Xây dựng và sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học chương 2 - cảm ứng, sinh học lớp 11, trung học phổ thông với sự hỗ trợ của phần mềm Cmap Tools

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC TRƯƠNG CÔNG NĂNG XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG 2- CẢM ỨNG, SINH HỌC LỚP 11, TRUNG HỌC PHỔ THÔNG VỚI SỰ HỖ TR

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TRƯƠNG CÔNG NĂNG

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG 2- CẢM ỨNG, SINH HỌC LỚP 11, TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM CMAP TOOLS

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM SINH HỌC

HÀ NỘI - 2012

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC

TRƯƠNG CÔNG NĂNG

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG 2- CẢM ỨNG, SINH HỌC LỚP 11, TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM CMAP TOOLS

CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC

(BỘ MÔN SINH HỌC)

Mã số : 60 14 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM SINH HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS DƯƠNG TIẾN SỸ

HÀ NỘI - 2012

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

1 Bảng 1.1 Bảng điều tra thực trạng hiểu biết của GV về tiếp cận

dạy học KN Sinh học ở cấp độ cơ thể, Sinh học lớp 11 25

2 Bảng 1.2 Bảng điều tra thực trạng dạy học môn Sinh học lớp 11 26

3 Bảng 1.3: Kết quả điều tra thực trạng về thái độ và kết quả học tập bộ môn của HS ở trường THPT 29

4 Bảng 2.1 Các dấu hiệu chung thể hiện điểm tương đồng/tương tự của các đặc trưng sống ở cơ thể TV và ĐV trong chương trình Sinh học lớp 11 37

5 Bảng 2.2: Bảng tổng kết các BĐKN đã xây dựng 46

6 Bảng 2.3 Bảng phân biệt hướng động và ứng động 51

7 Bảng 2.4 Bảng phân biệt ứng động sinh trưởng và ứng động không sinh trưởng 51

8 Bảng 2.5: Hệ thống nhánh, từ nối và KN 58

9 Bảng 2.6: Hệ thống nhánh, từ nối và KN 64

10 Bảng 2.7: Hệ thống nhánh, từ nối và KN 70

11 Bảng 3.1 Tên bài dạy đã soạn giáo án thực hiện phương pháp sử dụng BĐKN 73

12 Bảng 3.2 Tần suất điểm các bài kiểm tra trong TN 75

13 Bảng 3.3 Tần suất hội tụ tiến điểm các bài kiểm tra trong TN 75

14 Bảng 3.4 Tần suất điểm các bài kiểm tra sau TN 76

15 Bảng 3.5 Tần suất hội tụ tiến điểm các bài kiểm tra sau TN 77

16 Bảng 3.6 Các giá trị đặc trưng của mẫu trong TN 79

17 Bảng 3.7 Các giá trị đặc trưng của mẫu sau TN 80

18 Bảng 3.8 Kết quả so sánh giá tri ̣ trung bình và kiểm đi ̣nh giả thuyết H0 81

19 Bảng 3.9 Các giá trị đặc trưng của mẫu sau TN trên khối 11 82

20 Bảng 3.10 Phân tích phương sai điểm các bài kiểm tra trong TN 83

21 Bảng 3.11 Phân tích phương sai điểm các bài kiểm tra sau TN 84

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 3.1: Đồ thị tần suất điểm các bài kiểm tra trong TN 75 Biểu đồ 3.2 Đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm các bài kiểm tra

trong TN 76 Biểu đồ 3.3 Đồ thị tần suất điểm các bài kiểm tra khối 11 sau TN 77 Biểu đồ 3.4 Đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm các bài kiểm tra sau

TN 78 Biểu đồ 3.5 So sánh độ bền kiến thức trước và sau thực nghiệm

của khối thực nghiệm và đối chứng 84

DANH MỤC CÁC HÌNH

1 Hình 1.1 Các hệ thống bộ nhớ chủ chốt của não bộ đều tác

động qua lại với nhau khi chúng ta đang học 19

2 Hình 1.2: Trang web http://cmap.ihmc.us 23

3 Hình 1.3: Cửa sổ View 24

4 Hình 2.1 Cấu trúc chương trình sinh học trung học phổ thông 34

5 Hình 2.2: Cấu trúc chương trình Sinh học cơ thể, Sinh học 11 36

6 Hình 2.3 BĐKN khuyết hỗn hợp về Cảm ứng ở ĐV 41

7 Hình 2.4: BĐKN về các bước xây dựng BĐKN đa truyền thông, đa chiều 44

8 Hình 2.5: Cảm ứng ở cấp độ cơ thể 45

9 Hình 2.6: BĐKN hoàn chỉnh đa truyền thông, đa chiều bài hướng động 48

10 Hình 2.7: BĐKN hoàn chỉnh về ứng động của thực vật 49

11 Hình 2.8: Ứng động nở hoa của bồ công anh 50

12 Hình 2.9: Ứng động ở cây trinh nữ 50

13 Hình 2.10: Cây bắt mồi 50

14 Hình 2.11: Cây gọng vó 52

15 Hình 2.12: BĐKN (dạng khuyết) Cảm ứng ở ĐV 53

16 Hình 2.13 Hệ thần kinh dạng lưới ở thủy tức 53

17 Hình 2.14 Hệ thần kinh dạng chuỗi hạch 54

18 Hình 2.15: Tiến hóa trong hệ thần kinh 54

19 Hình 2.16: Sơ đồ cung phản xạ ở người 55

20 Hình 2.17: BĐKN hoàn chỉnh Cảm ứng ở ĐV 55

21 Hình 2.18: BĐKN khuyết hỗn hợp về Điện thế nghỉ 56

22 Hình 2.19: BĐKN hoàn chỉnh về Điện thế nghỉ 57

23 Hình 2.20: BĐKN (câm) Cảm ứng ở thực vật 59

24 Hình 2.21: BĐKN (hoàn chỉnh) Cảm ứng ở thực vật 60

25 Hình 2.22: BĐKN (hoàn chỉnh) Tập tính ở động vật 61

26 Hình 2.23: BĐKN ( dạng khuyết) Điện thế hoạt động 62

27 Hình 2.24: BĐKN ( hoàn chỉnh) Điện thế hoạt động 63

28 Hình 2.25: BĐKN (câm) Lan truyền xung thần kinh 64

29 Hình 2.26: BĐKN (hoàn chỉnh) Lan truyền xung thần kinh 65

30 Hình 2.27: BĐKN hoàn chỉnh về Cảm ứng động vật có lỗi sai (được đánh dấu bằng ô viền đỏ) 66

31 Hình 2.28: BĐKN hoàn chỉnh về Cảm ứng động vật đã sửa lỗi sai 67

32 Hình 2.29: BĐKN (dạng khuyết) Ứng động 68

33 Hình 2.30: BĐKN (hoàn chỉnh) Ứng động 69

34 Hình 2.31: BĐKN (câm) Cảm ứng ở thực vật và động vật 71

35 Hình 2.32: BĐKN (hoàn chỉnh) Cảm ứng đối với cả thực vật và động vật 72

MỤC LỤC

Trang

Lời cảm ơn i

Danh mục viết tắt ii

Danh mục các bảng iii

Danh mục các biểu đồ iv

Danh mục các hình v

Mục lục vi

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 6

1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu về BĐKN trên thế giới và ở Việt Nam 6

1.1.1 Trên thế giới 6

1.1.2 Ở Việt Nam 8

1.2 Cơ sở lý luận của đề tài 9

1.2.1 Khái niệm 9

1.2.2 Bản đồ KN 17

1.2.3 Giới thiệu tính năng cơ bản của phần mềm IHMC CmapTools 23

1.3 Cơ sở thực tiễn của đề tài 25

1.3.1 Thực trạng hiểu biết của GV về tiếp cận dạy học KN Sinh học ở cấp độ cơ thể, Sinh học lớp 11 25

1.3.2 Thực trạng sử dụng phương pháp dạy học khái niệm Sinh học lớp 11

26 1.3.3 Thực trạng về thái độ và kết quả học tập bộ môn của HS ở trường THPT 28

1.3.4 Phân tích nguyên nhân của thực trạng 30

Chương 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM CHƯƠNG 2 - CẢM ỨNG, SINH HỌC LỚP 11, TRUNG HỌC PHỔ THÔNG VỚI SỰ HỖ TRỢ CỦA PHẦN MỀM CMAP TOOLS 33

