Tài liệu Sử dụng sơ đồ để rèn luyện kĩ năng suy luận trong dạy chương ii phần sinh học tế bào, sinh học 10.

  • Số trang: 104 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 636 |
  • Lượt tải: 0
dangvantuan

Tham gia: 02/08/2015

Mô tả:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ CẨM NHUNG SỬ DỤNG SƠ ĐỒ ĐỂ RÈN LUYỆN KĨ NĂNG SUY LUẬN TRONG DẠY CHƯƠNG II PHẦN SINH HỌC TẾ BÀO, SINH HỌC 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Nghệ An – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ CẨM NHUNG SỬ DỤNG SƠ ĐỒ ĐỂ RÈN LUYỆN KĨ NĂNG SUY LUẬN TRONG DẠY CHƯƠNG II PHẦN SINH HỌC TẾ BÀO, SINH HỌC 10 Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy môn Sinh học Mã số: 60.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. HOÀNG VĨNH PHÚ Nghệ An – 2014 i LỜI CẢM ƠN Tác giả bày tỏ lòng biết ơn đến toàn thể thầy cô, đồng nghiệp, bạn bè, các em học sinh đã đóng góp cho luận văn này. Xin trân trọng cảm ơn thầy hướng dẫn khoa học TS.Hoàng Vĩnh Phú đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Cảm ơn Thầy Cô trường Đại học Vinh, các anh chị lớp Cao học Sinh K20 đã nhiệt tình hỗ trợ về tài liệu, phương pháp khi tôi tham gia học và nghiên cứu tại trường. Chân thành cảm ơn các thầy cô trường Đại học Công Nghiệp TP.HCM, trường cấp 2-3 Hòa Bình (Vĩnh Long), trường THPT Tân Phú (Hậu Giang) cùng các em học sinh đã hợp tác, tham gia vào quá trình điều tra, thực nghiệm sư phạm. Mặc dù đã rất cố gắng nhung việc thực hiện luận văn không thể tránh khỏi thiếu sót. Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của Hội đồng bảo vệ để luận văn hoàn thiện hơn. Một lần nữa xin cảm ơn tất cả đồng nghiệp,bạn bè, người thân đã động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi học tập và hoàn thành luận văn. Nghệ An, tháng 05 năm 2014 Tác giả Nguyễn Thị Cẩm Nhung ii MỤC LỤC Trang phụ bìa LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i MỤC LỤC ......................................................................................................... ii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN ......................... iv DANH MỤC BẢNG ......................................................................................... v DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH ................................................................. vi PHẦN I: MỞ ĐẦU .......................................................................................... 1 PHẦN II: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................... 7 Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG SƠ ĐỒ ĐỂ RÈN LUYỆN KĨ NĂNG TƯ DUY TRONG DẠY HỌC ........................................................................................................ 7 1.1 Lược sử vấn đề nghiên cứu ...................................................................... 7 1.1.1 Những vấn đề nghiên cứu trên thế giới có liên quan đến đề tài ....... 7 1.1.2.Những vấn đề nghiên cứu trong nước có liên quan đến đề tài ......... 8 1.2. Lí thuyết về sơ đồ ................................................................................ 10 1.2.1. Khái niệm sơ đồ ............................................................................. 10 1.2.2. Sơ đồ hóa ........................................................................................ 12 1.2.3. Ý nghĩa sơ đồ trong dạy học .......................................................... 12 1.3 Kĩ năng suy luận .................................................................................... 