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

Phân tích nguyên nhân của thực trạng...27 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

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM SINH HỌC

CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

LỜI CẢM ƠNTôi xin cảm ơn Ban Giám Hiệu, Phòng Quản lý Đào tạo – Công tác sinhviên và các thầy cô trong Trường Đại học Giáo dục, ĐHQGHN cùng các thầy

cô giáo đã giảng dạy tại lớp Cao học LL&PP Dạy học khóa 6 đã dạy dỗ, chỉ bảo

và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu tạiTrường

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Dương Tiến Sỹ,người thầy đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu và giáo viên, học sinh trườngTHPT Giao Thủy B, trường THPT Quất Lâm (Nam Định) đã cộng tác và tạomọi 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 luôn khích lệ, động viên và giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và hoàn thànhluận văn

Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn, do thời gian và điều kiệncòn có nhiều hạn chế, kính mong nhận được sự thông cảm của quý thầy cô

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 12 năm 2012

Tác giả

Trần Thị Thu Hường

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Phiếu điều tra cho giáo viên 22

Bảng 1.2 Phiếu điều tra cho học sinh 24

Bảng 2.1 Mục tiêu từng bài trong chương: “Cơ chế di truyền và biến dị 31

Bảng 2.2 Tổng hợp các BĐKN chi tiết đã xây dựng 49

Bảng 2.3 Hệ thống các khái niệm và các từ nối về đột biến cấu trúc NST 54

Bảng 2.4 Hệ thống các khái niệm và các 58

Bảng 2.5 Hệ thống các khái niệm và các từ nối về điều hòa hoạt động của gen. 63

Bảng 2.6 Hệ thống các khái niệm và các từ nối do HS mỗi nhóm cung cấp cho nhóm bạn 69

Bảng 3.1 Các bài thực nghiệm 71

Bảng 3.2 Thống kê điểm các bài kiểm tra trong TN 73

Bảng 3.3 Tần suất điểm các bài kiểm tra trong TN trên khối 12 74

Bảng 3.4 Tần suất hội tụ tiến điểm các bài kiểm tra trong TN trên khối 12 74

Bảng 3.5 Tần suất điểm các bài kiểm tra trên khối 12 sau TN 75

Bảng 3.6 Tần suất hội tụ tiến điểm các bài kiểm tra trên khối 12 sau TN 76

Bảng 3.7 Các giá trị đặc trưng của mẫu trong và sau TN trên khối 12 77

Bảng 3.8 Kiểm định điểm các bài kiểm tra trong TN và sau TN 79

Bảng 3.9 Phân tích phương sai điểm các bài kiểm tra trong TN trên khối 12 80

Bảng 3.10 Phân tích phương sai điểm các bài kiểm tra sau TN trên khối 12

80 Bảng 3.11 Điểm khác nhau giữa quá trình nhân đôi và quá trình phiên mã

iii

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 1.1 Khái quát về BĐKN 19

Hình 2.1 BĐKN về các bước xây dựng BĐKN 39

Hình 2.2 BĐKN hình nhện 39

Hình 2.3 BĐKN phân cấp 39

Hình 2.4 BĐKN tiến trình 39

Hình 2.5 BĐKN hệ thống 39

Hình 2.6 Bản đồ KN về Bò sát do một HS THCS xây dựng Các biểu tượng ở phía dưới KN tạo liên kết đến các nguồn tài nguyên như: hình ảnh, các trang web, video, các bản đồ KN [Nguồn: A.J Canas, 2005] 42

Hình 2.7 BĐKN tổng quát của chương “Cơ chế di truyền và biến dị” 43

Hình 2.8 BĐKN về mã di truyền 44

Hình 2.9 BĐKN về nhân đôi AND 45

Hình 2.10 BĐKN về phiên mã 45

Hình 2.11 BĐKN về dịch mã 46

Hình 2.12 BĐKN về điều hòa hoạt động của gen 46

Hình 2.13 BĐKN về đột biến gen 47

Hình 2.14 BĐKN về nhiễm sắc thể 47

Hình 2.15 BĐKN về đột biến cấu trúc NST 48

Hình 2.16 BĐKN về đột biến số lượng NST 48

Hình 2.17 BĐKN hoàn chỉnh về nhân đôi AND 50

Hình 2.18 BĐKN dạng khuyết hỗn hợp về quá trình phiên mã 52

Hình 2.19 BĐKN hoàn chỉnh về quá trình phiên mã 53

Hình 2.20 BĐKN dạng câm về đột biến cấu trúc NST 54

Hình 2.21 BĐKN hoàn chỉnh về đột biến cấu trúc NST 55

Hình 2.22 BĐKN hoàn chỉnh về mã di truyền 56

Hình 2.23 BĐKN dạng khuyết về nhiễm sắc thể 57

Hình 2.24 BĐKN hoàn chỉnh về nhiễm sắc thể 57

Hình 2.25 BĐKN dạng câm về đột biến gen 59

Hình 2.26 BĐKN hoàn chỉnh về đột biến gen 59

Hình 2.27 BĐKN hoàn chỉnh về đột biến số lượng NST 60

Hình 2.28 BĐKN dạng khuyết về quá trình dịch mã 61

Hình 2.29 BĐKN hoàn chỉnh về quá trình dịch mã 62

Hình 2.30 BĐKN dạng câm về điều hòa hoạt động của gen 63

Hình 2.31 BĐKN hoàn chỉnh về điều hòa hoạt động của gen 64

Hình 2.32 BĐKN hoàn chỉnh về đột biến gen do HS tự xây dựng 65

Hình 2.33 BĐKN hoàn chỉnh về nhiễm sắc thể do HS tự xây dựng 66

Hình 2.34 BĐKN dạng khuyết về mã di truyền do HS tự xây dựng 67

Hình 2.35 BĐKN hoàn chỉnh về mã di truyền do HS tự xây dựng 67

Hình 2.36 BĐKN dạng câm về đột biến số lượng NST do HS tự xây dựng 68

Hình 2.37 BĐKN hoàn chỉnh về đột biến số lượng NST do HS tự xây dựng 69

Hình 3.1 Đồ thị điểm trung bình các bài kiểm tra trong và sau TN 73

Hình 3.2 Đồ thị tần suất điểm các bài kiểm tra trong TN trên khối 12 74

Hình 3.3 Đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm các bài kiểm tra trong TN trên khối 12 75

Hình 3.4 Đồ thị tần suất điểm các bài kiểm tra khối 12 sau TN 75

Hình 3.5 Đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm các bài kiểm tra trên khối 12 sau TN 76

