Qua quá trình thực nghiệm sư phạm hệ thống các bài tập đã soạn thảo có áp dụng hoạt động hướng dẫn và tổ chức hoạt động giải bài tập theo hướng tích cực hóa hoạt động của học sinh đã giúp cho học sinh nắm vững kiến thức và góp phần phát huy được tính tích cực, năng lực tự chủ, năng lực sáng tạo. Thông qua phương pháp quan sát hoạt động của học sinh trong các giờ dạy thực nghiệm, chúng tôi thu được một số kết quả.
* Tại lớp thực nghiệm.
- Học sinh được đặt vào vị trí có vai trò là chủ thể của hoạt động giải bài tập; có nhiều cơ hội để phát biểu, bày tỏ chính kiến của mình về các vấn đề cụ thể, do đó đã gợi sự tò mò và lòng ham hiểu biết của học sinh.
- Học sinh được giải quyết hệ thống bài tập theo mức độ tư duy từ dễ đến khó, giúp hình thành thói quen tư duy và phương pháp giải các bài tập tương tự. Nhờ đó, hình thành ở học sinh thói quen suy nghĩ trong việc đọc, tóm tắt cũng như tìm ra mối liên hệ giữa các đại lượng được đề cập trong bài toán. Từ đó, học sinh tích cực tham gia, tự lực giải quyết bài tập đặt ra.
Vì các bài tập được phân bố theo các tiết học trên lớp, nên hầu hết học sinh xác định vận dụng kiến thức trong bài học hôm đó và kiến thức trong tiết trước đề làm bài tập.
- Trước một bài tập cụ thể, học sinh hai lớp thực nghiệm có thói quen xác định được rõ các đại lượng đã biết và chỉ ra được đại lượng phải tìm, đồng thời xác định tốt các mối liên hệ cơ bản giữa các đại lượng đã cho. Do vậy,
học sinh trình bày lời giải một bài tập cụ thể lôgic, thể hiện rõ mạch tư duy về bài tập đó.
- Từ hệ thống bài tập và theo yêu cầu của giáo viên, học sinh phải tự phân tích và tìm ra kiến thức cần vận dụng. Học sinh cố gắng suy nghĩ để tìm cho mình hướng giải quyết tốt nhất bài tập mà thầy cô giao. Điều đó góp phần rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng kiến thức đã học trong tình huống cụ thể, từ đó vận dụng trong những tình huống biến đổi do giáo viên đặt ra yêu cầu mức độ nhận thức cao hơn của học sinh: tính sáng tạo.
- Việc tổ chức, hướng dẫn hoạt động giải bài tập luôn hướng tới giúp học sinh tự lực, vận dụng linh hoạt kiến thức đã học. Trong các giờ bài tập đa số học sinh đã tham gia tích cực vào hoạt động giải bài tập. Tuy nhiên, có khoảng 1/3 số học sinh vẫn thụ động, không tham gia tích cực vào hoạt động giải bài tập. - Thành công lớn nhất ở lớp thực nghiệm là học sinh đã hình thành được thói quen tư duy trong việc giải bài tập vật lí của một lượng kiến thức mới (chương Dao động cơ), học sinh xác định được ngay các đại lượng đã cho trong bài toán và mối liên hệ giữa các đại lượng ấy. Phần lớn học sinh có sự thích thú với việc giải quyết bài tập vật lí và tự giác tham gia tích cực vào hoạt động giải bài tập vật lí.
* Lớp đối chứng.
- Mức độ tích cực của học sinh tham gia vào hoạt động giải bài tập không rõ rệt. Số lượng các bài tập mà giáo viên đưa ra học sinh thường không giải quyết hết.
Khi đưa ra hệ thống bài tập không theo hệ thống, học sinh vận dụng kiến thức máy móc và thường lúng túng trong những tình huống biến đổi yêu cầu sự sáng tạo.
Học sinh gặp khó khăn khi xác định kiến thức nào, hay định luật nào cần áp dụng đối với bài toán, do đó, trong việc tóm tắt bài toán, thường tóm tắt một cách máy móc về kí hiệu các đại lượng đã cho, và thường thì chỉ dừng
đại lượng đã biết nhưng lại hầu như không suy nghĩ tiếp xem đại lượng cần tìm là gì và giữa các đại lượng đã biết ấy có mối liên hệ gì với nhau.
Đồng thời, khi không phân theo các dạng bài tập lớn, học sinh khó khăn trong việc xác định xem cần áp dụng những kiến thức nào để giải một bài tập cụ thể. Mặc dù học sinh cũng giải quyết được bài toán ở dạng quen thuộc nhưng sự trình bày lời giải thường không lôgic, lời giải thường được trình bày theo trí nhớ về bài tập quen thuộc đã biết.
