Kết luận thực nghiệm

8. Nội dung nghiên cứu

3.5. Kết luận thực nghiệm

Với kết quả của tình huống thực nghiệm 1, chúng tôi đã kiểm chứng được giả thuyết H1 đối với giáo viên Sinh học 12, đó là:

H1: Khi dạy bài toán Di truyền học, giáo viên không quan tâm mô hình xác suất được sử dụng là mô hình xác suất thực nghiệm hay xác suất cổ điển. Hơn nữa, họ cũng không tránh khỏi nhầm lẫn trong việc phân biệt hai loại mô hình xác suất trên.

Những kết quả này cho thấy tuy rằng dạy học tích hợp liên môn Toán – Sinh đã được chương trình đề cập đến nhưng qua thực nghiệm trên, chúng tôi cho rằng việc tích hợp “chưa đến nơi đến chốn” bằng chứng là có tới 94,2% giáo viên Sinh học còn nhầm lẫn trong việc phân biệt hai loại mô hình xác suất cổ điển và mô hình xác suất thực nghiệm.

100

Về phía học sinh, chúng tôi tiến hành thực nghiệm tình huống 2 đã kiểm chứng được giả thuyết H2 như sau:

H2: Khi giải bài toán Di truyền học, học sinh dùng mô hình xác suất tường minh sẽ thuận lợi hơn về thời gian so với cách giải truyền thống.

Với những kết quả cho thấy việc áp dụng các quy tắc xác suất sẽ rất có lợi cho học sinh về thời gian. Điều đó chúng tôi cho rằng phù hợp với hình thức thi hiện nay là trắc nghiệm nên việc chọn phương pháp làm bài vừa chính xác vừa rút ngắn thời gian được ưu tiên sử dụng.

Và tình huống thực nghiệm 3 dành cho học sinh cũng đã kiểm chứng được quy tắc hợp đồng R duy nhất của luận văn này:

R: Khi áp dụng công thức cộng và công thức nhân xác suất thì học sinh không có trách nhiệm kiểm tra điều kiện các biến cố xung khắc hay độc lập nhau.

Kết quả thực nghiệm cho thấy gần như học sinh không có thói quen kiểm tra điều kiện các biến cố trước khi áp dụng công thức xác suất vào giải bài toán Di truyền học.

101

KẾT LUẬN

Phần nghiên cứu của luận văn đã cho phép chúng tôi trả lời những câu hỏi nghiên cứu đặt ra ở phần đầu. Sau đây là một số kết quả chính của nghiên cứu này:

Trong Chương 1, dựa vào tổng hợp một số các kết quả nghiên cứu từ lịch sử cho thấy xác suất đã xuất hiện trước khi Di truyền học ra đời và ngay từ đầu thì xác suất được đã sử dụng ngầm ẩn trong quá trình hình thành tri thức Di truyền học. Mô hình xác suất thực nghiệm được dùng trong việc xử lí số liệu từ các phép lai và đưa ra giải thuyết, mô hình xác suất cổ điển Laplace được huy động để kiểm chứng giả thuyết được Menđen nêu ra và đi đến tri thức cần học.

Ở Chương 2, thể chế tiếp cận tri thức cũng như lịch sử hình thành nên chúng. Tức là, từ thực nghiệm  nêu giả thuyết  chứng minh giả thuyết  hình thành tri thức. Qua đó, chúng tôi nhận thấy quá trình dạy học Di truyền học chính là quá trình dạy học bằng mô hình hóa.

Về phần bài tập: Xác suất được chương trình khai thác nhiều nhất ở những dạng toán Di truyền học cá thể. Chúng tôi nhận thấy mô hình xác suất cổ điển luôn được sử dụng để giải quyết bài toán Di truyền học (có thể ngầm ẩn hoặc tường minh) và là kỹ thuật chiếm ưu thế. Khoảng 20% số bài tập Di truyền kết hợp cả xác suất thực nghiệm lẫn xác suất cổ điển để giải quyết. Xác suất trong bài toán Di truyền độc quyền trong phạm vi số học và đại số tổ hợp. Trong hai phạm vi Toán học và Sinh học thì xác suất cũng có nhiều đặc điểm khác nhau, chúng tôi cũng đã liệt kê những điểm khác nhau giữa xác suất trong Toán học và trong Di truyền học.

