10. Cấu trúc của luận văn
2.4.1. Các kiến thức Toán có thể sử dụng để tích hợp
Kiến thức về hoán vị: Hoán vị của n phần tử là cách chọn n phần tử từ n phần tử thỏa mãn 2 tính chất:
- Tính chất không lặp lại: Mỗi phần tử chỉ đƣợc phép chọn một lần.
- Tính chất thứ tự: Phân biệt thứ tự trƣớc sau giữa các phần tử với nhau.
Kí hiệu: Pn= 1.2.3….(n-2).(n-1).n
Ví dụ :- Có bao nhiêu cách ghép đôi giao phối giữa 13 con ruồi đực thân xám với 13 con ruồi cái thân đen? có 13.13 = 169 (cách)
Kiến thức về chỉnh hợp lặp: Chỉnh hợp lặp chập k của n phần tử là phép chọn k phần tử từ n phần tử đã cho thỏa mãn 2 tính chất:
- Tính chất lặp: Mỗi phần tử đƣợc phép chọn nhiều lần.
- Tính chất thứ tự: Phân biệt thứ tự trƣớc và sau giữa các phần tử với nhau. Kí hiệu:
Ví dụ: - Từ 4 loại nucleotide A, T, G và X thành lập đƣợc bao nhiêu mã di truyền bộ ba? thành lập đƣợc 4.4.4.4 = 64 mã di truyền bộ ba.
Kiến thức về chỉnh hợp: Chỉnh hợp chập k của n phần tử là cách chọn k phần tử từ n phân tử thỏa mãn 2 tính chất:
- Tính chất không lặp lại: Mỗi phần tử đƣợc phép chọn một lần
k k n
- Tính chất thứ tự: Phân biệt thứ tự trƣớc sau giữa các phần tử với nhau.
Kí hiệu: Chú ý: Nếu n = k, ta có k n
A = Pn
Ví dụ: Từ 4 loại 24 mã bộ nucleotide A, T, G và X thành lập được bao nhiêu mã bộ
ba khác nhau gồm 3 nu khác nhau? Thành lập được 4.3.2 = ba khác nhau gồm 3 nu khác nhau.
Kiến thức về tổ hợp : Tổ hợp chập k của n phần tử là cách chọn k phần tử trong n phần tử thỏa mãn 2 tính chất:
- Tính chất không lặp lại: Mỗi phần tử chỉ đƣợc phép chọn một lần
- Tính chất thứ tự: Không phân biệt thứ tự trƣớc sau. Kí hiệu:
Ví dụ: Từ 4 loại nucleotide A, T, G và X thành lập được bao nhiêu nhóm mã bộ ba gồm 3 nu khác nhau? thành lập đƣợc 3
4 4
C nhóm mã bộ ba gồm 3 nu khác nhau
Kiến thức về xác suất
Ví dụ: Một hộp có 7 hạt đậu Hà Lan, gồm 2 hạt màu vàng, 5 hạt màu xanh. Ngƣời ta tiến hành lấy ra 3 hạt? Hãy xác định đâu là phép thử, biến cố và không gian mẫu? * Phép thử: Lấy ra 3 hạt.
* Biến cố: 3 hạt thu đƣợc có 2 hạt màu vàng, 1 hạt màu xanh.
* Không gian mẫu là tất cả các khả năng xảy ra. Cụ thể trong bài tập này là cả 3 trƣờng hợp trên.
Quy tắc cộng xác suất
*Tổng quát: Cho các biến cố A1, A2, …, Ak xung khắc với nhau từng đôi một. Ta có: P(A1 A2 … Ak) = P(A1) + P(A2) + … + P(Ak)
Ví dụ: Tiến hành lấy ra 5 hạt đậu Hà Lan trong một túi có 26 hạt trơn (11 vàng, 15 xanh) và 13 hạt nhăn (3 vàng, 10 xanh). Sau đó lấy 3 hạt mang đi gieo. Hãy tính xác suất “Biến cố 5 hạt lấy đƣợc có 2 hạt trơn, 3 hạt nhăn hoặc có 4 hạt trơn, 1 hạt nhăn”?
