Skkn rèn luyện kĩ năng suy luận trong bồi dưỡng học sinh giỏi phần di truyền học bậc trung học phổ thông

  • Số trang: 37 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 51 |
  • Lượt tải: 0
nguyen-thanhbinh

Đã đăng 8358 tài liệu

Mô tả:

SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC -----oOo----I. THÔNG TIN VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: HOÀNG THỊ THU HUYỀN 2. Ngày tháng năm sinh: 9-11-1982 3. Nam, nữ: Nữ 4. Địa chỉ: 443 - Hồ Thị Hương – TX Long Khánh – Đồng nai 5. Điện thoại: ĐTDĐ: 0937250735 6. Chức vụ: không. 7. Đơn vị công tác: Trường THPT Long Khánh. II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO - Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất: Thạc sĩ - Năm nhận bằng: 2013 - Chuyên ngành đào tạo: phương pháp giảng dạy sinh học III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC  Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Giảng dạy Sinh học THPT  Số năm kinh nghiệm: 9 năm 1 Sáng kiến kinh nghiệm RÈN LUYỆN KĨ NĂNG SUY LUẬN TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI PHẦN DI TRUYỀN HỌC BẬC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Phần 1: MỞ ĐẦU I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong những tiết bồi dưỡng học sinh giỏi (HSG), với khoảng thời gian hạn hẹp lại chưa có giáo trình chuẩn thì mục tiêu bồi dưỡng của giáo viên là: Củng cố, cung cấp kiến thức mới, giảng các dạng bài tập...Giáo viên (GV) ít chú trọng đến việc rèn luyện cho học sinh (HS) các kĩ năng học tập, cách thức tự lực chiếm lấy tri thức, sáng tạo và không ngừng học hỏi. Do đó việc rèn luyện kĩ năng suy luận trong bồi dưỡng HSG phải được chú trọng hơn nữa, bởi lẽ nếu rèn luyện tốt cho HS kĩ năng này thì: Từ kiến thức đã có HS tự tìm ra kiến thức mới, có những suy nghĩ và hành động mới dựa trên những gì tiếp thu được, nâng cao khả năng tự học và thường xuyên quan tâm để thực hiện. Khi suy luận tốt thì bản thân HS đã có được những kĩ năng khác như phân tích – tổng hợp, khái quát hoá, trừu tượng hoá… từ đó HS có thể sử dụng tốt nhất bộ óc của mình, khơi dậy niềm đam mê và tham vọng học tập của các em. Nếu suy luận tốt thì HS có kĩ năng và thói quen phản ứng nhanh, lập luận chính xác, đúng hướng nhưng không máy móc khi gặp các vấn đề mới phát sinh. Kĩ năng này không những giúp ích cho HS trong việc học môn Sinh học và đặc biệt có ý nghĩa đối với các môn học khác như Toán học, Vật lí học, Hoá học, Văn học…và nó còn giúp ích cho các em trong cuộc sống vì đây là lối suy nghĩ logic, đúng đắn và hợp lí. Chính vì vậy mà Eđison đã từng nói: “Nhiệm vụ quan trọng nhất của nền văn minh là dạy con người biết suy nghĩ ”. Mặt khác trong các đề thi HSG các câu hỏi đòi hỏi kĩ năng suy luận với tư duy logic cao lại chiếm khá nhiều và thường gây ra không ít khó khăn, lúng túng cho các em nếu chưa được rèn luyện và chuẩn bị kĩ càng. Trong các phần nội dung kiến thức để bồi dưỡng HSG thì di truyền học là một phần rất quan trọng, kiến thức rộng, khó, chủ yếu là các câu hỏi, bài tập đòi hỏi kĩ năng suy luận cao nên để nâng cao hiệu quả bồi dưỡng HSG, giúp các đội tuyển đạt được kết quả cao trong các kì thi thì việc sử dụng các giải pháp để rèn luyện kĩ năng này lại càng quan trọng hơn. 2 Với những lí do trên, với mong muốn nâng cao chất lượng của HSG, chúng tôi chọn đề tài “ Rèn luyện kĩ năng suy luận trong bồi dưỡng học sinh giỏi phần di truyền học bậc trung học phổ thông”. II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Xuất phát từ thực tiễn bồi dưỡng HSG phần di truyền học, luận văn nghiên cứu, thiết kế và sử dụng các biện pháp để rèn luyện kĩ năng suy luận cho HSG nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy và học phần này, đồng thời nâng cao hiệu quả và thành tích trong các kì thi. III. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết. - Phân tích mục tiêu, cấu trúc, nội dung của chương trình bồi dưỡng HSG nói chung, phần di truyền học nói riêng để xác định các nội dung kiến thức chính cần rèn luyện kĩ năng suy luận. - Nghiên cứu các tài liệu về kĩ năng suy luận: Các loại kĩ năng suy luận, vai trò của chúng và các giải pháp để rèn luyện được kĩ năng suy luận. - Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến các tình huống, câu hỏi và bài tập để thiết kế và sử dụng chúng phù hợp trong rèn luyện kĩ năng suy luận. 2. Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tiến hành ở đội tuyển HSG trường THPT Long Khánh nhằm: - Khảo sát khả năng trả lời các câu hỏi liên quan đến kĩ năng suy luận ở HSG. - Đánh giá hiệu quả của các biện pháp để rèn luyện kĩ năng suy luận cho HS. IV. GIỚI HẠN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Trong khuôn khổ của đề tài, tôi mới chỉ sử dụng 2 biện pháp để rèn luyện kĩ năng suy luận cho HSG phần di truyền học sinh học 12 THPT. V. KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI - Tháng 4 – 5/ 2012: nghiên cứu cơ sở lý luận. - Tháng 6/ 2012: Điều tra tình hình nghiên cứu và sử dụng kỹ năng suy luận trong dạy học Sinh học ở trường THPT. - Tháng 7 – 8/ 2012: nghiên cứu các bài tập để ứng dụng cho rèn luyện kỹ năng suy luận trong phần di truyền học. - Tháng 9 – 12/ 2012: thực nghiệm sư phạm. - Tháng 2 – 3/ 2013: viết sáng kiến kinh nghiệm. 3 Phần 2: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN I. Cơ sở lí luận : 1. Kỹ năng học tập: Muốn học tập có kết quả, con người cần phải có một hệ thống kỹ năng chuyên biệt gọi là kỹ năng học tập. Theo các nhà tâm lý học, kỹ năng học tập là khả năng của con người thực hiện có kết quả các hành động học tập phù hợp với điều kiện và hoàn cảnh nhất định, nhằm đạt được mục đích, nhiệm vụ đề ra. Có thể nêu hệ thống kỹ năng học tập chung của học sinh trung học phổ thông như sau: 1- Các kỹ năng học tập phục vụ chức năng nhận thức liên quan đến việc thu thập, xử lý, sử dụng thông tin: Kỹ năng làm việc với sách giáo khoa, kỹ năng quan sát, kỹ năng tiến hành thí nghiệm, kỹ năng phân tích- tổng hợp, kỹ năng so sánh, kỹ năng khái quát hoá, kỹ năng suy luận, kỹ năng áp dụng kiến thức đã học... 2- Các kỹ năng học tập phục vụ chức năng tổ chức, tự điều chỉnh quá trình học tập liên quan đến việc quản lý phương tiện học tập, thời gian, sự hỗ trợ từ bên ngoài và chất lượng: Kỹ năng tự kiểm tra, tự đánh giá, kỹ năng tự điều chỉnh. 3- Các kỹ năng phục vụ chức năng tương tác trong học tập hợp tác : Kỹ năng học nhóm... 2. Kĩ năng suy luận 2.1. Khái niệm suy luận *Định nghĩa: Suy luận là hình thức tư duy phản ánh những mối liên hệ phức tạp hơn (so với phán đoán) của hiện thực khách quan. Về thực chất, suy luận là thao tác lôgíc mà nhờ đó tri thức mới được rút ra từ tri thức đã biết . *Cấu tạo của suy luận: Bất kỳ suy luận nào cũng gồm tiền đề, kết luận và lập luận. Tiền đề (còn gọi là phán đoán xuất phát) là phán đoán chân thực từ đó rút ra phán đoán mới. Tiền đề là tri thức đã biết, làm cơ sở rút ra kết luận. Những tri thức này biết được nhờ quan sát trực tiếp; nhờ tiếp thu, kế thừa tri thức của các thế hệ đi trước thông qua học tập và giao tiếp xã hội; hoặc là kết quả của các suy luận trước đó. Kết luận là tri thức mới (phán đoán mới) thu được từ các tiền đề và là hệ quả của chúng. 4 Cách thức lôgic rút ra kết luận từ các tiền đề gọi là lập luận. Quan hệ suy diễn lôgic giữa các tiền đề và kết luận được quy định bởi mối liên hệ giữa các tiền đề về mặt nội dung. Nếu giữa các tiền đề không có liên hệ về mặt nội dung thì không thể lập luận để rút ra kết luận. *Suy luận đúng và suy luận hợp logic: - Suy luận hợp logic là khái niệm chỉ một suy luận nào đó xét thuần tuý trên phương diện hình thức, trong sự trừu tượng khỏi nội dung cụ thể của các phán đoán tham gia vào suy luận mà kết cấu logic của từng phán đoán cũng như suy luận tuân thủ chặt chẽ các qui tắc suy luận ứng với dạng suy luận cụ thể đó và không mâu thuẩn với các qui luật cơ bản của tư duy hình thức. Hợp logic như vậy không liên quan đến vấn đề nội dung của các tiền đề, kết luận có phù hợp với nội dung khách quan hay không. Trường hợp suy luận hợp logic thì chưa thể bàn đến tính đúng đắn của suy luận. - Suy luận đúng là suy luận mà kết luận được rút ra và được đảm bảo giá trị chân thực một cách tất yếu từ tiền đề chân thực thông qua lập luận đúng. Do đó muốn có suy luận đúng (kết luận sẽ chân thực) khi có hai điều kiện sau: 1) các tiền đề là chân thực về nội dung 2) suy luận tuân theo quy tắc (đúng về hình thức). 2.2. Phân loại suy luận *Suy luận diễn dịch: Là suy luận từ tri thức chung hơn về cả lớp đối tượng ta suy ra tri thức riêng về từng đối tượng, đi từ cái phổ biến đến cái cá biệt, từ cái chung đến cái riêng. Tức là căn cứ vào thuộc tính và quan hệ phổ biến của một loại sự vật hiện tượng nào đó mà rút ra kết luận một sự vật hiện tượng cá biệt trong loại đó cũng có thuộc tính và quan hệ như vậy. Trong dạy học Sinh học, suy luận diễn dịch là quá trình đi từ các khái niệm, định luật đến các sự kiện, hiện tượng riêng lẽ hoặc cụ thể hoá các kết luận bằng cách nêu các hiện tượng, sự vật đơn chất, hoặc giải thích sự vật hiện tượng dựa trên các khái niệm qui luật tương ứng đã biết. Trong dạy học Sinh học suy luận diễn dịch thường được dùng khi vận dụng khái niệm đã biết vào các trường hợp cụ thể, qua đó mà nắm vững thêm khái niệm. Nhờ có diễn dịch mà trong dạy Sinh học hình thành những tri thức cụ thể, cùng loại được nhanh chóng, đầy đủ và chính xác. Như vậy, trên một phương diện nhất định, có thể nói 5 phương pháp diễn dịch là đi từ cái đã biết đến cái chưa biết. Trong diễn dịch kết luận luôn xác thực, khi có các tiền đề chân thực và suy diễn đúng quy tắc. *Suy luận quy nạp: Là suy luận trong đó ta khái quát những tri thức về riêng từng đối tượng thành tri thức chung cho cả lớp đối tượng tức là đi từ cái riêng đến cái chung. Trong quy nạp kết luận có thể là xác thực, mà cũng có thể chỉ là xác suất (trong các bài tập Sinh học liên quan đến lí thuyết xác suất thường hay gặp dạng suy luận này), không hoàn toàn chắc chắn ngay cả khi các tiền đề là chân thực. Quy nạp không chỉ nhắc lại giản đơn những điều đã có trong các tiền đề mà luôn dẫn đến những điều mới mẽ, làm giàu thêm cho khoa học. Cơ sở lôgíc của quy nạp là mối liên hệ lôgíc giữa các tiền đề và kết luận, mối liên hệ đó phản ánh mối liên hệ khách quan giữa cái riêng và cái chung, giữa nguyên nhân và kết quả . Quy nạp gồm 2 loại quy nạp hoàn toàn và quy nạp không hoàn toàn. Quy nạp hoàn toàn: Là phép quy nạp cho kết luận chân thực từ tất cả các phán đoán tiền đề. Do đó phương pháp này được sử dụng chủ yếu là trong số học, ít được áp cho Sinh học. Quy nạp không hoàn toàn: Đây là phép quy nạp giản đơn. Phương pháp này thông qua quan sát nghiên cứu mà tìm một thuộc tính nào đó có vốn trong sự vật thuộc tính đó được lặp đi lặp lại nhiều lần, không có gì thay đổi, từ đó rút ra kết luận các đối tượng thuộc loại này đều có thuộc tính như vậy. Như vậy: Phép quy nạp hoàn toàn luôn cho kết luận đúng, phép quy nạp không hoàn toàn có thể dẫn đến kết luận đúng hoặc sai. Tuy nhiên phép quy nạp không hoàn toàn đóng vai trò quan trọng, có thể nói, phần lớn các trong Sinh học chúng ta đều dùng phương pháp quy nạp không hoàn toàn. Muốn thực hiện vững chắc suy luận quy nạp, cần tuân theo hai điều kiện: - Kết luận của suy luận quy nạp là tin cậy, khi nó được khái quát hoá từ các dấu hiệu bản chất. - Suy luận quy nạp chỉ được sử dụng khi các đối tượng là cùng loại, tương tự. Diễn dịch và quy nạp là một cặp phương pháp luôn được áp dụng trong một thể thống nhất kế thừa và làm tiền đề của nhau, hổ trợ cho nhau. Nếu chỉ có quy nạp con người đến một lúc nào đó không còn nhu cầu quy nạp nữa vì những kiến thức chung khái quát có được trở nên xa lạ thậm chí hầu như không còn đóng vai trò gì 6 nữa. Hơn thế chúng khó mà kiểm soát đánh giá những tri thức đó nếu như không đem nó vào ứng dụng trong thực tiễn. Nhờ có diễn dịch, con người biết đem những tri thức chung suy diễn và nhận thức cái đơn lẽ và do đó có thể áp dụng tri thức vào nâng cao hiệu quả hoạt động thực tiễn của mình. Cứ như thế quy nạp cung cấp nguyên liệu cho diễn dịch, diễn dịch lại đặt ra nhu cầu mới cho quy nạp. Sau mỗi bước quy nạp con người lại đi gần thêm vào bản chất chung của sự vật, hiện tượng, hiểu biết càng nhiều về bản chất chung của thế giới. *Suy luận loại suy: Là suy luận mà trong đó tri thức ở kết luận có cùng cấp độ với tri thức ở tiền đề. Ở đề tài này tôi chỉ xét dạng cơ bản và phổ biến nhất của nó là phép tương tự : là suy luận, mà nhờ nó từ sự giống (hoặc khác) nhau của các đối tượng ở một số các đặc điểm suy ra sự giống (hoặc khác) nhau của chúng ở những đặc điểm khác. Sự khác biệt chủ yếu của nó với diễn dịch và quy nạp là ở chỗ, tri thức kết luận có cùng cấp độ với tri thức tiền đề. Đồng thời suy luận tương tự cũng gắn liền với diễn dịch và quy nạp. Một mặt, nó dựa trên những tri thức được khai thác bằng con đường diễn dịch và quy nạp. Mặt khác, nó cung cấp cho chúng chất liệu để rút ra những kết luận mới. Phép tương tự là đúng, nếu sự giống nhau của các đối tượng ở một số dấu hiệu thực sự có kéo theo sự giống nhau ở các dấu hiệu khác. Còn là sai những phép tương tự mà không tương ứng với sự giống nhau thực sự của các đối tượng. Có ba quy tắc cơ bản: - Số lượng các đặc điểm giống (hoặc khác) nhau ở hai đối tượng so sánh càng nhiều, thì kết luận càng chính xác. - Các đặc điểm giống (hoặc khác) nhau đó càng bản chất, thì kết luận càng chính xác hơn. - Mối liên hệ giữa các đặc điểm giống (hoặc khác) với đặc điểm được rút ra ở kết luận càng chặt chẽ, hữu cơ, mang tính quy luật bao nhiêu, thì kết luận cũng sẽ càng chính xác. Trong phép tương tự, kết luận rút ra từ đối tượng này để áp dụng vào đối tượng khác. Kết luận của phép tương tự cũng chỉ là ước đoán, không chắc chắn đúng, cần phải kiểm tra lại. Chẳng hạn như: Trong suy luận về sự