Su dung phuong phap graph de day hoc phan di 116030

Mở đầu Lý chọn đề tài 1.1 Xuất phát từ yêu cầu đổi phơng pháp dạy học Trong khoảng thập kỷ trở lại kinh tế Việt Nam phát triển vợt bậc Nay bớc vào thời kỳ công nghiệp hóa, đại hóa đất nớc, kinh tế hội nhập toàn cầu Trớc cạnh tranh mạnh mẽ lĩnh vực đặc biệt cạnh tranh trí tuệ đòi hỏi giáo dục phải đổi mới, đổi đổi phơng pháp dạy học nhằm tạo ngời động, sáng tạo, có t khoa học, có lực giải vấn đề để đáp ứng đợc nhu cầu xà hội Với phát triĨn nh vị b·o cđa khoa häc kü tht vµ công nghệ thông tin, lợng tri thức ngày tăng nhanh, trung bình 4-5 năm lợng tri thức lại tăng gấp đôi[60] Nhà trờng dạy cho học sinh tất tri thức mà phải dạy cho học sinh cách học nh để họ có thĨ tù häc tËp ®Ĩ chiÕm lÜnh tri thøc st đời Vì yêu cầu đổi phơng pháp dạy học tất yếu khách quan Vấn đề đổi phơng pháp dạy học để phát huy tính tích cực học tập học sinh đà đợc đặt ngành giáo dục nớc ta từ năm 1960 đợc thể rõ nghị TW, luật giáo dục Cụ thể, Hội nghị lần thứ t Ban chấp hành TW Đảng khoá VII năm 1993 đà nêu rõ: đổi phơng pháp dạy học tất cấp học, bậc học, kết hợp tốt học với hành, học tập với lao động sản xuất áp dụng phơng pháp dạy học bồi dỡng cho học sinh lực t sáng tạo, lực giải vấn đề Hội nghị lần thứ Ban chấp hành TW Đảng khoá VIII nhấn mạnh: Từng bớc áp dụng phơng pháp tiên tiến phơng tiện đại vào trình dạy học, đảm bảo điều kiện thời gian tù häc, tù nghiªn cøu cho häc sinh” Luật giáo dục khoản điều 24 nêu rõ: Phơng pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác chủ động, sáng tạo học sinh; phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học; bồi dỡng phơng pháp tự học, rèn luyện kỹ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tËp cho häc sinh” [33- tr 19] 1.2 XuÊt ph¸t từ thực trạng dạy học Giờ häc sinh häc tõ tríc ®Õn chđ u vÉn giảng dạy theo phơng pháp truyền thống, thầy truyền ®¹t kiÕn thøc, häc sinh thơ ®éng tiÕp thu tri thức, tính tích cực sáng tạo Các phơng pháp dạy học tích cực đợc sử dụng chủ yếu sử dụng thao giảng Vì học sinh cha yêu thích môn học khả vận dụng kiến thức Việc nghiên cứu tìm cách đa phơng pháp đại vào dạy học sinh học nhằm phát huy tính tích cực lực học tập học sinh, tạo cho em có hội để tìm tòi độc lập nhận thức cần thiết 1.3 Những thuận lợi việc sử dụng phơng pháp graph vào dạy học Sinh học Lý thuyết graph phơng ph¸p khoa häc cã tÝnh kh¸i qu¸t cao gióp häc sinh có kỹ tự lực trình học tËp Khi tiÕp cËn lý thut graph chóng t«i nhËn thÊy nÕu vËn dơng lý thut graph d¹y häc để mô hình hoá mối quan hệ, chuyển thành phơng pháp dạy học đặc thù, nâng cao đợc hiệu dạy học, thúc đẩy trình tự học, tù nghiªn cøu cđa häc sinh, theo híng tèi u hoá, đặc biệt nhằm rèn luyện lực hệ thống hoá