2.1.1. Giới thiệu cấu trúc chƣơng trình Sinh học THCS
Chƣơng trình Sinh học THCS xây dựng theo quan điểm cấu trúc – hệ thống, cấu trúc chƣơng trình từ lớp 6 đến lớp 8 nghiên cứu sinh vật theo từng nhóm (lớp 6 đề cập tới thực vật, vi sinh vật và nấm; lớp 7 đề cập tới động vật; lớp 8 đề cập tới giải phẫu sinh lý và vệ sinh cơ thể ngƣời), trong đó chủ yếu trình bày các kiến thức cấu tạo và chức năng của các cơ quan, hệ cơ quan trong cơ thể. Riêng lớp 9 đề cập tới các mối quan hệ di truyền và biến dị, sinh vật và môi trƣờng mang tính hệ thống đại cƣơng.
Chƣơng trình Sinh học toàn cấp đƣợc trình bày theo các cấp tổ chức sống, từ các hệ nhỏ đến các hệ lớn: từ tế bào cơ thể quần thể loài quần xã hệ sinh thái. Các đối tƣợng đƣợc tìm hiểu trong chƣơng trình đƣợc đặt trong mối quan hệ mật thiết giữa cấu tạo và chức năng, giữa cơ thể và môi trƣờng.
2.1.2. Phân tích cấu trúc, nội dung phần Di truyền và biến dị, Sinh học 9
Qua học phần Di truyền và biến dị, HS nắm đƣợc các cơ chế di truyền, biến dị diễn ra ở cấp độ phân tử và tế bào; HS giải thích đƣợc cơ sở sinh học đƣa đến sự giống nhau hay khác nhau về tính trạng giữa thế hệ sau với thế hệ trƣớc. Phần Di truyền và biến dị đƣợc nghiên cứu ở các cấp độ từ cơ thể tới tế bào và phân tử. Trên cơ sở kiến thức về di truyền và biến dị, con ngƣời đã vận dụng nó vào trong y học, nông nghiệp và trong đời sống.
Cấu trúc phần Di truyền và biến dị gồm 6 chƣơng, đƣợc trình bày cụ nhƣ sau:
Bảng 2.1. Cấu trúc, nội dung phần Di truyền và biến dị, Sinh học 9
Tên chƣơng Bài Nội dung kiến thức
Chƣơng I.
Các thí nghiệm của
Menđen
1 – 7
- Khái quát về Di truyền học.
- Giới thiệu Menđen – Ngƣời đặt nền móng cho Di truyền học.
- Một số thuật ngữ và kí hiệu cơ bản của Di truyền học. - Các thí nghiệm về lai một cặp và lai hai cặp tính trạng của Menđen.
- Giải thích cơ sở tế bào học của các thí nghiệm, rút ra các quy luật di truyền và ứng dụng nó vào thực tiễn. - Thực hành tính xác suất xuất hiện các mặt của đồng kim loại.
- Ôn tập kiến thức và vận dụng giải bài toán di truyền.
Chƣơng II. Nhiễm sắc thể 8 – 14 - Tính đặc trƣng bộ NST từng loài. - Cấu trúc và chức năng NST
- Sự hoạt động của NST qua 3 quá trình : Nguyên phân, giảm phân và thụ tinh.
- NST giới tính, cơ chế NST xác định giới tính.
- Thí nghiệm của Moocgan và ý nghĩa của Di truyền liên kết.
- Thực hành quan sát hình thái của NST.
Chƣơng III.
ADN và gen
15 – 20
- Thành phần hoá học và cấu trúc không gian của ADN. - Cơ chế tự nhân đôi ADN và chức năng của ADN. - Bản chất hoá học của gen
- Cấu tạo hoá học, phân loại và chức năng ARN.
- Cơ chế tổng hợp ARN (phiên mã), mối quan hệ giữa gen và ARN.
- Cấu tạo hoá học và chức năng của Prôtêin.
- Cơ chế tổng hợp Prôtêin (dịch mã), mối quan hệ giữa ARN và prôtêin, giữa gen và tính trạng.
- Thực hành quan sát, lắp ráp mô hình ADN.
Chƣơng IV.
Biến dị
21 – 27
- Khái niệm, các dạng và nguyên nhân phát sinh đột biến gen, đột biến NST.
- Vai trò của đột biến gen, đột biến NST. - Thƣờng biến.
- Mối quan hệ giữa kiểu gen, môi trƣờng và kiểu hình. - Thực hành nhận biết một vài dạng đột biến, quan sát thƣờng biến để khắc sâu kiến thức.
Di truyền
học ngƣời 28 – 30
- Nhận biết một số bệnh và tật di truyền ở ngƣời.