Ngoài ra, khi tiến hành kiểm tra bài 45 phút, chúng tôi thấy có sự khác nhau về chất lượng bài làm. Sự khác nhau đó được phân tích bằng phương pháp thống kê toán học.
3.3.2. Kết quả thực nghiệm sư phạm của các lớp TN và ĐC
Để có căn cứ đánh giá chúng tôi đã soạn thảo và tổ chức cho học sinh làm bài kiểm tra và tự luận với thời gian 45 phút sau khi kết thúc phần: “một số bài tập dao động cơ”. Nội dung bài kiểm tra bao gồm một số kiến thức cơ bản mà học sinh phải nắm vững và phải vận dụng được nội dung bài kiểm tra, cũng có tác dụng giúp chúng tôi một lần nữa thẩm định lại những khó khăn, sai lầm của học sinh mà chúng tôi tìm hiểu trước đó, đồng thời qua đó làm căn cứ đánh giá năng lực giải quyết vấn đề, tư duy vật lý và tính sáng tạo của học sinh (Đề và đáp án bài kiểm tra được trình bày ở phụ lục).
* Phân tích số liệu
Sau khi tổ chức cho học sinh làm bài kiểm tra viết chúng tôi tiến hành chấm bài và xử lí kết quả thu được theo các phương pháp thống kê toán học.
+ Bảng thống kê số điểm
+ Vẽ đường cong tần suất luỹ tích và đường phân bố tần suất. + Tính các tham số thống kê theo các công thức sau:
* Trung bình cộng: Tham số đặc trưng cho vị trí của đại lượng nghiên cứu. Với điểm kiểm tra, đây là thông số đánh giá kết quả học tập trung bình của lớp học. Trung bình cộng được xác định theo công thức sau:
i i i n X n X Trong đó ni là số học sinh có điểm là Xi.* Phương sai (S2), độ lệch chuẩn (S): Tham số đo mức độ phân tán của các số liệu quanh giá trị trung bình cộng:
1 ) ( 2 2
n X X n S i i Với n thể tích mẫu.Độ lệch chuẩn được xác định theo công thức sau: 2
S S
Giá trị S càng nhỏ chứng tỏ số liệu càng ít phân tán, mà tập trung xung quanh giá trị trung bình với mức độ cao.
* Hệ số biến thiên (V): Trong trường hợp hai bảng số liệu có giá trị trung bình cộng khác nhau, người ta so sánh mức độ phân tán của các số liệu đó bằng hệ số biến thiên. Nhóm nào có hệ số biến thiên V nhỏ hơn sẽ có chất lượng đồng đều hơn. Hệ số biến thiên V được xác định theo công thức sau:
.100%
X S V
Nếu V < 30%: Độ dao động nhỏ, kết quả đáng tin cậy.
Nếu V > 30%: Độ dao động lớn, kết quả không đáng tin cậy. * Sai số trung bình cộng ():
n
S
So sánh chất lượng của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng ta xét 2 trường hợp sau: Khi hai bảng số liệu có X bằng nhau thì ta tính độ lệch chuẩn S, nhóm nào có độ lệch chuẩn S bé hơn thì nhóm đó có chất lượng tốt hơn. Khi hai bảng số liệu có X khác nhau, thì so sánh mức độ phân tán của các số liệu bằng hệ số biến thiên V. Nhóm nào có V nhỏ hơn thì nhóm đó có chất lượng đồng đều hơn và nhóm nào có X lớn hơn thì có trình độ cao hơn (chất lượng tốt hơn).
