vận dụng triz vào dạy học bài tập quy luật di truyền (sinh học 12)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HOÀNG THANH TÂM VẬN DỤNG TRIZ VÀO DẠY HỌC BÀI TẬP QUY LUẬT DI TRUYỀN (SINH HỌC 12) Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học Sinh học Mã số: 60.14.01.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Phúc Chỉnh THÁI NGUYÊN – 2013 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực chưa từng được công bố trong một công trình khoa học nào. Tác giả Hoàng Thanh Tâm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ii LỜI CẢM ƠN Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS. TS Nguyễn Phúc Chỉnh đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để tác giả hoàn thành luận văn. Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong khoa Sinh – KTNN, khoa Sau Đại học trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả nghiên cứu, học tập và hoàn thành luận văn. Xin cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này. Thái Nguyên, ngày 10 tháng 04 năm 2013 Tác giả Hoàng Thanh Tâm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các bảng v Danh mục các hình v Danh mục chữ viết tắt vi MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 5 1.1. Tổng quan tài liệu 5 1.1.1. Tình hình nghiên cứu TRIZ trên thế giới 5 1.1.2. Tình hình nghiên cứu TRIZ trong nước 7 1.2. Cơ sở lý thuyết của TRIZ 9 1.2.1. Các phương pháp giải quyết vấn đề trước TRIZ 9 1.2.2. Lý thuyết giải quyết các vấn đề sáng tạo (TRIZ) 12 1.2.3. Các yếu tố và quá trình tâm lý ảnh hưởng tới quá trình tư duy sáng tạo 17 1.3. Cơ sở thực tiễn của đề tài 22 1.3.1. Điều tra thực trạng dạy – học bài tập quy luật di truyền của giáo viên ở trường phổ thông 22 1.3.2. Khả năng giải bài tập quy luật di truyền của HS ở trường phổ thông 26 CHƢƠNG 2: VẬN DỤNG TRIZ VÀO DẠY HỌC BÀI TẬP QUY LUẬT DI TRUYỀN 29 2.1. Các kỹ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản của TRIZ 29 2.2. Các dạng bài tập quy luật di truyền 36 2.2.1. Các dạng bài tập về quy luật di truyền của Menđen 36 2.2.2. Bài tập về quy luật di truyền liên kết 38 2.2.3. Bài tập về quy luật tác động qua lại giữa các gen 39 2.2.4. Bài tập về quy luật di truyền liên kết giới tính 42 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv 2.3. Vận dụng TRIZ vào dạy học bài tập quy luật di truyền (SH 12) 43 2.3.1. Sử dụng Algorit để nhận biết dạng bài tập quy luật di truyền 43 2.3.2. Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo vào hướng dẫn học sinh giải bài tập quy luật di truyền (SH 12) 45 2.4. Giáo án mẫu 50 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 54 3.1. Mục đích - nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 54 3.1.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm 54 3.1.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 54 3.2. Nội dung và phương pháp thực nghiệm 54 3.2.1. Nội dung thực nghiệm 54 3.2.2. Phương pháp thực nghiệm 55 3.3. Kết quả thực nghiệm sư phạm 59 3.4. Kết luận chung về thực nghiệm sư phạm 64 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 PHỤ LỤC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Nguyên nhân HS chưa đạt hiệu quả cao khi giải bài tập QLDT 22 Bảng 1.2: Lý do HS cần học cách giải bài tập QLDT 23 Bảng 1.3: Phương tiện giúp HS học cách giải bài tập QLDT 24 Bảng 1.4: Thời gian dạy bài tập QLDT của GV phổ thông 24 Bảng 1.5: Phương pháp giảng dạy bài tập QLDT của GV phổ thông 25 Bảng 1.6: Kết quả điều tra khả năng giải bài tập QLDT của HS phổ thông 27 Bảng 3.1: Kết quả chọn lớp thực nghiệm và giáo viên thực nghiệm 57 Bảng 3.2: Tần suất điểm kiểm tra 60 Bảng 3.3: Tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra 61 Bảng 3.4: Kiểm định  điểm kiểm tra 62 Bảng 3.5: Phân tích phương sai điểm kiểm tra 63 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Nguồn kiến thức của TRIZ 13 Hình 1.2: Sơ đồ khối chương trình giải các bài toán 16 Hình 1.3: Mô hình tính nhạy bén của tư duy 21 Hình 3.1. Biểu đồ tần suất điểm kiểm tra 60 Hình 3.2: Đồ thị tần suất hội tụ tiến của các bài kiểm tra 61 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Nghĩa của chữ viết tắt 1 ARIZ Algorit sáng chế 2 BT Bài tập 3 ĐC Đối chứng 4 GV Giáo viên 5 HS Học sinh 6 HVG Hoán vị gen 7 KG Kiểu gen 8 KH Kiểu hình 9 NST Nhiễm sắc thể 10 NTST Nguyên tắc sáng tạo 11 NXB Nhà xuất bản 12 PLĐL Phân li độc lập 13 QL Quy luật 14 QLDT Quy luật di truyền 15 THPT Trung học phổ thông 16 TN Thực nghiệm 17 TT Tính trạng 18 TRIZ Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch Lý thuyết giải quyết vấn đề sáng tạo 19 SH Sinh học Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài 1.1. Xuất phát từ nhiệm vụ đổi mới phương pháp dạy học Sinh học ở trường THPT Ngày nay, ở Việt Nam công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước ngày càng được đẩy mạnh. Để thực hiện thành công sự nghiệp này, nhân tố quyết định thắng lợi chính là con người có năng lực dám nghĩ, dám làm trước khó khăn mà thời đại đặt ra. Việc học ngày nay không chỉ là học kiến thức mà còn là học cách học, cách nghĩ, cách phát hiện và giải quyết vấn đề. Những năm gần đây, sự nghiệp giáo dục đã thay đổi mục tiêu: lấy người học là trung tâm, giúp HS phát triển toàn diện. Luật Giáo dục số 38/2005/QH11 ngày 14/ 06/ 2005, điều 28.2 đã ghi: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” [1]. Thế nhưng, việc lựa chọn và sử dụng phương pháp dạy học như thế nào để nâng cao chất lượng giảng dạy là một vấn đề không đơn giản, đòi hỏi các nhà giáo dục phải quan tâm đầu tư, nghiên cứu. Trong quá trình học tập, nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy TRIZ với tư cách là phương pháp dạy học có hệ thống đáp ứng được rất nhiều yêu cầu của đổi mới phương pháp dạy học ngày nay. 1.2. Xuất phát từ thực trạng dạy học bài tập quy luật di truyền ở trƣờng phổ thông Chương trình Di truyền học (Sinh học 12) là chương trình khó, đây là chương trình tiếp nối và đi sâu hơn chương trình di truyền học ở lớp 9. Đặc biệt là phần kiến thức về các QLDT và bài tập QLDT. Các dạng bài tập QLDT trong chương trình Sinh học 12 đa dạng và phức tạp hơn các dạng bài tập ở lớp 9. Điều đó, đòi hỏi người học phải nắm vững lý thuyết về QLDT để vận dụng vào giải Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 các bài tập. Đồng thời, GV cần rèn luyện cho HS khả năng tư duy logic để giúp các em tư duy có hệ thống trong quá trình giải bài tập. Tuy nhiên, việc phát huy tính tích cực và sáng tạo của HS khi học sinh học ở các trường phổ thông hiện nay chưa thực sự đạt hiệu quả cao. Đặc biệt là trong quá trình dạy – học cách giải các bài tập di truyền. Nguyên nhân chủ yếu là do GV chọn lựa, phối hợp các phương pháp, biện pháp giảng dạy chưa phù hợp, chưa tạo được nhu cầu học cho HS, phát huy tính sáng tạo để nâng cao khả năng nhận thức và tư duy của bản thân. Để nâng cao hiệu quả dạy học, GV phải nắm rõ cơ sở lý thuyết, tính quy luật của các dạng bài tập và cách giải từng dạng, từ đó lựa chọn phương pháp, biện pháp dạy học cụ thể. Nguyên nhân thứ hai là do hệ thống kiến thức về các cách giải bài tập chưa được cung cấp đầy đủ và có hệ thống cho người học. Việc dạy học bài tập vẫn mang tính chất luyện thi, nhiệm vụ phát triển tư duy sáng tạo cho HS chưa thực sự được chú