Kiểm tra, đánh giá chất lượng kiến thức của học sinh

Hai cách trên Mathematica đều cho kết quả như nhau

Bài 6: Bài tập ôn chương “Dòng điện xoay chiều”

3.5.4. Kiểm tra, đánh giá chất lượng kiến thức của học sinh

Đánh giá chất lượng nắm vững kiến thức của học sinh. Qua đó, đánh giá tính xác thực của giả thuyết khoa học đã nêu trong đề tài.

3.5.4.2. Đối tượng kiểm tra và hình thức kiểm tra

Chúng tôi cho toàn bộ học sinh của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng làm cùng một đề kiểm tra trong thời gian 20 phút.

3.5.4.3. Nội dung và thang điểm kiểm tra Nội dung bài kiểm tra (20 phút)

Mạch điện xoay chiều gồm một điện trở thuần R = 40, một cuộn thuần cảm có hệ số tự cảm L = 0,254 H và một tụ điện có điện dung C = 63,66Fmắc nối tiếp.

Biết rằng dòng điện qua mạch có biểu thức là i2 2cos314t(A). Biểu diễn đồng thời các vector quay U0R

, U0L , U0C

trên cùng một giản đồ (theo phương pháp Fresnel). Từ đó vẽ vectorU0

, và suy ra biểu thức của u?

Đáp án và thang điểm

Bài của lớp đối chứng

Đáp án Thang

điểm Xác định được  từ biểu thức của i: 100(rad/s)







L, 0,254.100 80

ZL ;







  50

100 . 10 . 66 , 63 1 1

6 



ZC C ,









 R2 (ZL ZC)2 50 Z

) ( 2 2

0 A

I  I 

, U0 I0.Z 2 2.50100 2(V) )

( 2 80 40 . 2 2

0.

0 I R V

U R   

, U0L I0.ZL 2 2.80160 2(V)

, )

( 2 100 50 . 2 2

0.

0 I Z V

U C  C  

Vì biểu thức i2 2cos314tnên ta có )

314 cos(

)

(t U0 t

uR  R tương đương vector quay U0R 2)

314 cos(

)

(  0 

t U

t

uL L tương đương vector quay U0L

2) 314 cos(

)

(  0 

t U

t

uC C tương đương vector quay U0C

Tổng hợp 3 vector U0 U0R U0L U0C





 Dùng công thức

4 3 40

50

tan  80 

 R

Z ZL C

 > 0 suy ra  0,64rad

Suy ra u nhanh pha hơn i một góc là  0,64rad Từ đó suy ra biểu thức của u là:

) )(

64 , 0 100 cos(

2

120 V

u  

Biểu diễn vector quay u.

0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ

0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ

1,0đ 1,0đ 1,0đ 1,0đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ

Tổng điểm 10đ

Bài của lớp thực nghiệm

Đáp án Thang

điểm 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 1,0đ 1,0đ 1,0đ 1,0đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ

Tổng điểm 10đ

Nội dung bài kiểm tra giúp chúng tôi đánh giá mức độ chất lượng kiến thức của học sinh ở 3 mức độ khác nhau:

+ Hiểu các kiến thức đã học.

+ Vận dụng kiến thức vào các tình huống quen thuộc.

+ Vận dụng kiến thức vào các tình huống mới.

3.5.4.4. Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý kết quả kiểm tra Sau khi tổ chức cho học sinh làm bài kiểm tra, chúng tối tiến hành chấm bài và xử lí kết quả thu được từ bài kiểm tra theo phương pháp thống kê toán học: tính các tham số đặc trưng x, S2, S, V, vẽ đồ thị phân bố tần suất và tần suất luỹ tích hội tụ lùi.

+ Trung bình cộng x :



 n

i

xi

N f x

1 1. 1

Với xi là điểm số, fi là tần số, N là tổng số học sinh của lớp.

+ Phương sai S2 và độ lệch chuẩn S là các tham số đo mức độ phân tán của các số liệu quanh giá trị trung bình cộng. S càng nhỏ chứng tỏ số liệu càng ít phân tán.



