Tài liệu Luận văn thạc sĩ dạy học theo hướng tiếp cận hệ thống chương iv sinh sản, sinh học 11 trung học phổ thông

  • Số trang: 96 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 130 |
  • Lượt tải: 0
tailieuonline

Đã đăng 39928 tài liệu

Mô tả:

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN LIÊU DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG TIẾP CẬN HỆ THỐNG CHƯƠNG IV: SINH SẢN, SINH HỌC 11 – TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM SINH HỌC HÀ NỘI – 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN LIÊU DẠY HỌC THEO ĐỊNH HƯỚNG TIẾP CẬN HỆ THỐNG CHƯƠNG IV: SINH SẢN, SINH HỌC 11 – TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM SINH HỌC CHUYÊN NGÀNH LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MÔN SINH HỌC) Mã số: 60 14 01 11 Cán bộ hướng dẫn: PGS. TS. Mai Văn Hưng HÀ NỘI –2015 LỜI CÁM ƠN Để hoàn thành luận văn này tôi xin cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, các thầy cô trong phòng đào tạo và các thầy cô giáo bộ môn, trường đại học Giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội đã tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện, giảng dạy và đóng góp nhiều ý kiến, kinh nghiệm quý báu cho tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu tại trường. Em xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến PGS.TS. Mai Văn Hưng - người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và giúp đỡ em suốt trong quá trình nghiên cứu đề tài này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo cùng toàn thể các em học sinh trường THPT Nguyễn Khuyến đã tạo mọi điều kiện, nhiệt tình giúp đỡ em trong suốt thời gian nghiên cứu và thực hiện đề tài. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, đồng môn đã có những ý kiến góp ý cho tôi hoàn chỉnh luận văn, ủng hộ tôi về mặt tinh thần và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp. Dù đã có nhiều cố gắng, nhưng do điều kiện có hạn, luận văn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong được sự góp ý, chỉ dẫn của các thầy, cô giáo và các bạn. Hà Nội, tháng 11 năm 2014 Tác giả Nguyễn Liêu i DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT Chữ viết tắt Đọc là TCS Tổ chức sống CĐTCS Cấp độ tổ chức sống CT – HT Cấu trúc – hệ thống TCHT Tiếp cận hệ thống ĐC Đối chứng TN Thực nghiệm ĐV Động vật TV Thực vật HS Học sinh GV Giáo viên PTCS Phổ thông cơ sở PTTH Phổ thông trung học THPT Trung học phổ thông SGK Sách giáo khoa SS Sinh sản SSVT Sinh sản vô tính SSHT Sinh sản hữu tính SH Sinh học ii MỤC LỤC Trang LỜI CÁM ƠN ................................................................................................ i DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT.............................................................. ii DANH MỤC BẢNG ..................................................................................... v DANH MỤC HÌNH ..................................................................................... vi MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI .............. 4 1.1. Lịch sử nghiên cứu .................................................................................. 4 1.1.1. Trên thế giới ......................................................................................... 4 1.1.2. Trong nước ........................................................................................... 5 1.2. Cơ sở lí luận ............................................................................................ 7 1.2.1. Một số khái niệm .................................................................................. 7 1.2.2. Nguyên tắc dạy học theo định hướng tiếp cận hệ thống ...................... 15 1.2.3. Mối quan hệ giữa Sinh học và lí thuyết hệ thống ................................ 