ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
TRƯƠNG MỘNG DIỆN
VẬN DỤNG ALGORIT SÁNG CHẾ ĐỂ
TỔ CHỨC DẠY HỌC DI TRUYỀN HỌC
(SINH HỌC 12 - THPT)
Ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Sinh học
Mã số: 9140111
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
THÁI NGUYÊN- 2020
Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM – ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Phúc Chỉnh
Phản biện 1:.........................................................
Phản biện 2:.........................................................
Phản biện 3:.........................................................
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường
họp tại: Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên
Vào hồi...... giờ...... ngày....... tháng........ năm 20...
Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Trường Đại học sư phạm;
- Thư Viện Quốc gia;
- Trung tâm Học liệu - ĐHTN
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ
CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
1. Nguyễn Phúc Chỉnh, Trương Mộng Diện (2013), "Tổng quan về
Algorit sáng chế (sáng tạo), Tạp chí KH&CN, Đại học Thái
Nguyên, số 14, tr.211-215.
2. Trương Mộng Diện, Nguyễn Phúc Chỉnh (2015), "Cơ sở khoa
học của việc vận dụng Algorit sáng chế trong dạy học", Tạp chí
giáo dục, số 361 kì 1 tháng 7/2015, tr.16-18.
3. Trương Mộng Diện (2016), "Sử dụng phương pháp Algorit
trong dạy học Sinh học", Tạp chí Giáo dục, số 375 kì 1 tháng
2/2016, tr.55-57.
1
MỞ ĐẦU
1. Lí do lựa chọn đề tài
Xuất phát từ yêu cầu đổi mới phương pháp DH; từ những ưu
điểm của algorit sáng chế; từ đặc điểm kiến thức DTH (SH 12). Tôi
đã lựa chọn đề tài luận án: “Vận dụng algorit sáng chế để tổ chức
dạy học Di truyền học (Sinh học 12)”
2. Mục tiêu nghiên cứu
Vận dụng algorit sáng chế để xây dựng và sử dụng các algorit
DH phần DTH (SH 12 – THPT) nhằm phát triển năng lực nhận thức
và năng lực tư duy sáng tạo cho HS.
3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: DH DTH (SH 12 - THPT) theo algorit
sáng chế. Khách thể nghiên cứu: Quá trình DH SH 12 - THPT.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng và sử dụng algorit một cách hợp lí vào các khâu
trong DH DTH (SH 12 - THPT) thì sẽ phát triển năng lực nhận thức
và năng lực tư duy sáng tạo cho HS .
5. Giới hạn của đề tài
Luận án nghiên cứu vận dụng lí thuyết algorit sáng chế trong
DH phần DTH (SH 12 - THPT).
6. Nhiệm vụ nghiên cứu
(1) Nghiên cứu lý thuyết algorit sáng chế và việc vận dụng
algorit trong DH.
(2) Điều tra thực trạng vận dụng algorit trong quá trình DH ở
trường THPT.
(3) Đề xuất quy trình xây dựng một số algorit DH DTH
(SH 12 - THPT).
(4) Xây dựng quy trình sử dụng các algorit đã xây dựng trong
DH DTH (SH 12 - THPT)
(5) Thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của các
phương án đã đề xuất.
7. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lí thuyết, Phương pháp điều tra sư
phạm, Phương pháp chuyên gia, tham vấn chuyên gia, Phương pháp
thực nghiệm sư phạm
2
8. Những đóng góp mới của luận án
(1) Đề xuất quy trình xây dựng một số algorit DH DTH (SH
12 - THPT).
(2) Đề xuất quy trình sử dụng một số algorit trong DH
DTH (SH 12 - THPT).
(3) Đề xuất thang đánh giá hiệu quả vận dụng algorit sáng chế
trong DH DTH (SH 12 - THPT).
9. Cấu trúc của luận án
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục,
nội dung chính của luận án được trình bày trong ba chương:Chương
1. Cơ sở lí luận, thực tiễn. Chương 2. Vận dụng algorit sáng chế trong
dạy hoc Di truyền học (Sinh học 12 – THPT). Chương 3. Thực
nghiệm sư phạm.
Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
1.1. Lược sử nghiên cứu về algorit
1.1.1. Lược sử nghiên cứu về algorit trên thế giới
Khoa học TDST trên thế giới đã được hình thành từ rất lâu.
