Tài liệu Quán triệt quan điểm sinh thái và tiến hóa kết hợp vận dụng tiếp cận sinh học hệ thống trong dạy học sinh học vi sinh vật (sinh học 10)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM -------------***------------ NGUYỄN THU TƢ QUÁN TRIỆT QUAN ĐIỂM SINH THÁI VÀ TIẾN HÓA KẾT HỢP VẬN DỤNG TIẾP CẬN SINH HỌC HỆ THỐNG TRONG DẠY HỌC SINH HỌC VI SINH VẬT (SINH HỌC 10) LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Thái Nguyên - 2010 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1 http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM -------------***-----------NGUYỄN THU TƢ QUÁN TRIỆT QUAN ĐIỂM SINH THÁI VÀ TIẾN HÓA KẾT HỢP VẬN DỤNG TIẾP CẬN SINH HỌC HỆ THỐNG TRONG DẠY HỌC SINH HỌC VI SINH VẬT (SINH HỌC 10) Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Sinh học Mã số : 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN NHƢ ẤT Thái Nguyên – 2010 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2 http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên, tác giả luận văn xin đƣợc bày tỏ lòng tri ân sâu sắc tới thầy Nguyễn Nhƣ Ất, tuy đã 75 tuổi với 54 năm thâm niên nghề giáo dục, đạt học vị Tiến sĩ Giáo dục học từ 1973 của Viện Hàn lâm Khoa học sƣ phạm Liên xô (cũ) vẫn không quản tuổi cao sức yếu nhận hƣớng dẫn khoa học cho một học trò mới bắt đầu học làm nghiên cứu khoa học. Thầy rất nghiêm khắc về mặt khoa học nhƣng đã tận tâm dẫn dắt trò tiến dần từng bƣớc trong quá trình nghiên cứu đề tài luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể Thầy, Cô giảng viên khoa Sinh - KTNN và khoa Sau đại học trƣờng Đại học Sƣ phạm - Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi trong thời gian học tập khóa học và nghiên cứu hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu và các giáo viên trƣờng THPT Lƣơng Phú, trƣờng THPT Phú Bình - huyện Phú Bình, tỉnh Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực nghiệm đề tài. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã cổ vũ, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. NGUYỄN THU TƢ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU ............................................................... ......................... 5 Chƣơng 1. CƠ SỞ KHOA HỌC, SƢ PHẠM VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC QUÁN TRIỆT QUAN ĐIỂM SINH THÁI VÀ TIẾN HÓA KẾT HỢP VẬN DỤNG TIẾP CẬN SINH HỌC HỆ THỐNG TRONG DẠY HỌC SINH HỌC VI SINH VẬT (SINH HỌC 10) 1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu .......................................................... 10 1.2. Cơ sở khoa học .......................................................................... 16 1.3. Cơ sở sƣ phạm ........................................................................... 25 1.4. Cơ sở thực tiễn .......................................................................... 28 Chƣơng 2. QUÁN TRIỆT QUAN ĐIỂM SINH THÁI VÀ TIẾN HÓA KẾT HỢP VẬN DỤNG TIẾP CẬN SINH HỌC HỆ THỐNG TRONG DẠY HỌC SINH HỌC VI SINH VẬT (SINH HỌC 10) 2.1. Phân tích vị trí và nội dung phần Sinh học vi sinh vật 33 2.2. Quán triệt quan điểm sinh thái và tiến hóa..................................... 33 2.3. Những điểm cần lƣu ý về mặt kiến thức phần sinh học vi sinh vật 56 theo tiếp cận sinh học hệ thống ........................................................... 2.4. Phƣơng hƣớng tổ chức dạy học phần Sinh học vi sinh vật thực hiện 61 tiếp cận sinh thái và tiến hoá kết hợp tiếp cận sinh học hệ thống ............. Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm ............................................. 83 3.2. Nội dung và phƣơng pháp thực nghiệm ........................................ 