kiến thức lực sáng tạo học sinh Graph có tác dụng mô hình hoá đối tợng nghiên cứu mà hoá đối tợng loại ngôn ngữ vừa trực quan vừa cụ thể cô đọng Vì vậy, dạy học graph có tác dụng nâng cao hiệu truyền thông tin nhanh chóng xác Kiến thức di truyền học chơng trình Sinh học lớp 12 loại kiến thức khó, trừu tợng, có tính khái quát khả ứng dụng cao; thời lợng lên lớp hạn chế nên học sinh thờng khó nhớ, mau quên kiến thức Là giáo viên trực tiếp giảng dạy Sinh học THPT mong muốn áp dụng phơng pháp dạy học tiên tiến mang tính khoa học đạt hiệu cao nhằm góp phần thúc đẩy nhanh trình đổi phơng pháp dạy học, góp phần tích cực vào việc nâng cao chất lợng hiệu dạy học Sinh học THPT Do đó, việc nghiên cứu tìm cách đa phơng pháp graph vào dạy học nói chung dạy học sinh học nói riêng việc cần thiết Do đó, đà lựa chọn đề tài: Sử dụng phơng pháp Graph để dạy học phần di truyền họcsinh học lớp 12 THPT Lịch sử vấn đề nghiên cứu 2.1 Trên giới Các công trình việc nghiên cứu việc ứng dụng lý thuyết graph (còn gọi lý thuyết sơ đồ) vào dạy học giới Lý thuyết graph đời cách khoảng 250 năm trình nhà khoa học tìm lời giải cho toán đố, đặc biệt toán vui Công trình nghiên cứu lý thuyết graph đời vào năm 1736 nhà toán học thiên tài Leonhanrd Eler đặt giải toán tiếng bảy cầu Konigs burg Lúc đầu lý thuyết sơ đồ phận nhỏ toán học chủ yếu nghiên cứu giải toán có tính chất giải trí tiêu khiển Thời điểm xác định bớc nhảy vọt lý thuyết graph thời điểm với phát triển toán học toán học ứng dụng [11] Trong lí luận dạy học, việc nghiên cứu vận dụng lý thuyết graph đợc quan tâm từ năm 60 kỷ XX với số công trình nhà khoa học Xô Viết Ngời A.M.Xokhor, ông đà vận dụng phơng pháp graph để mô hình hoá đoạn nội dung tài liệu sách giáo khoa Graph nội dung tài liệu giáo khoa giúp cho học sinh phát đợc chúng cách trực quan, số lợng khái niệm tạo nên nội dung tài liệu sách giáo khoa, mà nắm đợc mối liên hệ ẩn chứa chúng với nhau, A.M.Xokhor đà giúp cho việc nhận dạng đợc cấu trúc kiến thức Tiếp đó, nhà lý luận dạy học hoá học V.X.Polosin đà dùng phơng pháp graph để lập mô hình trình tự thao tác dạy học tình cụ thể Graph tình dạy học ông xây dựng giúp phân tích đợc chất phơng pháp dạy học đợc áp dụng tình dạy học giải thích đợc hiệu Năm 1972, V.P.Garkunov đà sử dụng phơng pháp graph để lập mô hình tình dạy học phơng pháp dạy học nêu vấn đề Trên sở đó, ông phân loại tình khác dạy học nêu vấn đề Tuy nhiên, phơng pháp graph Xokhor, Polosin, Garkunov ngời khác đà xuất dừng mức phơng pháp nghiên cứu khoa học lý luận dạy học [11] Sau này, nhà nghiên cứu giáo viên kinh nghiệm lâu năm nghề đà đa graph vào kiểm nghiệm thực tiễn giảng dạy thấy rõ hiệu lên lớp dạy graph Tiêu biểu có số tác giả : Công trình graph øng