Cmap Tools là công cụ thiết kế BĐKN hiện đại dựa trên máy tính và Internet - một tích hợp của kiến thức và thông tin trực quan. Cmap Tools có tác dụng trong việc quản lý kiến thức, thông tin trong nhiều ngữ cảnh mang lại phƣơng pháp tiếp cận công nghệ mới có hiệu quả cao.
Phần mềm Cmap Tools đƣợc Canas và các cộng sự xây dựng năm 2004 tại Viện nghiên cứu Sự nhận thức của Con ngƣời và Máy (Institute for Human and Machine Cognition - viết tắt là IHMC).
Phần mềm dễ dàng cho ngƣời sử dụng ở mọi lứa tuổi tạo lập và sửa đổi các BĐKN vào mọi lúc nhờ bộ xử lý văn bản, nó còn cho phép những ngƣời sử dụng có thể trao đổi đƣợc với nhau trong khi thiết kế bản đồ; bất cứ ai sử dụng Internet cũng có thể truy cập, có thể liên kết với các dữ liệu để làm rõ nội dung BĐKN và tìm kiếm những thông tin có liên quan đến bản đồ.
2.3.3.2. Một số chức năng cơ bản của phần mềm Cmap Tools
Phần mềm Cmap Tools cho phép tạo các KN, di chuyển các KN và tạo ra các đƣờng nối trong bản đồ. Đồng thời có thể trang trí, chỉnh sửa bản đồ thông qua việc thay đổi kích thƣớc, phông chữ, kiểu dáng, màu sắc cho các KN và các liên kết...
Phần mềm Cmap Tools cho phép ngƣời sử dụng có thể liên kết BĐKN với các dữ liệu nhƣ tranh ảnh, đồ thị, video, biểu đồ, văn bản, các trang web, những BĐKN khác. Các nguồn dữ liệu này có thể trên Internet hay trong những hồ sơ cá nhân để làm rõ thêm các KN hay các mệnh đề trong BĐKN. Các dữ liệu liên kết đƣợc trình bày dƣới dạng những biểu tƣợng bên dƣới các KN. Khi kích vào một trong những biểu tƣợng này sẽ xuất hiện một danh sách những mối liên kết từ đó ngƣời sử dụng có thể lựa chọn để mở nguồn dữ liệu đƣợc liên kết.
Với tính năng của phần mềm, sẽ cho phép ngƣời thiết kế tạo ra các BĐKN nhƣ một công cụ đa năng cho ngƣời học và ngƣời dạy. Điều này rất có ý nghĩa đối với tự học và học từ xa qua mạng Internet.
luôn luôn cần thiết phải xét lại bản đồ này. Khi sử dụng phần mềm máy tính ta có thể quay trở lại, thay đổi kích cỡ, kiểu chữ, thêm màu, trau chuốt thêm cho BĐKN.
Sau khi xây dựng xong BĐKN, có thể lƣu giữ BĐKN trong máy tính, xuất ra dƣới dạng tranh hoặc chia sẻ qua mạng.
2.3.4. Hệ thống các bản đồ khái niệm chƣơng II, III và IV phần Di truyền và Biến dị, Sinh học 9
Việc thiết kế BĐKN trƣớc hết cần phải thiết kế BĐKN tổng quát của chƣơng,
nhằm giúp ngƣời học có thể hình dung toàn bộ hệ thống KN của chƣơng cũng nhƣ mối quan hệ giữa các KN. Tiếp theo là thiết kế các BĐKN chi tiết ở từng bậc KN,
các BĐKN chi tiết sẽ chuyển thành các dạng khác nhau nhƣ: BĐKN hoàn chỉnh, BĐKN khuyết, khuyết hỗn hợp, BĐKN câm… để sử dụng vào các khâu của quá trình dạy học.
Sản phẩm khoa học là 19 BĐKN thuộc chƣơng II, chƣơng III và chƣơng IV phần Di truyền và biến dị (Bảng 2.3 và phụ lục 1). Các BĐKN này đã đƣợc kiểm tra giá trị khoa học bởi các chuyên gia.
