Xây dựng và sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học chương "Cơ chế di truyền và biến dị" Sinh học 12 trung học phổ thông với sự hỗ trợ của phần mềm CMAP TOOLS Trần Thị Thu Hường Trường
Trang 1Xây dựng và sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học chương "Cơ chế di truyền và biến dị" Sinh học 12 trung học phổ thông với sự hỗ trợ
của phần mềm CMAP TOOLS
Trần Thị Thu Hường
Trường Đại học Giáo dục
Luận văn ThS Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học (bộ môn Sinh
học)
Mã số 60 14 10 Người hướng dẫn: PGS.TS Dương Tiến Sỹ
Năm bảo vệ: 2013
Abstract Hệ thống hóa cơ sở lý thuyết về bản đồ khái niệm (BĐKN) trong dạy học
Điều tra thực trạng dạy và học khái niệm Sinh học ở trường THPT Nghiên cứu khả năng ứng dụng của phần mềm Cmap Tools trong dạy học Sinh học, cụ thể hóa quy trình xây dựng BĐKN bằng phần mềm để xây dựng hệ thống BĐKN ở chương Cơ chế
di truyền và biến dị Đề xuất phương pháp sử dụng BĐKN để dạy học chương Cơ chế
di truyền và biến dị ở trường THPT Thiết kế giáo án mẫu có sử dụng BĐKN cho chương Cơ chế di truyền và biến dị rồi đưa vào thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá
hiệu quả và tính khả thi của đề tài
Keywords Sinh học; Bản đồ khái niệm; Phương pháp giảng dạy; Di truyền; Biến dị; Phần mềm CMAP TOOLS
Content
MỞ ĐẦU
1 Lý do chọn đề tài
1.1 Xuất phát từ tính cấp thiết của việc đổi mới phương pháp dạy học trong trường phổ thông hiện nay
Với sự phát triển mạnh mẽ khoa học - công nghệ trở thành động lực cơ bản của sự phát triển kinh tế - xã hội Giáo dục là nền tảng của sự phát triển khoa học - công nghệ, phát
Trang 2triển nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu của xã hội hiện đại và đóng vai trò chủ yếu trong việc nâng cao ý thức dân tộc, tinh thần trách nhiệm và năng lực của các thế hệ hiện nay và mai sau
Đổi mới giáo dục đang diễn ra trên quy mô toàn cầu Bối cảnh trên tạo nên những thay đổi sâu sắc trong giáo dục, từ quan niệm về chất lượng giáo dục, xây dựng nhân cách người học đến cách tổ chức quá trình và hệ thống giáo dục Trong đó phương pháp dạy học là khâu rất quan trọng bởi lẽ phương pháp dạy học có hợp lý thì hiệu quả của việc dạy học mới cao, phương pháp có phù hợp thì mới có thể phát huy được khả năng tư duy, sáng tạo của người học Bởi vậy, việc đổi mới giáo dục trước hết là việc đổi mới phương pháp dạy học Hiện nay,
xu thế chung của việc đổi mới phương pháp dạy học là sử dụng các phương pháp dạy học có nhiều tiềm năng phát huy cao độ tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học và ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học đã trở thành một công cụ hữu ích
1.2 Xuất phát từ tầm quan tro ̣ng của d ạy học khái niệm trong dạy học Sinh học ở trường phổ thông
Mọi đặc điểm của sự vật, hiện tượng đều được diễn đạt dưới dạng KN Sự nhận thức mới cũng như nhận thức lại đều được bắt nguồn từ KN Có thể nói kiến thức KN được coi là một trong những nội dung quan trọng nhất của mỗi môn học, cũng như vậy hệ thống KN sinh học là nền tảng của toàn bộ chương trình sinh học Việc giúp cho HS nắm được hệ thống KN sinh học là khâu cần thiết đầu tiên, là cơ sở để HS tìm hiểu, nhận thức được các kiến thức quy luật Từ đó, phát triển tư duy so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hóa, trừu tượng hóa…giúp học sinh có thể nắm vững và vận dụng được kiến thức, góp phần hình thành và phát triển nhân cách cho HS