 

 n

i i i x x N f

S

1

2

2 ( )

1 1

+ Hệ số biến thiên V (chỉ mức độ phân tán của các giá trị xi xung quanh giá trị trung bình cộng x):

S100%

V  x

Bảng 1: Thống kê điểm Lớp Sĩ

số

Điểm Điểm

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TB

TN 36 0 0 0 0 0 3 5 9 12 6 1 7,44

ĐC 37 0 0 0 0 2 4 15 8 6 2 0 6,49

Bảng 2: Xử lí kết quả để tính các tham số

Điểm xi Lớp TN Lớp ĐC

fi (xi x)2 (xi x)2.fi fi (xi x)2 (xi x)2.fi

0 0 0 0

1 0 0 0

2 0 0 0

3 0 0 0

4 0 0 2 6,20 12,04

5 3 5,95 17,85 4 2,22 8,88

6 5 2,07 10,35 15 0,24 3.60

7 9 0,19 1,71 8 0,26 2,08

8 12 0,31 3,72 6 2,28 13,68

9 6 2,43 14,04 2 6,30 12,6

10 1 6,55 6.55 0 12,32 0

 36 54,22 37 52,88

Bảng 3: Tổng hợp các tham số x, S2, S, V Tham số

Lớp x S2 S V (%)

TN 7,44 1,55 1,24 16,66

ĐC 6,49 1,47 1,21 18,64

Bảng 4: Tính tần suất i và tần suất luỹ tích hội tụ lùi 

i

i

- Tần suất: .100% N fi

i 



- Tần suất luỹ tích hội tụ lùi: 

i

i (  i)

Điểm xi

Lớp TN Lớp ĐC

Tần số fi Tần suất

Tần suất luỹ tích



i

i ( %)

Tần số fi Tần suất

Tần suất luỹ tích



i

i ( %)

0 0 0

1 0 0

2 0 0

3 0 0

4 0 2 5,40 5,40

5 3 8,33 8,33 4 10,81 16,21

6 5 13,9 22,23 15 40,54 56,75

7 9 25 47,23 8 21,63 78,38

8 12 33,33 80,56 6 16,22 94,60

9 6 16,67 97,3 2 5,40 100

10 1 2,77 100 0 0 100

Từ bảng trên ta vẽ được đường phân bố tần suất và đường phân bố tần suất luỹ tích hội tụ lùi của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng.

- Đường liền nét ứng với lớp thực nghiệm - Đường gạch gạch ứng với lớp đối chứng

45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Điểm ĐC TN Tần

suất

Hình 3.2: Đồ thị đường phân bố tần suất lũy tích hội tụ lùi

* Đánh giá kết quả

- Điểm trung bình của lớp thực nghiệm (7,44) cao hơn lớp đối chứng (6,49).

- Hệ số biến thiên giá trị điểm số của lớp thực nghiệm (16,66%) nhỏ hơn lớp đối chứng (18,64%) nghĩa là độ phân tán về điểm số quanh điểm trung bình của lớp thực nghiệm là nhỏ hơn lớp đối chứng.

- Đường tần suất luỹ tích hội tụ lùi của lớp thực nghiệm nằm bên phải và ở phía dưới của đường tần suất luỹ tích hội tụ lùi của lớp đối chứng, chứng tỏ chất lượng nắm vững và vận dụng kiến thức của học sinh lớp thực nghiệm cao hơn lớp đối chứng.

* Để trả lời câu hỏi: Kết quả học tập của lớp thực nghiệm có thực sự cao hơn lớp đối chứng hay không, chúng tôi tiến hành phân tích số liệu theo phương pháp thống kê, dùng bài toán kiểm định sự khác nhau của 2 giá trị trung bình.

+ Trước hết, phải kiểm định sự khác nhau của các phương sai S2TN và S2 ĐC. - Chọn mức ý nghĩa  = 0,05.

- Giả thiết H0: Sự khác nhau của hai phương sai của hai mẫu là không có ý nghĩa.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Điểm

100

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

ĐC TN TSLTHL

- Giả thiết H1: Sự khác nhau của hai phương sai của hai mẫu là có ý nghĩa.

- Đại lượng kiểm định F:

2 C 2 TN

1, 47 1,55 0,94 S

SD

F   

- Tra các giá trị F từ bảng phân phối F, ứng với mức  và các bậc tự do:

f1 = 36 , f2 = 35. Ta có F = 1,5

Vì F < F nên ta chấp nhận giả thiết H0 : Sự khác nhau giữa các phương sai là không có ý nghĩa, tức là phương sai mà hai mẫu xuất phát là bằng nhau.

+ Tiếp theo, ta kiểm định sự khác nhau của hai giá trị trung bình x1 7, 44 ; x2 6, 49 với phương sai bằng nhau.

- Chọn xác suất sai lầm  = 0,05.

- Giả thiết H0: Sự khác nhau của hai giá trị trung bình là không có ý nghĩa.

- Giả thiết H1: Sự khác nhau của hai giá trị trung bình là có ý nghĩa.