13 1.3.1. Khái niệm kĩ năng suy luận ............................................................ 13 1.3.2. Các kiểu suy luận ........................................................................... 13 1.3.3. Nguyên tắc, qui trình chung cho việc rèn luyện kĩ năng suy luận..... 13 1.4. Sự phù hợp của việc sử dụng sơ đồ để rèn luyện kĩ năng suy luận. ... 15 1.5. Thực trạng dạy - học chương Cấu trúc tế bào, sinh học 10 trong nhà trường THPT hiện nay ................................................................. 16 1.6. Nguyên nhân của thực trạng dạy học Sinh học ở trường THPT hiện nay ............................................................................................... 20 Chương 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG SƠ ĐỒ ĐỂ RÈN LUYỆN KĨ NĂNG SUY LUẬN TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG II, PHẦN SINH HỌC TẾ BÀO, SINH HỌC 10 ..................................................................... 22 iii 2.1. Mục tiêu, cấu trúc chương trình và nội dung kiến thức chương Cấu trúc tế bào, phần Sinh học tế bào, Sinh học 10 .................................... 22 2.1.1. Mục tiêu.......................................................................................... 22 2.1.2. Cấu trúc chương trình..................................................................... 22 2.1.3. Về nội dung .................................................................................... 24 2.2. Thiết kế sơ đồ để dạy học chương II, phần Sinh học tế bào ................ 25 2.2.1. Qui trình thiết kế sơ đồ ................................................................... 25 2.2.2. Hệ thống các sơ đồ đã xây dựng trong chương “Cấu trúc tế bào” .... 27 2.3. Tổ chức dạy học chương II, phần Sinh học tế bào bằng việc sử dụng sơ đồ để rèn luyện kĩ năng suy luận cho HS ...................................... 34 2.3.1. Xác định nội dung kiến thức có thể thiết kế sơ đồ ....................... 34 2.3.2. Qui trình sử dụng sơ đồ để rèn kĩ năng suy luận .......................... 34 2.3.3. Biện pháp sơ đồ để rèn luyện kĩ năng suy luận trong dạy bài mới...... 37 2.3.4. Biện pháp sơ đồ để củng cố, ôn tập .............................................. 47 2.3.5. Biện pháp sơ đồ để rèn luyện kĩ năng suy luận trong kiểm tra, đánh giá ......................................................................................... 50 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................... 54 3.1. Mục đích thực nghiệm .......................................................................... 54 3.2. Nội dung thực nghiệm .......................................................................... 54 3.3. Tổ chức thực nghiệm ............................................................................ 54 3.3.1. Thời gian thực nghiệm ................................................................... 54 3.3.2. Địa điểm thực nghiệm .................................................................... 54 3.3.3.Đối tượng thực nghiệm ................................................................... 55 3.4. Kết quả thực nghiệm ............................................................................. 55 3.4.1 Phân tích định lượng ....................................................................... 