Thiết kế và sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học phần “Di truyền học” góp phần nâng cao chất lượng dạy học Sinh học lớp 12
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC GIÁO DỤC VIỆT NAM WX PHẠM THỊ HỒNG TÚ THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC PHẦN “DI TRUYỀN HỌC” GÓP PHẦN NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY HỌC SINH HỌC LỚP 12 Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Sinh học Mã số: 62 14 01 11 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1. PGS.TS Nguyễn Phúc Chỉnh 2. PGS.TS Nguyễn Quang Vinh HÀ NỘI, 2013 2 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Quang Vinh, PGS.TS Nguyễn Phúc Chỉnh đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận án. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các thầy giáo, các nhà khoa học thuộc lĩnh vực lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Sinh học đã dành thời gian quý báu để đọc và góp ý giúp em hoàn thiện luận án. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban lãnh đạo Viện Khoa học Giáo dục Việt Nam, các thầy cô của Trung tâm Đào tạo và Bồi dưỡng, các thầy cô thuộc phòng phương pháp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án. Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, cán bộ giáo viên trường Phổ thông Vùng Cao Việt Bắc đã tạo mọi điều kiệ n cũng như thường xuyên động viên giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án. Xin cảm ơn Ban Giám hiệu các trường trung học phổ thông, các giáo viên, học sinh đã hợp tác trong quá trình triển khai thực nghiệm sư phạm. Xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn ở bên, động viên và tiếp sức cho tôi trong thời gian học tập và hoàn thành luận án. Hà Nội, tháng 08 năm 2013 Phạm Thị Hồng Tú 3 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nghiên cứu của luận án là khách quan, trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Phạm Thị Hồng Tú 4 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 2 LỜI CAM ĐOAN 3 MỤC LỤC 4 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 6 DANH MỤC CÁC BẢNG 7 DANH MỤC CÁC HÌNH 9 MỞ ĐẦU 11 Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC PH ẦN “DI TRUYỀN HỌC” (SINH HỌC 12) 19 1.1. Tổng quan tài liệu về việc thiết kế và sử dụng BĐKN trong dạy học Sinh học 19 1.1.1. Sự hình thành và phát triển khái niệm trong dạy học Sinh học 19 1.1.2. Bản đồ khái niệm 26 1.1.3. Lịch sử nghiên cứu về BĐKN 39 1.2. Xác định cơ sở khoa học của việc thiết kế và sử dụng BĐKN trong dạy họ c 45 1.2.1. Cơ sở lý luận 45 1.2.2. Cơ sở thực tiễn dạy học - Kết quả khảo sát thực trạng dạy học phần Di truyền học ở trường THPT 53 TỔNG LUẬN CHƯƠNG 1 61 Chương 2. THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC PHẦN “DI TRUYỀN HỌC” GÓP PHẦN NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY H ỌC SINH HỌC 12 62 2.1. Phân tích cấu trúc, nội dung phần Di truyền học (Sinh học 12) 62 2.1.1. Giới thiệu khung cấu trúc, nội dung chương trình Sinh học THPT 62 2.1.2. Phân tích cấu trúc, nội dung phần Di truyền học (Sinh học 12) 62 2.2. Các nguyên tắc thiết kế BĐKN 67 2.2.1. Nguyên tắc tiếp cận cấu trúc hệ thống 67 2.2.2. Nguyên tắc thống nhất giữa mục tiêu - nội dung - phương pháp - phương tiện dạy học 69 5 2.2.3. Nguyên tắc phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh 71 2.3. Thiết kế BĐKN phần Di truyền học (Sinh học 12) 73 2.3.1. Quy trình chung thiết kế BĐKN 73 2.3.2. Hệ thống các BĐKN đã thiết kế phần Di