v

MỤC LỤC

Trang

Lời cảm ơn i

Danh mục viết tắt ii

Danh mục các bảng iii

Danh mục các hình iv

Mục lục vi

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 8

1.1 Cơ sở lý luận của đề tài 8

1.1.1 Khái niệm 8

1.1.2 Bản đồ khái niệm 18

1.2 Cơ sở thực tiễn của đề tài 21

1.2.1 Thực trạng dạy khái niệm Sinh học lớp 12 (đặc biệt việc sử dụng bản đồ khái niệm) 21

1.2.2 Thực trạng về thái độ, phương pháp và kết quả học tập môn Sinh học lớp 12 của HS ở trường THPT 24

1.2.3 Phân tích nguyên nhân của thực trạng 27

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 29

2.1 Phân tích lôgic cấu trúc nội dung chương Cơ chế di truyền và biến dị, Sinh học 12 29

2.2 Các nguyên tắc xây dựng BĐKN 34

2.2.1 Quán triệt mục tiêu dạy học 34

2.2.2 Đảm bảo tính khoa học chính xác của nội dung dạy học 35

2.2.3 Đảm bảo tính hệ thống và tính kế thừa 35

2.2.4 Đảm bảo phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh 35

2.2.5 Đảm bảo sự thống nhất giữa cụ thể và trừu tượng 36

2.2.6 Đảm bảo thuận lợi cho việc đánh giá và tự đánh giá của học sinh 36

2.3 Quy trình xây dựng BĐKN 37

2.4 Các dạng BĐKN 39

2.5 Xây dựng bản đồ khái niệm chương Cơ chế di truyền và biến dị

bằng phần mềm Cmap Tools 40

2.5.1 Giới thiệu về phần mềm Cmap Tools 40

2.5.2 Xây dựng BĐKN bằng phần mềm Cmap Tools 43

2.6 Phương pháp sử dụng BĐKN trong dạy học chương Cơ chế di truyền và biến dị 49

2.6.1 Sử dụng BĐKN trong khâu dạy kiến thức mới 49

2.6.2 Sử dụng BĐKN trong khâu củng cố, hoàn thiện kiến thức 55

2.6.3 Sử dụng BĐKN trong khâu kiểm tra đánh giá 60

2.6.4 HS tự xây dựng BĐKN 64

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 71

3.1 Mục đích thực nghiệm 71

3.2 Nội dung thực nghiệm 71

3.2.1 Các bài thực nghiệm 71

3.2.2 Đề kiểm tra thực nghiệm 71

3.3 Phương pháp thực nghiệm 71

3.3.1 Chọn trường thực nghiệm 72

3.3.2 Chọn học sinh thực nghiệm 72

3.3.3 Chọn giáo viên thực nghiệm 72

3.3.4 Phương án thực nghiệm 72

3.4 Kết quả thực nghiệm 73

3.4.1 Phân tích định lượng 73

3.4.2 Phân tích định tính 81

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 86

1 Kết luận 86

2 Khuyến nghị 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO 88

PHỤ LỤC 90

vii

Đổi mới giáo dục đang diễn ra trên quy mô toàn cầu Bối cảnh trên tạonên những thay đổi sâu sắc trong giáo dục, từ quan niệm về chất lượng giáodục, xây dựng nhân cách người học đến cách tổ chức quá trình và hệ thống giáodục Trong đó phương pháp dạy học là khâu rất quan trọng bởi lẽ phương phápdạy học có hợp lý thì hiệu quả của việc dạy học mới cao, phương pháp có phùhợp thì mới có thể phát huy được khả năng tư duy, sáng tạo của người học Bởivậy, việc đổi mới giáo dục trước hết là việc đổi mới phương pháp dạy học Hiệnnay, xu thế chung của việc đổi mới phương pháp dạy học là sử dụng các phươngpháp dạy học có nhiều tiềm năng phát huy cao độ tính tích cực, chủ động, sángtạo của người học và ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học đã trở thànhmột công cụ hữu ích.

1.2 Xuất phát từ tầm quan trọng của dạy 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 nóikiến thức KN được coi là một trong những nội dung quan trọng nhất của mỗimôn học, cũng như vậy hệ thống KN sinh học là nền tảng của toàn bộ chươngtrình sinh học Việc giúp cho HS nắm được hệ thống KN sinh học là khâu cầnthiết 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

Việc đổi mới phương pháp dạy và học, trong đó có DH KN Sinh học cònchưa thực sự đem lại hiệu quả cao HS học KN Sinh học chủ yếu vẫn dừng ởmức học thuộc lòng để nhận diện KN, học sinh chưa thực sự nắm được cốt lõicủa KN và do vậy khó có thể sử dụng các KN đó để lĩnh hội các tri thức khác

GV giảng dạy môn Sinh học cũng chưa có nhận thức đầy đủ về vai trò của KNtrong quá trình hình thành nhận thức và phát triển nhân cách cho HS, dẫn tớiviệc dạy KN còn qua loa, đại khái và gặp nhiều sai sót Điều đó làm cho họcsinh lúng túng khi vận dụng vào các bài tập, giải quyết các tình huống trongthực 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 đồthị để sắp xếp và tổ chức kiến thức một cách khoa học và có hệ thống Mộttrong 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 động qua lại nhau.BĐKN có thể được sử dụng trong các khâu khác nhau của quá trình DH nhưdạy kiến thức mới, ôn tập, kiểm tra, đánh giá… Có nhiều cách để xây dựngBĐKN, một trong những phương pháp có hiệu quả cao là sử dụng phần mềmCmap 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 trongchương 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 trongphần này là rất hữu ích cho quá trình dạy học

2

Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài “Xây dựng và sửdụng bản đồ khái niệm trong dạy học chương Cơ chế di truyền và biến dị, Sinhhọc 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 chươngtrình nghiên cứu của Novak tại trường Đại học Cornell (Hoa Kỳ) BĐKN đượctrình bày bằng sơ đồ những KN và mối quan hệ của chúng, giúp sinh viên tổchức thông tin về các KN khoa học theo logic tạo thuận lợi cho việc học BĐKNdựa trên tiền đề là các KN không tồn tại riêng biệt mà có quan hệ với những KNkhác Từ đó việc sử dụng bản đồ khái niệm như là một chiến lược giảng dạy lầnđầu 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 cứubản đồ khái niệm và ứng dụng vào dạy học Năm 1995, Edmondson đã nghiêncứu 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 sánhnội 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 kháiniệm của các môn khoa học Năm 2003, Derbentseva và Canas (2003) đãnghiên cứu bản đồ khái niệm dạng chu kì và xác định hiệu quả của chúng trongviệc kích thích tư duy của học sinh

Về tình hình nghiên cứu và sử dụng BĐKN trong DH sinh học:

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 dạymôn sinh học Trong giảng dạy sinh học, BĐKN thường sử dụng là dạng mạnglưới (spider chart) hay biểu đồ dạng dòng chảy (flow diagram), trong đó ứngdụng có hiệu quả nhất của BĐKN trong việc giảng DH tập là cách tổ chức thứbậc trong cấu trúc (J.D Novak, 1980) Soyibo (1995), đã nghiên cứu sử dụngBĐKN để so sánh nội dung kiến thức trong SGK sinh học Năm 1999, Bahar

và cộng sự cho đề kiểm tra là dựa vào các từ cho sẵn để vẽ bản đồ kiến thức vềcác lĩnh vực cơ bản của di truyền học dành cho sinh viên năm đầu tiên ngànhSinh học Kết quả nghiên cứu của Bahar cho thấy đa số sinh viên có thể tạođược 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 BiologyTeaching” Stewart, James và cộng sự đã khái quát một số hình thức sử dụng BĐKNtrong DHKN sinh học, với hai mô hình cụ thể sử dụng BĐKN để dạy di truyền và sinhthái học Các tác giả Firas Corri & Radwan O AL-Abed, (2008) trong tài liệu “Usingconcept maps Action research” nhận định BĐKN cũng giúp GV kiểm tra được kiến thứccủa HS qua việc xây dựng cấu trúc bản đồ, nắm bắt các mối liên kết cũng như tạo ra cácliên kết mới một cách phù hợp với chủ đề đang nghiên cứu Bằng cách như vậy, sử dụngthành thạo BĐKN cũng giúp người học có thể tự đánh giá được kiến thức của mìnhtrong lĩnh vực môn học.

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 nướcngoài 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 đãnghiên 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 thôngtheo 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 niệmsinh 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

4

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 2tháng 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 Đạihọc sư phạm - Đại học Thái Nguyên năm 2010, Bùi Thúy Hường đã bảo vệthành công luận văn thạc sĩ với đề tài “Xây dựng và sử dụng bản đồ khái niệmtrong dạy học sinh thái học” Trong đó, tác giả đã nghiên cứu cơ sở lí thuyết củaBĐKN, 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 cứutrong 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 cácphần mềm Cmap Tools” năm 2011 của Đinh Thị Lựu - Đại học Giáo Dục - Đạihọc Quốc Gia Hà Nội

Tuy nhiên chưa có công trình nào nghiên cứu về Xây dựng BĐKN bằngphần 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 Toolsnhằm 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

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 địnhđược 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 họcSinh học, cụ thể hóa quy trình xây dựng BĐKN bằng phần mềm để xây dựng hệ thốngBĐKN 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).+ 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

6

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 kháiniệm 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 phươngpháp 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 đồkhái 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 ditruyền 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 trợcủa phần mềm Cmap Tools

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 Khái niệm

1.1.1.1 Bản chất của khái niệm

Có rất nhiều cách định nghĩa khác nhau về khái niệm Dưới đây chúng ta

sẽ xem xét một số cách định nghĩa về khái niệm:

Theo quan niệm của các nhà tâm lí học thì “KN là tri thức khái quát vềmột nhóm toàn vẹn các sự vật, hiện tượng thống nhất về các dấu hiệu bản chất”.Theo Đinh Quang Báo, Nguyễn Đức Thành (1998) “KN là những tri thức kháiquát về những dấu hiệu bản chất và thuộc tính chung nhất của từng nhóm sựvật, hiện tượng cùng loại, về những mối liên hệ và tương quan tất yếu giữa các

sự vật, hiện tượng khách quan” [4] Theo Lê Thanh Thập (2000) “KN là mộthình thức tư duy phản ánh những thuộc tính, những mối liên hệ bản chất đặctrưng của các sự vật, hiện tượng trong thế giới khách quan” [20] Theo VươngTất Đạt (2007) “KN là hình thức của tư duy trong đó phản ánh dấu hiệu cơ bảnkhác biệt của một sự vật đơn nhất hay lớp các sự vật đồng nhất Trong KN, thứnhất, bản chất của các sự vật được phản ánh; thứ hai, sự vật hay lớp sự vật nổibật trên cơ sở của các dấu hiệu cơ bản khác biệt” [10]

Dựa trên quan điểm triết học về nhận thức lý tính thì: KN là hình thức cơbản của tư duy trừu tượng, phản ánh những đặc tính bản chất của sự vật Sựhình thành khái niệm là kết quả của sự khái quát, tổng hợp biện chứng các đặcđiểm, thuộc tính của sự vật hay lớp sự vật Theo logic hình thức: KN là một yếu

tố đơn giản của sự suy nghĩ là một bộ phận của phán đoán, KN chỉ là công cụsuy nghĩ và có tính quy ước để thuận tiện cho việc trao đổi sự suy nghĩ -> KNchỉ là công cụ nhận thức khoa học, mỗi KN chỉ là tổng số của một số dấu hiệu,

KN là những quy ước có sẵn không biến đổi Theo logic biện chứng: KN là kếttinh sự nhận thức của con người, KN là hình thức của tư duy phản ánh sự vậnđộng, phát triển của thực tại khách quan Khái niệm khoa học là sự tổng

8

kết các tri thức về những dấu hiệu, thuộc tính chung và bản chất giữa các sự vật hiện tượng Mỗi KN có ba đặc tính cơ bản: [11]

- Tính chung: KN là kết quả của quá trình nhận thức đi từ cái đơn nhất đến cái phổbiến, từ cái riêng đến cái chung bằng con đường khái quát hóa Sự tổng hòa các dấu hiệuhoặc thuộc tính chung và bản chất hợp thành nội dung của KN Như vậy, nội dung của KN

là sự tổng hợp chứ không phải tổng cộng các dấu hiệu

- Tính bản chất: trong các dấu hiệu và thuộc tính chung người ta phân biệt mộtcách rõ ràng loại sự vật, hiện tượng này với loại sự vật, hiện tượng khác Cái bản chấtbao giờ cũng là cái chung nhưng không phải cái chung nào cũng là cái bản chất Trongdạy học phải đi từ cái chung từ đó tách ra cái bản chất

- Tính phát triển: KN không chỉ là công cụ tư duy mà còn là kết quả của quá trình

tư duy đó KN không chỉ là điểm xuất phát trong vận động nhận thức mà còn là sự tổng kếtcủa quá trình vận động đó Lịch sử khoa học là sự phát triển của các KN, nghĩa là có sựthay đổi, bổ sung nội dung KN cũ hình thành KN mới

Trong các cách định nghĩa về KN nói trên tôi thấy cách định nghĩa của Vương Tất Đạt là đầy đủ và hoàn chỉnh hơn cả

1.1.1.2 Kết cấu của khái niệm

Bất kỳ một hành động tư duy nào cũng mang đặc trưng tư duy bằng KN,không có KN không thể tư duy được Một khái niệm cho ta biết hai mặt của mộtloại sự vật, hiện tượng thông qua nội hàm và ngoại diên của nó Kết cấu của KNđược thể hiện bằng sơ đồ:

Khái niệm được định nghĩa Là Khái niệm dùng để định nghĩa

Ví dụ:

Đột biến gen Là Biến đổi trong cấu trúc genNội hàm là tổng cộng những thuộc tính bản chất của cùng một loại đốitượng Nội hàm trả lời câu hỏi: sự vật, hiện tượng đó là gì? Phân biệt với cácloại sự vật, hiện tượng khác ở điểm nào? [11]

Ví dụ: nội hàm của đột biến là những biến đổi trong vật chất di truyền

Ngoại diên của KN là phạm vi của những đối tượng có chung các dấuhiệu bản chất đã được phản ánh vào KN đó Ngoại diên trả lời câu hỏi: có baonhiêu sự vật, hiện tượng cụ thể cùng loại với nó?

Ví dụ: ngoại diên của đột biến là những biến đổi về gen hoặc NST

Nội hàm và ngoại diên của một KN có mối liên hệ chặt chẽ với nhau,biểu thị tư tưởng thống nhất phản ánh tập hợp đối tượng có dấu hiệu cơ bảnchung Thông thường trong một KN, nội hàm càng lớn thì ngoại diên càng nhỏ

và ngược lại Có những KN có ngoại diên rất rộng như “sinh vật”, “ditruyền”…, có những KN có ngoại diên hẹp như “đột biến gen”, “biến dị không

di truyền”… , thậm chí có KN ngoại diên là rỗng như các KN có nội hàm phảnánh không đúng đắn hiện thực khách quan như “thể ba”, “mã mở đầu” v.v Cóthể xem nội hàm là mặt chất lượng còn ngoại diên là mặt số lượng của KN

1.1.1.3 Phân loại khái niệm

Có nhiều cách để phân loại KN song chúng đều dựa trên cơ sở là nội hàm

và ngoại diên của nó

* Dựa vào nội hàm: Có thể phân chia khái niệm thành những loại sau: - KN cụ thể và KN trừu tượng:

KN cụ thể phản ánh những khái niệm được xác định trong hiện thực (Vídụ: đột biến gen, đột biến NST…) còn KN trừu tượng phản ánh các thuộc tính,quan hệ của đối tượng (Ví dụ: có lợi, có hại…)

- KN khẳng định và KN phủ định:

KN khẳng định phản ánh sự tồn tại của đối tượng xác định hay các thuộctính, các quan hệ của đối tượng (Ví dụ: thuần chủng…) còn KN phủ định phảnánh sự không tồn tại của đối tượng hay các thuộc tính, các quan hệ của đốitượng (Ví dụ: không thuần chủng…)

- KN đơn và KN kép (KN không tương quan/ tương quan):

KN đơn là sự tồn tại của KN này không phụ thuộc vào KN khác còn KN kép là sự tồn tại của khái niệm này phụ thuộc vào khái niệm khác

* Dựa vào ngoại diên: Có thể phân chia khái niệm thành những loại sau:

10

- Khái niệm loại và hạng (hay khái niệm giống và loài):