* Thống kê kết quả bài kiểm tra: (lớp 12A; 12B trường THPT Phúc Thành là nhóm thực nghiệm và đối chứng) Bảng 3.1. Bảng thống kê điểm số (lớp 12A; 12B trường THPT Phúc Thành ) Lớp Số HS Điểm số Điểm trung bình 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12A Thực nghiệm 53 0 0 1 1 1 0 2 14 17 15 2 7,92 12B Đối chứng 48 0 0 1 1 0 12 7 10 13 4 0 6,60 Bảng 3.2. Xử lí kết quả (lớp 12A; 12B trường THPT Phúc Thành)
Lớp 12A (thực nghiệm) Lớp 12B (đối chứng) Xi fiN
Xi X
2 X Xi fiN
2 X Xi Xi fiC
Xi X
2 X Xi fiC
2 X Xi 2 1 -5,92 35.04 35.04 2 1 -4,6 21,16 21.16 3 1 -4,92 24,2 24,2 3 1 -3,6 12,96 12,96 4 1 -3,92 15.36 15.36 4 0 -2,6 6,76 0 5 0 -2,92 8.52 0 5 12 -1,6 2,56 30,72 6 2 -1,92 3,68 7,37 6 7 -0,6 0,36 2,52 7 14 -0,92 0,85 11,9 7 10 0,4 0,16 1,6 8 17 0,08 0,064 0,109 8 13 1,4 1,96 25,48 9 15 1,08 1,17 17,5 9 4 2,4 5,76 23,04 10 2 2,08 4,32 8.64 1 0 0 3,4 11,56 0 53 48 Bảng 3.3. Các tham số đặc trƣngTham số
Đối tượng X S2 S V
Lớp 12A(thực nghiệm) 7,92 2.31 1,51 19,06%
Lớp 12B(đối chứng) 6,6 2,49 1,57 23,78%
Bảng 3.4. Bảng tần suất và tần suất lũy tích
(lớp 12A; 12B trường THPT Phúc Thành )
Điểm Xi
Lớp 12A(thực nghiệm) Lớp 12B(đối chứng) Tần số fiN Tần suất N(i)%=fiN/NN Tần suất lũy tích N()% Tần số fiC Tần suất C(i)%=fiC/NC Tần suất lũy tích C()% 2 1 1,89 1,89 1 2.08 2,08 3 1 1,89 3,77 1 2,08 4,16 4 1 1,89 5,66 0 0 4,16 5 0 0 5,66 12 25 29,17 6 2 3,77 9,43 7 14,5 43,75 7 14 26,4 35,85 10 20,8 64,6 8 17 32,1 67,9 13 27,08 91,67 9 15 28,3 96,23 4 8.33 100,00 10 2 3,77 100,00 0 0 100,00 53 100,00 48 100,00
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Điểm số Tần su ất Thực nghiệm 1.89 1.89 1.89 0 3.77 26.4 32.1 28.3 3.77 Đối chứng 2.08 2.08 0 25 14.5 20.8 27.1 8.33 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Hình 3.1. Đƣờng phân bố tần suất (lớp 12A; 12B trường THPT Phúc Thành ) 0 20 40 60 80 100 Điểm số T ần su ất lũ y tí ch Thực nghiệm 1.89 3.77 5.66 5.66 9.43 35.85 67.9 96.23 100 Đối chứng 2.08 4.16 4.16 29.17 43.75 64.6 91.67 100 100 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Hình 3.2. Đƣờng phân bố tần suất lũy tích (hội tụ lùi i () %)
Nhận xét:
Từ kết quả thực nghiệm sư phạm ta thấy:
- Điểm trung bình cộng của học sinh lớp thực nghiệm cao hơn lớp đối chứng
- Tỉ lệ % HS đạt điểm khá, giỏi ở các lớp thực nghiệm luôn cao hơn lớp đối chứng
- Tỉ lệ % HS đạt điểm yếu, kém của lớp thực nghiệm luôn thấp hơn lớp đối chứng
- Hệ số phân tán STN < SĐC, chứng tỏ điểm số của lớp thực nghiệm ít phân tán hơn lớp đối chứng. Như vậy chất lượng của các lớp thực nghiệm là đồng đều hơn.
- Hệ số biến thiên giá trị điểm số của lớp thực nghiệm nhỏ hơn lớp đối chứng nghĩa là: độ phân tán về điểm số quanh điểm trung bình của lớp thực nghiẹm là nhỏ hơn lớp đối chứng.
- Đồ thị đường phân bố tần suất của lớp thực nghiệm luôn nằm bên phải đồ thị phân bố tần suất của lớp đối chứng. Đồ thị tần suất tích lũy của lớp thực nghiệm luôn nằm dưới đồ thị tần suất tích lũy của lớp đối chứng.
Như vậy, xét về mặt định lượng việc tổ chức tiến hành dạy học: "một số bài tập dao động cơ" theo hướng phát huy tính tích cực của người học đã đem lại hiệu quả bước đầu trong việc nâng cao chất lượng nắm vững kiến thức của học sinh.
Kết luận chƣơng 3
Quá trình thực nghiệm cũng cho thấy, đối với lớp thực nghiệm, sự phân
hoá trong học sinh rất rõ ràng. Những học sinh có thái độ tích cực và trách
nhiệm cao trong quá trình học tập của mình thì đạt điểm cao, số lượng học
sinh này nhiều hơn ở lớp đồi chứng (học theo phương pháp thông thường).