55 3.4.2. Phân tích định tính.......................................................................... 62 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 67 PHỤ LỤC iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN Chữ viết tắt Đọc là HS Học sinh GV Giáo viên THPT Trung học phổ thông SGK Sách giáo khoa TB Trung bình TN Thưc nghiệm ĐC Đối chứng v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Kết quả điều tra về thực trạng sử dụng SGK và phương pháp sơ đồ trong dạy Sinh học.................................................... 17 Bảng 1.2. Kết quả điều tra phương pháp học của HS lớp 10 đối với bộ môn Sinh học .............................................................................. 18 Bảng 3.1. Bảng thống kê điểm số bài kiểm tra ........................................... 55 Bảng 3.2. Bảng thống kê điểm số bài kiểm tra 1 ........................................ 56 Bảng 3.3. Tần suất điểm kiểm tra 1 giữa lớp TN và lớp ĐC ...................... 56 Bảng 3.4. Bảng tần suất hội tụ tiến điểm bài kiểm tra 1 ............................. 57 Bảng 3.5. So sánh các tham số đặc trưng bài kiểm tra 1............................. 58 Bảng 3.6. Bảng thống kê điểm số bài kiểm tra 2 ........................................ 58 Bảng 3.7. Tần suất điểm kiểm tra 2 giữa lớp TN và lớp ĐC ...................... 58 Bảng 3.8. Bảng tần suất hội tụ tiến điểm bài kiểm tra 2 ............................. 59 Bảng 3.9. So sánh các tham số đặc trưng bài kiểm tra 2............................. 60 Bảng 3.10. So sánh các tham số đặc trưng bài kiểm tra 1, 2: ....................... 61 Bảng 3.11. Tỉ lệ xếp loại kết quả 2 lần kiểm tra ........................................... 61 vi DANH MỤC SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ Sơ đồ 2.1. Đặc điểm chung của tế bào nhân thực ........................................ 28 Sơ đồ 2.2. Cấu trúc tế bào nhân sơ............................................................... 28 Sơ đồ 2.3. Chức năng một số bào quan ........................................................ 29 Sơ đồ 2.4. Cấu trúc tế bào ............................................................................ 29 Sơ đồ 2.5. Cấu trúc tế bào nhân sơ............................................................... 30 Sơ đồ 2.6. Cấu trúc tế bào nhân thực ........................................................... 30 Sơ đồ 2.7. Cấu trúc tế bào ............................................................................ 31 Sơ đồ 2.8. Cấu trúc tế bào nhân sơ............................................................... 31 Sơ đồ 2.9. Cấu trúc tế bào nhân thực (sơ đồ đáp án) ................................... 32 Sơ đồ 2.10. Cấu trúc tế bào nhân thực ........................................................... 32 Sơ đồ 2.11. Cấu trúc tế bào nhân thực ........................................................... 32 Sơ đồ 2.12. Cấu trúc tế bào nhân thực ........................................................... 33 Sơ đồ 2.13. Cấu trúc tế bào nhân thực ........................................................... 33 Sơ đồ 2.14. Cấu trúc tế bào nhân thực ........................................................... 33 Sơ đồ 2.15. Cấu trúc và chức năng của nhân (sơ đồ khuyết) ........................ 36 Sơ đồ 2.16. Cấu trúc và chức năng của nhân (sơ đồ hoàn chỉnh) .................. 37 Sơ đồ 2.17. Cấu trúc và chức năng lưới nội chất (Sơ đồ hỗn hợp) ............... 38 Sơ đồ 2.18. Cấu trúc và chức năng lưới nội chất (Sơ đồ hoàn chỉnh) .......... 39 Sơ đồ 2.19. Cấu trúc và chức năng ti thể (Sơ đồ hỗn hợp) ........................... 40 Sơ đồ 2.20. Cấu trúc và chức năng ti thể (Sơ đồ hoàn chỉnh) ...................... 