15 1.2.4. Ý nghĩa của dạy học Sinh học theo định hướng TCHT ....................... 20 1.3. Cơ sở thực tiễn ...................................................................................... 22 1.3.1. Thực trạng dạy học theo định hướng TCHT ở trường THPT ............. 22 1.3.2. Thực trạng vận dụng tiếp cận hệ thống trong dạy học Sinh học cơ thể 24 CHƯƠNG 2. DẠY HỌC ĐỊNH HƯỚNG TIẾP CẬN HỆ THỐNG CHƯƠNG IV. SINH SẢN, SINH HỌC 11 - THPT .................................. 28 2.1. Phân tích cấu trúc, nội dung chương trình và SGK Sinh học 11............. 28 2.1.1. Cấu trúc chương trình Sinh học THPT................................................ 28 2.1.2. Nội dung chương trình và sách giáo khoa Sinh học 11 ....................... 30 2.1.3. Phân tích cấu trúc và nội dung chương IV. Sinh sản, Sinh học 11 THPT ........................................................................................................... 39 2.2. Tổ chức bài học sử dụng tiếp cận hệ thống chương IV: Sinh sản ........... 40 2.2.1 Con đường logic tổ chức dạy học theo định hướng TCHT ................... 40 2.2.2. Quy trình dạy học theo định hướng TCHT ......................................... 41 iii 2.3.Thiết kế giáo án giảng dạy nội dung chương IV theo định hướng TCHT 44 CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM .............................................. 57 3.1. Mục đích thực nghiệm ........................................................................... 57 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm .......................................................................... 57 3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm ............................................................. 57 3.4. Phương pháp TNSP ............................................................................... 57 3.4.1. Chọn trường thực nghiệm ................................................................... 57 3.4.2. Chọn học sinh thực nghiệm ................................................................ 58 3.4.3. Chọn giáo viên dạy thực nghiệm ........................................................ 58 3.4.4. Phương án thực nghiệm ...................................................................... 58 3.5. Kết quả thực nghiệm sư phạm ............................................................... 58 3.5.1. Kết quả định lượng ............................................................................ 64 3.5.2. Phân tích định tính .............................................................................. 69 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................................. 72 KẾT LUẬN.................................................................................................. 72 KHUYẾN NGHỊ .......................................................................................... 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 74 PHỤ LỤC.................................................................................................... 76 iv DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.2. Kết quả điều tra thực trạng dạy học TCHT ở trường THPT .......... 22 Bảng 1.3. Kết quả khảo sát dành cho GV về thực trạng vận dụng TCHT trong dạy học sinh học cơ thể ................................................................................ 25 Bảng 2.1 Chuẩn kiến thức và kĩ năng của chương trình Sinh học cơ thể...... 30 Bảng 2.2. Bảng nội dung chương IV. Sinh sản phân chia định hướng TCHT 39 Bảng 3.1. Thống kê điểm các bài kiểm tra trong TN .................................... 62 Bảng 3.2. Bảng so sánh các tham số đặc trưng giữa các lớp ĐC và TN ........ 63 của 2 bài kiểm tra. ........................................................................................ 