Bảng 2.3. Các BĐKN đã xây dựng trong chương II, III, IV phần
Di truyền và biến dị, Sinh học 9
Loại khái niệm Các BĐKN đã xây dựng
KN về cấu trúc 1. BĐKN “Nhiễm sắc thể” 2. BĐKN “Bộ NST” 3. BĐKN “ADN và gen” 4. BĐKN “ARN” 5. BĐKN “Prôtêin” KN về hiện tƣợng, quá trình 6. BĐKN “Nguyên phân” 7. BĐKN “Giảm phân”
8. BĐKN “Quá trình phát sinh giao tử ở động vật” 9. BĐKN tổng quát về “Cơ chế di truyền NST” 10. BĐKN “Tự sao”
11. BĐKN “Phiên mã” 12. BĐKN “Dịch mã”
14. BĐKN “Đột biến gen”
15. BĐKN “Đột biến cấu trúc NST” 16. BĐKN “Đột biến số lƣợng NST”
17. BĐKN “Cơ chế phát sinh đột biến số lƣợng NST” 18. BĐKN tổng quát về “Biến dị”
KN về quy luật 19. BĐKN tổng quát về “Các quy luật di truyền”
2.4. Sử dụng BĐKN trong dạy học phần Di truyền và biến dị, SH 9
BĐKN có thể đƣợc sử dụng trong nhiều khâu nhƣ: Khâu dạy bài mới; khâu củng cố ôn tập; khâu kiểm tra, đánh giá... với nhiều biện pháp khác nhau nhƣ: biện pháp cung cấp BĐKN hoàn chỉnh; biện pháp cung cấp BĐKN khuyết; biện pháp cung cấp BĐKN câm; biện pháp HS tự xây dựng BĐKN...
2.4.1. Biện pháp cung cấp BĐKN hoàn chỉnh
BĐKN hoàn chỉnh là bản đồ có đầy đủ khái niệm, từ nối, các mệnh đề. BĐKN hoàn chỉnh có thể sử dụng ở khâu dạy kiến thức mới hoặc khâu củng cố, hoàn thiện kiến thức.
Yêu cầu:
- Giáo viên: Cung cấp BĐKN hoàn chỉnh kèm theo hệ thống các hoạt động
(có thể kèm các hình ảnh hoặc phim minh họa), yêu cầu HS khai thác kiến thức có trong bản đồ.
- Học sinh: Quan sát BĐKN, hình ảnh hoặc phim, nghiên cứu sách giáo khoa
hoàn thành các hoạt động GV yêu cầu.
2.4.1.1. Sử dụng BĐKN hoàn chỉnh trong khâu dạy bài mới
Quy trình
Bƣớc 1: GV cung cấp BĐKN hoàn chỉnh.
Bƣớc 2: GV đƣa hệ thống các hoạt động khai thác bản đồ. Bƣớc 3: HS tự lực làm việc.
Bƣớc 4: GV sửa chữa, kết luận.
Ví dụ: Sử dụng BĐKN hoàn chỉnh để dạy kiến thức mới về nguyên phân. Bước 1: Giáo viên cung cấp BĐKN hoàn chỉnh về nguyên phân (Hình 2.2).
Hình 2.2. BĐKN “Nguyên phân”(dạng bản đồ hoàn chỉnh)
Bước 2: GV yêu cầu HS quan sát hình 9.1 và 9.2 SGK, nghiên cứu BĐKN
“Nguyên phân” trả lời các câu hỏi sau:
Câu 1. Sự biến đổi hình thái của NST trong chu kì tế bào đƣợc biểu hiện thông qua sự đóng và duỗi xoắn diễn ra ở các kì nhƣ thế nào?
Câu 3. Sự đóng và duỗi xoắn của NST có ý nghĩa gì?
Câu 4. Vì sao nói quá trình nguyên phân là sự sao chép nguyên vẹn bộ NST của tế bào mẹ cho 2 tế bào con?
Bước 3: HS theo dõi video clip về quá trình nguyên phân, quan sát hình SGK,
nghiên cứu thông tin và nội dung BĐKN về nguyên phân để trả lời các câu hỏi.