- Nguyên nhân của các tật bệnh di truyền và biện pháp hạn chế phát sinh chúng.
- Ý nghĩa của nghiên cứu di truyền học với con ngƣời.
Chƣơng VI.
Ứng dụng Di truyền
học
31 – 40
- Hiểu các KN: công nghệ tế bào, công nghệ gen, kĩ thuật gen, công nghệ sinh học.
- Các công đoạn chính của công nghệ tế bào, kĩ thuật gen và ứng dụng các đặc điểm của chúng.
- Đặc điểm của thoái hoá giống do tự thụ phấn và giao phối gần.
- Khái niệm ƣu thế lai, lai kinh tế, cơ sở di truyền của ƣu thế lai, phƣơng pháp tạo và biện pháp duy trì ƣu thế lai.
- Tìm hiểu thành tựu chọn giống vật nuôi và cây trồng ở Việt Nam.
Nhận xét:
Nội dung chƣơng trình phần Di truyền và biến dị, Sinh học 9 thể hiện rõ quan điểm xây dựng và phát triển:
- Nội dung phản ánh đƣợc những tri thức cơ bản nhƣng mang tính phổ thông, trang bị cho HS một “bức tranh chung” về Di truyền và biến dị nhƣng không quá sâu phù hợp với trình độ nhận thức của HS THCS. Đồng thời có sự cập nhật những vấn đề mới trong lĩnh vực sinh học, đặc biệt là công nghệ sinh học làm kích thích quá trình nhận thức của HS.
- Chƣơng trình phần Di truyền và biến dị đã phản ánh tƣơng đối rõ quan điểm sinh thái và tiến hoá. Kiến thức đƣợc sắp xếp theo logic hệ thống trong mối quan hệ nhân quả, các đối tƣợng tìm hiểu đƣợc đặt trong mối quan hệ mật thiết giữa cấu tạo và chức năng, giữa cơ thể và môi trƣờng. Các thành phần kiến thức trong các bài, các chƣơng đƣợc sắp xếp theo một trật tự logic từ cơ bản đến nâng cao và thể hiện mối quan hệ logic với nhau, kiến thức có trƣớc là nền tảng hình thành kiến thức sau, kiến thức hình thành sau bổ sung, phát triển, hoàn thiện kiến thức đã có.
tử theo kiểu chuyên sâu, nâng cao và mở rộng qua từng chƣơng phù hợp với lịch sử phát triển của Di truyền học.
- Nội dung phần Di truyền và biến dị đƣợc thể hiện khái quát từ quan sát hiện tƣợng di truyền và biến dị đến tính quy luật của nó và phân tích cơ chế của hiện tƣợng di truyền và biến dị, cuối cùng là tìm hiểu các ứng dụng của di truyền và biến dị trong thực tiễn đời sống, y học và nông nghiệp.
- Chƣơng trình phần di truyền và biến dị phản ánh sắc thái của Sinh học là khoa học thực nghiệm. Các bài thực hành, ôn tập cuối mỗi chƣơng đã tích cực hoá hoạt động nhận thức của HS thông qua các hoạt động quan sát, thực hành, thí nghiệm mang tính nghiên cứu. Chƣơng trình cũng thể hiện đƣợc sự tích hợp với giáo dục sức khoẻ, hôn nhân gia đình và hƣớng nghiệp.
Nhƣ vậy, việc phân tích cấu trúc và nội dung chƣơng trình nhằm mục đích tìm ra mối quan hệ bản chất của các thành phần kiến thức, các nội dung cơ bản, trên cơ sở đó GV có cách trình bày bài giảng một cách khoa học giúp cho HS hiểu bài dễ dàng hơn. Vì vậy, việc xây dựng và sử dụng BĐKN trong dạy học phần Di truyền và biến dị là một hƣớng góp phần nâng cao hiệu quả dạy học, hình thành và phát triển nhận thức của học sinh.
2.2. Nội dung kiến thức khái niệm chƣơng II, chƣơng III và chƣơng IV phần Di truyền và biến dị, Sinh học 9
Bảng 2.2. Kiến thức khái niệm chương II, III và IV phần Di truyền và biến dị
Tên chƣơng Kiến thức khái niệm
Chƣơng II.
Nhiễm sắc thể
- Khái niệm nhiễm sắc thể - Khái niệm nguyên phân - Khái niệm giảm phân - Khái niệm thụ tinh
- Khái niệm di truyền liên kết gen
Chƣơng III.
ADN và gen
- Khái niệm ADN
- Khái niệm “tự sao của ADN” - Khái niệm ARN
- Khái niệm “phiên mã” - Khái niệm prôtêin
- Khái niệm “dịch mã”
Chƣơng IV.