42 Sơ đồ 2.21. Cấu trúc và chức năng lục lạp (Sơ đồ bất hợp lí) ...................... 43 Sơ đồ 2.22. Cấu trúc và chức năng lục lạp (Sơ đồ hoàn chỉnh) .................... 44 Sơ đồ 2.23. Cấu trúc và chức năng của màng sinh chất (sơ đồ khuyết) ....... 45 Sơ đồ 2.24. Cấu trúc và chức năng của màng sinh chất (sơ đồ hoàn chỉnh) 47 Sơ đồ 2.25. Cấu trúc tế bào nhân sơ............................................................... 47 Sơ đồ 2.26. Cấu trúc tế bào nhân sơ............................................................... 48 Sơ đồ 2.27. Cấu trúc tế bào ............................................................................ 49 vii Sơ đồ 2.28. Cấu trúc tế bào ............................................................................ 50 Sơ đồ 2.29. Cấu trúc và chức năng bào quan ................................................. 51 Sơ đồ 2.30. Cấu trúc và chức năng của lizôxôm và không bào ..................... 52 Sơ đồ 2.31. Cấu trúc tế bào (Sơ đồ đáp án) ................................................... 53 Biểu đồ 3.1. Biểu đồ tần suất điểm kiểm tra 1 của lớp ĐC và lớp TN ......... 56 Biểu đồ 3.2. Đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm bài kiểm tra 1 ......................... 57 Biểu đồ 3.3. Biểu đồ tần suất điểm bài kiểm tra 2 của lớp TN và ĐC .......... 59 Biểu đồ 3.4. Đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm các bài kiểm tra 2 ................... 60 Biểu đồ 3.5. Biểu đồ phân loại trình độ, khả năng tư duy suy luận HS qua 2 bài kiểm tra...................................................................... 61 1 PHẦN I:MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Hiện nay, nội dung kiến thức ngày một tăng và nhiều thay đổi, HS cần có kĩ năng để giải quyết, thích ứng với những biến đổi. Định hướng đổi mới giáo dục trên đã được chính phủ đề ra trong Nghị quyết trung ương 4 khóa VII phải “Đổi mới phương pháp dạy học ở tất cả các cấp học, bậc học” [29] và được pháp chế hóa trong luật giáo dục (điều 28- 2) “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của học sinh, phải phù hợp với các đặc điểm của từng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn...cho học sinh” [24]. Trong quá trình dạy và học, việc hình thành cho HS một thế giới quan khoa học và niềm say mê khoa học, sáng tạo là mục tiêu quan trọng của giáo dục hiện đại khi mà nền kinh tế tri thức đang dần chiếm ưu thế tại các quốc gia trên thế giới. “Sơ đồ hóa” là một phương pháp dạy học tích cực thích hợp cho việc giảng dạy các kiến thức khoa học tự nhiên đặc biệt đối với bậc THPT, khi HS đang ở giai đoạn bắt đầu tìm hiểu mạnh mẽ các kiến thức khoa học, hình thành các khái niệm cơ bản về khoa học. Hoạt động tạo thói quen thiết lập sơ đồ có thể giúp HS (đặc biệt HS yếu kém) nắm được nội dung cốt lõi mà không cần ghi chép quá nhiều; hỗ trợ cho HS nhận dạng nội nào cần ghi nhớ lâu dài và nội dung nào chỉ nhớ tạm thời. Mặt khác, phương thức truyền đạt bằng sơ đồ còn góp phần rèn luyện, phát triển tư duy ở HS nhất là khả năng suy luận, giải quyết vấn đề. Đối với bộ môn Sinh học, kiến thức Sinh học tế bào đóng vai trò nền tảng cơ sở. Tuy nhiên, khi dạy phần Sinh học tế bào, cụ thể là chương II - Cấu trúc tế bào thì việc dạy cấu trúc và chức năng chưa có mối liên hệ với nhau. HS nhớ cấu trúc nhưng không nêu được chức năng hoặc ngược lại nêu được chức năng nhưng các em không thể suy luận để trình bày lại đặc điểm cấu 2 trúc đã học. Như vậy, để HS tự hình thành kĩ năng suy luận qua hoạt động xây dựng và tích lũy kiến thức thì việc rèn luyện kĩ năng nên thực hiện ngay từ chương trình Sinh học tế bào, THPT . Xuất phát từ lí do trên , chúng tôi chọn đề tài “Sử dụng sơ đồ để rèn luyện kĩ năng suy luận trong dạy chươngII phần Sinh học tế bào, sinh học 10”. 