83 3.3. Kết quả thực nghiệm .................................................................. 86 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ............................................................. 96 Tài liệu tham khảo .................................................................... ...... 98 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Xin đọc là CĐTCS Cấp độ tổ chức sống CT- HT Cấu trúc - hệ thống Chƣơng trình giáo dục phổ thông môn SH ban hành CTSHPT 2006 kèm theo Quyết định số 16/2006/QĐ-BGDĐT ngày 05 tháng 5 năm 2006 của Bộ Giáo dục và Đào tạo ĐC Đối chứng ĐV Động vật GV Giáo viên HS Học sinh MT Môi trƣờng SGK Sách giáo khoa Sách giáo khoa Sinh học soạn theo chƣơng trình giáo SGKSHPT 2006 dục phổ thông môn Sinh học ban hành kèm theo Quyết định số 16/2006/QĐ-BGDĐT ngày 05 tháng 5 năm 2006 của Bộ Giáo dục và Đào tạo SH Sinh học SHHT Sinh học hệ thống SV Sinh vật TB Tế bào THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm TNSP Thực nghiệm sƣ phạm TV Thực vật VK Vi khuẩn VSV Vi sinh vật Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1. Kiến thức sinh thái, tiến hoá cần khai thác trong các bài 55 phần Sinh học VSV (Sinh học 10 - chƣơng trình chuẩn) .................... Bảng 2.2. Thành phần cấu trúc của tế bào và vi sinh vật ........................... 58 Bảng 2.3. So sánh tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực ........................ 59 Bảng 3.1. Các bài dạy thực nghiệm ....................................................... 83 Bảng 3.2. Tần suất điểm các bài kiểm tra trong TN ................................ 86 Bảng 3.3. Tần suất hội tụ tiến điểm các bài kiểm tra trong TN .............. 87 Bảng 3.4. Kiểm định X điểm các bài kiểm tra trong TN...................... 89 Bảng 3.5. Phân tích phƣơng sai điểm kiểm tra trong TN....................... 90 Bảng 3.6. Tần suất điểm các bài kiểm tra sau TN ................................. 91 Bảng 3.7. Tần suất hội tụ tiến điểm các bài kiểm tra sau TN ............... 92 Bảng 3.8. Kiểm định X điểm kiểm tra sau TN........................................ 93 Bảng 3.9. Phân tích phƣơng sai điểm kiểm tra sau TN.......................... 94 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 6 http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1. Sự thống nhất giữa hai phƣơng pháp phân tích - cấu trúc và 23 tổng hợp - hệ thống ................................................................................... Hình 3.1. Biểu đồ tần suất điểm các bài kiểm tra trong TN ................... 87 Hình 3.2. Đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm các bài kiểm tra trong TN .... 88 Hình 3.3. Biểu đồ tần suất điểm các bài kiểm tra sau TN ...................... 91 Hình 3.4. Đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm các bài kiểm tra sau TN ....... 92 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 7 http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1. Xuất phát từ yêu cầu đổi mới phƣơng pháp dạy học Trong thời đại khoa học và công nghệ tiến nhanh nhƣ vũ bão, nhân loại đang chuyển sang nền kinh tế tri thức với xu thế toàn cầu hóa sâu sắc và cạnh tranh quốc tế khốc liệt thì việc tạo nguồn lực con ngƣời thích ứng với điều kiện thế giới đổi thay phức tạp là điều kiện tiên quyết để tồn tại và phát triển của mỗi quốc gia. Trong bối cảnh đó, mọi quốc gia đều coi công tác giáo dục và đào tạo là lĩnh vực ƣu tiên hàng đầu. Ngày nay, với triết lý “giáo dục suốt đời” và “giáo dục cho cho mọi ngƣời” theo xu thế toàn cầu hóa thì hệ thống giáo dục phổ thông cần đƣợc hiện đại hóa về nội dung và thƣờng xuyên đổi mới về phƣơng pháp dạy học. Báo cáo chính trị của Đại hội Đảng