Nhà toán học Hy Lạp Pappop là người đặt nền móng cho “khoa học
tư duy sáng tạo”, ông gọi đó là Ơristic (Heuristics). Alfred Binet, một
nhà tâm lý học người Pháp đã phát minh ra các bài kiểm tra IQ thực
tế đầu tiên. Năm 1939 A. Osborn (Mỹ) đã đề xuất phương pháp tập
kích não hay còn gọi là động não, công não. Năm 1926, F. Kunze đã
đề xuất phương pháp đối tượng tiêu điểm. Năm 1942, Fritz Zwicky
người Thụy Sĩ đã đề xuất phương pháp phân tích hình thái. Người có
nhiều cống hiến trong việc xây dựng khoa học sáng tạo là nhà khoa
học Genric Sanlovic AltshulerAnthony. "Tony" Peter Buzan là cha
đẻ của phương pháp tư duy Mind map. Năm 1983, Giáo sư tâm lý
Howard Gardner của trường đại học Havard công bố thuyết “trí
thông minh đa đạng”. Năm 1992, Tiến sĩ Arthur Costa, Giáo sư danh
dự của đại học California State là tác giả của “thuyết thói quen của trí
não- Habits of Mind”. Ngày nay, các công trình nghiên cứu tư duy,
sáng tạo đã được quan tâm thích đáng và đã đem lại hiệu quả cao
trong nhiều lĩnh vực ở nhiều nước trên thế giới
1.1.2. Lược sử nghiên cứu về algorit ở Việt Nam
Người có công đưa khoa học sáng tạo vào Việt Nam đó là GS
Phan Dũng với các tác phẩm như: Phương pháp luận sáng tạo khoa
học - kĩ thuật giải quyết vẫn đề và ra quyết định; Các nguyên tắc sáng
tạo cơ bản; Thế giới bên trong con người sáng tạo,…Năm 1991,
3
trung tâm sáng tạo Khoa học - Kĩ thuật được thành lập tại đại học
Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh với
mục đích dạy cho người bình thường trở nên sáng tạo. Năm 1998,
Nguyễn Văn Lê cùng với tác phẩm “Cơ sở khoa học của sự sáng tạo”
đã trình bày một số cơ sở khoa học của việc giáo dục tính sáng tạo
cho thanh thiếu niên. Năm 2000, Nguyễn Minh Triết với “Đánh thức
tiềm năng sáng tạo. Năm 2004, Nguyễn Cảnh Toàn với “Khơi dạy
tiềm năng sáng tạo” đã đưa ra các vến đề về sáng tạo học.
1.2. Cơ sở lý luận
1.2.1. Một số khái niệm cơ bản
1.2.1.1. Algorit:
1.2.1.2. Algorit sáng chế:
1.2.1.3. Lý thuyết giải các bài toán sáng chế
1.2.2. Phân loại algorit
1.2.2.1. Algorit nhận biết
Đó là algorit dẫn tới kết quả là sự phán đoán kiểu x thuộc A
x: đối tượng nhận biết. A: một loại nào đó.
1.2.2.2. Algorit biến đổi
Tất cả những algorit không phải là algorit nhận biết đều là
algorit biến đổi.
1.2.3. Vai trò của algorit trong dạy học nói chung và trong dạy học
Di truyền học nói riêng
1.2.3.1. Vai trò của algorit trong dạy học
Đối với HS
Một là: Lợi ích đầu tiên mà phương pháp algorit mang lại là
giúp HS hình thành 3 bước giải quyết vấn đề theo phương pháp
algorit. Hai là: Phương pháp algorit giúp phát huy tính tích cực, tư
duy có định hướng của HS. Ba là: Hình thành phương pháp chung,
phổ biến của tư duy khoa học và hoạt động có mục đích.
Đối với GV
Một là: Việc DH bằng phương pháp algorit sẽ giúp GV hình
thành được các phương pháp giải bài toán cho HS một cách tập
trung, nhanh chóng và có hiệu quả. Hai là: Giúp GV xây dựng
algorit DH có hệ thống, hiệu quả. Nhờ các algorit, HS sẽ lĩnh hội tri
thức tốt hơn. Ba là: Giúp GV thiết kế tốt nội dung “dạy học chương
trình hoá” nhằm giúp cho HS tiếp thu tốt nhất, hệ thống các kiến thức
mà GV truyền thụ.
1.2.3.2. Vai trò của algorit trong dạy học di truyền học
Cung cấp hướng giải đúng, tránh tình trạng mò mẫm, không có
định hướng trước. Từ một bài tập hay một ví dụ của GV, HS có thể
4
vận dụng cho nhiều dạng bài tương tự nhau. Giúp HS làm việc có hệ
thống, biết cách sử dụng hình ảnh trực quan để làm cho bài toán trở
nên trong sáng, dễ hiểu, tránh nhầm lẫn khi giải. Giúp HS biết khai
thác, sử dụng dữ kiện đề bài một cách hợp lý. Với HS khá giỏi:
algorit giúp HS có được kết quả nhanh, chính xác đỡ mất thời gian,
từ đó có thể suy nghĩ đến những phương pháp giải khác. Với HS yếu
kém: Việc thực hiện đúng các bước trong bản ghi algorit sẽ giúp HS
tìm đến lời giải chính xác, điều này giúp các em có được niềm tin
trong học tập, được động viên, khích lệ, từ đó sẽ hình thành ý thức
học tập tốt hơn.
1.2.4. Cơ sở khoa học của việc vận dụng algorit trong dạy học
1.2.4.1. Cơ sở toán học - Lý thuyết algorit
Cơ sở toán học của algorit xác định: Tính kết thúc; Tính xác
định; Tính phổ dụng; Đại lượng vào/ ra;Tính hiệu quả của algorit.