1.3 Xuất phát từ thực trạng dạy và học bộ môn Sinh học ở trường phổ thông hiện nay
Viê ̣c đổi mới phương pháp da ̣y và ho ̣c , trong đó có DH KN Sinh ho ̣c còn chưa thực sự đem la ̣i hiê ̣u quả cao HS ho ̣c KN Sinh ho ̣c chủ yếu vẫn dừng ở mức ho ̣c thuô ̣c lòng để nhâ ̣n diê ̣n KN, học sinh chưa thực sự nắm được cốt lõi của KN và do vậy khó có thể sử dụng các
KN đó để lĩnh hô ̣i các tri thức khác GV giảng da ̣y môn Sinh ho ̣c cũng chưa có nhâ ̣n thức đầy đủ về vai trò của KN trong quá trình hì nh thành nhâ ̣n thức và phát triển nhân cách cho HS , dẫn tới viê ̣c da ̣y KN còn qua loa , đa ̣i khái và gă ̣p nhiều sai sót Điều đó làm cho học sinh lúng túng khi vận dụng vào các bài tập, giải quyết các tình huống trong thực tiễn đời sống
1.4 Xuất phát từ ưu điểm của bản đồ khái niệm (BĐKN)
KN vừa là kết quả vừa là phương tiện của tư duy BĐKN là công cụ đồ thị để sắp xếp
và tổ chức kiến thức một cách khoa học và có hệ thống Một trong những lí do khiến bản đồ khái niệm tạo thuận lợi cho việc học hiểu là nó có tác dụng như một loại khuôn mẫu để giúp sắp xếp và cấu trúc kiến thức, mặc dù cấu trúc đó bao gồm các khái niệm hay mệnh đề tác
Trang 3động qua lại nhau BĐKN có thể được sử dụng trong các khâu khác nhau của quá trình DH như dạy kiến thức mới, ôn tập, kiểm tra, đánh giá… Có nhiều cách để xây dựng BĐKN, một
trong những phương pháp có hiệu quả cao là sử dụng phần mềm Cmap tools
1.5 Xuất phát từ nội dung kiến thức chương “Cơ chế di truyền và biến dị” Sinh học 12 THPT
Chương “Cơ chế di truyền và biến dị” là một chương quan trọng trong chương trình Sinh học 12, bao gồm hệ thống các khái niệm cơ bản có mối quan hệ rất chặt chẽ với nhau
Do đó, việc thực hiện xây dựng bản đồ khái niệm trong phần này là rất hữu ích cho quá trình dạy học
Xuất phát từ những lí do trên , chúng tôi ch ọn đề tài “Xây dựng và sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học chương Cơ chế di truyền và biến dị, Sinh học 12 THPT với sự
hỗ trợ của phần mềm Cmap Tools”
2 Lược sử nghiên cứu vấn đề
2.1 Trên thế giới
Bản đồ khái niệm được phát triển năm 1972 trong khoá học thuộc chương trình nghiên cứu của Novak tại trường Đại học Cornell (Hoa Kỳ) BĐKN được trình bày bằng sơ đồ những
KN và mối quan hệ của chúng, giúp sinh viên tổ chức thông tin về các KN khoa học theo logic tạo thuận lợi cho việc học BĐKN dựa trên tiền đề là các KN không tồn tại riêng biệt mà có quan
hệ với những KN khác Từ đó việc sử dụng bản đồ khái niệm như là một chiến lược giảng dạy lần đầu tiên được phát triển bởi Novak JD vào năm 1980 [23]
Nhiều nước trên thế giới đã có các tác giả và nhóm tác giả nghiên cứu bản đồ khái niệm và ứng dụng vào dạy học Năm 1995, Edmondson đã nghiên cứu ứng dụng bản đồ khái niệm trong việc xây dựng chương trình môn học Cũng trong năm đó Soyibo đã nghiên cứu
sử dụng bản đồ khái niệm để so sánh nội dung kiến thức trong các sách giáo khoa sinh học Shavelson (1996), Hibberd; Jones và Morris (2002) đã nghiên cứu xây dựng các dạng bản đồ khái niệm của các môn khoa học Năm 2003, Derbentseva và Canas (2003) đã nghiên cứu bản
đồ khái niệm dạng chu kì và xác định hiệu quả của chúng trong việc kích thích tư duy của học sinh
Về tình hình nghiên cứu và sử du ̣ng BĐKN trong DH sinh ho ̣c:
Các nhà khoa học thuộc nhiều lĩnh vực, đặc biệt trong lĩnh vực giáo dục đã tìm cách ứng dụng BĐKN vào nghiên cứu cũng như hoạt động giảng dạy môn sinh học Trong giảng dạy sinh học, BĐKN thường sử dụng là dạng mạng lưới (spider chart) hay biểu đồ dạng dòng chảy (flow diagram), trong đó ứng dụng có hiệu quả nhất của BĐKN trong việc giảng DH tập