dơng cđa nã” víi bè cơc ch¬ng, L.Iu.Berezina đà dành chơng đầu cho việc nêu khái niệm garph ứng dụng có tính chất riêng biệt để minh họa cho lý thuyết Những chơng sau, tác giả đà dành ý cho ứng dụng cuả graph lĩnh vực kinh tế điều khiển Ông khẳng định mục đích viết sách giúp đỡ giáo viên, kể học sinh, nắm vững khái niệm lý thuyết đồ thị vµ lµm quen víi mét vµi øng dơng cđa dới dạng phổ cập [32] Ngoài ra, kể đến số công trình khác nh : graph mạng lới hữu hạn R.Baxep, T.Xachi ; lý thuyết graph V.V.Belop, E.M.Vôpôbôep có nêu định hớng cho việc ứng dụng graph vào nghiên cứu, giảng dạy môn nhà trờng nh: văn học, vật lí, hoá học, sinh học Hiện nay, nhiều nớc khác giới, công trình nghiên cứu lý thuyết graph nh tìm hiểu ứng dụng graph dạy học tất môn học, cấp học số lợng ngày lớn với chất lợng ngày sâu sắc 2.2 Việt Nam Việt Nam, nhà s phạm đề xuất việc nghiên cứu vận dụng phơng pháp graph khoa học thành phơng pháp graph dạy học, mở hớng cho nhà nghiên cứu lí luận dạy học GS Nguyễn Ngọc Quang GS đà với cộng tiến hành thực nghiệm đa lý thuyết graph vào dạy học nhà trờng phổ thông đại học Năm 1979, giáo s viết sách lí luận dạy học- khoa học trí dục dạy học nh lời tuyên ngôn cho việc tìm cách vận dụng phơng pháp thâm nhập khoa học (nh thực nghiệm, dự đoán, mô hình, algorit, sơ đồ mạng ) vào thực tiễn dạy học trờng phổ thông Sau vào năm 1981 ông công bố báo: phơng pháp graph dạy học [40]; năm 1982 ông công bố bài: phơng pháp graph lí toán hoá học [41]; năm 1983 ông công bố bài: Sự chuyển hoá phơng pháp khoa học thành phơng pháp dạy học [42] Qua nghiên cứu mình, giáo s khẳng định việc sử dụng phơng pháp graph dạy học có giá trị lớn mặt trí dục, vì: lập đợc graph nội dung vấn đề có nghĩa nắm vững đợc cấu trúc lôgic phát triển nội dung vấn đề đó, đồng thời graph nội dung vấn đề điểm tựa cho lĩnh hội, tái nội dung Song song với giá trị trí dục, phơng pháp có giá trị lớn mặt đức dục, vì: graph nội dung lên lớp công cụ cho giáo viên học sinh nhằm đạt đợc chất lợng cao dạy học đặc biệt tự học Trên sở tiếp thu thành tựu nghiên cứu khoa học GS.Nguyễn Ngọc Quang, năm 1984 nhà giáo Phạm T đà nghiên cứu: Dùng graph nội dung lên lớp để dạy học chơng Nitơ-Phốtpho lớp 11THPT [61], tác giả đà nghiên cứu việc dùng phơng pháp graph với t cách phơng pháp dạy học (biến phơng pháp graph toán học thành phơng pháp dạy học hoá học) Năm 2003, TS Phạm T lần khẳng định hiệu graph việc nâng cao chất lợng dạy học đổi phơng pháp dạy học qua hai báo Dạy học phơng pháp graph nâng cao chất lợng giảng Dạy học phơng pháp graph góp phần nâng cao chất lợng học tập, tự học Năm 1987, Nguyễn Chính Trung đà nghiên cứu Dùng phơng pháp graph lập chơng trình tối u dạy môn sử dụng thông tin chiến dịch Trong