1.2.4.2. Cơ sở tâm lí học sáng tạo
Qua phân tích các nguyên tắc sáng tạo (NTST) của G.S
Altshuller, chúng tôi nhận thấy, có 8 NTST có thể vận dụng vào DH,
đó là: Nguyên tắc phân nhỏ; Nguyên tắc kết hợp; Nguyên tắc phẩm
chất cục bộ; Nguyên tắc thay đổi các thông số hóa – lí; Nguyên tắc sử
dụng trung gian; Nguyên tắc đảo ngược; Nguyên tắc linh động và
Nguyên tắc tác động lên “nhiễu”
1.2.4.3. Cơ sở lý thuyết thông tin
Algorit có tác dụng mô hình hóa các đối tượng nghiên cứu và
mã hóa các đối tượng đó bằng một loại “ngôn ngữ” vừa trực quan,
vừa cụ thể. Do vậy, DH bằng algorit làm cho quá trình truyền thông
tin nhanh và chính xác hơn.
1.2.4.4. Cơ sở lý thuyết điều khiển
Vận dụng algorit sáng chế vào quá trình DH sẽ tăng cường
được mối liên hệ ngược giữa GV và HS bởi algorit sáng chế phát huy
năng lực tư duy sáng tạo, tính độc lập, tự chủ của HS.
1.2.4.5. Cơ sở tâm lí học nhận thức và tâm lí học lứa tuổi
1.3. Cơ sở thực tiễn
1.3.1. Thực trạng nhận thức về lí luận của giáo viên
Điều tra thực trạng nhận thức lí luận của GV bao gồm những
nhận thức về khái niệm, vai trò, phân loại algorit của GV ở trường
phổ thông hiện nay.
1.3.2. Thực tiễn sử dụng algorit của giáo viên trong dạy học Di truyền học
Điều tra thực tiễn sử dụng algorit bao gồm: mức độ, lợi ích và
những khó khăn khi sử dụng algorit của GV.
5
Kết quả điều tra thực trạng cho thấy: Việc DH có vận dụng
algorit được ít GV áp dụng và nếu có áp dụng thì cũng chỉ ở một số
rất ít nội dung trong một số khâu nhất định của DH. GV còn nhiều
lúng túng, khó khăn khi DH algorit nên việc DH algorit chưa được
triển khai rộng rãi và tiến hành thường xuyên. GV thường sử dụng các
quy trình sẵn có, việc thiết kế các algorit phù hợp với mục tiêu và đối tượng
DH của GV còn nhiều hạn chế.
Chương 2. VẬN DỤNG ALGORIT SÁNG CHẾ
TRONG DẠY HỌC DI TRUYỀN HỌC (SINH HỌC 12 - THPT)
2.1. Phân tích cấu trúc và nội dung phần Di truyền học (Sinh học
12-THPT)
Để việc vận dụng algorit trong DH DTH được hợp lí và hiệu
quả, chúng tôi đã tiến hành phân tích nội dung kiến thức từng
Chương trong phần DTH để xác định những nội dung có khả năng
vận dụng algorit và vận dụng trong DH lí thuyết hay bài tập DTH.
2.2. Xây dựng algorit dạy học Di truyền học (Sinh
học 12 - THPT)
2.2.1. Nguyên tắc xây dựng algorit dạy học Di truyền học (Sinh
học 12 - THPT)
2.2.1.1. Phù hợp với mục tiêu, nội dung chương trình
2.2.1.2. Đảm bảo thống nhất giữa tính khoa học và tính giáo dục
2.2.1.3. Thân thiện với người sử dụng
2.2.2. Quy trình xây dựng algorit DH phần DTH (SH 12)
2.2.2.1. Quy trình xây dựng algorit nhận biết
Quy trình
xây dựng
Bước 1: Xác định mục tiêu kiến thức
Bước 2: Mô tả algorit nội dung
algorit
nhận biết
Bước 3: Lập bản ghi algorit
Bước 4: Algorit hoạt động
Hình 2.2. Quy trình xây dựng algorit nhận biết
Ví dụ: Xây dựng algorit nhận biết quy luật di truyền MenĐen
Bước 1: Xác định mục tiêu về kiến thức
6
Học sinh: Trình bày được các dấu hiệu bản chất của quy luật di
truyền MenĐen; Nhận biết được quy luật di truyền MenĐen trong
các bài tập toán di truyền
Bước 2: Mô tả algorit
Di truyền theo những quy luật chặt chẽ
Kết quả phép lai thuận – nghịch giống nhau
Quy luật
Menđen
Tính trạng biểu hiện đều ở hai giới
Mỗi cặp gen quy định một cặp tính trạng
Mỗi cặp gen nằm trên một cặp NST tương đồng
khác nhau
Tính trội – lặn hoàn toàn
Bước 3: Lập bản ghi algorit
S
Kết quả lai thuận
nghịch giống nhau
Đ
S
Tính trạng biểu hiện
đều ở hai giới
Đ
S
Mỗi cặp gen nằm trên
một cặp NST
Đ
S
Mỗi cặp gen quy định một
cặp tính trạng
Đ
S
Tính trội – lặn
hoàn toàn
Quy luật Menđen
Không phải quy luật
Menđen
7
Hình 2.3. Algorit nhận biết quy luật di truyền MenĐen
Bước 4: Algorit hoạt động
Dựa vào yêu cầu bài toán cụ thể, HS tiến hành theo các bước
của bản ghi algorit để nhận biết được quy luật di truyền của MenĐen
2.2.2.2. Quy trình xây dựng algorit biến đổi
Tác giả đề xuất quy trình thiết kế các algorit biến đổi phần
DTH như sau:
Bước 1: Phân tích bài toán
Bước 2: Xác lập mối quan hệ giả thiết và kết luận
Bước 3: Xây dựng chương trình giải
Bước 4: Thực hiện giải bài toán theo chương trình đã lập
Sai
Kiểm tra
Đúng
Kết luận
Ví dụ minh họa
Bài tập: Ở bò, tính trạng màu sắc lông do một gen gồm hai
alen di truyền theo quy luật phân li MenĐen. Cho một bò đực lông
đen giao phối với các bò cái trong các phép lai sau:
Phép lai 1: ♂ lông đen (1) x ♀ lông vàng (2) → 1 bê lông đen (5), 1
bê lông vàng (6).
