Khái niệm là tri thức khái quát về những dấu hiệu và thuộc tính chung nhất, bản chất nhất của từng nhóm sự vật hiện tượng cùng loại; về mối quan hệ và tương quan tất yếu giữa các sự vật hiện tượng khách quan. Sự vật, hiện tượng luôn vận động và phát triển nên các khái niệm phản ánh chúng cũng vận động và phát triển.
Trong dạy học nói chung, cũng như trong dạy học sinh học (DHSH) nói riêng sự phát triển của các khái niệm phải phù hợp với năng lực nhận thức của HS qua từng lớp học. Mặt khác, sự phát triển của các khái niệm trong DHSH được quy định bởi nội dung chương trình cũng như tính logic trong kết cấu của các chương mục ở từng lớp học. Một khái niệm càng có nhiều mối quan hệ với các khái niệm khác thì nó càng được hình thành một cách đầy đủ hơn, mức độ khái quát của nó ngày càng được nâng cao hơn. GV chính là người phát hiện và làm sáng tỏ cấu trúc logic ấy. Trong DHSH các khái niệm khoa học khơng thể hình thành ngay một lúc mà phải được phát triển dần dần từ chương này sang chương khác, từ bài này sang bài khác. Như vậy khái niệm nó khơng cịn ngun như ban đầu và các khái niệm ở giai đoạn sau được bổ sung ,được thay đổi theo hướng ngày càng hồn thiện, phong phú và chính xác. Số lượng khái niệm khoa học mà học sinh lĩnh hội có rất nhiều, nội dung lại phúc tạp, năng lực và trình độ của HS lại có hạn nên các khái niệm phải được hình thành dần dần, từ ít đến nhiều, từ chưa đầy đủ đến đầy đủ cùng với vốn tri thức và năng lực trí tuệ được phát triển, chương trình học tập phải được triển khai dần, nội dung khái niệm ngày càng được bổ sung đầy đủ với khối lượng ngày càng nhiều, chất lượng ngày càng được đổi mới. GV phải là người định hướng, khai thác kiến thức dần dần, từ chỗ HS biết ít đến biết nhiều, từ chỗ HS chưa nắm đầy đủ, thậm chí nội dung khái niệm có thể được đổi mới.
Theo Lênin, tư duy khoa học gắn liền với tư duy lý thuyết. Đặc trưng của tư duy khoa học là nhận xét đối tượng phù hợp với bản chất riêng của nó.
Khái niệm khoa học là hình thức hoạt động của tư duy, nhờ đó mà tái sinh các đối tượng lý tưởng. Ở đây khái niệm đồng thời là hình thức phản ánh đối tượng, đồng thời lại là phương tiện tái sinh khái niệm bằng tư duy. Nội dung của tư duy lý thuyết là mối quan hệ khái quát của hiện tượng, tạo nên hệ thống toàn vẹn. Việc tư duy lý thuyết và tư duy kinh nghiệm dẫn ta tới phân biệt khái niệm lí thuyết và khái niệm kinh nghiệm.
-Thuyết phát triển khái niệm trong dạy học
Sự phát triển khái niệm là cốt lõi của nội dung dạy học, thậm trí phát triển khái niệm cịn được gọi là động lực của quá trình dạy học để phát triển và giáo dục học sinh.
Sự vận động và phát triển của thực tại khách quan được phản ánh bằng khái niệm, nên trong dạy học không thể phản ánh một lúc đầy đủ nội dung khoa học của khái niệm mà phải được hình thành dần dần trong quá trình phát triển và trong mối quan hệ với các khái niệm khác phù hợp với đặc điểm tâm lý của học sinh.
* Các hình thức phát triển khái niệm.
Trong dạy học sinh học các khái niệm được hình thành và phát triển theo các hình thức sau:
-Cụ thể hóa nội dung của khái niệm:
Nội dung sự vật, hiện tượng phản ánh khái niệm được khảo sát dần dần dưới nhiều khía cạnh mới. Nội dung của một khái niệm phải được phân tích thành nhiều yếu tố để học sinh nắm được khái niệm một cách đầy đủ, chính xác.
Ví dụ: Khái niệm “Lục lạp” được phân tích thành các yếu tố sau:
+Hình thái: là bào quan ở tế bào thực vật có hình bầu dục, là một trong 3 loại lạp thể.
+Cấu trúc: Gồm màng kép bao quành Stroma và grana, mỗi grana gồm nhiều túi dẹp là tilacoit; bên trong chứa ADN và riboxom.
-Hoàn thiện nội dung khái niệm:
Trong một số trường hợp học sinh chưa đủ kiến thức cơ sở để nắm bắt khái niệm ở mức đầy đủ, giáo viên phải hình thành khái niệm ở dạng chưa hồn tồn đầy đủ (khơng được sai). Sau đó khi đã đủ điều kiện, khái niệm sẽ được xem xét và chỉnh lí cho chính xác, đầy đủ hơn
Ví dụ: Dạy khái niệm vận chuyển chủ động các chất qua màng.
