BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH ------------- oOo ------------- NGUYỄN HỒNG LĨNH XÂY DỰNG BÀI TOÁN NHẬN THỨC ĐỂ DẠY HỌC CHƯƠNG 1: CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ, SINH HỌC LỚP 12 NÂNG CAO NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ DẠY HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC VINH – 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH ------------- oOo ------------- NGUYỄN HỒNG LĨNH 1 XÂY DỰNG BÀI TOÁN NHẬN THỨC ĐỂ DẠY HỌC CHƯƠNG 1 –CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ- LỚP 12 NÂNG CAO NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ DẠY HỌC Chuyên ngành: Phương pháp và lí luận dạy học Sinh học Mã số: 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Đình Trung VINH - 2010 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Lê Đình Trung đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ tác giả đi từ những bước đầu tiên của luận văn. Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn tập thể bộ môn phương pháp giảng dạy – di truyền tiến hóa của Khoa Sinh- KTNN, Khoa đào tạo sau đại học, Ban giám hiệu, thư viện trường Đại học Vinh, đã tạo mọi điều kiện cho tác giả học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn. 2 Cảm ơn Ban giám hiệu các trường THPT Diễn Châu 4 (Diễn Châu), trường THPT Phan Đăng Lưu (Yên Thành), Trường THPT Diễn Châu 3 ( Diễn Châu) và các giáo viên, cộng tác viên đã cộng tác giúp đỡ tạo điều kiện để tác giả tiến hành thực nghiệm thành công. Cảm ơn tất cả bạn bè, đồng nghiệp đã quan tâm, động viên, giúp đỡ tác giả trong quá trình thực hiện luận văn. Vinh, tháng 12 năm 2010 Tác giả Nguyễn Hồng Lĩnh DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN Chữ viết tắt Đọc là BT Bài tập CH Câu hỏi DH Dạy học BTNT Bài toán nhận thức ĐC Đối chứng ĐG Đánh giá GV Giáo viên HS Học sinh DT Di truyền KT Kiểm tra BD Biến dị QLDT Quy luật di truyền PPDH Phương pháp dạy học 3 MC LC Trang Phn th nht: M u 1 Phn th hai: Ni dung Chng I. C s lớ lun v thc tin ca ti 1.1. Tng quan v cỏc vn nghiờn cu 7 1.2. C s lớ lun ca ti 10 1.2.1. Dy hc nờu vn 1.2.2. Bản chất hoạt động học tập tự lực của HS liên quan đến bài toán nhận thức. 1.2.3. BTNT gắn liền với PPDH tích cực và quá trình dạy- học tích cực, lấy ngời học làm trung tâm: 1.2.4. C s lớ lun ca nng lc t hc 11 12 13 1.2.5. C s lớ lun v bi toỏn,bi toỏn nhn thc, cõu hi v bi tp 16 1.3. C s thc tin ca ti 23 1.3.1. iu tra thc trng dy hc phn di truyn v bin d trong nh trng THPT hin nay núi chung v dy hc bng BTNT núi riờng 23 1.3.2. Nhng nguyờn nhõn hn ch cht lng dy hc phn di truyn v bin d 30 Chng II. Xõy dng v s dng bi toỏn nhn thc trong dy hc phn di truyn v bin d Lp 12- nõng cao 2.1 xõy dng bi toỏn nhn thc t chc hot ng dy hc 2.1.1. Nguyờn tc xõy dng bi toỏn nhn thc 31 2.1.2. cỏc tiờu chun ca bi toỏn nhn thc 34 2.1.3. Quy trỡnh thit k bi toỏn nhn thc dy bi mi 2.1.4. Mt s dng bi toỏn nhn thc c thit k nghiờn cu ti liu mi 2.2 Quy trỡnh s dng bi toỏn nhn thc trong dy hc 2.2.1.Phng phỏp s dng trng nghiờn cu ti liu mi 2.2.2. Quy