Phép lai 2: ♂ lông đen (1) x ♀ lông đen (3) → toàn bê lông đen (7).
Phép lai 3: ♂ lông đen(1) x ♀ lông đen (4) → 1 bê lông đen (8), 1 bê
lông vàng (9).
a. Xác định kiểu gen của các con bò, con bê trong phép lai trên?
b. Nếu cặp bò ở phép lai thứ 3 tiếp tục giao phối. Xác suất thu
được ở đời con 3 con bê trong đó có đúng 2 con bê lông vàng?
Bước 1: Phân tích bài toán
8
Bài tập cho 3 phép lai của một bò đực với 3 bò cái khác nhau, để
xác định được kiểu gen của các con bò, bê và làm các yêu cầu khác của
bài toán thì HS cần phải tìm được phép lai giúp các em phát hiện được
tính trội, lặn và viết được sơ đồ lai.
Bước 2: Xác lập mối quan hệ giữa giả thiết và kết luận
HS có thể lập mối quan hệ giữa giả thiết và kết luận như sau:
Giả thuyết
Kết luận
Phép lai 3: Đen x đen =>
đen + vàng
Xác định tính trạng trội
– lặn
Xác định kiểu gen của
các cá thể
Phép lai 1: Đen x vàng
=> đen + vàng
Xác suất đời con của
phép lai 2
Phép lai 2: Đen x đen =>
100% đen
Bước 3: Xây dựng chương trình giải
Giả thuyết
Xác định tính trạng trội – lặn
Quy ước gen
Xác định kiểu gen của các
cá thể
Đ
Viết sơ đồ lai của phép lai 2
Tính xác suất đời con
Kết luận
S
9
Bước 4: Thực hiện giải bài toán theo chương trình đã lập
Khi đã xây dựng được chương trình giải, HS chỉ cần tiến hành
theo các bước của chương trình giải để đi đến kết luận:
2.2.3. Hệ thống các algorit đã xây dựng
2.2.3.1. Một số algorit nhận biết
• Algorit nhận biết khái niệm gen (Hình 2.5)
• Algorit nhận biết khái niệm đột biến gen (Hình 2.6)
• Algorit nhận biết các dạng ĐB số lượng NST (Hình 2.7)
• Algorit nhận biết quy luật di truyền liên kết gen (Hình 2.8)
• Algorit nhận biết quy luật tương tác gen (Hình 2.9)
• Algorit nhận biết quy luật di truyền liên kết với giới tính
(Hình 2.10)
• Algorit nhận biết các quy luật di truyền trong nhân (Hình
2.11)
2.2.3.2. Algorit biến đổi phần Di truyền học
• Chương trình giải bài tập quy luật di truyền Menđen (Hình
2.12)
• Chương trình giải bài tập quy luật di truyền liên kết gen
(Hình 2.13)
• Chương trình giải bài tập quy luật di truyền tương tác gen (Hình
2.14)
• Chương trình giải bài tập xác định cấu trúc di truyền của
quần thể tự thụ phấn (Hình 2.15)
• Chương trình giải bài tập xác định cấu trúc di truyền của
quần thể giao phấn ngẫu nhiên (Hình 2.16)
• Chương trình giải bài tập di truyền phả hệ người (Hình 2.17)
2.3. Sử dụng algorit trong dạy học Di truyền học
(Sinh học 12 - THPT)
2.3.1. Nguyên tắc sử dụng algorit trong dạy học Di truyền học
(Sinh học 12 - THPT)
2.3.1.1. Nguyên tắc thống nhất giữa dạy và học
2.3.1.3. Rèn luyện năng lực vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề
2.3.1.2. Phát huy được tính tích cực, sáng tạo của HS
10
2.3.2. Sử dụng algorit trong dạy học Di truyền học (Sinh
học 12 - THPT)
2.3.2.1. Sử dụng algorit trong dạy học lí thuyết Di truyền học
Để vận dụng algorit trong DH lí thuyết DTH có hiệu quả
chúng tôi đã đề xuất quy trình sử dụng gồm hai giai đoạn:
Bước
Bước 1:
1: Nêu
Nêu mục
mục tiêu
tiêu bài
bài học
học
Bước
Bước 2:
2: Phân
Phân tích
tích nội
nội dung
dung DH
DH
Giai
Giai đoạn
đoạn 11
Sử
Sử dụng
dụng bản
bản ghi
ghi
algorit
algorit do
do GV
GV xây
xây
dựng
dựng để
để tổ
tổ chức
chức các
