Dạy học phần tiến hóa sinh học 12 trung học phổ thông thông qua tích hợp kiến thức di truyền học

Việc tích hợp nội dung kiến thức Di truyền học vào dạy học phần Tiến hóa sẽ giúp học sinh hiểu được sâu sắc kiến thức mới, đồng thời có thể củng cố, khắc sâu kiến thức cũ và rèn luyện nâ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TRỊNH VĂN THÀNH

DẠY HỌC PHẦN TIẾN HÓA – SINH HỌC 12

TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THÔNG QUA TÍCH HỢP KIẾN THỨC DI TRUYỀN HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM SINH HỌC

HÀ NỘI – 2014

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TRỊNH VĂN THÀNH

DẠY HỌC PHẦN TIẾN HÓA – SINH HỌC 12

TRUNG HỌC PHỔ THÔNG THÔNG QUA TÍCH HỢP KIẾN THỨC DI TRUYỀN HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM SINH HỌC

CHUYÊN NGÀNH LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

( BỘ MÔN SINH HỌC )

Mã số: 60 14 01 11

Cán bộ hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Thế Hưng

HÀ NỘI –2014

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn tốt nghiệp, bên cạnh

sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tôi còn nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của giáo viên hướng dẫn, các thầy giáo cô giáo, đồng nghiệp và người thân

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Thế Hưng, người thầy đã tận tình hương dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo Bộ môn Lí luận và phương pháp dạy học sinh học, Ban giám hiệu, Phòng Quản lý Đào tạo – Khoa học trường Đại học Giáo Dục – ĐHQGHN, thư viện trường Đại học Giáo dục – ĐHQGHN, Thư viện Quốc gia Việt Nam đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu tại Trường

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu và các thầy cô trong tổ Tự nhiên, trường THPT Nguyễn Khuyến và THPT A Bình Lục đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã luân khích lệ, động viên và tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn

Hà Nội, tháng 10 năm 2014

Tác giả

Trịnh Văn Thành

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC VIẾT TẮT ii

DANH MỤC BẢNG v

DANH MỤC HÌNH vi

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu: 2

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 3

4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu 3

5 Vấn đề nghiên cứu 3

6 Giả thuyết khoa học 3

7 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu 3

8 Ý nghĩa lý luận và thực tiễn của đề tài 3

9 Phương pháp nghiên cứu 4

10 Cấu trúc của luận văn : 4

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 5

1.1 Cơ sở lý luận của đề tài 5

1.1.1 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu 5

1.1.2 Một số vấn đề về dạy học tích hợp 7

1.1.3 Tích hợp nội bộ môn học môn Sinh học 13

1.2 Cơ sở thực tiễn của dạy học tích hợp 15

1.2.1 Xu hướng tích hợp trong chương trình sách giáo khoa ở Việt Nam 15

1.2.2 Thực trạng dạy học Sinh học THPT theo hướng tích hợp 16

CHƯƠNG 2 TÍCH HỢP KIẾN THỨC DI TRUYỀN HỌCTRONG DẠY HỌC PHẦN TIẾN HÓA (SINH HỌC 12 ) 21

2.1 Phân tích chương trình Sinh học 12 và kiến thức phầnTiến hóa 21

2.2 Mối quan hệ giữa sinh học Tiến hóa và di truyền học 23

2.2.1 Mối quan hệ giữa Tiến hóa và các môn chuyên khoa 23

2.2.2 Mối quan hệ giữa Di truyền học và Tiến hóa 24

2.3 Tích hợp kiến thức di truyền học trong dạy học phần Tiến hóa (Sinh học 12 THPT) 26

2.3.1 Quy trình dạy học tích hợp 26

2.3.2 Vận dụng quan điểm tích hợp kiến thức Di truyền học vào dạy học phần Tiến

hóa (Sinh học 12) 27

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 63

3.1 Mục đích thực nghiệm 63

3.2 Nhiệm vụ 63

3.3 Nội dung và phương pháp thực nghiệm 63

3.3.1 Nội dung thực nghiệm 63

3.3.2 Phương pháp thực nghiệm 63

3.4 Xử lý kết quả 64

3.4.1 Phương tiện đánh giá 64

3.4.2 Xỷ lý số liệu 64

3.5 Kết quả thực nghiệm 68

3.5.1 Phân tích định tính 68

3.5.2 Phân tích định lượng 68

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 85

Kết luận: 85

Khuyến nghị 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

PHỤ LỤC 89

DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Điều tra giáo viên về dạy học tích hợp 17

Bảng 2.1: Sự phân bố nhóm máu trong QT người 30

Bảng 2.2 Thành phần kiểu gen quần thể tự thụ phấn 34

Bảng 2.3 Thành phần kiểu gen của quần thể chịu tác động yếu tố ngẫu nhiên 38

Bảng 2.4 Thành phần kiểu gen của 2 quần thể khi nghiên cứu di nhập gen 40

Bảng 2.5 Tỷ lệ thay thế nucleotit ước lượng theo các thí nghiệm lai ADN 53

Bảng 2.6 So sánh trình tự axit amin trên protein 53

Bảng 2.7 Mức độ giống nhau về ADN và protein của người với các loài thuộc bộ khỉ 59

Bảng 3.1: Bảng tổng kết điểm bài kiểm tra số 1 và số 2 69

Bảng 3.2 Các giá trị đặc trưng mẫu bài kiểm tra số 01 và 02 69

Bảng 3.3: Bảng tần suất (fi%) số học sinh đạt điểm xi của bài kiểm tra số 1 70

Bảng 3.4: Bảng tần suất hội tụ tiến điểm bài kiểm tra số 1 71

Bảng 3.5: Bảng tần suất (fi%) số học sinh đạt điểm xi của bài kiểm tra số 2 71

Bảng 3.6: Bảng tần suất hội tụ tiến (số % đạt điểm xi trở lên bài kiểm tra 02) 72

Bảng 3.7 Kiểm định điểm trắc nghiệm số 1 73

Bảng 3.8 Kiểm định điểm trắc nghiệm số 2 74

Bảng 3.9 Phân tích phương sai một nhân tố bài kiểm tra số 1 75

Bảng 3.10 Phân tích phương sai một nhân tố bài kiểm tra số 2 75

Bảng 3.11: Bảng tổng kết điểm bài kiểm tra số 3 và số 4 76

Bảng 3.12 Các giá trị đặc trưng mẫu bài kiểm tra số 03 và 04 77

Bảng 3.13: Bảng tần suất (fi%) số học sinh đạt điểm xi của bài kiểm tra số 3 77

Bảng 3.14: Bảng hội tụ tiến điểm bài kiểm tra số 3(Số % HS đạt điểm xi trở lên) 78

Bảng 3.15: Bảng tần suất (fi%) số học sinh đạt điểm xi của bài kiểm tra số 4 79

Bảng 3.16: Bảng tần suất hội tụ tiến bài số 4(% học sinh đạt điểm xi trở lên ) 80

Bảng 3.17 Kiểm định điểm trắc nghiệm (bài số 3) 81

Bảng 3.18 Kiểm định điểm trắc nghiệm (lần 4) 81

Bảng 3.19 Phân tích phương sai một nhân tố bài kiểm tra lần 3 83

Bảng 3.20 Phân tích phương sai kiểm tra lần 4 83

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 3.1 Biểu đồ biểu diễn điểm trung bình các bài kiểm tra số 1 và 2 69

Hình 3.2 Biểu đồ biểu diễn tần suất điểm số bài kiểm tra số 1 70

Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn tần suất hội tụ tiến bài kiểm tra số 1 71

Hình 3.4 Biểu đồ biểu diễn tần suất điểm số bài kiểm tra số 2 72

Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn tần suất hội tụ tiến bài kiểm tra số 2 73

Hình 3.6 Biểu đồ biểu diễn điểm trung bình các bài kiểm tra số 3 và 4 77

Hình 3.7 Biểu đồ biểu diễn tần suất điểm số bài kiểm tra số 3 78

Hình 3.8: Đồ thị biểu diễn tần suất hội tụ tiến bài kiểm tra số 3 79

Hình 3.9 Biểu đồ biểu diễn tần suất điểm số bài kiểm tra số 4 79

Hình 3.10: Đồ thị biểu diễn tần suất hội tụ tiến điểm bài kiểm tra số 4 80

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Ngày nay, với sự phát triển như vũ bão của khoa học, kĩ thuật và công nghệ, tri thức của nhân loại đang gia tăng nhanh chóng Sự bùng nổ của khoa học và công nghệ thông tin đã tạo ra các phương tiện, phương pháp giao lưu mới, mở rộng khả năng học tập ở nhiều dạng thức khác nhau, phù hợp với năng lực và điều kiện từng

cá nhân Bên cạnh đó, xu thế hội nhập toàn cầu về kinh tế, giáo dục, khoa học và đời sống đòi hỏi phải có sự đổi mới, liên kết, hợp tác với nhau trong tất cả các mặt

Ở Việt Nam để đẩy mạnh quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa và hội nhập quốc tế, cần phải xây dựng nguồn nhân lực toàn diện về kĩ thuật và tri thức Xuất phát từ nhu cầu đó ngành Giáo dục và Đào tạo Việt Nam thực hiện đổi mới chất lượng giáo dục, đề xuất của chiến lược phát triển giáo dục 2010 – 2020 là: “Tiếp tục đổi mới và hiên đại hóa phương pháp giáo dục” Trong Luật giáo dục, điều 24.2 ghi rõ: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, chủ động, tự giác, sáng tạo của HS phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động vào tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS” Vì vậy cần thiết phải đổi mới phương pháp dạy học cho phù hợp với mục tiêu giáo dục phổ thông

Theo đánh giá của nhiều nhà nghiên cứu, nhìn chung giáo dục ở Việt Nam còn nhiều bất cập, chưa đáp ứng được yêu cầu của xã hội trong thời đại mới

Về nội dung: kiến thức còn hàn lâm cứng nhắc, coi trọng lý thuyết hơn thực

hành, thiếu tính liên thông các bài học với nhau, nhiều vấn đề khai thác trùng lặp trong nhiều môn học, làm chương trình trở nên thiếu tính hệ thống, quá tải

Về phương pháp: dạy học chủ yếu nặng về thuyết trình, ít có sự liên hệ kiến

thức giữa các bộ môn với nhau cũng như kiến thức giữa các bài học trong cùng một môn Mục tiêu dạy học chỉ chú trọng vào việc cung cấp kiến thức mà ít chú trọng đến phát triển kỹ năng , ít có sự liên hệ giữa lý thuyết học trong nhà trường và thực tiễn cuộc sống Trong khi các tình huống ngoài thực tiễn cuộc sống luôn mang tính tích hợp thì dạy học trong nhà trường còn thiếu sự tích hợp giữa các bộ môn

