CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
3.1. PHÂN TÍCH NỘI DUNG KIẾN THỨC PHẦN DI TRUYỀN HỌC - SINH HỌC 12 – THPT
3.2.2. Quy trình xây dựng BTNT để rèn luyện NLGQVĐ
Qua quá trình nghiên cứu chúng tôi đề xuất quy trình xây dựng BTNT nhằm rèn luyện NLGQVĐ cho HS nhƣ sau:
Hình 3.1. Quy trình xây dựng BTNT nhằm rèn luyện NLGQVĐ Bước 1. Xác định mục tiêu hướng đến
của BTNT
Bước 2. Phân tích nội dung kiến thức cần truyền tải vào BTNT
Bước 3. Xây dựng BTNT
Bước 4. Thiết kế phiếu xác định và GQVĐ và hệ thống câu hỏi gợi mở
Bước 5. Kiểm tra BTNT và đề xuất đáp án
Bước 3A. Đề xuất giả thiết và yêu cầu của bài toán
Bước 3B. Hình thành mâu thuẫn nhận thức trong bài toán
Bước 3C. Xây dựng cấu trúc sƣ phạm cho bài toán
Cụ thể các bước như sau:
Bước 1. Xác định mục tiêu kiến thức, kĩ năng, thái độ hướng đến của bài toán Mục tiêu của BTNT phải tương đồng với mục tiêu của bài học. Mục đích của bước này là để xác định nội dung kiến thức cần truyền tải vào bài toán. Mặt khác, từ mục tiêu của bài toán, GV có thể dễ dàng định hình cấu trúc giả thiết và yêu cầu của bài toán cho phù hợp.
Bước 2. Phân tích nội dung kiến thức cần truyền tải vào bài toán
Mục đích của bước này là giúp cho GV dễ dàng xác định mối liên hệ giữa các kiến thức đã có và kiến thức cần đạt đƣợc của bài toán. Đối với các kiến thức có phổ rộng nên chia thành các đơn vị cơ bản nhằm tổ chức các đơn vị kiến thức đó thành tổng thể chung có cấu trúc sƣ phạm hợp lí.
Bước 3. Xây dựng BTNT
Bước 3A. Đề xuất giả thiết và yêu cầu của bài toán
Giả thiết là các kiến thức mà học sinh đã biết. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, ngay cả giả thiết cũng có khi chưa tường minh, do đó GV cần dẫn dắt vấn đề để định hướng HS nghiên cứu thêm về giả thiết trong tài liệu. Yêu cầu của bài toán định hướng cho học sinh tư duy để tìm ra các kiến thức cần lĩnh hội,
Bước 3B. Hình thành mâu thuẫn nhận thức trong bài toán
Khi hình thành mâu thuẫn nhận thức trong BTNT phải đảm bảo tính chính xác của các nội dung kiến thức sinh học và vừa sức giải quyết của HS. Để hình thành đƣợc mâu thuẫn nhận thức trong bài toán ta phải xuất phát từ những tri thức quen thuộc, đã biết của HS (kiến thức HS đã học, hình ảnh, tranh vẽ, thí nghiệm trong SGK) từ đó đƣa ra các thông tin mẫu thuẫn (có thể là kiến thức HS chƣa biết hoặc thông tin mâu thuẫn với kiến thức HS đã biết) nhằm tạo ra chứng ngại nhận thức buộc HS không thể dùng sự tái hiện hay hành động quen thuộc để tìm ra lời giải mà phải thông qua quá trình tích cực tìm tòi, phát hiện để tìm ra lời giải.
Bước 3C. Xây dựng cấu trúc sư phạm cho bài toán
Sau khi đề xuất đƣợc giả thiết, yêu cầu bài toán cũng nhƣ hình thành đƣợc mâu thuẫn nhận thức trong bài toán thì ta tiến hành xây dựng cấu trúc sƣ phạm cho bài toán bằng cách thiết lập mối quan hệ giữa dữ kiện cho và yêu cầu cần tìm. Cấu
trúc của BTNT phải đảm bảo thể hiện mâu thuẫn giữa cái đã biết với cái chƣa biết, kích thích học sinh lòng ham muốn tìm tòi phát hiện tìm ra cách giải và đáp số cho bài toán, tức là không có lời giải đƣợc chuẩn bị sẵn trong BTNT.