các
hoạt
hoạt động
động DH
DH
Bước
Bước 3:
3: GV
GV cung
cung cấp
cấp bản
bản ghi
ghi algorit
algorit
và
và hướng
hướng dẫn
dẫn sử
sử dụng
dụng
Bước
Bước 4:
4: Luyện
Luyện tập
tập và
và vận
vận dụng
dụng
Bước
Bước 1:
1: Nêu
Nêu mục
mục tiêu
tiêu bài
bài học
học
Giai
Giai đoạn
đoạn 22
Hướng
Hướng dẫn
dẫn HS
HS tự
tự xây
xây
dựng
dựng các
các bản
bản ghi
ghi algorit
algorit
Bước
Bước 2:
2: Tổ
Tổ chức
chức HS
HS phân
phân tích
tích logic
logic
kiến
kiến thức
thức
Bước
Bước 3:
3: Tổ
Tổ chức
chức HS
HS tự
tự xây
xây dựng
dựng
bản
bản ghi
ghi algorit
algorit
Bước
Bước 4:
4: Nhận
Nhận xét,
xét, hoàn
hoàn thiện
thiện
Hình 2.18. Quy trình sử dụng algorit trong DH lí thuyết DTH
Ví dụ minh họa giai đoạn 1
Vận dụng algorit trong DH Bài: Di truyền liên
kết với giới tính
Bước 1: Xác định mục tiêu bài học:
Sau khi học xong bài học sinh phải:
- Nêu được cơ chế xác định giới tính, đặc điểm di truyền của
các gen nằm trên NST giới tính.
- Trình bày được cơ chế di truyền của các gen nằm trên NST
giới tính.
11
- Nhận biết được quy luật di truyền liên kết giới tính trong các
bài toán, tình huống.
Bước 2: Phân tích nội dung DH
Để tìm hiểu về quy luật di truyền liên kết với giới tính, mạch
kiến thức mà HS cần nắm được là: NST giới tính là gì, NST giới tính
ảnh hưởng như thế nào đến cơ chế xác định giới tính? Di truyền liên
kết giới tính là gì? Vì sao lại có di truyền liên kết giới tính? Sự di
truyền liên kết với giới tính diễn ra như thế nào? Đặc điểm của di
truyền liên kết với giới tính ra sao? Ý nghĩa của di truyền liên kết
giới tính như thế nào?
Bước 3: GV cung cấp bản ghi algorit và hướng dẫn sử dụng
Từ những đặc điểm DTH của quy luật di truyền liên kết với
giới tính, GV giới thiệu đến HS bản ghi algorit nhận biết quy luật di
truyền liên kết với giới tính đã được GV thiết kế hoàn chỉnh.
S
Tính trạng biểu hiện
không đều ở hai giới
Không phải quy luật
liên kết giới tính
Đ
Giống nhau
Kết quả lai thuận nghịch
Gen nằm trên vùng tương
đồng của X và Y
Khác nhau
Tính trạng chỉ gặp ở
giới dị giao tử
Đ
Gen trên NST giới tính Y phần không có
tương đồng trên NST X (di truyền chéo)
S
Gen trên NST giới tính X phần
không có tương đồng trên NST Y
(di truyền thẳng)
GV: Hướng dẫn sử dụng bản ghi algorit nhận biết quy luật di
truyền liên kết giới tính như sau:
(1) Tính trạng đang xét không biểu hiện đều ở 2 giới. Nếu sai
thì kết luận không phải quy luật di truyền liên kết giới tính. Nếu đúng
thì đi tiếp bước 2 hoặc cũng có thể bỏ qua bước 2 để đi đến bước 3.
12
(2) Kết quả phép lai thuận nghịch: Nếu kết quả lai thuận
nghịch giống nhau thì kết luận tính trạng đang xét do gen nằm trên
vùng tương đồng của NST X và Y quy định. Nếu kết quả lai thuận
nghịch khác nhau thì đi tiếp bước 3.
(3) Tính trạng chỉ gặp ở giới dị giao tử (có cặp NST giới tính
XY). Nếu đúng thì kết luận tính trạng do gen nằm trên NST giới tính
Y phần không có alen tương ứng trên NST X (di truyền thẳng). Nếu
sai thì kết luận tính trạng do gen nằm trên NST giới tính X phần
không có alen tương ứng trên NST Y (di truyền chéo).
Bước 4: Luyện tập và vận dụng
GV yêu cầu HS quay lại thí nghiệm của Moocgan để luyện tập
sử dụng bản ghi algorit
HS cá nhân thực hiện yêu cầu của GV.