công trình tác giả đà nghiên cứu chuyển hoá graph toán học vào lĩnh vực giảng dạy khoa học quân Năm 1993, Hoàng Việt Anh đà nghiên cứu Vận dụng phơng pháp sơ đồ - graph vào giảng dạy địa lý lớp trờng trung học sở Tác giả đà tìm hiểu vận dụng phơng pháp graph quy trình dạy học môn địa lý trờng trung học sở đà bổ sung phơng pháp dạy học cho thích hợp, tất khâu lên lớp (chuẩn bị bài, nghe giảng, ôn tập, kiểm tra) nhằm nâng cao lực lĩnh hội tri thức, nâng cao chất lợng dạy học môn địa lý Trong năm gần đây, sau thực chơng trình cải cách giáo dục, viết việc dùng graph dạy học đà có bớc chuyển định Các vấn đề nghiên cứu trở nên đa dạng, phong phú đội ngũ tác giả ngày đông đảo Việc ứng dụng lý thuyết graph đợc mở rộng nhiều môn khác nhà trờng Có thể kể đến tác giả sau: Phạm Thị Trinh Mai (1997) với viết: Dùng graph dạy tổng kết hoá học theo chủ đề [34] Nguyễn Phúc Chỉnh với: Sử dụng Graph nhằm tích cực hoá hoạt động nhận thức học sinh dạy học sinh thái học[8] Sử dụng Graph dạy học sinh học góp phần phát triển t hệ thống [9] Năm 2005 tác giả nghiên cứu: Nâng cao hiệu dạy học giải phẫu sinh lý ngời trung học sở áp dụng phơng pháp graph [10] Trong lĩnh vực dạy học sinh học trờng phổ thông, Nguyễn Phúc Chỉnh ngời sâu nghiên cứu cách hệ thống lý thuyết graph ứng dụng lý thuyết graph dạy học Giải phẫu sinh lý ngời Phạm Thị My (2000) nghiên cứu ứng dụng lý thuyết Graph xây dựng sử dụng sơ ®å ®Ĩ tỉ chøc ho¹t ®éng nhËn thøc cđa häc sinh d¹y häc sinh häc ë THPT” [35] Ngun Thị Ban: Sử dụng graph vào việc phân tích mối quan hệ nghĩa câu đoạn văn [1], Sử dụng graph dạy học tiếng việt nh phơng tiện hay phơng pháp dạy học [2] Sử dụng graph dạy học tiếng việt cho học sinh TH sở [3], Phạm Minh Tâm, với: Sử dụng graph vào dạy học địa lý lớp 12 THPT [47] Phạm Thị Kim: Sử dụng graph để dạy câu văn chơng trình líp 10 - THPT - SGK thÝ ®iĨm bé năm 2003 [31] Phạm Thị Thanh Huyền: Sử dụng graph hệ thống hoá từ ngữ nội dung mở réng vèn tõ cho häc sinh líp 3” [29] Khổng Cát Sơn: Sử dụng graph vào việc dạy học cấu tạo từ tiếng việt sách giáo khoa ngữ văn THCS [46] Vũ Ngọc Chuyên: ứng dụng lý thuyết graph dạy học môn công nghệ 11 - THPT [12] Đào Thị Thu Thảo: Sử dụng graph dạy học ôn tập tiếng việt cho häc sinh líp 5” [50] TrÞnh Quang Tõ: “Sư dơng graph thiết kế phơng pháp dạy học [62] Phan Xuân Đạm, Phạm Trọng Tân: Sử dụng graph dạy học từ loại tiếng việt cho SV dân tộc thiểu số theo chơng trình CĐSP 2004 [15] Trịnh Thị Minh Hảo: Sử dụng graph vào dạy học môn lịch sử địa lý lớp Nh vậy, thấy việc vận dụng lý thuyết graph vào trình dạy học nớc ta đà bớc đầu đợc quan tâm ngày thu hút đợc ý nhiều nhà s phạm đông đảo thầy cô giáo Mục đích nghiên cứu Vận dụng phơng pháp graph vào trình dạy