trọng, HS vẫn còn học và giải bài tập theo lối thụ động. 1.3. Xuất phát từ ƣu điểm của Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch (TRIZ) Lý thuyết giải các bài toán sáng chế (theo tiếng Nga là Теория решения изобретательских задач, chuyển tự Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch, viết tắt TRIZ) là phương pháp luận tìm kiếm những giải pháp kỹ thuật mới, cho những kết quả khả quan, ổn định khi giải những bài toán khác nhau, thích hợp cho việc dạy và học với đông đảo quần chúng. Tiền đề cơ bản của TRIZ là: các hệ kỹ thuật phát triển tuân theo các quy luật khách quan nhận thức được. Chúng được phát hiện và sử dụng để giải một cách có ý thức những bài toán sáng chế. TRIZ được xây dựng như là một khoa học chính xác, có lĩnh vực nghiên cứu riêng, các phương pháp riêng, ngôn ngữ riêng, các công cụ riêng [6], [9], [25]. TRIZ cũng có tính linh hoạt, mềm dẻo: cùng một bài toán, một vấn đề có thể giải theo nhiều cách tùy theo năng lực của người giải, giúp người giải Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 không cảm thấy khó khăn khi đứng trước bài toán, mà muốn giải nó, người giải cũng phải tư duy, suy luận áp dụng cho bài toán cụ thể, và cứ như vậy tư duy HS sẽ phát triển sau mỗi lần giải một bài cụ thể. Các phương pháp giải những bài toán được cụ thể hóa bằng các algorit sáng chế mang lại lợi ích thiết thực cụ thể nhất, đó là đi đến kết quả bài toán chính xác, nhanh chóng, tránh mò mẫm mất nhiều thời gian. Do đó, TRIZ giúp phát huy tính tích cực, tư duy có định hướng của HS [25]. Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài “Vận dụng TRIZ vào dạy học bài tập quy luật di truyền (Sinh học 12)”. 2. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của TRIZ để ứng dụng vào trong dạy học bài tập QLDT (SH 12) nhằm nâng cao hiệu quả giải bài tập cho HS. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của TRIZ. - Nghiên cứu lý thuyết, vận dụng TRIZ vào dạy học bài tập quy luật di truyền (Sinh học 12). - Thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng phương án đề ra. 4. Đối tƣợng và khách thể nghiên cứu 4.1. Đối tƣợng nghiên cứu: Lý thuyết giải quyết vấn đề sáng tạo (TRIZ). 4.2. Khách thể nghiên cứu: quá trình dạy học bài tập quy luật di truyền (Sinh học 12). 5. Giới hạn nghiên cứu Áp dụng TRIZ trong dạy học bài tập quy luật di truyền trong nhân (Sinh học 12) ở trường phổ thông. 6. Giả thuyết khoa học Nếu vận dụng tốt TRIZ vào giải bài tập quy luật di truyền để phát triển tư duy sáng tạo của HS sẽ góp phần nâng cao hiểu quả dạy học phần di truyền học (Sinh học 12). [...]... dạng bài tập khác nhau Khi giải bài tập, HS thường áp dụng máy móc các bước, công thức mà không hiểu bản chất, tính quy luật của các hiện tượng di truyền trong bài tập Để học tốt các bài tập QLDT yêu cầu HS phải nắm rõ nội dung các quy luật, cơ chế và tính quy luật của các hiện tượng di truyền, dấu hiệu nhận biết các quy luật và bài tập vận dụng quy luật đó và mối quan hệ giữa các QLDT Về việc này, cả... dạy – học bài tập quy luật di truyền ở các trường phổ thông chưa cao Thời gian giảng dạy ít Nhiều GV chưa quan tâm đầu tư thời gian nghiên cứu các phương pháp giải các bài tập QLDT HS chưa chủ động tích cực trong quá trình học và giải bài tập Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 29 CHƢƠNG 2 VẬN DỤNG TRIZ VÀO DẠY HỌC BÀI TẬP QUY LUẬT DI TRUYỀN 2.1 Các kỹ thuật (nguyên... bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 27 Các bài tập được sử dụng để kiểm tra ở mức độ hiểu, biết và vận dụng lý thuyết vào giải bài tập Kết quả điều tra: Chúng tôi tiến hành kiểm tra 3 lần, mỗi lần