- Tính trạng biểu hiện không đều ở 2 giới: Đúng → Tính trạng
di truyền liên kết với giới tính.
- Kết quả lai thuận nghịch khác nhau: Đúng
- Tính trạng gặp ở cả 2 giới → Tính trạng do gen trên NST
giới tính X phần không có alen tương ứng trên NST Y quy định.
GV nêu bài tập vận dụng:
Bài tập: Ở gà, khi cho giao phối giữa gà trống lông vằn với gà
mái lông đen được F1 100% gà lông vằn. Cho các gà F 1 tạp giao thu
được F2: 50 gà lông vằn và 16 gà lông đen. Biết tất cả gà lông đen ở
F2 đều là gà mái. Tính trạng màu lông gà di truyền theo quy luật nào?
GV tổ chức HS thảo luận nhóm để làm bài tập vận dụng hoặc
cũng có thể giao nhiệm vụ về nhà để HS thực hiện.
Ví dụ minh họa
Xây dựng algorit nhận biết các quy luật di truyền trong nhân
Bước 1: Xác định mục tiêu
HS cần xác định mục tiêu: phân biệt được các quy luật di
truyền trong nhân.
Bước 2: Tổ chức HS phân tích logic kiến thức
Để tổ chức HS phân tích logic kiến thức về các quy luật di truyền
trong nhân, GV có thể định hướng bằng hệ thống các câu hỏi như:
- Các quy luật di truyền trong nhân do yếu tố nào chi phối?
- Các quy luật di truyền trong nhân trong chương trình đã học
gồm những quy luật nào?
13
- Các quy luật di truyền này có mối quan hệ với nhau như thế nào?
HS huy động các kiến thức đã học để trả lời các câu hỏi gợi ý
của GV, tìm ra được logic kiến thức:
Bước 3: Tổ chức HS tự xây dựng bản ghi algorit
Để tổ chức HS tự thiết kế bản ghi algorit nhận biết các quy luật
di truyền trong nhân, GV có thể hướng dẫn HS:
(1) Liệt kê các dấu hiệu nhận biết của từng quy luật di truyền.
(2) Sắp xếp các dấu hiệu riêng để nhận biết từng quy luật.
GV có thể gợi ý HS hoàn thiện bảng sau:
Dấu hiệu nhận biết
Quy luật
Kết quả lai
Biểu hiện tính Số cặp gen trên
thuận – nghịch trạng ở 2 giới
một cặp NST
MenĐen
Tương tác gen
Liên kết gen
Liên kết với
giới tính
Số cặp gen quy
định một cặp
tính trạng
Bước
Bước 1:
1: GV
GV lựa
lựa chọn
chọn bài
bài tập,
tập, giao
giao nhiệm
nhiệm vụ
vụ
(3) Thiết kế sơ bộ algoritBước
Bước 2:
2: Tổ
Tổ chức
chức HS
HS xác
xác lập
lập mối
mối quan
quan hệ
hệ giữa
giữa giả
giả thuyết
thuyết và
và kết
kết
Sử
Sử dụng
dụng algorit
algorit để
để
luận
luận trên giấy. Đặt các
HS có thể
dùng
bút
chì để phác họa sơ bộ algorit
hướng
dẫn
HS
giải
hướng
dẫn
HS
giải
Giai
11
Giai
đoạn
tập
dấuđoạn
hiệu
bản chấtbài
thứ tự, kẻ các mũi
tên và tìm các câu dẫn để vẽ.
bàitheo
tập DTH
DTH
Bước 3: GV cung cấp chương trình giải bài toán
(4) Kiểm tra và hoàn thiện Bước 3: GV cung cấp chương trình giải bài toán
Bước
4:
giải
bài
2.3.2.2. Sử dụng algorit trong dạy học
bài
tập
truyền
học trình
Bước
4: HS
HS
giảiDi
bài toán
toán theo
theo chương
chương
trình
Bước
Bước 5:
5: Luyện
Luyện tập
tập
Bước
Bước 1:
1: GV
GV lựa
lựa chọn
chọn bài
bài tập,
tập, giao
giao nhiệm
nhiệm vụ
vụ
Giai
Giai đoạn
đoạn 22
Hướng
Hướng dẫn
dẫn HS
HS tự
tự
xây
xây dựng
dựng các
các algorit
algorit
giải
bài
tập
DTH
giải bài tập DTH
Bước
Bước 2:
2: Tổ
Tổ chức
chức HS
HS xác
xác lập
lập mối
mối quan
quan hệ
hệ giữa
giữa giải
giải thiết
thiết và
và kết
kết
luận
luận thức
thức
Bước
Bước 3:
3: Tổ
Tổ chức
chức HS
HS tự
tự xây
xây dựng
dựng chương
chương trình
trình giải
giải bài
bài toán
toán
Bước
Bước 4:
4: Nhận
Nhận xét,
xét, hoàn
hoàn thiện
thiện chương
chương trình
trình giải
giải
Giai
Giai đoạn
đoạn 33
Vận
Vận dụng
dụng các
các
NTST
NTST để
để xây
xây
dựng
dựng và
và giải
giải
các
các BTST
BTST
Mức
Mức độ
độ 1:
1: GV
GV
xây
xây dựng
dựng các
các
BTST
BTST để
để HS
HS
luyện
luyện giải
giải
Bước
Bước 1:
1: Lựa
Lựa chọn
chọn bài
bài toán
toán
Bước
Bước 2:
2: Nhận
Nhận dạng
dạng và
và giải
giải bài
bài toán
toán
Bước
Bước 3:
3: Dựa
Dựa trên
trên các
các NTST,
NTST, GV
GV giới
giới thiệu
thiệu các
các
BTST
BTST
Bước
Bước 4:
4: Xây
Xây dựng
dựng chương
chương trình
trình giải
giải và
và giải
giải các
các
BTST
BTST
Bước
Bước 5:
5: Luyện
Luyện tập
tập
Mức
Mức độ
độ 2:
2: GV
GV
hướng
hướng dẫn
dẫn HS
HS
tự
xây
dựng
tự xây dựng
các
BTST
các BTST
Bước
Bước 1:
1: Lựa
Lựa chọn
chọn bài
bài toán
toán
Bước
Bước 2:
2: Giải
Giải bài
bài toán
toán
Bước
Bước 3:
3: Tổ
Tổ chức
chức HS
HS tự
tự xây
xây dựng
dựng BTST
BTST dựa
dựa trên
trên
các
các NTST
NTST
Bước
Bước 4:
4: HS
HS xây
xây dựng
dựng chương
chương trình
trình giải
giải các
các BTST
BTST
Bước
Bước 5:
5: Nhận
Nhận xét,
xét, kết
kết luận
luận
14
Giai đoạn 1: Vận dụng algorit để hướng dẫn HS giải bài
tậpDTH
Bước 1: GV lựa chọn bài tập và giao nhiệm vụ
Căn cứ vào mục tiêu về kiến thức, kĩ năng, năng lực cần đạt
được và căn cứ vào năng lực nhận thức của từng lớp HS, GV lựa
chọn bài tập cho phù hợp.
Bước 2: Tổ chức HS thiết lập mối quan hệ giữa giả
thiết và kết luận
Việc xác lập mối quan hệ giữa giải thiết và kết luận thực chất
là việc HS đi phân tích bài toán để huy động các kiến thức đã biết,
xác định được yêu cầu của bài toán và tư duy cách giải bài toán.
Bước 3: GV cung cấp chương trình giải bài toán
Trong giai đoạn 1, GV cần xây dựng các chương trình giải
mẫu để HS làm quen với cách thức học, học cách xây dựng các
chương trình học tập tiếp theo.
Bước 4: HS giải bài tập theo chương trình
Với HS có lực học trung bình, yếu, khi được cung cấp các
chương trình giải sẽ giúp các em tự tin hơn, có hứng thú học tập hơn
khi giải được bài toán, từ đó các em thêm yêu thích môn học hơn.
Với HS khá giỏi, đây có thể được xem là bước đệm để các em tích
lũy thêm kiến thức, kinh nghiệm chuẩn bị cho việc tự mình thiết kế
các chương trình học tập theo algorit.
Giai đoạn 2: Hướng dẫn HS tự xây dựng các algorit giải bài
tập DTH
Bước 1, Bước 2 trong giai đoạn này về cơ bản giống với giai
đoạn 1.
Bước 3: Tổ chức HS tự xây dựng chương trình giải bài toán
15
Trong bước này, khi HS tự thiết kế algorit, thì các algorit là
sản phẩm quá trình hoạt động tư duy của HS, HS tự mình suy nghĩ,
viết và vẽ ra theo ngôn ngữ của mình nên huy động tối đa tiềm năng
của bộ não. Mặt khác, do được tự chế tạo nên tạo được hứng thú học
tập cho HS. Cách làm này trước hết là giúp HS hiểu bài và ghi nhớ
bài tốt hơn sau đó là rèn luyện cho HS cách suy nghĩ logic, mạch lạc
để trước các tình huống khác các em biết cách giải quyết vấn đề một
cách khoa học. Đây chính là cái đích cần đạt được của việc sử dụng
algorit trong DH.
Bước 4: Nhận xét, hoàn thiện chương trình giải
GV tổ chức cho HS báo các kết quả của mình và những bài học
rút ra. GV tổng hợp các ý kiến sau đó chuẩn hóa giúp HS hoàn thiện
chương trình giải. Trong bước này, GV cũng có thể thúc đẩy HS tư duy
bằng cách yêu cầu các em khái quát bài tập thành dạng tổng quát.
Giai đoạn 3: Vận dụng các NTST để xây dựng
và giải các BTST
Mức độ 1: GV xây dựng các BTST để HS luyện giải
Bước 1: Lựa chọn bài toán
Việc lựa chọn bài toán trong giai đoạn này cũng giống với hai
giai đoạn trên. GV cũng cần chú ý đến mục tiêu bài học, trình độ HS
để lựa chọn bài toán sao cho phù hợp.