- “Biến cố 5 hạt lấy đƣợc có 2 hạt trơn, 3 hạt nhăn hoặc có 4 hạt trơn, 1 hạt nhăn” : 2 3 11 3 5 26 13 . C C C ! ( )! k n n A n k ! !( )! k n n C k n k
Quy tắc nhân xác suất
*Tổng quát: Cho các biến cố A1, A2, …, Ak độc lập với nhau. Ta có:
P(A1.A2 … Ak) = P(A1).P(A2) … P(Ak)
Ví dụ: Tiến hành lấy ra 5 hạt đậu Hà Lan trong một túi có 26 hạt trơn (11 vàng, 15 xanh) và 13 hạt nhăn (3 vàng, 10 xanh). Sau đó lấy 5 hạt mang đi gieo.Hãy tính:
- “Biến cố 5 hạt lấy đƣợc có 2 hạt trơn, 3 hạt nhăn và 3 hạt mang đi gieo có 2 hạt nhăn”?
- “Biến cố 5 hạt lấy đƣợc có 2 hạt trơn, 3 hạt nhăn và trong đó có 1 hạt vàng”? + Xác suất lấy đƣợc 5 hạt, trong đó có 2 hạt trơn, 3 hạt nhăn là:
2 3 26 11 5 37 . C C C
+ Xác suất 3 hạt đem gieo có 2 hạt nhăn lấy từ 5 hạt với 2 hạt trơn, 3 hạt nhăn là: 2 1 3 2 3 5 . C C
C Vậy xác suất của biến cố này là:
2 3 26 11 5 37 . C C C . 2 1 3 2 3 5 . C C C 2.4.2. Các kiến thức Vật Lí có thể sử dụng để tích hợp
Trong dạy học Sinh học 12 THPT, chúng ta có thể vận dụng rất nhiều các kiến thức Vật lí để nâng cao chất lƣợng dạy học sinh học nhƣ:
- Quang phổ của ánh sáng:
Hình 2.1: Quang phổ của ánh sáng mặt trời
Ảnh hƣởng của các tác nhân vật lí đến đột biến:
- Tia tử ngoại: là các tia có bƣớc sóng ngắn khoảng ( 1000-4000Ao) nằm ngoài vùng tia tím, những tia này chỉ có tác dụng kích thích mà không gây ion hóa ( chỉ tác
động lên bề mặt) cho nên khi xử lí gây đột biến bằng tia tử ngoại, ngƣời ta thƣờng xử lí với tế bào vi sinh vật, bào tử, hạt phấn.
- Tia phóng xạ: bao gồm tia X, tia gama, chùm notoron, các tia này có khả năng gây kích thích và ion hóa, cho nên có thể xử lí với hạt khô, hạt nảy mầm, đỉnh sinh trƣởng của cành cây, bầu nhụy…
- Sốc nhiệt là sự tăng hay giảm nhiệt độ một cách đột ngột làm cho cơ chế nội cân bằng của cơ thể không khởi động kịp, gây chấn thƣơng bộ máy di truyền.
2.4.3. Các kiến thức Hóa học có thể sử dụng để tích hợp
Trong dạy học Sinh học 12 THPT chúng ta có thể vận dụng rất nhiều các kiến thức Hóa học để dạy các kiến thức phần di truyền phân tử, phần biến dị cũng nhƣ tiến hóa của Sinh học 12. Nhƣ chúng ta đã biết, sự sống của tế bào phụ thuộc vào hàng ngàn phản ứng và tƣơng tác hóa học. Những phản ứng và tƣơng tác này phối hợp rất phức tạp và tinh vi theo không gian, thời gian và các thuộc tính sinh học,.... Nghiên cứu những tƣơng tác và phản ứng nhƣ vậy ở mức độ phân tử, sẽ giúp chúng ta giải đáp các câu hỏi cơ bản về hoạt động của tế bào sống.
