Tài liệu Hình thành và phát triển khái niệm sinh trưởng, phát triển trong chương trình sinh học phổ thông

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC KIỀU THỊ KIM KHÁNH HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN KHÁI NIỆM SINH TRƢỞNG, PHÁT TRIỂN TRONG CHƢƠNG TRÌNH SINH HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM SINH HỌC HÀ NỘI - 2009 1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC ------------ KIỀU THI ̣ KIM KHÁNH HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN KHÁI NIỆM SINH TRƢỞNG, PHÁT TRIỂN TRONG CHƢƠNG TRÌNH SINH HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƢ PHẠM SINH HỌC Chuyên ngành: LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP DẠY HỌC Mã số: 60 14 10 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS Dƣơng Tiến Sỹ HÀ NỘI - 2009 2 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DH Dạy học DHKN Dạy học khái niệm ĐC Đối chứng ĐV Động vật BĐKN Bản đồ khái niệm BĐTD Bản đồ tư duy GV Giáo viên HS Học sinh KN Khái niệm PPDH Phương pháp dạy học SGK Sách giáo khoa THCS Trung học cơ sở THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TV Thực vật 3 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 1. Lý do chọn đề tài 1 2. Mục đích nghiên cứu 3 3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu 3 4. Giả thuyết nghiên cứu 3 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 3 6. Phương pháp nghiên cứu 4 7. Lược sử nghiên cứu 4 8. Những kết quả nghiên cứu và đóng góp mới của đề tài 9 9. Cấu trúc của luận văn 9 Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 10 1.1. Cơ sở lý luận 10 1.1.1. Khái niệm 10 1.1.2. Hình thành và phát triển khái niệm trong dạy học 10 1.1.3. Chương trình sinh học và đặc điểm của các khái niệm trong chương trình sinh học phổ thông hiện nay 18 1.1.4. Bản đồ tư duy và bản đồ khái niệm 22 1.2. Cơ sở thực tiễn 31 1.2.1. Tình hình DHKN sinh học ở trường THPT hiện nay 31 1.2.2. Thái độ học tập và mức độ nắm vững KN sinh học của HS 37 1.2.3. Nguyên nhân của thực tra ̣ng 40 Chƣơng 2: HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN KHÁI NIỆM SINH TRƢỞNG, PHÁT TRIỂN TRONG CHƢƠNG TRÌNH SINH HỌC THPT 43 4 2.1. Phân tích sự hình thành và phát triể n của hê ̣ thố ng các KN về sinh trƣởng, phát triển trong chƣơng trình Sinh học THPT 43 2.1.1. Sự hình thành và phát triển các KN trong chương trình sinh học THPT 45 2.1.2 Sự hin ̀ h thành và phát triể n của hê ̣ thố ng KN sinh trưởng , phát triển trong chương trin ̀ h sinh ho ̣c THPT 49 2.2.Giới thiệu về phầ n mềm IHMC CmapTools 52 2.2.1. Khái quát về phần mềm Cmap Tools 52 2.2.2. Thiết kế hay chỉnh sửa một BĐKN bằng phần mềm Cmap Tools 53 2.2.3. Liên kế t các tài nguyên 54 2.2.4. Tạo thuận lợi cho dạy và học hợp tác từ xa 55 2.3. Xây dựng hê ̣ thố ng BĐKN sinh trƣởng phát triể n với sự hỗ trợ của phần mềm IHMC Cmap Tools 56 2.3.1. Các dạng BĐKN 56 2.3.2. Các bước xây dựng một BĐKN 57 2.3.3. Xây dựng BĐKN sinh trưởng , phát triển của sinh vật với sự hỗ trơ ̣ của phầ n mề m IHMC Cmap Tools 59 2.4. Quy trình hình thành và phát triển KN sinh trƣởng, phát triển của sinh vật 67 2.4.1. Giai đoạn 1 - chuẩn bị của GV 67 2.4.2. Giai đoạn 2 - Quy trình chung triển khai tổ chức dạy học bằng BĐKN 68 2.5. Phƣơng pháp sử dụng BĐKN trong việc hình thành và phát triển KN sinh trƣởng, phát triển của sinh vật 68 2.5.1. Sử dụng BĐKN trong khâu dạy kiến thức mới 68 2.5.2. Sử dụng BĐKN trong khâu củng cố, hòan thiện kiến thức73 2.5.3. Sử dụng BĐKN trong khâu kiểm tra đánh giá 78 2.5.4. HS tự xây dựng bản đồ khái niệm 80 5 Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 83 3.1. Mục đích thực nghiệm 83 3.2. Nội dung