truyền học (Sinh học 12) 79 2.3.3. Công cụ thiết kế BĐKN - phần mềm Cmap Tools 81 2.4. Sử dụng BĐKN trong dạy học phần Di truyền học (Sinh học 12) 84 2.4.1. Sử dụng BĐKN trong dạy kiến thức mới 85 2.4.2. Sử dụng BĐKN trong hoàn thiện tri thức 93 2.4.3. Sử dụng BĐKN trong kiểm tra, đánh giá 100 TỔNG LUẬN CHƯƠNG 2 103 Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 104 3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm 104 3.2. Nội dung thực nghiệm 104 3.3. Tiêu chí và phương pháp đánh giá hiệu quả thực nghi ệm 104 3.4. Tiến trình thực nghiệm sư phạm 107 3.4.1. Tổ chức thực nghiệm sư phạm 107 3.4.2. Chọn mẫu 108 3.4.3. Kiểm tra, thu số liệu 109 3.5. Kết quả và bàn luận 111 3.5.1. Kết quả về mặt định lượng 111 3.5.2. Kết quả về mặt định tính 130 TỔNG LUẬN CHƯƠNG 3 134 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 135 A. KẾT LUẬN 135 B. KIẾN NGHỊ 136 CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 137 TÀI LIỆU THAM KHẢO 138 PHỤ LỤC .146 6 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TT Viết tắt Xin đọc là 1 BĐKN Bản đồ khái niệm 2 DH Dạy học 3 DTH Di truyền học 4 ĐC Đối chứng 5 GD & ĐT Giáo dục và Đào tạo 6 HS Học sinh 7 KN Khái niệm 8 Nxb Nhà xuất bản 9 PPDH Phương pháp dạy học 10 SGK Sách giáo khoa 11 SH Sinh học 12 TN Thực nghiệm 13 THPT Trung học phổ thông 14 Tr Trang 7 DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Trang Bảng 1.1. Kết quả khảo sát về việc sử dụng một số biện pháp trong DH các KN Sinh học của GV 55 Bảng 1.2. Cách thức GV hướng dẫn HS hệ thống hóa KN 55 Bảng 1.3. Tình hình sử dụng sơ đồ trong các khâu của quá trình DH Sinh học và mức độ tích cực trong việc sử dụng sơ đồ 56 Bảng 1.4. Kết quả khảo sát GV trong quá trình dạy KN phần DTH 57 Bảng 1.5. Kết quả khảo sát việc học tập của HS trong học môn SH. 58 Bảng 1.6. Kết quả khảo sát việc học tập các KN phần DTH của HS 59 Bảng 2.1. Cấu trúc chương trình SH cấp THPT 62 Bảng 2.2. Cấu trúc chương trình phần Di truyền học (Sinh học 12) 63 Bảng 2.3. Các BĐKN đã thiết kế trong chương 1, 2 phần DTH 80 Bảng 3.1. Tần suất điểm các bài kiểm tra trắc nghiệm trong TN (đợt 1) 111 Bảng 3.2. Tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra trắc nghiệm (đợt 1) 112 Bảng 3.3. Kiểm định X điểm kiểm tra trắc nghiệm (đợt 1) 113 Bảng 3.4. Phân tích phương sai điểm kiểm tra trắc nghiệm (đợt 1) 114 Bảng 3.5. Tần suất điểm kiểm tra 1 tiết (đợt 1) 114 Bảng 3.6. Tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra 1 tiết (đợt 1) 115 Bảng 3.7. Kiểm định X điểm kiểm tra 1 tiết (đợt 1) 116 Bảng 3.8. Phân tích phương sai điểm kiểm tra 1 tiết ( đợt 1) 117 Bảng 3.9. Tần suất điểm ( fi %) qua các lần kiểm tra sau TN ( đợt 1) 118 Bảng 3.10. So sánh các tham số đặc trưng điểm kiểm tra sau TN giữa nhóm lớp TN và nhóm lớp ĐC (đợt 1) 119 Bảng 3.11. Tần suất điểm các bài kiểm tra trắc nghiệm trong TN (đợt 2) 121 Bảng 3.12. Tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra trắc nghiệm (đợt 2) 122 8 Bảng 3.13. Kiểm định X điểm kiểm tra trắc nghiệm (đợt 2) 123 Bảng 3.14. Phân tích phương sai điểm kiểm tra trắc nghiệm (đợt 2) 123 Bảng 3.15. Tần suất điểm kiểm tra 1 tiết (đợt 2) 124 Bảng 3.16. Tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra 1 tiết (đợt 2) 125 Bảng 3.17. Kiểm định X điểm kiểm tra 1 tiết (đợt 2) 126 Bảng 3.18. Phân tích phương sai điểm kiểm tra 1 tiết (đợt 2) 127 Bảng 3.19. Tần suất điểm ( fi %) qua các lần kiểm tra sau TN (đợt 2) 127 Bảng 3.20. So sánh các tham số đặc trưng điểm kiểm tra sau