học lên lớp ôn tập phần di truyền học - sinh học 12 THPT, nhằm tích cực hóa hoạt động học tập học sinh, qua góp phần nâng cao chất lợng hiệu việc dạy học sinh học lớp Đối tợng, khách thể phạm vi nghiên cứu 4.1 Đối tợng nghiên cứu: lí thuyết graph ứng dụng dạy học sinh học THPT 4.2 Khách thể nghiên cứu: - Học sinh lớp 12- trờng THPT Bình Sơn trờng THPT Sáng Sơn tỉnh Vĩnh Phúc - Giáo viên số trờng THPT tỉnh Vĩnh Phúc 4.3 Phạm vi nghiên cứu: - ứng dụng lý thuyết graph vào dạy học phÇn di trun häc Sinh häc 12 THPT NhiƯm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu sở lí luận thực tiễn việc sử dụng Graph dạy học sinh học - Phân tích nội dung phần di truyền học- chơng trình sinh học lớp 12 - Xây dựng quy trình hớng dẫn học sinh xây dựng Graph néi dung phÇn di trun häc - sinh häc lớp 12 - Bằng phơng pháp Graph thiết kế số giáo án phần di truyền họclớp 12 - Thực nghiệm s phạm để kiểm nghiệm đánh giá tính khả thi hiệu việc sử dụng phơng pháp Graph dạy học phần di truyền họcSinh học lớp 12 THPT Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng đợc quy trình sử dụng phơng pháp graph để híng dÉn häc sinh häc phÇn Di trun häc líp 12 cách hợp lý phát huy đợc tính tích cực học tập học sinh nâng cao đợc chất lợng dạy học Phơng pháp nghiên cứu - Phơng pháp nghiên cứu lí thuyết : Nghiên cứu giáo trình lí luận dạy học, SGK tài liệu liên quan đến đề tài - Phơng pháp điều tra: Điều tra biện pháp tổ chức học sinh học tập giáo viên, điều tra chất lợng học tập, ý thức cách thức học tập học sinh - Phơng pháp thực nghiệm: + Tiến hành thực nghiệm s phạm số trờng THPT để kiểm chứng giả thuyết khoa học đề tài + Dùng thống kê toán học để xử lý kết điều tra thực nghiệm s phạm - Phơng pháp chuyên gia: gặp gỡ, trao đổi, xin ý kiến chuyên gia nhằm đánh giá thực trạng sử dụng phơng pháp Graph xây dựng Graph vÒ kiÕn thøc di truyÒn häc- Sinh häc 12 Đóng góp điểm đề tài - Tổng quan sở lí luận thực tiễn việc vận dụng lý thuyết Graph trình dạy học - Đề xuất quy trình sử dụng phơng pháp Graph vào dạy học lên lớp - Thiết kế lên lớp cho phần di truyền học- Sinh học 12 để dạy học phơng pháp graph - Thực nghiƯm t¹i mét sè trêng THPT ë tØnh VÜnh Phóc để đánh giá hiệu sử dụng phơng pháp Graph vào trình dạy học Cấu trúc luận văn: Ngoài phần Mở đầu kết luận, luận văn có chơng: Chơng I: Cơ sở lí luận thực tiễn việc vận dụng phơng pháp graph vào dạy học sinh học trờng THPT Chơng II: ứng dụng lý thuyết Graph vào dạy học phần di trun häc líp 12 THPT Ch¬ng III: Thùc nghiƯm s phạm Nội dung Chơng I Cơ sở lí luận thực tiễn việc sử dụng phơng pháp graph vào dạy học sinh học trờng THPT I-1 Cơ sở lí luận phơng pháp Graph I-1.1 Khái niệm phơng pháp dạy học Thuật ngữ phơng pháp bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp Methodos có nghĩa đờng, cách thức để đạt tới mục đích định Phơng pháp hình thức tự vận động bên nội dung gắn liền với hoạt động ngời, giúp ngời hoàn thành đợc nhiệm vụ phù hợp với mục đích đà đề Theo GS Nguyễn Ngọc Quang: Phơng pháp dạy học cách thức làm việc thầy trò phối hợp thống dới đạo thầy, nhằm làm cho trò tự giác, tích cực, tự lực đạt tới mục đích dạy học.