2. Mục đích nghiên cứu Xây dựng và sử dụng biện pháp sơ đồ để tổ chức dạy học theo hướng rèn luyện kĩ năng suy luận cho người học trong dạy học chương II – phần Sinh học tế bào, Sinh học 10 THPT. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu 3.1. Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn việc sử dụng các biện pháp rèn kĩ năng suy luận cho HS ở trường THPT hiện nay. 3.2. Phân tích nội dung chương II phần Sinh học tế bào. Từ đó, đề xuất biện pháp thích hợp và thiết kế bài giảng theo hướng sử dụng sơ đồ để rèn luyện cho HS kĩ năng suy luận . 3.3. Tổ chức thực nghiệm sư phạm để kiểm tra tính khả thi cũng như hiệu quả của biện pháp đã xây dựng. 4. Đối tượng và khách thể nghiên cứu 4.1. Đối tượng nghiên cứu: Quy trình xây dựng và sử dụng biện pháp sơ đồ để rèn luyện kĩ năng suy luận trong dạy phần Sinh học tế bào lớp 10. 4.2. Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học phần Sinh học tế bào ở trường THPT (GV và HS khối 10 THPT). 5. Phạm vi nghiên cứu Chúng tôi chọn nội dung chương Cấu trúc tế bào, phần Sinh học tế bào, Sinh học 10 để nghiên cứu. 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1.Phương pháp nghiên cứu lí thuyết Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến hướng nghiên cứu như: 3 - Đường lối, chủ trương, chính sách giáo dục của Đảng và Nhà nước thông qua Luật giáo dục, nghị quyết của Quốc hội, Chính phủ, các nghị quyết của Bộ giáo dục... - Sách, tài liệu tham khảo về Sinh học, về PPDH bằng sơ đồ. - Tạp chí khoa học và giáo dục, các khóa luận, luận văn, luận án... có liên quan trực tiếp đến đề tài đã được nghiên cứu và công bố. Từ đó xác định mục tiêu, nội dung, phạm vi, đối tượng nghiên cứu đồng thời hình thành cơ sở khoa học cho việc biện giải các số liệu thu thập trong quá trình nghiên cứu. 6.2.Phương pháp điều tra thực trạng Sử dụng phiếu điều tra để thu thập thông tin từ đối tượng (GV, HS ), trên cơ sở đó đánh giá đúng thực trạng, nhằm đề ra giải pháp phù hợp cho việc cải biến thực trạng đó. 6.3.Phương pháp chuyên gia Trao đổi với các chuyên sư phạm, các thầy cô giáo ở các trường THPT trên địa bàn để xin ý kiến về các vấn đề nghiên cứu, đặc biệt là xin ý kiến để chuẩn hóa các sơ đồ đã xây dựng. 6.4.Phương pháp thực nghiệm sư phạm Mục đích thực nghiệm: kiểm tra chất lượng của sơ đồ được xây dựng có phù hợp với yêu cầu nội dung chương trình không; khi được ứng dụng trong thực tế có mang lại hiệu quả không, có khả thi không. Chọn trường ĐH Công nghiệp TP.HCM với các lớp sau: TH. CK41, TH. DI41B, TH. QK 41A, TH. QK41B. Trong đó có các lớp thực nghiệm và các lớp đối chứng. - Lớp thực nghiệm: dạy học có sử dụng sơ đồ. - Lớp đối chứng: dạy học không sử dụng sơ đồ. 4 6.5.Phương pháp thống kê toán học [27, 34] Để đưa ra các kết luận khái quát chính xác, chúng tôi đã sử dụng công cụ toán thống kê đối với các số liệu thu thập trong quá trình nghiên cứu, thực nghiệm. Các số liệu thu được của lớp thực nghiệm và lớp đối chứng được chấm theo thang điểm 10 và được xử lí bằng thống kê toán học theo các bảng và các tham số sau: * Bảng thống kê cho cả lớp đối chứng (ĐC) và lớp thực nghiệm (TN) Phương án n Xi 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ĐC TN Trong đó : n: tổng số bài