Cùng với việc đổi mới nội dung, đổi mới PPDH đã trở thành một yêu cầu cấp thiết để nâng cao chất lượng giáo dục Đổi mới PPDH ở trường phổ thông là một vấn đề lớn, thu hút sự quan tâm không chỉ của những người làm công tác giáo dục

mà còn thu hút sự quan tâm của mọi tầng lớp xã hội

Trong khi đó, tích hợp là một trong những xu thế dạy học hiện đại đang được quan tâm nghiên cứu và áp dụng vào nhà trường ở nhiều nước trên thế giới Tích hợp các môn học không chỉ nhằm rút gọn thời lượng trình bày tri thức của nhiều môn học, mà quan trọng hơn là tập dượt cho học sinh cách vận dụng tổng hợp các tri thức vào thực tiễn Vì vậy để giải quyết một vấn đề thực tiễn, con người thường phải huy động tri thức của nhiều môn học

Chương trình Sinh học thể hiện mối liên hệ mật thiết về kiến thức giữa các vấn

đề, như giữa Tế bào học, Sinh lý học, Di truyền học, Tiến hóa và Sinh thái học Khi giảng dạy các phân môn Sinh học, giáo viên cần sự liên kết móc nối các kiến thức sinh học với nhau để người học có khả năng tư duy toàn diện các vấn đề Sinh học Nội dung chương trình Sinh học 12 gồm các phần Di truyền, Tiến hóa, Sinh thái Đó là vùng kiến thức rộng đòi hỏi GV phải có kiến thức sâu rộng về các chuyên ngành Sinh học liên quan

Phần Tiến hóa mang một lượng kiến thức khá lớn và trừu tượng Muốn dạy học đạt hiệu quả giáo viên cần sử dụng các kiến thức các nội dung như trong Di truyền học, Sinh lý, Sinh hóa, ….và các kiến thức liên môn như Vật lý học, Hóa học, Khảo cổ học, Vũ trụ học… Ở chương trình Sinh học phổ thông, phần Tiến hóa là nội dung được dạy sau phần Di truyền học Việc tích hợp nội dung kiến thức

Di truyền học vào dạy học phần Tiến hóa sẽ giúp học sinh hiểu được sâu sắc kiến thức mới, đồng thời có thể củng cố, khắc sâu kiến thức cũ và rèn luyện nâng cao năng lực, kỹ năng cần thiết

Từ những lý do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài: “ Dạy học phần Tiến hóa Sinh

học 12 THPT thông qua tích hợp kiến thức di truyền học ”

2 Mục đích nghiên cứu:

Nghiên cứu tích hợp kiến thức Di truyền học trong dạy học phần Tiến hóa nhằm giúp người học nắm rõ bản chất các kiến thức Tiến hóa

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về dạy học tích hợp

- Phân tích nội dung chương trình môn Sinh học 12- THPT và nội dung phần Tiến hóa có thể tích hợp được các kiến thức Di truyền học

- Thiết kế và tổ chức dạy học một số bài trong phần Tiến hóa (Sinh học 12- THPT) theo hướng tích hợp kiến thức Di truyền học

- Tổ chức thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính hiệu quả và tính khả thi của

đề tài

4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

4.1 Đối tượng nghiên cứu:

Dạy học phần Tiến hóa (Sinh học 12 THPT) thông qua tích hợp kiến thức Di truyền học

4.2 Khách thể nghiên cứu:

Quá trình dạy học Sinh học 12 THPT

5 Vấn đề nghiên cứu

Đề tài tập trung vào nghiên cứu hai vấn đề cơ bản sau:

- Nội dung kiến thức Tiến hóa (Sinh học 12 THPT) liên quan đến phần Di truyền học

- Các biện pháp và hình thức tổ chức dạy học được vận dụng vào dạy học phần Tiến hóa (Sinh học 12 THPT) bằng việc tích hợp kiến thức Di truyền học

6 Giả thuyết khoa học

Việc tích hợp kiến thức Di truyền học vào dạy học phần Tiến hóa (Sinh học 12 THPT) giúp người học hiểu rõ bản chất của các kiến thức Tiến hóa

7 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu

Đề tài chỉ nghiên cứu tích hợp một số kiến thức Di truyền học trong dạy học phần Tiến hóa (Sinh học 12)

8 Ý nghĩa lý luận và thực tiễn của đề tài

8.1 Ý nghĩa lý luận của đề tài :

- Luận văn làm sáng tỏ ý nghĩa của việc dạy học Sinh học theo hướng tích hợp kiến thức của chuyên ngành

Đặc biệt là ý nghĩa của việc dạy học phần Tiến hóa theo hướng tích hợp kiến thức Di truyền học

8.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài :

- Xây dựng được một số nguyên tắc và quy trình dạy học Sinh học THPT theo quan điểm dạy học tích hợp

- Xác định được một số nội dung Tiến hóa (Sinh học 12) có thể dạy học bằng việc tích hợp kiến thức Di truyền học

- Đề xuất được một số biện pháp và hình thức tổ chức dạy học phần Tiến hóa (Sinh học 12, THPT) theo hướng tích hợp kiến thức Di truyền học

9 Phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau:

9.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

- Phân tích và tổng hợp các quan điểm về dạy học tích hợp làm cơ sở lý luận cho đề tài, đặc biệt là các quan điểm vận dụng tích hợp trong dạy học Sinh học

9.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:

- Phân tích cấu trúc chương trình Sinh học 12, đặc biệt là phần Tiến hóa và những nội dung kiến thức có thể tích hợp được kiến thức Di truyền học

- Khảo sát việc dạy học Sinh học ở một số trường THPT thông qua dự giờ rút kinh nghiệm, đánh giá sự vận dụng quan điểm tích hợp trong dạy học Sinh học; Qua phiếu điều tra và qua các bài kiểm tra đánh giá kết quả học tập của người học

10 Cấu trúc của luận văn :

Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn dự kiến được trình bày theo 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài

Chương 2: Tích hợp kiến thức Di truyền học trong dạy học phần Tiến hóa Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Cơ sở lý luận của đề tài

1.1.1 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu

1.1.1.1 Trên thế giới

Trên thế giới cũng có nhiều nhà nghiên cứu về quan điểm trong tích hợp trong

đó có Ken Wilber và Esbjorn Hargens đề xuất quan điểm dạy học tích hợp Lý thuyết tích hợp tìm kiếm sự tổng hợp tốt nhất hiện thực “xưa- pre-modern, nay-modern, và mai sau- postmodern” Nó được hình dung như là một lý thuyết về mọi

sự vật và cung cấp một đường hướng kết hợp nhiều mô thức rời rạc hiện tại thành một mạng hoạt động phức hợp, tương tác nội tại của nhiều cách tiếp cận Lý thuyết tích hợp đã được nhiều nhà thực hành lý thuyết áp dụng trong nhiều lĩnh vực chuyên môn và học thuật khác nhau [24]

Hiện nay, lý thuyết tích hợp được ứng dụng vào giáo dục trở thành một quan điểm dạy học phổ biến trên thế giới hiện nay Xu hướng tích hợp đang được thực hiện trên nhiều bình diện, nhiều cấp độ trong quá trình phát triển các chương trình giáo dục Chương trình được xây dựng theo quan điểm tích hợp, trước hết dựa trên quan điểm giáo dục nhằm phát triển năng lực người học (Rogier, 1996)[17]

Hội thảo quốc tế đón chào thế kỷ 21 có tên “Kết nối hệ thống tri thức trong

một thế giới học tập” với sự tham gia của gần 400 nhà giáo dục thuộc 18 quốc gia

được tổ chức từ ngày 6 - 8/12/2000 tại Manila (Philippines) Một trong những nội dung chính được bàn luận sôi nổi tại hội thảo này là những con đường và cách thức kết nối hệ thống tri thức hướng vào người học trong thời đại thông tin Muốn đáp ứng được nhu cầu kết nối hệ thống tri thức trong một thế giới học tập, đòi hỏi tư duy tích hợp được thiết kế ngay trong nội dung, phương tiện nghiên cứu và phương pháp dạy học Như thế, khi đứng trước nhu cầu giải quyết mâu thuẫn kiến thức của tình huống học tập, người học không chỉ giải quyết theo hướng trực tuyến hay nội suy mà có thể còn giải quyết bằng cách ứng dụng một cách linh hoạt khả năng liên hội kiến thức

Như vậy, dạy học theo quan điểm tích hợp đã được nghiên cứu từ rất lâu Tuy nhiên, việc sử dụng dạy học tích hợp vẫn hạn chế và chưa có nghiên cứu ứng dụng sâu sắc

1.1.1.2 Ở Việt Nam

Ở Việt Nam, cũng đã có một số đề tài nghiên cứu về dạy học tích hợp

Nguyễn Thanh Hùng (2006) nghiên cứu vấn đề Tích hợp trong dạy học Ngữ

văn Tác giả coi việc tích hợp trong dạy học Ngữ văn là quan điểm, là hình thức,

phương pháp, phương tiện đã và đang được các nhà trường phổ thông áp dụng, cụ thể là tích hợp Tập làm văn, Văn học, Ngữ pháp vào trong môn Ngữ Văn Ngoài ra, tác giả còn đề xuất một số biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả dạy học theo chương trình tích hợp đối với môn Ngữ Văn [5]

Lê Trọng Sơn (1999) với đề tài Vận dụng tích hợp giáo dục dân số qua dạy

học giải phẫu người ở lớp 9 THCS, ông đã chỉ ra mối quan hệ giữa những tri thức

giải phẫu con người và tri thức dân số từ đó vận dụng quan điểm tích hợp để lồng ghép các kiến thức dân số cần thiết vào các bài học có liên quan Đó chính là bản chất của giáo dục tích hợp [222, tr19]

Nguyễn Phúc Chính và Trần Thị Mai Lan (2009) lại đề cập đến Tích hợp giáo

dục hướng nghiệp trong dạy học vi sinh vật học (Sinh học 10) Các tác giả đã

nghiên cứu nội dung của phần Vi Sinh Vật học lớp 10, từ đó đưa ra một số nguyên tắc, biện pháp tích hợp giáo dục hướng nghiệp trong dạy học vi sinh vật và kết luận việc tích hợp giáo dục hướng nghiệp trong các môn học ở trường phổ thông sẽ đạt được mục tiêu nâng cao chất lượng dạy học môn học, góp phần giúp HS định hướng nghề nghiệp sau này [2, tr44]