Ngược lại, những học sinh ít có tinh thần trách nhiệm với tiến trình học tập
của mình thì đạt điểm rất thấp, số lượng học sinh này ở lớp thực nghiệm lại
nhiều hơn lớp đối chứng. Khảo sát đồ thị các đường tần suất luỹ tích cho thấy
phần lớn đường thực nghiệm lệch về phía phải, chứng tỏ với sự hỗ trợ của
phần mềm, đã thu hút được đa số học sinh tích cực, tự lực giải quyết vấn đề.
Trong quá trình thực nghiệm, chúng tôi nhận thấy, trong việc tổ chức lớp học,
tổ chức các nhóm và thảo luận chung, sự chỉ đạo và can thiệp thích hợp của
giáo viên có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc tổ chức, định hướng hoạt
động nhận thức của học sinh.
Nhiệm vụ của giáo viên là khuyến khích học sinh học tập, nhưng chính học sinh phải thực hiện việc học tập. Phương tiện quan trọng để giáo viên định hướng hành động nhận thức của học sinh là câu hỏi mà giáo viên đưa ra thảo luận. Để cho câu hỏi thực hiện chức năng định hướng hành động nhận thức của học sinh, các câu hỏi phải đạt được những yêu cầu cơ bản, những tiêu chuẩn chung để đánh giá chất lượng câu hỏi:
- Câu hỏi phải được diễn đạt chính xác cả về ngữ pháp và nội dung khoa học.
- Câu hỏi phải diễn đạt chính xác điều định hỏi.
- Nội dung câu hỏi phải đáp ứng đúng đòi hỏi của sự định hướng hành động của học sinh trong tình huống đang xét.
- Câu hỏi phải vừa sức học sinh.
Vấn đề tạo ra nhu cầu nhận thức rất quan trọng, theo cách trong đó học sinh không chỉ tiếp thu yêu cầu mà còn có thể hành động theo các đòi hỏi đó để thực hiện suy nghĩ ở mức cao, áp lực về thời gian làm cho giáo viên không
giành đủ thời gian cho họ sinh khám phá, tìm tòi. Ngoài ra, giáo viên phải có khả năng giám sát từng học sinh, khi nào thì can thiệp và khi nào thì để cho các học sinh tự hoạt động. Những công việc đó đòi hỏi sức lực của giáo viên đôi khi làm cho giáo viên mệt mỏi, không tương tác với học sinh thường xuyên mà chỉ cầu đến các kỹ năng, hứng thú tự nhiên của học sinh. Học sinh có thói quen phụ thuộc vào sự trình diễn của giáo viên, sự phụ thuộc vào các giải thích này ít có bằng chứng là học sinh đang tư duy một cách sáng tạo. Vai trò của giáo viên là điều khiển các tình huống học tập, khuyến khích các thái độ làm việc và các cách làm việc rất cụ thể để xây dựng môi trường học tập. Chiến lược của giáo viên khuyến khích học sinh suy nghĩ về tiến trình học tập, xây dựng tinh thần trách nhiệm của học sinh đối với việc học tập của riêng mình, để đạt được điều này đòi hỏi nỗ lực rất lớn của giáo viên.
KẾT LUẬN 1. Kết quả đa ̣t đƣợc của đề tài
Dựa trên mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu và giả thuyết khoa học đã đặt ra, đề tài đã thực hiện những công việc như sau:
- Nghiên cứu cơ sở lý luận của phƣơng pháp mô hình hóa, trong đó tập trung vào các mô hình lý tƣởng, mô hình kí hiệu, đồ thị, hình ảnh, quy luật vận động, biến đổi của đối tƣợng Vật lý.
- Nghiên cứu nội dung dạy học thuộc phần Dao động cơ trong chƣơng trình Vật lý phổ thông.
- Nghiên cứu phƣơng pháp xây dựng mô hình bằng phần mềm Matlab. - TNSP để đánh giá hiệu quả của phƣơng pháp giảng dạy sử dụng mô hình đƣợc thiết kế bằng Matlab.
Kết quả của công việc đã đạt được như sau:
Đề tài đã nêu rõ được hê ̣ thống cơ sở lý luâ ̣n về sử du ̣ng phương pháp dạy học sử dụng mô hình , đặc biệt là các mô hình lý tưởng , kí hiệu, đồ thị được xây dựng bằng phần mềm Matlab trong da ̣y ho ̣c Vâ ̣t lý ở trường phổ thông.
Nghiên cứu đầy đủ các nội dung dạy học phần Dao động cơ trong chương trình Vật lý phổ thông trung học.
Xây dựng thành công một số mô hình ảo phục vụ công tác giảng dạy với sự hỗ trợ của phần mềm Matlab.
Thông qua việc sử dụng mô hình dưới sự tổ chức dạy học của thầy giáo, HS đã có cơ hội tốt hơn để rèn luyện tư duy đối thoại, phê phán, sáng