thực nghiệm 83 3.3. Phƣơng pháp thực nghiệm 83 3.3.1. Chọn trường thực nghiệm 83 3.3.2. Chọn học sinh thực nghiệm 84 3.3.3. Chọn giáo viên dạy thực nghiệm 84 3.3.4. Phương án thực nghiệm 84 3.4. Kết quả thực nghiệm 84 3.4.1. Phân tích định lượng 84 3.4.2. Phân tích định tính 99 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 104 1. Kết luận 104 2. Khuyến nghị 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO 107 PHỤ LỤC 6 MỞ ĐẦU 2. Lý do chọn đề tài 1.1. Xuất phát từ tầ m quan trọng của DHKN trong da ̣y học Sinh h ọc ở trường PT Hê ̣ thố ng KN Sinh ho ̣c có mô ̣t vai trò hế t sức quan tro ̣ng trong hoa ̣t đô ̣ng DH , nó là nền tảng của toàn bộ kiến thức Sinh học , là xương sống trong quá trình xây dựng và thiế t kế chương triǹ h đào ta ̣o . Viê ̣c hin ̀ h thành và phát triển KN cho HS ở trường phổ thố ng là bước cố t lõi trong hoa ̣t đô ̣ng DH , từ đó HS có thể liñ h hô ̣i tố t và vận dụng được những kiến thức Sinh học khác . Quá trình đó vừa giúp HS rèn luyê ̣n kỹ năng tư duy, hình thành hê ̣ thố ng kiế n thức, vừa góp phầ n giáo du ̣c ý thức , thái độ với tự nhiên , xã hội và hình thành thế giới quan khoa học cho HS , từ đó tác đô ̣ng tới quá triǹ h hiǹ h thành và phát triể n nhân cách của các em. 1.2. Xuất phát từ thực trạng dạy và HS học ở trường phổ thông hiện nay Cùng với sự đổi mới trong chương trình đào tạo , viê ̣c da ̣y và ho ̣c Sinh ho ̣c ở trường PT hiê ̣n nay đã có nhiề u chuyể n biế n tích cực . Tuy nhiên trong giai đoa ̣n này, viê ̣c đổ i mới phương pháp da ̣y và ho ̣c cũng còn gă ̣p nhiề u trở nga ̣i . Thực tế , viê ̣c da ̣y và ho ̣c , trong đó có DH KN Sinh ho ̣c , còn chưa thực sự đem lại hiệu quả cao. HS ho ̣c KN Sinh ho ̣c chủ yế u vẫn dừng ở mức ho ̣c thuô ̣c lòng để nhâ ̣n diê ̣n KN, học sinh chưa thực sự nắm được cốt lõi của KN và do vậy khó có thể sử dụng các KN đó để lĩnh hội các tri thức khác . GV giảng da ̣y môn Sinh ho ̣c cũng chưa có nhâ ̣n thức đầ y đủ về vai trò của KN trong quá trin ̀ h hin ̀ h thà nh nhâ ̣n thức và phát triể n nhân cách cho HS , dẫn tới viê ̣c da ̣y KN còn qua loa , đa ̣i khái và gă ̣p nhiề u sai sót. Những nguyên nhân đó làm cho chấ t lươ ̣ng DH Sinh ho ̣c ở trường PT còn nhiề u hạn chế. 1.3. Xuất phát từ cấ u trúc chương trin ̀ h và nội dung SGK Sinh học THPT Chương triǹ h Sinh ho ̣c bâ ̣c THPT của chúng ta hiê ̣n nay mới đươ ̣c thiế t kế la ̣i , trên quan điể m khắ c phu ̣c những nhươ ̣c điể m của hê ̣ thố ng chương trin ̀ h cũ đã la ̣c hâ ̣u. Trong đó các kiế n thức Sinh ho ̣c đa ̣i cương đươ ̣c trình bày theo các cấ p tổ chức số ng, từ các hê ̣ nhỏ tới các hê ̣ lớn , các KN Sinh học được thiết kế theo mạch kiến 7 thức và theo kiể u đồ ng tâm, mở rô ̣ng. Viê ̣c hình thành KN ở lớp dưới cho HS không đầ y đủ , chính xác đã hạn chế khả năng phát triển cùng một KN đó khi học ở lớp trên. Chính vì vậy việc dạy và học KN Sinh học càng trở nên quan trọng và đòi hỏi người GV cầ n có nhâ ̣n thức sâu sắ c về vai trò của DHKN , chủ động ngh iên cứu hê ̣ thố ng KN xuyên suố t chương trin ̀ h Sinh ho ̣c bâ ̣c THPT , làm rõ sự khác biệt của cùng một KN nhưng được nghiên cứu với mức độ khác nhau ở các lớp khác nhau . 