tương tự nhân quả, nhiều trường hợp cùng một kết quả nhưng lại được gây ra bởi các nguyên nhân khác nhau, trong suy luận 7 về sự tương tự cấu trúc – chức năng nhiều khi cùng một chức năng có thể được thực hiện nhờ các cấu trúc khác nhau. Vì vậy cần phải đề phòng HS lạm dụng phép tương tự dẫn đến những sai lầm mang tính máy móc. Mặc dù kết luận của phép tương tự không phải lúc nào cũng đúng nhưng nếu GV biết khéo léo vận dụng thì đó là một công cụ đắc lực trong việc dạy Sinh học. II. Cơ sở thực tiễn của đề tài 1. Thực trạng công tác bồi dưỡng đội tuyển HSG ở một số trường THPT - Qua trao đổi với giáo viên tham gia bồi dưỡng học sinh giỏi trong các đội tuyển của một số trường trong tỉnh Đồng Nai, chúng tôi thấy rằng: - 100% giáo viên đánh giá cao vai trò của các kĩ năng học tập bao gồm các kĩ năng như: Kĩ năng tự học, kĩ năng suy luận, kĩ năng phân tích, so sánh…và sự cần thiết phải hình thành kĩ năng học tập cho HSG. - Đa số giáo viên cho rằng trong số các kĩ năng học tập thì kĩ năng suy luận là một trong những kĩ năng hết sức quan trọng đối với học sinh giỏi. Đồng thời các giáo viên cũng thấy được vị trí quan trọng của kĩ năng này trong các đề thi học sinh giỏi. Và các giáo viên đã đề xuất sử dụng nhiều biện pháp để nâng cao kĩ năng này như sử dụng các câu hỏi, bài tập, sử dụng các tình huống có vấn đề . - 100% giáo viên thấy rằng để đánh giá kĩ năng suy luận thì cần căn cứ vào khả năng lập luận chặt chẽ của các em. Nhưng muốn có khả năng này thì kĩ năng suy luận của các em phải rất tốt trong khi theo đánh giá của các thầy cô thì chỉ có 10% khẳng định kĩ năng suy luận của học sinh trong đội tuyển của mình là rất tốt. Qua đó chúng tôi nhận thấy GV đánh giá rất cao tầm quan trọng của kĩ năng suy luận nhưng chưa có điều kiện để rèn luyện cho HS. Việc bồi dưỡng HSG vẫn mang nặng về truyền đạt nội dung, chưa chú ý rèn các kĩ năng đặc biệt là kĩ năng suy luận. 2. Thực trạng học tập của HS trong đội tuyển ở một số trường THPT Chúng tôi đã tiến hành thăm dò ý kiến của 33 học sinh tham gia đội tuyển HSG năm học 2012 – 2013 của 3 trường THPT tỉnh Đồng Nai: THPT Long Khánh, Xuân Mỹ, Xuân Lộc thông qua 2 hình thức: + Sử dụng phiếu điều tra để tìm hiểu thực trạng học tập của học sinh giỏi. + Trao đổi trực tiếp với một số học sinh trong đội tuyển. 8 Bảng 1. Kết quả điều tra thực trạng học tập của HS đội tuyển TT 1 2 3 4 7 Vấn đề Các phương án trả lời Hãy cho biết lí do Yêu thích môn sinh Có thêm kiến thức để thi đại học tốt mà bạn tham gia Có cơ hội để tham gia các kì thi đội tuyển HSG 27 Những khó khăn Thời gian không phù hợp Lượng kiến thức nhiều mà bạn gặp phải Kiến thức khó đòi hỏi kĩ năng suy luận tốt khi học đội tuyển? Khi học đội tuyển, Giáo viên đọc chép Tự nghiên cứu tài liệu bạn thích được học Luyện giải các câu hỏi, bài tập theo phương pháp Rèn luyện các kĩ năng cần thiết Kết quả SL % 29 87 28 84 28 84 81 21 63 25 75 25 75 14 20 27 26 42 60 81 78 nào? Theo bạn một học Kĩ năng suy luận Kĩ năng khái quát hóa sinh giỏi môn Sinh Kĩ năng so sánh học cần có những Kĩ năng tự học 32 32 30 32 96 96 90 96 kĩ năng nào? Trong các kĩ năng Rất quan trọng 24 73 9 27 trên theo bạn kĩ năng suy luận đối Quan trọng với 1 HSG thuộc 8 9 10 11 Không quan trọng 0 mức độ nào? Để rèn luyện kĩ Do GV hướng dẫn và rèn luyện trong các 17 năng suy luận bạn buổi bồi dưỡng Bạn tự rèn luyện ở nhà 11 thường sử dụng Bạn thảo luận và trao đổi ý kiến với bạn 17 phương pháp nào? bè Bạn đánh giá như Rất tốt 0 Tốt 8 thế nào về kĩ năng 24.5 suy luận của mình Chưa tốt 25 Khi gặp các câu Rất thích và quyết tâm làm bằng được 14 Không thích và bỏ qua để làm câu khác 1 hỏi có tính suy luận Rất thích nhưng khó nên bỏ qua để làm 18 thì bạn… câu khác Giờ học hứng thú và bổ ích 9 Thu lượm được rất nhiều kiến thức khó 22 hay 9 0 52 34 52 0 75.5 43 3 54 27 66 Bạn cảm nhận như Rèn luyện được nhiều kĩ năng học tập 15 45 Giờ học bình thường 8 24 thế nào về các giờ Giờ học nhàm chán 0 0 học bồi dưỡng Qua phần điều tra thực trạng về việc học tập của các em trong các đội tuyển học sinh giỏi chúng ta thấy rằng: - Bên cạnh rất nhiều thuận lợi mà các em HS có được khi tham gia đội tuyển HS Giỏi môn Sinh học thì theo ý kiến của đại đa số các em (75%) một trong những khó khăn mà các em gặp phải là lượng kiến thức nhiều, rộng, khó cần kĩ năng suy luận tốt mới làm được. - Cũng như GV, đa số các em (từ 90% đến 96%) đều nhận thấy được tầm quan trọng của các kĩ năng học tập đối với một học sinh giỏi, trong đó có kĩ năng suy luận. Các em đánh giá cao vai trò của kĩ năng suy luận nhưng trước thực tế thì chỉ có 24% là đánh giá tốt