Hội thảo “Dạy học tích hợp- Dạy học phân hóa trong chương trình giáo dục phổ thông” được Bộ GD-ĐT tổ chức vào tháng 11/2012 đã đề cập tới chương trình giáo dục phổ thông sau 2015, “Dạy học tích hợp là quá trình dạy học trong đó giáo viên tổ chức hoạt động để học sinh huy động nội dung, kiến thức, kĩ năng thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau nhằm giải quyết các nhiệm vụ học tập, thông qua đó hình thành những kiến thức, kĩ năng mới từ đó phát triển những năng lực cần thiết” Phương án tích hợp đã được đề xuất cho việc phát triển chương trình giáo dục phổ

thông Việt Nam sau 2015 ở cả ba cấp: Tiểu học, Trung học cơ sở và Trung học phổ thông [13]

Như vậy, việc tích hợp các kiến thức vào dạy học đã và đang thu hút sự quan tâm của không ít những nhà sư phạm ở Việt Nam Những công trình nghiên cứu đó

đã góp phần khẳng định dạy học theo quan điểm tích hợp là tất yếu và cần thiết trong nhà trường hiện nay

1.1.2 Một số vấn đề về dạy học tích hợp

1.1.2.1 Khái niệm tích hợp

Từ điển Tiếng Việt: “Tích hợp là sự kết hợp những hoạt động, chương trình

hoặc các thành phần khác nhau thành một khối chức năng Tích hợp có nghĩa là sự thống nhất, sự hòa hợp, sự kết hợp” [15, tr981]

Trong tiếng Anh, tích hợp được viết là “Integration” một từ gốc Latin (Integer) có nghĩa là “Whole” hay “toàn bộ, toàn thể” Đó là sự phối hợp các hoạt

động khác nhau, các thành phần khác nhau của một hệ thống để bảo đảm sự hài hòa chức năng và mục tiêu hoạt động của hệ thống ấy

Theo từ điển Giáo dục học: “Tích hợp là hành động liên kết các đối tượng

nghiên cứu, giảng dạy, học tập của cùng một lĩnh vực hoặc vài lĩnh vực khác nhau trong cùng một kế hoạch dạy học” [3]

Theo Phạm Văn Lập “tích hợp có nghĩa là những kiến thức, kỹ năng học được

ở môn này, phần này của môn học được sử dụng như những công cụ để nghiên cứu học tập trong môn học khác, trong các phần khác của cùng môn học Thí dụ, toán học được sử dụng như công cụ đắc lực trong nghiên cứu sinh học Tin học được sử dụng như một công cụ để mô hình hóa các quá trình sinh học…” [10]

Dương Tiến Sỹ và Nguyễn Phúc Chỉnh đều cho rằng “Tích hợp là sự kết hợp một cách hữu cơ, có hệ thống các kiến thức, khái niệm thuộc các môn học khác nhau thành một nội dung thống nhất, dựa trên cơ sở các mối liên hệ về lí luận và thực tiễn được đề cập trong các môn học đó” [18]

Như vậy, dưới góc độ Giáo dục học, tích hợp được hiểu là sự kết hợp một có

hệ thống các kiến thức trong một môn học hoặc giữa các môn học thành một nội dung thống nhất

1.1.2.2 Khái niệm dạy học tích hợp

Theo UNESCO, “Dạy học tích hợp các khoa học được định nghĩa là một cách trình bày các khái niệm và nguyên lí khoa học cho phép diễn đạt sự thống nhất cơ bản của các tư tưởng khoa học, tránh nhấn quá mạnh hay quá sớm sự sai khác giữa các lĩnh vực khoa học khác nhau” [22]

Theo Xavier Roegiers, “Sư phạm tích hợp là một quan niệm về quá trình học tập góp phần hình thành ở học sinh những năng lực rõ ràng, có dự tính trước những điều cần thiết cho học sinh, nhằm phục vụ cho các quá trình học tập tương lai hoặc nhằm hòa nhập học sinh vào cuộc sống lao động Như vậy, sư phạm tích hợp nhằm làm cho quá trình học tập có ý nghĩa” [17]

Tuy có những định nghĩa khác nhau nhưng các cách định nghĩa về dạy học tích hợp này lại thống nhất biện chứng với nhau ở tư tưởng chính là việc thực hiện mục tiêu kép trong quá trình dạy học (một là mục tiêu dạy học thông thường của một bài học, hai là mục tiêu được tích hợp trong nội dung bài học đó)

Như vậy, dạy học tích hợp là quá trình dạy học mà trong cùng một thời lượng

học tập, học sinh thu nhận được đồng thời nhiều đơn vị kiến thức bằng cách kết hợp, sự phối hợp những hoạt động, chương trình, phương pháp nghiên cứu học tập đạt được mục tiêu dạy học

Tóm lại, cho đến nay, dạy học tích hợp là một xu hướng của lí luận dạy học

và được nhiều nước trên thế giới thực hiện

1.1.2.3 Mục đích của dạy học tích hợp

Dạy học tích hợp có những mục đích cụ thể sau:

- Dạy học tích hợp làm cho quá trình học tập có ý nghĩa bằng cách gắn việc học tập của học sinh với cuộc sống hàng ngày, trong quan hệ với các tình huống cụ thể mà học sinh sẽ gặp , hoà nhập thế giới học đường với thế giới cuộc sống

- Dạy học tích hợp phân biệt cái cốt yếu với cái ít quan trọng hơn Cái cốt yếu

là những năng lực cơ bản cần cho HS vận dụng vào xử lí những tình huống có ý nghĩa trong cuộc sống, hoặc đặt cơ sở không thể thiếu cho quá trình học tập tiếp theo.Trong thực tế nhà trường đôi khi có những điều chúng ta dạy cho HS nhưng không thật sự có ích, ngược lại có những năng lực cơ bản của người học không

được dành đủ thời gian Chẳng hạn ở Tiểu học, HS được biết nhiều quy tắc ngữ pháp nhưng không biết đọc diễn cảm một bài văn

- Dạy sử dụng kiến thức trong tình huống cụ thể Thay vì nhồi nhét cho HS nhiều kiến thức lí thuyết đủ loại, dạy học tích hợp chú trọng tập dượt cho HS vận dụng các kiến thức kĩ năng học được vào các tình huống thực tế, có ích cho cuộc sống sau này làm công dân, làm người lao động, làm cha mẹ, có năng lực sống tự lập

- Xác lập mối liên hệ giữa các khái niệm đã học Trong quá trình học tập, HS

có thể lần lượt học những môn khác nhau, những phần khác nhau trong mỗi môn học nhưng HS phải biểu đạt các khái niệm đã học trong những mối quan hệ hệ thống trong phạm vi từng môn học cũng như giữa các môn học khác nhau Thông tin càng đa dạng, phong phú thì tính hệ thống phải càng cao, có như vậy thì các em mới thực sự làm chủ được kiến thức và mới vận dụng được kiến thức đã học khi phải đương đầu với một tình huống thách thức, bất ngờ, chưa từng gặp

- Kiến thức tích hợp đưa vào bài học phải đảm bảo tính vừa sức, có giá trị giúp người học hiểu bài hơn tạo được hứng thú cho người học

- Phát huy cao độ tính tích cực trong các hoạt động nhận thức của học sinh và kinh nghiệm thực tế các em đã có, tận dụng tối đa mọi khả năng để học sinh tiếp xúc trực tiếp với môi trường sống [8, tr169-170]

1.1.2.5 Những khó khăn và thuận lợi trong dạy học tích hợp

- Những khó khăn

+ Việc dạy học tích hợp khiến cho cả giáo viên và học sinh phải làm quen với phương pháp dạy học mới Trong khi giáo viên cũng như học sinh chủ yếu thụ động, sức ỳ lớn

+ Phần lớn các trường phổ thông, các tư tưởng, quan điểm dạy học tích hợp

bổ sung cho bài giảng, các phương tiện dạy học còn thiếu

+ Để dạy theo hướng tích hợp, giáo viên phải mất rất nhiều thời gian để nghiên cứu tài liệu và lập kế hoạch dạy học

+ Có thể nói, hiện nay chưa có những bộ sách tham khảo chuẩn, tích hợp đầy

đủ kiến thức liên quan đến môn học, quá nhiều sách tham khảo, trong khi chất lượng nhiều cuốn sách không đảm bảo, gây khó khăn cho học sinh

- Những thuận lợi

+ Khi những môn học đủ gần nhau về mục tiêu, hoặc những môn học có những mục tiêu bổ sung nhau, đối tượng và phương pháp nghiên cứu giống hoặc gần nhau

+ Khi nội dung các môn học được xây dựng trên cơ sở những lý thuyết và quy luật chung

+ Khi nội dung kiến thức môn học này làm cơ sở để hiểu nội dung môn học kia và ngược lại

Việc tích hợp kiến thức Di truyền học trong dạy học Tiến hóa hội đủ những thuận lợi này Khai thác những thuận lợi đó là một hướng quan trọng để thành công trong việc thực hiện một nội dung đạt hai mục tiêu

1.1.2.6 Vai trò của tích hợp trong dạy học

Dạy học tích hợp không những giúp học sinh hình thành kiến thức khoa học một cách hệ thống mà còn giúp học sinh liên hệ kiến thức trong nhà trường và thực tiễn cuộc sống

Dạy học tích hợp giúp học sinh trở thành người lao động tích cực, người công dân có năng lực giải quyết tốt các tình huống có vấn đề mang tính tích hợp trong thực tiễn cuộc sống

Khuynh hướng dạy học tích hợp cho phép tăng cường được khối lượng và chất lượng thông tin của chương trình và nội dung sách giáo khoa

Việc giảng dạy tích hợp rèn cho học sinh ý thức và kỹ năng vận dung kiến thức đã học vào giải quyết các vấn đề đặt ra trong học tập cũng như trong thực tiễn cuộc sống

Dạy học tích hợp giúp học sinh sử dụng một cách tối đa các kiến thức đã được học ở tất cả các bộ môn vào giải quyết một vấn đề, đồng thời kéo kiến thức trong nhà trường gần lại với kiến thức xã hội

Dạy học tích hợp còn đảm bảo cho học sinh khả năng huy động có hiệu quả những kiến thức và năng lực của mình để giải quyết một cách hữu ích một tình huống xuất hiện, và nếu có thể, để đối mặt với một khó khăn bất ngờ, một tình huống chưa gặp

Học sinh có thể học tập nhiều hơn nếu được cung cấp đầy đủ các tư liệu học tập được biên soạn trong khuôn khổ một chương trình tích hợp các khoa học một cách hợp lý Học sinh có thể làm được nhiều hơn và tốt hơn nếu phương pháp dạy học của thầy thực sự chuyển hóa thành phương pháp dạy cách học cho trò, theo cách tiếp cận dạy học giải quyết vấn đề mà học sinh là trung tâm, tập dượt cho học sinh cách vận dụng tổng hợp các tri thức vào thực tiễn

Hơn nữa, dạy học tích hợp giúp học sinh rèn luyện tư duy khái quát, năng lực liên hệ và mở rộng kiến thức; giúp học sinh dễ hiểu bài, dễ khắc sâu kiến thức và giảm cường độ học tập cho học sinh