là cách tổ chức thứ bậc trong cấu trúc (J.D Novak, 1980) Soyibo (1995), đã nghiên cứu sử dụng BĐKN để so sánh nội dung kiến thức trong SGK sinh học Năm 1999, Bahar và cộng
Trang 4sự cho đề kiểm tra là dựa vào các từ cho sẵn để vẽ bản đồ kiến thức về các lĩnh vực cơ bản của di truyền học dành cho sinh viên năm đầu tiên ngành Sinh học Kết quả nghiên cứu của Bahar cho thấy đa số sinh viên có thể tạo được bản đồ với khoảng mười từ chìa khóa Theo Ian M Kinchin (2000), BĐKN là công cụ hỗ trợ cho DH sinh học vì vậy việc ứng dụng là rất cần thiết [22] Trong đề tài nghiên cứu “Concept Maps : A Tool for Use in Biology Teaching” Stewart, James và cô ̣ng sự đã khái quát mô ̣t số hình thức sử du ̣ng BĐKN trong DHKN sinh học, với hai mô hình cu ̣ thể sử du ̣ng BĐKN để da ̣y di truyền và sinh thái học Các tác giả Firas Corri & Radwan O AL-Abed, (2008) trong tài liệu “Using concept maps Action research” nhận định BĐKN cũng giúp GV kiểm tra được kiến thức của HS qua việc xây dựng cấu trúc bản đồ, nắm bắt các mối liên kết cũng như tạo ra các liên kết mới một cách phù hợp với chủ đề đang nghiên cứu Bằng cách như vậy, sử dụng thành thạo BĐKN cũng giúp người học có thể tự đánh giá được kiến thức của mình trong lĩnh vực môn học
2.2 Ở Việt Nam
Ở Việt Nam, BĐKN mới được nghiên cứu trong những năm gần đây Việc sử dụng BĐKN trong dạy học mới bước đầu được nghiên cứu bởi một số ít tác giả Ví dụ, Đại học Cần Thơ đã đưa BĐKN vào dạy học Một số chương trình giáo dục nước ngoài tại nước ta cũng sử
dụng BĐKN như chương trình Intel tại Việt Nam
Năm 2008, Tác giả Phan Đức Duy, trường Đại học sư phạm Huế đã nghiên cứu bản
đồ khái niệm trong dạy học sinh học bậc trung học phổ thông, được trình bày ở Kỷ yếu hội thảo khoa học dạy học sinh học ở trường phổ thông theo chương trình và sách giáo khoa mới, nhà xuất bản Nghệ An 2008 [6] Cũng trong năm 2008, trong luận văn thạc sĩ với đề tài “Dạy học khái niệm sinh học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh” (Đại học Quốc gia Hà Nội), Đặng Thị Quỳnh Hương đã nghiên cứu về lý thuyết Graph và lý thuyết BĐKN để vận dụng vào xây dựng BĐKN Năm 2009, Tác giả Nguyễn Phúc Chỉnh, trường Đại học sư phạm Thái Nguyên đã nghiên cứu về cơ sở lý thuyết của bản đồ khái niệm, được đăng ở Tạp chí Giáo dục, số 210, kỳ 2 tháng 3 năm 2009 Tác giả Nguyễn Phúc Chỉnh cùng cộng sự Phạm Thị Hồng Tú đã nghiên cứu về sử dụng phần mềm Cmap Tools lập bản đồ khái niệm, được trình bày ở Tạp chí Giáo dục, số 218, kỳ 2 tháng 7 năm 2009 [5] Tại Đại học sư phạm - Đại học Thái Nguyên năm 2010, Bùi Thúy Hường đã bảo vệ thành công luận văn thạc
sĩ với đề tài “Xây dựng và sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học sinh thái học” Trong đó, tác giả đã nghiên cứu cơ sở lí thuyết của BĐKN, xây dựng BĐKN sinh thái học cho toàn bộ chương trình và bài giảng, và đề xuất quy trình sử dụng chúng trong DH [13] Gần đây nhất là nghiên cứu trong luận văn Xây dựng và sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học chương
“Chuyển hóa vật chất và năng lượng” sinh học 11 THPT với sự hỗ trợ của các phần mềm Cmap Tools” năm 2011 của Đinh Thị Lựu - Đại học Giáo Dục - Đại học Quốc Gia Hà Nội
Trang 5Tuy nhiên chưa có công trình nào nghiên cứu về Xây dựng BĐKN bằng phần mềm Cmap Tools để DH chương “Cơ chế di truyền và biến dị” sinh học 12 THPT