1.4. Xuất phát từ yêu cầu đổi mới PPDH, nâng cao chất lượng giáo dục trong nhà trường PT. Cùng với những chuyển biến của đất nước, viê ̣c ta ̣o ra nguồ n nhân lực chấ t lươ ̣ng cao đang là đòi hỏi bức thiế t , là yếu tố hàng đầu quyết định sự phát triển của xã hội. Viê ̣c đào ta ̣o nguồ n nhân lực cho đấ t nước , mô ̣t phầ n lớn trách nhiê ̣m thuô ̣c về ngành giáo du ̣c và đào ta ̣o. Đổi mới giáo dục là tất yếu. Rút kinh nghiệm từ những lần cải cách giáo dục trước , trọng tâm của lần đổi mới này đươ ̣c đă ̣t vào đổ i mới PPDH theo hướng phát huy tính tích cực chủ động của HS , lấ y HS làm trung tâm của quá trình Da ̣y và Ho ̣c . DHKN ở trường phổ thông có thể giúp cho HS đa ̣t đươ ̣c các yêu cầ u sau: + Nắ m vững những dấ u hiê ̣u bản chấ t của KN để nhâ ̣n da ̣ng và thể hiê ̣n đươ ̣ c KN mô ̣t cách thành tha ̣o. + Phát biểu rõ ràng, chính xác được định nghĩa KN + Xác định được vị trí của mỗi KN trong hệ thống các KN được học trong chương trình + Sử du ̣ng đươ ̣c những KN đã nắ m vững nô ̣i hàm để chiế m liñ h những kiế n thức Sinh ho ̣c khác và vâ ̣n du ̣ng giải quyế t vấ n đề Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài “Hình thành và phát triển khái niệm sinh trưởng, phát triển trong chương trình sinh học phổ thông” theo hướng ứng du ̣ng CNTT & TT với sự trơ ̣ giúp của phầ n mề m IHMC Cmap Tools , mô ̣t công cu ̣ tin ho ̣c rấ t ma ̣nh trong thiế t kế những bản đồ multimedia. 8 KN có tích hợp 2. Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu sự hình thành và phát triển KN sinh trưởng, phát triển trong chương trình sinh học THPT và xây dựng hệ thống BĐKN sinh trưởng, phát triển với sự hỗ trợ của phần mềm IHMC Cmap Tools nhằm nâng cao chất lượng DH môn sinh học. 3. Đối tƣợng và khách thể nghiên cứu: 3.1. Đối tượng nghiên cứu + Quá trình hình thành và phát triển hệ thống KN sinh trưởng, phát triển trong chương trình chương trình sinh học THPT. + Ứng dụng của phần mềm IHMC Cmap Tools để thiết kế BĐKN sinh trưởng, phát triển trong DH sinh học THPT. 3.2. Khách thể nghiên cứu GV sinh học và HS ở trường THPT. 4. Giả thuyết nghiên cứu Hình thành và phát triển KN sinh trưởng , phát triển ở trường THPT theo hướng thiết kế và sử dụng BĐKN sinh học với sự hỗ trợ của phần mềm IHMC Cmap Tools sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy - học 5. Nhiệm vụ nghiên cứu: 5.1. Hệ thống hóa cơ sở lý thuyết về DHKN và BĐKN trong DH 5.2. Điều tra thực trạng dạy và học KN sinh học ở trường THPT. 5.3. Phân tích sự hình thành và phát triển của hệ thống KN Sinh trưởng, phát triển trong chương trình Sinh học THPT. 5.4. Nghiên cứu khả năng ứng dụng của phần mềm IHMC Cmap Tools trong DHKN sinh học, cụ thể hóa quy trình xây dựng BĐKN bằng phần mềm đó 5.5. Sử dụng phần mềm IHMC Cmap Tools để xây dựng hệ thống BĐKN sinh trưởng, phát triển phục vụ cho DH. 9 5.6. Đề xuất phương pháp sử dụng BĐKN sinh trưởng, phát triển trong DH sinh học ở trường THPT. 5.7. Thiết kế giáo án mẫu đưa vào TNSP có sử dụng BĐKN sinh trưởng, phát triển trong DH một số bài sinh học ở trường THPT nhằm đánh giá hiệu quả và tính khả thi của đề tài. 6. Phƣơng pháp nghiên cứu 6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu tham khảo có liên quan để hệ thống hóa các cơ sở lý luận. 6.2. Phương pháp điều tra: Phiếu thăm dò ý kiến GV và HS thuộc phạm vi nghiên cứu. 6.3. Phương pháp chuyên gia : Tiế p câ ̣n và xin ý kiến các chuyên gia về các vấn đề có liên quan. 6.4. Phương pháp TN sư phạm: Nhằm kiểm tra tính đúng đắn và hiệu quả của giả thuyết khoa học của đề tài nêu ra. 6.5. Phương pháp thống kê tóan học: Thống kê, phân tích số liệu từ điều tra thực trạng và kết quả TNSP để đưa ra kết luận. 7. Lƣợc sử nghiên cứu: Về tình hình nghiên cứu về DHKN: DHKN đã đươ ̣c tìm hiể u bởi nhiề u nhà nghiên cứu trên thế giới và đã đa ̣t đươ ̣c nhiề u thành tựu, góp phần tích cực vào việc phát triển khoa học giáo dục. Các nghiên cứu về DHKN tại Liên Xô và Đông Âu trước đây phải kể tới các tác giả như N.M. Veczilin, V.M.Cocxunxcaia, X.A.Mokeeva, B.V.Vceviatski. Họ đều xem KN là thành phần cơ bản trong việc nghiên cứu sự phát sinh, vận động và phát triển của sự vật, hiện tượng. Trong quá trình DH KN, việc sử dụng các