2.1 Phân tích lôgic cấu trúc nội dung dạy học các KN Sinh học ở cấp độ cơ thể, Sinh học lớp 11 theo tiếp cận hệ thống 33

2.2 Các nguyên tắc dạy học KN Sinh học ở trường THPT 39

2.2.1 Nguyên tắc quán triệt mục tiêu dạy học 39

2.2.2 Nguyên tắc đảm bảo tính chính xác, khoa học của nội dung 39

2.2.3 Nguyên tắc đảm bảo tính hệ thống và tính kế thừa 40

2.2.4 Nguyên tắc phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh 40

2.2.5 Nguyên tắc dạy học phù hợp với nhận thức của học sinh 41

2.2.6 Nguyên tắc đảm bảo việc đánh giá và tự đánh giá của học sinh 42

2.3 Qui trình xây dựng BĐKN đa truyền thông, đa chiều 43

2.4 Xây dựng BĐKN đa truyền thông, đa chiều chương Cảm ứng bằng phần mềm Cmap Tools 45

2.4.1 Xây dựng BĐKN tổng quát 45

2.4.2 Xây dựng BĐKN chi tiết 46

2.5 Phương pháp sử dụng BĐKN trong dạy học chương Cảm ứng 49

2.5.1 Sử dụng BĐKN trong khâu dạy kiến thức mới 49

2.5.2 Sử dụng BĐKN trong khâu củng cố, hoàn thiện kiến thức 60

2.5.3 Sử dụng BĐKN trong khâu kiểm tra, đánh giá 65

Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 73

3.1 Mục đích thực nghiệm 73

3.2 Nội dung thực nghiệm 73

3.2.1 Các bài thực nghiệm 73

3.2.2 Đề kiểm tra thực nghiệm 73

3.3 Phương pháp thực nghiệm 73

3.3.1 Chọn trường thực nghiệm 73

3.3.2 Chọn học sinh thực nghiệm 73

3.3.3 Chọn giáo viên thực nghiệm 74

3.3.4 Phương án thực nghiệm 74

3.4 Kết quả thực nghiệm 74

3.4.1 Phân tích định lượng 74

3.4.2 Phân tích định tính 85

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 89

1 Kết luận 89

2 Khuyến nghị 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

PHỤ LỤC 93

có khả năng học tập suốt đời

học ở trường phổ thông

Trong dạy học, không chỉ chú ý đến hình thành và phát triển các khái niệm riêng lẻ mà cần phải quan tâm đến cả một hệ thống khái niệm liên quan với nhau Chính sự xác lập các mối quan hệ logic và liên tục trong sự hình thành hệ thống khái niệm là cơ sở của sự hình thành thế giới quan khoa học

Đối với bộ môn Sinh học, kiến thức cơ bản nhất là hệ thống các khái niệm, các quy luật sinh học liên hệ chặt chẽ với nhau được hình thành và phát triển theo một trật tự logic Việc phân loại, sắp xếp các khái niệm Sinh học thành

hệ thống là rất quan trọng Với khối lượng khái niệm rất lớn nếu lĩnh hội không

có hệ thống thì học sinh không thể nắm vững, nhớ lâu và vận dụng được

1.3 Xuất phát từ thực trạng dạy và học bộ môn Sinh học ở trường phổ thông hiện nay

Chất lượng kiến thức của học sinh phần lớn phụ thuộc vào việc nắm vững ý nghĩa của mỗi khái niệm, nắm được nội dung của từng định nghĩa khái niệm Sinh học Tuy nhiên giống như các môn học khác, có một tình trạng khá phổ biến là học sinh chỉ chú ý học thuộc lòng khái niệm Sinh học, mà coi nhẹ

việc nắm vững bản chất khái niệm Điều đó làm cho học sinh lúng túng khi vận dụng vào các bài tập, giải quyết các tình huống trong thực tiễn đời sống

1.4 Xuất phát từ ưu điểm của bản đồ khái niệm (BĐKN)

Bản đồ khái niệm có tác dụng kết nối các thông tin mới và các thông tin

đã có Bản đồ khái niệm có thể được tiến hành ở nhiều mức độ khác nhau, ở nhiều khâu khác nhau trong quá trình giảng dạy các kiến thức trên lớp, đồng thời cũng rèn luyện cho học sinh cách hệ thống các kiến thức trong tự học ở nhà

1.5 Xuất phát từ đặc điểm chương trình và sách giáo khoa sinh học lớp 11

Chương trình Sinh học lớp 11 nghiên cứu hệ thống sống ở CĐTCS cơ thể SGK Sinh học lớp 11 giới thiệu các chức năng sống cơ bản ở cơ thể TV và ĐV qua các chương: chuyển hóa vật chất năng lượng, cảm ứng, sinh trưởng và phát triển, sinh sản Nhưng mỗi chức năng sống cơ bản đó lại được biên soạn tách rời sinh học cơ thể TV (phần A) và sinh học cơ thể ĐV (phần B) Việc nghiên cứu riêng rẽ các chức năng sống cơ bản ở cơ thể TV và ĐV đều giống nhau ở chỗ phải xem xét mối quan hệ giữa các yếu tố cấu trúc – chức năng trong cơ thể và giữa cơ thể với môi trường Tuy nhiên, nếu chỉ dừng lại ở đây thì chưa đáp ứng được yêu cầu và định hướng dạy học Sinh học ở CĐTCS cơ thể

Muốn hình thành và phát triển các khái niệm Sinh học ở CĐTCS cơ thể, GV cần hướng dẫn cho HS tiến hành phân tích, so sánh các phương thức thực hiện các chức năng sống (chuyển hóa vật chất năng lượng, cảm ứng, sinh trưởng và phát triển, sinh sản) ở hai giới TV và ĐV, đồng thời phải trừu xuất hóa khỏi các dấu hiệu mang tính chất bộ phận và hay thay đổi của các phương thức thực hiện các chức năng sống ở TV và ĐV mà rút ra được biểu hiện chung của các chức năng sống ở CĐTCS cơ thể

1.6 Xuất phát từ sự phát triển khoa học và công nghệ, đặc biệt là công nghệ thông tin

Công nghệ thông tin ngày càng ảnh hưởng sâu sắc lên mọi lĩnh vực của đời sống xã hội, trong đó có giáo dục Các phương tiện Internet nối mạng toàn cầu đang làm thay đổi cách tiếp cận tri thức của con người Chính vì thế, khả

năng thu nhận, xử lý để hiểu biết thông tin một cách nhanh chóng và chính xác là hết sức quan trọng Điều đó, đã dẫn đến phải thay đổi phương pháp dạy học chuyển từ việc dạy chữ sang dạy cách tìm kiếm, thu nhận và xử lý thông tin để đạt được mục tiêu giáo dục

Một trong những thế mạnh của việc ứng dụng công nghệ thông tin trong giáo dục - đào tạo là xây dựng và sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học với sự hỗ trợ của phần mềm Cmap Tools

Xuất phát từ những lí do trên chúng tôi chọn đề tài: “Xây dựng và sử

dụng bản đồ khái niệm trong dạy học chương 2 - Cảm ứng, Sinh học lớp

11, trung học phổ thông với sự hỗ trợ của phần mềm Cmap Tools”

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng và sử dụng BĐKN với sự hỗ trợ của phần mềm Cmap Tools nhằm

góp phần nâng cao hiệu quả dạy học chương cảm ứng, Sinh học lớp 11 THPT

3 Đối tƣợng và khách thể nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

- Hệ thống KN trong chương cảm ứng, Sinh học lớp 11 THPT

- Ứng dụng của phần mềm Cmap Tools trong việc thiết kế BĐKN cho

chương cảm ứng

3.2 Khách thể nghiên cứu

- Quá trình dạy học Sinh học lớp 11 ở trường THPT

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xác định dược nguyên tắc, quy trình xây dựng và phương pháp sử dụng BĐKN trong chương cảm ứng, Sinh học lớp 11 THPT nhờ sự hỗ trợ của phần mềm Cmap Tools thì sẽ nâng cao chất lượng dạy và học

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

5.1 Nghiên cứu cơ sở lí thuyết

- Nghiên cứu tổng quan tình hình nghiên cứu về BĐKN trên thế giới và ở Việt Nam;

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về khái niệm và bản đồ khái niệm làm cơ sở lý

thuyết để vận dụng vào dạy học chương cảm ứng, Sinh học lớp 11 THPT;

- Nghiên cứu tính năng cơ bản của phần mềm IHMC CmapTools để xây dựng hệ thống bản đồ khái niệm chương cảm ứng, Sinh học lớp 11 THPT

5.2 Nghiên cứu cơ sở thực tiễn

- Điều tra thực trạng hiểu biết của GV về tiếp cận dạy học KN Sinh học ở cấp độ cơ thể, Sinh học lớp 11;

- Điều tra thực trạng sử dụng phương pháp dạy học khái niệm Sinh học lớp 11

- Điều tra thực trạng về thái độ và kết quả học tập bộ môn của HS ở trường THPT

5.3 Phân tích cấu trúc nội dung, chương trình SGK Sinh học lớp 11 trung học phổ thông theo tiếp cận hệ thống

5.4 Xác định hệ thống nguyên tắc dạy học các khái niệm trong chương cảm ứng, Sinh học lớp 11 THPT

5.5 Xác định qui trình xây dựng BĐKN trong dạy học chương cảm ứng, Sinh học lớp 11 THPT

5.6 Đề xuất phương pháp sử dụng BĐKN trong dạy học chương cảm ứng, Sinh học lớp 11 THPT

