Nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng - Đề tài: Sử dụng thí nghiệm ảo nhằm nâng cao chất lượng học tập của học sinh khi học chương sóng cơ (vật lý 12)

hất định và chính điều này đã hạn chế chất lượng dạy học. Qua tìm hiểu về vai trò và tác dụng của CNTT trong dạy học chúng tôi mạnh dạn chọn: Giải pháp dùng các TN ảo có nội dung phù hợp vào chương " Sóng cơ VL 12" nhằm giúp HS tìm hiểu bản chất, đặc điểm của sóng cơ, sóng âm, sự giao thoa sóng, hiện tượng sóng dừng.
	Nghiên cứu được tiến hành trên hai nhóm tương đương: hai lớp 12 trường THPT Nguyễn Du. Lớp 12A1 là thực nghiệm và 12A2 là lớp đối chứng. Lớp thực nghiệm được thực hiện giải pháp thay thế khi dạy các bài từ 12 – 16 (Vật lý 12). Kết quả cho thấy tác động đã có ảnh hưởng rõ rệt đến kết quả học tập của học sinh: lớp thực nghiệm đã đạt kết quả học tập cao hơn so với lớp đối chứng.
 	Điểm bài kiểm tra đầu ra của lớp thực nghiệm có giá trị trung bình là 7,55; điểm bài kiểm tra đầu ra của lớp đối chứng là 6,75. Kết quả kiểm chứng t-test cho thấy p < 0,05 có nghĩa là có sự khác biệt lớn giữa điểm trung bình của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng. Điều đó chứng minh rằng sử dụng các thí nghiệm ảo đã nâng cao được kết quả học tập của hs lớp 12 khi học vật lý chương " Sóng cơ"
GIỚI THIỆU
Tại trường THPT Nguyễn Du, nhiều giáo viên mới chỉ sử dụng máy tính để soạn giáo án. Số giáo viên biết sử dụng phầm mềm PowerPoint là 35/124 người, nhưng chủ yếu mới dừng lại ở việc biết trình chiếu kênh chữ ít người biết khai thác các hình ảnh động, các video clip, các TN ảo phục vụ cho bài học.
	Qua việc thăm lớp, dự giờ khảo sát trước tác động, chúng tôi thấy giáo viên chỉ sử dụng các thiết bị dạy học thông thường. Mặc dù họ đã cố gắng đưa ra hệ thống câu hỏi gợi mở dẫn dắt học sinh tìm hiểu vấn đề và học sinh đã tích cực suy nghĩ, trả lời câu hỏi của giáo viên, phát hiện và giải quyết vấn đề nhưng sau khi học chương sóng cơ ( VL 12) thì phần nhiều học sinh thuộc bài và làm bài tập một cách máy móc, chưa hiểu sâu sắc về bản chất.
	Để thay đổi hiện trạng trên, đề tài nghiên cứu này đã sử dụng các TN ảo và khai thác nó như là một biện pháp hỗ trợ dạy học tích cực.
	Giải pháp thay thế: Đưa các TN về "Sự truyền pha dao động"; " hình ảnh giao thoa của sóng nước", " mô hình tạo ra sóng dọc, sóng ngang"," Mô tả hiệu ứng Dopple"... Giáo viên chiếu hình ảnh cho học sinh quan sát, nêu hệ thống câu hỏi dẫn dắt giúp học sinh nắm vững kiến thức. 
	Về vấn đề đổi mới PPDH trong đó có ứng dụng CNTT trong dạy học, đã có nhiều bài viết được trình bày trong các hội thảo liên quan. Ví dụ:
- Bài Công nghệ mới với việc dạy và học trong các trường Cao đẳng, Đại học của GS.TSKH. Lâm Quang Thiệp. 
- Bài Những yêu cầu về kiến thức, kĩ năng CNTT đối với người giáo viên của tác giả Đào Thái Lai, Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam.
- Sáng kiến kinh nghiệm: Ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học của cô giáo Trần Ngọc Anh, trường THPT Nguyễn Công trứ - Hà Tĩnh. 
	- Các đề tài : 
 + Ứng dụng CNTT trong dạy học môn vật lý của Thầy Lê Minh Hùng – Trường PT chuyên Hà Tĩnh.
Nhiều báo cáo kinh nghiệm và đề tài khoa học của các thầy cô giáo trường ĐHSP cũng đã đề cập đến vấn đề ứng dụng CNTT trong dạy học.
 Các đề tài, tài liệu trên chủ yếu bàn về sử dụng CNTT như thế nào trong dạy học nói chung mà chưa có tài liệu, đề tài nào đi sâu vào việc sử dụng các Thí nghiệm ảo trong dạy học. 
	Nhóm nghiên cứu chúng tôi muốn có một nghiên cứu cụ thể hơn và đánh giá được hiệu quả của việc đổi mới PPDH thông qua việc sử dụng các TN ảo hỗ trợ cho giáo viên khi dạy loại kiến thức trừu tượng trong các bài học thuộc chương Sóng cơ. 