Bước 2: Phân tích và giải bài toán
Bài toán được lựa chọn ở bước 1 là bài toán xuất phát. GV tổ
chức HS nhận dạng bài toán thuộc dạng bài nào của phần DTH
Bước 3: Dựa trên các NTST GV giới thiệu các BTST
Khi nêu các BTST, GV nên nêu rõ bài tập đó được tạo ra như
thế nào, dựa vào NTST nào để HS dễ hình dung và tư duy theo.
Bước 4: Xây dựng chương trình và giải các BTST
Mức độ 2: GV hướng dẫn HS tự xây dựng các BTST
Về cơ bản, bước 1 và bước 2 trong mức độ 2 cũng giống với
bước 1 và bước 2 ở giai đoạn 1.
Bước 3: Tổ chức HS tự xây dựng các BTST
Dựa vào chu trình sáng tạo của Razumôpxki [35], dựa vào hệ
thống các nguyên tắc sángBT
tạo,
xuấtviệc
phát xây dựng các BTST trong luận
án được tiến hành như sau:
Khái niệm, quy luật
Xây dựng PP giải, tìm kết quả
Đặt câu hỏi và trả lời
NTST
BT sáng tạo
16
2.3.2.3. Sử dụng algorit để phát triển năng lực tư duy sáng tạo và
năng lực giải quyết vấn đề cho HS trong dạy học Di truyền học (Sinh
học 12 - THPT)
Trong DH DTH, việc sử dụng algorit để phát triển năng lưc tư
duy sáng tạo và năng lực giải quyết vấn đề được bộc lộ rõ nhất trong
dạy bài tập di truyên, nhất là khi các em xây dựng và giải các BTST.
Quá trình vận dụng các NTST hướng dẫn HS giải các BTST diễn
ra theo quy trình sau:
Bài tập sáng tạo
Phân tích
Nhận dạng
Phân tích
Thiết lập mối quan hệ giữa giả thiết và kết luận
NTST
Đề xuất các phương án
Đánh giá
Lựa chọn phương án tối ưu
Thực hiện
Kết quả
Nhận xét
Bài học
Hình 2.20. Quy trình giải các bài tập sáng tạo
Năng lực tư duy sáng tạo và năng lực giải quyết vấn đề trong DH
được hình thành và phát triển ở mức độ nào còn tùy thuộc vào người sử
dụng và sử dụng ở khâu nào của quá trình DH.
Sử dụng algorit trong khâu hình thành kiến thức mới
17
Algorit được sử dụng trong DH kiến thức vừa có tác động giúp HS
định hướng nghiên cứu SGK tìm ra kiến thức mới, vừa có tác dụng làm ra
một sản phẩm tri thức rút gọn từ SGK. Biện pháp sử dụng algorit vào dạy
kiến thức mới là biện pháp quy nạp.
Sử dụng algorit trong khâu củng cố, hoàn thiện kiến thức
Đây là khâu quan trọng trên con đường nhận thức của người học
nhằm rèn luyện việc sử dụng các kiến thức đã chiếm lĩnh vào các tình
huống cụ thể. Việc làm này nhằm củng cố quy trình chiếm lĩnh tri thức,
đưa kiến thức ra phục vụ cho những yêu cầu thực tiễn, tạo ra sản phẩm
tương tự sản phẩm đã có hay cao hơn, mới hơn sản phẩm ban đầu. Đây
cũng là giai đoạn củng cố các kỹ năng để biến những kỹ năng thành kĩ
xảo, đích cuối cùng của việc học đi đôi với hành.
Sử dụng algorit trong khâu kiểm tra đánh giá
Kiểm tra đánh giá là giai đoạn mà HS tự đánh giá hoặc đánh giá lẫn
nhau về quá trình học tập, và cũng là giai đoạn để GV đánh giá trình độ và
năng lực của từng HS, thu nhận thông tin ngược từ HS để điều chỉnh việc
xây dựng các algorit DH và quá trình giảng dạy của mình cho phù hợp với
mục tiêu và đối tượng. Để thực hiện nhiệm vụ giai đoạn này GV cần xây
dựng công cụ đánh giá mức độ chiếm lĩnh kiến thức và mức độ phát triển
năng lực ở từng HS.
Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
3.1. Mục đích thực nghiệm
Nhằm kiểm tra tính khả thi và hiệu quả của giả thuyết khoa
học mà đề tài đã đặt ra; kiểm định tính hiệu quả của các algorit đã
xây dựng trong dạy học phần DTH (SH 12).
3.2. Nội dung thực nghiệm
Thực nghiệm sư phạm được tiến hành đối với một số bài mà nội
dung cho phép vận dụng algorit sáng chế.
Khi vận dụng algorit sáng chế hay bất kì một phương pháp DH
nào, chúng tôi cho rằng phải tiến hành một cách liên tục và hệ thống thì
mới đánh giá hiệu quả của phương pháp đó một cách khách quan nhất.
3.3. Phương pháp thực nghiệm
3.3.1. Chọn trường, lớp, GV thực nghiệm
Chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm ở 4 trường THPT thuộc tỉnh
Hưng Yên:
- Xem thêm -