TN giữa nhóm lớp TN và nhóm lớp ĐC (đợt 2) 128 9 DANH MỤC CÁC HÌNH Tên hình Trang Hình 1.1. Sơ đồ các bước hình thành KN 22 Hình 1.2. BĐKN “Nhân đôi của ADN” 27 Hình 1.3. BĐKN hoàn chỉnh về “Gen” 29 Hình 1.4. BĐKN khuyết từ nối về “Gen” (khuyết 11 từ nối) 29 Hình 1.5. BĐKN khuyết KN về “Gen” (khuyết 13 KN) 30 Hình 1.6. BĐKN khuyết hỗn hợp về “Gen” (khuyết 2 từ nối, 4 KN) 30 Hình 1.7. BĐKN câm về “Gen” 31 Hình 1.8. Sự phân chia các loại bản đồ theo hình dạng 32 Hình 1.9. Cấu trúc của bản đồ tư duy 32 Hình 1.10. Graph với 6 đỉnh và 7 cạnh 35 Hình 1.11. Hệ thống bộ nhớ của trí nhớ con người và sự tác động qua lại với các vùng nhận thông tin 51 Hình 2.1. Quy trình thiết kế BĐKN trong DH Sinh học 73 Hình 2.2. BĐKN “Các quy luật di truyền qua nhân” 77 Hình 2.3. BĐKN “Các cơ chế của hiện tượng di truyền” 82 Hình 2.4. Quy trình sử dụng BĐKN trong dạy kiến thức mới 86 Hình 2.5. BĐKN khuyết về “Nhân đôi của ADN” (SH 9) 89 Hình 2.6. BĐKN khuyết về “Nhân đôi của ADN” (SH 12) 91 Hình 2.7. Quy trình sử dụng BĐKN để tổ chức các hoạt động ôn tập, củng cố kiến thức của HS 93 Hình 2.8. BĐKN khuyết về cơ chế “Dịch mã” 95 Hình 2.9. Quy trình tổ chức HS tự thiết kế BĐKN trong củng cố 96 Hình 2.10. Quy trình sử dụng BĐKN trong kiểm tra đánh giá 100 Hình 2.11. BĐKN khuyết (khuyết 8 KN) về cơ chế “Phiên mã” 101 10 Hình 3.1. Biểu đồ tần suất điểm kiểm tra trắc nghiệm trong TN (đợt 1) 111 Hình 3.2. Đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra trắc nghiệm trong TN (đợt 1) 112 Hình 3.3. Biểu đồ tần suất điểm kiểm tra 1 tiết trong TN (đợt 1) 115 Hình 3.4. Đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra 1 tiết trong TN (đợt 1) 116 Hình 3.5. Biểu đồ tần suất điểm kiểm tra sau TN (đợt 1) 118 Hình 3.6. Biểu đồ tần suất điểm kiểm tra trắc nghiệm trong TN (đợt 2) 121 Hình 3.7. Đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra trắc nghiệm trong TN (đợt 2) 122 Hình 3.8. Biểu đồ tần suất điểm kiểm tra 1 tiết trong TN (đợt 2) 124 Hình 3.9. Đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra 1 tiết trong TN (đợt 2) 125 Hình 3.10. Biểu đồ tần suất điểm kiểm tra sau TN (đợt 2) 128 [...]... tài Thiết kế và sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học phần “Di truyền học góp phần nâng cao chất lượng dạy học Sinh học lớp 12 2 Mục đích nghiên cứu - Xác định được cơ sở khoa học (cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn) của việc thiết kế và sử dụng BĐKN trong DH phần DTH (Sinh học 12) - Xác định được quy trình thiết kế và quy trình sử dụng BĐKN trong DH phần DTH (Sinh học 12) , nhằm góp phần nâng cao. .. việc thiết kế BĐKN thuộc các phần khác của bộ môn SH 18 9 Cấu trúc của luận án Ngoài phần mở đầu và phần kết luận, nội dung chính của luận án được trình bày trong 3 chương: Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của việc thiết kế và sử dụng BĐKN trong dạy học phần “Di truyền học (Sinh học 12) Chương 2: Thiết kế và sử dụng BĐKN trong dạy học phần “Di truyền học góp phần nâng cao chất lượng dạy học Sinh. .. chất lượng dạy học Sinh học lớp 12 Chương 3: Thực nghiệm sư phạm 19 Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC PHẦN “DI TRUYỀN HỌC” (SINH HỌC 12) 1.1 Tổng quan tài liệu về việc thiết kế và sử dụng BĐKN trong dạy học Sinh học 1.1.1 Sự hình thành và phát triển khái niệm trong dạy học Sinh học Đối với bộ môn SH, kiến thức cơ bản nhất là hệ thống các... logic khoa học và phương pháp học tập hiệu quả, qua đó tạo hứng thú học tập và 14 nâng cao chất lượng học