phương tiện, phương pháp tích cực như phiếu học tập , tình huống có vấn đề sẽ giúp phát triển năng lực tư duy cho người học . Tác giả A.N Miacova và Comixacop (1973) đã chia cácKN sinh ho ̣c thành 3 loại : các KN sinh vật học đại cương (KN về tổ chức 10 cơ thể, cấu tạo tế bào, trao đổi chất và năng lượng, phát triển cá thể…); các KN nhận thức luận (lịch sử các quan niệm về học thuyết khoa học…); các KN kỹ thuật tổng hợp… Trong các nghiên cứu của min ̀ h , Gerhard Dietrich (1984) cũng khẳng định các KN trong từng bài, từng chương ở các lớp , các bậc học khác nhau đều có mối liên hê ̣ chă ̣t chẽ , tạo thành một hệ thống các KN sinh học , nhờ đó , các KN được hình thành ở các mức độ phù hợp với HS theo từng độ tuổi. Sự hình thành KN có ý nghĩa đối với việc tiếp thu kiến thức và phát triển năng lực của HS, đồng thời KN được khắc sâu, mở rộng, chính xác hóa và liên hệ logic theo nhiều hướng khác nhau DHKN đươ ̣c các nhà giáo du ̣c ở Viê ̣t Nam quan tâm rấ t sớm . Năm 1968, hai tác giả l à Trần Bá Hoành và Nguyễn Thức Tư trong cuốn “Hướng dẫn giảng dạy Sinh vâ ̣t ho ̣c đa ̣i cương” đã phân tić h và đinh ̣ nghiã những KN Sinh ho ̣c cơ bản trong chương triǹ h Sinh ho ̣c PT khi đó . Cùng thời gian đó , tác giả Vũ Lê cũng đã phân tích sự hình thành và phát triể n của các KN Sinh ho ̣c , cụ thể là KN Tế bào và Trao đổ i chấ t. Năm 1975, trong luâ ̣n án tiế n si ̃ “Nâng cao chấ t lươ ̣ng hin ̀ h thành và phát triể n KN trong chương trình Sinh vâ ̣t ho ̣c đa ̣i cương lớ p 9, 10 PT”, tác giả Trần Bá Hoành đã phân tích sự khác biệt của chương trình Sinh vật học đại cương lớp 9 với chương triǹ h các lớp dưới , chỉ rõ vai trò của quá trình hình thành và phát triển KN , đưa ra những căn cứ để lựa cho ̣n và phân loa ̣i các KN Sinh ho ̣c , từ đó đề xuấ t phương pháp hiǹ h thành và phát triể n các KN Sinh ho ̣c Năm 1998, trong cuố n “Lý luâ ̣n da ̣y ho ̣c Sinh ho ̣c” của hai tác giả Đinh Quang Báo và Nguyễn Đức Thành , DHKN đươ ̣c trin ̀ h bày khá đầy đủ . Các tác giả đã nghiên cứu bản chấ t của KN cũng như vai trò của KN trong hoa ̣t đô ̣ng nhâ ̣n thức , phân tić h sự hiǹ h thành và phát triể n của KN, từ đó đề xuấ t các bước hin ̀ h thành KN trong DH Sinh ho ̣c . Hai ông cho rằ ng “hình thành và phát triể n các KN là con đường để HS liñ h hô ̣i kiế n thức mô ̣t cách sâu sắ c , vững chắ c” và “Hình thành nhân cách ho ̣c sinh là hê ̣ quả của quá trin ̀ h DH Sinh ho ̣c” do vâ ̣y GV cầ n nhâ ̣n thức đầ y đủ và coi trọng việc hình thành và phát triển các KN Sinh học cho HS. 11 DHKN cũng là mô ̣t vấ n đề đươ ̣c nghiên cứu rấ t nhiề u trong các đề tài nghiên cứu chuyên ngành lý luâ ̣n và PPDH Sinh ho ̣c thời gian gầ n đây. Tác giả Đỗ Thị Hà trong đề tài “Sử dụng tiế p cận hê ̣ thố ng để hình thành các KN Sinh thái học trong chương trình Sinh học 11- THPT” (2002) đã phân tić h nô ̣i dung phầ n Sinh thái ho ̣c trong chương trình Sinh ho ̣c theo quan điể m tiế p câ ̣n hê ̣ thố ng và tổ chức DH từng KN trong mỗi bài ho ̣c theo hướng phát huy tin ́ h tić h cực chủ động của HS. Tác giả Đặng Thị Quỳnh Hương trong đề tài nghiên cứu “ Dạy học KN sinh học theo hướng tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh ” (2008) đã nghiên cứu quá triǹ h hiǹ h thành và phát triể n của mô ̣t số KN Sinh ho ̣c cơ bản trong chương trình Sinh học THPT . Tác giả cũng đề xuất sử dụng BĐKN như một công cụ hữu ích và giới thiệu phần mềm IHMC Cmap Tools , mô ̣t phầ n mề m ti n ho ̣c hỗ trơ ̣ xây dựng BĐKN đa chiề u tić h hơ ̣p multimedia trong DHKN Sinh ho ̣c . Bên ca ̣nh đó trong đề tài này cũng chú ý đến việc xây dựng một số BĐKN trong chương trình Sinh học phổ thông như sinh sản, trao đổi chất, hô hấp, quang