Bước 4: Giáo viên sửa chữa, nhận xét, kết luận:
- Sự đóng và duỗi xoắn có tính chất chu kì:
+ Kì trung gian, NST đơn, duỗi xoắn hoàn toàn dễ dàng thực hiện tổng hợp ARN, sau đó tổng hợp prôtêin.
+ Kì đầu: NST bắt đầu đóng xoắn, và đóng xoắn cực đại ở kì giữa tạo thuận lợi NST tập trung ở mặt phẳng xích đạo của thoi phân bào và phân li ở kì sau.
+ NST bắt đẩu duỗi xoắn và tiếp tục duỗi xoắn ở kì cuối
+ NST ở trạng thái duỗi xoắn hoàn toàn khi tế bào con đƣợc tạo thành ở kì trung gian. Sau đó, NST lại tiếp tục đóng và duỗi xoắn qua các thế hệ tê bào.
- Tế bào mẹ mang bộ NST 2n thực hiện nguyên phân cho 2 tế bào con đều mang bộ NST 2n giống tế bào mẹ nhờ NST nhân đôi ở kì trung gian và phân li đồng đều ở kì sau.
2.4.1.1. Sử dụng BĐKN hoàn chỉnh trong khâu củng cố, ôn tập
Quy trình
Bƣớc 1: GV cung cấp BĐKN hoàn chỉnh.
Bƣớc 2: HS dựa vào kiến thức đã học để đọc nội dung bản đồ. Bƣớc 3: GV kết luận.
Ví dụ: Sử dụng BĐKN hoàn chỉnh để ôn tập kiến thức chương II (SH 9) về các cơ
chế di truyền NST.
Bước 1: GV cung cấp BĐKN hoàn chỉnh về các cơ chế di truyền NST (Hình 2.3). Bước 2: GV yêu cầu HS đọc nội dung bản đồ trả lời đƣợc câu hỏi: Cơ chế nào giúp
duy trì bộ NST đặc trƣng của loài qua các thế hệ tế bào, các thế hệ cơ thể ở loài sinh sản vô tính và qua các thế hệ cơ thể ở loài sinh sản hữu tính?
Bước 3: Giáo viên, nhận xét, kết luận.
- Nguyên phân giúp duy trì bộ NST đặc trƣng (2n) của loài qua các thế hệ tế bào và qua các thế hệ cơ thể ở loài sinh sản vô tính.
- Phối hợp 3 quá trình nguyên phân, giảm phân và thụ tinh giúp duy trì bộ NST đặc trƣng (2n) của loài qua các thế hệ cơ thể ở loài sinh sản hữu tính.
Hình 2.3. BĐKN về “Các cơ chế di truyền NST”(dạng bản đồ hoàn chỉnh)
2.4.2. Biện pháp cung cấp BĐKN khuyết
Bản đồ khuyết có thể là BĐKN chỉ có khái niệm hoặc chỉ có đƣờng nối hoặc bản đồ khuyết hỗn hợp. Bản đồ khuyết có thể đƣợc dùng ở khâu dạy bài mới; khâu củng cố, ôn tập và khâu kiểm tra, đánh giá.
Yêu cầu
- Giáo viên: Cung cấp bản đồ khuyết kèm theo hệ thống các hoạt động (có thể
- Học sinh: Hoàn thành các hoạt động GV đƣa ra.
2.4.2.1. Sử dụng BĐKN khuyết trong khâu dạy bài mới
Quy trình:
Bƣớc 1: GV cung cấp BĐKN khuyết. Bƣớc 2: GV đƣa ra hệ thống các hoạt động.
Bƣớc 3: HS tự lực làm việc, hoàn chỉnh từng phần của bản đồ. Bƣớc 4: GV kết luận và hoàn chỉnh BĐKN.
Ví dụ: Sử dụng BĐKN khuyết trong dạy kiến thức mới về ADN.
Bước 1: GV cung cấp BĐKN “ADN” (Dạng bản đồ khuyết) (Hình 2.4).