5.7 Thực nghiệm sư phạm

Thiết kế giáo án mẫu có sử dụng BĐKN trong chương cảm ứng và đưa vào thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá hiệu quả và tính khả thi của đề tài

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

6.2 Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

6.4 Phương pháp thống kê toán học

7 Những kết quả nghiên cứu và đóng góp mới của luận văn

- Hệ thống hóa cơ sở lý luận về KN và vai trò, ý nghĩa của BĐKN trong dạy học Sinh học

- Phân tích lôgic cấu trúc nội dung dạy học các KN Sinh học ở cấp độ

cơ thể, Sinh học lớp 11 theo tiếp cận Sinh học hệ thống

- Xác định hệ thống nguyên tắc dạy học các khái niệm trong chương cảm ứng, Sinh học lớp 11 THPT

- Xác định qui trình xây dựng BĐKN và xây dựng hệ thống BĐKN của chương cảm ứng, Sinh học lớp 11 bằng phần mềm Cmap Tools

- Đề xuất phương pháp sử dụng BĐKN trong dạy học chương cảm ứng

ở cấp độ tổ chức sống cơ thể

- Thiết kế một số giáo án mẫu có sử dụng BĐKN trong dạy học chương cảm ứng, Sinh học lớp 11

8 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương:

Chương 1: Cở sở lý luận và thực tiễn của đề tài

Chương 2: Xây dựng và sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học chương

2- Cảm ứng, Sinh học lớp 11, trung học phổ thông với sự hỗ trợ của phần

mềm Cmap Tools

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu về BĐKN trên thế giới và ở Việt Nam

1.1.1 Trên thế giới

Năm 1968, BĐKN được phát sinh từ lý thuyết tiếp thu kiến thức của David Ausubel Theo Ausubel, sự tiếp thu kiến thức xảy ra bởi sự đồng hóa những KN và những mệnh đề mới vào hệ thống kiến thức đã có của người học Như vậy tiếp thu kiến thức một cách logic xuất hiện khi kiến thức mới liên hệ có ý thức, có mục đích với kiến thức trước Trong khi đó, học vẹt những KN mới được thêm vào hệ thống kiến thức của người học một cách đúng nguyên văn và tùy tiện, do đó rất nhanh quên Kết quả sự tiếp thu kiến thức logic là người học sẽ hiểu sâu, nhớ lâu và dễ áp dụng trong các tình huống

Năm 1972, trong chương trình nghiên cứu của Joseph D Novak và cộng sự ở đại học Cornell, BĐKN đã được phát triển BĐKN được trình bày bằng sơ đồ những KN và mối quan hệ của chúng, giúp sinh viên tổ chức thông tin về các KN khoa học theo logic tạo thuận lợi cho việc học BĐKN dựa trên tiền đề là các KN không tồn tại riêng biệt mà có quan hệ với những

KN khác [16, 17]

Năm 1984, Novak và Gowin đã phát triển kỹ thuật BĐKN nhằm đánh giá kiến thức KN của người học Ông cũng sử dụng BĐKN để xác định những thay đổi đang xảy ra trong nhận thức của sinh viên

Năm 1998, Novak, Mintzes và Wandersee đã nhận thấy từ mục đích đầu tiên của BĐKN là xác định những kiến thức đã có của người học Theo Novak “Sự tạo thành kiến thức mới không chỉ là sự học hiểu ở trình độ cao

mà còn phụ thuộc vào cách tổ chức cấu trúc kiến thức của mỗi cá nhân trong những vùng nhận thức riêng biệt, và thậm chí còn phụ thuộc vào cảm hứng

trong việc tìm ra kiến thức mới”, “Trong dạy học, sáng tạo, và sử dụng kiến thức BĐKN như là công cụ hiệu quả trong trường học” [16]

Ngoài ra, BĐKN cũng được nghiên cứu trong việc lập kế hoạch giảng dạy (Bascones & Novak, 1985; Novak, 1991; Novak, 1998) và đã ứng dụng ở trường đại học Cornell (Hoa Kì) [16]

Hiện nay BĐKN đã được nghiên cứu và sử dụng rộng rãi với nhiều mục đích khác nhau như giúp người học ghi nhớ KN, đánh giá kết quả học tập, lập

kế hoạch giảng dạy…

Tình hình ứng dụng BĐKN trong dạy học Sinh học

Ngay từ khi mới được nghiên cứu, các nhà khoa học và giáo dục đã tìm cách ứng dụng BĐKN vào nghiên cứu cũng như hoạt động giảng dạy môn Sinh học tại các nhà trường

Theo công trình nghiên cứu của J.D Novak (1980), BĐKN trong giảng dạy Sinh học có thể xem xét gần giống một số biểu đồ mạng nhện (spider chart) hay biểu đồ lưu lượng (flow diagram) Ứng dụng có hiệu quả nhất của BĐKN trong việc giảng dạy học tập là cách tổ chức thứ bậc trong cấu trúc Năm 1995, Soyibo đã nghiên cứu sử dụng BĐKN để so sánh nội dung kiến thức trong SGK Sinh học

Năm 1999, Bahar và cộng sự cho đề kiểm tra là dựa vào các từ cho sẵn

để vẽ BĐ kiến thức về các lĩnh vực cơ bản của di truyền học dành cho sinh viên năm đầu tiên ngành Sinh học Kết quả nghiên cứu của Bahar cho thấy đa

số sinh viên có thể tạo được bản đồ với khoảng mười từ chìa khóa

Năm 2000, Ian M Kinchin coi BĐKN là công cụ hỗ trợ cho DH Sinh học vì vậy việc ứng dụng là rất cần thiết [18, 19]

Trong đề tài nghiên cứu “ Concept Maps: A Tool for Use in Biology

Teaching” Stewart, James và cô ̣ng sự đã khái quát mô ̣t số hình thức sử du ̣ng BĐKN trong DHKN sinh ho ̣c, với hai mô hình cu ̣ thể sử du ̣ng BĐKN để da ̣y

di truyền và sinh thái học Các tác giả cũng đề xuất việc sử dụng BĐKN như

mô ̣t công cu ̣ giảng da ̣y , thiết kế chương trình cũng như là phương tiê ̣n đánh giá thành quả học tập của HS

Trong dạy và học môn Sinh học, các KN tồn tại riêng biệt, mỗi KN độc lập có liên quan đến các KN khác Mỗi một BĐKN mô tả thứ bậc và các mối quan hệ của tất cả các KN trong đó Quá trình xây dựng BĐKN đòi hỏi một tư duy trực tiếp tổng hợp Trong cố gắng này, phải xác định các KN chính và các

KN phù hợp với mỗi chủ đề Điều đó yêu cầu phải hiểu sâu về chủ đề và loại

bỏ được bất kỳ một KN nhầm lẫn nào

Một ưu điểm lớn của việc sử dụng BĐKN trong dạy Sinh học đó là việc cung cấp những hình ảnh trực quan của KN mà qua đó việc học được tập trung và rõ ràng hơn Điều đó giúp GV chuyển những hình ảnh và những mối quan hệ giữa các KN trong chủ đề tới người học một cách dễ dàng

Năm 2008, Firas Corri & Radwan O AL-Abed đã chỉ ra rằng BĐKN cũng giúp giáo viên kiểm tra được kiến thức của học sinh qua việc xây dựng cấu trúc bản đồ, nắm bắt các mối liên kết cũng như tạo ra các liên kết mới một cách phù hợp với chủ đề đang nghiên cứu Bằng cách như vậy, sử dụng thành thạo BĐKN cũng giúp người học có thể tự đánh gía được kiến thức của mình

trong lĩnh vực môn học Còn trong tài liệu “Using concept maps in Biology

Lesons” cũng của hai tác giả trên đã cho rằng việc sử dụng BĐKN trong dạy

học Sinh học là có hiệu quả Theo nghiên cứu này, các sinh viên tỏ ra nhất trí cao với việc sử dụng bản đồ KN và nhận ra các giá trị trong đó[15]

1.1.2 Ở Việt Nam

Ở Việt Nam, BĐKN còn là một KN mới mẻ, mới chỉ có các nghiên cứu ban đầu của các nhà khoa học và giáo dục điển hình như Nguyễn Phúc Chỉnh [3], Phan Đức Duy [5] Các tác giả chủ yếu nghiên cứu về cơ sở lí luận, vai trò và đưa ra quy trình xây dựng BĐKN trong DH

Một số trường Đại học như Đại học Cần Thơ đã đưa BĐKN vào dạy học Một số chương trình giáo dục nước ngoài tại nước ta cũng sử dụng BĐKN như chương trình Intel

Năm 2007, Đặng Thị Quỳnh Hương đã nghiên cứu và bước đầu ứng dụng BĐKN trong dạy học Sinh học (luận văn thạc sỹ), trong đó tác giả chú ý

đến việc xây dựng một số BĐKN trong chương trình Sinh học phổ thông như sinh sản, trao đổi chất, hô hấp, quang hợp

Năm 2009, cũng trong luận văn thạc sỹ, tác giả Kiều Thị Kim Khánh đã nghiên cứu và xây dựng BĐKN để DHKN Sinh học THPT phần Sinh trưởng