hợp. Ở các ngành khoa học khác như Toán , Vâ ̣t lý, Hóa học...., vấ n đề DHKN cũng đươ ̣c quan tâm và nghiên cứu , đă ̣c biê ̣t là trong toán ho ̣c. Trong mô ̣t nghiên cứu của tác giả Nguyễn Phú Lộc (2004) có tên "Bức tranh ý niệm và định nghĩa KN: hai "tế bào" trong cấu trúc nhận thức KN toán học”, ông cho rằ ng khi DH toán học , GV giới thiệu cho HS định nghĩa KN và dùng phương pháp suy luận diễn dịch có thể giúp cho người học lĩnh hội được tri thức toán học. Tuy nhiên, nếu chỉ bằng định nghĩa trong quá trình học tập, HS có thể gặp nhiều khó khăn về nhận thức trong học tập KN toán học. Do vậy, trong DHKN, GV không những giúp HS nắm vững định nghĩa KN mà cần xây dựng cho HS cả những bức tranh ý niệm đúng đắn liên quan đến KN đó. Những tình huống DHKN thích hợp có thể giúp cho HS tạo được bức tranh ý niệm và vượt qua những trở ngại hay mâu thuẫn nhận thức . Tiế n si ̃ Lê Văn Hiế u trong đề tài về “Cách nhìn mới về tiến trình DHKN toán học” (2006) đã phân tích cơ chế hoạt động và hình thức thể hiện của 12 mô ̣tKN, từ đó đề xuấ t 2 tiế n trình DHKN toán ho ̣c là “tiế n trình đố i tươ ̣ng công cu ̣ và tiế n trình công cu ̣ đố i tươ ̣ng công cu ̣” nhằ m mu ̣c đić h nâng cao chấ t lươ ̣ng DHKN toán ho ̣c trong nhà trường . Mô ̣t trong những kỹ thuâ ̣t DHKN đư ợc chú ý hiện nay là xây dựng và sử dụng BĐKN. Được phát triển bởi Novak vào năm 1972, cho đế n nay BĐKN đươ ̣c coi là mô ̣t công cu ̣ hữu ích thuô ̣c nhiề u liñ h vực , đă ̣c biê ̣t trong liñ h vực giáo du ̣c . Có nhiều tác giả và nhóm tác giả nghiên cứu về BĐKN và những ứng dụng BĐKN trong DH. Shavelson (1996), Hibberd; Jones và Morris (2002) đã nghiên cứu xây dựng các dạng BĐKN của các môn khoa học. Năm 2003, Derbentseva và Cañas đã nghiên cứu BĐKN dạng chu kỳ và xác định hiệu quả của chúng trong việc kích thích tư duy của HS. Năm 1995, Edmondson đã nghiên cứu ứng dụng BĐKN trong việc xây dựng chương trình môn học. Về tình hình nghiên cứu và sử dụng BĐKN trong DH sinh học: Từ khi mới được nghiên cứu, các nhà khoa học thuộc nhiều lĩnh vực, đặc biệt trong lĩnh vực giáo dục đã tìm cách ứng dụng BĐKN vào nghiên cứu cũng như hoạt động giảng dạy môn sinh học. trong giảng dạy sinh học, BĐKN thường sử dụng là dạng mạng lưới (spider chart) hay biểu đồ dạng dòng chảy (flow diagram), trong đó ứng dụng có hiệu quả nhất của BĐKN trong việc giảng dạy học tập là cách tổ chức thứ bậc trong cấu trúc (J.D Novak, 1980). Soyibo (1995), đã nghiên cứu sử dụng BĐKN để so sánh nội dung kiến thức trong SGK sinh học. Theo Ian M. Kinchin, BĐKN là công cụ hỗ trợ cho DH sinh học vì vậy việc ứng dụng là rất cần thiết. [57] Trong đề tài nghiên cứu “Concept Maps: A Tool for Use in Biology Teaching” Stewart, James và cô ̣ng sự đã khái quát mô ̣t số hình thức sử du ̣ng BĐKN trong DHKN sinh ho ̣c , với hai mô hin ̀ h cụ thể sử dụng BĐKN để dạy di truyền và sinh thái học. Các tác giả cũng đề xuất việc sử dụng BĐKN như một công cụ giảng dạy , thiế t kế chương trình cũng như là phương tiê ̣n đánh giá thành quả ho ̣c tâ ̣p của HS. 13 Trong dạy và học môn Sinh học, các KN tồn tại riêng biệt, mỗi KN độc lập có liên quan đến các KN khác. Mỗi một BĐKN mô tả thứ bậc và các mối quan hệ của tất cả các KN trong đó. Quá trình xây dựng BĐKN đòi hỏi một tư duy trực tiếp tổng hợp. Trong cố gắng này, phải xác định các KN chính và các KN phù hợp với mỗi chủ đề. Điều đó yêu cầu phải hiểu sâu về chủ đề và loại bỏ được bất kỳ một KN nhầm lẫn nào. Một ưu điểm lớn của việc sử dụng BĐKN trong dạy Sinh học đó là việc cung cấp những hình ảnh trực quan của KN mà qua đó việc học được tập trung và rõ ràng hơn. Điều đó giúp GV chuyển những hình ảnh và những mối quan hệ giữa