{43tr.23} Theo GS.TS Đinh Quang Báo PGS.TS.Nguyễn Đức Thành thì: Phơng pháp dạy học cách thức hoạt động thầy tạo mối liên hệ qua lại với hoạt động trò để đạt mục đích dạy học.[4- tr.50] I-1.2 Phơng pháp dạy học graph I-1.2.1 Khái niệm graph Theo từ điển Anh - Việt, graph (danh từ) có nghĩa sơ đồ, đồ thị, mạch, mạng; động từ, graph có nghĩa vẽ sơ đồ, vẽ đồ thị, minh hoạ đồ thị, vẽ mạng, vẽ mạch; tính từ, graphic có nghĩa thuộc sơ đồ, thuộc đồ thị, thuộc mạng mạch Trong tiếng Pháp, chữ Graph có nghĩa tơng tự [11] HiƯn sù tiÕp xóc chóng ta thÊy xt xu hớng: dùng chung tên gọi để tạo điều kiện cho nhà khoa học thống quan niệm nghiên cứu Hơn nữa, để tránh mét c¸ch hiĨu m¸y mãc mang tÝnh chÊt to¸n häc, sử dụng lý thuyết để nghiên cứu giảng dạy môn khoa học khác ngời ta giữ nguyên tên gọi graph không dịch sang tiếng Việt Trong nhiều tình huống, thờng vẽ sơ đồ, gồm điểm biểu thị đối tợng đợc xem xét đờng nối điểm với tợng trng cho quan hệ đối tợng - c¸c graph Theo lý thuyÕt to¸n: Mét graph (G) gåm tập hợp điểm gọi đỉnh graph với tập hợp đoạn thẳng hay đờng cong gọi cạnh (cung) graph, cạnh nối hai đỉnh khác hai đỉnh khác đợc nối nhiều cạnh [10, 11] Nh vậy, điều kiện để lập graph phải có hai yếu tố: tập hợp đỉnh tập hợp cung Mỗi cung lại tập hợp cặp đỉnh có quan hệ với Mỗi cặp đỉnh không quan hệ với không lập thành cung graph Đỉnh graph biểu thị nội dung đối tợng nghiên cứu theo quy ớc Các ®Ønh cđa graph cã thĨ ®ỵc ký hiƯu b»ng mét chữ (A, B, C ), dấu chấm, hình chữ nhật, hình vuông, hay hình tròn Đỉnh đợc kí hiệu theo cách không quan trọng, không định chất graph Các cung graph: Là đờng nối đỉnh graph, biểu thị mối quan hệ đỉnh graph Các cung graph đợc thể hình thức đa dạng: đoạn thẳng, đờng gấp khúc, đờng cong, Cung dài ngắn, to nhỏ, đậm nhạt khác Tuy nhiên việc thể cung hình thức hoàn toàn không ảnh hởng đến nội dung graph Hình dạng cung mối liên hƯ kiÕn thøc nªn ngêi lËp graph cã thĨ chän cho kiểu dáng cung graph phù hợp để có graph vừa thể đợc đơn vị kiến thức, mối liên hệ kiến thức, vừa có hình thức đẹp sắc nét Cách kí hiệu đỉnh cách biểu diễn cung không làm thay đổi chất graph Cái khiến graph thay đổi graph có cung, cung nối đỉnh với Bản chất graph đợc xác định số lợng cung đặc điểm đỉnh tạo nên cung Xét đỉnh graph, số cạnh tới đỉnh gọi bậc đỉnh Các cạnh graph