Vận dụng tích hợp trong dạy học tạo điều kiện cho học sinh phát triển tốt các

kỹ năng Khi vận dụng tích hợp vào dạy học, các quá trình học tập không tách rời cuộc sống hằng ngày cũng như không tách rời các môn học riêng rẽ mà có sự liên

hệ các môn học với nhau và với thực tiễn cuộc sống

Dạy học tích hợp giúp học sinh thông minh và vận dụng sáng tạo kiến thức, kỹ năng, phương pháp của khối tri thức toàn diện, hài hòa và hợp lý để giải quyết những tình huống khác nhau và mới mẻ trong cuộc sống hiện đại

Dạy học tích hợp giúp học sinh phát triển phối hợp nhiều kỹ năng, trong đó có những kỹ năng mà các môn học đơn lẻ khó hình thành được

1.1.2.7 Các quan điểm tích hợp trong dạy học

Theo d’ Hainaut(1977) có 4 quan điểm khác nhau đối với các môn học [24, tr47]

- Quan điểm “đơn môn”: có thể xây dựng chương trình học tập theo hệ thống nội dung của một môn học riêng biệt, trong đó ưu tiên các nội dung khái quát cốt lõi của môn học Quan điểm này nhằm duy trì các môn học riêng rẽ

- Quan điểm “đa môn”: Thực chất là những tình huống, những đề tài được nghiên cứu theo những quan điểm khác nhau, nghĩa là theo những môn học khác nhau Theo quan điểm này, các môn học được tiếp cận riêng rẽ và chỉ gặp nhau ở một số thời điểm trong quá trình nghiên cứu các đề tài Như vậy, các môn học sẽ không thực sự được tích hợp

- Quan điểm “liên môn”: Trong dạy học những tình huống chỉ có thể được tiếp cận hợp lý qua sự soi sáng của nhiều môn học Ở đây chúng ta nhấn mạnh đến sự liên kết các môn học, làm cho chúng tích hợp với nhau để giải quyết một tình huống cho trước: các quá trình học tập sẽ không đề cập một cách rời rạc mà phải liên kết với nhau xung quanh vấn đề cần giải quyết

- Quan điểm “xuyên môn”: Có thể phát triển những kĩ năng mà học sinh có thể

sử dụng trong tất cả các môn học, trong tất cả các tình huống, chẳng hạn, nêu một giả thuyết, đọc các thông tin, giải một bài toán,… Những kĩ năng chúng ta sẽ gọi là

kỹ năng xuyên môn Có thể lĩnh hội được những kĩ năng này trong từng môn học hoặc nhân dịp có những hoạt động chung cho nhiều môn học

Nhu cầu phát triển xã hội hiện đại đòi hỏi nhà trường hướng tới quan điểm liên môn và xuyên môn Trong đó, quan điểm liên môn phối hợp sự đóng góp của nhiều môn học để nghiên cứu và giải quyết mọi tình huống, còn quan điểm xuyên môn lại tìm các phát triển ở học sinh những kĩ năng xuyên môn, nghĩa là những kĩ năng có thể áp dụng mọi lúc mọi nơi

Khi căn cứ vào mối liên quan giữa kiến thức tích hợp và nội dung dạy học mà người ta chia thành dạy học tích hợp nội bộ môn học và dạy học tích hợp liên môn [8, tr166]

- Dạy học tích hợp nội bộ môn học: Kiến thức của các phần trong một môn học không bao giờ tách rời nhau mà chúng bổ sung cho nhau để tạo thành một hệ thống kiến thức Kiến thức ở phần này có thể giải thích, cụ thể hóa phần kia và ngược lại

Ví dụ: Khi dạy về kiến thức sinh thái học, người dạy có thể liên hệ kiến thức

Di truyền, Tiến hóa vào giảng dạy để giúp người học hiểu sâu thêm về các khái niệm: cá thể, quần thể, quần xã, các đặc trưng cơ bản của quần thể, quần xã

- Dạy học tích hợp liên môn: Người dạy để người học nghiên cứu các hiện tượng, nguyên lí và các quá trình sinh học trong các mối quan hệ với các ngành khoa học khác như Toán, hóa, lí nhờ đó người học hiểu rõ và làm sáng tỏ về bản chất các sự vật, hiện tượng sinh học

Ví dụ: Để người học hiểu rõ hơn về bản chất sinh học học trong bài “Gen, mã

di truyền và quá trình nhân đôi ADN” người dạy có thể đưa ra bài tập: Một gen có

3000 nucleotit, Tỉ lệ A/G = 2/3 Hãy tính:

a Khối lượng gen và số chu kỳ xoắn

b Số lượng nu mỗi loại của gen

c Tổng số liên kết hidro của gen

Để giải bài học trên, người học có thể vận dụng các kiến thức để tính toán như:

- Khối lượng 1 nucleotit trung bình là 300 đvC như vậy nếu gen có tổng số nu

là N thì khối lượng là 300.N đvC

- Một chu kỳ xoắn gồm 10 cặp nucleotit thì số chu kỳ xoắn là N/20

- Nội dung nguyên tắc bổ sung thể hiện: Một bazo lớn (A hoặc G) bù với một bazo bé (T hoặc X) trong đó: A chỉ liên kết với T bằng 2 liên kết hidro, G chỉ liện hết với X bằng 3 liên kết hidro Nên số lượng A = T và số liên kết hidro giữa A và T

là 2A Số lượng G = X và số liên kết hidro giữa G và X là 3G Tổng số liên kết hidro là H = 2A + 3G

Với việc sử dụng các công thức toán học, người học giải quyết bài tập trên

1.1.3 Tích hợp nội bộ môn học môn Sinh học

Các môn học thường có rất nhiều phân môn với những kiến thức sâu rộng mà học sinh đều khó có thể đạt mục đích tìm hiểu trong quá trình dạy học Làm thế nào

để học sinh có thể nắm bắt được những kiến thức cơ bản của các phân môn một cách hệ thống, dễ học, dễ nhớ và có thể vận dụng kiến thức một cách linh hoạt ? Cách tốt nhất là phải biết dùng những chủ đề cốt lõi để khâu nối các phân môn

đó lại với nhau một cách hệ thống kiến thức Những chủ đề khâu nối này như những sợi chỉ xuyên suốt các lĩnh vực môn học và nối chúng lại thành một hệ thống Với sự bùng nổ của các phương pháp thực nghiệm trong thế kỷ qua Sinh học

đã được phân chia thành các lĩnh vực nhỏ như Di truyền học, Sinh lý học, Sinh thái học, Tế bào học….Vì thế chương trình đào tạo cũng vị phân chia thành các mảng

kiến thức tương đối tách rời nhau Kết quả là, học sinh phải nhớ một khối lượng kiến thức rất lớn nhưng khá tách rời nhau, cô lập nhau và có nhiều chi tiết khó nhớ

Xu hướng hiện nay trong đào tạo Sinh học nói riêng và trong các lĩnh vực khoa học nói chung, người ta cố gắng trình bày cho học sinh thấy mối liên hệ giữa các lĩnh vực khoa học trong phân môn và các môn khác với nhau với mục đích làm cho HS có thể phát triển năng lực và hiểu sâu hơn về môn khoa học Sinh học

Ví dụ, như sự phù hợp giữa cấu trúc và chức năng Nếu biết được cấy trúc có thể suy ra chức năng và ngược lại

Hay dùng các chủ đề tiến hóa để khâu nối các lĩnh vực sinh học lại với nhau Thế giới sống liên tục tiến hóa tạo nên các đặc điểm và dạng sống thích nghi nhưng cũng duy trì được sự thống nhất Khi dạy kiến thức sinh học bất kể từ lĩnh vực phân

tử, tế bào, mô, cơ quan, cơ thể, quần thể, quần xã và các hệ sinh thái chúng ta đều

có thể xem xét dưới góc độ tiến hóa

Thí dụ, ở mức độ phân tử khi dạy về vật chất di truyền chúng ta có thể nêu cho học sinh thảo luận :

- Trong quá trình tiến hóa ADN hay ARN có trước ?

- Bằng chứng cho lập luận của em là gì? Cấu trúc của gen được tiến hóa ra sao ?

- Có phải gen được tiến hóa từ cấu trúc phân mảnh đến cấu trúc không phân mảnh hay ngược lại ?

- Dẫn liệu khoa học nào ủng hộ các lập luận của em ?

Tương tự như vậy, ở mức độ tế bào chúng ta có thể nêu vấn đề để học sinh suy nghĩ như :

- Tại sao các tế bào sinh vật nhân thực đặc biệt là các sinh vật bậc cao lại có số lượng NST là lưỡng bội thay vì chỉ có một NST vòng như hầu hết các loài sinh vật nhân sơ ? Nếu sự gia tăng về số lượng NST đem lại nhiều lợi thế cho sinh vật thì tại sao mọi sinh vật lại không tiến hóa tất cả thành các sinh vật lưỡn bội mà lại có nhiều loài sinh vật nhân sơ đơn giản như vi khuẩn ?

Những câu hỏi mở rộng theo hướng tích hợp các phần khác nhau sẽ làm cho học sinh phải chủ đọng tìm tòi câu trả lời đồng thời thấy được sự liên hệ giữa các sinh vật với nhau

Có thể nhiều người sẽ nói rằng cách dạy chương trình theo tích hợp như vậy từ một vấn đề ta có thể phát triển rộng ra rất nhiều thì làm gì còn thời gian dạy các phần khác Đúng là thời gian rất hạn chế và dạy theo cách này rất mất thời gian nên

ta không thể tham dạy tất cả mọi thứ Giáo viên phải biết chọn những vấn đề quan trọng mấu chốt nhất để giảng dạy theo cách này còn những phần kiến thức nào dễ hiểu nên để học sinh tự chủ nghiên cứu

Với quan điểm như vậy, chương trình đào tạo thường được xây dựng theo kiểu tích hợp một cách cân đối hài hòa giữa các lĩnh vực có liên quan thông qua các sợi dây khâu nối Và đó là cơ sở cho việc tích hợp nội bộ môn học trong môn Sinh học

1.2 Cơ sở thực tiễn của dạy học tích hợp

1.2.1 Xu hướng tích hợp trong chương trình sách giáo khoa ở Việt Nam

Theo hướng tích hợp nhiều nước đã đưa vào trường trung học các môn học như khoa học tự nhiên (Sinh học, Vật lý, Địa chất, Thiên văn), khoa học xã hội và nhân văn (Lịch sử, Địa lý, Giáo dục công dân, Xã hội học) Kinh nghiệm các nước cho thấy việc dạy học tích hợp các môn học sẽ giúp học sinh dễ vận dụng kiến thức vào thực tiễn vì những vấn đề nảy sinh trong đời sống, sản xuất ít khi chỉ liên quan với một lĩnh vực tri thực nào đó mà đòi hỏi vận dụng tổng hợp các tri thức thuộc một số môn học khác nhau

