Skkn xây dựng các bài toán nhận thức trong chương trình sinh học 12 nhằm phát triển năng lực nghiên cứu khoa học của học sinh

THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN 1 Tên sáng kiến XÂY DỰNG CÁC BÀI TOÁN NHẬN THỨC TRONG CHƢƠNG TRÌNH SINH HỌC 12 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA HỌC SINH 2 Lĩnh vực áp dụng sáng kiến Môn S[.]

THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN XÂY DỰNG CÁC BÀI TỐN NHẬN THỨC TRONG Tên sáng kiến: CHƢƠNG TRÌNH SINH HỌC 12 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA HỌC SINH Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Môn Sinh học Thời gian áp dụng sáng kiến: Từ ngày 05 tháng 09 năm 2012 đến ngày 07 tháng 03 năm 2015 Tác giả: Họ tên: Trần Thị Thanh Xuân Năm sinh: 1979 Nơi thường trú: Lô 30 – Lê Văn Hưu - Khu thị Hịa Vượng Trình độ chun mơn: Thạc sĩ Chức vụ cơng tác: Tổ phó tổ chun mơn Nơi làm việc: Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong Địa liên hệ: Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - 76 Vị Xuyên Điện thoại: 0982826215 Đồng tác giả: Không có Đơn vị áp dụng sáng kiến: Tên đơn vị: Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong Địa chỉ: 76 Vị Xuyên – Nam Định Điện thoại: 0350 3640297 skkn XÂY DỰNG CÁC BÀI TỐN NHẬN THỨC TRONG CHƢƠNG TRÌNH SINH HỌC 12 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA HỌC SINH I Điều kiện hoàn cảnh tạo sáng kiến Trong đổi giáo dục, hầu khắp nước giới r t quan t m đến ồi dư ng c phát hi n v gi i v n đ cho học sinh thông qua môn học, th hi n đ c i t r n t quan m tr nh y kiến th c v phư ng pháp dạy học thông qua chư ng tr nh, sách giáo khoa Ở Vi t Nam, định hướng đổi n v to n di n giáo dục nước ta giai đoạn hi n “chuy n mạnh tr nh giáo dục từ chủ yếu trang ị kiến th c sang phát tri n to n di n c v phẩm ch t người học” ác Nghị H i nghị ần th tư khoá VII (1993), ần th hai khoá VIII (1997) an ch p h nh Trung ng Đ ng ng s n Vi t Nam v Lu t Giáo dục đ nêu r : “Cuộ h mạng v phương ph p gi o ụ hư ng vào người họ r n luyện ph t triển khả suy nghĩ khả giải quy t v n đ h động độ l p s ng tạo ng y qu trình họ t p nhà trường ph th ng p ụng nh ng phương ph p gi o ụ i ng l tư uy s ng tạo l giải quy t v n đ (Văn ki n H i nghị ần th hai an h p h nh Trung ng khóa VIII, Nx hính trị Quốc gia, H N i, tr.41) Trong hiến ược phát tri n giáo dục 2011 - 2020 đ Thủ tướng Nguyễn t n Dũng phê t nêu r : “Tiếp tục đổi phư ng pháp dạy học v đánh giá kết qu học t p, rèn uy n theo hướng phát huy tính tích c c, t giác, chủ đ ng, sáng tạo v c t học người học” ác d án phát tri n Giáo dục ti u học, Trung học c sở v Trung học phổ thông nước ta hi n th c hi n đổi Giáo dục theo định hướng II Mô tả giải pháp 2.1 Thực trạng Mẫu phiếu u tra năm 2013 trường THPT chuyên Vĩnh Phúc, THPT chuyên Bắc Giang, THPT chuyên Nam Định, THPT chuyên Hòa nh đ cho th y, phần lớn giáo viên chưa nh n th c đầy đủ v khái ni m c chưa quan t m đến vi c rèn c cho học sinh skkn Tuy nhiên, kĩ c u th nh c nhi u giáo viên rèn luy n Đ c bi t, v o đầu năm học 2014 – 2015, B Giáo dục v đ o tạo tổ ch c t p hu n Đổi phư ng pháp dạy học v đánh giá c học sinh đ có tác đ ng tích c c đến vi c gi ng dạy v đánh giá giáo viên Qua phân tích kết qu u tra nh n th y, đa số giáo viên cho rằng, vi c rèn luy n c nghiên c u khoa học chủ yếu nhi m vụ gi ng viên trường ao đẳng, Đại học Do v y, vi c rèn luy n c