9. Cấu trỳc của đề tài
3.3.2 Đỏnh giỏ thụng qua kết quả cỏc bài thực hành thớ nghiệm (đỏnh giỏ
định lượng qua bản kế hoạch thớ nghiệm và cỏc bản bỏo cỏo thớ nghiệm)
Bài 1: Chuyển động thẳng đều-Định luật I Newton
KẾ HOẠCHTHÍ NGHIỆM
KHẢOSÁTCHUYỂN ĐỘNGTHẲNG ĐỀU,
ĐỊNHLUẬTINEWTON
Họ và tờn Khúa học/ lớp
1. Tỡm hiểu, thu thập thụng tin
- Theo chƣơng trỡnh vật lớ phổ thụng, khảo sỏt chuyển động thẳng nhanh dần đều, định luật III Newton thƣờng sử dụng cỏc thớ nghiệm vật lớ nào?
- Anh (chị) biết những phƣơng ỏn thớ nghiệm nào liờn quan đến khảo sỏt chuyển động thẳng đều?
Thớ nghiệm Dụng cụ Cỏch tiến hành
2. Xỏc định vấn đề
- Những thớ nghiệm hiện tại cú ƣu/ nhƣợc điểm gỡ?
3. Tỡm ý tƣởng, lựa chọn và đỏnh giỏ (khoảng 250 từ)
(Thảo luận trong nhúm và xõy dựng ý tưởng tiến hành thớ nghiệm)
- Mục đớch tiến hành thớ nghiệm là gỡ?
Khảo sỏt thớ nghiệm ……….. Dạy học cỏc bài ……… - Giả thuyết nghiờn cứu là gỡ?
Nếu ………. (thay đổi cỏc biến độc lập)
Thỡ học sinh sẽ ……….(xỏc định cỏc biến độc phụ thuộc/ quy luật)
- Những biến số cần xỏc định là gỡ?
Biến độc lập/ cỏch đo Biến phụ thuộc/ cỏch xỏc định - Thiết kế thớ nghiệm nhƣ thế nào? (vẽ sơ đồ thớ nghiệm).
- Tiến hành thớ nghiệm nhƣ thế nào? (liệt kờ cỏc bƣớc)
- Những dụng cụ thớ nghiệm cần cú là gỡ? Dụng cụ nào đó cú? Dụng cụ nào cần bổ sung?
- Phƣơng ỏn thu thập số liệu nhƣ thế nào? (kẻ bảng số liệu)
- Phƣơng ỏn xử lớ số liệu nhƣ thế nào?
- Những yếu tố ảnh hƣởng đến độ chớnh xỏc của phộp đo là gỡ? Khắc phục nhƣ thế nào?
- Cần làm gỡ để đảm bảo an toàn trong khi thớ nghiệm?
Bài 2 : Chuyển động thẳng biến đổi đều- Định luật II Newton
KẾ HOẠCHTHÍ NGHIỆM
KHẢOSÁTCHUYỂNĐỘNGTHẲNGNHANHDẦN ĐỀU,
ĐỊNHLUẬTIINEWTON
Họ và tờn Khúa học/ lớp
1. Tỡm hiểu, thu thập thụng tin
- Theo chƣơng trỡnh vật lớ phổ thụng, khảo sỏt chuyển động thẳng nhanh dần đều, định luật III Newton thƣờng sử dụng cỏc thớ nghiệm vật lớ nào?
- Anh (chị) biết những phƣơng ỏn thớ nghiệm nào liờn quan đến khảo sỏt chuyển động thẳng đều?
Thớ nghiệm Dụng cụ Cỏch tiến hành
2. Xỏc định vấn đề
- Những thớ nghiệm hiện tại cú ƣu/ nhƣợc điểm gỡ?
3. Tỡm ý tƣởng, lựa chọn và đỏnh giỏ (khoảng 250 từ)
(Thảo luận trong nhúm và xõy dựng ý tưởng tiến hành thớ nghiệm)
- Mục đớch tiến hành thớ nghiệm là gỡ?
Khảo sỏt thớ nghiệm ……….. Dạy học cỏc bài ……… - Giả thuyết nghiờn cứu là gỡ?
Nếu ………. (thay đổi cỏc biến độc lập)
Thỡ học sinh sẽ ……….(xỏc định cỏc biến độc phụ thuộc/ quy luật)
- Những biến số cần xỏc định là gỡ?
Biến độc lập/ cỏch đo Biến phụ thuộc/ cỏch xỏc định
- Thiết kế thớ nghiệm nhƣ thế nào? (vẽ sơ đồ thớ nghiệm).