Các loại liên kết hóa học:
- Liên kết hóa trị là liên kết đƣợc hình thành giữa các nguyên tử bằng một hay nhiều cặp điện tử (electron) dùng chung.
Ví dụ: Liên kết hóa trị đƣợc hình thành giữa các nucleotit
Hình 2.2: Sự hình thành liên kết hóa trị giữa các nucleotit
- Liên kết hidro là liên kết hoá học đƣợc hình thành bằng lực hút tĩnh điện yếu giữa một nguyên tử hyđro linh động với một nguyên tử phi kim có độ âm điện lớn, mang điện tích âm của phân tử khác hoặc trong cùng phân tử.
Trong phân tử ADN, liên kết hidro thể hiện trong nguyên tắc bổ sung giữa các bazo nitơ đứng đối diện
Hình 2.3. Liên kết hidro giữa các bazonito
Ảnh hƣởng của liên kết Hidro đến độ sôi, nhiệt độ nóng chảy: Liên kết hyđro liên phân tử làm tăng nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, sức căng bề mặt và khả năng hoà tan vào nƣớc của chất. Các chất có liên kết hyđro nội phân tử sẽ giảm khả năng tạo liên kết hyđro liên phân tử, làm giảm nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, khả năng hoá lỏng so với hợp chất có khối lƣợng phân tử tƣơng đƣơng nhƣng có liên kết hyđro liên phân tử. Ví dụ ADN: Nếu phân tử nào có càng nhiều cặp G-X thì càng bền vững hơn, do có nhiều liên kết hidro hơn.
- Liên kết peptit (-CONH-): đƣợc tạo thành do phản ứng kết hợp giữa nhóm α – carboxyl của một axitamin này với nhóm α- amin của một axitamin bên cạnh, bằng cách loại đi 1 phân tử nƣớc.
Hình 2.4. Liên kết peptit giữa các axitamin
Sản phẩm của phản ứng này là một dipeptit. Nếu 3, 4, 5 v.v. hoặc nhiều axitamin kết hợp với nhau, tạo thành các peptit có các tên tƣơng ứng là tripeptit, tetrapeptit, pentapeptit v.v. và polipeptit.
2.4.4. Các kiến thức Mỹ thuật có thể sử dụng để tích hợp
HS sử dụng kiến thức hội họa để vẽ sơ đồ khái niệm để khái quát hóa kiến thức theo bài, theo chủ đề hoặc theo chƣơng.Ví dụ: Sau khi học xong chƣơng II, Sinh học 12, HS có thể tự khái quát hóa kiến thức của bài theo sơ đồ:
Sơ đồ 2.1. Khái quát kiến thức về tính trạng
Nguồn: http://ppdhsinhhoc12.weebly.com Nhờ vào việc khái quát theo sơ đồ, màu sắc, hình ảnh, HS có thể nắm bắt kiến thức nhanh hơn, nhận ra những đơn vị kiến thức nào là quan trọng, đơn vị kiến thức nào ít quan trọng hơn.
2.4.5. Các kiến thức Văn học có thể sử dụng để tích hợp
Bằng việc sử dụng thơ ca cũng nhƣ các câu ca dao, tục ngữ vào trong bài học giúp giờ học trở nên nhẹ nhàng hơn, các em cảm thấy tích cực, hào hứng hơn vì kiến thức bộ môn gần gũi ngay trong những sinh hoạt đời thƣờng, từ đó phát huy vốn sống, sự tích cực, chủ động trong việc lĩnh hội kiến thức của HS.
Ví dụ: Một số câu ca dao tục ngữ về di truyền: - Con nhà tông không giống lông cũng giống cánh - Lấy vợ xem tông, lấy chồng xem giống
- Chó giống cha, gà giống mẹ, …
Bên cạnh đó, kỹ năng soạn thảo và trình bày văn bản nghị luận, văn bản khoa học,…đƣợc coi là những kỹ năng mềm để HS vận dụng vào thực tế cuộc sống.