Cộng sản Việt Nam lần thứ IX, tháng 4 năm 2001 đã xác định: “Phát triển giáo dục và đào tạo là một trong những động lực quan trọng thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa, là điều kiện để phát huy nguồn lực con ngƣời - yếu tố cơ bản để phát triển xã hội, tăng trƣởng kinh tế nhanh và bền vững. Tiếp tục nâng cao giáo dục toàn diện, đổi mới nội dung phƣơng pháp dạy và học ... Phát huy tinh thần độc lập suy nghĩ và sáng tạo của học sinh và sinh viên, để nâng cao năng lực tự học, tự hoàn thiện học vấn và tay nghề” [7]. Định hƣớng đó đặt ra cho nhà trƣờng phổ thông nhiệm vụ quan trọng là phải tích cực nghiên cứu đổi mới phƣơng pháp dạy học nhằm nâng cao hơn nữa chất lƣợng dạy học. Điều 24 Luật Giáo dục 2005 đã nêu rõ: “Phƣơng pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc điểm từng lớp học, môn học, bồi dƣỡng phƣơng pháp tự học, tự rèn Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 8 http://www.lrc-tnu.edu.vn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” [19]. 2. Xuất phát từ quan điểm xây dựng và phát triển chƣơng trình môn Sinh học phổ thông CTSHPT 2006 đã nêu rõ các quan điểm xây dựng và phát triển chƣơng trình: chƣơng trình phải thể hiện đƣợc những tri thức cơ bản, hiện đại trong các lĩnh vực sinh học, ở các cấp độ tổ chức sống, đồng thời phải lựa chọn những vấn đề thiết yếu trong Sinh học có giá trị thiết thực cho bản thân học sinh và cộng đồng, ứng dụng vào đời sống, sản xuất, bảo vệ sức khoẻ, bảo vệ môi trƣờng,... Chƣơng trình cần quán triệt quan điểm sinh thái và tiến hóa [3, tr. 7]. Các kiến thức sinh học trong chƣơng trình THPT đƣợc trình bày theo các cấp tổ chức sống từ các hệ nhỏ đến các hệ lớn: tế bào quần thể - loài quần xã cơ thể hệ sinh thái - sinh quyển [3, tr. 8]. Điều đó nghĩa là đã thể hiện tiếp cận SHHT. 3. Xuất phát từ yêu cầu cấp bách về giáo dục môi trƣờng Hiện nay con ngƣời đang phải chịu những hậu quả do việc ô nhiễm MT và hiện tƣợng biến đổi khí hậu. Vì vậy cần phải giáo dục bảo vệ MT cho mọi ngƣời, đặc biệt là cho thế hệ trẻ. Do tầm quan trọng cực kỳ lớn lao của nhiệm vụ giáo dục này, hiện nay các quốc gia đã nâng quan niệm từ giáo dục thái độ ứng xử lên mức “đạo đức” ứng xử có văn hóa với MT sống. Trong nhà trƣờng phổ thông thì môn học SH là nguồn cung cấp tri thức khoa học quan trọng nhất và chủ yếu cho HS để có cơ sở nhận thức văn hóa, để giáo dục về đạo đức ứng xử với MT sống. Vì vậy, quán triệt quan điểm sinh thái trở thành một trong những quan điểm chỉ đạo dạy học chƣơng trình SH phổ thông hiện hành. 4. Xuất phát từ thực trạng dạy học bộ môn Sinh học nhìn từ góc độ quán triệt quan điểm sinh thái và tiến hoá, vận dụng tiếp cận sinh học hệ thống Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 9 http://www.lrc-tnu.edu.vn Qua trao đổi ý kiến và dự giờ một số GV ở một số trƣờng, tôi nhận thấy rằng rất nhiều GV còn lúng túng trƣớc yêu cầu “quán triệt quan điểm sinh thái và tiến hoá” trong dạy học SH nói chung và trong dạy học SH VSV nói riêng. Nhiều GV còn chƣa hiểu yêu cầu đó nhƣ thế nào, vì vậy việc quán triệt quan điểm này là vô cùng khó. Nguyên nhân của tình trạng này một phần do GV ít để ý, một phần là do GV chƣa có tài liệu hƣớng dẫn việc thực hiện yêu cầu này. Về việc vận dụng tiếp cận SHHT trong dạy học SH nói chung và dạy học SH VSV nói riêng cũng còn nhiều hạn chế. Có những GV còn chƣa hiểu thế nào là quan điểm hệ thống, tiếp cận SHHT nên việc vận dụng tiếp cận này còn ít đƣợc quan tâm. Những bất cập đó đã phần nào hạn chế chất lƣợng dạy học SH. Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi đã chọn nghiên cứu đề tài “Quán triệt quan điểm sinh thái và tiến hoá kết hợp vận dụng tiếp cận sinh học hệ thống trong dạy học Sinh học Vi sinh vật (Sinh học 10)”. II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu để tìm nguyên tắc chung và phƣơng pháp thực hiện việc quán triệt quan điểm sinh thái và tiến hóa cũng nhƣ vận dung tiếp cận SHHT vào quá trình dạy học nhằm nâng cao chất lƣợng dạy học SH VSV (SH 10). III. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu cơ sở lí luận của các quan điểm sinh thái và tiến hóa, tiếp cận hệ thống và SHHT làm cơ sở cho việc vận dụng vào dạy học. - Nghiên cứu chƣơng trình SH 10, nghiên cứu các các phƣơng pháp dạy học SH tìm ra các biện pháp dạy học cụ thể để thực hiện việc quán triệt quan điểm sinh thái và tiến hóa kết hợp vận dụng tiếp cận SHHT trong phần SH VSV (SH 10). - Tiến hành thực nghiệm sƣ phạm để kiểm chứng giả thuyết khoa học đã đƣa ra. IV. ĐỐI TƢỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 http://www.lrc-tnu.edu.vn - Đối tƣợng nghiên cứu: các giải pháp thực hiện việc quán triệt quan điểm sinh thái và tiến hoá kết hợp vận dụng tiếp cận SHHT trong dạy học phần SH VSV (SH 10). - Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học SH. V. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Trên cơ sở nắm vững quan điểm xây dựng chƣơng trình và SGK SH, nếu ngƣời GV tiếp tục phát triển chƣơng trình trong quá trình dạy học nhằm quán triệt quan điểm sinh thái và tiến hoá và theo tiếp cận SHHT thì sẽ có tác dụng nâng cao chất lƣợng học tập của HS đối với phần SH VSV (SH 10). VI. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phƣơng pháp nghiên cứu lí thuyết: nghiên cứu các tài liệu, văn bản liên quan đến đề tài làm cơ sở để xác định các nguyên tắc và biện pháp thực hiện quán triệt quan điểm sinh thái và tiến hóa kết hợp vận dụng tiếp cận SHHT trong dạy học SH VSV (SH 10). - Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn: dự giờ, trao đổi với giáo viên, thu thập các thông tin liên quan đến nội dung nghiên cứu trong thực tiễn. - Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm: thực nghiệm sƣ phạm ở trƣờng phổ thông nhằm kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài. - Phƣơng pháp thống kê toán học: các số liệu trong thực nghiệm sƣ phạm đƣợc xử lý thống kê bằng phần mềm Microsoft Excel, xác định các tham số đặc trƣng mang tính khách quan. VII. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN VĂN - Góp phần làm rõ cơ sở khoa học của việc quán triệt quan điểm sinh thái và tiến hoá, vận dụng tiếp cận SHHT trong dạy học SH. - Đề xuất giải pháp thực hiện việc quán triệt quan điểm sinh thái và tiến hoá kết hợp vận dụng tiếp cận hệ thống trong dạy học phần SH VSV (SH 10). VIII. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 11 http://www.lrc-tnu.edu.vn Ngoài phần mở đầu và phần kết luận, nội dung chính của luận văn đƣợc trình bày trong 3 chƣơng: - Chƣơng I. Cơ sở khoa học, sƣ phạm và thực tiễn của việc quán triệt quan điểm sinh thái và tiến hóa kết hợp vận dụng tiếp cận sinh học hệ thống trong dạy học Sinh học vi sinh vật (Sinh học 10). - Chƣơng II. Quán triệt quan điểm sinh thái và tiến hoá kết hợp vận dụng tiếp cận sinh học hệ thống trong dạy học Sinh học vi sinh vật (Sinh học 10). - Chƣơng III. Thực nghiệm sƣ phạm. Chƣơng I CƠ SỞ KHOA HỌC, SƢ PHẠM VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC QUÁN TRIỆT QUAN ĐIỂM SINH THÁI VÀ TIẾN HÓA KẾT HỢP VẬN DỤNG TIẾP CẬN SINH HỌC HỆ THỐNG Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 12 http://www.lrc-tnu.edu.vn TRONG DẠY HỌC SINH HỌC VI SINH VẬT (SINH HỌC 10) 1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu 1.1.1. Trên thế giới K.Marx và S.Darwin là những ngƣời có công lao to lớn và thành công trong