nghiên c u khoa học cho học sinh c p THPT chưa th c s quan tâm Tuy nhiên, m t số kỹ gi i v n đ , viết báo cáo, thuyết trình đ giáo viên rèn luy n m c đ nh t định 2.2 Mơ tả giải pháp sau có sáng kiến Từ năm 2006 – 2010, Vi t Nam có sáng chế đăng ký Mỹ, trung bình năm có ằng sáng chế Trong đó, năm 2011, khơng có sáng chế n o đăng ký Những số đ ph n ánh c nghiên c u khoa học Vi t Nam nhi u hạn chế Phát tri n c nói chung v c nghiên c u khoa học học sinh vi c làm cần thiết, phù hợp với chủ trư ng v định hướng đổi giáo dục Với đối tượng học sinh chuyên vi c phát tri n c nghiên c u khoa học r t cần thiết, nhằm phát hi n bồi dư ng nhà khoa học chuyên ngành tư ng Nghiên c u khoa học m t hoạt đ ng tìm kiếm, xem x t, u tra, ho c thử nghi m D a số li u, tài li u, kiến th c,… đạt từ thí nghi m nghiên c u khoa học đ phát hi n v b n ch t s v t, v giới t nhiên xã h i, v đ sáng tạo phư ng pháp v phư ng ti n kỹ thu t cao h n, giá trị h n on người muốn làm nghiên c u khoa học ph i có kiến th c nh t định v ĩnh v c nghiên c u ph i rèn luy n cách làm vi c t l c, có phư ng pháp từ lúc ngồi ghế nh trường Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN Tổng quan nghiên cứu lực nghiên cứu khoa học, toán nhận thức mối quan hệ 1.1.1 Năng c 1.1 skkn - Khái ni m Khái ni m “năng c” (tiếng Anh: competence) nhà ngôn ngữ học người Mỹ N Chomsky sử dụng đ c ngôn ngữ m t thành viên m t c ng đồng ngơn ngữ n o đó, đ đối l p với khái ni m “ngữ thi” (performance) t c kết qu m t hoạt đ ng ngơn ngữ Sau đó, nh ý u n dạy học ngoại ngữ sử dụng r ng rãi thu t ngữ n y đ m t c n o tr nh ĩnh h i ngơn ngữ đích Trong ý lu n dạy học nói chung, khái ni m “năng c” có nhi u định nghĩa khác X Rogiers đ mơ h nh hố khái ni m c th nh kĩ h nh đ ng n i dung cụ th m t loại tình hoạt đ ng: “Năng c s tích hợp kĩ tác đ ng m t cách t nhiên lên n i dung m t loạt tình cho trước đ gi i v n đ tình n y đ t ra” Năng c kh cá nh n đáp ng yêu cầu ph c hợp th c hi n thành công nhi m vụ m t bối c nh cụ th ” (OE D, 2002) Năng c xây d ng c sở tri th c, thiết l p qua giá trị, c u trúc kh năng, h nh th nh qua tr i nghi m/củng cố qua kinh nghi m, hi n th c hóa qua ý chí (John Erpenbeck 1996) Năng c kh v kĩ nh n th c vốn có cá nhân hay có th học được… đ gi i v n đ đ t cu c sống Năng c h m ch a tính sẵn s ng h nh đ ng, đ ng c , ý chí v trách nhi m xã h i đ có th sử dụng m t cách thành cơng có trách nhi m gi i pháp tình thay đổi (Weinert, 2001) Năng c người học kh m chủ h thống kiến th c, kĩ năng, thái đ phù hợp với l a tuổi v n hành (kết nối) chúng m t cách hợp lí vào th c hi n thành cơng nhi m vụ học t p, gi i hi u qu v n đ đ t cho em cu c sống (Nguyễn Công Khanh, 2013) “Năng c kh cá nh n đáp ng yêu cầu ph c hợp th c hi n thành công nhi m vụ m t bối c nh cụ th ” Năng c cần xác định m t loạt tình nhi m vụ ph i làm chủ đánh giá có th th c hi n cách đối đầu với sinh viên với m t mẫu (cuối mơ phỏng) tình C u trúc c skkn Năng c học sinh m t c u trúc đ ng (trừu tượng), có tính mở, đa thành tố, đa tầng b c, hàm ch a khơng kiến th c, kĩ năng, m c ni m tin, giá trị, trách nhi m xã h i th hi n tính sẵn s ng h nh đ ng em môi trường học t p phổ thông u ki n th c tế thay đổi xã h i Các loại c + Năng c chung: nhóm nước khác có c chung khác hư ng tr nh Vi t Nam sau 2015 có c chung chia nhóm Năng c chung c c n, thiết yếu đ người có th sống làm vi c nh thường xã h i Những c chung