kiểm tra của lớp ĐC (hay TN) hoặc tổng số HS của lớp ĐC (hay TN) Xi : điểm số theo thang điểm 10 * Các tham số đặc trưng: - Trung bình cộng: X (Đo độ trung bình của một tập hợp) 1 k X = ∑ xini n i =1 Trong đó: xi : giá trị của từng điểm số nhất định. ni: số bài có điểm số đạt xi. n : tổng số bài làm. Phương sai (Variance): Khi xác định được giá trị TB ( X ), chúng ta cần xác định khoảng cách giữa một điểm bất kì với TB, từ đó có thể kết luận về giá trị tin cậy của X , tham số đó chính là phương sai, phương sai được tính theo công thức: 1 k s = ∑ (x i -X)2 .n i n i=1 2 5 Nếu n < 30 thì dùng công thức: 1 k s = (x i -X)2 .n i ∑ n - 1 i=1 2 Sai số trung bình cộng (m): Sai số trung bình cộng có thể hiểu là trung bình phân tán của các giá trị kết quả nghiên cứu. m= S n Hệ số biến thiên (Cv): Biểu thị mức độ biến thiên trong nhiều tập hợp có X khác nhau. Cv (%) = Trong đó: s .100 (%) X Cv: 0 - 9% Dao động nhỏ, độ tin cậy cao Cv: 10 - 29% Dao động TB Cv: 30 -100%  Dao động lớn, độ tin cậy nhỏ Hiệu trung bình (đTN-ĐC): So sánh điểm trung bình cộng ( X ) của nhóm lớp TN và ĐC trong các lần kiểm tra. đTN-ĐC = X TN - X ĐC Trong đó : X TN: X của lớp thực nghiệm X ĐC: X của lớp đối chứng Độ tin cậy (Td): Sai khác giữa 2 giá trị TB phản ánh kết quả của 2 phương án TN và ĐC. Td = X TN − S với X TN Sd = X ĐC d s12 s 22 + n1 n 2 ; X ĐC: Là điểm số TB cộng của các bài kiểm tra của lớp thực nghiệm và của lớp đối chứng. n1, n2: là số bài làm trong mỗi phương án. 6 Giá trị tới hạn của T là Tα tìm được trong bảng phân phối Student α = 0,05, bậc tự do là f = n1 + n2 – 2 Nếu Td < Tα thì sự sai khác giữa X TN ; X ĐC là không có nghĩa (hoặc X TN không sai khác với X ĐC ). Nếu Td > Tα thì sự sai khác giữa X TN ; X ĐC là có nghĩa ( hay X TN sai khác với X ĐC ) . 7. Giả thuyết khoa học Trên cơ sở nội dung chương II - phần Sinh học tế bào, Sinh học 10, nếu xây dựng được hệ thống sơ đồ đủ chuẩn và thiết kế được qui trình sử dụng sơ đồ phù hợp để rèn luyện kĩ năng suy luận sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy - học nói chung và hình thành, phát triển kĩ năng tư duy cho HS THPT. 8. Đóng góp của đề tài Góp phần hệ thống hóa cơ sở lí luận về sơ đồ, biện pháp sơ đồ trong rèn luyện kỹ năng tư duy nói riêng và trong dạy học Sinh học ở trường phổ thông nói chung. Xây dựng được các sơ đồ phù hợp để rèn luyện kỹ năng suy luận cho học sinh trong dạy học chương II – phần Sinh học tế bào, Sinh học 10. Đồng thời phân loại được các sơ đồ theo các tiêu chí khác nhau để dạy học nhằm mục đích rèn luyện kĩ năng suy luận cho học sinh trong dạy học. 7 PHẦN II: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Chương 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC SỬ DỤNG SƠ ĐỒ ĐỂ RÈN LUYỆN KĨ NĂNG TƯ DUY TRONG DẠY HỌC 1.1 Lược sử vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Những vấn đề nghiên cứu trên thế giới có liên quan đến đề tài Ra đời cách đây hơn 250 năm, lí thuyết sơ đồ (còn được gọi là lí thuyết Graph) chỉ là bộ phận nhỏ của toán học với vai trò chủ yếu nghiên cứu giải quyết các bài toán có tính chất giải trí, đố vui. Vào những năm 30 của thế kỉ XX , phương pháp sơ đồ mới thu hút sự chú ý của các nhà khoa học khi toán học ứng dụng và lí thuyết đồ thị phát triển mạnh thì thành tựu về sơ đồ bắt đầu xuất hiện.