Quy trình của 3 loại mô hình xác suất (cổ điển ngầm ẩn, cổ điển tường minh và xác suất thực nghiệm) cũng khác nhau. Đa số các tình huống trong SGKSH 12 và SBTSH 12 thuộc mô hình toán học (dạng toán 1 – đề bài chứa các kí hiệu đã được mã hóa chiếm 80%), 20% còn lại (dạng toán 2 – đề toán chưa có các kí hiệu) các tình huống đặt ra thuộc tình huống toán học hóa. Nhìn chung, các bước của quá trình toán học hóa của 2 dạng toán đều thiếu bước 4 (xem xét tính hợp lí của kết quả so với thực

102

tế). Tuy nhiên, kết quả của bài toán toán học cũng chính là kết quả của bài toán thực tế.

Theo nghiên cứu tất cả các lời giải đề nghị chúng tôi nhận thấy thể chế không quan tâm đến việc phân biệt công cụ xác suất được sử dụng là xác suất cổ điển hay xác suất thực nghiệm nên khó tránh khỏi việc nhầm lẫn ngay từ phía giáo viên. Chúng tôi đã kiểm chứng điều này ở thực nghiệm tình huống 1 dành cho giáo viên Sinh học 12.

Học sinh luôn sử dụng xác suất để giải bài toán Di truyền học (có thể ngầm ẩn hoặc tường minh). Song kết quả thực nghiệm tình huống 2 cho thấy lợi thế về thời gian của việc dùng mô hình xác suất tường minh (dùng các quy tắc tính xác suất) so với cách giải dùng xác suất ngầm ẩn thông qua sơ đồ lai, tỉ lệ hay bảng punnett (còn được chúng tôi gọi là cách giải truyền thống).

Việc giải các bài toán Di truyền học kéo theo một rằng buộc đối với các cá thể bố mẹ khi thực hiện phép lai. Vì thế, các bài toán trong SGKSH 12 và SBTSH 12 luôn đảm bảo các kết quả là “phân li độc lập” nên học sinh không có trách nhiệm kiểm tra các điều kiện của các biến cố trước khi áp dụng các công thức xác suất. Kết quả nghiên cứu từ thực nghiệm thứ ba đã chứng tỏ điều này.

Hướng nghiên cứu mở ra của luận văn này là xây dựng tiểu đồ án dạy học bài toán Di truyền môn Sinh học lớp 12, bằng mô hình hóa xác suất nhằm các mục đích như sau:

+ Làm nãy sinh nhu cầu tìm hiểu một tri thức mới thông qua việc giải quyết vấn đề thực tiễn.

+ Rèn luyện cho học sinh các bước giải quyết một bài toán thực tiễn nhờ vào mô hình toán học.

103

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Thị Tân An (2013), Xây dựng các tình huống dạy học hỗ trợ quá trình toán học hóa, Tạp chí khoa học ĐHSP TP Hồ Chí Minh số 48, 5-14.

2. Trần Túy An (2007), Nghiên cứu về thực hành giảng dạy khái niệm xác suất trong các lớp song ngữ và các lớp phổ thông ở Việt Nam, Luận văn Thạc sĩ giáo dục học, Trường ĐHSP TP Hồ Chí Minh.

3. Annie Bessot, Claude Comiti (Đại học Joseph Fourrier – Grenoble I), Lê Thị Hoài Châu, Lê Văn Tiến (2009), Những vấn đề cơ bản của Didactic Toán, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh.

4. Mã Ngọc Cảm (2012), Bài tập xác suất trong sinh học 12, Sáng kiến kinh nghiệm, Trường THPT Lương Thế Vinh.

5. Lê Thị Hoài Châu (2012), Dạy học xác suất-thống kê ở trường phổ thông,

Trường ĐHSP TP Hồ Chí Minh.

6. Lê Thị Hoài Châu, Vũ Như Thư Hương (2013), Mô hình hóa với phương pháp tích cực trong dạy học, Tài liệu bồi dưỡng giáo viên, Trường ĐHSP TP Hồ Chí Minh.

7. Nguyễn Thành Đạt (tổng chủ biên) (2010), Sách giáo viên Sinh học 12, Nhà xuất bản Giáo dục.

8. Nguyễn Thành Đạt (tổng chủ biên) (2012), Sinh học lớp 12, Nhà xuất bản Giáo dục.

9. Trần Văn Hạo (chủ biên) (2007), Đại số và Giải tích 11, Nhà xuất bản Giáo dục. 10. Lê Thị Hiền (2011), Vận dụng toán xác suất để giải một số dạng bài tập quy luật

di truyền bộ môn Sinh học 12 - THPT, Sáng kiến kinh nghiệm, Trường THPT Lam Kinh.