Trong đó KN loại (giống) là khái niệm rộng hơn có ngoại diên phân chiađược thành các lớp con như: động vật, đột biến… Còn KN hạng (loài) là kháiniệm hẹp hơn có ngoại diên là lớp con được phân chia từ khái niệm loại (giống)như: động vật không xương sống và động vật có xương sống; đột biến gen vàđột biến NST… Tuy nhiên cách phân chia này chỉ là tương đối bởi lẽ ta có thể

mở rộng và thu hẹp khái niệm Ví dụ như: đột biến là KN hạng so với KN biến

dị nhưng nó lại là khái niệm loại so với KN biến dị di truyền…

* KN sinh học có thể được chia làm hai loại: [4]

- KN sinh học đại cương: là loại KN phản ánh những cấu trúc, hiện tượng, quátrình, quan hệ cơ bản mà một bộ phận lớn hay hầu hết vật chất sống đều có, ví dụ như:hình thái, cấu trúc, chuyển hóa vật chất và năng lượng, vận động, sinh trưởng - pháttriển, sinh sản, tự điều chỉnh…

- KN sinh học chuyên khoa: là những KN phản ánh từng cấu trúc, hiện tượngquá trình của một đối tượng hay một nhóm đối tượng nhất định, hay phản ánh từng dạngquan hệ riêng biệt giữa các đối tượng, hiện tượng đó Ví dụ: hình thái NST, cấu trúc genphân mảnh ở sinh vật nhân thực, hiện tượng sửa sai của ADN, điều hòa hoạt động củagen ở sinh vật nhân sơ,…

1.1.1.4 Mối quan hệ giữa các khái niệm

Mối quan hệ giữa các khái niệm chính là quan hệ giữa ngoại diên của cáckhái niệm được chia làm 2 loại cơ bản: quan hệ hợp và quan hệ không hợp:

* Quan hệ hợp: gồm quan hệ đồng nhất/quan hệ bao hàm/quan hệ giao nhau/ quan hệ cùng nhau phụ thuộc.

- Quan hệ đồng nhất: Hai KN đồng nhất là hai khái niệm có cùng ngoại diên hay nói cách khác ngoại diên của chúng cùng phản ánh một đối tượng Ví dụ:

- Quan hệ giao nhau: Chỉ hai KN mà ngoại diên của chúng có một số đối tượng chung Ví dụ:

12

* Quan hệ không hợp (tách rời): gồm quan hệ ngang hàng/quan hệ mâu

thuẫn/quan hệ đối lập (đối chọi)

- Quan hệ mâu thuẫn: là quan hệ giữa 2 khái niệm mà nội hàm của chúng phủđịnh lẫn nhau, còn ngoại diên của chúng hoàn toàn tách rời (không có đối tượngchung) và tổng ngoại diên của chúng đúng bằng ngoại diên của một khái niệmkhác (khái niệm giống chung) Ví dụ:

Đồng hợp

Kiểu gen

- Quan hệ đối chọi: là quan hệ giữa 2 khái niệm mà nội hàm của chúng cónhững thuộc tính trái ngược nhau, còn ngoại diên không có gì trùng nhau và tổng ngoạidiên của chúng nhỏ hơn ngoại diên một khái niệm khác (khái niệm giống chung) Ví dụ:

Thể ba

Đột biến NST

- Quan hệ ngang hàng: là quan hệ giữa các khái niệm cùng một cấp loài màngoại diên của chúng tách rời nhau và cùng lệ thuộc vào ngoại diên của khái niệmgiống Ví dụ:

Biến dị

Thường Biến Biến dị

tổ hợp

1.1.1.5 Cách phân chia khái niệm

Phân chia một KN có nghĩa là chia các đối tượng nằm trong ngoại diêncủa một KN lớn thành những nhóm nhỏ, xác định xem trong một KN giống cóbao nhiêu KN loài Mục đích của việc phân chia là để củng cố, mở rộng hiểubiết về đối tượng cần nghiên cứu

* Các cách phân chia:

- Phân đôi khái niệm: Là hình thức phân chia đặc biệt trong đó ngoại diên củakhái niệm bị phân chia được tách ra thành ngoại diên của 2 khái niệm có quan hệ mâuthuẫn với nhau

Ví dụ: KN “Kiểu gen” - phân đôi thành “KG đồng hợp” và “KG dị hợp”

- Phân chia theo sự biến đổi dấu hiệu của KN: Là hình thức phân chia dựa vào

KN Giống để phân chia thành các KN loài khác nhau sao cho mỗi loài vẫn giữ được dấuhiệu nào đó của giống, nhưng dấu hiệu đó lại có chất lượng mới trong các loài; đồngthời mỗi loài có một vị trí xác định so với loài khác (dựa vào các căn cứ phân chia khácnhau) Ví dụ:

Di truyền

Không di truyền

Đột biếnBiến dị Thường biến căn cứ vào các dạng

Biến dị tổ hợp

* Các quy tắc phân chia khái niệm:

- Phân chia phải cân đối: Ngoại diên của khái niệm bị phân chia phải bằng tổng ngoại diên của các khái niệm thành phần

=> Nếu vi phạm sẽ dẫn đến: Phân chia nhiều thành phần (ngoại diên các KNThành phần > ngoại diên KN bị phân chia) hoặc phân chia thiếu thành phần(ngoại diên các KN Thành phần < ngoại diên KN bị phân chia)

14

- Phân chia phải nhất quán: Khi phân chia khái niệm bị phân chia phải dựa trên cùng một căn cứ, một dấu hiệu bản chất nào đó để phân chia.

=> Nếu vi phạm dẫn đến phân chia mất cân đối thường là phân chia thừa thành phần

- Phân chia phải tránh trùng lắp: Nghĩa là các thành phần phân chia là nhữngkhái niệm tách rời nhau (ngoại diên loại trừ nhau), ngoại diên của chúng không thể làcác KN có quan hệ hợp nhau

=> Nếu vi phạm sẽ dẫn tới phân chia thành các K/n có quan hệ hợp nhau -> trùng lắp - > Mất cân đối

- Phân chia khái niệm phải tuần tự, liên tục: Phân chia phải từ KN Giống thành các KN Loài gần gũi trước sau đó mới tới Loài xa hơn

=> Nếu vi phạm sẽ dẫn đến sự nhảy vọt trong quá trình phân chia khái niệm

1.1.1.6 Cách định nghĩa khái niệm

* Các quy tắc định nghĩa khái niệm:

- Quy tắc 1: Định nghĩa phải tương xứng (cân đối)

Nghĩa là ngoại diên của khái niệm được định nghĩa đúng bằng ngoại diêncủa khái niệm dùng để định nghĩa: Dfd = Dfn Nếu vi phạm quy tắc này sẽ dẫnđến một định nghĩa quá rộng (Dfd<Dfn) như: “Gen là một đoạn của phân tửADN” Hoặc một định nghĩa quá hẹp (Dfd>Dfn) như: “Mã di truyền là mã bộ

ba mã hóa cho axit amin”

- Quy tắc 2: Định nghĩa phải rõ ràng, chính xác (không được định nghĩa theo kiểu ví von, vòng quanh, luẩn quẩn)

Nghĩa là khái niệm dùng để định nghĩa phải là khái niệm đã biết, đã đượcđịnh nghĩa từ trước Nếu dùng một khái niệm chưa được định nghĩa để địnhnghĩa một khái niệm khác thì không thể vạch ra được nội hàm của khái niệmcần định nghĩa, tức là không định nghĩa gì cả Khi đó sẽ trở thành định nghĩavòng quanh như: “Tự sao là quá trình tự nhân đôi” Định nghĩa luẩn quẩn như:

“Biến đổi kiểu gen là kiểu gen bị biến đổi” Hay định nghĩa không rõ ràng,không chính xác (sử dụng các hình tượng nghệ thuật để định nghĩa) như: “Độtbiến là nguồn nguyên liệu vô cùng quý giá của tiến hóa”

- Quy tắc 3: Định nghĩa phải ngắn gọn (không có từ nhiều nghĩa và không có từ thừa)

Yêu cầu của quy tắc này là định nghĩa không chứa những thuộc tính cóthể suy ra từ những thuộc tính khác đã chỉ ra trong định nghĩa Nếu vi phạm quytắc này sẽ dẫn tới một định nghĩa dài dòng Ví dụ như: “Dịch mã là quá trìnhsao chép từ ADN thành ARN thành Protein”

- Quy tắc 4: Định nghĩa không thể là phủ định

Định nghĩa phủ định không chỉ ra được nội hàm của khái niệm được địnhnghĩa Vì vậy, nó không giúp cho chúng ta hiểu được ý nghĩa của khái niệm đó

Ví dụ như: “Đột biến gen không phải là đột biến nhiễm sắc thể”

* Các bước định nghĩa khái niệm:

- Bước 1: Tìm ra các dấu hiệu chung, dấu hiệu bản chất của sự vật hiện tượng được phản ánh trong KN

- Bước 2: Xác định nội hàm và ngoại diên của KN thông qua ba câu hỏi:

+ Đối tượng được phản ánh đó cụ thể là những sự vật hiện tượng gì?

+ Bản chất của đối tượng là như thế nào?

+ Dựa vào đâu để phân biệt đối tượng đó với các đối tượng khác?

- Bước 3: Mở rộng và thu hẹp KN: Xác định những KN rộng hơn và những KN hẹp hơn KN cần định nghĩa

Bước 4: Phát biểu định nghĩa KN

* Các cách định nghĩa khái niệm:

- Định nghĩa qua Giống gần gũi và khác biệt về Loài: Ta cần xác định kháiniệm Giống gần nhất của khái niệm được định nghĩa và chỉ ra những thuộc tính bảnchất, khác biệt giữa khái niệm được định nghĩa với các dấu hiệu khác biệt về loài Ví dụ:định nghĩa khái niệm “Thể đột biến”

+ Khái niệm Giống gần nhất của thể đột biến là những cá thể mang gen đột biến

+ Thuộc tính bản chất, khác biệt giữa Loài này (cá thể mang gen đột biếnđược biểu hiện thành kiểu hình) với các loài khác (cá thể mang gen đột biến không đượcbiểu hiện thành kiểu hình) trong Giống

16

+ Vậy: “Thể đột biến là những cá thể mang gen đột biến đã biểu hiện ra kiểu hình”.

- Định nghĩa theo nguồn gốc phát sinh: Đặc điểm của kiểu định nghĩa này là: Ởkhái niệm dùng để định nghĩa, người ta nêu lên phương thức hình thành, phát sinh ra đốitượng của khái niệm được định nghĩa.Ví dụ: “Nguyên tắc bổ sung là nguyên tắc cặp đôigiữa một bazơnitơ có kích thước lớn và một bazơnitơ có kích thước bé trong đó A liênkết với T, G liên kết với X và ngược lại”

- Định nghĩa theo quan hệ: Kiểu này dùng để định nghĩa các khái niệm có ngoạidiên cực kỳ rộng, các phạm trù triết học Đặc điểm của kiểu định nghĩa này là chỉ raquan hệ của đối tượng được định nghĩa với mặt đối lập của nó, bằng cách đó có thể chỉ

ra được nội hàm của khái niệm cần định nghĩa Ví dụ: “Di truyền học là một bộ mônsinh học nghiên cứu về tính di truyền và biến dị ở các sinh vật”

- Định nghĩa theo tên gọi : Câu định nghĩa giải thích tên gọi của KN Cách địnhnghĩa này được sử dụng khi thuật ngữ tên gọi của KN đã phản ánh được vài dấu hiệuquan trọng của KN, đủ để phân biệt với KN khác Ví dụ: “Pôlixôm là một nhómribôxôm”

Ngoài ra còn có một số kiểu định nghĩa khác: Có thể sử dụng từ đồngnghĩa gọi là định nghĩa từ; hoặc chỉ ra đặc điểm của đối tượng được định nghĩa

là định nghĩa miêu tả…

Trên đây là các cách định nghĩa KN được sử dụng rộng rãi trong các lĩnhvực nhận thức Tuy nhiên, muốn phát biểu định nghĩa KN một cách chính xácthì điều quan trọng nhất là phải nắm được các dấu hiệu bản chất của các KN mà

ta định nghĩa, và phải tuân thủ chặt chẽ những quy tắc nêu trên để tránh nhữngđịnh nghĩa khái niệm không chính xác và thiếu khoa học

1.1.1.7 Hệ thống hóa khái niệm

Khi hệ thống hóa một nhóm KN, ta cần vận dụng mối quan hệ giữa các

KN và các cách phân chia KN thì mới rõ ràng và chính xác được Muốn vậy cầnphải chú ý đến những vấn đề sau: Phải nắm vững quan hệ giữa các KN

trong hệ thống, từ đó quyết định một trật tự giảng dạy hợp lý; xác định KN giữ

vị trí trung tâm trong hệ thống KN và cần phải nắm vững nội hàm của từng KN

để sắp xếp KN thành hệ thống

1.1.2 Bản đồ khái niệm

1.1.2.1 Định nghĩa bản đồ khái niệm

Bản đồ khái niệm (concept maps) là những công cụ đồ thị để sắp xếp vàtrình bày kiến thức Chúng bao gồm các khái niệm và mối quan hệ giữa các kháiniệm được thể hiện dưới dạng đường nối giữa hai khái niệm Các từ trên đườngnối là các từ nối hay các cụm từ nối (thường là một danh từ), chỉ rõ mối quan hệgiữa hai khái niệm tạo ra các mệnh đề [15]

Bản đồ khái niệm là sự phát triển của lý thuyết grap Sự giống nhau giữagrap và bản đồ khái niệm là đều có các đỉnh và các cung Nhưng trong bản đồkhái niệm trên các cung còn có các từ nối để tạo ra các mệnh đề [16]

Trong một BĐKN thông thường có một KN chính làm chủ đề, các KNkhác thường được sắp xếp theo thứ bậc Bên cạnh những thành phần trên, mộtBĐKN có thể có các ví dụ hoặc hình minh họa cho các KN trong bản đồ (khôngbắt buộc và không nằm trong khung của KN) Các ví dụ cũng được bao quanhbởi hình tròn, elip hoặc hình chữ nhật (bằng đường nét đứt) [14,15]

18

Hình 1.1 Khái quát về BĐKN

1.1.2.2 Cơ sở khoa học của bản đồ khái niệm

* Cơ sở tâm lí học của bản đồ khái niệm

Trong sự hiểu biết của chúng ta, trí nhớ loài người không phải là mộtchiếc bình đơn giản để lấp đầy, mà là một tập hợp phức tạp của hệ thống bộ nhớđược liên hệ với nhau

Khi nghiên cứu quá trình học tập, Asubel đã tìm ra hai kiểu học tập là họcthụ động - học vẹt (rote learning) và học tích cực - học hiểu (meaningful learning).Trong đó, học hiểu có ý nghĩa đối với mỗi cá nhân vì những nội dung học được cầnphải là những khái niệm rõ ràng và được trình bày với ngôn ngữ và những ví dụ cóquan hệ với kiến thức đã có của người học Bản đồ khái niệm có thể đáp ứng điềukiện này Bằng cách vừa liên kết những khái niệm chung được

người học tìm ra trước đó dẫn dắt đến những khái niệm cụ thể hơn, vừa giúp hệthống các nhiệm vụ học trọng tâm có hệ thống và trở nên rõ ràng hơn, được giữvững trong sự phát triển hệ thống khái niệm Trong học vẹt kiến thức được họctheo lối máy móc nên bị quên nhanh chóng nếu không được nhắc lại nhiều lần;cấu trúc kiến thức hay cấu trúc nhận thức của người học không được tăng cườnghay thay đổi để xoá đi những quan niệm sai lầm Vì vậy, những khái niệm sailầm sẽ vẫn còn và kiến thức được học sẽ có ít hay không có khả năng được sửdụng trong việc học cao hơn hay giải quyết vấn đề (Novak, 2002) [14]