kĩ năng này của mình, còn có 75.5 % là thừa nhận kĩ năng suy luận của mình chưa tốt. - Do chưa được rèn luyện tốt về kĩ năng này nên khi gặp các câu hỏi cần kĩ năng suy luận mặc dù các em rất thích (97 %) nhưng vì nó khó nên phần lớn các em (54 %) là bỏ qua để làm vấn đề khác. Qua điều tra thực trạng dạy – học ở một số đội tuyển HSG môn Sinh lớp 12 bậc THPT, chúng tôi nhận thấy: Về phía giáo viên giảng dạy đội tuyển đánh giá rất cao về vai trò của kĩ năng suy luận và đã có chú ý rèn luyện. Tuy nhiên hiệu quả của việc rèn luyện chưa cao, kĩ năng suy luận của các em chưa nhuần nhuyễn. Về phía học sinh các em cũng chưa tự tin với các kĩ năng học tập của mình, đặc biệt là các em đánh giá kĩ năng suy luận của mình ở mức độ rất thấp và mong muốn các giáo viên trong các giờ bồi dưỡng khi cung cấp kiến thức thì khéo léo rèn luyện thêm kĩ năng cho các em. Do đó việc nghiên cứu, tìm ra các biện pháp để rèn luyện kĩ năng suy luận cho học sinh giỏi là một vấn đề cấp thiết và góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy trong các đội tuyển học sinh giỏi. Chương 2: CÁC BIỆN PHÁP RÈN LUYỆN KĨ NĂNG SUY LUẬN TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI PHẦN DI TRUYỀN HỌC I. Nội dung bồi dưỡng học sinh giỏi phần Di truyền học Nội dung 1: Vật chất di truyền Vật chất di truyền cấp phân tử Cơ sở vật chất di truyền ở cấp độ phân tử gồm các nội dung ở các phần sau: 10 - ADN, ARN, protein thuộc chương I “Thành phần hoá học của tế bào”, chương trình sinh học lớp 10 đã trình bày về: + Cấu trúc và chức năng của ADN. + Cấu trúc và chức năng của ARN. + Cấu trúc và chức năng của protein. - Gen và mã di truyền thuộc chương I “Cơ chế di truyền và biến dị”, chương trình sinh học lớp 12 trình bày về: + Khái niệm, cấu trúc, phân loại gen theo chức năng, sự khác nhau về cấu trúc của gen ở sinh vật nhân sơ với sinh vật nhân thực. + Giải thích vì sao mã di truyền là mã bộ ba, trình bày những đặc điểm của mã di truyền. Qua phân tích nội dung chúng tôi nhận thấy, nội dung ở SGK mới chỉ trình bày những nét cơ bản, thể hiện chúng như là một thành phần hoá học của tế bào, do đó khi bồi dưỡng GV phải nâng cao và trình bày thêm các vấn đề sau: + Phân tích được sự phù hợp giữa cấu trúc và chức năng của phân tử ADN. + Trình bày được tính bảo thủ (ổn định tương đối), khả năng bị biến đổi, tính đa dạng và đặc thù của ADN. + Giải thích được tại sao ADN được xem là vật chất di truyền ở cấp độ phân tử. + Giải thích tính đa dạng - tính đặc trưng của protein, giải thích tại sao protein được xem là cơ sở vật chất của sự sống. + Phân tích bản chất mối quan hệ giữa ADN -> mARN ->Protein. Vật chất di truyền cấp tế bào Cơ sở vật chất di truyền ở cấp độ tế bào gồm các nội dung ở bài NST trong chương I thuộc chương trình sinh học lớp 12 như sau: + Đại cương về NST: NST ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực. Đặc trưng của bộ NST và các loại NST trong tế bào của sinh vật nhân thực. + Cấu trúc hiển vi và siêu hiển vi của NST ở sinh vật nhân thực. + Nêu các chức năng của NST. Như vậy nội dung ở phần này đã trình bày khá đầy đủ, tuy nhiên cần làm rõ được một số vấn đề sau: 11 + Trình bày thêm về đặc trưng hình thái của bộ NST của loài, giải thích được ý nghĩa sự biến đổi hình thái của NST trong nguyên phân và hình thái đặc trưng của NST ở kỳ giữa vẫn được duy trì ổn định qua các thế hệ. + Ý nghĩa của cấu trúc siêu hiển vi của NST. + Phân biệt NST thường và NST giới tính về cấu trúc và chức năng. + Giải thích được vì sao NST được xem là vật chất di truyền ở cấp độ tế bào. Đạt được những yêu cầu trên sẽ là cơ sở cho việc lĩnh hội phần cơ chế di truyền và biến dị ở phần sau.  Nội dung 2: Cơ chế di truyền Cơ chế di truyền cấp phân tử Nội dung của phần Cơ chế di truyền cấp phân tử đều nằm ở chương I “Cơ chế di truyền và biến dị” thuộc chương trình sinh học lớp 12 phổ thông đã trình bày những vấn đề sau: + Quá trình nhân đôi ADN trình bày về: nguyên tắc tái bản, cơ chế tái bản ở sinh vật nhân sơ, một số đặc điểm tái bản ở sinh vật nhân thực. + Phiên mã trình bày về: khái niệm, cơ chế phiên mã ở sinh vật nhân sơ, một số đặc điểm phiên mã ở sinh vật nhân thực. + Dịch mã trình bày về: khái niệm, cơ chế dịch mã ở sinh vật nhân sơ, mối quan hệ giữa ADN -> mARN -> Protein -> Tính trạng. + Điều hoà hoạt động gen trình bày về: khái niệm, cơ chế điều hoà hoạt động gen ở sinh vật nhân sơ, một số đặc điểm điều hoà hoạt động gen ở sinh vật nhân thực. Nội dung phần này đã trình bày khá đầy đủ cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử ở sinh vật nhân sơ, tuy nhiên cần làm rõ được những