Vấn đề nghiên cứu: Việc sử dụng các thí nghiệm ảo vào dạy các bài thuộc chương “ Sóng cơ” có nâng cao kết quả học tập của học sinh lớp 12 không?
Giả thuyết nghiên cứu: Sử dụng các thí nghiệm ảo trong dạy học chương “sóng cơ VL 12” sẽ nâng cao kết quả học tập cho học sinh lớp 12 trường THPT Nguyễn Du – Hà tĩnh.
PHƯƠNG PHÁP
a. Khách thể nghiên cứu
	Chúng tôi lựa chọn trường THPT Nguyễn Du vì trường có những điều kiện thuận lợi cho việc nghiên cứu ứng dụng.
* Giáo viên:
Chúng tôi chọn hai trong số giáo viên giảng dạy hai lớp 12 có tuổi đời và tuổi nghề tương đương nhau và đều là giáo viên giỏi cấp tỉnh trong nhiều năm, có lòng nhiệt tình và trách nhiệm cao trong công tác giảng dạy và giáo dục học sinh. 
1. Nguyễn Thị Hằng – Giáo viên dạy lớp 12A1 (Lớp thực nghiệm)
2. Phan Thu Lành – Giáo viên dạy lớp 12A2 (Lớp đối chứng)
	* Học sinh:
 Hai lớp được chọn tham gia nghiên cứu có nhiều điểm tương đồng nhau về tỉ lệ giới tính, dân tộc, số học khá giỏi, số học sinh TB và yếu (không có HS kém). 
b. Thiết kế 
	Chọn hai lớp nguyên vẹn: lớp 12A1 là nhóm thực nghiệm và 12A2 là nhóm đối chứng. Chúng tôi dùng bài kiểm tra 1 tiết ( thuộc chương trước đó) làm bài kiểm tra trước tác động. Kết quả kiểm tra cho thấy điểm trung bình của hai nhóm có sự khác nhau, do đó chúng tôi dùng phép kiểm chứng T-Test để kiểm chứng sự chênh lệch giữa điểm số trung bình của 2 nhóm trước khi tác động.
Kết quả:
Bảng 1. Kiểm chứng để xác định các nhóm tương đương
 Đối chứng
Thực nghiệm 
TBC
6,68
6,65 
p =
0,885
p = 0,885 >> 0,05, từ đó kết luận sự chênh lệch điểm số trung bình của hai nhóm TN và ĐC là không có ý nghĩa, hai nhóm được coi là tương đương. 
	Sử dụng thiết kế 2: Kiểm tra trước và sau tác động đối với các nhóm tương đương (được mô tả ở bảng 2):
Bảng 2. Thiết kế nghiên cứu
Nhóm
Kiểm tra trước TĐ
Tác động
KT sau TĐ
Thực nghiệm
O1
Dạy học có sử dụng các Thí nghiệm ảo
O3
Đối chứng
O2
Dạy học không sử dụng các TN ảo
O4
ở thiết kế này, chứng tôi sử dụng phép kiểm chứng T-Test độc lập
c. Quy trình nghiên cứu
	 * Chuẩn bị bài của giáo viên:
- Cô Lành dạy lớp đối chứng: Thiết kế kế hoạch bài học không sử dụng Thí nghiệm ảo, quy trình chuẩn bị bài như bình thường.
- Nhóm nghiên cứu và Cô Hằng: Thiết kế kế hoạch bài học có sử dụng các thí nghiệm ảo; sưu tầm, lựa chọn thông tin tại các website baigiangdientu bachkim.com, tvtlbachkim.com, giaovien.net... và tham khảo các bài giảng của đồng nghiệp 
* Tiến hành dạy thực nghiệm:
	Thời gian tiến hành thực nghiệm vẫn tuân theo kế hoạch dạy học của nhà trường và theo thời khóa biểu để đảm bảo tính khách quan. Cụ thể là :
Bảng 4. Thời gian thực nghiệm
Trong chương này gồm 12 tiết ( từ tiét 23 đến tiêt 34: 2 tiét thực hành, 2 tiết bài tập, 8 tiết lý thuyết).
d. Đo lường
Bài kiểm tra trước tác động là bài kiểm tra chương “ Dao động cơ học”.	 Bài kiểm tra sau tác động gồm 20 câu hỏi ( Hình thức: TNKQ. Tạo ra 4 mã đề khác nhau từ ngân hàng câu hỏi nguồn đã sử dụng phần mềm trộn đề thi TN. Mức độ nhận biết 30%, hiểu 40%, vận dụng 30%). các câu hỏi được lấy từ “ tài liệu ôn thi TNTHPT của Bộ GD và các đề thi ĐH, CĐ”
	* Tiến hành kiểm tra và chấm bài
Sau khi thực hiện dạy xong các bài học trên, chúng tôi tiến hành bài kiểm tra 1 tiết (nội dung kiểm tra trình bày ở phần phụ lục.). 
