được kiến thức đã học để dự đoán và giải thích các hiện tượng. Một số HS có khả năng vận dụng kiến thức sáng tạo khi giải bài tập.
Bảng 3.2. Hứng thú và mức độ tích cực của học sinh sau khi thực nghiệm sư phạm
Mức độ không hứng thú (%) Mức độ tích cực (%) Thái độ, tác phong Lớp Không hứng thú Bình thường Hứng thú Không tích cực Tích cực