Biến dị
- Khái niệm đột biến gen
- Khái niệm đột biến cấu trúc nhiễm sắc thể - Khái niệm đột biến số lƣợng nhiễm sắc thể - Khái niệm thƣờng biến
2.3. Xây dựng bản đồ khái niệm phần Di truyền và biến dị Sinh học 9 2.3.1. Các nguyên tắc xây dựng BĐKN 2.3.1. Các nguyên tắc xây dựng BĐKN
Nguyên tắc tiếp cận cấu trúc hệ thống
Tiếp cận hệ thống là cách thức xem xét các đối tƣợng nhƣ một hệ toàn vẹn phát triển động, tự sinh thành và phát triển thông qua giải quyết mâu thuẩn nội tại, do sự tƣơng tác hợp quy luật của các thành tố; là cách phát hiện ra logic phát triển của đối tƣợng từ lúc sinh thành đến lúc trở thành hệ toàn vẹn. Các sự vật, hiện tƣợng đều có mối quan hệ chặt chẽ, tác động qua lại lẫn nhau và tác động với môi trƣờng, vì vậy các KN phản ánh chúng cũng liên quan chặt chẽ với nhau. Lĩnh hội hệ thống KN là lĩnh hội những mối liên hệ và tƣơng quan tồn tại khách quan giữa các sự vật và hiện tƣợng. Chính sự xác lập mối quan hệ logic và liên tục trong quá trình hình thành hệ thống KN là cơ sở của sự hình thành thế giới quan khoa học.
Khi xem xét nguyên tắc tiếp cận hệ thống chính là xem xét mối quan hệ giữa tổng thể với bộ phận, mối quan hệ giữa các bộ phận với nhau và xem xét mối quan hệ giữa hệ với môi trƣờng.
Xây dựng BĐKN trong dạy học phải đƣợc thực hiện theo nguyên tắc cơ bản của lý thuyết hệ thống. Vận dụng tiếp cận hệ thống để phân tích đối tƣợng nghiên cứu thành các yếu tố cấu trúc (các KN), xác định các KN của bản đồ trong một hệ thống mang tính lôgic khoa học, qua đó thiết lập các mối quan hệ của các yếu tố cấu trúc trong một tổng thể.
Quán triệt tƣ tƣởng tiếp cận hệ thống trong việc thiết kế BĐKN, cần phải trả lời đƣợc các câu hỏi sau:
+ Thiết kế BĐKN cho hệ thống nào?
+ Có bao nhiêu yếu tố thuộc hệ thống? Đó là những yếu tố nào?
+ Các yếu tố trong hệ thống liên quan với nhau nhƣ thế nào, và có mối liên hệ gì với những tổ chức khác trong cùng hệ thống và với hệ thống khác?
+ Quy luật nào chi phối mối quan hệ của các yếu tố trong hệ thống?
Để trả lời cho các câu hỏi trên, cần chú ý đến việc phân tích và tổng hợp các KN. Khi phân tích các KN nghiên cứu thành các yếu tố cấu trúc (KN nhỏ) cần quan tâm đến hai quy tắc: thứ nhất là cần xem xét mối quan hệ giữa nội hàm và ngoại diên của KN; thứ hai là cần quan tâm đến các mối quan hệ giữa các KN nhƣ quan hệ đồng nhất, quan hệ lệ thuộc, quan hệ ngang hàng, quan hệ trái ngƣợc... Sự phân chia các KN không đƣợc chồng chéo và không đƣợc vƣợt cấp. Các quy tắc này giúp chúng ta tổng hợp các yếu tố (KN) đó lại trong một chỉnh thể trong vẹn (BĐKN) theo những quy luật tự nhiên, nghĩa là hệ thống hóa nội dung kiến thức theo một quan điểm nhất định.
Ví dụ: Theo nguyên tắc cấu trúc hệ thống, khi thiết kế BĐKN tổng quát về “Biến dị” (Phụ lục 1.19) chính là xác định được các vấn đề chính sau:
+ Thiết kế BĐKN cho hệ thống: Biến dị.
+ Hệ thống “Biến dị” gồm các yếu tố nhƣ: “Biến dị di truyền” và “Biến dị không di truyền”; “Biến dị di truyền” gồm “Biến dị tổ hợp” và “Đột biến”; “Đột biến” đƣợc phân tách gồm “Đột biến gen” và “Đột biến nhiễm sắc thể”; trong “Đột biến NST” lại có các yếu tố cấu thành đó là “Đột biến cấu trúc NST” và “Đột biến số lƣợng NST”; “Đột biến NST” lại đƣợc cấu thành bởi “Đột biến dị bội” và “Đột biến đa bội...