3 Mục đích nghiên cứu
Xây dựng và sử dụng BĐKN nhờ sự trợ giúp của phần mềm Cmap Tools nhằm góp phần nâng cao hiệu quả dạy học chương Cơ chế di truyền và biến dị, Sinh học 12 THPT
4 Đối tượng và khách thể nghiên cứu
4.1 Đối tượng nghiên cứu
- Hệ thống khái niệm trong chương Cơ chế di truyền và biến dị - Sinh học 12 THPT
- Ứng dụng của phần mềm Cmap Tools để thiết kế BĐKN cho chương Cơ chế di truyền và biến dị
4.2 Khách thể nghiên cứu
- Quá trình dạy học chương Cơ chế di truyền và biến dị - Sinh học 12 THPT
5 Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng được BĐKN trong chương Cơ chế di truyền và biến dị - Sinh học 12 THPT nhờ sự trợ giúp của phần mềm Cmap Tools và xác định được phương pháp sử dụng
hợp lý sẽ nâng cao chất lượng dạy - học
6 Nhiệm vụ nghiên cứu
- Hệ thống hóa cơ sở lý thuyết về BĐKN trong dạy học
- Điều tra thực trạng dạy và học khái niệm Sinh học ở trường THPT
- Nghiên cứu khả năng ứng dụng của phần mềm Cmap Tools trong dạy học Sinh học, cụ thể hóa quy trình xây dựng BĐKN bằng phần mềm để xây dựng hệ thống BĐKN ở chương Cơ chế di truyền và biến dị
- Đề xuất phương pháp sử dụng BĐKN để dạy học chương Cơ chế di truyền và biến dị ở trường THPT
- Thiết kế giáo án mẫu có sử dụng BĐKN cho chương Cơ chế di truyền và biến dị rồi đưa vào thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá hiệu quả và tính khả thi của đề tài
7 Phương pháp nghiên cứu
7.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Nghiên cứu các tài liệu có liên quan để tổng hợp và phân tích cơ sở lý luận liên quan đến đề tài
- Nghiên cứu và phân tích nội dung, chương trình, SGK Sinh học 12 ở bậc THPT
7.2 Phương pháp điều tra sư phạm
- Thiết kế và sử dụng phiếu điều tra, tìm hiểu về:
+ Thực trạng dạy và học môn Sinh học 12 (đặc biệt việc sử dụng bản đồ khái niệm)
Trang 6+ Thực trạng hiểu biết của GV về tiếp cận dạy học khái niệm Sinh học ở chương Cơ chế di truyền và biến dị - Sinh học 12 THPT
+ Thực trạng về thái độ, phương pháp và kết quả học tập bộ môn của HS ở trường THPT
- Dự giờ và trao đổi trực tiếp với GV, tham khảo các ý kiến, giáo án của GV
7.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Tiến hành thực nghiệm sư phạm dạy các khái niệm Sinh học ở chương Cơ chế di truyền và biến dị - Sinh học lớp 12 tại trường THPT bằng bản đồ khái niệm để đánh giá hiệu quả của giả thuyết khoa học mà luận văn đề xuất
7.4 Phương pháp thống kê toán học
Các số liệu thu được trong thực nghiệm sư phạm được xử lý bằng phương pháp Thống kê
toán học với sự trợ giúp của phần mềm Microsoft Excel
8 Những kết quả nghiên cứu và đóng góp mới của luận văn
- Bước đầu hệ thống hóa cơ sở lý luận về bản chất, vai trò và ý nghĩa của bản đồ khái niệm trong dạy học Sinh học
- Phân tích lôgic cấu trúc nội dung dạy học các khái niệm Sinh học ở chương Cơ chế di truyền
và biến dị - Sinh học 12 theo tiếp cận Sinh học hệ thống
- Xác định được các nguyên tắc xây dựng BĐKN
- Xây dựng hệ thống bản đồ khái niệm của chương Cơ chế di truyền và biến dị, Sinh học lớp
12 bằng phần mềm Cmap Tools
- Xác định các quy trình sử dụng đồ khái niệm trong dạy học Chương Cơ chế di truyền và biến dị ở tất cả các khâu khác nhau của quá trình dạy học
- Thiết kế một số giáo án mẫu có sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học chương Cơ chế di truyền và biến dị
9 Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương:
Chương 1: Cở sở lý luận và thực tiễn của đề tài