KN, không có KN sẽ không có tư duy

Logic hình thức xem “khái niệm là một yếu tố đơn giản của sự suy nghĩ,

là một bộ phận của phán đoán, khái niệm chỉ là công cụ suy nghĩ và có tính chất qui ước để thuận tiện cho việc trao đổi sự suy nghĩ” Các nhà triết học

duy tâm hạ thấp vai trò của khái niệm nên xem xét các khái niệm khoa học chỉ là công cụ của nhận thức khoa học, chỉ là những từ mà đằng sau chúng không có hiện thực nào cả

Logic biện chứng xem “KN là sự kết tinh nhận thức của con người, KN

là hình thức tư duy phản ánh sự vận động, phát triển của thực tại khách quan

KN khoa học là sự tổng kết các tri thức về những dấu hiệu, thuộc tính chung

và bản chất giữa các sự vật hiện tượng”

Logic biện chứng cho thấy một KN luôn tồn tại ba thuộc tính cơ bản:

- Tính chung:

KN là kết quả của quá trình nhận thức đi từ cái đơn nhất đến cái phổ biến, từ cái riêng đến cái chung bằng con đường khái quát hóa Đơn nhất là những dấu hiệu thuộc tính chỉ có ở sự vật, hiện tượng nhất định Phổ biến là những dấu hiệu thuộc tính chung có ở nhiều sự vật hay hiện tượng Sự tổng

hòa các dấu hiệu hoặc thuộc tính chung và bản chất hợp thành nội dung KN Như vậy, nội dung KN là sự tổng hợp chứ không phải là một phép cộng các dấu hiệu

- Tính bản chất:

Trong các dấu hiệu và thuộc tính chung, người ta phân ra được một số thuộc tính và dấu hiệu bản chất, mà nhờ nó, về cơ bản chúng ta có thể phân biệt được loại sự vật, hiện tượng này với loại sự vật hiện tượng khác

- Tính phát triển:

KN phản ánh sự vâ ̣t hiê ̣n tượng trong sự vâ ̣n đô ̣ng và biến đổi của chúng,

do vâ ̣y bản thân nô ̣i dung KN cũng luôn có sự vâ ̣n đô ̣ng , biến đổi để tiếp câ ̣n gần hơn tới bản chất của sự vâ ̣t hiê ̣n tượng và có thể dẫn tới hình thàn h nên

mô ̣t KN mới

Tóm lại: Logic biện chứng xem KN là sự thống nhất biện chứng giữa đơn nhất và phổ biến, giữa cụ thể và trừu tượng, giữa nội dung và hình thức Một số tác giả đã định nghĩa khái niệm như sau:

Theo Đinh Quang Báo và Nguyễn Đức Thành (1998): “KN là những tri

thức khái quát về những dấu hiệu bản chất và thuộc tính chung nhất của từng nhóm sự vật, hiện tượng cùng loại; về những mối liên hệ và tương quan tất yếu giữa các sự vật, hiện tượng khách quan” [1, tr.108]

Theo Lê Thanh Thập (2000): “KN là một hình thức của tư duy phản

ánh những thuộc tính, những mối quan hệ bản chất đặc trưng của các sự vật hiện tượng trong thế giới khách quan ” [13, tr.31]

Theo Vương Tất Đạt (2007): “KN là hình thức của tư duy, trong đó phản

ánh dấu hiệu cơ bản khác biệt của một sự vật đơn nhất hay lớp các sự vật đồng nhất Trong KN, thứ nhất, bản chất của các sự vật được phản ánh, thứ hai, sự vật hay lớp sự vật nổi bật trên cơ sở của các dấu hiệu cơ bản khác biệt” [9 tr.25]

1.2.1.2 Kết cấu của KN

Bất cứ một KN nào đều cho ta biết hai mặt của sự vật hiện tượng đó là nội hàm và ngoại diên:

- Nội hàm của KN:

Nội hàm của KN là những dấu hiệu bản chất, khác biệt của các đối tượng (sự vật, hiện tượng) được phản ánh trong KN, giúp phân biệt đối tượng mà nó phản ánh với những đối tượng khác (chính là nội dung hay chất của KN)

- Ngoại diên của KN:

Ngoại diên của KN là tập hợp các đối tượng mang các dấu hiệu chung, bản chất được phản ánh trong nội hàm (chính là mặt lượng của KN)

Ví dụ, KN “ Cá”:

+ Nội hàm: Các động vật sống ở nước, thở bằng mang, bơi bằng vây + Ngoại diên: Các loại cá; cá chép, cá trôi, cá quả…

1.2.1.3 Phân loại KN

- Phân loại KN dựa vào nội hàm:

+ KN cụ thể và KN trừu tượng: KN cụ thể phản ánh một hay một lớp đối tượng thực tế đang tồn tại (Vd: đột biến gen, đột biến NST…); còn KN trừu tượng phản ánh những thuộc tính chung, những mối quan hệ của các đối tượng

+ KN khẳng định và KN phủ định: KN khẳng định phản ánh sự tồn tại của đối tượng xác định hay các thuộc tính, các quan hệ của đối tượng (Vd: thuần chủng…), còn KN phủ định phản ánh sự không tồn tại của đối tượng hay các thuộc tính, các quan hệ của đối tượng (Vd: không thuần chủng…)

+ KN đơn và KN kép (KN không tương quan/ tương quan): KN đơn là

KN chỉ sự tồn tại của KN này không phụ thuộc vào KN khác, còn KN kép là

KN chỉ sự tồn tại của KN này phụ thuộc vào KN khác

- Phân loại KN dựa vào ngoại diên:

+ KN riêng : Là KN mà ngoại diên của nó chỉ có một đối tượng

+ KN Chung: Là KN mà ngoại diên của nó có từ 2 đối tượng trở lên + KN tập hợp: Là KN khi ngoại diên của nó có từ 2 đối tượng trở lên

và chỉ được xác lập khi tập hợp 1 số đối tượng nào đó

+ KN loại (KN giống): là KN mà ngoại diên của nó được phân chia thành các lớp con

+ Khại niệm hạng (KN loài): là KN mà ngoại diên của nó được phân chia từ KN loại (KN giống)

VD: + KN “ Động vật” là KN loại (KN giống)

+ KN “ Động vật có vú” là KN hạng (KN loài)

Việc phân chia KN loại và KN hạng chỉ mang tính tương đối, phụ thuộc vào mối quan hệ của các đối tượng

1.2.1.4 Mối quan hệ giữa các KN

Mối quan hệ giữa các khái niệm chính là quan hệ giữa ngoại diên của các khái niệm được chia làm 2 loại cơ bản là quan hệ hợp và quan hệ không hợp:

- Mối quan hệ hợp: Là quan hệ giữa các khái niệm mà ngoại diên của chúng

có ít nhất một bộ phận chung nhau

+Quan hệ đồng nhất: là quan hệ giữa các khái niệm mà ngoại diên của

chúng hoàn trùng nhau

Ví dụ: KN ARN thông tin (A)

và KN ARN khuôn mẫu (B)

+ Quan hệ bao hàm (phụ thuộc): là quan hệ giữa 2 khái niệm mà toàn

bộ ngoại diên của khái niệm này nằm trọn trong ngoại diên của khái niệm kia

Ví dụ: KN Động vật là KN chi phối (A)

KN Động vật đơn bào là KN phụ thuộc (B)

+ Quan hệ giao nhau: là quan hệ giữa các khái niệm mà ngoại diên của

chúng có một số đối tượng chung (có một phần trùng nhau)

Ví dụ: KN sinh sản hữu tính (A)

và KN sinh sản của TV (B)

+ Quan hệ cùng nhau phụ thuộc: Là quan hệ giữa các khái niệm mà

ngoại diên của chúng nằm trong ngoại diên của khái niệm khác

Ví dụ: Diên viên múa (1),

Diễn viên xiếc (2),

Diễn viên kịch câm (3)

Diễn viên (A)

- Mối quan hệ không hợp (tách rời): Là quan hệ giữa các khái niệm mà ngoại

diên của chúng không có phần nào trùng nhau

+ Quan hệ ngang hàng: là quan hệ giữa các khái niệm cùng một cấp loài mà

ngoại diên của chúng tách rời nhau và cùng lệ thuộc vào ngoại diên của khái niệm giống

Ví dụ: KN quả táo (1), quả lê (2) và quả nhãn (3)

là ba KN ngang hàng lệ thuộc KN quả (A)

+ Quan hệ mâu thuẫn: là quan hệ giữa 2 khái niệm mà nội hàm của chúng

phủ định lẫn nhau, còn ngoại diên của chúng hoàn toàn tách rời (không có đối tượng chung) và tổng ngoại diên của chúng đúng bằng ngoại diên của một khái niệm khác (khái niệm giống chung)

Ví dụ: KN thuần chủng (A)

và KN không thuần chủng (B)