n y hình thành phát tri n iên quan đến nhi u mơn học, có nước gọi c xun chư ng tr nh Mỗi c chung cần: a) Góp phần tạo nên kết qu có giá trị cho xã h i c ng đồng; b) Giúp cho cá nh n đáp ng đòi hỏi m t bối c nh r ng lớn ph c tạp; c) Chúng có th khơng quan trọng với chuyên gia, r t quan trọng với t t c người ó c sau đ y nhi u nước đ xu t/l a chọn, gồm: (1) Tư phê phán, tư ogic; (2) Sáng tạo, t chủ; (3) Gi i v n đ ; (4) Làm vi c nhóm - quan h với người khác; (5) Giao tiếp, làm chủ ngơn ngữ; (6) Tính tốn , ng dụng số; (7) Đọc - viết (literacy); (9) Công ngh thông tin- truy n thông (ICT) Trong d th o “Mục tiêu chuẩn chư ng tr nh giáo dục phổ thông sau năm 2015”, Vi t Nam đ xu t c chung chia th nh nhóm c Mỗi môn học tham gia rèn luy n c chung m c đ khác + Năng c đ c thù môn Sinh học: Theo nghiên c u đ xu t trường Đại học Victoria (Úc) h thống c Sinh học bao gồm nhóm c sau: * Tri th c v sinh học (Biology knowledge): Kiến th c v kĩ cần thiết đ có th đ m nh n m t công vi c ĩnh v c sinh học (giáo viên sinh học, nhà nghiên c u sinh học) ho c có th tiếp tục học sau đại học v ĩnh v c sinh học - Kiến th c v s đa dạng sinh học c p đ từ gen, tế o, c quan, c th , s tư ng tác cá th , quần th , quần xã h sinh thái skkn - Hi u biết v nguyên lí di truy n v c chế dẫn đến s đa dạng (quy u t di truy n Menđen, di truy n phân tử, di truy n quần th …) - Áp dụng nguyên lí học thuyết v c chế tiến hoá đ gi i thích s đa dạng sinh học - Hi u biết v c u trúc ch c th c v t, đ ng v t - Sử dụng kiến th c v ĩnh v c tốn học, v t lí, hóa học đ gi i v n đ liên quan sinh học - Hi u biết v lịch sử nghiên c u sinh học vai trò to lớn sinh học xã h i * Năng c nghiên c u: Hi u biết sử dụng nguyên lí phư ng pháp nghiên c u khoa học, áp dụng phư ng pháp th c nghi m đ gi i v n đ khoa học - Nghiên c u lí thuyết: Tổng hợp tài li u v đánh giá tài li u khoa học - Thu th p số li u, ch ng khoa học thông qua vi c quan sát th c nghi m, đ xu t v n đ nghiên c u - Đ xu t gi thuyết có kh ki m ch ng th c nghi m, d đoán kết qu nghiên c u - Thiết kế thí nghi m đ ki m ch ng gi thuyết - Biết cách quan sát ghi chép, thu th p số li u, kết qu nghiên c u - Sử dụng toán xác xu t thống kê đ ph n tích v đánh giá li u thu được, từ đưa kết lu n phù hợp - Rút kết lu n - Truy n đạt kết qu ý tưởng rõ ràng có hi u qu vào báo cáo khoa học, văn b n thuyết trình - Th hi n m t m c đ hi u biết sâu sắc v nghiên c u cách đ xu t ước tư ng cần thiết đ tiếp tục mục tiêu thí nghi m * Năng c th c địa: Sử dụng quy tắc v kĩ thu t an to n đ th c hi n nghiên c u mơi trường - D đốn, p kế hoạch th c địa - Chuẩn bị phư ng ti n, thiết bị cần thiết đ th c địa - Sử dụng b n đồ th c địa v xác định vị trí cần nghiên c u môi trường skkn - Sử dụng thiết bị th c địa đ quan sát, xác định thông số, thu th p xử lí mẫu * Năng c th c hi n phòng thí nghi m: Sử dụng quy tắc v kĩ thu t an to n đ th c hi n nghiên c u phịng thí nghi m - Th c hi n quy tắc an toàn phịng thí nghi m - V n hành máy móc phịng thí nghi m theo quy tr nh - Sử dụng thành thạo thiết bị thí nghi m thích hợp - Tìm lỗi tối ưu hóa phư ng pháp v kĩ thu t - Th c hi n kĩ c n liên quan thí nghi m theo phư ng pháp v thủ tục tiêu chuẩn Theo chuẩn c HL Đ c, c người học cần đạt học Sinh học bao gồm: - Kiến th c môn học: Hi n tượng sinh học, khái ni m, nguyên tắc, biết s ki n khái ni m c n liên quan - Nghiên c u khoa học: Quan sát, so