- Tiến hành thớ nghiệm nhƣ thế nào? (liệt kờ cỏc bƣớc)
- Những dụng cụ thớ nghiệm cần cú là gỡ? Dụng cụ nào đó cú? Dụng cụ nào cần bổ sung?
- Phƣơng ỏn thu thập số liệu nhƣ thế nào? (kẻ bảng số liệu)
- Phƣơng ỏn xử lớ số liệu nhƣ thế nào?
- Những yếu tố ảnh hƣởng đến độ chớnh xỏc của phộp đo là gỡ? Khắc phục nhƣ thế nào?
- Cần làm gỡ để đảm bảo an toàn trong khi thớ nghiệm?
Bài 3: Rơi tự do- Định luật bảo toàn cơ năng trong trƣờng trọng lực
KẾ HOẠCHTHÍ NGHIỆM
RƠITỰDO–ĐỊNHLUẬTBẢOTOÀNCƠNĂNGTRONGTRƯỜNG
TRỌNGLỰC
Họ và tờn Khúa học/ lớp
1. Tỡm hiểu, thu thập thụng tin
- Theo chƣơng trỡnh vật lớ phổ thụng, khảo sỏt tƣơng tỏc giữa 2 vật, định luật bảo toàn động lƣợng, định luật III Newton thƣờng sử dụng cỏc thớ nghiệm vật lớ nào?
- Anh (chị) biết những phƣơng ỏn thớ nghiệm nào liờn quan đến tƣơng tỏc giữa 2 vật, định luật bảo toàn động lƣợng, định luật III Newton?
Thớ nghiệm Dụng cụ Cỏch tiến hành
2. Xỏc định vấn đề
- Những thớ nghiệm hiện tại cú ƣu/ nhƣợc điểm gỡ?
3. Tỡm ý tƣởng, lựa chọn và đỏnh giỏ (khoảng 250 từ)
(Thảo luận trong nhúm và xõy dựng ý tưởng tiến hành thớ nghiệm)
- Mục đớch tiến hành thớ nghiệm là gỡ?
Khảo sỏt thớ nghiệm ……….. Dạy học cỏc bài ……… - Giả thuyết nghiờn cứu là gỡ?
Nếu ………. (thay đổi cỏc biến độc lập)
Thỡ học sinh sẽ ……….(xỏc định cỏc biến độc phụ thuộc/ quy luật)
- Những biến số cần xỏc định là gỡ?
Biến độc lập/ cỏch đo Biến phụ thuộc/ cỏch xỏc định - Thiết kế thớ nghiệm nhƣ thế nào? (vẽ sơ đồ thớ nghiệm).
- Tiến hành thớ nghiệm nhƣ thế nào? (liệt kờ cỏc bƣớc)
- Những dụng cụ thớ nghiệm cần cú là gỡ? Dụng cụ nào đó cú? Dụng cụ nào cần bổ sung?
- Phƣơng ỏn thu thập số liệu nhƣ thế nào? (kẻ bảng số liệu)
- Phƣơng ỏn xử lớ số liệu nhƣ thế nào?
- Những yếu tố ảnh hƣởng đến độ chớnh xỏc của phộp đo là gỡ? Khắc phục nhƣ thế nào?
- Cần làm gỡ để đảm bảo an toàn trong khi thớ nghiệm?
Sau khi tổ chức cho học sinh làm bỏo cỏo thực hành và chấm bài và xử lý kết quả thu đƣợc theo cỏc phƣơng phỏp thống kờ toỏn học.
+ Bảng thống kờ số điểm.
+ Bảng thống kờ số % học sinh đạt từ điểm xi trở xuống ( bảng tần suất luỹ tớch hội tụ lựi ).
+ Vẽ đƣờng cong tần suất luỹ tớch.