Việc dạy học các môn tích hợp trong nhà trường sẽ làm giảm số môn học, số đầu sách giáo khoa, giảm nhẹ chế độ kiểm tra, việc bố trí đào tạo, bồi dưỡng giáo viên cũng bớt phức tạp hơn Tuy nhiên, việc dạy học tích hợp không đơn giản vì từ lâu các trường sư phạm chỉ quen đào tạo giáo viên dạy các môn riêng rẽ Việc tích hợp ở trường phổ thông không chỉ liên quan đến thiết kế nội dung chương trình mà còn đòi hỏi sự thay đổi đồng bộ về cách tổ chức dạy học, đổi mới phương pháp dạy học, thay đổi việc kiểm tra đánh giá

Chính vì những lí do trên, ở các trường phổ thông cần thiết phải giới hạn tích hợp nội bộ từng môn học Ví dụ, tích hợp Tiếng Việt, Tập làm văn trong môn ngữ văn, tích hợp nhiều mặt giáo dục trong một môn học như tích hợp giáo dục dân số, môi trường, phòng chống HIV, …trong môn Sinh học

Cũng chính vì thế, một trong những nguyên tắc chỉ đạo khi xây dựng chương trình và sách giáo khoa theo hướng tích hợp là : Chương trình và sách giáo khoa

phổ thông phải là công trình khoa học sư phạm trong đó phải lựa chọn được các nội dung cơ bản, phổ thông, cập nhật được các tiến bộ mới của khoa học công nghệ, gần gũi với đời sống và phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh trong từng giai đoạn học tập, gắn bó với thực tế phát triển của đất nước Tích hợp nhiều mặt giáo dục trong từng nội dung nâng cao chất lượng hoạt động thực hành, vận dụng theo năng lực từng đối tượng học sinh

Chương trình sinh học THPT tích hợp nội dung để tiến hành giảm số môn học đặc biệt ở cấp học dưới, giảm nộp dung và tăng cường mối liên hệ giữa các nội dung, chuyển một số nội dung thành hoạt động giáo dục để góp phần giảm nhẹ gánh nặng học tập ở các cấp học, tạo niềm tin, niềm vui đến trường mà không giảm yêu cầu kiến thức Điều đó có nghĩa là khi thực hiện xây dựng chương trình SGK ở phổ thông cần đảm bảo tính liên môn sao cho các môn học hỗ trợ nhau tránh trùng lặp mâu thuẫn Mặt khác cần tích hợp các kiến thức chứa đựng những vấn đề đang được quan tâm như Giáo dục dân số, Môi trường, … theo nguyên tắc gắn nội dung SGK

với thực tiễn cuộc sống nhưng vẫn không làm việc học trở nên nặng nề

1.2.2 Thực trạng dạy học Sinh học THPT theo hướng tích hợp

Khi nghiên cứu thực trạng dạy học Sinh học THPT chúng tôi tiến hành điều tra, khảo sát bằng bảng hỏi đối tượng là giáo viên và học sinh trường THPT Nguyễn Khuyến và THPT A Bình Lục Kết hợp với đó là việc quan sát, dự giờ thăm lớp Kết quả như sau:

Về phương tiện dạy học: Hầu hết các lớp học của trường THPT Nguyễn

Khuyến và THPT A Bình Lục đều được trang bị phương tiện dạy học khá đầy đủ, đảm bảo đáp ứng nhu cầu dạy và học cho giáo viên và học sinh hiện nay

- Tài liệu tham khảo dành cho môn Sinh học khá phong phú, đáp ứng đủ nhu cầu dạy và học của giáo viên và học sinh

- Phòng thí nghiệm có trang thiết bị, dụng cụ hóa chất tương đối đầy đủ, đáp ứng được nội dung các bài thực hành cơ bản

- Các phương tiện dạy học hiện đại như máy tính, máy chiếu,

Về phương pháp giảng dạy của giáo viên Chúng tôi đã tiến hành phỏng vấn,

điều tra 42 giáo viên của hai trường Kết quả được thể hiện như bảng 1.1

Bảng 1.1 Điều tra giáo viên về dạy học tích hợp

của học sinh trong quá trình dạy học 39 92,8% Chuẩn bị công phu, mất nhiều thời gian 30 71,4% Hiệu quả bài dạy không cao 30 71,4% Mức độ

dạy học

tích hợp

Hầu hết các giáo viên (40/42 ≈ 95,23%) giáo viên đều cho rằng tích hợp trong dạy học hiện nay là cần thiết cho sự thay đổi toàn diện giáo dục Điều đó được giải thích là do dạy học tích hợp có thể kích thích hứng thú học tập, khả năng hoạt động độc lập sáng tạo của học sinh (39/42 ≈92,8%) Đồng thời, dạy học tích hợp đảm bảo hơn cho việc học sinh có thể nắm vững những kiến thức đã có Tuy nhiên, cũng có một số lượng nhỏ 1 - 2 giáo viên cho rằng khi dạy tích hợp cần mất nhiều thời gian

và có thể không phù hợp với chương trình SGK hiện giờ

Kỹ năng soạn bài dạy của giáo viên tương đối tốt, đã có nhiều thay đổi so với trước kia Khi soạn bài, giáo viên đã chú ý đến hoạt động của học sinh Mục tiêu của bài soạn được xác định cho học sinh, lấy học sinh làm trung tâm, giáo viên chỉ

là người tổ chức quá trình lĩnh hội kiến thức Mục tiêu của bài học cũng đã được giáo viên xác định rõ: mục tiêu về kiến thức, về kỹ năng, vê thái độ Nội dung bài soạn, các hoạt động của bài giảng được đặt ra có tương ứng với mục tiêu bài học Phương pháp giảng dạy cũng được xác định rõ trong bài soạn Tuy nhiên, giáo án vẫn chưa thể hiện nội dung tích hợp các kiến thức trong giảng dạy Việc sử dụng giáo án tích hợp và phương pháp dạy học của giáo viên thì đa số mới dừng lại ở mức độ thỉnh thoảng (30/42 ≈71,4%), một số ít giáo viên (1 – 2 giáo viên) thường

xuyên đưa tích hợp vào giảng dạy Hầu hết vẫn dừng lại ở việc nghiên cứu kiến thức trong SGK mà chưa vận dụng kiến thức nội môn, liên môn trong dạy học để giải quyết các vấn đề bài học đề ra

Qua điều tra giáo án và dự giờ, chúng tôi nhận thấy phương pháp dạy học cùa giáo viên môn sinh bước đầu có sự đổi mới Giáo viên đã thực hiện tiết dạy theo mô hình lấy học sinh làm trung tâm, giáo viên chi là người hướng dẫn, tổ chức các hoạt động nhằm giúp học sinh tự lĩnh hội được kiến thức Các phương pháp giảng dạy tích cực như vấn đáp - tái hiện, trực quan, tự nghiên cứu, học theo nhóm, học theo

dự án đã được giáo viên áp dụng Tuy nhiên, vấn còn một số giáo viên và một số tiết học vẫn dạy theo lối truyên thống, giáo viên truyền đạt kiến thức, học sinh lĩnh hội Thực tế có thể do đặc thù của môn học, học sinh phải lĩnh hội một lượng kiến thức rộng trong khoảng thời gian ngắn, không thuận lợi cho giáo viên áp dụng các phương pháp dạy học tích cực

Phương pháp giảng dạy cho học sinh môn sinh nói chung và phần Tiến hóa nói riêng chủ yếu vẫn dạy theo phương pháp truyền thống Rất ít giáo viên sừ dụng các phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực của học sinh Riêng phần Di truyền học và phần Tiến hóa thì điều này càng thể hiện rõ Một trong những lý do đẫn tới sự chậm đổi mới phương pháp trong dạy học phần này là đa số giáo viên cho rằng nội dung phần này dài, khó dạy

Trong phần lớn các giáo án, giáo viên chưa chú ý vận dụng hợp lý các kiến thức sinh học mà học sinh đã có để tổ chức cho học sinh lĩnh hội kiến thức mới Nhiều giáo viên đã xác định được sự liên quan của kiến thức tiến hóa với các kiên thức sinh học khác đã học Các giáo viên đều xác định được sự liên quan của các kiến thức sinh học khác, trong đó có Di truyền khi dạy phần Tiến hóa Nhưng việc vận dụng các kiến thức này vào dạy học phần Tiến hóa thì còn nhiều hạn chế Các giáo án có vận dụng di truyền cũng chỉ ở mức yêu cầu học sinh tái hiện những kiến thức Di truyền mang tính sự kiện cho Tiến hóa Nguyên nhân chính ờ đây, theo chúng tôi, là giáo viên chưa phân tích được mối quan hệ về mặt nội dung kiến thức

Di truyền và Tiến hóa, chưa khai thác được bản chất tiến hóa trong các nội dung được trình bày trong sách giáo khoa Mặt khác, cách phân tích nội dung trên quan điểm tiếp cận tiến hóa chưa được nghiên cứu trong lĩnh vực dạy học sinh học ở phổ

thông Vì vậy, trong các giáo án được điều tra không thấy có sự tiếp cận Di truyền khi dạy học Tiến hóa

Như vậy, giáo viên đã có thái độ tích cực trong việc vận dụng phương pháp dạy học tích cực, tuy nhiên chưa thực sự hiểu đúng đắn bản chất của phương pháp dạy học tích hợp cũng như cách thức tích hợp Vì vậy nhà trường nên tạo điều kiện

để giáo viên tiếp cận dễ dàng hơn với những hướng dẫn, tài liệu nghiên cưu để giáo viên nắm chắc hơn nữa bản chất quan điểm tích hợp để có sự vận dụng phù hợp

Về phía học sinh : Qua dự giờ thăm lớp, trực tiếp giảng dạy, chúng tôi nhận

thấy :

- Phần lớn HS coi việc học Sinh học là nhiệm vụ bắt buộc (70/200≈35%) chỉ một số ít yêu thích môn Sinh học (20/200≈10%), còn đa số HS coi đây là môn học phụ không yêu thích, không hứng thú

- Số đông học sinh chỉ quen lối học thuộc lòng, học vẹt do phương pháp học thụ động máy móc theo kiểu đối phó Rất ít HS có thể vận dụng kiến thức đã học vào giải quyết một vấn đề lý thuyết hay thực tế, số học sinh có phương pháp học tập chủ động và sáng tạo chiếm tỉ lệ thấp