sánh, thử nghi m, sử dụng mơ hình áp dụng kĩ thu t làm vi c - Truy n thông: Thiết l p v trao đổi thông tin đ c p đến môn học - Đánh giá quy chuẩn: Công nh n v đánh giá hi n trạng sinh học bối c nh khác Theo tác gi Phan Thị Thanh H i v Trần Khánh Ngọc trường phổ thông, c chuyên ng nh Sinh học m học sinh cần đạt : Năng c kiến th c Sinh học; Năng c nghiên c u khoa học (Năng c quan sát, c th c nghi m) v Năng c th c hi n phịng thí nghi m - Năng c kiến th c sinh học ao gồm kiến th c v c u tạo c th th c v t, đ ng v t, người; kiến th c v hoạt đ ng sống th c v t, đ ng v t; kiến th c v đa dạng sinh học; kiến th c v quy u t di truy n, tiến hoá v sinh thái học Kiến th c v Sinh học h thống: c p đ từ ph n tử - tế o - c th - quần th / o i - quần x / h sinh thái - sinh quy n - Năng c nghiên c u khoa học ao gồm: Năng c quan sát v c th c nghi m - Năng c th c hi n phịng thí nghi m ao gồm kĩ như: Kĩ sử dụng kính hi n vi; kĩ th c hi n an to n phịng thí nghi m; kĩ thiết kế m t số tiêu n đ n gi n; kĩ o qu n m t số mẫu v t th t 1.1.2 Năng c nghiên c u khoa học skkn * Khái niệm lực nghiên cứu khoa học - Khoa học: Từ “khoa học” xu t phát từ tiếng Latin “Scienta”, nghĩa tri th c Theo We ter’s New o egiste Dictionary, “Khoa học” định nghĩa “những tri th c đạt qua kinh nghi m th c tế nghiên c u” Theo Pieere Auger, khoa học h thống tri th c v loại quy lu t v t ch t s v n đ ng v t ch t, quy lu t t nhiên, xã h i, tư Tri th c khoa học tri th c tích ũy qua hoạt đ ng nghiên c u nghiên c u khoa học, thông qua kết qu vi c quan sát, thí nghi m hi n tượng, s ki n, hoạt đ ng x y hoạt đ ng xã h i hoạt đ ng t nhiên D a v o đối tượng nghiên c u khoa học, có th phân loại khoa học thành: khoa học t nhiên khoa học trừu tượng (khoa học xác); khoa học kĩ thu t công ngh (kĩ thu t n tử, kĩ thu t di truy n), Theo J Beillerot (1991), nước phư ng T y, từ “khoa học” dùng chung với từ “nghiên c u” từ năm 1930, đ m t hoạt đ ng tu n thủ m t quy tr nh ch t chẽ v khách quan nhằm t m hi u v n đ m nh khoa học quan t m V thế, vi c t học v phư ng pháp nghiên c u khoa học u ki n u c nh khoa học Nghiên c u khoa học m t quy tr nh ch t chẽ ao gồm nhi u công đoạn, nhi u thao tác v nhi u yêu cầu khác Trong Từ n Nghiên c u khoa hc, Lefranỗois (1991) nh ngha hot ng n y sau: “Nghiên c u khoa học hoạt đ ng có h thống v ch t chẽ ao h m m t phư ng pháp u n nghiên c u phù hợp với m t h v n đ nhằm t m hi u m t hi n tượng, gi i thích hi n tượng v khám phá m t số quy u t Nghiên c u khoa học n i đối chiếu ti n gi định ý thuyết th c tế c m nh n’ Theo ei erot, x t góc đ hoạt đ ng nghiên c u v hoạt đ ng trí tu , nghiên c u khoa học ao gồm tiêu chí sau đ y: - Tiêu hí 1: hoạt động sản sinh r ki n thứ m i - Tiêu hí 2: quy trình hặt hẽ - Tiêu hí 3: phải ó ng ố k t - Tiêu hí : phải ó nh n xét phê ph n v ngu n gố phương ph p h thứ ti n hành ủ nghiên ứu - Tiêu hí 5: phải ó tính hệ thống việ thu th p liệu skkn - Tiêu hí 6: phải ó iễn giải nghiên ứu theo lý thuy t hành xây ng v n đ nghiên ứu ũng iễn giải liệu nghiên ứu Đ có th m nghiên c u khoa học được, người nghiên c u ph i m chủ nhi u phư ng pháp nghiên c u khác nhau, tùy theo tính ch t đ t i, mục tiêu nghiên c u, cách tiếp c n nghiên c u ao trùm phư ng pháp phư ng pháp khoa học, GS Lê Th nh Khôi định nghĩa sau: “Phư ng pháp khoa học chủ yếu không đưa kết u n n o m khơng có ch ng c ; ph i d a kết qu cụ th , ki m soát m t cách