Một trong những lí do khiến bản đồ khái niệm tạo thuận lợi cho việc họchiểu là nó có tác dụng như một loại khuôn mẫu để giúp sắp xếp và cấu trúc kiếnthức, mặc dù cấu trúc đó bao gồm các khái niệm hay mệnh đề tác động qua lạinhau Nhiều học sinh và giáo viên ngạc nhiên khi thấy bản đồ khái niệm là công

cụ đơn giản hỗ trợ việc học hiểu và tạo ra hệ thống kiến thức vững chắc khôngnhững cho phép áp dụng kiến thức trong những ngữ cảnh mới, mà còn giúp lưugiữ kiến thức trong thời gian dài (Novak, 1990; Novak & Wandersee, 1991)

* Cơ sở nhận thức của bản đồ khái niệm

Hiện nay, quá trình học hiểu là quá trình được các nhà khoa học hay cácchuyên gia trong bất kì lĩnh vực nào sử dụng, nhằm xây dựng kiến thức mới.Trong thực tế, Novak đã khẳng định rằng tạo thành kiến thức mới không chỉ là

sự học hiểu ở trình độ cao mà còn phụ thuộc vào cách tổ chức cấu trúc kiến thứccủa mỗi cá nhân trong những vùng nhận thức riêng biệt, và thậm chí còn phụthuộc vào cảm hứng trong việc tìm ra kiến thức mới (Novak 1977, 1993, 1998).Bản đồ khái niệm giữ vai trò quan trọng trong việc thiết lập các mối quan hệ củacác khái niệm (đơn vị cơ bản của nhận thức) Bản đồ khái niệm có giá trị tronghọc tập và trong quá trình hình thành kiến thức mới của con người

1.1.2.3 Vai trò của bản đồ khái niệm trong dạy học

Hiệu quả của việc sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học đã được chứngminh ở nhiều môn học Đặc biệt bản đồ khái niệm là công cụ cho việc học hiểu ởtrẻ em Có thể sử dụng bản đồ khái niệm trong những trường hợp sau:

20

- Giảng dạy một chuyên đề: Sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học giúp cácgiáo viên hiểu biết nhiều hơn về khái niệm và mối quan hệ giữa các khái niệm Điều nàygiúp giáo viên truyền tải một bức tranh tổng quát về các chủ đề và các mối quan hệ củacác khái niệm.

- Củng cố sự hiểu biết: Bằng việc hướng dẫn học sinh tự lập các bản đồ khái niệm, học sinh sẽ khắc sâu kiến thức và ghi nhớ lâu bền hơn

- Kiểm tra: Với các bản đồ khái niệm còn bỏ trống khái niệm hoặc các từ dẫn,giáo viên yêu cầu học sinh hoàn thiện bản đồ khái niệm, qua đó kiểm tra kiến thức củahọc sinh một cách chính xác nhất [19]

- Đánh giá học sinh: thông qua việc so sánh các bản đồ khái niệm học sinh thiết lập được, giáo viên sẽ đánh giá được mức độ sáng tạo của học sinh [5]

Như vậy, chúng ta thấy rằng các bản đồ khái niệm không những là công

cụ thuận lợi cho việc thu nhận, trình bày và lưu giữ kiến thức của cá nhân màcòn là công cụ hữu ích cho việc sáng tạo tri thức Tuy nhiên BĐKN cũng cómột số nhược điểm như có thể tốn thời gian đối với những KN cần giải thích rõràng và chi tiết, HS có thể lúng túng nếu bản đồ phức tạp…

1.2 Cơ sở thực tiễn của đề tài

1.2.1 Thực trạng dạy khái niệm Sinh học 12 (đặc biệt việc sử dụng bản đồ khái niệm)

Hầu hết các KN trong chương trình sinh học THPT đều được phát triển dựatrên những kiến thức đã học ở THCS, hệ thống các KN trong chương trình sinh học

12 cũng vậy Để xác định thực trạng DHKN ở trường THPT nói chung và thựctrạng DHKN trong chương trình sinh học 12 hiện nay nói riêng chúng tôi tiến hànhkhảo sát ở một số trường THPT tại huyện Giao Thủy - tỉnh Nam Định

- Mục tiêu khảo sát: Đánh giá mức độ nhận thức của GV về tầm quan trọng của

KN và DHKN, vai trò của việc hình thành và phát triển KN sinh học Đồng thời tìmhiểu quá trình chuẩn bị ở nhà và quá trình DH trên lớp, các PPDH được sử dụng đểDHKN của GV

- Đối tượng: GV 27 người

- Phương pháp: phỏng vấn, điều tra trực tiếp, trao đổi và khảo sát giáo án, bài

soạn của GV

- Kết quả điều tra thu được như sau:

Bảng 1.1 Phiếu điều tra cho giáo viên

Các biện pháp các thầy cô sử dụng để DHKN là

- Sử dụng phương tiện trực quan - vấn đáp 57,4 42,6 0

Khi DHKN các thầy cô thường tổ chức giúp HS

- Nảy sinh nhu cầu và xác định nhiệm vụ nhận 25,8 38,5 35,7thức KN đó

- Phân tích và phát hiện các dấu hiệu bản chất 52,7 34,8 12,5của KN

Khi soạn bài các thầy cô thường quan tâm tới những điều nào sau đây

- Sự hình thành và phát triển của các KN từ 34,6 48,2 17,2các lớp dưới

- Xác định KN và kiến thức trọng tâm của bài học 56,7 33,9 9,4

- Các KN có liên quan và mối quan hệ giữa

- Xác định vai trò của KN trong bài học 51,6 39 9,4

- Xác định xem KN cần dạy đã được định 9,9 41,9 48,2nghĩa chính xác hay chưa

- Phân tích các dấu hiệu đã được hình thành và 39,6 27,9 32,5cần phải hình thành khi DH KN đó

- Tìm hiểu các KN tương đồng và phân tích 16,4 36,4 47,2

sự giống và khác nhau giữa chúng với KN

cần dạy

22

Qua kết quả khảo sát thu được trong bảng trên, chúng ta có thể rút ra một

số vấn đề khi DHKN ở trường THPT như sau:

Về các biện pháp thầy cô sử dụng trong DHKN thì nhìn chung các thầy

cô vẫn sử dụng chủ yếu những phương pháp truyền thống như thuyết trình bàigiảng (58,2%), sử dụng vấn đáp (57,4%), làm việc với sgk (60%) Trong khi đómột số phương pháp mới thì lại ít được sử dụng như sử dụng Grap chỉ có 7,5%

là thường xuyên và sử dụng BĐKN mới chỉ có 1,9% Đặc biệt là dạy học theo

dự án thì hầu như họ rất ít được nghe nói đến hoặc có chăng cũng chỉ là sử dụngthử như 5,4% thi thoảng dùng

Bên cạnh đó chúng tôi cũng thấy rằng trong tiến trình của việc DHKNSinh học thì chủ yếu các thầy cô đã biết phân tích và phát hiện các dấu hiệu bảnchất của KN (52,7%) nhưng việc đưa các KN vào hệ thống KN đã có và việcvận dụng và luyện tập chúng là chưa cao chỉ có hơn 20% Đặc biệt là có tới35,7% GV chưa thể làm nảy sinh nhu cầu và xác định nhiệm vụ nhận thức KN