63 Bảng 3.4. Tần suất điểm bài kiểm tra trong TN lần 2 ................................... 64 Bảng 3.5. Kiểm định X điểm các bài kiểm tra trong TN lần1 ...................... 65 Bảng 3.6. Kiểm định X điểm các bài kiểm tra trong TN lần 2 ..................... 65 Bảng 3.7. Phân tích phương sai kết quả kiểm tra trong TN lần 1 .................. 66 Bảng 3.8 Phân tích phương sai kết quả kiểm tra trong TN lần 2 ................... 67 Bảng 3.9. Tần suất điểm bài kiểm tra độ bền kiến thức sau TN .................... 68 v DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1. Các thành tố của hệ thống sống.................................................... 19 Hình 1.2. Mối quan hệ giữa hệ thống và môi trường .................................... 21 Hình 2.1. Sơ đồ quy trình thiết kế giáo án dạy học đinh hướng TCHT ........ 43 Hình 3.1. Đồ thị điểm trung bình các bài kiểm tra ........................................ 62 Hình 3.2. Đồ thị tần suất điểm các bài kiểm tra trong TN lần 1 .................... 63 Hình 3.3. Đồ thị tần suất điểm các bài kiểm tra trong TN lần 2 .................... 64 Hình 3.4. Đồ thị tần suất các bài kiểm tra độ bền kiến thức .......................... 69 vi MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Xuất phát từ yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học: Thế kỉ 21 là thế kỉ của Sinh học. Khoa học công nghệ phát triển rất nhanh dẫn đến lượng tri thức khổng lồ được khám phá. Vì vậy, con người Việt Nam cần được trang bị phương thức để có thể tiếp nhận các tri thức mới một cách nhanh chóng và hòa nhập với thế giới. Để làm được điều đó Việt Nam đang tiến hành đổi mới trên nhiều phương diện. Đặc biệt là nhu cầu đổi mới phương pháp dạy học nhằm giúp học sinh rèn luyện phương pháp học và chủ động, tích cực tiếp thu kiến thức mới, hình thành năng lực bản thân để tạo ra nguồn nhân lực chất lượng cao. Xuất phát từ lí thuyết hệ thống thể hiện trong cấu trúc chương trình Sinh học THPT: Ðối tượng nghiên cứu của sinh học là hệ sống với nhiều cấp, tương đối phức tạp đòi hỏi phải có sự tổng hợp để nghiên cứu sự tác động qua lại của các đối tượng nghiên cứu.Từ tổng thể, qua phân tích để nắm chi tiết các bộ phận, sau đó tổng hợp một cách sâu sắc. Trong phân tích bao gồm hai khái niệm: thành phần và cấu tạo. Trong tổng hợp bao gồm hai khái niệm: hệ thống và cấu trúc. Cấu trúc hệ thống là sự kết hợp phân tích và tổng hợp trong nghiên cứu đối tượng, sự vật, xem đối tượng nghiên cứu là hệ phức tạp có sự tượng tác với nhau và đặc biệt là hệ sống thì có sự tương tác với môi trường. Xuất phát từ nội dung, chương trình sách giáo khoa Sinh học 11: Chương trình Sinh học lớp 11 đề cập tới các nguyên lí cơ bản ở cấp độ cơ thể của cơ thể động vật và cơ thể thực vật: chuyển hóa vật chất và năng lượng, cảm ứng, sinh trưởng và phát triển, sinh sản. Tuy nhiên, những nội dung này được trình bày trong sách giáo khoa lần lượt từ thực vật đến động vật. Điều này dễ dẫn đến giáo viên soạn bài theo sách giáo khoa sẽ làm cho học sinh khó khái quát được tính hệ thống của hệ thống sinh học. 1 Chính từ những lí do trên, chúng tôi đã chọn nghiên cứu đề tài: “Dạy học theo định hướng tiếp cận hệ thống chương IV: Sinh sản, Sinh học 11 THPT”. 2. Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lí luận của việc dạy học theo định hướng TCHT Sinh học 11. - Xác định thực trạng dạy học TCHT ở trường THPT - Xây dựng quy trình thiết kế giáo án dạy học theo định hướng TCHT - Đánh giá hiệu quả của dạy học theo định hướng TCHT chương IV: Sinh sản, Sinh học 11 - THPT 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Hệ thống hóa các cơ sở lí luận của dạy học theo định hướng TCHT - Khảo sát thực trạng dạy học theo định hướng TCHT Sinh học 11 ở trường THPT. - Xây dựng quy trình và áp dụng vào thiết kế một số giáo án dạy học theo định hướng TCHT chương IV: Sinh sản, Sinh học 11. - Thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu qủa của đề tài. 4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học Sinh học 11 - Đối tượng nghiên cứu: Dạy học theo định hướng TCHT chương IV: Sinh sản, Sinh học 11 - THPT 5. Phạm vi nghiên cứu Chương IV: Sinh sản, Sinh học 11 - THPT 6. Giả thuyết khoa học Dạy học Sinh học theo định hướng TCHT giúp học sinh hệ thống hóa, khái quát hóa được các nguyên lí, các quy luật chung ở cấp độ cơ thể. 7. Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: nghiên cứu các tài liệu về tiếp cận hệ thống, hệ thống sinh học và các tài liệu về sinh sản của sinh vật. 2 - Phương pháp điều tra, khảo sát: thu thập thông tin thực tế liên quan đến quá trình dạy học Sinh học 11– THPT nói chung và dạy học chương IV: Sinh sản, Sinh học 11 nói riêng ở trường THPT. - Phương pháp thực nghiệm: sử dụng giáo án đã soạn theo định hướng TCHT chương IV. Sinh sản, Sinh học 11 – THPT vào dạy học nhằm kiểm tra hiệu quả của đề tài. 8. Những đóng góp mới của đề tài - Hệ thống hóa được cơ sở lí luận về việc dạy học theo định hướng TCHT chương IV: Sinh sản, Sinh học 11 - THPT. - Xây dựng được qui trình thiết kế giáo án dạy học theo định hướng TCHT. 9. Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận văn được trình bày trong 3 chương: Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài Chương 2. Dạy học theo định hướng tiếp cận hệ thống chương IV: Sinh sản, Sinh học 11 - THPT Chương 3. Thực nghiệm sư phạm 3 CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu 1.1.1. Trên thế giới K.Marx và S.Darwin là những người có công lao to lớn và thành công trong việc vận dụng phương pháp tiếp cận hệ thống vào nghiên cứu các đối tượng phức tạp về xã hội và tự nhiên. Tập “Tư bản” của K.Marx được coi là mẫu mực kinh điển nghiên cứu hệ thống xã hội tư bản như là một chỉnh thể và các lĩnh vực khác nhau của đời sống xã hội, thể hiện trong đó các nguyên lý nghiên cứu sự toàn vẹn hữu cơ (bắt nguồn từ trừu tượng đến cụ thể, sự thống nhất của phân tích và tổng hợp, làm sáng tỏ những mối liên hệ đa dạng và sự tương tác giữa chúng, sự tổng hợp những hiểu biết cấu trúc - chức phận...). S.Darwin không chỉ là người đã sử dụng phương pháp tiếp cận phát triể n lịch sử nghiên cứu giới tự nhiên mà còn là người đầu tiên đưa ra quan niệm về sự tồn tại và biến đổi của “loài sinh học” - vừa là đơn vị tiến hóa SH, vừa là một cấp độ tồn tại độc lập của hệ thống sinh giới. Điều đó có nghĩa là chính Darwin đã sử dụng tiếp cận hệ thống trong nghiên cứu khoa học, tạo tiến đề cho sự hình thành lý thuyết hệ thống như một khoa học mà về sau người có công đầu là nhà SH Mỹ Ludwig von Bertalanffy. Lý thuyết hệ thống được đề xướng năm 1940 bởi Ludwig von Bertalanffy và bắt nguồn từ Ross Ashby. Ngay từ buổi đầu hình thành lý thuyết tổng quát về hệ thống, bằng trực cảm và bằng thực nghiệm, các nhà sáng lập như Bertalanffy, Ashby... đã đưa ra một hệ thống các quan niệm và các vấn đề cơ bản như tính toàn thể, tính trội, tính mở... của các hệ thống; hành vi hướng đích và cơ chế phản hồi, tính nội cân bằng, tính tổ chức và tính nội tổ chức của các hệ thống...[17]. Với “Lý thuyết những hệ thống chung General Systems Theory” (1968), Ludwig von Bertalanffy được xem là người đi đầu trong việc vận dụng tiếp cận hệ thống, đã đưa ra quan niệm về các cấp 4 hệ trên thế giới phát triển hoàn thiện thành lý thuyết về các cấp tổ chức sống. Và trong SH hiện đại, người ta vận dụng đồng thời hai tiếp cận nghiên cứu là phương pháp phát triển lịch sử và phương pháp CT - HT để nghiên cứu các hiện tượng, các quá trình sống, từ đó phát hiện ra các quy luật của sự sống. Vào những năm 2000, nhân loại chứng kiến sự xuất hiện trước tiên tại Mỹ và Nhật một ngành SH non trẻ là SHHT. Ngày nay, người ta sử dụng các khái niệm có nội hàm gần nhau là “tiếp cận cấu trúc - hệ thống sinh học”, “tiếp cận các cấp độ sự sống” hay “tiếp cận sinh học hệ thống”. Tiếp cận CT-HT SH sau khi chính thức ra đời và trở thành phương pháp nghiên cứu SH thì từ những năm 60 thế kỷ trước đã được các nhà sư phạm tìm cách vận dụng, phối hợp với quan điểm tiến hóa sinh giới đã trở thành quan điểm chỉ đạo để xây dựng nội dung và logic của chương trình SH Phổ thông. 