khách quan ch không ph i d a ý kiến cá nh n thường xu t phát từ kinh nghi m hạn hẹp; ph i ph n i t i u v s diễn dịch i u đó, khơng gị s vi c v o ý thuyết m ph i u chỉnh ý thuyết cho phù hợp với s vi c; ph i có tính phê phán, nghĩa ph i ch p nh n vi c xem x t ại ý thuyết, đ ho n chỉnh đến đ u nữa” (Lê Th nh Khôi, 1981, dẫn ại từ Tsafak G., 2001, tr.77) Theo tác gi Trần Thanh Ái, mục tiêu nghiên c u khoa học s n sinh kiến th c V thế, nh khoa học ph i có đủ kiến th c đ phát hi n ranh giới “cái đ iết” khoa học v chưa iết Đ đạt u n y, cá nh n ph i t học đ ổ sung kiến th c khoa học chuyên ng nh reswe định nghĩa: “Nghiên c u m t tr nh có ước thu th p phân tích thơng tin nhằm gia tăng s hi u biết v m t chủ đ hay m t v n đ ” Nó bao gồm a ước: Đ t câu hỏi, thu th p li u đ tr lời cho câu hỏi, trình bày câu tr lời cho câu hỏi Nghiên c u khoa học (scientific research) d a vào vi c ng dụng phư ng pháp khoa học, khai thác trí tị mị Hình th c nghiên c u cung c p thông tin lý thuyết khoa học nhằm gi i thích b n ch t tính ch t giới Nó có th giúp tạo ng dụng th c tiễn Hoạt đ ng nghiên c u khoa học tài trợ c quan quy n, tổ ch c tài trợ, v nhóm tư nh n, bao gồm nhi u cơng ty Hoạt đ ng nghiên c u khoa học có th phân loại tùy theo ĩnh v c học thu t ng dụng Nghiên c u khoa học m t tiêu chí sử dụng r ng r i đánh giá vị m t cở sở học thu t Theo tác gi Nico e We nitz & Jürgen Mayer, c nghiên c u khoa học ao gồm: Đ t câu hỏi Đưa gi thuyết skkn Thiết kế: Lên kế hoạch, th c hi n thu th p li u Đánh giá M t số tác gi ại cho rằng, phư ng pháp nghiên c u khoa học nói chung m t tr nh t gồm sáu ước sau ác ước c n : Đặt vấn đề, mục đích, câu hỏi nghiên cứu Đ t v n đ hay c u hỏi nghiên c u phần quan trọng nh t phư ng pháp nghiên c u khoa học Mỗi m t phần d án ạn th c hi n đ tr ời c u hỏi n y ác c u hỏi nghiên c u h nh th nh m t tuyên ố v gọi “v n đ ” ho c “B o o v n đ ’’ mục tiêu hay ý tưởng m ạn cố gắng đ ki m ch ng g ? c u hỏi khoa học m ạn cố gắng tr ời g ? Những giả định Gi định m t dạng d áo, h nh th nh m t tuyên ố m ạn đ nghị đ dẫn tới c u tr ời cho c u hỏi nghiên c u Gi i thích m t cách thuyết phục d án m ạn sử dụng đ ch ng minh cho mục đích m nh ạn nên cố gắng tr nh y kỹ v kết u n có thông qua đo ường Không ph i úc n o kết u n ạn phù hợp với gi thuyết ạn Danh mục tài liệu Danh sách t t c v t tư thiết ị sử dụng nghiên c u ho c thử nghi m Danh sách t i i u ạn ph i ao gồm tr nh t t t c thao tác Trình tự L mơ t chi tiết, ước v cách ạn th c hi n thử nghi m H y mô t r r ng cách m ạn khống chế iến số ước m n o ạn y kết qu cuối thông qua đo ường đ ch ng minh hay ác ỏ gi thuyết m nh ác tiến tr nh m ạn th c hi n nên đúc kết theo m t phư ng pháp m theo m t người khác dễ d ng nên có th th c hi n ại H nh nh mô t thao tác hi n r ng hi n thị ạn Tầm quan sát, liệu, kết ác kết qu thường h nh th c m t tuyên ố đ gi i thích ho c diễn gi i i u Kết qu thu dạng i u thô, đồ thị, kết u n rút từ i u ạn có H nh nh có th sử dụng đ y Kết luận skkn Khi học sinh gi i toán nh n th c t m nguồn tri th c cho học sinh quy trình chuy n vào b nhớ thơng qua thao tác tư ogic Nhi m vụ giáo viên tạo tình đ người học đưa tri th c đ tích ũy đ v n dụng vào m t mục đích n o Đi u hết s c cần thiết, yếu tố quan trọng giúp cho học sinh tr nh đ nh n th c n o iết v n dụng vào th c tiễn Bài toán nh n th c coi i n pháp tích c c đ học sinh tiếp thu tri th c Các toán