11. Phạm Thành Hổ (2010), Di truyền học, Nhà xuất bản Giáo dục.

12. Nguyễn Hùng (2015), “Bộ GD-ĐT “hé lộ” việc dạy học tích hợp, phân hóa”, Báo Xã Luận, ra ngày 11/4/2015.

13. Vũ Như Thư Hương (2005), Khái niệm xác suất trong dạy-học toán ở trung học phổ thông, Luận văn Thạc sĩ khoa học, Trường ĐHSP TP Hồ Chí Minh.

104

14. Vũ Thúy Lan (2011), Tích hợp một số kiến thức toán học trong dạy học sinh học 12 – Trung học phổ thông (phần Di truyền học và Sinh thái học), Đại học Giáo dục.

15. Đặng Hữu Lanh (chủ biên) (2013), Bài tập sinh học 12, Nhà xuất bản Giáo dục. 16. Lê Duy Thành (chủ biên) (2007), Di truyền học, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ

thuật.

17. Lê Văn Tiến (2005), Phương pháp dạy học môn toán ở trường phổ thông, Trường ĐHSP TP Hồ Chí Minh.

18. Xavier Roegiers (1996), Khoa sư phạm tích hợp hay làm thế nào để phát triển năng lực ở nhà trường, (Đào Trọng Quang và Nguyễn Ngọc Nhị dịch). Nhà xuất bản Giáo dục Hà Nội. Phương pháp dạy học Sinh học ở trường trung học phổ thông, ĐHQG Hà Nội, Khoa Sư Phạm.

PHỤ LỤC

 PHIẾU 1, TÌNH HUỐNG 1: PHIẾU XIN Ý KIẾN GIÁO VIÊN

 PHIẾU 2A, 2B TÌNH HUỐNG 2: PHIẾU THỰC NGHIỆM HỌC SINH

PHIẾU 1 (DÀNH CHO GIÁO VIÊN) PHIẾU XIN Ý KIẾN GIÁO VIÊN

Thưa quý Thầy Cô,

Chúng tôi rất biết ơn nếu quý Thầy Cô dành chút ít thời gian để trả lời câu hỏi trong phiếu này.

Chúng tôi trình bày hai khái niệm Toán học có liên quan đến bài toán Di truyền như sau:

Định nghĩa xác suất cổ điển:

Giả sử A là biến cố liên quan đến một phép thử chỉ có một số hữu hạn kết quả đồng khả năng xuất hiện. Ta gọi tỉ lệ là xác suất của biến cố , kí hiệu là

Trong đó: là số phần tử của hay cũng là số các kết quả thuận lợi cho biến cố , còn là số các kết quả có thể xảy ra của phép thử.

Định nghĩa xác suất thực nghiệm:

Kí hiệu là số lần xuất hiện biến cố trong một dãy phép thử được lặp đi lặp lại (dãy các phép thử lặp). Tỉ lệ gọi là tần suất xuất hiện biến cố .

Khi tăng, ngày càng gần một số xác định. Người ta gọi số đó là xác suất của biến cố theo quan điểm thống kê.

Sách bài tập Sinh học 12, bài tập 4b, trang 20 (đã được chúng tôi trích lược) trình bày bài toán Di truyền như sau:

Ở đậu Hà Lan, màu hoa tím trội hoàn toàn so với màu hoa trắng. Trong các thí nghiệm sau đây, bố mẹ có kiểu hình đã biết nhưng chưa biết kiểu gen sinh ra đời con được thống kê như sau:

    n A n  A P A      P A n A n     n A A A n  A n A n A n n A n nA n P A P A A

Bố mẹ Con

Tím tím Tím Trắng

118 39

Trong các phép lai trên có thể dự đoán bao nhiêu cây hoa tím mà khi tự thụ phấn sẽ cho cả hoa tím và hoa trắng?

Lời giải của sách bài tập Sinh học 12, trang 20:

Quy ước xác định hoa tím trội hoàn toàn so với xác định hoa trắng. Tím tím tỉ lệ kiểu gen

Dự đoán trong các phép lai trên:

Ở phép lai, cây hoa tím tự thụ phấn hoa trắng Sơ đồ lai:

Tím Tím

1

F : 1AA : 2Aa : 1aa 3 hoa tím : 1 hoa trắng

Số cây hoa tím ở có kiểu gen chiếm số cây hoa tím số cây hoa tím tạo ra hoa trắng khi tự thụ phấn là .