1.1.2. Trong nước Chương trình SH phổ thông đổi mới của nước ta được thực nghiệm từ năm học 2000 - 2001, áp dụng đại trà từ năm học 2001 – 2002 (ở cấp PTCS) và từ năm học 2006 - 2007 (ở cấp PTTH) là một tiến bộ rất quan trọng trong nền giáo dục nước ta. Chương trình đã được xây dựng trên quan điểm sinh thái và tiến hoá, các kiến thức SH được trình bày theo các CĐTCS từ các hệ nhỏ đến các hệ lớn. Một hướng nghiên cứu tiếp theo là căn cứ vào chương trình, SGK đã được xây dựng theo các tiếp cận nêu trên nghiên cứu tìm ra những giải pháp để thể hiện các tiếp cận trên vào thực tiễn dạy học môn học. Năm 1999, trong luận án tiến sĩ khoa học giáo dục “Giáo dục môi trường qua dạy học Sinh thái học lớp 11 phổ thông trung học”, tác giả Dương Tiến Sỹ đã vận dụng tiếp cận CT-HT vào việc phân tích nội dung, xây dựng các nguyên tắc tích hợp giáo dục môi trường qua dạy học Sinh thái học ở toàn chương trình và từng bài học, từng khái nhiệm cụ thể theo hướng phát huy 5 tính tích cực của HS, từ đó cho phép tích hợp hữu cơ giữa dạy học Sinh thái học với giáo dục môi trường [22]. Tác giả Dương Tiến Sỹ trong bài viết “Quán triệt tư tưởng cấu trúc - hệ thống và tư tưởng tiến hoá sinh giới trong dạy học sinh học ở trường phổ thông” (2006) đã cho rằng việc quán triệt đầy đủ và vận dụng đồng thời hai tư tưởng CT-HT và tư tưởng tiến hoá sinh giới trong quá trình dạy học SH cho phép dễ dàng phân tích nội dung SH về các CĐTCS, khắc phục được sự tách rời giữa cấu trúc và chức năng, giữa cấu trúc - chức năng với môi trường. Từ đó giúp cho việc xác định các phương pháp, phương tiện dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động của HS. Khi tổ chức cho HS nghiên cứu mỗi CĐTCS dù đơn giản hay phức tạp đều phải tuân thủ theo các nguyên tắc chính là nguyên tắc tổ chức, nguyên tắc hệ thống, nguyên tắc hoạt động. Quá trình dạy học SH về các CĐTCS theo tư tưởng CT-HT và tư tưởng tiến hoá được tiến hành theo hướng tổng - phân - hợp [23]. Trong luận án Tiến sĩ giáo dục học “Vận dụng tiếp cận hệ thống trong dạy học sinh học cơ thể lớp 11 THPT phân ban” (2009) của tác giả Nguyễn Thị Nghĩa đã vận dụng tiếp cận hệ thống định hướng tổ chức hoạt động nhận thức của HS bằng gia công tài liệu SH chuyên khoa TV, ĐV theo logic tổng phân - hợp để cuối cùng khái quát hoá, trừu tượng hoá, hình thành các khái niệm đại cương về SH cấp độ cơ thể. Tác giả luận án cũng đã xây dựng được ba con đường logic tổ chức dạy học SH cơ thể phù hợp với cách biên soạn nội dung từng chương của SGK, năng lực của GV và trình độ của HS, giúp HS đối chiếu, so sánh tìm các dấu hiệu tương đồng về bản chất SH, hình thành các khái niệm SH đại cương cấp độ cơ thể [17]. Như vậy, các công trình trên mới khai thác theo cách phân tích từng quan điểm chỉ đạo trong chương trình Sinh học phổ thông như quan điểm sinh thái, quan điểm các cấp tổ chức sống để nghiên cứu ứng dụng vào thực tiễn dạy học. Đề tài nghiên cứu của chúng tôi mạnh dạn định hướng theo hướng 6 này. Tuy nhiên đề tài chỉ vận dụng vào một phần nội dung cụ thể là chương IV: Sinh sản, Sinh học 11. 1.2. Cơ sở lí luận 1.2.1. Một số khái niệm 1.2.1.1. Khái niệm hệ thống a) Khái niệm về hệ thống Nhà sinh vật học L. Von Bertalanffy đã định nghĩa: “Hệ thống là một tổng thể duy trì sự sự tồn tại bằng sự tương tác giữa các tổ phần tạo nên nó”. Theo Miler thì “hệ thống là tập hợp các yếu tố cùng với những mối quan hệ tương tác giữa chúng với nhau”.