nh n th c ch a đ ng yêu cầu, đòi hỏi học sinh ph i đ xu t gi thuyết Trên c sở đánh giá gi thuyết, học sinh t đánh giá kiến th c m c đ nào, cần bổ sung cần ph i hợp tác với bạn è nào? Từ rèn uy n bi n pháp đ nh n th c giới khách quan biết giới khách quan không cho sẵn mà muốn nh n th c cần ph i tạo cho m t quy trình tiếp nh n ph i biết mổ xẻ đ phân loại d u hi u b n ch t không b n ch t, đưa hi u b n ch t theo m t quy tr nh đ b c l kiến th c cần ĩnh h i Bài toán nh n th c thúc đẩy tính tích c c học sinh Bài tóan nh n th c kích thích định hướng rèn phư ng pháp nghiên c u tài li u Ở đ y, ch a đ ng c v n đ đ iết v n đ chưa iết m đòi hỏi người học cần khám phá chưa iết kết lu n Vì v y, tốn nh n th c phư ng ti n tốt nh t, hi u qu nh t giúp học sinh t giác nghiên c u tài li u, thu th p tài li u, phân tích v rút kết lu n cho v n đ nghiên c u 1.2 Cơ sở thực tiễn 1.2.1 Đ c m v tâm lí l a tuổi đ c bi t từ đ c m v c tư v nh n th c học sinh trung học phổ thông Học sinh trung học phổ thông l a tuổi 16-18 giai đoạn phát tri n c v th ch t tâm hồn có kh t ý th c, t đánh giá, t u chỉnh hoạt đ ng học t p; tri giác có chủ định chiếm ưu thế, c ghi nhớ tăng ên r r t, s t p trung ý cao h n v có kh di chuy n, ý tốt: hoạt đ ng học t p hướng vào tho mãn nhu cầu nh n th c,… M t khác, tiếp xúc với nhi u môn học, nhi u thầy, cô giáo, nhi u phư ng pháp dạy học,… nên đòi hỏi em ph i có biến chuy n lớn v c quan sát, ghi nhớ, tư ơgic, tính đ c l p, kiên tr , tư phê phán,… Những đ c m tạo u ki n thu n lợi cho skkn vi c hình thành phát tri n c gi i v n đ , c nghiên c u khoa học 1.2.2 Đ c m học sinh trường THPT chuyên D a kết qu nghiên c u B Giáo dục v Đ o tạo năm 2013 v số IQ, AQ, EQ học sinh trường THPT chuyên đ cho th y, đối tượng học sinh có tư ogic, kh nh n th c tốt v đ c bi t số vượt khó tư ng đối cao Chƣơng 2: THIẾT KẾ BÀI TOÁN NHẬN THỨC VÀ VẬN DỤNG 2.1 Nguyên tắc thiết kế toán nhận thức Bài toán nhận thức phải chứa quy trình cơng nghệ nhận thức ứng dụng vào thực tiễn Bài toán nh n th c ph i đ m b o gi i toán học sinh ph i rút nhi u kiến th c nh t, nhi u quy trình cơng ngh nh t tạo “vốn” cho người gi i Vốn quy trình cơng ngh đ đến vi c nh n th c kiến th c Muốn v y, tốn nh n th c ph i có nhi u đại ượng, nhi u mối quan h ác đại ượng ph i ch a đ ng ph i ch a đ ng s ki n cụ th ho c dạng ti m ẩn thơng qua vi c tìm tịi, gắn nối, l p lu n logic d a v o c m nh đ hi u gi thiết đ ác đại ượng vốn có đ không ph i s ki n riêng lẻ mà chúng ph i có mối quan h hữu c với Từ b n ch t nh n th c m t tri th c n o đó, thơng qua i tốn nh n th c, d a vào tri th c có th phát hi n hàng loạt tri th c mới, đ m b o người học ph i áp dụng tri th c vào th c tiễn, mở r ng nâng c p tri th c đ có th gi i tình th c tiễn Ví dụ: Bài toán nh n th c v phép lai m t c p tính trạng Menđen, từ kết qu ki u hình F2 tính trạng tr i : tính trạng l n Menđen phát hi n s v n đ ng nhân tố di truy n tế bào F1 đồng đ u v giao tử Bài toán nhận thức phải có tính khái qt cao Bài tốn nh n th c gồm t p cụ th phù hợp nằm tọa đ nh t định, với tr nh đ nh n th c người học, phù hợp với mục đích người dạy H tọa đ toán nh n th c r ng th tính khái quát c ng cao v ý nghĩa dạy học lớn Đi u bi u hi n rõ toán nh n th c v ADN, ARN, skkn Prôtêin: c u trúc phù hợp với ch c năng, mối quan h gen prôtein thơng qua mARN Bài tốn nh n th c c ng đ c trưng, ngắn gọn, n hình logic m c đ khái