trỡnh s dng BTNT trong khõu dy hc kin thc mi 2.2.3. S dng cỏc BTNT ờ thit k cỏc bi lờn lp thuc chng DT v BD sinh hc 12 nõng cao 35 39 41 43 43 Chng III. Thc nghim s phm 4 3.1. Mục đích thực nghiệm 56 3.2. Nội dung thực nghiệm 56 3.3. Phương pháp thực nghiệm 56 3.4. Kết quả thực nghiệm 61 Phần thứ ba: Kết luận và đề nghị 1. Kết luận 66 2. Đề nghị 66 Tài liệu tham khảo 67 Phụ lục MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Do yêu cầu của đổi mới phương pháp dạy học hiện nay: từ phương pháp dạy học truyền thống mang tính thụ động, lấy giáo viên làm trung tâm, phương pháp chủ yếu là thuyết trình độc thoại, giãng giải, trò ghi chép tiếp thụ một cách thụ động đã và đang được thay thế bằng phương pháp dạy học tích cực (hoạt động hoá người học) dạy học lấy HS làm trung tâm, nhằm phát huy tính tích cực tự học và tiềm năng sáng tạo của học sinh. Vấn đề phát huy tính tích cực học tập của HS đã được đặt ra trong ngành giáo dục của nước ta từ những năm 1960. Nhưng cho đến những năm gần đây vấn đề này mới được toàn xã hội quan tâm, hưởng ứng. Trong hơn mười năm qua, cùng với sự đổi mới chung của đất nước, trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, sự thách thức trước nguy cơ tụt hậu trên đường tiến vào thế kỉ XXI bằng cạnh tranh trí tuệ để hòa nhập với cộng đồng khu vực và quốc tế, đòi hỏi sự đổi mới giáo dục THPT diễn ra toàn diện hơn, sâu sắc hơn. Từ việc đổi mới chương trình, nội dung đến việc đổi mới phương pháp dạy học và cả đổi mới việc kiểm tra đánh giá, trong đó sự đổi mới căn bản nhất là đổi mới phương pháp dạy và học. Ở nước ta công tác điều tra thực trạng dạy học nói chung và dạy học sinh học nói riêng của trường phổ thông cho thấy thời gian giành cho hoạt động của 5 HS trong một tiết học còn rất ít, hình thúc còn đơn điệu,đặc biệt là công tác tự lực với sách giáo khoa Chương trình sinh học ở bậc THPT chứa đựng một lượng kiến thức khá lớn về nhiều lĩnh vực sinh học. Trong đó có nội dung kiến thức đặc biệt quan trọng đó là phần di truyền học. Đây là kiến thức bản lề, bởi vì có hiểu được cấu trúc của vật chất di truyền ở cấp độ tế bào, cấp độ phân tử, sự vận động bên trong chúng bằng những cơ chế chính xác, sự tác động qua lại của các đại phân tử mới hiểu được sự biểu hiện của di truyền và sự biến đổi thông tin di truyền theo những quy luật xác định.Vì vậy sự sống được bảo tồn, phát triển và tiến hóa. Mặt khác hiểu biết về cấu trúc di truyền ở cấp độ phân tử, cấp độ tế bào mới cho phép đề xuất các phương pháp tạo giống mới có hiệu quả. Công nghệ sinh học có được những thành tựu vĩ đại như ngày nay phần lớn là nhờ những phát minh về sinh học tế bào, sinh học phân tử. Để tận dụng sách giáo khoa có hiệu quả, huy động tiềm lực phát triển tư duy logíc cho HS nhằm nâng cao hiệu quả dạy và học thì hiện nay có nhiều phương pháp theo hướng hoạt động hóa người học. Một trong những phương pháp đó mà chúng tôi sử dụng, trên cơ sở lấy HS làm trung tâm nhằm phát huy tính tích cực chủ động sáng tạo của HS là xây dựng BTNT làm phương tiện tổ chức cho HS tự lực giành lấy