[5] Công trình nghiên cứu đầu tiên về lí thuyết sơ đồ ra đời vào năm 1736 khi nhà toán học thiên tài Lenohard Euler đặt và giải bài toán rất nổi tiếng về bảy chiếc cầu bắc qua sông Pregel. Tại Liên xô, vào năm 1965 A.M.Xokhor đã vận dụng phương pháp sơ đồ để mô hình hoá một đoạn nội dung tài liệu sách giáo khoa. Ông là nhà khoa học Xô Viết tiên phong trong việc sơ đồ hóa các khái niệm cơ bản tạo nên nội dung tài liệu sách giáo khoa và cả mối liên hệ giữa chúng với nhau. A.M.Xokhor đã giúp cho HS phát hiện được nội dung của tài liệu giáo khoa một cách trực quan, nhận dạng được cấu trúc của kiến thức.[26] Năm 1967, nhà lí luận dạy học hoá học V.X.Polosin đã dùng phương pháp sơ đồ để diễn tả trực quan tiến trình một giờ dạy học thông qua việc phân tích tiến trình giảng dạy một bài hóa học ở trường phổ thông. Năm 1972, V.P.Garkunov đã sử dụng phương pháp sơ đồ để lập mô hình các tình huống dạy học của phương pháp dạy học nêu vấn đề. Theo V.P. Garkumov trong quá trình hình thành các mẫu tình huống nêu vấn đề và giải quyết vấn 8 đề thì việc sử dụng sơ đồ có thể giúp ích rất nhiều trong lý luận dạy học. Trên cơ sở đó, ông phân loại ra các tình huống khác nhau trong dạy học nêu vấn đề. Ngoài ra, có thể kể đến một số công trình khác như: “graph và ứng dụng của nó” với bố cục 8 chương của L.Iu.Berezina; “Graph và mạng lưới hữu hạn” của R.Baxep, T.Xachi; “lí thuyết graph” của V.V.Belop, E.M.Vôpôbôep... Hiện nay, rất nhiều nhóm tác giả thuộc các trường đại học trên thế giới nghiên cứu về sơ đồ và về sự chuyển hóa của lí thuyết sơ đồ vào các lĩnh vực khoa học. Chẳng hạn như : nhóm nghiên cứu của giáo sư (GS) Hartmut Ehrig trường đại học kỹ thuật Beclin – Đức (Technische Univesitaet Berlin), GS. Grzegorz trường đại học tổng hợp Layden – Hà Lan (University of Leiden), nhóm nghiên cứu của GS. Drirk Janssens trường đại học tổng hợp Antrep – Bỉ (University of Antwerp)... Nổi bật nhất là công trình nghiên cứu của Jonathan L Gross (trường đại học Comlumbia, New York) cùng Jay Yellen (trường Rolin, Florida) – Mỹ. Hai tác giả này đã đem đến cho độc giả những thông tin đầy đủ và dễ hiểu nhất về sơ đồ qua cuốn “Sổ tay lí thuyết graph” (Handbook of Graph Theory) cùng với những ứng dụng của sơ đồ trong lĩnh vực tin học qua hơn 700 hình vẽ và hơn 1600 ví dụ hướng dẫn cụ thể ở tác phẩm “ Lí thuyết graph và những ứng dụng của nó” (Graph Theory and It’s Applications) [47]. Trên mạng Internet, tính đến tháng 8 năm 2004 có 2058 bài báo nghiên cứu về lí thuyết graph và những ứng dụng của nó được đăng tải trên các tạp chí như: Tạp chí Lí thuyết graph (Journal of Graph Theory); Tạp chí Lý thuyết tổ hợp (Journal of Combinatorial Theory, Series B); Tạp chí Graph angorit và ứng dụng (Journal of Graph Algorithm and Applications) và nhiều tạp chí nổi tiếng khác [6]. 1.1.2.Những vấn đề nghiên cứu trong nước có liên quan đến đề tài Từ những năm 1970 cho đến nay, ở nước ta đã có nhiều nghiên cứu về đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tăng cường hoạt động tích cực, tự lực và sáng tạo của HS, đặc biệt là xây dựng và sử dụng sơ đồ trong dạy học 9 tích cực. Các công trình khoa học đã khẳng định tính khả thi và hiệu quả của biện pháp sơ đồ trong công tác giáo dục ở các trường phổ thông. Có thể kể đến một số nghiên cứu và công trình liên quan đến đề tài của chúng tôi như: Nghiên cứu chuyển hóa graph toán học thành graph dạy học của giáo sư Nguyễn Ngọc Quang vào năm 1971. Giáo sư (GS) cũng là người Việt Nam đầu tiên đề xuất việc nghiên cứu, vận dụng và tiến hành đưa lí thuyết grap dạy trong trường phổ thông và đại học. Năm 1981, GS. Nguyễn Ngọc Quang đã công bố “Phương pháp graph trong dạy học” trên Tạp chí nghiên cứu giáo dục. [31] Vào năm 