quát cao Bài tốn nhận thức có khả huy động tính sáng tạo Bài tốn nh n th c khơng dừng lại hi u biết đ n ẻ mà ph i có nhi u kh huy đ ng tính sáng tạo học sinh Trong vi c sử dụng toán nh n th c đ phát tri n c nghiên c u khoa học cho học sinh th đ y m t yêu cầu bắt bu c, có kh sáng tạo giúp nhà khoa học phát hi n gi i v n đ Bài tốn nhận thức phải có đủ yếu tố kích thích tính tích cực người học Các gi thiết toán ph i bao gồm c tri th c cũ v tri th c Hai n i dung ph i có tỷ l tư ng ng cho đủ kích thích người học v n dụng trí sang tạo, h ng khởi, t tin tạo m t quy tr nh đ xâu chuỗi kiến th c riêng rẽ từ gi thiết, tạo m t chuỗi ogic h nh đ ng đ t m đáp số toán, t c kiến th c cần ĩnh h i Mục đích dạy học không dừng lại vi c dạy kiến th c mà quan trọng h n dạy phư ng pháp t chiếm ĩnh tri th c, t học, t nghiên c u suốt đời Bài toán nhận thức phải đảm bảo thiết lập quy trình cơng nghệ hợp lí Khi xây d ng tốn nh n th c th người học ph i có đủ tri th c, nguồn tư li u, từ gia công tư i u tạo bi n pháp nh n th c h nh th nh c thiết kế quy trình cơng ngh đ t m đáp số to án từ logic ch a đ ng m t cách ti m ẩn n i dung tốn 2.2 Quy trình thiết kế tốn nhận thức Bƣớc 1: Ph i xem xét nguồn kiến th c cần đưa v o i toán Kiến th c thu c loại (khái ni m, c chế, trình, quy lu t) kiến th c học sinh đ iết, kiến th c học sinh chưa iết, kiến th c tổng hợp liên môn Bƣớc 2: Tách nhỏ kiến th c ch a đ ng i toán th nh đ n vị c n Mỗi đ n vị có ch c riêng ph i có mối quan h m t thiết với Vì v y, xây d ng toán nh n th c, người giáo viên ph i thiết l p quy trình cơng ngh đ tháo rời b ph n lắp ráp thành tổng th chung skkn Đ phát tri n c nghiên c u cho học sinh, toán nh n th c ph i ch a đ ng v n đ nghiên c u đ học sinh phát hi n v n đ , đ xu t hướng nghiên c u gi i pháp th c hi n Vì v y, gi thuyết kết lu n toán nh n th c đ u v n đ chưa tường minh với người học, gi thuyết u đ iết kết lu n u cần tìm Gi thiết v n đ học sinh ph i t tìm hi u nên người giáo viên cần ph i gia công số biết chưa iết cho đủ ngư ng kích thích người học Người giáo viên ph i có bi n pháp định hướng đ giúp người học biến đổi dần v n đ chưa iết từ gi thiết thành v n đ tường minh Dƣới số toán nhận thức nhằm phát triển số kỹ lực nghiên cứu khoa học học sinh: Bài toán 1: Trong thí nghiệm sinh th i th đị họ sinh ti n hành loại ỏ loài động v t r khỏi khu v thí nghiệm g m nhi u loài th v t quần xã S u số năm qu y lại đ nh gi số lượng lồi th v t khu v thí nghiệm họ sinh nh n th y số lượng loài th v t giảm nhi u so v i trư ti n hành thí nghiệm ) Mụ đí h thí nghiệm ủ họ sinh gì? K t thu đượ ó đ p ứng đượ mụ tiêu đ r h y kh ng? Giải thí h ) Hãy đư r giả thuy t giải thí h s suy giảm số lượng lồi thí nghiệm n u th y ần thi t m tả thí nghiệm hứng minh giả thuy t ủ Trả lời a - Mục đích thí nghi m học sinh nêu i t m hi u vai trò sinh thái o i đ ng v t tác đ ng tới quần th th c v t sao, i u o i có ph i o i ưu hay o i chủ chốt ( o i có nh hưởng sinh thái mạnh tới o i khác quần x ) hay khơng - Kết qu thí nghi m thu không đáp ng mục tiêu đ v học sinh khơng thiết kế đối ch ng đ so sánh m ại so với số ượng o i trước tiến h nh thí nghi m - Đi u n y khơng xác v có th thời gian tiến h nh thí nghi m nhi u yếu tố khác môi trường không thu n ợi m gi m ớt số ượng o i th c v t khu thí nghi m skkn b - Kết qu cho th y số ượng o i th c v t suy gi m có th tác đ ng vi c oại ỏ o i đ ng v t khỏi