vấn đề sau: + Giải thích các nguyên tắc tái bản. + Phân tích được ý nghĩa của các cơ chế. + Phân biệt sự khác nhau cơ bản của các cơ chế giữa sinh vật nhân sơ với sinh vật nhân thực. + Giải thích được cơ chế phân tử của sự di truyền các tính trạng qua các thế hệ. Cơ chế di truyền cấp tế bào Phần Cơ chế di truyền cấp tế bào gồm các nội dung trong chương V thuộc chương trình sinh học lớp 10 phổ thông cụ thể như sau: 12 + Chu kỳ tế bào và các hình thức phân bào: Khái niệm chu kỳ tế bào, những diễn biến cơ bản trong các pha của kỳ trung gian, phân loại các hình thức phân bào. + Nguyên phân: sự phân chia nhân, sự phân chia tế bào chất, ý nghĩa của nguyên phân. + Giảm phân: những diễn biến cơ bản của giảm phân, ý nghĩa của giảm phân. Như vậy, ở lớp 10 nguyên phân và giảm phân mới chỉ dừng lại là sự sinh sản của tế bào. Nhưng đây chính là cơ chế di truyền ở cấp độ tế bào vì vậy cần phải chú ý khai thác thêm những vấn đề sau: + Trình bày về sự vận động của NST trong quá trình nguyên phân, quá trình giảm phân và thụ tinh. + Cơ chế đảm bảo bộ NST ổn định bộ trong nguyên phân. + Cơ chế đảm bảo bộ NST giảm đi một nữa trong giảm phân. -> Phân biệt nguyên phân và giảm phân về dấu hiệu bản chất. + Vai trò của các cơ chế di truyền: duy trì ổn định bộ NST qua các thế hệ tế bào và thế hệ cơ thể ở loài sinh sản hữu tính và sinh sản vô tính, tạo ra các biến dị tổ hợp.  Nội dung 3: Cơ chế biến dị Phần Cơ chế biến dị được trình bày trong chương trình sinh học lớp 12 với những nội dung sau: Cơ chế biến dị cấp phân tử + Đột biến gen: trình bày về khái niệm, nguyên nhân, các dạng, cơ chế phát sinh, cơ chế biểu hiện, hậu quả và vai trò của đột biến gen. Cơ chế biến dị cấp tế bào + Đột biến cấu trúc NST: trình bày về khái niệm, nguyên nhân, các dạng, cơ chế phát sinh, hậu quả và vai trò của đột biến cấu trúc NST. + Đột biến số lượng NST: trình bày về khái niệm, nguyên nhân, các dạng, cơ chế phát sinh, hậu quả và vai trò của các dạng đột biến số lượng NST. Như vậy, phần này đã được trình bày đầy đủ nên chỉ cần bổ sung thêm một số vấn đề: + Giải thích vì sao đa số đột biến gen có hại, tần số thấp nhưng có vai trò quan trọng trong tiến hoá và chọn giống. + Phân biệt các dạng đột biến với nhau. 13 + Rèn các câu hỏi lý thuyết và làm các bài tập vận dụng. II. Nguyên tắc rèn luyện kĩ năng suy luận 1. Đảm bảo mục tiêu, nội dung dạy học 2. Đảm bảo tính logic hệ thống, khoa học 3. Đảm bảo tính sư phạm 4. Đảm bảo phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo trong học tập 5. Qui trình rèn luyện kĩ năng 5.1. Qui trình chung GV giới thiệu ý nghĩa, bản chất, yêu cầu của kĩ năng suy luận GV làm mẩu, HS quan sát Tổ chức các hoạt động để học sinh thực hiện kĩ năng suy luận HS thảo luận, thực hiện kĩ năng suy luận GV kết luận, chính xác hoá kiến thức, đánh giá kĩ năng đã rèn luyện. HS tự lực làm lại và hoàn thiện kĩ năng Sơ đồ 1. Qui trình rèn luyện kĩ năng suy luận  Bước 1: Suy luận cũng là một hình thức của tư duy. Khi suy luận thì có thể đi theo con đường diễn dịch hay qui nạp nhưng đều phải qua 3 bước: Tiền đề - lập luận – kết luận. Chú ý giữa tiền đề, lập luận và kết luận phải có mối liên hệ chặt chẽ về mặt nội dung. Suy luận có ý nghĩa quan trọng bởi vì từ kiến thức đã biết ta có thể thu được kiến thức mới, kiến thức mới lại trở thành kiến thức đã biết…  Bước 2: GV chọn một ví dụ điển hình và làm mẫu kĩ năng. 14 Tiền đề đã cho sẵn ( thường là các dữ kiện của câu hỏi, bài tập) hoặc tiền đề ẩn nhưng đây là phần kiến thức học sinh đã được học, sau đó lập luận để rút ra kết luận mới. Trong trường hợp này từ tiền đề dùng lập luận để rút ra kết luận mới nên thường dùng các từ “suy ra”, “có nghĩa là”, “vì vậy”, “vậy là”, “từ đó suy ra”... Có trường hợp từ kết luận (đề đã cho sẳn kết luận) đi ngược lại tìm xem tiền đề cần thiết ở đây là gì nên thường dùng các từ “bởi vì”, “vì”, “vì rằng”... GV có thể chọn làm mẫu 1 trường hợp suy luận qui nạp hoặc 1 trường hợp suy luận diễn dịch hoặc 1 trường hợp vừa kết hợp suy luận diễn dịch với suy luận quy nạp.  Bước 3: GV chuẩn bị hệ thống câu hỏi – bài tập, bài tập tình huống đều phải dùng suy luận mới trả lời được. Khi rèn luyện cho học sinh giáo viên phải nâng dần mức độ từ dễ đến khó và khi học sinh đã thành thạo thì rút ngắn thời gian làm bài.  