Bước 4. Thiết kế phiếu xác định và GQVĐ và hệ thống câu hỏi gợi mở
Mục đích của bước này là thiết kế được phiếu xác định và GQVĐ với các yờu cầu rừ ràng nhằm định hướng và giỳp cho HS dần quen với cỏc bước thực hiện khi gặp một vấn đề bất kì. Bên cạch đó, việc xây dựng hệ thống câu hỏi gợi mở giúp HS nhận diện đƣợc giả thuyết và kết luận của bài toán từ đó tìm kiếm và lựa chọn được phương pháp giải ngắn gọn nhất, tránh HS đi lan man và viết dài dòng, không đúng trọng tâm bài tập.
Bước 5. Kiểm tra BTNT vừa xây dựng và đề xuất đáp án
Mục đích bước này là nhằm đảm bảo cho bài toán đáp ứng được các tiêu chuẩn của BTNT, thỏa mãn đƣợc mục tiêu đã đề ra. Trong quy trình thiết kế BTNT cần đảm bảo các yêu cầu sau: Lựa chọn giả thiết và yêu cầu cần tìm hợp lí đảm bảo cho kiến thức học sinh lĩnh hội đƣợc sau khi giải bài toán phù hợp mới mục tiêu dạy học; Gia công tỉ lệ giữa giả thiết và yêu cầu cần tìm sao cho đủ ngƣỡng để kích thích tính tìm tòi của người học, không quá dễ cũng không quá khó; BTNT phải có hỡnh thức diễn đạt rừ ràng, sỳc tớch, logic. Cỏc yờu cầu đƣợc diễn đạt bằng hệ thống cõu hỏi tự lực rừ ràng, hàm sỳc, sắp xếp theo thứ tự hợp lớ để đỏp ỏn của yờu cầu trước chính là giả thiết cần cho yêu cầu sau.
Ví dụ minh họa
Quy trình xây dựng BTNT để củng cố kiến thức trong bài “Quy luật Menđen: “Quy luật phân li độc lập” nhƣ sau:
Bước 1. Xác định mục tiêu kiến thức, kĩ năng, thái độ hướng đến của bài toán - Kiến thức: Sau khi giải xong bài toán, HS phải:
+ Biết vận dụng những kiến thức rút ra đƣợc từ thí nghiệm của Menđen để xác định đƣợc bài toán tuân theo quy luật di truyền nào.
+ Biết cách xác định kiểu gen, kiểu hình của thế hệ P dựa vào kết quả của phép lai từ P cho ra đời con F1.
- Kĩ năng: Rèn luyện kĩ năng phân tích, suy luận và giải quyết vấn đề.
- Thái độ: Có ý thức liên hệ giữa các vấn đề mang tính khoa học và thực tiễn.
Bước 2. Phân tích nội dung kiến thức cần truyền tải vào bài toán
- Lập luận để giải thích tại sao bài toán lại tuân theo quy luật phân li độc lập của Menđen:
+ Các gen quy định các tính trạng khác nhau nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau thì phân li độc lập khi giảm phân: Các cặp NST tương đồng phân li về các giao tử độc lập sự phân li độc lập của các alen; Sự phân li cặp NST xảy ra với xác xuất nhƣ nhau tạo ra các loại giao tử với tỉ lệ ngang nhau.
+ Các nhau tử kết hợp ngẫu nhiên trong quá trình thụ tinh Xuất hiện các tổ hợp gen khác nhau (Biến dị tổ hợp). Cụ thể là: quả đỏ, lá xanh x quả đỏ, lá xanh
quả vàng, lá xanh.
- Lập luận giải thích kết quả phép lai và kiểm chứng các sơ đồ lai có thể có:
+ Xác định kiểu gen của thế hệ P: Tỉ lệ các kiểu hình ở F1 = tích tỉ lệ các tính trạng hợp thành nó.
+ Dựa vào giả thiết: Những cây cà chua có lá màu vàng lưu huỳnh đều chết ở giai đoạn mầm kiểm tra các sơ đồ lai.