các KN trong chủ đề tới người học một cách dễ dàng. Các tác giả Firas Corri & Radwan O. AL-Abed, (2008) trong tài liệu “Using concept maps Action research” nhận định BĐKN cũng giúp GV kiểm tra được kiến thức của HS qua việc xây dựng cấu trúc bản đồ, nắm bắt các mối liên kết cũng như tạo ra các liên kết mới một cách phù hợp với chủ đề đang nghiên cứu. Bằng cách như vậy, sử dụng thành thạo BĐKN cũng giúp người học có thể tự đánh gía được kiến thức của mình trong lĩnh vực môn học. Trong một tài liệu khác của các tác giả này “Using concept maps in Biology Lesons” (2008) cũng đã cho rằng việc sử dụng BĐKN trong DH sinh học là có hiệu quả. Theo nghiên cứu này, các sinh viên tỏ ra nhất trí cao với việc sử dụng BĐKN và nhận ra các giá trị trong đó. Những nghiên cứu về DHKN trong và ngoài nước đã chỉ rõ vai trò của KN và DHKN trong nhà trường, đồ ng thời cũng nghiên cứu và đề xuấ t các biê ̣n pháp nâng cao chấ t lươ ̣ng DHKN . BĐKN là mô ̣t công cu ̣ hữu ić h để thực hiê ̣n đươ ̣c mu ̣c tiêu đó. Ở Việt Nam , mô ̣t số nghiên cứu của các tác giả Nguyễn Phúc Chỉnh Đức Duy [9] đã bước đầ u tim ̀ hiể u cơ sở lý luâ ̣n [7], Phan , cấ u trúc và quy trì nh thiế t kế BĐKN, đề xuất sử dụng chúng vào tiến trình DHKN trên lớp . Các tác giả chủ yếu nghiên cứu về cơ sở lí luận , vai trò của BĐKN trong DH và đề xuấ t quy trình xây dựng BĐKN. 14 8. Những kết quả nghiên cứu và đóng góp mới của đề tài: 8.1. Bước đầu hệ thống hóa cơ sở lý thuyết về bản chất, vai trò và ý nghĩa của bản đồ tư duy, BĐKN để vận dụng vào DH sinh học. 8.2. Điều tra làm rõ thực trạng dạy và học KN sinh học, tình hình ứng dụng CNTT và sử dụng thiết bị DH ở trường THPT. 8.3. Phân tích sự phát triển hệ thống KN sinh trưởng, phát triển trong chương trình Sinh học phổ thông. 8.4. Nghiên cứu và xây dựng hoàn chỉnh hệ thống BĐKN Sinh trưởng, phát triển theo nội dung chương trình Sinh học phổ thông bằng công cụ phần mềm IHMC Cmap Tools. 8.5. Đề xuất phương pháp sử dụng BĐKN sinh trưởng, phát triển trong DH sinh học ở trường THPT. 8.6. Thiết kế minh họa một số giáo án mẫu có sử dụng BĐKN sinh trưởng, phát triển trong DH sinh học ở trường THPT. 9. Cấu trúc của luận văn: Luận văn ngoài phần mở đầu và phần kết luận; phần kết quả nghiên cứu gồm có 3 chương: Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài Chương 2: Hình thành và phát triển KN sinh trưởng, phát triển trong chương trình Sinh học THPT Chương 3: TN sư phạm 15 Chƣơng 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Cơ sở lý luận: 1.1.1. KN: 1.1.1.1. Thế nào là KN: Theo Vương Tấ t Đa ̣t , KN là hình thức của tư duy , trong đó phản ánh các dấ u hiê ̣u cơ bản khác biê ̣t của một sự vật đơn nhấ t hay lớp các sự vật đồ ng nhấ t . Trong KN, thứ nhấ t, bản chất của các sự vật được phản ánh, thứ hai, sự vật hay lớp sự vật được nổ i bật trên cơ sở của các dấ u hiê ̣u cơ bản khác biê ̣t. [16] Tác giả Đinh Quang Báo và Nguyễn Đức Thành định nghĩa : KN là những tri thức phản á nh những dấ u hiê ̣u và thuộc tính chung nhấ t , bản chất nhất của từng nhóm sự vật hiện tượng cùng loại , về những mố i liên hê ̣ và tương quan tấ t yế u giữa các sự vật hiện tượng khách quan [1] Như vâ ̣y có thể thấ y dù đươ ̣c đi ̣ nh nghiã như thế nào , mô ̣t KN phải luôn thể hiê ̣n đươ ̣c tiń h chung , tính cơ bản và tính phát triển của đối tượng hay nhó m đố i tươ ̣ng đươ ̣c phản ánh trong KN đó, thỏa mãn các đặc điểm sau: - Phản ánh tương đối toàn diện về đối tươ ̣ng do các thuô ̣c tin ́ h đó chi phố i toàn bô ̣ các mă ̣t của đố i tươ ̣ng đươ ̣c phản ánh. - Phản ánh chính xác đối tượng : đố i tươ ̣ng đươ ̣c phản ánh trong tra ̣ng thái ổ n đinh, ̣ các thuộc tính và mối quan hê ̣ đươ ̣c phản