kiến thức. Xuất phát từ những lí do trên chúng tôi quyết định chọn đề tài “Xây dựng BTNT để dạy học chương 1: CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ sinh học 12- Nâng cao nhằm nâng cao hiệu quả dạy học” Đề tài nhằm bước đầu xây dựng một hệ thống BTNT và sử dựng chúng kết hợp với phương pháp đàm thoại ơristic, công tác tự lực với sách giáo khoa để tổ chức hoạt động dạy học, bằng việc giải các BTNT HS tự phát hiện ra kiến thức. 2. Mục đích nghiên cứu Xây dựng hệ thống BTNT phần kiến thức cơ chế DT và BD sinh học 12- nâng cao để sử dụng vào dạy học nhằm phát huy năng lực tự học, sáng tạo của HS qua các bài lên lớp 6 3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu Quy trình xây dựng và sử dụng BTNT phần kiến thức cơ chế DT và BD sinh học 12-nâng cao 3.2. Khách thể nghiên cứu GV và HS lớp 12 ở các trường: - Trường THPT Diễn Châu 4- Diễn Châu - Nghệ An. - Trường THPT Phan Đăng Lưu - Yên Thành - Nghệ An. - Trường THPT Diễn Châu 3 - Diễn Châu- Nghệ An. 4. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng được các BTNT dựa trên tiêu chuẩn và quy trình phù hợp và có biện pháp sử dụng hợp lý vào dạy học phần kiến thức cơ chế DT và BD - Lớp 12 nâng cao sẽ nâng cao được chất lượng dạy học. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu tình hình học tập của HS ở các trường THPT qua giải bài tập toán sinh học - Nghiên cứu cơ sở lí luận về năng lực tự học của HS và việc xây dựng, sử dụng BTNT nhằm phát huy năng lực tự học của HS trong dạy - HS học ở trường THPT. - Xây dựng quy trình xây dựng BTNT nhằm phát huy năng lực tự học của HS phần kiến thức DT và BD sinh học 12 nâng cao Phân tích mục tiêu, cấu trúc, nội dung phần cơ chế DT và BD -12 nâng cao làm cơ sở cho việc thiết kế hệ thống BTNT - Xây dựng hệ thống BTNT theo hướng hoạt động hóa người học nhằm phát huy năng lực tự học của HS trong dạy học phần kiến thức Chương 1 - Lớp 12 nâng cao. - Xây dựng các giáo án lên lớp chương cơ chế DT và BD sinh học 12 nâng cao bằng các BTNT để tổ chức quá trình học của HS 7 - Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi của việc sử dụng bộ BTNT trong dạy học phần kiến thức chương 1 – sinh học 12 nâng cao nhằm phát huy năng lực tự học của HS. 6. Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phối hợp các phương pháp sau đây 6.1. Nghiên cứu lý thuyết - Nghiên cứu các tài liệu về đường lối giáo dục, các chủ trương, nghị quyết triển khai giáo dục theo chương trình mới. Nghiên cứu triết học, dạy học của BTNT, các công trình cải tiến phương pháp dạy học theo tinh thần dạy học lấy HS làm trung tâm. - Nghiên cứu các tài liệu giáo khoa về di truyền học, xác định kiến thức nội dung trọng tâm của chương từ đó xác định đặc trưng và tiêu chuẩn, kỹ thuật thiết kế BTNT vào khâu dạy bài mới 6.2. Phương pháp điều tra - Điều tra tình hình dạy học sinh học ở trường THPT nhằm tìm hiểu thực trạng dạy học sinh học để thấy được ưu điểm và nhược điểm trong giãng dạy và học tập của GV và HS bằng phương pháp trắc nghiệm, phương pháp phỏng vấn, toạ đàm với GV và HS - Tiến hành tìm hiểu tình hình giãng dạy về phần “cơ sở vật chất và cơ chế di truyền” thông qua việc dự giờ, rút kinh nghiệm sau khi giãng, có ghi biên bản chi tiết để tiện cho việc phân tích. Chúng tôi đi sâu vào mấy khía cạnh cơ bản có liên quan tới nội dung nghiên cứu, kiến thức trọng tâm, phương pháp giãng dạy, khả năng vận dụng vào các khâu trong quá trình dạy học, khả năng huy động tích cực tự giành lấy kiến thức của HS trên lớp. 6.