[3] Theo từ điển tiếng Việt thì “Hệ thống là tập hợp nhiều yếu tố, đơn vị cùng loại hoặc cùng chức năng có quan hệ với nhau chặt chẽ làm thành một thể thống nhất”.[19] Trong cuốn “Dạy học Sinh học theo hướng tiếp cận hệ thống”, Đinh Quang Báo và Nguyễn Thị Nghĩa định nghĩa: “Hệ thống là một tập hợp các phần tử có mối quan hệ, tác động tương hỗ theo những quy luật nhất định trở thành một chỉnh thể, qua đó làm xuất hiện những thuộc tính mới của hệ thống vốn không có khi những yếu tố đứng riêng lẻ.”[3] Có nhiều cách định nghĩa khác nhau về hệ thống, những định nghĩa đó đều có những điểm chung: "Hệ thống" là một tập hợp các phần tử có mối quan hệ, tác động tương hỗ theo những quy luật nhất định trở thành một chỉnh thể, qua đó làm xuất hiện những thuộc tính mới của hệ thống vốn không có khi những yếu tố đó đứng riêng lẻ. Mỗi phần tử cấu thành hệ thống, có tính độc lập tương đối. Một hệ thống gồm nhiều phần tử, phần tử là đơn vị cấu trúc và đơn vị chức năng của hệ thống. Ví dụ, nếu coi cơ thể động vật là một hệ thống thì các hệ cơ quan, các cơ quan, các mô, các tế bào là phần tử của hệ thống cơ thể ở các cấp độ khác nhau. Mỗi hệ thống có thể gồm nhiều hệ thống nhỏ hơn. Khi đó mỗi hệ thống nhỏ là thành tố của hệ thống lớn hơn tương ứng. Mỗi hệ thống vừa là 7 hệ thống, đồng thời lại vừa là yếu tố của một hệ thống khác có cấp độ rộng lớn hơn. Mỗi yếu tố vừa là yếu tố, đồng thời lại vừa là hệ thống của các yếu tố khác có cấp độ hẹp hơn. Qua đó có thể thấy hệ thống là tập hợp nhiều yếu tố, đơn vị cùng loại hoặc cùng chức năng có quan hệ với nhau chặt chẽ làm thành một thể thống nhất; làm cho lớp sự vật hiện tượng trở nên có hệ thống, là biện pháp sắp xếp một cách logic các yếu tố, các nội dung thông tin về các đối tượng, hiện tượng nghiên cứu; chúng được chỉnh thể hóa theo một quan điểm nhất định nhờ đó phản ánh được đầy đủ đặc điểm bản chất về đối tượng đó. Như vậy có thể khái quát về hệ thống là: Hệ thống là một tập hợp nhiều yếu tố có mối quan hệ tác động qua lại với nhau tạo thành một chỉnh thể gồm những đặc tính nổi trội mang tính đặc trưng cho hệ thống. b) Khái niệm hệ thống sống Thế giới sống vô cùng đa dạng, SH xem tế bào, cơ thể, quần thể, quần xã, hệ sinh thái, sinh quyển là những hệ thống sống ở các cấp độ khác nhau. Hệ thống sống khác với hệ thống vô sinh ở những đặc điểm chủ yếu là có tính tổ chức cao, trao đổi chất, sinh trưởng và phát triển, sinh sản và cảm ứng. Hệ thống sống là hệ mở, tự điều chỉnh, cân bằng động bảo đảm thích ứng với môi trường và hệ liên tục tiến hoá. Hệ thống sống là hệ mở, có tính tổ chức cao, đặc tính này của hệ sống vừa là đặc điểm phân biệt với hệ vô cơ nhưng đồng thời cũng là cơ sở để hiểu được các đặc tính khác của hệ sống như chuyển hoá vật chất và năng lượng, sinh trưởng và phát triển, sinh sản, cảm ứng. Hệ thống sống gồm nhiều yếu tố thành phần cấu tạo nên, khi một yếu tố thành phần bị tổn thương thì có thể dẫn đến hệ thống bị phá huỷ[17]. Hệ thống sống có khả năng tự điều chỉnh, duy trì sự cân bằng. Nếu mất cân bằng nội môi sẽ dẫn đến rối loạn hoạt động của các thành phần cấu trúc bên trong, làm cho hệ tổn thương, thậm chí bị huỷ diệt. Trong hệ thống sống, entropi có xu hướng giảm, độ trật tự của hệ được tăng cao, lượng thông tin 8 của hệ ngày càng tăng, vì vậy mà hệ sống tồn tại và phát triển. Tuy nhiên, sự tự điều chỉnh của các hệ sống có giới hạn nhất định, nếu sự thay đổi vượt quá giới hạn các hệ sống sẽ mất khả năng tự điều chỉnh[17]. Hệ thống sống có tổ chức phức tạp gồm nhiều cấp độ lệ thuộc nhau và tương quan với môi trường và chia thành các cấp tổ chức cơ bản từ thấp đến cao: tế bào →cơ thể → quần thể - loài →quần xã → hệ sinh thái - sinh quyển. Trong mỗi cấp tổ chức chính còn có các cấp phụ. Các tổ chức sống tồn tại và phát