2.4.6. Các kiến thức Địa lý có thể sử dụng để tích hợp
Sử dụng kiến thƣc địa lý để giải thích cơ chế thích nghi của sinh vật trong không gian và thời gian cũng nhƣ sự phân bố của sinh vật trên Trái Đất.
- Khi dạy về nội dung ảnh hƣởng của nhiêt độ lên đời sống sinh vật, ngƣời dạy đƣa ra hệ thống câu hỏi nhƣ sau:
+ Kích thƣớc của cơ thể có liên quan gì đến khả năng trao đổi chất, khả năng giữ nhiệt hay không?
+ Tại sao động vật hằng nhiệt sống ở vùng ôn đới lại có kích thƣớc cơ thể lớn hơn so với động vật cùng loài hoặc tƣơng tự sống ở vùng nhiệt đới nhƣng kích thƣớc của các bộ phận đuôi, tai, chi lại ngƣợc lại ( sống ở vùng lạnh thì các bộ phận này thƣờng nhỏ hơn những động vật tƣơng tự ở vùng nóng)?
Kích thƣớc cơ thể càng nhỏ thì tỉ lệ giữa diện tích bề mặt cơ thể và thể tích ( S/V) càng lớn. Tỉ lệ S/V càng lớn thì khả năng mất nhiệt càng tăng do việc trao đổi chất và năng lƣợng nhiều hơn so với các động vật có kích thƣớc lớn.
Mở rộng: Ở phƣơng Bắc do khí hậu lạnh cho nên con ngƣời và động vật đẳng nhiệt đều có kích thƣớc cơ thể to lớn hơn những sinh vật cùng loại sống ở xứ nóng vì rằng khi kích thƣớc cơ thể lớn thì tỷ lệ giữa diện tích bề mặt cơ thể (da) trên thể tích cơ thể sẽ nhỏ theo khiến cho sự mất nhiệt qua da ít, ngƣợc lại tỷ lệ này lại cao ở những ngƣời có kích thƣớc nhỏ làm cho sự tỏa nhiệt ở vùng khí hậu nóng xảy ra tốt hơn. Đây cũng chính là định luật Bergnan trong Sinh thái học. Nếu tiếp tục mở rộng hơn nữa, ngƣời ta thấy các sinh vật đẳng nhiệt nhƣ thỏ có phần nhô ra nhƣ đuôi và tai thì ở xứ nóng các phần nhô ra lớn hơn và ngƣợc lại với xứ lạnh đuôi và tai lại nhỏ hơn, nếu không việc duy trì nhiệt độ cơ thể một cách ổn định sẽ gặp khó khăn.
Việc làm này đó làm sáng tỏ bản chất các nguyên lý, quy luật Sinh học, nâng cao hiệu quả dạy học Sinh học. Giải thích vì sao động vật sống ở nơi nhiệt độ thấp có kích thƣớc cơ thể lớn hơn các động vật cùng loài sống ở nơi ấm áp.
2.5. Xây dựng nội dung chủ đề tích hợp liên môn
2.5.1. Quy trình xây dựng chủ đề tích hợp liên môn theo định hướng phát triển năng lực người học: năng lực người học:
Căn cứ vào nội dung chƣơng trình, SGK của môn học và những ứng dụng kĩ thuật, hiện tƣợng, quá trình trong thực tiễn, xác định các nội dung kiến thức liên quan với nhau đƣợc thể hiện ở một số bài/tiết hiện hành, từ đó xây dựng thành một vấn đề chung để tạo thành một chủ đề dạy học theo quan điểm liên môn.
2.5.1.2. Lựa chọn nội dung chủ đề
Căn cứ vào tiến trình sƣ phạm của phƣơng pháp dạy học tích cực đƣợc sử dụng để tổ chức hoạt động học cho HS, từ tình huống xuất phát đã xây dựng, dự kiến các nhiệm vụ học tập cụ thể tiếp theo tƣơng ứng với các hoạt động học của HS, từ đó xác định các nội dung cần thiết để cấu thành chủ đề. Lựa chọn các nội dung của chủ đề từ các bài/tiết trong SGK của các môn học có liên quan để xây dựng chủ đề dạy học.