- Đa số học sinh không liên hệ các kiến thức đã học khi nghiên cứu bài mới Tuy nhiên, học sinh có những hứng thú khi giáo viên vận dụng kiến thức hoặc phương pháp mới phát huy tính tích cực của học sinh hoặc có sư liên hệ thực tế ứng với thực tiễn hoặc có sự vận dụng kiến thức đã học ở phần trước đó để giải quyết một vấn đề Sinh học mới

TÓM TẮT CHƯƠNG 1

- Dạy học tích hợp là quá trình dạy học mà trong cùng một thời lượng học tập,

học sinh thu nhận được đồng thời nhiều đơn vị kiến thức bằng cách kết hợp, sự phối hợp những hoạt động, chương trình, phương pháp nghiên cứu học tập đạt được mục tiêu dạy học Tích hợp trong dạy học đã được nghiên cứu từ lâu nhưng việc ứng dụng của nó trong dạy học là chưa nhiều Thông qua việc nghiên cứu nội dung tích hợp: Mục đích, nguyên tắc, khó khăn,….cho thấy việc đưa tư tưởng sư phạm tích hợp vào trong quá trình dạy học là cần thiết dạy học tích hợp là một xu hướng của

lí luận dạy học và được nhiều nước trên thế giới thực hiện

- Nghiên cứu sự tích hợp trong chương trình sách giáo khoa Việt Nam

- Điều tra khảo sát việc sử dụng dạy học tích hợp cho thấy đa số người dạy đã tiến hành tích hợp nhưng còn rất nhiều hạn chế Khi giảng dạy tích hợp làm tăng khả năng tiếp thu kiến thức, năng lực học sinh và tăng hứng thú của học sinh

CHƯƠNG 2 TÍCH HỢP KIẾN THỨC DI TRUYỀN HỌC TRONG DẠY HỌC PHẦN TIẾN HÓA (SINH HỌC 12 )

2.1 Phân tích chương trình Sinh học 12 và kiến thức phầnTiến hóa

Chương trình sinh học 12 được xây dưng trên quan điểm hệ thống, tiếp tục chương trình Sinh học 11 Trong chương trình Sinh học 11, học sinh đã nghiên cứu thế giới sống ở cấp độ cơ thể, sinh học 12 tiếp tục thế giới sống ở cấp độ cao hơn đó

là quần thể, quần xã, hệ sinh thái

Sinh học 12 đề cập đến các hiện tượng di truyền và biến dị, tiến hóa, mối quan

hệ với môi trường ở tất cả các cấp độ từ phân tử đến hệ sinh thái, sinh quyển theo nguyên tắc thứ bậc Kiến thức trong chương trình sinh học 12 mang tính tổng kết những vấn đề quan trọng của sinh học bậc THCS và THPT đồng thời là nội dung chủ yếu để thi tốt nghiệp THPT

Chương trình sinh học 12 mang tính thực tiễn cao phục vụ cho sản xuất nông, lâm, ngư nghiệp cho y dược, cho công tác bảo bệ môi trường, bảo vệ thiên nhiên cũng như liên quan đến con người và xã hội loài người

Chương trình Sinh học 12 tiếp tục chương trình sinh học của cấp THCS, ở cấp THSC học sinh đã được học những kiến thức về Di truyền, Biến dị, Tiến hoá và Sinh thái học nhưng ở mức độ giới thiệu các hiện tượng và cơ sở vật chất của chúng trên các nhóm đối tưọng cơ thể chứ không đi sâu vào cơ chế, quy luật chung Ở bậc THPT các kiến thức nảy đã được đi sâu thêm, nâng cao đồng thời thể hiện tính khái quát hoá

Sinh học 12 gồm ba phần: Phần Di truyền học, Phần Tiến hóa, Phần Sinh thái Như vậy, nội dung kiến thức phần Tiến hóa là một nội dung được nghiên cứu và giảng dạy sau khi học sinh học phần Di truyền học Vì vậy, người dạy có thể tích hợp các kiến thức Di truyền học vào trong giảng dạy để học sinh vận dụng kiến thức mới học để dễ dàng nắm rõ các kiến thức Tiến hóa Nội dung chương trình phần tiến hóa

có thể được khái quát như sau:

Phần sáu - Tiến hóa:

Chương I và II : Bằng chứng tiến hóa và cơ chế tiến hóa

Chương này đi sâu và mở rộng các vấn đề:

- Bằng chứng giải phẫu so sánh; Bằng chứng phôi sinh học so sánh; Băng chứng địa lý sinh vật học; Bằng chứng tế bào học và sinh học phân từ

- Thuyết tiến hóa cồ điển: Học thuyết Lamác, học thuyết Đacuyn; Thuyết tiến hóa hiện đại: thuyết tiến hóa tổng hợp, sơ lược về thuyết tiến hóa bằng các ĐB trung tính

- Quan niệm hiện đại về nguyên nhân và cơ chế tiến hóa: các nhân tố tiến hóa

cơ bản; Quá trình hình thành các đặc điểm thích nghi; Loài sinh học; Quá trình hình thành loài; Nguồn gốc chung và chiều hướng tiến hóa của sinh giới

Chương còn được bồ sung những nội dung mới như:

- Khái niệm nhân tố tiến hóa và vai trò cùa các nhân tố tiến hóa: ĐB, CLTN, yếu tố ngẫu nhiên, di - nhập gen, giao phối không ngâu nhiên trong việc làm biến đồi cấu trúc di truyền của quần thể

- Áp lực của quá trình ĐB

- Lượng biên thiên tần số tương đối cùa gen A trong quần thể sau một thế hệ

có sự di - nhập gen

- Tác động của CLTN và áp lực của nó đối vói các hệ số chọn lọc khác nhau

- Vai trò của các nhân tố cách li (cách li trước hợp tử và cách li sai hợp tử) đối với quá trình hình thành loài và bảo vệ toàn vẹn của loài

- Cơ chế hình thành loài cùng khu vực địa lý và hình thành loài khác khu vực địa lý

- Các phương pháp xây dựng cây chủng loại phát sinh (xác định mối quan hệ

họ hàng và quá trình phân li tính trạng để hình thành các nhóm phân loại)

Chương III: Sự phát sinh và phát triển sự sống trên Trái đất

Chương này đi sâu và mở rộng các vấn đề: Sự phát sinh sự sống trên Trái đất; Khái quát về sự phát triển của sinh giới qua các đại địa chất; Sự phát sinh loài người

Như vậy, nhiều kiến thức Tiến hóa rất phức tạp, khó hiểu và có nhiều liên quan với kiến thức Di truyền học Người dạy có thể vận dụng kiến thức di truyền học để tích hợp vào trong giảng dạy phần Tiến hóa

2.2 Mối quan hệ giữa sinh học Tiến hóa và di truyền học

2.2.1 Mối quan hệ giữa Tiến hóa và các môn chuyên khoa

Mối quan hệ giữa tiến hóa và các môn chuyên khoa là sự thể hiện mối quan hệ giữa sự kiện và lí thuyết Nếu sự tích lũy các sự kiện từ các bộ môn sinh học là cơ

sở quan trọng cho sự hình thành lý thuyết tiến hóa thì sự phát triển lí thuyết tiến hóa lại góp phần làm sáng tỏ và phát triển thêm các môn học đó Có thể thấy rõ mối quan hệ này trong quá trình phát triển của học thuyết tiến hóa

Trong sinh học, tiến hóa là sự thay đổi đặc tính di truyền của một quần thể sinh học qua những thế hệ nối tiếp nhau Các quá trình tiến hóa làm nảy sinh sự đa dạng ở mọi mức độ tổ chức sinh học bao gồm loài, các cá thể sinh vật và cả các phân tử như ADN và protein

Sự sống trên Trái Đất khởi nguồn và sau đó tiến hóa từ một tổ tiên chung khoảng 3,8 tỉ năm trước Sự tiến hóa thành loài mới và sự phân nhánh sự sống lặp lại có thể suy luận ra từ tập hợp những đặc tính sinh hóa và hình thái học chung, hay những chuỗi ADN chung Những nét tương đồng này giống nhau hơn giữa những loài có tổ tiên chung gần gũi nhau hơn, và có thể dùng để tái dựng lịch sử tiến hóa từ những loài hiện tồn và những dấu vết hóa thạch Hình ảnh về sự đa dạng sinh học trên hành tinh ngày nay hình thành từ cả sự hình thành loài và sự tuyệt chủng

Vào thế kỉ XIX, Charles Darwin và Alfred Wallace là những người đầu tiên hệ thống hóa những luận cứ khoa học cho lý thuyết tiến hóa theo con đường CLTN Tiến hóa do CLTN là một quá trình có thể suy ra từ ba thực kiện về các quần thể sinh học: nhiều cá thể con được sinh ra hơn số lượng có thể sống sót, các tính trạng khác nhau giữa các cá thể, dẫn tới tỉ lệ sinh tồn và sinh sản khác nhau, những sự khác biệt về đặc điểm trên là có tính di truyền

Do đó, khi những cá thể của một quần thể chết đi, chúng được thay thế bằng những hậu duệ của thế hệ cha mẹ nhưng có thể thích nghi tốt hơn để tồn tại và sinh sôi trong môi trường mà sự CLTN diễn ra Quá trình này tạo ra và bảo tồn những đặc điểm được cho là phù hợp hơn cho chức năng mà chúng đảm nhiệm Cho đến nay, sự CLTN là nguyên nhân duy nhất cho sự thích nghi, tuy nhiên không phải là

nguyên nhân duy nhất cho sự tiến hóa Những nguyên nhân khác của tiến hóa bao gồm sự ĐB và dịch chuyển di truyền

Vào đầu thế kỷ XX, di truyền học kết hợp với lý thuyết tiến hóa nhờ CLTN của Darwin thông qua di truyền học quần thể Tầm quan trọng của CLTN như một nguyên nhân tiến hóa đã được chấp nhận trong những nhánh khác của sinh học Tuy nhiên, các quan niệm từng có trước đây về tiến hóa, như tiến hóa từng bước và xu hướng tiến hóa chung đã trở nên lỗi thời Các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu những khía cạnh khác nhau của tiến hóa bằng việc lập nên rồi kiểm tra những giả thuyết, xây dựng các lý thuyết khoa học, sử dụng những dữ liệu quan sát, và tiến hành những thí nghiệm cả trên thực địa lẫn trong phòng thí nghiệm Các nhà sinh học nhất trí rằng sự truyền đời kèm theo những biến đổi là một trong những thực kiện đáng tin cậy nhất từng được thiết lập trong lịch sử khoa học Các khám phá trong sinh học tiến hóa đã gây ảnh hưởng lớn lao không chỉ tới những nhánh truyền thống của sinh học, mà cả trong những ngành hàn lâm khác (như Nhân chủng học và Tâm lý học) và cả trong xã hội nói chung