đó ở HS và cũng có tới 27,5% GV chưa bao giờ đưa các KN mới vào hệ thống

KN đã có mà nhìn chung họ chỉ chú trọng vào việc dạy kiến thức mới mà thôi

Mặt khác trong quá trình soạn bài vẫn có 9,4% trong số họ chưa xác định

KN và kiến thức trọng tâm của bài học và thậm chí có tới 48,2% là không quantâm xem KN cần dạy đã được định nghĩa chính xác hay chưa, vẫn có tới 47,2%không cần tìm hiểu về các KN tương đồng với KN cần dạy và 17,2% khôngquan tâm đến sự hình thành và phát triển KN từ các lớp dưới

Như vậy qua tìm hiểu bằng phỏng vấn và điều tra chúng tôi thấy nhìn chungviệc vận dụng các phương pháp dạy học tích cực chưa được nhiều và hiệu quảchưa cao Các GV vẫn nặng về các phương pháp truyền thống với một cách dạymáy móc mặc dù họ là những đội ngũ còn khá trẻ Vì vậy việc giúp HS có đượccái nhìn tổng quát về nội dung kiến thức cũng như các KN đang học để có thểvận dụng được chúng là rất khó khăn

1.2.2 Thực trạng về thái độ, phương pháp và kết quả học tập môn Sinh học

12 của HS ở trường THPT

- Mục tiêu khảo sát: Đánh giá mức độ yêu thích của HS với môn Sinh học vàphương pháp học tập môn Sinh học thường được sử dụng Đồng thời thống kê kết quảhọc tập môn sinh học tại các trường và kiểm tra mức độ nắm vững các KN Sinh học củaHS

- Đối tượng khảo sát: HS tất cả các lớp khối 12 của các trường: THPT Quất

Lâm - Giao Thủy - Nam Định, THPT Giao Thủy B - Giao Thủy - Nam Định

- Phương pháp tiến hành: Phỏng vấn và phát phiếu điều tra trực tiếp

- Kết quả điều tra khảo sát của chúng tôi thu được như sau:

Bảng 1.2 Phiếu điều tra cho học sinh

%

- Học bài cũ, trả lời những câu hỏi và bài tập giao về nhà 35.25

- Không học bài cũ vì không hiểu bài 8.5

- Không học bài cũ vì không thích học môn Sinh học 23.75

Học trước bài mới ở nhà 100%

- Nghiên cứu trước bài học theo hướng dẫn của GV 53.25

- Tự tìm hiểu các KN trong bài học và hỏi GV những điều 13.3chưa hiểu trong giờ học trên lớp

- Tìm đọc thêm các tài liệu có liên quan ngoài SGK để nắm 11.2vững hơn các KN

- Xem nội dung trả lời các câu hỏi/bài tập ở các tài liệu khác 6.25

để khi GV hỏi có thể trả lời được

4 Khi GV kiểm tra bài cũ, em thường:

- Suy nghĩ để trả lời câu hỏi GV đặt ra 28,5

- Nghe bạn trả lời để nhận xét và đánh giá 22,7

- Chuẩn bị câu trả lời của mình để bổ sung ý kiến cho bạn 5,05

- Không suy nghĩ gì vì dự đoán không bị gọi lên bảng 8,25

- Xem lại bài để đối phó nếu bị GV gọi lên bảng 35,5

5 Trong giờ học, khi GV đưa ra câu hỏi/bài tập em 100%thường:

- Suy nghĩ cách trả lời câu hỏi / bài tập và hăng hái tham gia 28,5phát biểu

- Suy nghĩ câu trả lời nhưng không dám phát biểu vì sợ không 32,25đúng

- Học thuộc lòng nhưng không hiểu bản chất KN 26

25

Về mức độ yêu thích của HS đối với môn Sinh học, chúng tôi nhận thấychủ yếu HS chỉ coi môn học là một nhiệm vụ phải hoàn thành với 58,25%, có23,25% yêu thích môn học và 18,5% HS thừa nhận không thích hoặc rất ghéthọc Sinh học.

Về phương pháp học tập, đa số HS chỉ làm bài tập ở nhà là trả lời các câuhỏi và bài tập GV đã giao cho (35,25%), 32,5% HS học bài cũ theo kiểu học vẹt,đọc thuộc lòng mà nhiều khi không hiểu gì cả và có tới 23,,75% HS không baogiờ học bài cũ Chỉ có một số ít tự tìm thêm tài liệu có liên quan ngoài SGK(11,2%) và tự tìm hiểu lại các KN chưa hiểu trong giờ học trên lớp (13,3%) Vàvẫn còn có tới 16% HS không học bài trước khi đến lớp

Trong giờ học, khi GV kiểm tra kiến thức cũ, có 8,25% HS thường cóthái độ không chú ý, thậm chí không biết GV đang hỏi gì Chỉ có một số ít HSchú ý lắng nghe, suy nghĩ để chuẩn bị câu trả lời bổ sung cho bạn (5,05%) Khi

GV đặt câu hỏi phát vấn hầu hết HS đều chú ý trả lời câu hỏi, tuy nhiên vẫn cótới 39,25% HS có thái độ thụ động, không suy nghĩ, chờ bạn khác hoặc GV trảlời hộ

Về mức độ nắm vững KN Sinh học thì có tới 36,25% HS hiểu các KNSinh học một cách máy móc theo cách học thuộc lòng nhưng không nắm đượcbản chất KN, do vậy không thể sử dụng KN đã học để tư duy hay tiếp thu một

KN mới 26% HS chỉ học thuộc lòng KN một cách đơn thuần nhưng không cầnhiểu bản chất KN Và vẫn còn 17,5% HS thậm chí không hề nhớ hầu hết các

KN sinh học đã học trong chương trình vì không hiểu và cũng không học thuộclòng các KN

Từ những thực trạng đó, chúng tôi đã tìm hiểu kết quả học tập của HSthông qua sổ điểm chính của nhà trường Trong năm học 2011-2012, chỉ có9,25% HS đạt loại giỏi môn Sinh học, số HS khá là 16,5%, HS trung bình64,75% và lượng HS yếu kém là 9,5%

Như vậy thông qua việc điều tra và phân tích các kết quả trên chúng tôithấy rằng việc dạy và học KN Sinh học trong nhà trường còn nhiều bất cập

Việc đổi mới phương pháp dạy học dường như vẫn chỉ là khẩu hiệu nên hiệuquả thực sự chưa cao Thể hiện ở chính năng lực nhận thức và sáng tạo của các

em Theo chúng tôi điều đó xuất phát từ nhiều nguyên nhân như từ phía GV,

HS, chương trình đào tạo…

1.2.3 Phân tích nguyên nhân của thực trạng

Trước hết, xuất phát từ thực trạng chung của nền giáo dục nước ta chậmđổi mới Nhìn chung nền giáo dục còn mang nặng tính thụ động, chỉ biết tiếpthu mà không biết suy nghĩ phê phán:

Về phía GV, do nhận thức không đầy đủ về sự cần thiết của đổi mớiphương pháp DH, do hạn chế về trình độ và lòng yêu nghề, sự cống hiến chocông việc nên kết quả giảng dạy của họ chưa đạt yêu cầu Phần đông trong số

họ dạy theo kinh nghiệm vốn có của bản thân, ít tìm tòi sáng tạo những kiếnthức mới và không xâu chuỗi được các kiến thức KN với nhau và điều này giảithích một phần những giờ dạy của các GV trẻ chưa có kinh nghiệm chưa đạthiệu quả, họ chỉ cố gắng truyền tải hết nội dung SGK Hơn nữa, việc kiểm trađánh giá còn nặng về việc tái hiện kiến thức nên cũng ảnh hưởng tới cách dạycủa GV Chỉ với những cách dạy nhồi nhét kiến thức truyền thống mới có thểđáp ứng được các kì thi