khu thí nghi m khiến cho m t số o i th c v t trở nên có ưu cạnh tranh h n với o i khác - S cạnh tranh n y cạnh tranh oại trừ dẫn đến oại trừ m t số o i k m kh cạnh tranh h n khỏi khu v c thí nghi m Tuy nhiên, vi c iến m t m t số o i khu thí nghi m có th yếu tố khác môi trường trở nên t ợi cho m t số ời th c v t - Đ iết nguyên nh n xác, cần ph i thiết p thí nghi m có di n tích, số ượng o i th c v t với m t đ v u ki n khác môi trường y h t ô đối ch ng, ngoại trừ ô đối ch ng th đ o i đ ng v t cịn thí nghi m th r o ại đ cách i khu v c thí nghi m với o i đ ng v t ta quan tâm - Nếu kết qu thí nghi m kết qu ạn học sinh đ m th o i đ ng v t o i chủ chốt có vai trị quan trọng khống chế o i th c v t ưu Khi o i đ ng v t khống chế o i th c v t có ưu ị oại ỏ khỏi khu thí nghi m th o i ưu phát tri n mạnh có kh cạnh tranh tốt dẫn đến oại trừ m t số o i khác (cạnh tranh oại trừ) → Bài toán rèn đƣợc kỹ phân tích, đánh giá kết thí nghiệm có phù hợp với giả thuyết đề hay khơng, đồng thời giúp cho học sinh định hƣớng hƣớng thiết kế thí nghiệm để chứng minh phù hợp với giả thiết Bài toán 2: Trên nh đ ng có lồi cỏ sinh sống Để xem xét thành phần lồi cỏ có bị th y đ i hay khơng bón thêm loại phân nh t định nh đ ng cần phải bố trí thí nghiệm th nào? Giả sử k t thí nghiệm sau thời gian dài bón phân mà số lượng lồi bị giảm t ó thể giải thí h th nào? Tr lời: - Cần bố trí thí nghi m sau: hia di n tích nghiên c u thành hai lơ có thành phần o i v u ki n môi trường nhau, ngoại trừ m t bón thêm phân (lơ thí nghi m), cịn ô không ón ph n ( ô đối ch ng) - Nếu kết qu thí nghi m cho th y ô đối ch ng số o i khơng thay đổi cịn lơ th c nghi m có số ượng lồi bị gi m th có th kết lu n lồi cịn lại có kh cạnh tranh tốt u ki n bón phân nên phát tri n mạnh dẫn đến cạnh tranh loại trừ khiến m t số loài bị chết skkn → Bài toán rèn đƣợc kĩ thiết kế thí nghiệm giải thích đƣợc kết thí nghiệm Bài tốn 3: D vào k t thí nghiệm lồi động v t ngun sinh thể hình i trả lời âu hỏi: a Mụ đí h ủ thí nghiệm gì? Nh ng nh n định ó thể rút r từ k t thí nghiệm này? Giải thí h b Để đảm ảo tính x th độ tin y ủ nh n định rút r từ việ nu i chung lồi ( đ thị hình ) ần phải sung số liệu x nh n u gì? Giải thích Tr ời: a - Thí nghi m nuôi chung, nuôi riêng v y thường thiết kế đ xác định mối quan h cạnh tranh o i với - Loài P caudatum nuôi chung với o i P aurelia th ị suy gi m số ượng v ị di t vong o i P aurelia sinh trưởng nh thường ch ng tỏ P aurelia lồi P caudatum có chung ổ sinh thái dẫn đến cạnh tranh oại trừ - Khi P caudatum nuôi chung với P busaria v kết qu cho th y m t đ quần th hai o i ị gi m so với ni riêng ch ng tỏ hai o i có chung m t phần ổ sinh thái ụ th m c dù chung ổ sinh thái chung (c n) chúng không trùng v ổ sinh thái riêng nên m c đ cạnh tranh hai o i với skkn ...XÂY DỰNG CÁC BÀI TỐN NHẬN THỨC TRONG CHƢƠNG TRÌNH SINH HỌC 12 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA HỌC SINH I Điều kiện hoàn cảnh tạo sáng kiến Trong đổi giáo dục,... Năng c nghiên c u khoa học skkn * Khái niệm lực nghiên cứu khoa học - Khoa học: Từ ? ?khoa học? ?? xu t phát từ tiếng Latin “Scienta”, nghĩa tri th c Theo We ter’s New o egiste Dictionary, ? ?Khoa học? ??... tạo học sinh Trong vi c sử dụng toán nh n th c đ phát tri n c nghiên c u khoa học cho học sinh th đ y m t yêu cầu bắt bu c, có kh sáng tạo giúp nhà khoa học phát hi n gi i v n đ Bài toán nhận thức