+ Quan hệ đối lập (đối chọi): là quan hệ giữa 2 khái niệm mà nội hàm của

chúng có những thuộc tính trái ngược nhau, còn ngoại diên không có gì trùng nhau và tổng ngoại diên của chúng nhỏ hơn ngoại diên một khái niệm khác (khái niệm giống chung)

Ví dụ: KN hấp thụ nước (A) và KN thoát hơi nước (B)

trong KN trao đổi nước (C)

1.2.1.5 Cách phân chia KN

Trong khi nghiên cứu KN, chúng ta phải chỉ ra nội hàm và ngoại diên của chúng Trong đó, thao tác logic vạch ra ngoại diên của KN gọi là phân chia KN

Phân chia một KN có nghĩa là chia các đối tượng nằm trong ngoại diên của một KN lớn thành những nhóm nhỏ, xác định xem trong một KN giống

có bao nhiêu KN loài Mục đích của việc phân chia là để củng cố, mở rộng hiểu biết về đối tượng cần nghiên cứu

- Cơ sở phân chia

Dấu hiệu dùng để phân chia KN gọi là cơ sở phân chia Có 2 cách phân chia:

C

C

+ Phân chia theo sự biến đổi dấu hiệu của KN: Là sự phân chia KN giống thành KN loài sao cho mỗi loài vẫn giữ được dấu hiệu nào đó của giống, nhưng dấu hiệu đó lại có chất lượng mới trong các loài

Ví dụ: Sự phân chia ĐV có xương sống thành : Lớp thú, lớp chim, lớp

bò sát, lớp lưỡng cư

+ Phân đôi KN : Là thao tác logic chia đôi KN lớn thành hai KN nhỏ có quan hệ trái ngược nhau KN giống được xem như chỉ có hai thuộc tính đối lập, còn KN loài mang một trong hai thuộc tính đó

Ví dụ: KN “TV bậc cao” được phân đôi thành KN “TV hạt trần” và “TV hạt kín”

- Qui tắc phân chia KN

+ Phân chia phải cân đối: Tổng ngoại diên của các thành phần phân chia bằng ngoại diên của KN bị phân chia Ví dụ KN giao tử được phân chia thành hai KN nhỏ là giao tử đực và giao tử cái

+ Phân chia phải theo một cơ sở nhất định: Trong quá trình phân chia có thể theo nhiều cách khác nhau tùy theo dấu hiệu lựa chọn nhưng tổng ngoại diên của các thành phần chia phải bằng ngoại diên của KN bị phân chia Trong một cách phân chia, chỉ được căn cứ vào một dấu hiệu xác định nào đó

và phải giữ nguyên dấu hiệu ấy trong suốt quá trình phân chia

+ Phân chia phải liên tục: KN giống bị phân chia phải chuyển tới các loài gần gũi, chứ không được chuyển sang các loài xa Khi phân chia không được vượt cấp, nghĩa là KN loài phân chia ra phải là KN loài gần nhất

+ Các KN nhỏ phân chia ra phải ngang hàng, không chồng chéo

+ Khi phân chia phải căn cứ vào cùng một thuộc tính hoặc tùy mục đích phân chia mà lấy thuộc tính này hay thuộc tính khác làm căn cứ

1.2.1.6 Cách định nghĩa KN

Định nghĩa KN là một thao tác logic của tư duy thực hiện 2 nhiệm vụ, một là xác định được nội hàm KN (tức là vạch ra được phần cơ bản của nội hàm), hai là loại biệt được ngoại diên (tức là dựa vào phần cơ bản nội hàm đã nêu để tách các đối tượng cần định nghĩa từ những đối tượng gần với chúng) Nói cách khác, định nghĩa KN gồm 2 phần:

+ KN được đi ̣nh nghĩa là KN cần xác định nô ̣i hàm và ngoa ̣i diên

+ KN để đi ̣nh nghĩa là KN nhờ đó phát hiê ̣n được nô ̣i hàm của KN được đi ̣nh nghĩa

- Các nguyên tắc đi ̣nh nghi ̃a KN:

+ Nguyên tắc tương xứng, nghĩa là ngoại diên của KN được định nghĩa

và ngoại diên của KN dùng để định nghĩa phải bằng nhau

+ Nguyên tắc không nói vòng quanh, luẩn quẩn

+ Nguyên tắc không nói theo cách phủ định

+ Nguyên tắc rõ ràng , chính xác, ngắn gọn, nghĩa là định nghĩa không chứa những thuộc tính có thể suy ra từ thuộc tính khác

- Các bước tiến hành định nghĩa KN:

Bước 1: Tìm ra các dấu hiệu chung , dấu hiê ̣u bản chất của sự vâ ̣t hiê ̣n tượng

được phản ánh trong KN

Bước 2: Xác định nội hàm và ngoại diên của KN thông qua ba câu hỏi:

+ Đối tượng được phản ánh đó cụ thể là những sự vật hiện tượng gì? + Bản chất của đối tượng là như thế nào?

+ Dựa vào đâu để phân biê ̣t đối tượng đó với các đối tượng khác?

Bước 3: Xác định KN giống và KN loài

KN giống là những KN rộng hơn, phổ biến hơn, còn KN loài là KN hẹp hơn, ít phổ biến hơn Một nhóm “loài” có quan hệ họ hàng gần thì được xếp vào một “giống” Tùy phạm vi sử dụng mà một KN có thể là KN giống hay

KN loài

Bước 4: Định nghĩa KN

Theo logic hình thức, ta có 3 cách định nghĩa KN như sau:

- Định nghĩa thông qua việc xác định “giống” gần nhất và sự khác biệt

nhau về “loài”

Theo cách định nghĩa này, một KN nào đó được định nghĩa sẽ gồm có

KN “giống” gần nhất với nó và những dấu hiệu riêng của nó KN “giống” chỉ

ra những dấu hiệu giống nhau giữa đối tượng được định nghĩa với các đối

tượng khác cùng loại Những dấu hiệu riêng là KN “loài” xác định rõ đặc điểm của đối tượng được định nghĩa khác với các đối tượng khác trong cùng

“giống” ở những dấu hiệu nào?

Đây là cách định nghĩa KN được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực nhận thức Tuy nhiên, để phát biểu định nghĩa KN một cách chính xác thì điều quan trọng nhất là phải nắm được các dấu hiệu bản chất của các KN mà

ta định nghĩa Muốn vậy, chúng ta phải tuân theo các quy tắc sau:

+ Ngoại diên của KN đưa ra định nghĩa và ngoại diên của KN dùng để định nghĩa phải ngang hàng nhau Nghĩa là hai vế của các định nghĩa phải tương đương và có thể hoán vị cho nhau

+ KN giống dùng để định nghĩa không được vượt cấp

+ Những thuộc tính dùng để định nghĩa phải phản ánh đúng bản chất của đối tượng

+ Định nghĩa không thể là một câu phủ định

+ Câu văn trong định nghĩa phải rõ ràng, không rườm rà, quanh co

- Định nghĩa theo nguồn gốc:

Câu định nghĩa chỉ rõ nguồn gốc của sự vật hiện tượng được định nghĩa Dấu hiệu được chọn đưa vào định nghĩa nói lên nguồn gốc của sự vật, hiện tượng

Ví dụ: Thường biến là loại biến dị phát sinh do ảnh hưởng trực tiếp của môi trường không liên quan tới những biến đổi trong vật chất di truyền

- Định nghĩa theo tên gọi:

Câu định nghĩa giải thích tên gọi của KN Cách định nghĩa này được sử dụng khi thuật ngữ tên gọi của KN đã phản ánh được vài dấu hiệu quan trọng của KN,

đủ để phân biệt với KN khác Ví dụ: ĐV đơn bào là ĐV chỉ có 1 tế bào

Lưu ý: Có thể sử dụng nhiều cách khác nhau để cùng định nghĩa một

KN, dù sử dụng cách nào thì cũng phải thể hiện được các đặc tính bản chất của KN; trong cách định nghĩa theo KN “giống” tránh dùng KN “giống” vượt cấp so với KN được định nghĩa

1.2.1.7 Hệ thống hóa KN

Khi hệ thống hóa một nhóm KN, ta cần vận dụng mối quan hệ giữa các

KN và các cách phân chia KN thì mới rõ ràng và chính xác được Muốn vậy, cần phải chú ý đến những vấn đề sau:

- Phải xác định KN giữ vị trí trung tâm trong hệ thống KN

- Phải nắm vững nội hàm của từng KN để sắp xếp KN thành hệ thống

- Phải nắm vững quan hệ giữa các KN trong hệ thống, từ đó quyết định một trật tự xếp sắp hợp lý

1.2.2 Bản đồ KN

1.2.2.1 Định nghĩa bản đồ KN

BĐKN là những công cụ đồ thị để sắp xếp và trình bày kiến thức, có cấu trúc không gian 2 chiều, Chúng bao gồm các KN và mối quan hệ giữa các KN được thể hiện dưới dạng đường nối giữa hai KN Các từ trên đường nối là các từ nối hay các cụm từ nối, chỉ rõ mối quan hệ giữa hai KN tạo ra các mệnh đề [14] Một BĐKN bao gồm hai thành phần chính:

+ Các KN trong bản đồ được đặt trong các khung với hình dạng bất kỳ (hình vuông, chữ nhật, hình tròn )

+ Các đường nối liên kết các KN, trên đó có các từ hay cụm từ nối các

KN thành một mệnh đề hoàn chỉnh có nghĩa, chỉ ra mối quan hệ giữa các KN

ở hai đầu đường nối

Trong một BĐKN thông thường có một KN chính làm chủ đề, các KN khác thường được sắp xếp theo thứ bậc Bên cạnh những thành phần trên, một BĐKN có thể có các ví dụ cụ thể hay hình minh hoạ cho các KN trong bản

đồ Tuy nhiên đây không phải là thành phần bắt buộc trong bản đồ và không nằm trong các khung của KN

Như vậy, BĐKN bao gồm các “nút” tượng trưng cho các KN và các đường liên kết tượng trưng cho mối quan hệ giữa các KN - tương ứng với các

“đỉnh” và các “cung” trong Lý thuyết Graph

Trong BĐKN, các KN được sắp xếp theo trật tự logic, mỗi KN là một nhánh của bản đồ Đa số những KN mang tính chất tổng quát được xếp ở đỉnh của bản đồ, những KN có tính chất cụ thể hơn được xếp ở dưới [14]

Phần cốt lõi của BĐKN là mệnh đề (propositions) Mệnh đề là sự phát biểu về sự vật hay sự kiện nào đó xảy ra một cách tự nhiên hoặc nhân tạo Mệnh đề gồm hai KN (hoặc nhiều hơn) nối với nhau bởi một đường nối có các từ nối nhằm tạo nên lời phát biểu có ý nghĩa Đôi khi mệnh đề còn được gọi là những đơn vị ngữ nghĩa [14]

Và chính những mệnh đề là nhân tố làm cho BĐKN khác với những tổ chức đồ thị tương tự khác (ví dụ Mind maps) [14, 17]

Đặc trưng quan trọng khác của BĐKN là đường nối ngang (cross-links) Đường nối này thể hiện mối quan hệ (những mệnh đề) giữa các KN trong những lĩnh vực khác nhau của BĐKN Đường nối ngang giúp chúng ta thấy một số lĩnh vực kiến thức trên bản đồ liên quan với nhau như thế nào Trong sự tạo thành kiến thức mới, đường nối ngang thường thể hiện sự sáng tạo của người học

Một đặc tính cuối cùng của BĐKN là những ví dụ ở cuối KN, chúng có vai trò làm rõ ý nghĩa của KN đó Các ví dụ cũng được bao quanh bởi hình tròn, elip hoặc hình chữ nhật[14]

1.2.2.2 Cơ sở khoa học của BĐKN

* Cơ sở tâm lí học của BĐKN:

Sự nhận thức của mỗi người là quá trình nhận thức lặp lại sự nhận thức của nhân loại có kế thừa và phát triển, những đứa trẻ dưới 3 tuổi lúc đầu chỉ nhận thức các KN sau đó mới hình thành các mối liên hệ giữa các KN Đây là một khả năng kì diệu và là một trong những đặc điểm tiến hoá của loài người

Từ 3 tuổi trở lên con người tiếp thu các KN mới thông qua ngôn ngữ, bằng cách đặt các câu hỏi để làm rõ mối quan hệ giữa KN mới với những KN mà đứa trẻ đã có, sau đó lưu giữ chúng trong bộ nhớ của mình cùng với các KN cũ

Sự lĩnh hội này được thực hiện với một cách thức rất quan trọng khi

mà những kinh nghiệm cụ thể đã có sẵn Do đó, tính tích cực có vai trò quan

trọng đối với hoạt động học của trẻ, điều này cũng đúng đối với người học ở bất kì độ tuổi nào và trong bất cứ bài học nào

Asubel khi nghiên cứu quá trình học tập, đã tìm ra hai kiểu học tập là học thụ động (rote learning) và học tích cực (meaningful learning) Trong

đó, học hiểu có ý nghĩa đối với mỗi cá nhân vì những nội dung học được cần phải là những KN rõ ràng và được trình bày với ngôn ngữ và những ví dụ có quan hệ với kiến thức đã có của người học Bản đồ KN có thể đáp ứng điều kiện này Bằng cách vừa liên kết những KN chung được người học tìm ra trước đó dẫn dắt đến những KN cụ thể hơn, vừa giúp hệ thống các nhiệm vụ học trọng tâm có hệ thống và trở nên rõ ràng hơn, được giữ vững trong sự phát triển hệ thống KN

Trong sự hiểu biết của chúng ta, trí nhớ loài người không phải là một chiếc bình đơn giản để lấp đầy, mà là một tập hợp phức tạp của hệ thống bộ nhớ được liên hệ với nhau Sơ đồ ở hình 1.2 minh hoạ hệ thống bộ nhớ của trí nhớ con người và sự tác động qua lại với các vùng nhận thông tin từ các vùng nhận tác động và vùng tâm lí

Hình 1.1: Các hệ thống bộ nhớ chủ chốt của não bộ đều tác động

qua lại với nhau khi chúng ta đang học

Bộ nhớ làm việc

Bộ nhớ dài hạn

Hệ thống hiệu quả Hệ thống điều khiển

Tất cả hệ thống bộ nhớ phụ thuộc lẫn nhau (thông tin chịu tất cả sự điều khiển), bộ nhớ ngắn hạn và bộ nhớ đang hoạt động giữ vai trò quan trọng trong việc liên kết kiến thức vào bộ nhớ dài hạn Mọi thông tin tiếp nhận được sắp xếp

và xử lí trong bộ nhớ đang hoạt động và tương tác với kiến thức trong bộ nhớ dài hạn Đặc trưng giới hạn ở đây là bộ nhớ đang hoạt động chỉ có thể xử lí một số lượng nhỏ mối quan hệ hay các bộ phận tâm lí bất kì

Trong học vẹt, người học có ít hay không có sự hợp nhất của kiến thức mới với kiến thức đã có Có hai lý do gây nên sự hạn chế trong nhận thức của lối học thụ động đó là: Thứ nhất, kiến thức được học theo lối máy móc nên bị quên nhanh chóng nếu không được nhắc lại nhiều lần; Thứ hai, cấu trúc kiến thức hay cấu trúc nhận thức của người học không được tăng cường hay thay đổi để xoá đi những quan niệm sai lầm Vì vậy, những KN sai lầm sẽ vẫn còn

và kiến thức được học sẽ có ít hay không có khả năng được sử dụng trong việc học cao hơn hay giải quyết vấn đề (Novak)[17]

Vì vậy, để có kiến thức rộng yêu cầu có sự liên hệ chặt chẽ giữa bộ nhớ đang hoạt động và bộ nhớ dài hạn khi kiến thức đang được thu nhận và xử lí (Anderson, 1992) Một trong những lí do khiến bản đồ KN tạo thuận lợi cho việc học hiểu là nó có tác dụng như một loại khuôn mẫu để giúp sắp xếp và cấu trúc kiến thức, mặc dù cấu trúc đó bao gồm các KN hay mệnh đề tác động qua lại nhau

Nhiều HS và GV ngạc nhiên khi thấy bản đồ KN là công cụ đơn giản hỗ trợ việc học hiểu và tạo ra hệ thống kiến thức vững chắc không những cho phép áp dụng kiến thức trong những ngữ cảnh mới, mà còn giúp lưu giữ kiến thức trong thời gian dài (Novak, 1990; Novak & Wandersee, 1991) Sự hiểu biết về các quá trình ghi nhớ và quá trình kiến thức được đưa vào não bộ vẫn còn ít, nhưng dường như là hiển nhiên việc từ những nguồn thông tin cung cấp cho nghiên cứu, bộ não của chúng ta làm việc để sắp xếp kiến thức vào khung có thứ bậc, điều này làm tăng khả năng học của người học

* Cơ sở nhận thức của BĐKN:

Ngày nay quá trình học hiểu là quá trình được các nhà khoa học hay các chuyên

gia trong mọi lĩnh vực đều sử dụng, nhằm xây dựng kiến thức mới Trong thực tế, Novak đã khẳng định rằng tạo thành kiến thức mới không chỉ

là sự học hiểu ở trình độ cao mà còn phụ thuộc vào cách tổ chức cấu trúc kiến thức của mỗi cá nhân trong những vùng nhận thức riêng biệt, và thậm chí còn phụ thuộc vào cảm hứng trong việc tìm ra kiến thức mới

Những kiến thức KN và mệnh đề là những khối kiến thức cơ bản của mọi lĩnh vực Chúng ta có thể sử dụng KN tương tự như những “nguyên tử” còn mệnh đề là những “phân tử” Trên trái đất, chỉ có khoảng 100 loại nguyên tử khác nhau nhưng đã tạo ra vô số loại phân tử Hiện nay, trong tiếng Anh có khoảng 460000 từ (hầu hết chúng là những KN), các KN đó có thể kết hợp để tạo ra vô số những mệnh đề Mặc dù, hầu hết sự kết hợp của các từ không tạo thành câu có nghĩa nhưng chúng vẫn có thể kết hợp với nhau để tạo ra vô số những mệnh đề có ý nghĩa và hợp lệ BĐKN giữ vai trò quan trọng trong việc thiết lập các mối quan hệ của các KN (đơn vị cơ bản của nhận thức) BĐKN có giá trị trong học tập và trong quá trình hình thành kiến thức mới của con người