+ Tớnh cỏc tham số thống kờ theo cỏc cụng thức sau: Điểm trung bỡnh X = n 1 i iX n . Phƣơng sai: S2 = 1 ) ( 2 n X x ni i Độ lệch chuẩn : S = 2 S . Hệ số biến thiờn: V = X S . 100%
Cỏc tham số thống kờ t và t0 đƣợc xỏc định theo phộp kiểm định thống kờ. * Thống kờ kết quả ở : Bảng 3.1 - Bảng thống kờ điểm số Điểm số Lớp TS Học sinh 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Đối chứng 47 0 0 5 8 9 11 9 5 0 0 0 Thực nghiệm 47 0 0 0 2 8 20 10 5 2 0 0 Bảng 3.1
* Tiếp theo là :Bảng 3.2 - Bảng thống kờ số hoc sinh đạt từ điểm xitrở xuống (Bảng tần suất luỹ tớch hội tụ lựi)
Tổng số
Số % học sinh đạt từ điểm xi trở xuống
Lớp học sinh 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Đối chứng 47 0 0 10,6 27,6 46,8 70,2 89,4 100 - - - Thực nghiệm 47 0 0 0 4,3 21,2 63,8 85,1 95,7 100 - -
Từ bảng 3.2 chỳng tụi vẽ đƣờng cong tần suất luỹ tớch của hai lớp đối chứng và thực nghiệm ( Trục tung chỉ số % học sinh đạt từ điểm xi trở
xuống, trục hoành chỉ điểm số) ở Hỡnh 3.1 : Đồ thị cỏc đường luỹ tớch
( ---- : Lớp đối chứng ; ___ : Lớp thực nghiệm) Đồ thị các đ-ờng tần suất luỹ tích 0 20 40 60 80 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 xi % Đối chứng Thực nghiệm Hỡnh 3.1
Cỏc tham số thống kờ ở bảng dƣới đõy cho phếp ta kiểm định cỏc phƣơng sai
Bảng 3.3 - Cỏc tham số thống kờ Lớp Tổng sụ HS X S2 S V% Đối chứng 47 4,55 2,30 1,52 33,4% Thực nghiệm 47 5,30 1,30 1,14 21,5% Bảng 3.3
Kiểm định sự khỏc nhau của cỏc phƣơng sai: Mẫu 1: Lớp đối chứng : n1 = 47, 2 1 S = 2,30, X1= 4,55 Mẫu 2: Lớp thực nghiệm n2 = 47, 2 2 S = 1,30 , X2= 5,3 Giả thuyết khụng H
mẫu là khụng cú ý nghĩa " núi cỏch khỏc" phƣơng sai ở cỏc tổng thể chung là bằng nhau: 2
1= 2 2" Giả thuyết đối H1 : 2
1 2 2
Giỏ trị đại lƣợng kiểm định là F = 2 2 2 1 S S = 30 , 1 30 , 2 = 1,76
Giỏ trị tới hạn F = 1,63 theo Bảng 3.4 - Bảng phõn phối F
f1 40 47 50 f2 40 1,69 1,66 47 (1,65) (1,63) (1,62) 50 1.63 1,60 Bảng 3.4
Vỡ F > F nờn giả thuyết H 1 đƣợc chấp nhận, tức là sự khỏc nhau về phƣơng sai của hai mẫu cú ý nghĩa.
* Kiểm định sự khỏc nhau của cỏc trung bỡnh cộng ( từ tổng thể chung cú phƣơng sai khỏc nhau).
Giả thuyết khụng H0 : X1 = X2 ( sự khỏc nhau của cỏc trung bỡnh cộng của hai mẫu là khụng cú ý nghĩa).
Giả thuyết đối H1: X1 X2
Ta chọn xỏc suất sai lầm là = 0,05.
ở trƣờng hợp này do F> F nờn ta dựng đại lƣợng kiểm định là : t = 2 2 2 1 2 1 2 1 n S n S X X
( Cụng thức này ứng dụng với việc ta chọn mẫu 1 là mẫu cú trung bỡnh cộng lớn hơn)
Giỏ trị t đƣợc tớnh theo cụng thức : t = 2 2 1 2 1 2 2 2 2 1 1 2 1 2 S n S n t S n t S n Vỡ ta chọn = 0,05 ta cú t1 = t2 = 2,01 nờn ta cú Bảng 3.5- Bảng phõn phối t 40 47 60 2,02 (2,01) 2,00 Bảng 3.5 (Vỡ cỏc mẫu ở đõy cú n1 = n2 và t1 = t2 ) thay t1 = t2 = 2,01 vào t ta tớnh đƣợc t = 2,01.
Vậy | t | > t đó chứng tỏ sự khỏc nhau giữa cỏc trung bỡnh cộng của hai mẫu là cú ý nghĩa.
Từ bảng tổng hợp cỏc tham số thống kờ, đồ thị cỏc đƣờng luỹ tớch và kết quả cỏc phộp tớnh thống kờ ở trờn cho phộp chỳng tụi rỳt ra kết luận:
- Điểm trung bỡnh cộng của học sinh lớp thực nghiệm (5,30) cao hơn lớp đối chứng (4,55).- Hệ số biến thiờn giỏ trị điểm số của lớp thực nghiệm (21,5%) nhỏ hơn lớp đối chứng (33,4%) nghĩa là: độ phõn tỏn về điểm số quanh điểm trung bỡnh của lớp đối chứng là nhỏ.