việc vận dụng phƣơng pháp tiếp cận hệ thống vào nghiên cứu các đối tƣợng phức tạp về xã hội và tự nhiên. Tập “Tƣ bản” của K.Marx đƣợc coi là mẫu mực kinh điển nghiên cứu hệ thống xã hội tƣ bản nhƣ 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 tƣợng đến cụ thể, sự thống nhất của phân tích và tổng hợp, làm sáng tỏ những mối liên hệ đa dạng và sự tƣơng tác giữa chúng, sự tổng hợp những hiểu biết cấu trúc - chức phận...). S.Darwin không chỉ là ngƣời đã sử dụng phƣơng pháp tiếp cận phát triển lịch sử nghiên cứu giới tự nhiên mà còn là ngƣời đầu tiên đƣa 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 Đacuyn đã sử dụng tiếp cận hệ thống trong nghiên cứu khoa học, tạo tiến đề cho sự hình thành lý thuyết hệ thống nhƣ một khoa học mà về sau ngƣời có công đầu là nhà SH Mỹ Ludwig von Bertalanffy. Lý thuyết hệ thống đƣợc đề xƣớng 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 nhƣ Bertalanffy, Ashby... đã đƣa ra một hệ thống các quan niệm và các vấn đề cơ bản nhƣ tính toàn thể, tính trội, tính mở... của các hệ thống; hành vi hƣớng đích và cơ chế phản hồi, tính nội cân bằng, tính tổ chức và tính nội tổ chức của các hệ thống...[18]. Với “Lý thuyết những hệ thống chung - General Systems Theory” (1968), Ludwig von Bertalanffy đƣợc xem là ngƣời đi đầu trong việc vận dụng tiếp cận hệ thống, đã đƣa ra quan niệm về các cấp hệ thống mang tính thứ bậc của sinh giới, về sau đƣợc các nhà SH và triết học Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 13 http://www.lrc-tnu.edu.vn trên thế giới phát triển hoàn thiện thành lý thuyết về các cấp tổ chức sống. Và trong SH hiện đại, ngƣời ta vận dụng đồng thời hai tiếp cận nghiên cứu là phƣơng pháp phát triển lịch sử và phƣơng pháp CT - HT để nghiên cứu các hiện tƣợng, các quá trình sống, từ đó phát hiện ra các quy luật của sự sống. Một trong những mô phỏng đầu tiên trong SH đƣợc xuất bản năm 1952 bởi các nhà bệnh học thần kinh của Anh và là những ngƣời đoạt giải Nobel là Alan Lloyd Hodgkin và Andrew Fielding Huxley, ngƣời đã xây dựng nên mô hình tính toán để giải thích việc lan truyền dọc theo trục thần kinh của một TB thần kinh [31]. Vào những năm 2000, nhân loại chứng kiến sự xuất hiện trƣớc tiên tại Mỹ và Nhật một ngành SH non trẻ là SHHT. Ngày nay, ngƣời 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 phƣơng pháp nghiên cứu SH thì từ những năm 60 thế kỷ trƣớc đã đƣợc các nhà sƣ 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 chƣơng trình SH phổ thông. Cụ thể nhƣ: “Cải cách bộ môn Sinh học trong trƣờng sƣ phạm” (Ph. L‟ Héritier và G. Rizet. Pa- ri, Báo cáo OCDE, tr.77, 1963); “Những tƣ tƣởng xây dựng bộ môn Sinh học trong trƣờng trung học” (P. Duvignau. Pa - ri. OCDE, 1963); “Vấn đề liên quan giữa sự tổ chức và tiến hoá của các hệ thống sống” (K. M. Khai-lôp, Tạp chí “Những vấn đề triết học”, số 4, 1966); “Quan điểm hệ thống - cấu trúc vận dụng vào giảng dạy Sinh học” (W. Voigt. Béclin, Sinh học trong nhà trƣờng, số 3, 1969); “Thuyết cấu trúc và vị trí của nó trong phƣơng pháp luận hệ thống” (A.A. Ma-li-rôp-xki - trong quyển “Những vấn đề nghiên cứu hệ thống”, Nxb “Khoa học”, Mat-xcơ-va, 1970); “Phƣơng pháp luận hệ thống và ý nghĩa của nó trong sinh học” (P. I. Cu-pa-lô, Sinh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 14 http://www.lrc-tnu.edu.vn học trong nhà trƣờng, số 2, 1971); “Mối tƣơng quan giữa hai phƣơng pháp luận lịch sử và cấu trúc - hệ thống nhằm nghiên cứu bản chất và các mức độ tổ chức của sự sống” (V.A. Alếc-xây-ép, trong cuốn “Phát triển những khái niệm mức độ cấu trúc”, Nxb “Khoa học”, Mat-xcơ-va, 1972) [1]. Chƣơng trình, SGK SH của nhiều nƣớc trên thế giới đƣợc xây dựng trên