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm: các lớp thực nghiệm và đối chứng được chọn có trình độ tương đương nhau dựa vào kết quả học tập trước đó. Việc bố trí thực nghiệm và đối chứng được tiến hành song song và bố trí thuận nghịch. 8 - cỏc lp thc nghim v i chng c kim tra theo ch nh nhau bng nhng kim tra ging nhau cho mi phng ỏn kim tra v c thc hin nhiu ln trong v sau quỏ trỡnh thc nghim 6.4. Phng phỏp thng kờ toỏn hc-x lý s liu - Phân tích số liệu thu đợc từ điều tra và thực nghiệm s phạm. - So sánh, kiểm định và đánh giá kết quả và đa ra kết luận. - Tính các tham số đặc trng trong toán thống kê. + Tỷ lệ %: Để đánh giá kết quả học tập trên các mặt nắm vững tri thức kỹ năng, giáo dục của HS, của một tập thể để làm cơ sở cho việc so sánh kết quả gắn liền giữa các lớp với nhau. + Giá trị trung bình X : Đặc trng cho sự tập trung của số liệu, nhằm so sánh mức học trung bình của HS ở các nhóm thực nghiệm với đối chứng. Trong đó x i : giá trị của từng điểm số nhất định. n i : Số bài có điểm số đạt n i. n: Tổng số bài làm. + Sai số trung bình cộng. Trong đó: s là độ lệch đo mức phân tán của số liệu quanh giá trị trung bình, đợc tính theo công thức: + Độ lệch tiêu chuẩn: Là tham số đo mức độ phân tán của kết quả học tập của HS quang giá trị X . S càng nhỏ chứng tỏ kết quả học tập của HS phân tán quanh giá trị X càng ít và ngợc lại. + Hệ số biến thiên: Là tham số so sánh mức độ phân tán của các số liệu. Hệ số biến thiên khá tập trung và ngợc lại. 9 X = n 1 = k n 1 x i n i m = n s S 2 = = k i n 1 1 (x i - X ) 2 ni C V(%) = 100. X s + Kiểm định độ tin cậy về sự chênh lệch của 2 giá trị trung bình cộng của thực nghiệm (TN) và đối chứng (ĐC) bằng đại lợng kiểm định t d theo công thức. t d = Sd X - Sd X Với S d = 2 2 2 1 2 1 n S n S + TN X , TN X : Là các điểm số trung bình cộng của các bài làm theo phơng án TN và ĐC. n 1 , n 2 : là số bài làm trong mỗi phơng án. Giá trị tới hạn của t d và t tìm đợc trong bảng phân phối Stuđent với = 0, 05 và bậc tự do f = n 1 + n 2 2. Nếu td t thì sự khác giữa TN X và TN X là có nghĩa. 7. Gii hn ti Nghiờn cu xõy dng v cỏch s dng BTNT thuc kin thc chng c ch BD v DT sinh hc 12 (nõng cao) khõu nghiờn cu ti liu mi. 8. Nhng úng gúp mi ca ti: - Gúp phn lm sỏng t c s lớ lun v vai trũ v ý ngha ca vic s dng BTNT vo trong dy hc - xut cỏc nguyờn tc v quy trỡnh xõy dng v s dng BTNT trong khõu dy hc kin thc mi - S dng BTNT thit k cỏc giỏo ỏn cho cỏc bi lớ thuyt chng c ch di truyn v bin d. 9. Cu trỳc ca lun vn Ngoi phn m u v kt lun, lun vn c chia lm 3 chng: - Chng I. C s lý lun v c s thc tin ca vic xõy dng v s dng BTNT trong dy hc 10