- Đồ thị tần số tớch luỹ của lớp thực nghiệm nằm bờn phải và phớa dƣới đồ thị tần số luỹ tớch của lớp đối chứng, điều đú cho thấy kết quả học tập ở lớp thực nghiệm cao hơn lớp đối chứng.
Nhƣ vậy việc tổ chức tiến hành dạy học cỏc bài thớ nghiệm động học và định luật Newton bằng lập trỡnh thớ nghiệm trờn Flash cho học sinh đó đem lại hiệu quả bƣớc đầu trong việc nõng cao chất lƣợng nắm vững kiến thức của học sinh thể hiện ở kết quả học tập của lớp thực nghiệm cao hơn so với lớp đối chứng.
3.4 Kết luận chƣơng 3
Việc thực nghiệm trong một số tiết học ớt ỏi với số lƣợng học sinh hạn chế, chƣa đủ để khẳng định giỏ trị phổ biến của phƣơng phỏp do chỳng tụi đó nờu ra trờn đõy. Tuy nhiờn, những kết quả bƣớc đầu thu đƣợc cú thể chứng tỏ: nếu tổ chức giảng dạy cỏc bài động học và cỏc định luật Newton bằng phƣơng phỏp thực hành thớ nghiệm ảo sẽ tạo hứng thỳ, lụi cuốn học sinh tự tham gia giải quyết cỏc vấn đề học tập, tạo điều kiện tốt cho HS phỏt triển khả năng sỏng tạo về vật lý - kỹ thuật. Đõy là cụng việc cú thể thực hiện đƣợc, phự hợp với trỡnh độ học sinh và điều kiện ở nhà trƣờng phổ thụng hiện nay.
Về mặt định tớnh: Học sinh viờn ở cỏc nhúm thực nghiệm đó tớch cực, chủ động và tự lực hơn khi thực hành thớ nghiệm so với học sinh ở lớp đối chứng. Học sinh tỏ ra rất hứng thỳ và tập trung cao trong giờ thực hành.
Về mặt định lƣợng: Chất lƣợng thực hành thớ nghiệm Vật lý đối với ba bài thớ nghiệm thực hành ảo đó thiết kế của học sinh cỏc nhúm thực nghiệm là cao hơn so với nhúm đối chứng. Điều này đƣợc thể hiện rừ qua kết quả cỏc bài thực hành thớ nghiệm của cỏc nhúm: tỷ lệ % điểm Khỏ, Giỏi ở cỏc nhúm thực nghiệm là cao hơn so với nhúm đối chứng.
Từ kết quả thu đƣợc qua đợt thực nghiệm sƣ phạm, chỳng tụi khẳng định giả thuyết khoa học đƣa ra là phự hợp cả với lý thuyết và cả thực tiễn, đề tài này cú tớnh khả thi.
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
Vấn đề nghiờn cứu xõy dựng cỏc bài thớ nghiệm thực hành Vật lý ảo cho học sinh cỏc trƣờng THPT để phục vụ cho cụng tỏc thực hành giảng dạy là một vấn đề mới mẻ. Qua thời gian nghiờn cứu đề tài” Sử dụng phần mềm Flash MX lập trỡnh thớ nghiệm ảo trong dạy học thớ nghiệm cỏc bài động học và định luật Newton (chƣơng trỡnh giỏo khoa vật lớ lớp 10 THPT)”, tuy khả năng cũn hạn chế nhƣng với sự lỗ lực, cố gắng của bản thõn và sự hƣớng dẫn nhiệt tỡnh của TS Bựi Văn Loỏt nờn nhiệm vụ nghiờn cứu mà luận văn đặt ra đó hoàn thành, mục đớch nghiờn cứu đó đạt nhƣ mong muốn. Kết quả chớnh của luận văn cú thể túm tắt nhƣ sau:
Những kết quả thu đƣợc bao gồm:
- Đó phõn tớch và làm rừ cơ sở lý luận cho việc nghiờn cứu và xõy dựng một số thớ nghiệm thực hành Vật lý ảo hỗ trợ việc dạy và học thực hành thớ nghiệm cỏc bài động học và định luật Newton (chƣơng trỡnh giỏo khoa vật lớ lớp 10 THPT) ở trƣờng THPT.