1.2.2.3 Vai trò của BĐKN trong dạy học

a Vai trò của BĐKN trong dạy học với HS

- HS nghiên cứu tài liệu mới bằng BĐKN sẽ hệ thống hóa kiến thức một cách nhanh hơn

- BĐKN giúp HS củng cố và hệ thống hóa kiến thức trong quá trình học bài Qua đó HS có cái nhìn tổng quát về các KN và mối quan hệ của chúng trong một tổng thể do đó lưu giữ kiến thức lâu hơn và sâu sắc hơn

- BĐKN giúp HS tự đánh giá được kiến thức của mình

Ngoài ra BĐKN còn tạo điều kiện cho hoạt động nhóm GV có thể đưa các KN, đường nối, từ nối, các chủ đề… yêu cầu HS làm việc theo nhóm để tạo BĐKN hoặc bổ sung những chỗ thiếu [17]

BĐKN cũng được sử dụng nhằm khuyến khích sự sáng tạo của HS; giúp

HS lĩnh hội kiến thức trong một bài báo, một chương tình tivi, một tài liệu hoặc bài giảng; hoặc BĐKN có thể ứng dụng trong tạo giao diện kiến thức trên trang web…

b Vai trò của BĐKN trong dạy học với GV

- Dạy một chủ đề

Sử dụng BĐKN trong giảng dạy giúp GV xác định rõ vai trò quan trọng của những KN chìa khóa và mối quan hệ giữa chúng Điều này giúp GV truyền tải rõ ràng và tổng quát về chủ đề nào đó và những mối quan hệ của chúng tới HS Với BĐKN, GV ít khi bỏ sót và giải thích sai bất kỳ KN quan trọng nào

- Củng cố kiến thức

Sử dụng BĐKN có thể củng cố kiến thức của HS BĐKN giúp HS hình dung được những KN chìa khóa và tóm tắt mối quan hệ của chúng

- Kiểm tra việc học và xác định kiến thức sai

Sử dụng BĐKN có thể giúp đỡ GV trong việc đánh giá kết quả của quá trình giảng dạy Chúng có thể đánh giá thành tích của HS bằng việc nhớ những

KN và xác định kiến thức sai Ngoài ra, BĐKN có thể cung cấp một đồ thị tóm lược những gì HS đã học, do đó giúp đỡ GV phát hiện và dần dần sửa những quan niệm sai và kiến thức sai của sinh viên

- Đánh giá

Thành tích của HS có thể được kiểm tra hay khảo sát bởi BĐKN Hiện nay, nhiều nước đã áp dụng BĐKN để kiểm tra kiến thức của HS sau trong một chương hoặc một chủ đề Tuy nhiên điều này chỉ có thể thực hiện được khi HS thành thạo về cách lập BĐKN[17]

- Lập kế hoạch giảng dạy

BĐKN có thể có lợi ích rất lớn trong lập kế hoạch chương trình giảng dạy

GV có thể xây dựng bản đồ trình bày những ý tưởng chính cho toàn bộ môn học, chương trình học (Macromap), hay chỉ trình bày cấu trúc kiến thức một phần của môn học như một chương, một bài cụ thể nào đó [17]

1.2.3 Giới thiệu tính năng cơ bản của phần mềm IHMC CmapTools

Năm 2004, A.J Cañas và các cộng sự ở Viện nghiên cứu tâm lý con người

và máy Florida đã viết phần mềm Cmap Tools Đây là một phần mềm hỗ trợ cho người sử dụng trong các thao tác xây dựng và chỉnh sửa nhiều lần các BĐKN, đồng thời lưu lại bản đồ của mình trên máy tính cá nhân hay trên máy chủ CmapSever để có thể chia sẻ cho mọi người cùng tham gia xây dựng và sử dụng bản đồ của mình qua internet Phần mềm Cmap tools còn giúp cho người lập bản đồ tích hợp thêm những tài nguyên khác vào bản đồ như các hình ảnh,

đồ thị, video, các trang web và BĐKN khác Với tính năng này, một BĐKN sẽ mang tính đa chiều, chứa đựng nhiều nội dung thông tin hơn, và đồng thời liên kết các BĐKN có liên quan tới nhau thành một mạng lưới thông qua những KN chung có trên bản đồ [14]

Phần mềm CmapTools IHMC được tải từ trang web http://cmap.ihmc.us Người sử dụng tải phần mềm này về máy tính và sử dụng nó để lập các BĐKN mới, tìm kiếm và chỉnh sửa các bản đồ có sẵn trong máy chủ do các người dùng khác trên khắp thế giới tạo ra

Hình 1.2: Trang web http://cmap.ihmc.us

Sau khi tải về và cài đặt phần mềm vào máy , một biểu tượng của Cmaps

sẽ hiện lên trên desktop của máy tính Khi cần sử dụng chương trình, người dùng chỉ cần click vào biểu tượng này để mở ra cửa sổ View là cửa sổ chính để khai thác các tính năng của phần mềm

- Shared Cmaps in Place: Chia sẻ BĐKN vào máy chủ từ xa, người khác

có thể xem BĐKN của bạn Cách chia sẻ (Tạo New Folder trong Cmaps in My Computer/Copy BĐKN đã tạo vào New Folder vừa tạo/Chọn Share Cmap in Places rồi copy từ New Folder vào)

- Favorites: Bạn có thể thêm BĐKN và các tài nguyên vào danh sách yêu thích bằng cách chọn các tập tin ở bên ngoài cửa sổ sau đó nhấp vào Edit rồi chọn Add to Favorites

- History: Nút lịch sử sẽ hiển thị một list các BĐKN bạn đã xem và chỉnh sửa

- Search: Cho phép bạn tìm kiếm các tập tin

1.3 Cơ sở thực tiễn của đề tài

1.3.1 Thực trạng hiểu biết của GV về tiếp cận dạy học KN Sinh học ở cấp

độ cơ thể, Sinh học lớp 11

Bảng 1.1: Bảng điều tra thực trạng hiểu biết của GV về tiếp cận dạy học

KN Sinh học ở cấp độ cơ thể, Sinh học lớp 11

Số lƣợng điều tra

- Chưa bao giờ nghe về cách tiếp cận này 4 12.5

- Dạy KN trong hệ thống các KN khác 12 34.3

- Dạy KN theo lộ trình phát triển đồng

tâm các KN theo chương trình SH ở phổ

thông

- Dạy từng bài nhưng có liên hệ thực tế 12 37.5

- Dạy từng bài có liên hệ các điểm tương

đồng giữa TV và ĐV

Theo kết quả của bảng điều tra trên thì chúng ta thấy rằng phần nhiều các

GV đã áp dụng cách tiếp cận hệ thống để giảng dạy kiến thức Sinh học lớp

11 Tuy nhiên, số lượng GV ít khi áp dụng cũng chiếm tới 21.9%, cá biệt có tới 12.5% GV còn chưa từng nghe về cách tiếp cận này

Khi được hỏi về cách dạy KN Sinh học thì chủ yếu các GV dạy kĩ từng

KN riêng rẽ 46.9% Số GV giảng dạy KN này trong hệ thống các KN khác là 34.3%, số giảng dạy KN theo lộ trình phát triển đồng tâm các KN theo chương trình SH ở phổ thông là 18.8%

Còn khi dạy chương trình sinh 11 có 37.5% chọn cách dạy từng bài riêng

rẽ và có liên hệ thực tế và mới chỉ có 6.5% dạy từng bài có liên hệ các điểm tương đồng giữa TV và ĐV

1.3.2 Thực trạng sử dụng phương pháp dạy học khái niệm Sinh học lớp 11

Qua thực tiễn, chúng tôi đã tiến hành khảo sát thực trạng DH Sinh học ở

mô ̣t số trường THPT trên đi ̣a bàn thành phố Hà Nô ̣i , bao gồm cả các trườ ng

nô ̣i thành và ngoại thành gồm cả trường thị trấn và trường nông thôn

Qua dự giờ, phát phiếu cho 30 GV đang dạy ở các trường trong địa bàn khảo sát với mục tiêu tìm hiểu qui trình dạy học, đồ dùng, dụng cụ trực quan được sử dụng trong dạy HS học ở trường THPT, đồng thời đánh giá mức độ nhận thức của GV về tầm quan trọng của việc dạy KN Sinh học cho HS