Hình 2.4. BĐKN “ADN” (dạng bản đồ khuyết)
Bước 2: GV yêu cầu HS nghiên cứu thông tin SGK, quan sát mô hình cấu trúc một
Câu 1: Nêu đặc điểm cấu tạo của ADN? (xác định KN 1,2, 3)
Câu 2: Vì sao ADN có cấu tạo rất đa dạng và đặc thù? (xác định KN 4, 5, 6) Câu 3: Mô tả cấu trúc không gian của phân tử ADN? (xác định KN 7 – 12) Câu 4: Các nuclêôtit nào trên 2 mạch liên kết với nhau thành từng cặp? (xác định KN 13, 14)
Bước 3: HS nghiên cứu thông tin SGK, quan sát mô hình ADN, trả lời các câu hỏi
và hoàn chỉnh từng phần của bản đồ.
Bước 4: GV nhận xét, hoàn chỉnh bản đồ và chốt kiến thức ADN (Hình 2.5).
2.4.2.2. Sử dụng BĐKN khuyết trong khâu củng cố, ôn tập
Quy trình:
Bƣớc 1: GV cung cấp BĐKN khuyết. Bƣớc 2: HS hoàn chỉnh bản đồ.
Bƣớc 3: GV sửa chữa, cung cấp BĐKN hoàn chỉnh.
Ví dụ: Sử dụng BĐKN khuyết để củng cố kiến thức về cơ chế dịch mã.
Bước 1: GV cung cấp BĐKN “Cơ chế dịch mã” (dạng bản đồ khuyết) (Hình 2.6).
GV yêu cầu HS: Từ những kiến thức đã học, em hãy bổ sung các KN thích hợp, còn thiếu (KN 1 - 10) để hoàn chỉnh bản đồ.
Hình 2.6. BĐKN “Cơ chế dịch mã”(dạng bản đồ khuyết)
Bước 2: HS vận dụng các kiến thức đã học để xác định các KN còn thiếu, bổ sung
và hoàn chỉnh bản đồ.
2.4.2.3. Sử dụng BĐKN khuyết trong khâu kiểm tra, đánh giá
Quy trình:
Bƣớc 1: GV cung cấp BĐKN khuyết. Bƣớc 2: HS hoàn chỉnh Bản đồ. Bƣớc 3: GV cung cấp đáp án.
Ví dụ: Sử dụng BĐKN khuyết để kiểm tra, đánh giá kiến thức về đột biến gen.
Bước 1: GV cung cấp BĐ khuyết KN về “Đột biến gen” (Hình 2.7), yêu cầu HS
chọn những KN thích hợp hoàn chỉnh bản đồ.
Hình 2.7. BĐKN “Đột biến gen” (dạng bản đồ khuyết) Bước 2: HS vận dụng những kiến thức đã học để hoàn chỉnh bản đồ. Bước 3: GV cung cấp bản đồ hoàn chỉnh, nhận xét, đánh giá (Hình 2.8).
2.4.3. Biện pháp cung cấp BĐKN câm
Bản đồ câm là bản đồ không có khái niệm và từ nối, chỉ có cấu trúc bản đồ đƣợc cho sẵn. Dạng bản đồ này có thể sử dụng ở khâu dạy bài mới; khâu củng cố, ôn tập.
Yêu cầu
- Giáo viên: Cung cấp một danh sách các khái niệm và các từ nối, một cấu trúc
bản đồ với các khoảng trống tƣơng ứng với các khái niệm và các từ nối đƣợc cho sẵn (có thể kèm theo các hình ảnh hoặc phim minh họa). GV đƣa ra hệ thống các hoạt động để học sinh hoàn chỉnh và khai thác bản đồ.
- Học sinh: Hoàn thành các hoạt động GV đƣa ra.
2.4.3.1. Sử dụng BĐKN câm trong khâu dạy bài mới
Quy trình:
Bƣớc 1: GV cung cấp danh sách khái niệm và từ nối, cấu trúc bản đồ. Bƣớc 2: GV đƣa ra hệ thống các hoạt động.
Bƣớc 3: HS tự lực làm việc.
Bƣớc 3: GV kết luận và hoàn chỉnh BĐKN.