- Thụng qua nghiờn cứu và sử dụng phần mềm Flash và một số phần mềm khỏc (Snagit,Paint,TotalvideoConverter,....) chỳng tụi đó xõy dựng đƣợc ba bài thớ nghiệm thực hành Vật lý ảo trong dạy học cỏc bài động học và định luật Newton. Đú là:
Bài 1: Chuyển động thẳng đều-Định luật I Newton.
Bài 2 : Chuyển động thẳng biến đổi đều- Định luật II Newton. Bài 3: Rơi tự do- Định luật bảo toàn cơ năng trong trƣờng trọng lực.
- Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm với học sinh lớp 10A1 và 10A2 của trƣờng THPT Đoàn Kết - Hai Bà Trƣng. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm đó kiểm nghiệm tớnh khả thi của việc sử dụng ba bài thớ nghiệm thực hành ảo đó thiết kế để hỗ trợ việc dạy và học cỏc bài động học và định luật Newton ở
- Đƣa ra cỏc nội dung cơ bản cần phải đạt đƣợc khi sử dụng thớ nghiệm trong dạy học Vật lớ nhằm phỏt huy tớnh tớch cực, tự lực của học sinh.
- Đƣa ra mối liờn hệ giữa phần thực hiện thớ nghiệm (thu thập hệ thống đầy đủ dữ liệu thực nghiệm, phõn tớch, xử lớ số liệu thực nghiệm, trỡnh bày mối quan hệ cỏc đại lƣợng nghiờn cứu dƣới cỏc dạng khỏc nhau-biểu bảng, đồ thị...v..v..) với phần sử dụng thớ nghiệm trong việc tổ chức hoạt động nhận thức tớch cực, tự lực và sỏng tạo của học sinh trong quỏ trỡnh tiến hành cỏc bài thớ nghiệm vật lý.
Do thời gian tiến hành nghiờn cứu của một đề tài Luận văn thạc sĩ cú hạn nờn số lần cũng nhƣ số lƣợng học sinh chọn làm thực nghiệm, đối chứng cũn ớt. Mặc dự qua việc phõn tớch định tớnh và sơ bộ phõn tớch định lƣợng cho thấy tớnh khả thi và hiệu quả của cỏc bài thớ nghiệm thực hành ảo đó đƣợc xõy dựng, song nếu thực nghiệm trờn số lƣợng lớn học sinh thỡ việc đỏnh giỏ định lƣợng cú kết quả cao hơn, phổ biến hơn. Tụi xin gửi lời cảm ơn rất nhiều đến TS.Bựi Văn Loỏt và ThS. Phạm Kim Chung đó hƣớng dẫn và giỳp đỡ tụi rất nhiều trong quỏ trỡnh hoàn thành đề tài của mỡnh.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lƣơng Duyờn Bỡnh (Chủ biờn), Nguyễn Xuõn Chi, Tụ Giang, Trần Chớ Minh, Vũ Quang, Bựi Gia Thịnh (2006). Vật lý 10. NXB Giỏo dục.
2. Phạm Kim Chung (2001), Xõy dựng và sử dụng trang Web hỗ trợ dạy và học vật lý ở trường trung học phổ thụng, chương dao động cơ học - Vật lý 12, Luận văn thạc sỹ khoa học Giỏo dục, Đại học Sƣ phạm I, Hà Nội. 3. Phạm Xuõn Quế (2004). Xõy dựng và sử dụng phần mềm dạy học. Tạp chớ
Giỏo dục, số 83.
4. Vũ Trọng Rỹ (2005). Cỏc yờu cầu sư phạm đối với thớ nghiệm ảo – sản phẩm multimedia. Tạp chớ Giỏo dục, số 107.
5. Nguyễn Đức Thõm, Nguyễn Ngọc Hƣng (1999). Tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy học Vật lý. NXB Đại học Quốc gia Hà Nội. 6. Nguyễn Đức Thõm (chủ biờn), Nguyễn Ngọc Hƣng, Phạm Xuõn Quế
(2003), Phương phỏp dạy học Vật lý ở trường phổ thụng. NXB Đại học Sƣ phạm.
7. Phạm Hữu Tũng (2001). Lý luận dạy học Vật lý. NXB Giỏo dục
8. Mai Văn Trinh (2001). Nõng cao hiệu quả dạy học Vật lý ở trường Trung học Phổ thụng nhờ việc sử dụng mỏy vi tớnh và cỏc phương tiện dạy học hiện đại. Luận ỏn tiến sỹ Giỏo dục.