Bước 3. Xây dựng BTNT
Bước 3A. Đề xuất giả thiết và kết luận cần tìm
Dựa vào mục tiêu của BTNT tiến hành đề xuất giải thiết và kết luận nhƣ sau:
+ Giả thiết: có 2 giả thiết đƣợc đặt ra. Một là, ở cà chua, gen R quy định màu quả đỏ là trội hoàn toàn so với r quy định màu quả vàng. Gen S kiểm soát sự tổng hợp chất diệp lục làm cho lá có màu xanh là trội hoàn toàn so với gen s làm mất khả năng kiển soát chất diệp lục khiến cho lá có màu vàng lưu huỳnh. Những cây cà chua có lá màu vàng lưu huỳnh đều chết ở giai đoạn mầm. Hai là, người ta tiến hành phép lai và cho kết quả nhƣ sau:
P: quả đỏ, lá xanh x quả đỏ, lá xanh F1: 312 quả đỏ, lá xanh : 104 quả vàng, lá xanh
+ Kết luận: Hãy lập luận để xác định kiểu gen của của thế hệ P và viết tất cả các sơ đồ lai có thể có.
Bước 3B. Hình thành mâu thuẫn nhận thức trong bài toán
+ Ở cà chua, gen R quy định màu quả đỏ là trội hoàn toàn so với r quy định màu quả vàng. Gen S kiểm soát sự tổng hợp chất diệp lục làm cho lá có màu xanh là trội hoàn toàn so với gen s làm mất khả năng kiển soát chất diệp lục khiến cho lá có màu vàng lưu huỳnh. Nếu dừng lại ở đây, HS sẽ hiểu rằng nếu ở trạng thái dị hợp do gen trội át chế gen lặn nên gen lặn không thể biểu hiện ra kiểu hình nhƣng nếu ở thể đồng hợp thì gen lặn có thể biểu hiện kiểu hình. Tuy nhiên, theo giả thiết đề cho những cây cà chua có lá màu vàng lưu huỳnh đều chết ở giai đoạn mầm tạo ra sự thắc mắc trong nhận thức của HS và đồng thời cũng giúp HS nhận ra rằng không phải cá thể mang kiểu gen đồng hợp lặn đều có thể tồn tại và biểu hiện kiểu hình.
Từ đó dựa vào giả thiết này để loại suy kết quả khi viết sơ đồ lai kiểm chứng.
Bước 3C. Thiết lập cấu trúc sư phạm cho BTNT
BTNT phải có phần thông tin và phần câu hỏi. Phần thông tin chứa đựng giả thiết và phần câu hỏi chứa yêu cầu của bài toán. Giả thiết đƣa ra phải đủ để HS giải quyết được yêu cầu bài toán. Giả thiết của bài toán phải đóng vai trò định hướng phương pháp giải quyết bài toán.
Từ những phân tích trên có thể xây dựng cấu trúc bài toán để củng cố cho bài
“Quy luật Menđen: Quy luật phân li độc lập” nhƣ sau:
Ở cà chua, gen R quy định màu quả đỏ là trội hoàn toàn so với r quy định màu quả vàng. Gen S kiểm soát sự tổng hợp chất diệp lục làm cho lá có màu xanh là trội hoàn toàn so với gen s làm mất khả năng kiển soát chất diệp lục khiến cho lá có màu vàng lưu huỳnh. Những cây cà chua có lá màu vàng lưu huỳnh đều chết ở giai đoạn mầm. Tất cả các cặp gen này nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau. Người ta tiến hành phép lai như sau:
P: quả đỏ, lá xanh x quả đỏ, lá xanh F1: 312 quả đỏ, lá xanh : 104 quả vàng, lá xanh
Giải thích kết quả và viết tất cả các sơ đồ lai có thể có.
Bước 4. Xây dựng phiếu xác định – GQVĐ và hệ thống câu hỏi gợi mở
Đối với BTNT nhƣ trên, để sử dụng trong việc rèn luyện NLGQVĐ cho HS cần thiết kế phiếu xỏc định và GQVĐ với cỏc yờu cầu rừ ràng nhằm định hướng và giúp cho HS dần quen với các bước thực hiện khi gặp một vấn đề bất kì. Cụ thể là:
PHIẾU XÁC ĐỊNH VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Trường: THPT Phan Châu Trinh
Lớp:
Họ tên:
Ở cà chua, gen R quy định màu quả đỏ là trội hoàn toàn so với r quy định màu quả vàng. Gen S kiểm soát sự tổng hợp chất diệp lục làm cho lá có màu xanh là trội hoàn toàn so với gen s làm mất khả năng kiển soát chất diệp lục khiến cho lá có màu vàng lưu huỳnh. Những cây cà chua có lá màu vàng lưu huỳnh đều chết ở giai đoạn mầm. Tất cả các cặp gen này nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau.