là hai dạng bài tập quy luật khác nhau, bài cuối là dạng bài tập tổng hợp Các bài đạt yêu cầu là bài trên 5 điểm Bảng 1.6: Kết quả điều tra khả năng giải bài tập QLDT của... Trong các giờ bài tập và ôn tập, GV cũng dạy và chữa bài tập nhưng thường sa đà vào các bài toán cụ thể với các công thức và thuật toán riêng mà chưa có phương pháp giải bài tập tổng quát Một bộ phận GV giải bài tập cụ thể sau đó rút ra phương pháp giải chung và hướng dẫn HS giải các bài tập ở nhà Với thực trạng dạy bài tập không theo phương pháp hệ thống như trên nên hiệu quả dạy bài tập ở các trường... Vũ Thị Minh nghiên cứu và vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của TRIZ thiết kế các bài tập sáng tạo trong dạy học phần cơ học (vật lý 10) nhằm giúp HS nâng cao khả năng tư duy sáng tạo, nhận biết và giải các bài tập sáng tạo [15] Nguyễn Ngọc Anh Thư (2011), vận dụng thuật toán ARIZ là algorit vào trong dạy học hóa học Cụ thể, tác giả kết hợp sử dụng grap và algorit vào dạy học chương “Hidrocacbon” trong... quá trình học sinh học nên chưa tạo ra hứng thú học tập cho bản thân 1.3.2 Khả năng giải bài tập quy luật di truyền của HS ở trường phổ thông Qua ý kiến khảo sát và quan sát đối tượng HS phổ thông, tôi nhận thấy với việc học Sinh học và giải bài tập, HS vẫn có thói quen học thuộc một số dạng toán cơ bản mà chưa có thói quen tự tìm hiểu phương pháp giải các dạng bài tập khác nhau Khi giải bài tập, HS... giáo khoa hóa học 11 Tác giả đã xây dựng hệ thống các grap nội dung về các hidrocacbon và vận dụng vào quá trình dạy học bài mới của chương, đồng thời tác giả cũng xây dựng và vận dụng algorit để hướng dẫn HS giải bài tập hidrocacbon và vận dụng vào quá trình thí nghiệm nhận biết các chất hidrocacbon [22] 1.2 Cơ sở lý thuyết của TRIZ 1.2.1 Các phƣơng pháp giải quy t vấn đề trƣớc TRIZ Trước TRIZ có rất... lý thuyết và bài tập Đồng thời, phân phối chương trình dành cho các tiết bài tập cũng còn ít - Đa số GV vẫn dạy theo cách truyền thống: truyền thụ lý thuyết sau đó vận dụng vào làm bài tập mà chưa xây dựng hệ thống cách giải bài tập cho HS - Nhiều GV chưa quan tâm đầu tư thời gian nghiên cứu các phương pháp giải các bài tập QLDT - HS chưa nhận thức được tầm quan trọng của việc giải bài tập QLDT trong... tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 25 - Phương pháp đa số GV dạy bài tập QLDT là thường dạy các ví dụ cụ thể của từng dạng quy luật để rút ra cách giải chung cho cả quy luật, số ít GV dạy các bước giải chung cho các dạng bài thuộc các QLDT khác nhau (bảng 1.5) Bảng 1.5: Phương pháp giảng dạy bài tập QLDT của GV phổ thông Ý kiến Dạy phương pháp giải riêng từng dạng bài tập. .. cứu về TRIZ trong sinh học, hướng tới ứng dụng lý thuyết này vào giải quy t các vấn đề khoa học Sinh học mà chưa vận dụng nó vào trong quá trình dạy học ở phổ thông 1.1.2 Tình hình nghiên cứu TRIZ trong nƣớc Ở Việt Nam, TRIZ được biết đến từ rất sớm do thầy Phan Dũng - người được học trực tiếp từ G.S Altshuller khóa (1971-1973), sau khi về nước thầy Phan Dũng đã thử nghiệm dạy ở trường đại học tổng . 2.2. Các dạng bài tập quy luật di truyền 36 2.2.1. Các dạng bài tập về quy luật di truyền của Menđen 36 2.2.2. Bài tập về quy luật di truyền liên kết 38 2.2.3. Bài tập về quy luật tác động. giải quy t vấn đề sáng tạo (TRIZ) . 4.2. Khách thể nghiên cứu: quá trình dạy học bài tập quy luật di truyền (Sinh học 12). 5. Giới hạn nghiên cứu Áp dụng TRIZ trong dạy học bài tập quy luật di. Bài tập về quy luật di truyền liên kết giới tính 42 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn iv 2.3. Vận dụng TRIZ vào dạy học bài tập quy luật di