Ví dụ: Sử dụng BĐKN câm trong khâu dạy kiến thức mới về đột biến cấu trúc NST. Bước 1: GV cung cấp danh sách các KN và từ nối (Bảng 2.4) và cấu trúc BĐKN về
“Đột biến cấu trúc NST” (Hình 2.9).
Bảng 2.4. Danh sách các khái niệm và từ nối về đột biến cấu trúc NST
Nhánh Các khái niệm Các từ nối
I
- Biến đổi kiểu hình.
- Biến đổi đột ngột trong cấu trúc NST. - Thể đột biến. - gây - là những - làm xuất hiện II - Mất đoạn NST. - Lặp đoạn NST. - Đảo đoạn NST. - Chuyển đoạn NST. - có các dạng - làm III - Phá vỡ cấu trúc NST. - Các gen trên NST. - Sắp xếp lại các đoạn NST. - Bệnh hoặc chết. - Các tác nhân: vật lý, hoá học. - hoặc - gây - tác động đến
- nguyên nhân phát sinh - đối với
- làm
Bước 2: GV yêu cầu HS đọc thông tin SGK (tr.65), quan sát hình 2.10 về “Một số
dạng đột biến cấu trúc NST”, trả lời các câu hỏi xác định các KN và từ nối, sau đó sử dụng các KN và từ nối để hoàn chỉnh từng phần của bản đồ.
Hình 2.10. Một số dạng đột biến cấu trúc NST A B C D E F A B D E F 1 A B C D D E F 2 A C D E B F 3 A E D C B F 4
Câu hỏi:
Câu 1. Đột biến cấu trúc NST là gì? (Nhánh I)
Câu 2. Nêu các dạng biến đổi cấu trúc liên quan đến 1 NST? (Nhánh II)
Câu 3. Những nguyên nhân chủ yếu gây ra biến đổi cấu trúc NST nói trên? Những biến đổi đó thƣờng gây hại nhƣ thế nào cho con ngƣời và sinh vật? (Nhánh III)
Bước 3: HS nghiên cứu thông tin SGK, quan sát hình, trả lời câu hỏi, sử dụng danh
sách KN và từ nối để hoàn chỉnh từng phần BĐKN “Đột biến cấu trúc NST”.
Bước 4: GV kết luận, hoàn chỉnh bản đồ (Phụ lục 1.16).
2.4.3.2. Sử dụng BĐKN câm trong khâu củng cố, ôn tập
Quy trình:
Bƣớc 1: GV cung cấp danh sách khái niệm và từ nối, cấu trúc bản đồ. Bƣớc 2: HS hoàn chỉnh bản đồ.
Bƣớc 3: GV sửa chữa, cung cấp BĐKN hoàn chỉnh.
Ví dụ: Sử dụng BĐKN câm để hệ thống các loại biến dị.
Bước 1: GV cung cấp danh sách các KN và từ nối về các loại biến dị (bảng 2.5),
cấu trúc BĐKN tổng quát về “Biến dị” (Hình 2.11).
Bảng 2.5. Danh sách các khái niệm và từ nối về các loại biến dị
Tầng Các khái niệm Các từ nối
IV
- Biến dị không di truyền. - Đột biến. - Biến dị tổ hợp. - Biến dị di truyền. - gồm III - Đột biến gen. - Đột biến mất một cặp nuclêôtit. - Đột biến NST.
- Đột biến thêm một cặp nuclêôtit. - Đột biến thay thế một cặp nuclêôtit.
- gồm - các dạng II - Đột biến số lƣợng NST. - Đột biến cấu trúc NST. - Đột biến mất đoạn NST. - các dạng - gồm
- Đột biến lặp đoạn NST. - Đột biến chuyển đoạn NST. - Đột biến đảo đoạn NST.
I
- Đột biến dị bội.
- Đột biến thiếu một NST. - Đột biến đa bội chẵn. - Đột biến đa bội lẻ. - Đột biến thừa một NST. - Đột biến đa bội.
- gồm - các dạng
Bước 2: HS vận dụng kiến thức đã học, sử dụng danh sách các KN và từ nối đã cho