Bước 4: Tuỳ theo bài tập đơn giản hay phức tạp, tuỳ theo thời gian tiết học và quy mô lớp học mà giáo viên có thể tổ chức học sinh làm việc độc lập từng cá nhân hay nhóm. Khi tổ chức học sinh làm việc theo nhóm cần chú ý: - Nêu rõ nhiệm vụ, thời gian và cách thức làm việc của nhóm. - Nhiệm vụ của học sinh khi làm việc theo nhóm. Trong thời gian học sinh làm việc theo nhóm, GV theo dõi, đi đến từng nhóm để giải đáp và hướng dẫn thêm  Bước 5: Cả lớp tập trung lại để giải quyết bài tập đã nêu. Các cá nhân hoặc đại diện của mỗi nhóm đưa ra những kết quả, ý kiến, giải pháp, các lập luận của nhóm mình và các lập luận để chống lại các ý kiến trái ngược. Giáo viên có thể nêu ra các câu hỏi hướng dẫn hoặc cung cấp thêm thông tin hỗ trợ để học sinh thảo luận thành công. Cuối cùng giáo viên tổng kết, nhận xét và chính xác hoá kiến thức. Đối với những nhóm (cá nhân) sai lầm về kĩ năng suy luận thì giáo viên phải phân tích câu trả lời của học sinh để chỉ ra 15 sai lầm khi suy luận (vì sao sai lầm, sai lầm ở chổ nào, lổi trong suy luận) và hướng dẫn cách sữa chữa ( bổ sung, ôn tập cho học sinh những kiến thức đã học). Hoặc GV nhắc lại các bước thực hiện hoặc có thể thực hiện lại hành động đó (làm mẫu) để cả lớp rút kinh nghiệm cho những bài tập, câu hỏi khác. Sau đó HS tự lực làm lại và hoàn thiện kĩ năng suy luận. III. Vận dụng qui trình để rèn luyện kĩ năng suy luận cho HS Tổ chức cho HS rèn luyện kĩ năng suy luận diễn dịch (hoặc suy luận quy nạp) thông qua giải các bài tập tình huống, các câu hỏi – bài tập. Bước 1: Suy luận diễn dịch là đi từ cái chung đến cái riêng, do đó khi gặp những dạng câu hỏi liên quan đến loại suy luận này thì HS phải biết vận dụng những kiến thức đã được học vào các trường hợp cụ thể. Trong suy luận thì điều đầu tiên phải tìm ra tiền đề - đây là những kiến thức mà HS đã biết, tiền đề có thể có sẳn trong câu hỏi cũng có thể ẩn. Sau đó lập luận và rút ra kết luận đúng. Bước 2: GV làm mẫu thông qua giải bài tập tình huống sau Tình huống : Có ý kiến cho rằng với bộ ba UGG trên mARN mã hoá a.a tryptophan thì bộ ba đối mã trên tARN là 5’AXX 3’. Theo em ý kiến đó là đúng hay sai? Giải thích? Với kiến thức đã biết (tiền đề): Trong quá trình dịch mã: Các bộ ba mã sao trên mARN được khớp với các bộ ba đối mã trên tARN theo nguyên tắc bổ sung, đồng thời trên mARN bộ ba được đọc theo chiều 5’→ 3’, nên bộ ba đối mã trên tARN được đọc theo chiều ngược lại 3’→ 5’. Ta suy ra: Với bộ ba UGG (tức là 5’ UGG 3’) trên mARN thì bộ ba đối mã trên tARN là 3’AXX 5’ hoặc 5’XXA 3’. Kết luận: Đáp số đưa ra chỉ đúng một phần (đảm bảo được nguyên tắc bổ sung trong dịch mã mà không đúng về chiều). Do đó ý kiến đó là sai. Với cách giải như trên thì HS có thể vận dụng khi gặp các trường hợp tương tự dù câu hỏi có thay đổi như thế nào đi nữa (Ví dụ như: từ bộ ba đối mã trên mARN tìm bộ ba mã sao trên mARN hoặc từ bộ ba mã gốc trên ADN tìm bộ ba mã sao trên 16 mARN hoặc ngược lại, hoặc từ bộ ba đối mã trên tARN tìm bộ ba mã gốc trên ADN… ) Bước 3: Để rèn luyện kĩ năng, chúng tôi cho HS làm bài tập tình huống sau đây Với1 đoạn mạch gen có chứa bộ ba mở đầu như sau: Mạch 1 3’…TATGXTXGXGAXATXGTAGG…5’ Mạch 2 5’…ATAXGAGXGXTGTAGXATXX…3’ Hãy xác định mạch mã gốc? Có 2 bạn học sinh tranh luận và đưa ra 2 đáp án sau đây HS1: mạch 1 vì có bộ ba XAT ở vị trí các cặp nu 12,13,14 HS2: mạch 2 vì có bộ ba XAT ở vị trí các cặp nu 16,17,18 Theo em bạn nào làm đúng và giải thích? Bước 4: HS tự lực làm việc Bước 5: Thảo luận, kết quả Sau khi HS nghiên cứu, trao đổi để giải bài tập tình huống, chúng tôi tổ chức phân tích và thảo luận toàn lớp về tiền đề xuất phát, lập luận và kết luận. Tiền đề xuất phát: Theo kiến thức đã được học trong quá trình phiên mã thì mạch mã gốc có chứa bộ ba mở đầu: bộ ba 3 ’TAX 5’ hoặc 5’ XAT 3’ (phải lưu ý chọn đúng bộ ba và chiều của bộ ba) Lập luận: Xét trên mạch 1: 3’…TATGXTXGXGAXATXGTAGG…5’ ta thấy có bộ ba 3’ XAT 5’ nên mạch 1 không thể là mạch mã gốc vì đúng bộ ba mà không đảm bảo về chiều. Xét trên mạch 2: 5’…ATAXGAGXGXTGTAGXATXX…3’ ta thấy có bộ ba 5’TAX 3’( đúng bộ ba nhưng không đảm bảo về chiều) và bộ ba 5 ’ XAT 3’ (vừa đúng bộ ba vừa đảm bảo về chiều) nên đây là mạch mã gốc Kết luận: Mạch 2 là mạch mã gốc nên HS 2 đúng, HS 1 sai. HS xem lại cách lập luận của bản thân, đối chiếu với hướng dẫn giải của GV, phân tích điểm đạt, chưa đạt, tự lực làm lại và hoàn thiện kĩ năng suy luận. HS giải các bài tập khác tương tự. Khi HS đã thành thạo thì bỏ qua bước 1 và 2. IV. Một số bài tập rèn luyện kĩ năng suy luận 1. Sử dụng bài tập tình huống: Tình huống 1: 17 ARN của virus gây bệnh kháng thuốc chỉ có 2 loại nuclêôtít là U và X trong đó có 70% Urazin và 30% Xitozin. Tính tỉ lệ bộ mã UUU, XXX trên phân tử ARN này? Có 2 đáp án của bạn học sinh - Học sinh A: UUU: 343/1000 , XXX=27/1000 và có thể tạo ra 8 loại mã sao. - Học sinh B: UUU: 27/1000 , XXX=343/1000 và có thể tạo