triển theo nguyên tắc thứ bậc lệ thuộc. Tổ chức sống dưới là đơn vị cấu trúc cơ sở để xây dựng tổ chức sống cấp trên, sự ổn định của tổ chức sống cấp trên là điều kiện tồn tại của tổ chức sống cấp dưới. Mỗi cấp tổ chức sống có cấu tạo và chức năng sống nhất định nhưng chịu sự lệ thuộc vào các cấp tổ chức cao hơn và cấp thấp hơn, cùng phối hợp hoạt động thống nhất theo một cơ chế điều hoà chung. Tổ chức sống cao hơn không chỉ có những đặc điểm nổi trội mà tổ chức sống thấp hơn không có mà còn thừa hưởng các đặc điểm của các tổ chức sống ở cấp thấp hơn. Những đặc tính nổi trội ở mỗi cấp tổ chức sống được hình thành do sự tương tác giữa các bộ phận cấu thành. Vì vậy khi nghiên cứu một cấp tổ chức sống nào đó phải xem xét trong mối quan hệ tương tác giữa các cấp với nhau và với môi trường. Trong mỗi CĐTCS đều thể hiện mối liên quan mật thiết giữa cấu trúc và chức năng và với môi trường sống. Quan hệ giữa cấu trúc và chức năng được hình thành dưới tác dụng của chọn lọc tự nhiên làm cho mỗi tổ chức sống thực hiện các chức năng chuyên biệt trong một môi trường nhất định. Chính sự tổ chức của các thành phần cấu tạo và sự tương tác giữa chúng đã làm phát sinh những đặc tính nổi trội của hệ. Trong một hệ thống, các thành phần cấu trúc của hệ thống có mối quan hệ tương tác qua lại và toàn bộ hệ thống luôn luôn có mối quan hệ tương hỗ với môi trường thông qua quá trình trao đổi vật chất, năng lượng và thông tin. Các đặc trưng của một hệ thống sống được duy trì nhờ quá trình tự điều chỉnh về thành phần cấu trúc, về tốc độ trao đổi chất và năng lượng với môi trường trong quá trình phát triển và tiến hoá; tính ổn định 9 tương đối trong không gian qua thời gian được gọi là trạng thái cân bằng sinh thái của hệ thống. 1.2.1.2. Tiếp cận cấu trúc - hệ thống Tiếp cận là cách đến gần một đối tượng để nghiên cứu, là hệ phương pháp để nghiên cứu một đối tượng. Theo quan niệm của khoa học hiện đại thì bất kỳ một khách thể nào trong thế giới hiện thực cũng là một hệ thống. Việc nghiên cứu khách thể với tính cách là một hệ thống đã dẫn đến sự hình thành một phương pháp mới gọi là tiếp cận CT-HT. Tiếp cận CT-HT là một phươngpháp của triết học duy vật biện chứng, có thể vận dụng vào mọi lĩnh vực nhận thức và thực tiễn. Quan niệm CT-HT chính là phép suy rộng quan niệm biện chứng về mối quan hệ giữa bộ phận và toàn thể. Trong SH, quá trình tìm hiểu mối quan hệ giữa bộ phận của toàn thể đã sản sinh ra 4 khái niệm: thành phần, cấu tạo, cấu trúc và hệ thống. - Khái niệm thành phần: Theo phương pháp phân tích hệ thống thì thành phần là những bộ phận cấu tạo nên toàn thể, những bộ phận này được xác định bằng con đường phân tích một toàn thể thành những bộ phận khác nhau. - Khái niệm cấu tạo: Nói tới những bộ phận (thành phần) có quan hệ với nhau tạo nên một toàn thể về mặt không gian. Ví dụ: cấu tạo của tim gồm tâm thất, tâm nhĩ; một quần xã SV gồm các quần thể thuộc những loài khác nhau. - Khái niệm cấu trúc: Nói tới những mối liên hệ bên trong của sự vật, những mối liên hệ này là bền vững, quy định đặc điểm của sự vật. Sẽ không một yếu tố nào của cấu trúc có thể hiểu được nếu tách ra khỏi hệ thống. Trong khái niệm cấu trúc, cái toàn thể nổi lên so với cái bộ phận, vì thế mà người ta chú ý tới mối quan hệ giữa các bộ phận. SHHT là một lĩnh vực nghiên cứu, cụ thể tập trung vào tìm hiểu các tương tác của các thành phần của các hệ thống SH, những sự tương tác này sẽ đưa đến chức năng cũng như hành vi như thế nào của hệ thống đó. SHHT nghiên cứu sự sống ở tất cả các CĐTCS. Mục tiêu cuối cùng của SHHT là 10 mô hình hoá cách thức hoạt động của mọi hệ thống SH. Các mô hình chính xác giúp các nhà SH dự đoán sự thay đổi trong một hay nhiều bộ phận gây ảnh hưởng lên các bộ phận khác và toàn hệ thống như thế nào? Ví dụ, nồng độ hoocmon vùng dưới đồi