Người ta tiến hành phép lai như sau:
P: quả đỏ, lá xanh x quả đỏ, lá xanh F1: 312 quả đỏ, lá xanh : 104 quả vàng, lá xanh Giải thích kết quả và viết tất cả các sơ đồ lai có thể có.
- Tóm tắt bài toán: ____________________________________________________
- Từ giả thuyết đề cho có thể suy ra đƣợc điều gì : ___________________________
- Quy trình giải bài toán: _______________________________________________
- Bài giải: ___________________________________________________________
- Kiểm tra kết quả: ___________________________________________________
- Xây dựng bài toán tổng quát: __________________________________________
Bên cạch đó, việc xây dựng hệ thống câu hỏi gợi mở giúp HS nhận diện được giả thuyết và kết luận của bài toán từ đó tìm kiếm và lựa chọn được phương pháp giải ngắn gọn nhất là hết sức cần thiết. Đối với BTNT này, chúng tôi đề xuất hệ thống câu hỏi gợi mở nhƣ sau:
+ Giả thiết, kết luật của bài toán là gì?
+ Những cây cà chua có lá màu vàng lưu huỳnh đều chết ở giai đoạn mầm cho ta biết điều gì?
+ Dựa vào tỉ lệ kiểu hình hãy xác định bài toán tuân theo quy luật nào?
+ P: quả đỏ, lá xanh x quả đỏ lá xanh cho ra F1 xấp xỉ 3 quả đỏ, lá xanh : 1 quả vàng lá xanh thì P có mấy trường hợp?
Bước 5. Kiểm tra BTNT vừa thiết kế và đề xuất đáp án
- Kiểm tra BTNT về các vấn đề: ngôn ngữ diễn đạt, mối liên hệ giữa cái đã biết và cái chƣa biết, trong đó cái đã biết có đủ cho HS tìm cái chƣa biết chƣa, cái cần tìm của bài toán có đáp ứng đƣợc mục tiêu đã đặt ra lúc đầu không.
- Đề xuất đáp án:
+ Tóm tắt bài toán:
Giả thiết: R > r và S > s; Tất cả các cặp gen nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau; Người ta tiến hành phép lai và cho kết quả như sau:
P: quả đỏ, lá xanh x quả đỏ, lá xanh F1: 312 quả đỏ, lá xanh : 104 quả vàng, lá xanh
Kết luận: giải thích kết quả và tìm ra đƣợc tất cả các phép lai có thể có giữa 2 cây bố mẹ ở đời P.
+ Từ giả thuyết đề cho có thể suy ra đƣợc điều gì :
Tất cả các cặp gen nằm trên các cặp NST tương đồng khác nhau bài toán tuân theo quy luật phân li độc lập của Menden.
Vì kiểu gen ss chết ở giai đoạn mầm các cây bố mẹ trong phép lai đều có lá màu xanh, mang kiểu sen SS hoặc Ss.
+ Quy trình giải bài toán: Xét tỉ lệ từng cặp tính trạng Kiểu gen P Liệt kê ra các trường hợp có thể có Tiến hành viết sơ đồ lai kiểm chứng.
+ Bài giải: Xét tính trạng màu quả: 312 quả đỏ : 104 quả vàng ~ 3 đỏ : 1 vàng P: Rr x Rr Tổ hợp các kiểu gen ta có các sơ đồ lai có thể có là: P1: RrSS x RrSS; P2: RrSS x RrSs; P3: RrSs x RrSs;
Viết tất cả sơ đồ lai có thể có và dựa vào giả thiết đề cho để kiểm tra kết quả.
3.3. QUY TRÌNH SỬ DỤNG BÀI TOÁN NHẬN THỨC ĐỂ RÈN LUYỆN