2.5.1.3. Xác định chuẩn kiến thức, kỹ năng, thái độ và năng lực
Xác định chuẩn kiến thức, KN, thái độ theo chƣơng trình hiện hành và các hoạt động học dự kiến sẽ tổ chức cho HS theo phƣơng pháp dạy học tích cực, từ đó xác định các NL và phẩm chất có thể hình thành cho HS trong chủ đề sẽ xây dựng.
Một số NL chung: Tự học, phát hiện và GQVĐ, sáng tạo; Giao tiếp và hợp tác; Sử dụng CNTT&TT.
Một số phẩm chất: Nhân ái, khoan dung; Làm chủ bản thân; Thực hiện nghĩa vụ HS.
2.5.1.4. Mô tả 4 mức độ mục tiêu của chủ đề
Xác định và mô tả 4 mức độ yêu cầu (nhận biết, thông hiểu, vận dụng, vận dụng cao) của mỗi loại câu hỏi/bài tập có thể sử dụng để kiểm tra, đánh giá NL và phẩm chất của HS trong dạy học.
2.5.1.5. Thiết kế tiến trình dạy học
Thiết kế tiến trình dạy học chủ đề thành các hoạt động học đƣợc tổ chức cho HS có thể thực hiện ở trên lớp và ở nhà, mỗi tiết học trên lớp có thể chỉ thực hiện một số hoạt động trong tiến trình sƣ phạm của phƣơng pháp và kĩ thuật dạy học đƣợc sử dụng. Trong chuỗi hoạt động học, đặc biệt quan tâm xây dựng tình huống xuất phát. Các hoạt động tiếp theo trong tiến trình dạy học thể hiện tiến trình sƣ phạm của phƣơng pháp dạy học đƣợc lựa chọn.
Giáo viên: Tổ chức, kiểm tra, định hƣớng hoạt động học
Học sinh: Thực hiện hoạt động học dƣới sự hƣớng dẫn của giáo viên
2.5.1.7. Đánh giá theo năng lực
Trong suốt chủ đề, ngƣời học cần đƣợc giao thực hiện một chuỗi các nhiệm vụ với các mục đích đánh giá khác nhau: các bài tập, các dự án, các bài trắc nghiệm, hoặc các bài thực hành, thí nghiệm, …Kết quả tổng hợp từ những bài đánh giá này sẽ đƣợc dùng để kết luận ngƣời học có hay không có một năng lực nào đó.
2.5.2. Vận dụng quy trình để xây dựng chủ đề: Tính trạng.
CHỦ ĐỀ: TÍNH TRẠNG A: Giới thiệu chủ đề
Chủ đề dành cho HS lớp 12 THPT. Chủ đề này gồm các bài trong chƣơng 2, thuộc Phần 5: Di truyền học – Sinh học 12
Bài 8: Quy luật Menden-Quy luật phân li
Bài 9: Quy luật Menden-Quy luật phân li độc lập Bài 10: Tƣơng tác gen và Tác động đa hiệu của gen Bài 11: Quy luật liên kết gen và hoán vị gen
Bài 12: Di truyền liên kết với giới tính và di truyền ngoài nhân Bài 13: Ảnh hƣởng của môi trƣờng lên sự biểu hiện của gen Bài 14: Thực hành lai giống
Bài 15: Bài tập chƣơng II Thời lƣợng: 11 tiết
Các nội dung chính
- Khái quát về tính trạng. - Cơ sở khoa học của tính trạng
- Tính quy luật của hiện tƣợng di truyền tính trạng. - Ảnh hƣởng của MT đến sự biểu hiện của tính trạng. - Ứng dụng và vai trò của tính trạng trong thực tế.