quan điểm sinh thái và tiến hoá, theo các CĐTCS. Ví dụ, bộ sách Biological Sciences Curriculum Study (gọi tắt là BSCS) của tổ chức “Nghiên cứu chƣơng trình sinh học” của Mỹ đƣợc tiến hành từ năm 1958 và dạy thí điểm từ năm học 1960 – 1961 đƣợc biên soạn theo cách tiếp cận CĐTCS và theo quan điểm sinh thái. Từ những năm 1974 - 2005 Liên Bang Nga đã cải cách chƣơng trình SH phổ thông tiến bộ xa hơn so với chƣơng trình SH thời giáo dục Xô viết, coi quan điểm sinh thái - tiến hóa và tiếp cận các cấp tổ chức sống là quan điểm chỉ đạo chƣơng trình và SGK SH. Chƣơng trình và SGK môn SH ở trƣờng THPT Australia (1999 - 2004) đƣợc biên soạn theo quan điểm sinh thái [2]. 1.1.2. Ở Việt Nam Năm 1973, trong luận án Phó tiến sĩ khoa học sƣ phạm “Những vấn đề cải cách giáo trình Sinh học đại cƣơng trƣờng phổ thông nƣớc Việt Nam dân chủ Cộng hoà”, tác giả Nguyễn Nhƣ Ất đã cho rằng sự vận dụng đồng thời hai tƣ tƣởng lớn là tƣ tƣởng tiến hoá và tƣ tƣởng cấu trúc - hệ thống sẽ cho phép thể hiện trong nội dung dạy học SH phổ thông những vấn đề trọng tâm của SH hiện đại - đó là sự tiến hoá của các mức độ tổ chức vật chất sống. Tác giả cho rằng: “chỉ trên cơ sở cơ sở vận dụng đồng thời hai tƣ tƣởng đó mới có thể mở ra trƣớc mắt học sinh những mối quan hệ phức tạp và khăng khít của sinh quyển trong quá trình phát triển lịch sử, mối quan hệ giữa con ngƣời và sinh quyển. Đó là cơ sở để giáo dục cho học sinh thái độ của con ngƣời có văn hoá đối với tự nhiên, vũ trang cho họ những tri thức khoa học đúng đắn về những Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 15 http://www.lrc-tnu.edu.vn quy luật tiến hoá của những mối cân bằng trong tự nhiên”. Tác giả luận án đã đề xuất cấu trúc chung của giáo trình SH phổ thông nƣớc Việt Nam dân chủ Cộng hoà gồm các chƣơng tƣơng ứng với các nội dung cơ bản là: tế bào - đơn vị cấu trúc và chức phận của sự sống; những quy luật cơ bản của hệ thống cơ thể đa bào; những quy luật cơ bản của các hệ thống lớn (quần thể - loài, hệ sinh thái, sinh quyển); sự tiến hoá của sinh giới; con ngƣời và tự nhiên (SH ứng dụng) [1]. Chƣơng trình SH phổ thông đổi mới của nƣớc ta đƣợc thực nghiệm từ năm học 2000 - 2001, áp dụng đại trà từ năm học 2001 – 2002 (ở cấp THCS) và từ năm học 2006 - 2007 (ở cấp THPT) là một tiến bộ rất quan trọng trong nền giáo dục nƣớc nhà. Chƣơng trình đã đƣợc xây dựng trên quan điểm sinh thái và tiến hoá, các kiến thức SH đƣợc trình bày theo các CĐTCS từ các hệ nhỏ đến các hệ lớn [2]. Một hƣớng nghiên cứu tiếp theo là căn cứ vào chƣơng trình, SGK đã đƣợc 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 trƣờng qua dạy học Sinh thái học lớp 11 phổ thông trung học”, tác giả Dƣơng Tiến Sỹ đã vận dụng tiếp cận CT-HT vào việc phân tích nội dung, xây dựng các nguyên tắc tích hợp giáo dục MT qua dạy học Sinh thái học ở toàn chƣơng trình và từng bài học, từng khái nhiệm cụ thể theo hƣớng phát huy tính tích cực của HS, từ đó cho phép tích hợp hữu cơ giữa dạy học Sinh thái học với giáo dục MT [20]. Luận án tiến sĩ khoa học giáo dục của tác giả Nguyễn Phúc Chỉnh (2004) “Nâng cao hiệu quả dạy học Giải phẫu sinh lý và vệ sinh ngƣời ở THCS bằng áp dụng phƣơng pháp Grap” tuy cũng sử dụng phƣơng pháp tiếp cận hệ thống vào dạy học SH nhƣng theo một khía cạnh khác. Ở đây, phƣơng pháp hệ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 16 http://www.lrc-tnu.edu.vn thống trở thành phƣơng pháp luận để chuyển hoá Grap toán học thành Grap dạy học SH. Căn cứ vào đặc thù của phƣơng pháp tiếp cận CT-HT là hƣớng nghiên cứu vào việc khám phá tính chỉnh thể đó. Vận dụng tiếp cận CT-HT để phân tích đối tƣợng thành các yếu tố cấu trúc, xác định các đỉnh của Grap trong