tập cho HS BĐKN được sử dụng hiệu quả không chỉ trong nghiên cứu tài liệu mới mà còn có hiệu quả trong dạy một chủ đề, trong củng cố kiến thức một cách có hệ thống, trong đánh giá, hướng dẫn HS tự học và trong lập kế hoạch giảng dạy 1.3 Xuất phát từ đặc điểm phần Di truyền học (Sinh học 12) Phần DTH... nhằm góp phần nâng cao hiệu quả dạy học SH ở trường THPT 3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu - Khách thể nghiên cứu: Quá trình DH Sinh học ở trường THPT, phần DTH (Sinh học 12) - Đối tượng nghiên cứu: Quy trình thiết kế và sử dụng BĐKN về DTH (Sinh học 12) 4 Giả thiết khoa học Nếu xác định được quy trình thiết kế và quy trình sử dụng BĐKN trong DH phần DTH (Sinh học 12) một cách hợp lý theo hướng tích... BĐKN theo hướng phát huy tính tích cực nhận thức của HS trong quá trình DH Sinh học * Nghiên cứu thực trạng dạy và học KN nói chung và phần DTH của SH 12 nói riêng ở trường THPT làm cơ sở thực tiễn cho đề tài * Đề xuất quy trình thiết kế BĐKN và thiết kế một số BĐKN phần DTH (Sinh học 12) * Đề xuất quy trình sử dụng BĐKN trong DH phần DTH (Sinh học 12) theo hướng phát huy tính tích cực nhận thức của HS... hoạt động nhận thức của HS thì sẽ góp phần nâng cao hiệu quả dạy học SH ở trường THPT 5 Giới hạn nghiên cứu Thiết kế và sử dụng BĐKN trong DH chương 1, chương 2 phần DTH (Sinh học 12) 6 Nhiệm vụ nghiên cứu * Nghiên cứu tổng quan cơ sở lý thuyết của BĐKN để vận dụng vào thiết 16 kế BĐKN, nghiên cứu lý thuyết về quá trình hình thành và phát triển KN để đưa ra những hướng sử dụng BĐKN theo hướng phát huy... đề xuất cách thiết kế và sử dụng BĐKN trong DH phần DTH (Sinh học 12) - Nghiên cứu các tài liệu như: chương trình giáo dục phổ thông môn SH, chuẩn kiến thức kĩ năng môn SH, nội dung chương trình SH 12 … làm cơ sở cho việc thiết kế và sử dụng BĐKN trong DH phần DTH (Sinh học 12) * Phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Phương pháp điều tra giáo dục: Dùng phiếu điều tra đối với GV và HS nhằm tìm hiểu thực... mức độ BĐKN được sử dụng như một công cụ để GV tổ chức các hoạt động học tập của HS, đến mức độ cao hơn: HS tự thiết kế và sử dụng BĐKN; khi đó BĐKN chính là sản phẩm tư duy của HS * Sản phẩm khoa học là 12 BĐKN phần DTH (chương 1, chương 2) đã được kiểm tra giá trị khoa học bởi các chuyên gia Các BĐKN này là tài liệu tham khảo hữu ích cho GV cũng như cho HS để thiết kế và sử dụng BĐKN Đồng thời được... các KN đã có Việc thiết kế và sử dụng BĐKN là một cách thức giúp cho quá trình hình thành và phát triển KN có hiệu quả 1.1.2 Bản đồ khái niệm 1.1.2.1 Định nghĩa về BĐKN Bản đồ khái niệm (Concept map) là công cụ dạng sơ đồ, dùng để sắp xếp và trình bày kiến thức Chúng bao gồm các KN và các từ (hoặc các cụm từ) liên kết chỉ mối quan hệ giữa các KN [75], [79] Các KN thường được đóng khung trong các hình . thiết kế và sử dụng BĐKN trong dạy học phần “Di truyền học (Sinh học 12) . Chương 2: Thiết kế và sử dụng BĐKN trong dạy học phần “Di truyền học góp phần nâng cao chất lượng dạy học Sinh học. 2. THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC PHẦN “DI TRUYỀN HỌC” GÓP PHẦN NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY H ỌC SINH HỌC 12 62 2.1. Phân tích cấu trúc, nội dung phần Di truyền học (Sinh học. VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC GIÁO DỤC VIỆT NAM WX PHẠM THỊ HỒNG TÚ THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC PHẦN “DI TRUYỀN HỌC” GÓP PHẦN NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY HỌC SINH