ánh quyế t đinh ̣ sự tồ n ta ̣i của tra ̣ng thái ổn định đó - KN phản ánh sự vâ ̣t hiê ̣n tươ ̣ng mô ̣t cách đầ y đủ , có hệ thống. Các mối quan hê ̣ phản ánh trong KN có quan hệ quy định lẫn nhau một cách chặt chẽ và cho ta mô ̣t hình ảnh tương đối có hệ thống về KN - KN phản ánh đố i tươ ̣ng trong hiê ̣n thực nhưng góp phầ n chỉ đa ̣o hoa ̣t đô ̣ng thực tiễn , con người khi có quan hê ̣ trực tiế p với đố i tươ ̣ng , vì thực tiễn là cơ sở , mục đích và động lực của nhận thức. Nế u không có nhu cầ u thực tiễn thì sự vật hiện tươ ̣ng không trở thành đố i tươ ̣ng nhâ ̣n thức, do vâ ̣y không đươ ̣c khái quát thành KN Trong tư duy của con người , các sự vật hiện tượng được phản ánh thông qua các dấu hiệu cơ bản và không cơ bản , trong đó các dấ u hiê ̣u cơ bản khác biê ̣t của 16 đố i tươ ̣ng đươ ̣c phản ánh trong nhâ ̣n thức của con người ta ̣o thành dấ u hiê ̣u của KN biể u thi ̣sự vâ ̣t đó . Bấ t kỳ mô ̣t hành đô ̣ng tư duy nào cũng mang đă ̣c trưng tư duy bằ ng KN, không có KN không thể tư duy đươ ̣c. 1.1.1.2. Kế t cấ u logic của KN: Mô ̣t KN bao giờ cũng có nô ̣i hàm và ngoa ̣i diên [16] - Nội hàm của một KN: là tập hợp các dấu hiệu cơ bản của đối tượng hay lớp đố i tươ ̣ng đươ ̣c phản ánh trong KN đó. - Ngoại diên của một KN: là đối tượng hay tập hợp đối tượng được khái quát trong KN đó. Ví dụ: + KN Sinh trưởng của cơ thể sinh vâ ̣t có nô ̣i hàm là “sự tăng lên về kić h thước khố i lươ ̣ng cơ thể ”, ngoại diên của KN là “tấ t cả các sinh vâ ̣t số ng” + KN đô ̣t biế n gen có nô ̣i hàm là “sự biế n đổ i về mă ̣t cấ u trúc di truyề n ở cấ p đô ̣ phân tử” và ngoa ̣i diên là “các phân tử axit nuclêic” Nô ̣i hàm và ngoa ̣i diên của mô ̣t KN có mố i liên hê ̣ chă ̣ t chẽ với nhau , biể u thi ̣ tư tưởng thố ng nhấ t phản ánh tâ ̣p hơ ̣p đố i tươ ̣ng có dấ u hiê ̣u cơ bản chung . Thông thường trong mô ̣t KN , nô ̣i hàm càng lớn thì ngoa ̣i diên càng nhỏ và ngươ ̣c la ̣i Có những KN có ngoại diên rất rộng như . “đô ̣ng vâ ̣t” “cá” “số thực”… , có những KN có ngoa ̣i diên he ̣p , hoă ̣c duy nhấ t như “Viê ̣t Nam” “quầ n thể rừng co ̣ ở Phú Thọ”… , thâ ̣m chí có KN ngoa ̣i diên là rỗng như các KN có nô ̣i hàm phản ánh không đúng đắ n hiê ̣n thực khách quan như “đô ̣ng cơ viñ h cửu” “người cá” v.v. [16] 1.1.1.3. Mố i quan hê ̣ giữa các KN [16] Mố i quan hê ̣ giữa các KN Các sự vật trong thế giới khách quan nằm trong mối liên hệ qua lại , tác động lẫn nhau, các KN phản ánh các sự vật cũng nằm trong các mối quan hệ xác định. Các KN có ngoại diên trùng nhau hoàn toàn hay một phần gọi là KN có quan hê ̣ hơ ̣p, bao gồ m các quan hê ̣ sau: - Các KN đồng nhất: các KNcó ngoại diên hoàn toàn trùng nhau. 17 - Các KN phụ thuô ̣c: ngoại diên của KN này nằm trọn trong ngoại diên của KN kia - Các KN giao nhau: ngoại diên của chúng có một phần trùng nhau. Các Kn không hợp bao gồm các quan hệ: - Các KN tách rời (ngang hàng ) có ngoại diên của chúng kh ông có phầ n nào trùng nhau. - Các KN đối lập : Hai KN không có phầ n ngoa ̣i diên nào trùng nhau và tổ ng ngoại diên của chúng nhỏ hơn ngoại diên của KN giống chung. - Các KN mâu thuẫn : Hai KN không có phầ n ngoa ̣i diên nào trùng nhau và tổ ng ngoa ̣i diên của chúng bằ ng ngoa ̣i diên của KN giố ng chung . Mở rộng và thu he ̣p KN Sự mở rô ̣ng và thu he ̣p KN là những thao tác logic có cơ sở là quan hê ̣ giố ng loài của KN - Thu he ̣p KN là thao tác chuyể n KN có ngoa ̣i di ên rô ̣ng và nô ̣i hàm he ̣p sang KN có ngoa ̣i diên he ̣p và nô ̣i hàm rô ̣ng hơn, thường bằ ng cách thêm các dấ u hiê ̣u vào nội hàm của khái niệm đó . Thao tác này có thể thực hiê ̣n liên tiế p từ KN giố ng cho tới KN loài , cuố i cùng có thể thu đươ ̣c mô ̣t KN đơn nhấ t