 Sau đó nhóm nghiên cứu cùng 2 cô giáo tiến hành chấm bài theo đáp án đã xây dựng.
PHÂN TÍCH DỮ LIỆU VÀ KẾT QUẢ
Bảng 4. So sánh điểm trung bình bài kiểm tra sau tác động
Đối chứng
Thực nghiệm
ĐTB
6,75
7,55
Độ lệch chuẩn
1,48
1,17
Giá trị P của T- test
0,0399
Chênh lệch giá trị TB chuẩn (SMD)
0,54
Như trên đã chứng minh rằng kết quả 2 nhóm trước tác động là tương đương. Sau tác động kiểm chứng chênh lệch ĐTB bằng T-Test cho kết quả P = 0,00399, cho thấy: sự chênh lệch giữa ĐTB nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng rất có ý nghĩa, tức là chênh lệch kết quả ĐTB nhóm thực nghiệm cao hơn ĐTB nhóm đối chứng là không ngẫu nhiên mà do kết quả của tác động. 
Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn SMD = 0,54. Điều đó cho thấy mức độ ảnh hưởng của dạy học có sử dụng thí nghiệm ảo của nhóm thực nghiệm là trung bình.
BÀN LUẬN
Kết quả của bài kiểm tra sau tác động của nhóm thực nghiệm là TBC= 7, 55 kết quả bài kiểm tra tương ứng của nhóm đối chứng là TBC = 6,75. Độ chênh lệch điểm số giữa hai nhóm là 0,8; Điều đó cho thấy điểm TBC của hai lớp đối chứng và thực nghiệm đã có sự khác biệt rõ rệt, lớp được tác động có điểm TBC cao hơn lớp đối chứng.
Chênh lệch giá trị trung bình chuẩn của hai bài kiểm tra là SMD = 0,54. Điều này có nghĩa mức độ ảnh hưởng của tác động là trung bình. 
Phép kiểm chứng T-test ĐTB sau tác động của hai lớp là p=0.0399 < 0.05. Kết quả này khẳng định sự chênh lệch ĐTB của hai nhóm không phải là do ngẫu nhiên mà là do tác động. 
* Hạn chế: 
Nghiên cứu này sử dụng các thí nghiệm ảo là một giải pháp rất tốt nhưng để sử dụng có hiệu quả, người giáo viên cần phải có trình độ về công nghệ thông tin, có kĩ năng thiết kế giáo án điện tử, biết khai thác và sử dụng các nguồn thông tin trên mạng Internet, biết thiết kế kế hoạch bài học hợp lí.
KẾT LUẬN VÀ khuyẾn NGHỊ 
* Kết luận:
 	Việc sử dụng các thí nghiệm ảo vào giảng dạy nội dung chương “sóng cơ ” môn vật lý lớp 12 ở trường THPT Nguyễn Du – Hà Tĩnh đã nâng cao hiệu quả học tập của học sinh. 
* Khuyến nghị
	Đối với các cấp lãnh đạo: cần quan tâm về cơ sở vật chất như trang thiết bị máy tính, máy chiếu Projector hoặc ti vi màn hình rộng có bộ kết nối... cho các nhà trường. Mở các lớp bồi dưỡng ứng dụng CNTT, khuyến khích và động viên giáo viên áp dụng CNTT vào dạy học.
	Đối với giáo viên: không ngừng tự học, tự bồi dưỡng để hiểu biết về CNTT, biết khai thác thông tin trên mạng Internet, có kĩ năng sử dụng thành thạo các trang thiết bị dạy học hiện đại.
	Với kết quả của đề tài này, chúng tôi mong rằng các bạn đồng nghiệp quan tâm, chia sẻ và đặc biệt là đối với giáo viên THPT có thể ứng dụng đề tài này vào việc dạy học không chỉ ở môn Vật lý mà còn thực hiện ở các môn Hoá học, Sinh vật để tạo hứng thú và nâng cao kết quả học tập cho học sinh.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. C. Tan, C. (2008) Tài liệu tập huấn Nâng cao năng lực nghiên cứu khoa học dành cho giảng viên sư phạm 14 tỉnh miền núi phía bắc Việt Nam. Dự án Việt Bỉ - Bộ GD&ĐT.
[2]. Nguyễn Ngọc Quang . Đổi mới phương pháp dạy hoc NXBGD. 2007
[3]. Nguyễn Quang Lạc. Sử dụng Công nghệ thông tin trong dạy hoc NXBGD. 2008.
[4]. Mạng Internet:  ; thuvientailieu.bachkim.com ; thuvienbaigiangdientu.bachkim.com; giaovien.net ....
Cửa lò, ngày 7 tháng 11 năm 2009 
Nhóm tác giả