một hệ thống mang tính logic khoa học, qua đó thiết lập các mối quan hệ của các yếu tố cấu trúc trong một chỉnh thể [4]. Tác giả Dƣơng Tiến Sỹ trong bài viết “Quán triệt tƣ tƣởng cấu trúc - hệ thống và tƣ tƣởng tiến hoá sinh giới trong dạy học sinh học ở trƣờng phổ thông” (2006) đã cho rằng việc quán triệt đầy đủ và vận dụng đồng thời hai tƣ tƣởng CT-HT và tƣ tƣởng tiến hoá sinh giới trong quá trình dạy học SH cho phép dễ dàng phân tích nội dung SH về các CĐTCS, khắc phục đƣợc sự tách rời giữa cấu trúc và chức năng, giữa cấu trúc - chức năng với MT. Từ đó giúp cho việc xác định các phƣơng pháp, phƣơng tiện dạy học theo hƣớng 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 tƣ CT-HT và tƣ tƣởng tiến hoá đƣợc tiến hành theo hƣớng tổng - phân - hợp [21]. 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 hƣớng tổ chức hoạt động nhận thức của HS bằng gia công trí tuệ tài liệu SH chuyên khoa TV, ĐV theo logic tổng - phân - hợp để cuối cùng khái quát hoá, trừu tƣợng hoá, hình thành các khái niệm đại cƣơng về SH cấp độ cơ thể. Tác giả luận án cũng đã xây dựng đƣợc ba con đƣờng logic tổ chức dạy học SH cơ thể phù hợp với cách biên soạn nội dung từng chƣơng của SGK, năng lực của GV và trình độ của HS, giúp HS Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 17 http://www.lrc-tnu.edu.vn đối chiếu, so sánh tìm các dấu hiệu tƣơng đồng về bản chất SH, hình thành các khái niệm SH đại cƣơng cấp độ cơ thể [18]. Luận án tiến sĩ giáo dục học “Hình thành và phát triển các khái niệm về cấp độ tổ chức sống trên cơ thể trong dạy học sinh học ở trƣờng THPT” (2009) của tác giả Đặng Thị Dạ Thuỷ đã quán triệt logic vận dụng tiếp cận CT-HT để phân tích logic của các khái niệm về các CĐTCS trên cơ thể (quần thể, quần xã, sinh quyển). Đồng thời tác giả luận án đã xác định đƣợc biện pháp logic trên cơ sở vận dụng tiếp cận CT-HT là công cụ để định hƣớng tổ chức các hoạt động học tập của HS thông qua câu hỏi, bài tập để hình thành và phát triển có hiệu quả các khái niệm về CĐTCS trên cơ thể [26]. Nhƣ vậy, các công trình trên mới khai thác theo cách phân tích từng quan điểm chỉ đạo trong CTSHPT 2006 nhƣ quan điểm sinh thái, quan điểm các cấp tổ chức sống để nghiên cứu ứng dụng vào thực tiễn dạy học. Chƣa có công trình nào tại Việt Nam nghiên cứu một cách tổng hợp, vận dụng đồng thời các quan điểm mà CTSHPT 2006 đã nêu ra là quán triệt quan điểm sinh thái và tiến hóa kết hợp vận dụng tiếp cận SHHT vào trong thực tiễn dạy học SH. Đề tài nghiên cứu của chúng tôi mạnh dạn đi theo hƣớng mới này, tuy nhiên chỉ vận dụng vào một phần nội dung cụ thể là phần SH VSV (SH 10, chƣơng trình chuẩn). 1.2. Cơ sở khoa học 1.2.1. Quan điểm sinh thái Thuật ngữ “sinh thái” đƣợc Ernst Haeckel, nhà bác học ngƣời Đức đề xƣớng năm 1866 chỉ mối quan hệ tƣơng hỗ giữa SV với MT. Sinh thái học là khoa học nghiên cứu về quan hệ tƣơng hỗ giữa SV với SV và SV với MT. Đối tƣợng nghiên cứu của Sinh thái học là mối quan hệ tƣơng hỗ giữa SV với SV và SV với MT ở mọi cấp độ tổ chức sống từ cá thể, quần thể, loài, quần xã - hệ sinh thái, sinh quyển. Vì vậy, Sinh thái học là cơ sở khoa học cho việc bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và MT. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 18 http://www.lrc-tnu.edu.vn Ngƣời ta phân chia Sinh thái học thành sinh thái học đại cƣơng và sinh thái học chuyên biệt. Sinh thái học đại cƣơng nghiên cứu những nguyên tắc cơ bản về tổ chức và chức năng của các hệ thống trên cơ thể. Sinh thái học đại cƣơng đƣợc phân thành các phân môn là sinh thái học cá thể, sinh thái học quần thể, sinh thái học quần xã. Sinh thái học chuyên biệt chỉ giới hạn nghiên cứu những đối tƣợng cụ thể nhƣ: Sinh thái học thực vật, Sinh thái học động vật, Sinh thái học vi khuẩn, Sinh thái học côn trùng... Về mặt ứng dụng còn có Sinh thái học nông nghiệp nghiên cứu đối tƣợng vật nuôi, cây trồng. Sinh thái học có ý nghĩa trong nhiều lĩnh vực. Trong lĩnh vực bảo vệ sức khoẻ, vấn đề sinh thái trọng tâm là nghiên cứu phát hiện các ổ dịch bệnh đối với con ngƣời và vật nuôi; tìm phƣơng pháp vệ sinh phòng trừ dịch bệnh. Trong lĩnh vực này, vấn đề sinh thái cốt lõi và đặc biệt phức tạp là đấu tranh chống ô nhiễm MT bởi chất thải từ các hoạt động của con ngƣời. Trong lĩnh vực bảo vệ tính đa dạng SH, vấn đề cấp thiết hiện nay là bảo tồn quỹ gen. Do đó, phải thiết lập các vƣờn quốc gia, các khu bảo vệ và khôi phục các loài quý hiếm. Đó là hình mẫu của tự nhiên và là những phòng thí nghiệm sinh thái học ngoài trời. Trong lĩnh vực bảo vệ MT, sinh thái học là cơ sở cho công tác nghiên cứu các biện pháp ngăn ngừa ô nhiễm MT. Cần phải nghiên cứu các nguyên lý sinh thái đảm bảo thiết lập mối quan hệ giữa con ngƣời và thiên nhiên theo hƣớng bảo tồn tính đa dạng SH và phát triển MT bền vững. Mỗi cơ thể SV trong quá trình tồn tại và phát triển luôn luôn chịu tác động tổng hợp của cả phức hệ nhân tố sinh thái và theo những quy luật sinh thái cơ bản: Quy luật giới hạn sinh thái: mỗi loài SV có một giới hạn đặc trƣng về mỗi nhân tố sinh thái. Ngoài giới hạn sinh thái thì SV không thể tồn tại đƣợc. Quy luật tác động không đồng đều của nhân tố sinh thái: mỗi nhân tố sinh thái tác động không giống nhau lên cùng một chức phận sống ở các giai đoạn phát triển khác nhau. Đối với các CĐTCS cao hơn mức cá thể, trong quá trình Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 19 http://www.lrc-tnu.edu.vn tồn tại và phát triển luôn có sự biến đổi theo quy luật phát triển và tiến hoá qua các giai đoạn khác nhau. Quy luật tác động qua lại giữa SV và MT: MT thƣờng xuyên tác động lên cơ thể SV làm chúng không ngừng biến đổi, ngƣợc lại SV cũng tác động trở lại MT là cải biến MT. Quy luật hình tháp sinh thái: SV mắt lƣới nào càng xa vị trí của SV sản xuất thì có sinh khối trung bình càng nhỏ. Quy luật lƣợng tối thiểu: khi MT đã đƣợc đảm bảo đủ tất cả các nhân tố cần thiết cho sự sinh trƣởng của SV, nhƣng nếu chỉ thiếu một nhân tố, mà nếu nhân tố đó đảm bảo cho sự sinh trƣởng của SV thì dù chỉ thiếu với một lƣợng tối thiểu cũng sẽ hạn chế sự phát triển của loài SV đó Con ngƣời là một thành phần sống trong hệ sinh thái cũng nhƣ tất cả những loài khác, bị các quy luật tự nhiên chi phối nhƣng lại vừa là chủ thể điều khiển tự nhiên. Muốn tồn tại bền vững, con ngƣời phải ý thức đƣợc mình là một bộ phận của thiên nhiên, phục tùng các quy luật tự nhiên chứ không đơn thuần một chiều là chỉ biết khai thác, cải tạo biến đổi nó phục cho nhu cầu của mình bất chấp cả sự cân bằng tự nhiên. Tri thức bảo vệ MT thực chất là sự hiểu biết giá trị của các quy luật sinh thái thể hiện trong các nguyên lí cân bằng tự nhiên để vừa khai thác sử dụng tài nguyên thiên nhiên, vừa phải có trách nhiệm duy trì và phát triển MT bền vững. Để bảo vệ MT, trƣớc hết con ngƣời cần nắm vững các quy luật tồn tại, phát triển của tự nhiên để hình thành văn hoá ứng xử đối với tự nhiên [22], [24]. Trong CTSHPT 2006, quan điểm sinh thái đƣợc hiểu theo nghĩa “Các đối tƣợng tìm hiểu đƣợc đặt trong mối quan hệ mật thiết giữa cấu tạo và chức năng, giữa cơ thể với MT”. 1.2.2. Quan điểm tiến hóa Thuật ngữ “tiến hoá” ngày nay đƣợc sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành khoa học. Ngƣời ta nói tới sự tiến hoá của các nguyên tử, các phân tử, sự tiến Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 20 http://www.lrc-tnu.edu.vn