Về phía HS, môn Sinh học vẫn thường được coi là khó học, thậm chínhiều HS có tư tưởng học để thi cử vẫn coi môn Sinh học và các môn họckhông thuộc khối thi của các em là môn phụ, vì vậy các em thường coi đó làmôn học bắt buộc phải hoàn thành, dẫn tới cách học để lấy điểm, đối phó với sựkiểm tra của GV dẫn tới nếp học thụ động, kiến thức thu nhận được ít có khảnăng ứng dụng thực tế hay sử dụng để giải quyết vấn đề Chỉ có một số ít HS thiđại học môn Sinh thì mới sự đầu tư cho môn học còn đại đa số là bị hổng kiếnthức từ các lớp dưới do PP học chưa đúng hoặc không quan tâm tới môn họcnên càng lên lớp trên các em lại càng ngại học và khiến cho việc hợp tác giữathầy và trò gặp nhiều khó khăn

Chương trình môn học cũng như SGK Sinh học cũng còn nhiều bất cập

27

và là một nguyên nhân gây ra thực trạng trên Khối lượng kiến thức vẫn còn khálớn, cộng với áp lực thi cử đè nặng lên tâm lý đã chi phối cách dạy và học của

cả thầy và trò Tuy đã có những chỉnh sửa và gần đây nhất là việc thực hiện theochương trình chuẩn của bộ nhưng việc thực hiện chưa được đồng đều và vẫnchưa thực sự khoa học vẫn chưa sát với việc kiểm tra đánh giá nên cũng gâynhiều khó khăn cho việc giảng dạy của GV

Trên đây là những nguyên nhân cơ bản về thực trạng việc dạy và học mônSinh học nói chung và việc DHKN Sinh học nói riêng Ngoài ra còn có nhiềunguyên nhân khách quan khác, như sự thiếu thốn về điều kiện vật chất của cáctrường (thiếu phòng ốc, thiếu thiết bị DH, chưa có điều kiện ứng dụng côngnghệ thông tin…), việc tập huấn, bồi dưỡng chuyên môn còn chưa thực sự chấtlượng, chế độ lương, thưởng chưa xứng đáng, kịp thời, không đủ đảm bảo cuộcsống

Kết luận chương 1Chương này trình bày cơ sở lý luận và thực tiễn của luận văn: Lý thuyết

về KN và BĐKN; Thực trạng việc dạy và học KN Sinh học trong nhà trườngTHPT hiện nay và các nguyên nhân của thực trạng trên

CHƯƠNG 2XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC

CHƯƠNG “CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ”, SINHHỌC 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG VỚI SỰ HỖ TRỢ

CỦA PHẦN MỀM CMAP TOOLS2.1 Phân tích lôgic cấu trúc nội dung chương Cơ chế di truyền và biến dị, Sinhhọc 12

* Khái quát chung về DTH ở THPT nối tiếp DTH ở THCS:

Kiến thức DTH ở lớp 9 là những kiến thức cơ bản làm nền tảng cho sựphát triển nội dung kiến thức DTH ở lớp 12 Tuy nhiên theo cấu trúc chươngtrình ở lớp 9 và lớp 12 có sự khác biệt về trình tự Sự khác nhau này là do cáchtiếp cận khác nhau của các tác giả SGK khi viết sách Nếu như ở lớp 9, cấu trúcđược sắp xếp theo lịch sử khoa học, các vấn đề được đề cập theo thứ tự thờigian phát hiện sớm hay muộn thì ở lớp 12 tiếp cận theo logic nội tại của nộidung kiến thức di truyền học

* So sánh nội dung kiến thức về cơ chế di truyền và biến dị sinh học 9 và sinh học 12:

Riêng phần cơ chế di truyền và biến dị thì ở sinh học 9 không viết gọntrong một chương như ở chương trình sinh học 12 mà trình bày rải rác ở cácchương 2, chương 3 và chương 4 Điều này cũng hoàn toàn dễ hiểu bởi lẽ ởchương trình sinh 9 là những kiến thức nền tảng cơ sở ban đầu nên cần đượctrình bày chi tiết, cụ thể để học sinh bước đầu có thể hiểu được các khái niệmnày Khi đã có những cơ sở nền tảng đó thì lên lớp 12 học sinh chỉ cần củng cốlại kiến thức đã có và bổ sung những nội dung kiến thức sâu hơn Cụ thể là:

Khái niệm ADN và gen được đề cập tới trong sinh học 9, trong đó “Gen

là một đoạn của phân tử ADN có chức năng di truyền xác định” và đi sâu vàođặc điểm của gen cấu trúc (gồm 600 – 1500 cặp Nucleotit) Đến lớp 12 địnhnghĩa “Gen là một đoạn của phân tử ADN mang thông tin mã hóa cho một sảnphẩm xác định (sản phẩm đó có thể là chuỗi polypeptit hay ARN)” Bằng định

29

nghĩa này KN gen đã được mở rộng nội hàm và thu hẹp ngoại diên hơn so với

KN ở lớp 9 Về ADN, HS lớp 9 đã được tìm hiểu về cấu tạo hóa học và cấu trúckhông gian cũng như vai trò của ADN Cấu tạo cụ thể của các Nucleotit - đơnphân cấu tạo nên ADN được làm rõ trong sinh học 10 Ở lớp 12 những kiếnthức này không được nhắc lại mà đi sâu hơn về cơ chế và diễn biến, nêu rõthành phần tham gia và tiến trình của quá trình nhân đôi ADN Tương tự, cấutrúc và chức năng của ARN, protein được đề cập ở lớp 9, làm rõ ở lớp 10, cònlớp 12 đi sâu vào cơ chế của quá trình sao mã, dịch mã – những nội dung được

đề cập sơ sài ở lớp 9 Riêng nội dung phần mã di truyền và điều hòa hoạt độngcủa gen không được nhắc đến ở lớp 9 mà chỉ được đề cập tới trong chương trìnhsinh học 12 Về đột biến gen, lớp 9 đã nêu được các dạng và nguyên nhân phátsinh cũng như vai trò, hậu quả, ở lớp 12 làm rõ hơn và đi sâu vào cơ chế phátsinh và sự biểu hiện của đột biến

Ở lớp 9, những kiến thức liên quan tới NST được tách riêng thành mộtchương với 7 bài Trong đó đã nêu được các KN cơ bản về NST: cấu trúc, chức năngcủa NST, sự vận động của NST trong nguyên phân và giảm phân; sự di truyền giới tínhcũng như sự di truyền các tính trạng cùng trên một NST

Ở lớp 10, một lần nữa làm rõ hơn về quá trình nguyên phân, giảm phân và sựvận động của NST nên nội dung này ở lớp 12 không nhắc lại mà đi sâu vào cấu trúchiển vi và chức năng cụ thể của NST Đồng thời đi sâu tìm hiểu cơ chế phát sinh và hậuquả của các loại đột biến NST

* Nội dung chi tiết chương I: Cơ chế di truyền và biến dị

Di truyền học nghiên cứu hai đặc tính cơ bản của sự sống là tính di truyền

và biến dị, là hai hiện tượng song song gắn liền với quá trình sinh sản Nội dungchương “Cơ chế di truyền và biến dị, Sinh học 12” nêu lên bản chất của hiệntượng di truyền và biến dị là sự vận động của các cấu trúc trong tế bào Đó làcác gen trên ADN, ADN trên NST, NST trong tế bào Các cấu trúc này vậnđộng thường xuyên và liên tục trong tế bào theo những cơ chế xác định Chúng

có mối liên hệ mật thiết với nhau Thông qua sự vận động của