1980, Trần Trọng Dương với sự chỉ dẫn của GS. Nguyễn Ngọc Quang đã tiến hành áp dụng phương pháp graph và algorit hóa để nghiên cứu cấu trúc và phương pháp giải đồng thời còn xây dựng hệ thống bài toán về lập công thức hóa học ở trường phổ thông. [10] Tiếp đó, năm 1983 Nguyễn Đình Bào thực hiện nghiên cứu sử dụng graph để hướng dẫn ôn tập môn toán. Cụ thể là tác giả đã dùng graph để giúp HS hệ thống và thiết lập mối liên hệ kiến thức đã được tìm hiểu trước đó, có thể là nội dung kiến thức trong một chương hoặc nhiều chương hay thậm chí là cả một học phần. [41] Một năm sau (tức là năm 1984), cũng dưới sự hướng dẫn của GS. Nguyễn Ngọc Quang, Phạm Tư đã vận dụng graph vào dạy - học môn hóa học. Tác giả đã nghiên cứu việc dùng graph với tư cách là một phương pháp dạy học thực sự hiệu quả trong hoạt động dạy. Công trình được thực hiện trên đề tài “Dùng graph để dạy và học môn hóa học chương nitơ- photpho ở lớp 11 trường THPT”. [36] Đến năm 1987, phương pháp graph còn được Nguyễn Chính Trung dùng trong việc lập chương trình tối ưu để dạy môn “Sử dụng thông tin trong chiến dịch”. Tác giả đã chuyển hóa graph toán học vào lĩnh vực giảng dạy khoa học quân sự [35]. 10 Năm 1993, Hoàng Việt Anh công bố trên công trình mang tên “Dùng phương pháp sơ đồ- graph vào giảng dạy địa lý các lớp 6 và 8 ở trường trung học cơ sở”. Tác giả sử dụng biện pháp sơ đồ để phát triển tư duy HS đồng thời hình thành và rèn luyện kĩ năng sử dụng, khai thác tài liệu như SGK, sách tham khảo...cho HS [1]. Năm 2000, tại trường Đại học Vinh., tác giả Phan Thị Thanh Hội đã bảo vệ thành công đề tài “Xây dựng và sử dụng một số dạng sơ đồ trong dạy học Sinh thái học lớp 11- trung học phổ thông”. Đây có thể được xem như là một trong những nghiên cứu đầu tiên về gragh trong giảng dạy Sinh học ở trường Đại học Vinh. Tiếp theo nghiên cứu của tác giả Phan Thị Thanh Hội, nhiều nghiên cứu khác về thiết kế và sử dụng gragh trong dạy học, trong rèn luyện năng lực tư duy lần lượt hoàn thành. Chúng ta có thể kể đến: Xây dựng và sử dụng sơ đồ để dạy học chương II, sinh học 11 của Phạm Thị Ngọc Ẩn; Sử dụng biện pháp sơ đồ hóa để dạy học phần di truyền học – sinh học 12 của Trần Thị Thúy Nga,…[45] Vào năm 2005, Nguyễn Phúc Chỉnh đã vận dụng lí thuyết graph vào công tác giảng dạy môn Giải phẩu sinh lí người. Bên cạnh đó, Nguyễn Phúc Chỉnh còn sử dụng graph vào nhiều hoạt động khác như sử dụng graph nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của HS trong dạy sinh thái học hoặc sử dụng graph trong dạy sinh học để phát triển tư duy hệ thống cho HS [5]. Đến nay, lí thuyết về sơ đồ nói chung và sơ đồ trong dạy học sinh học nói riêng đã được nghiên cứu khá kỹ từ nhiều nhà giáo dục trong và ngoài nước. Xu thế hiện nay đang tập trung nghiên cứu qui trình vận dụng sơ đồ một cách cụ thể trong việc dạy và học của các bộ môn ở phổ thông. Việc ứng dụng sơ đồ như một biện pháp để rèn luyện tư duy, khả năng tự học đang được chú trọng . 1.2. Lí thuyết về sơ đồ 1.2.1. Khái niệm sơ đồ 11 Sơ đồ (Graph) là bao gồm một tập hợp rỗng E những yếu tố gọi là đỉnh và một tập hợp A những yếu tố gọi là cạnh ( hay cung). Trong đó : E là tập hợp các đỉnh; A là tập hợp các cạnh ( cung). - Nếu những yếu tố của E không xếp theo thứ tự thì đó là Graph vô hướng. Ví dụ (VD) : - Nếu những yếu tố E xếp theo thứ tự có hướng thì đó là Graph định hướng. VD: Trong sơ đồ : Sự sắp xếp trật tự trước sau của đỉnh cạnh có ý nghĩa quyết định còn kích thước , hình dạng không có ý nghĩa. [28]
- Xem thêm -