trong cơ thể chỉ tăng lên một chút cũng sẽ gây ảnh hưởng lên quá trình sinh tinh trùng và sinh trứng như thế nào? Một loại thuốc hạ áp sẽ gây ảnh hưởng đến các chức năng của các cơ quan trong cơ thể và có thể gây ra các tác dụng phụ nguy hiểm như thế nào? Sự tăng cao từ từ nồng độ cacbon dioxit trong khí quyển làm biến đổi các hệ sinh thái và sinh quyển ra sao? Các nhà khoa học nghiên cứu các hệ sinh thái đã đi tiên phong trong việc áp dụng tiếp cận hệ thống từ năm 1960 để xây dựng các mô hình sơ đồ hoá mạng lưới các tương tác giữa các loài và thành phần vô cơ trong các hệ sinh thái đầm lầy và các hệ sinh thái khác. Ngày nay, SHHT tập trung nghiên cứu sự sống ở các cấp độ TB và phân tử một phần do tích luỹ dữ liệu về việc giải trình tự các hệ gen cũng như chức năng đã biết của hệ protein. Nguyên tắc tiếp cận hệ thống xuất phát trên cơ sở xem xét các đối tượng như một hệ toàn vẹn. Các sự vật, hiện tượng đều có mối quan hệ chặt chẽ, tác động qua lại lẫn nhau và tác động với môi trường. Khi xem xét nguyên tắc tiếp cận hệ thống chính là xem xét mối quan hệ giữa tổng thể với bộ phận (mối quan hệ giữa hệ lớn và hệ con), mối quan hệ giữa các bộ phận (hệ con) với nhau và xem xét mối quan hệ giữa hệ với môi trường. Trong đó hướng nghiên cứu vào việc khám phá tính chỉnh thể của đối tượng và các cơ chế đảm bảo tính chỉnh thể đó; làm sáng tỏ các mối quan hệ đa dạng, phức tạp của hệ thống các đối tượng, hướng vào mô tả bức tranh lý thuyết thống nhất. 1.2.1.3. Khái niệm tiếp cận hệ thống TCHT là xem xét một đối tượng nghiên cứu như là một hệ thống lớn bao gồm những hệ con. Hệ con gồm những hệ nhỏ hơn, giữa các bộ phận trong một hệ con và giữa các hệ con với nhau cũng như giữa hệ lớn với môi trường cũng có mối tương tác xác định. Nhờ mối tương tác này mà hệ thống có 11 những thuộc tính mới, những chất lượng mới vốn không có ở các bộ phận riêng lẻ, chưa từng có trước đó và không phải là số cộng các tính chất của các bộ phận (nguyên lý tính trồi - Emergence). Đó là những chất lượng mới mang tính toàn vẹn hay tính tích hợp của hệ thống. Toàn hệ thống là một chỉnh thể có khả năng tự điều chỉnh tự thân vận động và phát triển không ngừng. Tuy nhiên, là một nhà sinh học, Bertalanffy biết rằng những giả thuyết như vậy là không thể áp dụng cho hầu hết các hiện tượng tự nhiên. Tách rời khỏi môi trường xung quanh, sinh vật sống sẽ nhanh chóng đi đến cái chết vì thiếu ôxy, nước và thức ăn. Các cấp TCS là những hệ thống mở: chúng không thể tồn tại nếu thiếu sự trao đổi liên tục vật chất và năng lượng với môi trường. Điểm đặc trưng của hệ thống mở là sự tương tác với các hệ thống bên ngoài khác. Sự tương tác này có hai thành phần: đầu vào - những gì từ bên ngoài đi vào hệ thống - và đầu ra - những gì từ bên trong rời khỏi hệ thống ra môi trường. Khi nói đến bên trong và bên ngoài của một hệ thống, chúng ta cần phân biệt được hệ thống và môi trường của nó. Hệ thống và môi trường được phân biệt bởi một ranh giới được gọi là ranh giới của hệ thống. TCHT là phương pháp luận để nghiên cứu hệ sống trên cơ sở phân tích những dấu hiệu bản chất của hệ sống: hệ có tổ chức trong mối quan hệ mật thiết giữa cấu trúc - cấu trúc và cấu trúc - chức năng. Hệ mở có khả năng tự điều chỉnh duy trì những hằng số sinh học ổn định tương đối, mang các đặc trưng cơ bản của sự sống và hệ luôn vận động để phát triển, được thể hiện trong mỗi cấp độ TCS. Nguyễn Đình Hòe và Vũ Văn Hiếu đã phát biểu khái niệm TCHT một cách ngắn gọn như sau: TCHT là cách nhìn nhận thế giới qua cấu trúc hệ thống, thứ bậc và động lực của chúng, đó là một cách tiếp cận toàn diện và động[10]. * Phương pháp tiếp cận hệ thống Có hai hướng tiếp cận vấn đề khi thực hiện các nghiên cứu trong thực tế: tiếp cận dựa trên các thành tố và tiếp cận dựa trên tổng thể, thực chất đây là 12
- Xem thêm -