mà ngoa ̣i diên của nó chỉ chứa một đối tượng duy nhất. - Mở rô ̣ng khái niê ̣m là thao tác chuyể n KN có ngoa ̣i diên he ̣p và nô ̣i hàm rô ̣ng thành KN có ngoại diên rộng và nội hàm hẹp hơn , thường bằ ng cách bỏ bớt các dấ u hiê ̣u của nội hàm vàc huyển từ khái niệm loài tới khái niệm giống. Quá trình này kết thúc khi chúng ta thu được một phạm trù. Ví dụ: Sinh vâ ̣t Động vật Con người Thu he ̣p KN Mở rô ̣ng KN 1.1.1.4. Cách đi ̣nh nghiã KN: Trong hoạt động nhận thức của con người , mô ̣t KN phải đươ ̣c diễn tả , giải thích để phát hiện nội hàm và ngoại diên nhờ việc định nghĩa KN. 18 Đinh ̣ nghiã KN là thao tác logic mà nhờ đó phát hiê ̣n nội hàm , ngoại diên của KN hoặc xác lập ý nghiã của các thuật ngữ.[16] Đinh ̣ nghiã KN gồ m 2 phầ n - KN đươ ̣c đinh ̣ nghiã là KN cầ n phát hiê ̣n nô ̣i hàm và ngoa ̣i diên - KN để đinh ̣ nghiã là KN nhờ đó phát hiê ̣n đươ ̣c nô ̣i hàm của KN đươ ̣c đinh ̣ nghĩa. Ví dụ : Đinh ̣ nghiã KN “Đô ̣t biế n gen”: Đột biến gen là những biế n đổ i nhỏ trong cấ u trúc của gen KN được đi ̣nh nghĩa Các KN để định nghĩa Cách định nghĩa KN a. Các nguyên tắ c đinh ̣ nghiã KN: - Nguyên tắc tương xứng, nghĩa là ngoại diên của KN được định nghĩa và ngoại diên của KN dùng để định nghĩa phải bằng nhau - Nguyên tắ c không nói vòng quanh, luẩ n quẩ n - Nguyên tắ c không nói theo cách phủ định - Nguyên tắ c rõ ràng , chính xác, ngắ n go ̣n , nghĩa là định nghĩa không chứa những thuộc tính có thể suy ra từ thuộc tính khác b. Các bƣớc tiến hành đinh ̣ nghiã KN: Phép định nghĩa KN là một thao tác logic của tư duy thực hiện 2 nhiệm vụ, một là định hình được nội hàm KN - tức là vạch ra được phần cơ bản của nội hàm, hai là loại biệt được ngoại diên - tức là dựa vào phần cơ bản nội hàm đã nêu để tách các đối tượng cần định nghĩa từ những đối tượng tiếp cận với chúng. Bước 1: Tìm ra các dấu hiệu chung , dấ u hiê ̣u bản chấ t của sự vâ ̣t hiê ̣n tươ ̣ng đươ ̣c phản ánh trong KN. 19 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 biê ̣t đố i tươ ̣ng đó với các đố i tươ ̣ng khác ? Bước 3: Mở rô ̣ng và thu he ̣p KN : Xác định những KN rộng hơn và những KN hẹp hơn KN cần định nghĩa Bước 4: Phát biểu định nghĩa KN theo các cách sau: - Đinh ̣ nghiã thông qua sự xác đinh ̣ “giố ng” gầ n nhấ t và sự khác biê ̣t nhau về “loài”: KN đươ ̣c đinh ̣ nghiã bằ ng viê ̣ c chỉ ra lớp đố i tươ ̣ng gầ n gũi và những dấ u hiê ̣u riêng biê ̣t của đố i tươ ̣ng chứa trong KN đươ ̣c tách ra khỏi lớp đố i tươ ̣ng chứa , nhờ những dấ u hiê ̣u đó , đố i tươ ̣ng nó. Ví dụ : “Cá là loài ĐV có xương sống , số ng ở dưới nướ c, bơi bằ ng vây và hô hấ p bằ ng mang .” KN “Cá” đươ ̣c đinh ̣ nghiã bởi mô ̣t KN giố ng là “ĐV có xương số ng” và những giấ u hiê ̣u riêng phân biê ̣t cá với các đố i tươ ̣ng khác trong nhóm ĐV có xương số ng là “số ng ở dưới nước , bơi bằ ng vây và hô hấ p bằ ng mang” . - Đinh ̣ nghiã theo nguồ n gố c : là cách định nghĩa vạch ra nguồn gốc của đối tươ ̣ng đươ ̣c đinh ̣ nghiã . Ví dụ định nghĩa “Cánh của loài dơi là một cơ quan của cơ thể đươ ̣c thoái hóa từ chi của loài tổ tiên”. Thực chấ t đinh ̣ nghiã theo nguồ n gố c vẫn là mô ̣t bô ̣ phâ ̣n của đinh ̣ nghiã KN dựa trên giố ng gầ n gũi và sự khác biê ̣t về loài. Đó là cách đinh ̣ nghiã KN phổ biế n nhấ t , tuy nhiên có những trường hơ ̣p không thể đinh ̣ ngh ĩa bằng cách này , ví dụ như khi định nghĩa một phạm trù hay mô ̣t KN khó có thể tim ̀ ra những dấ u hiê ̣u riêng biê ̣t của đố i tươ ̣ng . Với các trường hơ ̣p đó người ta phải đinh ̣ nghiã KN bằ ng mô ̣t trong các hình thức sau: + Đinh ̣ nghĩa một phạm trù thông qua việc chỉ ra mối quan hệ với mặt đối lập của nó, nhấ t là các pha ̣m trù triế t ho ̣c 20 ,