Câu hỏi: Thầy Cô hãy gạch dưới những dòng có sử dụng xác suất trong lời giải trên

và ghi rõ loại xác suất mà Thầy Cô cho là đã được sử dụng ở đó?  A a   3:1 Aa Aa  aa P :  Aa   Aa 1 F Aa 2 / 3  118 2 / 3 78 

PHIẾU 2A (DÀNH CHO HỌC SINH - THỜI GIAN: 15 PHÚT)

Họ và tên: ... Lớp: ...

Trường:...

Hướng dẫn làm bài: Các em làm bài trực tiếp vào phiếu câu hỏi này và không sử dụng bút xóa. Xin cảm ơn sự tham gia của các em. Bài toán: Biết một gen quy định một tính trạng, gen trội hoàn toàn, các gen phân li độc lập và tổ hợp tự do. Theo lí thuyết, phép lai ♀AABBDD  ♂aabbdd khi cho F1 tự thụ phấn thu được F2. Ở thế hệ F2, hãy xác định xác suất xuất hiện kiểu gen aabbdd bằng cách lập sơ đồ lai và bảng punnett? ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

PHIẾU 2B (DÀNH CHO HỌC SINH - THỜI GIAN: 15 PHÚT)

Họ và tên: ... Lớp: ...

Trường:...

Hướng dẫn làm bài: Các em làm bài trực tiếp vào phiếu câu hỏi này và không sử dụng bút xóa. Xin cảm ơn sự tham gia của các em. Bài toán: Biết một gen quy định một tính trạng, gen trội hoàn toàn, các gen phân li độc lập và tổ hợp tự do. Theo lí thuyết, phép lai ♀AABBDD  ♂aabbdd khi cho F1 tự thụ phấn thu được F2. Ở thế hệ F2, hãy xác định xác suất xuất hiện kiểu gen aabbdd mà không cần lập sơ đồ lai? ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

PHIẾU 3 (DÀNH CHO HỌC SINH- THỜI GIAN: 10 PHÚT)

Họ và tên: ... Lớp: ... Trường:...

Hướng dẫn làm bài: Các em làm bài trực tiếp vào phiếu câu hỏi này và không sử dụng bút xóa.Các em đọc thật kỹ và cố gắng trả lời hết các câu hỏi sau. Xin cảm ơn sự tham gia của các em.

Cho bài toán:Trong một phép lai giữa một dòng thuần mang hai tính trạng trội hạt

tròn,có lớp vỏ màu xám AABBvới một dòng mang hai tính trạng lặn hạt nhăn, có vỏ màu trắng aabb . Cho  F tự thụ phấn thu được 1 F2, hãy tính xác suất xuất hiện hạt tròn, vỏ trắng?

Đối với bài toán Di truyền học, có nhiều cách giải: dùng sơ đồ lai, bảng punnett,… nhưng sau đây chúng tôi chỉ trình bày một cách giải dùng xác suất như sau:

Sơ đồ lai:    1 2 2 P : AABB aabb G : AB ab F : AaBb F : AaBb AaBb F : Aa Aa Bb × Bb    Hay 2 1 1 1 1 1 1 F : AA : Aa : aa BB : Bb : bb 4 2 4 4 2 4         

Kiểu hình hạt tròn,vỏ trắng có kiểu gen A_bb.

Xác suất xuất hiện kiểu gen AA từ phép lai Aa × Aa là 1 4. Xác suất xuất hiện kiểu gen Aa từ phép lai Aa × Aa là 1

2. Xác suất xuất hiện kiểu gen bb của phép lai Bb× Bb là 1

Sự phân li của mỗi cặp alen là một sự kiện độc lập nên theo quy tắc nhân xác suất thì:

+Xác suất kiểu hình hạt tròn, vỏ trắng có kiểu gen AAbb là 1 1 1 4 4 16. + Xác suất xuất hiện hạt tròn, vỏ trắng có kiểu gen Aabb là 1 1 1

2 4 8.

Vì sự xuất hiện của kiểu hình trội và lặn về một tính trạng mang tính chất loại trừ lẫn nhau, xung khắc nhau. Do đó, theo quy tắc cộng xác suất thì: xác suất xuất hiện kiểu hình hạt tròn, vỏ trắng là 1 1 3

81616.

Câu hỏi: Trong lời giải trên, theo em có cần kiểm tra điều kiện độc lập, xung

khắc của hai biến cố trước khi áp dụng công thức xác suất hay không? Giải thích tại sao? ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...