- Đại lượng kiểm định:

2 1

2 1 2

1 ) .

(

N N

N N S

x t x



 

2 2

1 1 2 2

1 2

( 1). ( 1).

1, 224 2

N S N S

S N N

  

 

 

Do đó, (7, 44 6, 49) 37 36 3, 28

1, 224 37 36

t   x 



Vì N1 + N2 > 60 nên ta tra bảng kiểm định hai phía t với xác suất sai lầm 

= 0,05 ta được t. Vì t > t nên ta bác bỏ giả thiết H0 và chấp nhận giả thiết H1, tức là sự khác nhau giữa hai giá trị trung bình là có ý nghĩa.

Như vậy, qua sự kiểm định trên ta có thể kết luận: Điểm trung bình của lớp thực nghiệm thực sự cao hơn lớp đối chứng.

Qua kết quả phân tích bằng cả định tính và định lượng chúng tôi nhận thấy kết quả học tập ở lớp thực nghiệm khá hơn lớp đối chứng. Điều đó chứng tỏ chất lượng nắm vững kiến thức của học sinh lớp thực nghiệm cao hơn lớp đối chứng.

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3

Qua phân tích diễn biến các giờ thực nghiệm sư phạm và kết quả xử lý bằng phương pháp thống kê toán học điểm bài kiểm tra của học sinh, chúng tôi có một vào nhận xét sau đây:

- Về cơ bản tiến trình dạy học đã soạn thảo tương đối phù hợp với thực tế.

Việc tổ chức các tình huống học tập, những định hướng hành động học tập đúng đắn và kịp thời đã kích thích, lôi cuốn học sinh tham gia vào hoạt động học tích cực, tự chủ tìn tòi giải quyết vấn đề, chiếm lĩnh tri thức, tạo điều kiện cho học sinh tiếp thu kiến thức một cách sâu sắc và vững chắc.

- Trong quá trình học tập, học sinh có điều kiện được trao đổi, được diễn đạt ý kiến của mình. Qua đó, rèn luyện ở học sinh khả năng tư duy logic và phát triển năng lực sáng tạo. Giải BTVL theo phương pháp có sử dụng phần mềm Mathematica của chúng tôi, học sinh đã tăng khả năng tư duy sáng tạo, thiết kế phương án giải, phát triển cách diễn đạt bằng lời, tự tin khi giao tiếp.

- Vì thường xuyên trao đổi thảo luận nên học sinh đã hình thành thói quen dám nói ra và bảo vệ ý kiến của mình trước người khác. Đồng thời, cũng phát triển ở học sinh khả năng suy nghĩ, xử lí tình huống một cách nhanh nhạy.

- Qua cách học tập này học sinh đã biết sử dụng ngôn ngữ vật lí để diễn đạt, mô tả, giải thích một hiện tượng. Biết hình thành một kiến thức vật lý theo con đường nhận thức khoa học.

- Sử dụng hệ thống bài tập giải bằng phần mềm toán học Mathematica do chúng tôi soạn đã kích thích sự suy nghĩ và tính tích cực hoạt động giải quyết của học sinh trong quá trình học tập, bước đầu đem lại hiệu quả trong việc nâng cao chất lượng dạy học. Bên cạnh những kết quả nêu trên, các giáo viên bộ môn Vật lý của trường đều khẳng định sự cần thiết và hiệu quả của hệ thống bài tập có sử dụng phần mềm Mathematica đã đề xuất.

- Kết quả phân tích thực nghiệm sư phạm cho phép khẳng định: Việc tổ chức dạy học theo tiến trình đã soạn thảo cho chất lượng nắm vững kiến thức của học sinh là tốt hơn, đồng thời có khả năng vận dụng linh hoạt các kiến thức đó, bước đầu đem lại hiệu quả trong việc nâng cao chất lượng dạy học, do đó có thể sử dụng để tổ chức hoạt động dạy.

Tuy nhiên chúng tôi cũng nhận thấy rằng còn có một số mặt hạn chế:

- Đối tượng thực nghiệm còn ít, cần phải được mở rộng thêm.

- Việc tiến hành giảng dạy với sự hỗ trợ của phần mềm đòi hỏi nhà trường phổ thông phải có cơ sở vật chất đáp ứng được yêu cầu dạy học như phòng học đa năng có trang bị đầy đủ các thiết bị như máy vi tính, máy chiếu…

Tóm lại, các kết quả thu được trong thực nghiệm sư phạm về cơ bản đã xác nhận giả thuyết khoa học của đề tài.