Kết quả điều tra được trình bày trong bảng 1.1; 1.2 và 1.3

Bảng 1.2 Bảng điều tra thực trạng dạy học môn Sinh học lớp 11

Thường xuyên

Thỉnh thoảng

Không bao giờ

- Phân tích các dấu hiệu đã được hình

thành và các dấu hiệu cần phải hình

- Nảy sinh nhu cầu và xác định nhiệm

- Vấn đáp, trực quan minh họa 54.6 25 18.4 2

- Vấn đáp, trực quan tìm tòi 61.8 26.2 5.6 7.4

- Vấn đáp, thí nghiệm minh họa 38.2 37.5 12.5 11.8

- Vấn đáp, thí nghiệm nghiên cứu 14 15.5 30.5 40

- Trong quá trình soạn bài có tới 10% số GV thỉnh thoảng xây dựng mục tiêu bài học; 29.2% số GV không bao giờ tìm hiểu quá trình hình thành và phát triển của các KN qua từng bài, chương và cấp học Có 80.25% GV rất thường xuyên xác định kiến thức và KN trọng tâm khi chuẩn bị bài dạy Tuy vậy, nhưng vẫn có tới 23.8% số GV không bao giờ quan tâm xem KN đó đã được định nghĩa chính xác chưa

- Khi điều tra về các giai đoạn của quá trình DH KN Sinh học, chúng ta thấy rằng: có 32.4% số GV thỉnh thoảng và 16.6% số GV không bao giờ giúp

HS nảy sinh nhu cầu nhận thức và xác định nhiệm vụ nhận thức KN Việc phân tích và phát hiện được dấu hiệu bản chất của KN thì có tới 24% GV không bao giờ hướng dẫn HS, mặc dù đây là khâu quan trọng nhất trong quá trình lĩnh hội KN Còn việc đưa KN vào hệ thống kiến thức đã có thì cũng có tới 44.2% GV không bao giờ làm GV mới chú tâm vào việc dạy kiến thức mà chưa chú ý đến việc hình thành và phát triển hệ thống KN Sinh học cho HS

- Tổ hợp phương pháp được sử dụng trong DH KN Sinh học rất thường xuyên vẫn là: vấn đáp - SGK 70.2%, vấn đáp - trực quan minh họa 54.6%, thuyết trình - giang giải 52.2%… Một số tổ hợp khác như vấn đáp - Grahp chỉ chiếm 16.8%, vấn đáp - thí nghiệm nghiên cứu 25%, vấn đáp - thí nghiệm minh họa 38.2% Cá biệt có những tổ hợp phương pháp được sử dụng với tỉ lệ rất thấp như vấn đáp - bản đồ KN chỉ chiếm 3.6%

Ngoài ra, chúng tôi còn tiến hành phỏng vấn và trao đổi trực tiếp Chúng tôi thấy rằng phần đông các GV chú tâm vào việc xác định các KN trọng tâm, nhưng việc nhấn mạnh vào những KN cơ bản để HS nắm vững chỉ chiếm có 42.6% Với những GV trẻ mới vào nghề chưa có kinh nghiệm giảng dạy thì chưa có sự nhuần nhuyễn giữa việc chuẩn bị bài dạy và quá trình dạy

1.3.3 Thực trạng về thái độ và kết quả học tập bộ môn của HS ở trường THPT

Nhằm đánh giá mức độ yêu thích , tìm hiểu phương pháp học tập và kết quả học tập bộ môn Sinh học của các em HS , chúng tôi đã tiến hành khảo sát với 436 HS khối 11 của hai trường: THPT Thanh Oai A và THPT Thanh Oai

B - Huyện Thanh Oai - Hà Nội, bằng cách: Phỏng vấn và phát phiếu điều tra trực tiếp

Chúng tôi đã thu được kết quả như sau:

Bảng 1.3: Kết quả điều tra thực trạng về thái độ và kết quả học tập

Tỉ lệ

%

- Học bài cũ, trả lời những câu hỏi và bài tập giao về nhà 120 35

- Học bài cũ nhưng chỉ học thuộc lòng một cách máy móc 100 24

- Không học bài cũ vì không thích học môn Sinh học 55 18.2

- Nghiên cứu trước bài học theo nội dung hướng dẫn của

GV

15 6.6

- Tự đọc nội dung, tìm hiểu các KN bài học ngay cả khi

không có nội dung hướng dẫn của GV

18 4.1

- Tìm đọc thêm các tài liệu có liên quan ngoài SGK để nắm

vững hơn các KN

16 6.25

- Xem nội dung trả lời các câu hỏi/bài tập ở các tài liệu để

khi GV hỏi có thể trả lời được nhưng không hiểu nội dung

Từ kết quả của bảng trên chúng tôi nhận thấy:

- Về thái độ yêu thích với môn học: Có tới 50.5%, coi môn học là nhiệm

vụ bắt buộc phải học, phần không có hứng thú cũng chiếm tới 23.3%, trong khi đó chỉ có 21.7% là thích học môn Sinh học

- Về việc chuẩn bị cho bài học tiếp theo 35% HS học và chuẩn bị bài cũ theo hướng dẫn của GV Số học bài theo kiểu học thuộc lòng chiếm tới 24%

Số nghiêm cứu bài trước 6.6%, tìm tài liệu tham khảo, đặt ra các câu hỏi liên

hệ chỉ chiếm từ 6.25% Vẫn còn 18.2% không học bài cũ vì không thích học môn Sinh học

- Về kết quả học tập bộ môn Sinh học của năm học 2011-2012 và thu được kết quả: chỉ có 12.9% đạt loại giỏi, loại khá là 27.9% Số HS có học lực trung bình chiếm tới 48.2% và vẫn còn tới 11% học yếu và kém

1.3.4 Phân tích nguyên nhân của thực trạng

a Từ phía chương trình và SGK:

Mặc dù SGK mới đã được sửa đổi, cập nhật nhiều nội dung mới và hiện đại nhưng khối lượng kiến thức lại tăng lên, nhiều kiến thức mới và khó Đối với GV đã quen với việc giảng dạy nội dung của sách cũ thì những kiến thức mới giống như một con đường vào rừng mà họ chưa đi lần nào, họ lại phải nghiên cứu, tìm hiểu để nắm vững vấn đề trước khi truyền đạt cho HS Trong SGK mới, hệ thống KN Sinh học được thiết kế theo hướng phát triển đồng tâm, xoáy trôn ốc, các KN hình thành ở lớp dưới sẽ tiếp tục được phát triển ở lớp trên Tuy nhiên, không có nhiều GV phổ thông nắm vững được quá trình hình thành và phát triển của các KN Sinh học, các tài liệu chuyên ngành, tham khảo không nhiều, hoặc có thì không phân tích sâu sắc, điều này gây nhiều khó khăn cho việc giảng dạy của GV

b Từ phía GV:

Rất nhiều GV xác định được rằng các phương pháp dạy học mới thực sự lôi cuốn HS, giúp HS chủ động nắm vững kiến thức nhưng vẫn còn GV dạy theo kiểu truyền thống, thầy đọc, trò chép, thuyết trình giảng giải xen lẫn với các ví dụ thực tế Cũng có GV vận dụng các phương pháp tích cực nhưng số này không nhiều, chủ yếu là trong giờ thao giảng, các tiết dạy thi GV giỏi Sự hình thành và phát triển của một KN cụ thể là một công việc đòi hỏi nhiều thời gian và công sức khi phải sử dụng nhiều cuốn SGK để tra cứu và cũng chính vì vậy, các GV ít chú ý đến việc hình thành và phát triển các KN Sinh học cho HS Còn HS thì học tập thụ động, không yêu thích môn học hoặc khi học không nắm được bản chất của các KN

Khi chuyển tải kiến thức, phần đông GV dạy theo kinh nghiệm vốn có của bản thân, cố gắng truyền thụ hết các kiến thức có trong SGK mà ít khi tìm hiểu các tài liệu liên quan đến bài học nên đã không khơi dậy tiềm năng sáng tạo, phát huy tính tích cực nhận thức của HS Mặt khác, GV cũng ít khi quan tâm tới việc xem xét KN nào đó đã được định nghĩa đúng hay chưa, được hình thành và phát triển như thế nào

Ngoài ra, các đề kiểm tra và đề thi vẫn còn nặng về tái hiện kiến thức nên cách dạy phổ biến hiện nay vẫn chỉ chú ý đến việc cung cấp kiến thức cho

HS Bên cạnh đó vẫn còn có một bộ phận nhỏ GV chưa tâm huyết với nghề, không tích cực và hứng thú với PPDH mới nên không kích thích được HS say mê học tập, dẫn đến chất lượng DH chưa cao

c Từ phía HS:

Hiện nay, trong các trường THPT, đa số HS vẫn coi môn Sinh học là môn phụ nếu như các em không thi đại học môn đó Do đó, hầu như HS không chú tâm đến việc học, hoặc có học cũng chỉ là vì bắt buộc, học để lấy điểm, để hoàn thành chương trình Cũng vì lí do này nên HS vẫn học một cách thụ động, ngoài SGK thì các em không quan tâm đến bất kì tài liệu nào khác liên quan, cá biệt còn có HS thiếu SGK khi đi học Và với cách học như thế, càng học lên