Như vậy, sự ra đời và giữa thế kỉ XIX, thuyết tiến hóa Darwin đã là sự tổng hợp tài tình các thành tựu của phân loại học, hình thái học đặc biệt là Cổ sinh học, Giải phẫu so sánh, Phôi sinh học Sau Darwin là nhữn thành tựu mới trong nhiều lĩnh vực sinh học khác nhau đặc biệt là di truyền học đã cung cấp nhiều bằng chứng cho thuyết tiến hóa Ngược lại ngay sau khi ra đời thuyết tiến hóa đã có tác dụng mạnh mẽ đối với sự phát triển của những bộ môn sinh học

Tư tưởng phát triển và phương pháp lịch sử trong học thuyết Darwin đã xác định quan điểm và phương pháp, tư tưởng đúng đắn trong việc nghiên cứu mọi hiện tượng, quá trình cụ thể của sự sống Những sự kiện, tài liệu trong các lĩnh vực khác nhau của sinh học đã được phân tích lí giải trên quan điểm tiến học Sự thâm nhập của tư tưởng tiến hóa vào từng bộ môn dẫn tới sự hình thành bộ phận đặc biệt trong các bộ môn này như hình thái học tiến hóa, phôi sinh học tiến hóa, sinh lý học tiến hóa, di truyền học tiến hóa

2.2.2 Mối quan hệ giữa Di truyền học và Tiến hóa

Để chứng minh cho quá trình tiến hóa, người ta phải sử dụng những bằng chứng trực tiếp và gián tiếp Nếu như những bằng chứng trực tiếp cho phép ta xác

minh sự kiện tiến hóa thì các bằng chứng gián tiếp lại là những cơ sở quan trọng cho những hiểu biết về nguyên nhân và cơ chế tiến hóa

Di truyền học là bằng chứng quan trọng chứng minh cho sự Tiến hóa Di truyền học đã có những đóng góp hết sức quan trọng cho sự phát triển lí thuyết tiến hóa Trước đây, Darwin trên cơ sở khái quát các sự kiện trực tiếp vô cùng đa dạng

và phong phú đã chứng minh thành công sự phát triển của lịch sử thế giới hữu cơ Nhưng với các phương tiện hiện có ông đã không thể chứng minh một cách thỏa đáng vấn đề nguyên nhân và cơ chế tiến hóa mặc dù quan niệm của ông về các vấn

đề này là hết sức đúng đắn

Phần lớn sự phản đối của nhà khoa học đối với thuyết Darwin là xuất phát từ

sự thiếu các bằng chứng thực nghiệm về nguyên nhân cơ chế tiến hóa và biến dị Chính điều này đã làm cho lý luận tiến hóa Darwin rơi vào tình trạng khủng hoảng

Di truyền học ra đời ngay lập tức nó đã thiết lập được mối quan hệ chặt chẽ với thuyết tiến hóa Mối quan hệ này trước hết xuất phát từ tính chất chung của đối tượng nghiên cứu của di truyền học là tìm hiểu bản chất của tính biến dị và di truyền)

Hơn thế nữa, Di truyền học là một khoa học thực nghiệm Các công trình nghiên cứu về mặt thực nghiệm và lí luận của các quá trình di truyền trong tiến hóa

đã chứng minh tính đúng đắn của học thuyết Darwin, trong đó đặc biệt là di truyền học quần thể Đó là một lĩnh vực đang phát triển rất mạnh mẽ Các tài liệu về di truyền học quần thể rất cần thiết cho các nhà nghiên cứu tiến hóa Trước mắt đó mở rộng con đường nghiên cứu rất giá trị cả về mặt lí thuyết lẫn thực nghiệm.Trước kia, nghiên cứu các quy luật tiến hóa chỉ dựa hoàn toàn vào sự phân tích những biến đổi của các dạng sinh vật Di truyền học quần thẻ đi sâu vào nội dung của quá trình tiến hóa và qua con đường đó khám phá ra cơ chế thực sự của các tác động di truyền, và chọn lọc Cùng với sự phát triển của Di truyền học, học thuyết tiến hóa của Darwin ngày càng được hoàn thiện và có nhiều bước phát triển mới Đặc biệt, những luận điểm của thuyết tiến hóa ngày nay đã trở nên phù hợp với các tri thức của Di truyền học, Phân loại học và Cổ sinh học

Cần phải khẳng định rằng, tiến hóa là một vấn đề tổng hợp, bao trùm mọi lĩnh vực của sinh học Hiện nay chúng ta vẫn chưa có những hiểu biết về tất cả các vấn

đề tiến hóa, chúng ta chỉ biết được một số sự kiện nghĩa là có nhiều bằng chứng về

sự tồn tại của tiến hóa và có chăng đó chỉ là những "mô hình thô ” hay những hằng

số thu gọn về những gì quan sát được trước một thế giới hữu cơ vô cùng đa dạng và phức tạp Tuy nhiên, từ những mô hình đến thực tiễn là một khoảng cách khá xa Vì vậy, cho dù các sự kiện di truyền có tính thuyết phục đi nữa, thì học thuyết tiến hóa cũng chỉ có giá trị tương đối do tình trạng nhận thức đương thời Vì vậy, di truyền học cũng chỉ có thể giải quyết phần nào làm sáng tỏ các vấn đề tiến hóa

Việc ứng dụng tích hợp các kiến thức di truyền học cũng phần nào đó giúp học sinh có thể có những hiểu biết hơn về các vấn đề tiến hóa

2.3 Tích hợp kiến thức di truyền học trong dạy học phần Tiến hóa (Sinh học

về thái độ tình cảm?

Khi thiết kế và tổ chức dạy học tích hợp, giáo viên phải căn cứ vào những kiến thức đã có của học sinh và trình độ năng lực của từng nhóm học sinh khác nhau (giỏi, khá, trung bình, kém) Làm như vậy, mỗi học sinh đều được tham gia vào quá trình dạy học một cách phù hợp nhất với khả năng trí tuệ của mình

2.3.1.2 Xác định các nội dung tích hợp

Căn cứ vào mối liên hệ giữa kiến thức cần truyền đạt của phần Tiến hóa và Di truyền học mà GV lựa chọn tư liệu và phương án tích hợp Cụ thể phải trả lời các câu hỏi: Tích hợp nội dung nào là hợp lí? Liên kết các nội dung thế nào là hợp lí?

2.3.1.3 Xác định mức độ tích hợp

Mức độ tích hợp phải dựa trên mục đích và nội dung tích hợp Khi xác định mục đích tích hợp và lựa chọn được nội dung tích hợp sẽ xác định được mức độ tích hợp Khi tích hợp cần tránh sự quá tải, lặp lại kiến thức và mất đi tính đặc trưng của nội dung bộ môn

Như vậy, nội dung tích hợp phải phù hợp với sự cần thiết và không nên lạm dụng tích hợp làm mất đi đặc trưng môn học Điều này cần sự nghiên cứu, tìm hiểu nắm vững bản chất của vấn đề, từ đó mới có những hướng tích hợp cho phù hợp

2.3.1.4 Tổ chức dạy học theo nội dung tích hợp đã được xác định

Khi đã xác định được các yếu tố trên, giáo viên cần có sư lựa chọn những phương pháp thích hợp phù hợp với cơ sở tâm sinh lý, khả năng tiếp thu và phát huy tính tích cực chủ động của học sinh Một số phương pháp như : Dạy học theo nhóm, dạy học giải quyết vấn đề, dạy học dự án, …được khuyến khích sử dụng khi nghiên cứu giảng dạy tích hợp

2.3.2 Vận dụng quan điểm tích hợp kiến thức Di truyền học vào dạy học phần Tiến hóa (Sinh học 12)

Do khi sử dụng tích hợp các kiến thức di truyền học vào giảng dạy tiến hóa có một số khó khăn, nhất là khó khăn về thời gian, nên người dạy có thể lựa chọn những nội dung có sự liên quan cơ bản Trong phần này, chúng tôi xây dựng một số nội dung có thể tích hợp kiến thức Di truyền học qua các ví dụ:

Ví dụ 1: Dạy học nội dung “Thuyết tiến hóa trung tính” bài “Thuyết tiến

hóa hiện đại” Sinh học 12

Mục đích tích hợp:

Người học đã được nghiên cứu về các hiện tượng đồng trội của các gen nhóm máu, ĐB gen, ĐB NST trong phần Di truyền học Thông qua việc đưa ra cho học sinh các dẫn liệu di truyền học liên quan đến nội dung bài có thể giúp người học về:

Tính đa hình và sự bổ sung của học thuyết trung tính với các học thuyết hiện đại, học thuyết Darwin

Thông qua các dẫn liệu và các câu hỏi di truyền học, vận dụng hiểu hiết của mình, người học được rèn luyện kỹ năng tư duy và kỹ năng giải quyết vấn đề

Cơ sở khoa học:

- ĐB nhỏ trên gen có ảnh hưởng khác nhau tới sự di truyền, biến đổi trình tự các nucleotit, nên sẽ ảnh hưởng tới quá trình phiên mã, dịch mã và sự biểu hiện tính trạng với các mức độ khác nhau

Các dạng ĐB thay thế một cặp nucleotit thường ảnh hưởng không lớn tới sự biến đổi của mã di truyền (Ví dụ ĐB đồng nghĩa) hoặc làm thay đổi mã di truyền Hiệu quả của ĐB thay thế còn tùy thuộc vào vị trí mã di truyền mã hóa cho axit amin Nếu nó nằm ở những vị trí quan trọng và đặc biệt thì sẽ gây ảnh hưởng lớn đến sự biểu hiện sản phẩm của gen (Protein, ARN) Nếu nằm ở vị trí như các đoạn không mã hóa thì không gây ảnh hưởng lớn cho sinh vật, mà chúng còn đươc tích lũy tồn tại trong cơ thể sinh vật đợi khi có cơ hội biểu hiện tính trạng Nó có ý nghĩa trong sự di truyền và tiến hóa

Các dạng ĐB thêm mất một cặp nu trong gen nhìn chung có ảnh hưởng lớn tới các trình tự nu làm cho cấu trúc gen thay đổi nên dễ dàng biểu hiện ra kiểu hình

Nó có thể làm cho sinh vật thể hiện những biểu hiện tốt hoặc xấu hơn, tích cực hoặc tiêu cực hơn so với dạng ban đầu Các dạng ĐB gen trung tính không có lợi hoặc không có hại hoặc dạng ĐB gen có lợi làm cho sinh vật ngày càng đa dạng và phong phú thể hiện tính đa hình của sinh vật ĐB gen được di truyền do đó nó là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho tiến hóa

- Hiện tượng đồng trội là hiện tượng khi hai alen khác nhau ở trạng thái dị hợp

tử đều biểu hiện hoàn toàn, gây ra những sai khác về tính trạng so với các trạng thái đồng hợp tử Hiện tượng đồng trội làm cho tăng tính đa hình di truyền