ra 9 loại mã sao. Theo em đáp án của bạn nào đúng? * Đáp án : - Tỉ lệ U trong các bộ mã sao là: 7/10 - Tỉ lệ X trong các bộ mã sao là: 3/10 -> UUU tỉ lệ (7/10)3 = 343/1000 XXX tỉ lệ (3/10)3 = 27/1000 Vì chỉ có 2 loại nu nên các bộ ba mã sao có thể hình thành (U+X)3 = 23 = 8 Vậy đáp án của học sinh A là đúng. Tình huống 2 : Gen B đột biến thành gen b. Khi gen B và gen b cùng tự nhân đôi liên tiếp 3 lần thì số nucleotit tự do mà môi trường nội bào cung cấp cho gen b ít hơn so với gen B là 28 nucleotit. Dạng đột biến xảy ra với gen B là dạng nào? Có hai bạn đưa ra hai đáp án: Bạn A: Gen B bị đột biến mất 2 cặp nucleotit. Bạn B: Gen B bị đột biến mất 1 cặp nucleotit. Em hãy giải thích bài toán này và nhận xét đáp án của hai bạn là đúng hay sai? *Đáp án: NB(23-1) – Nb(23-1) = 28  NB*7 – Nb*7 = 28 -> NB – Nb = 4. Tình huống 3 : Ở một loài cá, con đực có cặp NST giới tính là XY, con cái là XX. Dùng hoocmon sinh dục đực (metyl testosteron) tác động vào cá con mới nở thì thu được đa số là cá đực. 18 Theo em: Cá đực nói trên có cặp NST giới tính như thế nào? Giải thích hiện tượng trên. Từ đó có kết luận gì về sự hình thành giới tính ở sinh vật ? Có ý nghĩa gì trong sản xuất nông nghiệp. * Đáp án: Vì hoocmon sinh dục đực đã làm thay đổi giới tính trong đời cá thể nhưng không làm thay đổi cặp NST giới tính nên cá con nói trên có thể gồm cả cá đực và cá cái nên có thể cặp NST giới tính là XY hoặc XX. Kết luận: Giới tính của sinh vật không chỉ phụ thuộc vào cặp NST giới tính mà còn chịu ảnh hưởng của các nhân tố bên trong và bên ngoài như hoocmon sinh dục, nhiệt độ, sự chiếu sáng, sự dinh dưỡng… Ý nghĩa trong sản xuất nông nghiệp: Chủ động điều khiển tỷ lệ đực cái của sinh vật cho phù hợp với mục đích sản xuất nhằm đem lại hiệu quả cao trong sản xuất. Tình huống 4: Khi quan sát bộ NST ở một người bệnh, một bạn học sinh thấy các NST có 2 đặc tính sau đây: Nhiễm sắc thể thường có 22 cặp, còn NST giới tính chỉ có 1 chiếc. Bạn ấy cho rằng người bệnh là nữ, người nữ này bị bệnh Tocno (OX). Cơ chế gây bệnh là do tác nhân gây đột biến làm cho quá trình giảm phân ở mẹ bị rối loạn, cặp NST nhân đôi nhưng không phân ly tạo giao tử không mang NST giới tính chỉ gồm các NST thường. Khi giao tử này kết hợp với giao tử bình thường tạo tổ hợp có 22 NST thường + OX. Theo em kết luận của bạn đúng hay sai? Giải thích. * ĐÁP ÁN: kết luận của bạn chỉ đúng một phần vì: Người có 1 NST giới tính phải là người có NST giới tính là OX, người này là nữ và bệnh tocno, không thể là nam vì OY đã chết ngay ở giai đoạn hợp tử. Cơ chế gây bệnh: do tác nhân gây đột biến làm cho quá trình giảm phân ở bố hoặc mẹ bị rối loạn, cặp NST giới tính nhân đôi nhưng không phân li tạo giao tử không mang NST giới tính. Khi giao tử này kết hợp với giao tử bình thường tạo tổ hợp OX. Tình huống 5: 19 Quan sát quá trình giảm phân tạo tinh trùng của 1000 tế bào có kiểu gen AB/ab người ta thấy ở 100 tế bào có sự tiếp hợp và trao đổi chéo giữa 2 cromatit khác nguồn gốc dẫn tới hoán vị gen. Hãy xác định tần số hoán vị gen: Học sinh 1: 10% Học sinh 2: 5% Học sinh 3: 20% Theo em, kết quả của bạn nào đúng? Từ đó hãy thiết lập công thức tổng quát áp dụng cho trường hợp này? * Đáp án: 200 x 100% = 5% 4000 Công thức tổng quát f = số tế bào sinh dục đi vào giảm phân có xảy ra trao đổi chéo x 100%. 2 x tổng số tế bào sinh dục đi vào giảm phân 2. Sử dụng câu hỏi - bài tập 2.1. Sử dụng các bài tập liên quan đến lí thuyết xác suất 2.1.1. Giá trị: - Các bài toán về xác suất chủ yếu là được sử dụng để rèn luyện kĩ năng suy luận quy nạp cho HS. - Các bài toán đã được GV sắp xếp theo một trật tự nhất định: Từ di truyền cá thể đến di truyền quần thể, trong di truyền cá thể gồm gen qui định tính trạng nằm trên NST thường, gen qui định tính trạng nằm trên NST giới tính, trong mỗi dạng lại được sắp xếp từ dễ đến khó. Khi làm các dạng bài này HS có thể tự rút ra quy tắc suy luận, rút ra được các công thức tổng quát và có thể áp dụng cho các trường hợp khác tương tự. Đặc biệt là sự phối hợp giữa xác suất với các bài toán liên quan đến phả hệ, đòi hỏi HS phải biết suy luận phán đoán để tìm được kiểu gen, kiểu hình của bố mẹ trong qua sơ đồ phả hệ, từ đó mới tìm xác suất theo yêu cầu của bài toán. 2.1.2. Di truyền cá thể Bài 1: Giao phấn giữa 2 cây (P) đều có hoa màu trắng thuần chủng thu được F1 gồm 100% cây có hoa màu đỏ. Cho F1 tự thụ phấn, thu được F2 có kiểu hình phân ly theo tỷ lệ 9 cây hoa màu đỏ: 7 cây hoa màu trắng. Chọn ngẫu nhiên 2 cây có hoa màu đỏ ở F2 cho giao phấn với nhau. Cho biết không có đột biến xảy ra, tính theo 20
- Xem thêm -