+ Các yếu tố trong hệ thống “Biến dị” liên hệ mật thiết với nhau phụ thuộc vào sự biến đổi của vật chất di truyền (gen, NST).
Nguyên tắc thống nhất giữa mục tiêu - nội dung - phƣơng pháp - phƣơng tiện dạy học
Quá trình dạy học gồm 6 thành tố cơ bản: Mục tiêu - nội dung - phƣơng pháp - phƣơng tiện - hình thức tổ chức - đánh giá, xét trong mối quan hệ giữa thầy và trò. Nhiệm vụ của các nhà lý luận dạy học là nghiên cứu tìm ra những quy luật của sự tƣơng tác giữa các thành tố này để điều khiển hợp lý quá trình dạy học nhằm đạt hiệu quả cao nhất. Việc xây dựng và sử dụng BĐKN trong dạy học Sinh học nói chung và dạy học phần Di truyền và biến dị nói riêng, cần phải thống nhất đƣợc 4 thành tố cơ bản của quá trình dạy học là mục tiêu - nội dung - phƣơng pháp - phƣơng tiện. Bốn thành tố đó tác động qua lại với nhau một cách hữu cơ, giải quyết tốt mối quan hệ này thì quá trình dạy học sẽ đạt kết quả cao.
Logic của mối quan hệ giữa mục tiêu - nội dung - phƣơng pháp - phƣơng tiện là dựa vào quy định chuẩn kiến thức kĩ năng của Bộ GD & ĐT để xác định mục tiêu của việc thiết kế BĐKN. Mục tiêu là những tiêu chí về kiến thức mà HS phải đạt đƣợc khi thực hiện một hoạt động dạy học cho một bài hoặc một chƣơng. Để đạt đƣợc mục tiêu cần phải tập trung vào nội dung cơ bản nào, sử dụng phƣơng pháp, phƣơng tiện dạy học nào để đạt hiệu quả cao nhất. Nhƣ vậy, căn cứ vào mục tiêu bài học để lựa chọn nội dung bài học, mục tiêu và nội dung kiến thức là cơ sở để xác định phƣơng pháp và phƣơng tiện phù hợp, theo hƣớng phát huy cao độ tƣ duy tìm tòi khám phá của HS để đạt đƣợc những mục tiêu đã đề ra.
Thống nhất giữa mục tiêu – nội dung – phƣơng pháp – phƣơng tiện trong việc xây dựng BĐKN trong dạy học, phải trả lời các câu hỏi sau:
Câu hỏi 1. Xây dựng BĐKN đạt mục tiêu dạy học gì?
- HS phải đạt những gì sau khi kết thúc một bài hoặc một chƣơng? - Cần đặt các tình huống học tập nào để đạt đƣợc các mục tiêu đề ra?
Câu hỏi 2. BĐKN đƣợc xây dựng gồm những nội dung nào?
- Nội dung cần lập BĐKN thuộc loại kiến thức nào?
- Xác định các yếu tố cấu trúc trong một tổng thể nhất định?
- Các đơn vị cấu trúc trong nội dung đó liên hệ với nhau nhƣ thế nào?
Câu hỏi 3. Việc xây dựng BĐKN liên quan với việc sử dụng BĐKN nhƣ thế nào?
- BĐKN đã xây dựng đƣợc sử dụng cho nghiên cứu tài liệu mới, hoàn thiện tri thức, kiểm tra đánh giá, hay rèn luyện cho HS phƣơng pháp tự học.
- BĐKN đã xây dựng đƣợc sử dụng cho những đối tƣợng HS nào (HS trung bình, học sinh khá, giỏi…).
Câu hỏi 4. Cần lựa chọn phối hợp những phƣơng pháp, phƣơng tiện dạy học nào để
tổ chức quá trình dạy học bằng BĐKN?
Thống nhất giữa mục tiêu – nội dung – phƣơng pháp – phƣơng tiện trong quá trình xây dựng BĐKN là đặt ra và trả lời đƣợc các câu hỏi trên. Làm nhƣ vậy chúng ta sẽ xây dựng đƣợc những BĐKN đạt yêu cầu của nội dung một bài học về logic khoa học và đảm bảo mục đích cũng nhƣ cách sử dụng các BĐKN đó.
Ví dụ: Theo nguyên tắc này, khi xây dựng và sử dụng BĐKN trong dạy học
- Mục tiêu: HS cần đạt đƣợc mục tiêu về kiến thức nhƣ: Nêu đƣợc các KN về
cặp NST tƣơng đồng, bộ NST lƣỡng bội, bộ NST đơn bội; trình bày đƣợc tính đặc trƣng của bộ NST ở mỗi loài; mô tả đƣợc cấu trúc hiển vi điển hình của NST ở kì