Kimura (1968) đã nghiên cứu dựa trên phương pháp nghiên cứu phân tích di truyền đó là tập trung phân tích axid amin và protein, và phát hiện đặc tính tương đối ổn định của tốc độ thay thế axid amin trong sự tiến hoá phân tử và hiện tượng đa hình protein trong các quần thể tự nhiên

Tổ chức dạy học:

Người dạy yêu cầu người học đọc kỹ, nghiên cứu mục “II-Thuyết tiến hóa

trung tính”SGK nâng cao trang 147 và trình bày nội dung học thuyết tiến hóa trung

tính của M Kimura

Người dạy hướng dẫn người học nghiên cứu “Học thuyết tiến hóa trung tính” thông qua dẫn liệu di truyền: Trong khi nghiên cứu tính đa hình trong cấu trúc của các phân tử protein bằng phương pháp điện di, Kimura đã để xuất quan niệm đa số các ĐB ở cấp độ phân tử là trung tính, nghĩa là không có hại, không có lợi, do đó chứng không chịu tác dụng của CLTN

VD: Nghiên cứu của Harris (1970) trên 59 mẫu biến dị của chuỗi polipeptít anpha và chuỗi polipeptit bêta của phân tử hêmôglobin ở người đã phát hiện 43 mẫu không gây hậu quả sinh lý, 5 mẫu có ý nghĩa đánh dấu, nghĩa là có sự thay thế axit amin xảy ra ở gần nhân hem Chỉ có 11 trường hợp ĐB làm cho Hb có cấu trúc không bền, gây thiếu máu do tiêu huyết ở mức độ khác nhau Trong số này có 2 trường hợp đáng chú ý, xảy ra sự thay thế axit amin thứ 6 trong chuỗi β Sự thay thế axit glutamic bằng lizin gây ra HbC Sự thay thế axit amin glutamic bằng valin gây

ra HbS

Từ những dẫn liệu tương tự, Kimura đề ra thuyết trung tính: Nghĩa là sự tiến hóa diễn ra bằng sự cố định ngẫu nhiên các ĐB trung tính, không liên quan tới tác dụng tích luỹ của CLTN Đó là nguyên nhân cơ bản của sự tiến hoá ở cấp độ phân

tử

Người dạy yêu cầu người học nhận xét và đưa ra ý kiến về nhận định: “Thuyết

trung tính của M.Kimura đối kháng với thuyết tiến hóa của Darwin bằng sự CLTN”

(Thuyết này không phủ nhận sự xuất hiện của các ĐB có hại, cũng không phủ nhận khả năng một số ĐB cố tính chất tự nhiên Do đó, tuyệt nhiên không hề đối kháng với thuyết tiến hóa của Darwin bằng sự CLTN Nếu như thuyết Darwin, thuyết tổng hợp giải thích thành công sự tiến hóa thực nghiệm ở cấp cá thể, QT, loài, thì thuyết trung tính xem sự củng cố ngẫu nhiên của những ĐB trung tính là một nguyên lý cơ bản của sự tiến hóa ở cấp độ phân tử.)

Thuyết trung tính có đề cập tới hiện tượng đa hình cân bằng Người dạy yêu

cầu người học “giải thích thế nào là hiện tượng đa hình cân bằng?”

(Đa hình đựơc nói tới khi các cá thể của cùng một loài, trong một QT, tồn tại ở hai hoặc nhiều dạng khác biệt nhau Các dạng khác biệt này được gọi là các dạng hình Morphs Đây là các dạng BD kiểu hình của cùng một tính trạng VD: Bướm thường và bướm meline là hai dạng hình của mầu sắc cơ thể)

Người dạy nêu ví dụ của hiện tượng đa hình cân bằng: Tỷ lệ các nhóm máu

A, B, AB, O là cân bằng và đặc trưng cho từng QT người

Bảng 2.1: Sự phân bố nhóm máu trong QT người (Nguồn: Sách giáo viên sinh học

12 ban KHTN, NXB Giáo dục năm 1995)

Ví dụ này có thể chứng minh cho thuyết trung tính được không?

(Các alen IA, IB, i là nhũng alen trung tính về mặt chọn lọc Trong mỗi quần thể người tỷ lệ các nhóm máu là đặc trưng và được duy trì ổn định qua nhiều thế hệ Điều này chúng tỏ các ĐB trung tính được duy trì ổn định trong quần thể không do tác dụng cùa CLTN mà do sự củng cố ngẫu nhiên các ĐB trung tính.)

Ví dụ 2: Dạy học nội dung “Nhân tố tiến hóa ĐB” trong bài “Các nhân tố

tiên hóa” Sinh học 12

Mục đích tích hợp:

- Học sinh đã được nghiên cứu về các hiện tượng ĐB như ĐB gen, ĐB NST Dựa vào kiến thức đã học đó thông qua dẫn liệu và bài tập di truyền, người học có thể hiểu thêm về vai trò của ĐB trong tiến hóa Từ đó cho thấy rằng, ĐB là một nhân tố quan trọng trong tiến hóa

- Thông qua các dẫn liệu và các câu hỏi di truyền học về ĐB, vận dụng hiểu hiết của mình, người học rèn luyện kỹ năng phân tích, tổng hợp và kỹ năng giải quyết vấn đề được đưa ra

Cơ sở khoa học:

- ĐB là những biến đổi vật chất di truyền

- Quá trình ĐB là một chuỗi các nguyên nhân và cơ chế phức tạp tác động vào vật liệu di truyền dẫn tới phát sinh các ĐB

- ĐB là nhân tố tiên hóa vì ĐB làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể

- Tần số ĐB với từng gen thường thấp thấp (trung bình là 10-6 đến 10-4, nghĩa

là cứ 1 triệu đến 1 vạn giao tử thì có 1 giao tử mang ĐB về 1 gen nào đó) nên áp lực của ĐB là không đáng kể, nhất là đối với quần thể lớn Tuy nhiên ở mỗi loài sinh vật có rất nhiều gen và quần thể lại có nhiều cá thể, nên tần số ĐB nói chung lớn

- Quá trình ĐB gây ra những biến dị di truyền ở cả các đặc tính hình thái, sinh

lí, sinh hóa, tập tính sinh học, gây ra những sai khác nhỏ hoặc những biến đổi lớn của cơ thể

- ĐB tạo ra nguồn nguyên liệu sơ cấp cho CLTN và quá trình tiến hoá Trong

đó, ĐB gen là nguồn nguyên liệu sơ cấp chủ yếu

Tổ chức dạy học

Người dạy huy động kiến thức cũ của người học về đột biến Người dạy đưa

ra câu hỏi: Tại sao quá bình ĐB lại là chuỗi các nguyên nhân và cơ chế phức tạp?

(Vì sự phát sinh một ĐB có liên quan tới sự tác động của nhiều nguyên nhân với những cơ chế hết sức phức tạp:

+ Nguyên nhân bên ngoài: tác nhân vật lý, tác nhân hoá học

+ Nguyên nhân bên trong: những biến đổi sinh lý, sinh hoá trong cơ thể)

Từ các câu hỏi trên người dạy đưa ra giả định: Nếu các chương trình di truyền

có tính bền vững tuyệt đối (không có ĐB) thì sự tiến hóa sẽ như thế nào?

(Nếu như các chương trình di truyền có tính bền vững 100% và không có một yếu tố nào, bên ngoài cũng như bên trong vi phạm được cấu trúc của gen sự tiến hóa

đã không thể xảy ra được, vì không có chất liệu cho tiến hóa Hơn nữa, có đủ tất cả các cơ sở để giả thiết rằng sự chọn lọc những biến đổi ngẫu nhiên không chỉ là động

cơ tiến hóa của sự sống hình thành, không có ĐB thì chọn lọc cũng không diễn ra.) Người dạy gợi nhớ lại kiến thức cho người học: ĐB gen sẽ có khả năng làm

xuất hiện alen mới, tổ hợp kiểu gen mới ĐB có là nhân tố tiến hóa không? Vì sao?

(ĐB làm thay đổi tần số alen và thành phần kiểu gen của quần thể vì vậy nó là nhân tố tiến hóa)

Người dạy nêu câu hỏi: Vậy ĐB có ý nghĩa như thế nào đối với tiến hóa?

(ĐB cung cấp nguyên liệu sơ cấp cho quá trình tiến hóa.)

Người dạy đưa ra ví dụ: Theo T.Dobzhansky (1957] ở loài ruồi giấm Drosophila pseudobscura, từ 1/4 đến 1/3 số NST đã nghiên cứu có ĐB gây chết

hoặc nửa gây chết, trong 1/3 số còn lại thì 41-95% số ĐB làm giảm sức sống, chỉ

0,1% làm tăng sức sống Tỷ lệ ĐB có lợi vào khoảng 10-9 Và yêu cầu người học

nhận xét: Kết quả này cho phép rút ra kết luận gì?

(Phần lớn các ĐB là có hại Có hại vì nó phá vỡ quan hệ hài hoà trong kiểu

gen, trong nội bộ cơ thể, giữa cơ thế môi trường đã được hình thành qua CLTN Chẳng hạn:

+ ĐB mất hoặc thêm vào một cặp nucleotit trên ADN dẫn đến tạo ra một mARN mà ở đó khung đọc bị dịch chuyển đi một nucleotit Hậu quả là bắt đầu từ điểm này trên mARN quá trình đọc mã sẽ đọc các codon khác bình thường, tạo ra các protein không hoạt động Vì vậy, các dạng ĐB này thường ít có ý nghĩa trong tiến hóa

+ ĐB đảo vị trí và ĐB thay thế một hoặc vài cặp nucleotit thường ít gây hậu quả nghiêm trọng vì chúng chỉ tác động tới một hoặc vài bộ ba mã hoá trên gen Chúng là nguồn BD quan trọng cung cấp cho tiến hóa, đặc biệt là các ĐB thay thế + Trong môi trường quen thuộc, thể ĐB có sức sống kém hay kém thích nghi hơn dạng gốc Giá trị thích nghi của một ĐB có thể thay đổi tuỳ sự thay đổi của môi trường

+ Giá trị thích nghi của một ĐB có thể thay đổi tuỳ sự tương tác trong từng tổ hợp gen

Ví dụ: Ở gà lông quăn bộ lông sơ và trần trụi của những gà này gây nên hiện tượng giảm thân nhiệt trong điều kiện nhiệt độ thấp mạnh hơn nhiều so với gà bình thường Tính trạng ấy làm giảm sức sống của gà lông quăn Nhưng khi nhiệt độ không khí tương đối cao thì tính chất như vậy của gà lông quăn lại làm dễ dầng thêm sự toả nhiệt và lúc này lại có ưu thế

+ Tuy ĐB có hại nhung phần lớn ĐB lặn nên không biểu hiện ở kiểu hình