Chương 2: Xây dựng và sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học chương “Cơ chế di truyền và biến dị”, Sinh học 12 trung học phổ thông với sự hỗ trợ của phần mềm Cmap Tools
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm
Reference
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt
Trang 71 Bộ GD – ĐT (2006), Chương trình giáo dục phổ thông môn Sinh học Nxb Giáo dục, Việt
Nam
2 Bộ GD – ĐT (2009), Hướng dẫn thực hiện chuẩn kiến thức, kĩ năng môn sinh học lớp 12
Nxb Giáo dục, Việt Nam
3 Bộ GD – ĐT (2011), Hướng dẫn thực hiện điều chỉnh nội dung dạy học môn Sinh học, cấp
THPT Nxb Giáo dục, Việt Nam
4 Đinh Quang Báo, Nguyễn Đức Thành (1998), Lý luận dạy học Sinh học (Phần đại
cương) Nxb Giáo dục, Hà Nội
5 Nguyễn Phúc Chỉnh (2009), “Cơ sở lí thuyết của bản đồ khái niệm”, Tạp chí Giáo dục (210), tr18-20
6 Phan Đức Duy (2008), “Bản đồ khái niệm trong dạy học sinh học bậc THPT”, Kỷ yếu hội
thảo khoa học “Dạy học sinh học ở trường phổ thông theo chương trình và SGK mới”, trường Đại học Vinh
7 Vũ Cao Đàm (1998), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học Nxb Khoa học và Kỹ thuật,
Hà Nội
8 Nguyễn Thành Đạt (Tổng chủ biên), Phạm Văn Lập (Chủ biên), Đặng Hữu Lanh, Mai
Sỹ Tuấn (2008), Sinh học 12 SGK, Nxb Giáo dục
9 Nguyễn Thành Đạt (Tổng chủ biên), Phạm Văn Lập (Chủ biên), Đặng Hữu Lanh, Mai
Sỹ Tuấn (2008), Sinh học 12 SGV, Nxb Giáo dục
10 Vương Tất Đạt (2007), Logic học đại cương Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội
11 Trần Bá Hoành (1996), Kỹ thuật dạy học sinh học Nxb Giáo dục, Hà Nội
12 Nguyễn Thế Hưng (2008), “Đổi mới hệ thống câu hỏi, bài tập kiểm tra, đánh giá nhằm
phát huy năng lực tư duy sáng tạo của học sinh trong dạy học Sinh học ở trường phổ thông”,
Tạp chí Giáo dục, (Số đặc biệt về đổi mới chương trình sách giáo khoa phổ thông, tháng 5), tr 36 - 37
13 Bùi Thúy Hường (2010), Xây dựng và sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học sinh thái
học (sinh học 12) Luận văn thạc sĩ giáo dục học, trường Đại học sư phạm - Đại học Thái Nguyên
14 Nguyễn Ngọc Quang (1989), Bài giảng chuyên đề lý luận dạy học Trường quản lý cán
bộ giáo dục Trung ương, Hà Nội
15 Dương Tiến Sỹ (2000), Dạy học giải quyết vấn đề trong bộ môn sinh học Sách bồi
dưỡng giáo viên chu kỳ 1997 – 2001 Nxb Giáo dục, Hà Nội
16 Dương Tiến Sỹ (2007), Bài giảng chuyên đề cao học: Ứng dụng Công nghệ thông tin
trong dạy học Sinh học Tài liệu lưu hành nội bộ, Đại học Sư phạm Hà Nội
17 Dương Tiến Sỹ (2002), “Dạy học giải quyết vấn đề nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh”, Tạp chí giáo dục (Số 47), tr 19-21
Trang 818 Dương Tiến Sỹ (2002), “Một số vấn đề lí luận về tiếp cận dạy học theo hướng tích hợp truyền thông đa phương tiện”, Tạp chí giáo dục (Số 216), tr 19, 52, 53
19 Nguyễn Đức Thành (Chủ biên), Nguyễn Văn Duệ, Dương Tiến Sỹ (2003), Dạy học
Sinh học ở trường THPT, tập I Nxb Giáo dục, Hà Nội
20 Lê Thanh Thập (2000), Logic học hình thức Nxb Chính tri ̣ Quốc gia
21 Nguyễn Quang Vinh (Tổng chủ biên), Vũ Đức Lưu (Chủ biên), Nguyễn Minh Công,
Mai Sỹ Tuấn (2007), Sinh học 9 Nxb Giáo dục, Hà Nội
Tài liệu tiếng Anh
22 Kinchin, I.M (2000), “The active use of concept mapping to promote meaningful
learning in biological science”, unpublished PhD thesis, Surrey University, Guildford
23 Novak, J.D., Canas, A.J (2008), “The theory underlying Concept Maps and how to
construct and use them”, Institude for Human and Machine Cognition Pensacola FL, 32502