Khái niệm vận chuyển các chất qua màng học sinh được nghiên cứu sơ bộ từ lớp 8. Tuy nhiên các lớp dưới chỉ đề cập sơ lược các chất có thể được tế bào cho đi qua một cách chọn lọc.
Sang lớp 10, học sinh nghiên cứu cơ chế, điều kiện xảy ra quá trình vận chuyển các chất, phân biệt rõ vận chuyển thụ động và vận chuyển chủ động trên cơ sở hiểu rõ cấu trúc màng sinh chất.
-Sự hình thành khái niệm mới:
Trong giảng dạy và học tập, mỗi lần chuyển sang một bài mới, chương mới, phần mới, học sinh lại được tiếp xúc với những khái niệm mới. Trong dạy học, mỗi khi tiếp xúc với một hiện tượng mới mà vốn khái niệm đã có chưa đủ để phản ánh thì cần phải hình thành khái niệm mới. Các khái niệm mới này không phủ định khái niệm cũ mà trái lại, nó làm sáng tỏ thêm khái niệm cũ bằng cách chỉnh lí lại giới hạn của các khái niệm cũ.
Ví dụ: Ở lớp 8, HS được học khái niệm chuyển hóa vật chất và năng lượng: trong tế bào, quá trình biến đổi các chất đơn giản thành các chất đặc trưng có cấu trúc phức tạp và tích lũy năng lượng, đồng thời xảy ra sự ơxi hóa các chất phức tạp thành các chất đơn giản và giải phóng năng lượng. Nhưng ở đây học sinh chưa có khái niệm về: các chất phức tạp là những chất gì, có cấu tạo như thế nào, năng lượng được tích lũy ở liên kết nào và hợp chất nào là chủ yếu.
Sang đến lớp 10 những vấn đề này đã được hồn chỉnh trong khái niệm chuyển hóa năng lượng. Ngồi ra cịn được bổ sung thêm các khái niệm mới về các dạng năng lượng có trong tế bào, vai trị của chuyển hóa năng lượng và
cụ thể hơn về sự điều hịa chuyển hóa vật chất và năng lượng đó là do tế bào tự điều khiển hoạt tính của enzym bằng các chất hoạt hóa hoặc ức chế. Như vậy khái niệm về chuyển hóa vật chất và năng lượng ở cấp tế bào và cơ thể đơn bào được bổ sung.
1.2.1.5. Vai trò của phát triển khái niệm
Phát triển khái niệm sinh học ở học sinh là một trong những nhiệm vụ cơ bản của việc giảng dạy thì chỉ có bằng con đường đó thì mới có thể làm cho học sinh nắm được những khái niệm vững chắc. Chỉ trong khi phát triển các khái niệm người ta mới có thể đưa học sinh nắm vững hệ thống, đặc biệt là hệ thống kiến thức.
V. I. Lênin đã viết “Muốn thật sự hiểu đối tượng thì cần phải nghiên cứu. Nắm vững tất cả các phương diện của nó, tất cả các mối liên hệ và “các mặt đối lập” của nó. Chúng ta sẽ khơng bao giờ hồn tồn đạt được điều đó, song u cầu của tính tồn diện sẽ giúp cho chúng ta tránh được những khuyết điểm và những sai lầm. Đó là điều thứ nhất. Điều thứ hai là logic biện chứng đòi hỏi phải làm sao nắm được đối tượng trong sự phát triển, sự “tự thân vận động” và sự biến đổi của nó...”
Bất kì một khái niệm nào, nhất là những khái niệm phức tạp đều thường khơng thể hình thành ngay một lúc được. Quá trình dạy học là một quá trình biện chứng, khơng thể hình thành một khái niệm này hay khái niệm khác nếu giáo viên không chỉ ra quá trình phát triển của nó. Việc trình bày khái niệm một cách nhất định không thể đưa lại cho học sinh những kiến thức sâu sắc, vững chắc và có ý thức.
Sự phát triển khái niệm ở học sinh được bắt đầu từ sự hình thành biểu tượng rồi chuyển thành các khái niệm đơn giản rồi dần dần được thống nhất trong những khái niệm phức tạp.
Phát hiện một khái niệm càng có nhiều mối liên hệ với những khái niệm khác thì nó càng được hình thành một cách đầy đủ hơn, mức độ khái quát của nó càng được nâng cao hơn.
Trong dạy học, các khái niệm khoa học khơng thể được hình thành đầy đủ ngay một lúc mà phải được phát triển tuần tự từ bài này sang bài khác, chương này sang chương khác, đặc biệt là đối với các khái niệm đaị cương. Sở dĩ như vậy là vì số lượng khái niệm khoa học mà học sinh phải lĩnh hội nhiều, nội dung các khái niệm đó lại phức tạp mà trình độ kiến thức, năng lực của các em ở từng lớp thì có hạn. Sự phát triển khái niệm phải đi đơi với vốn tri thức, năng lực trí tuệ và sự phát triển thế giới quan khoa học của học sinh.
Mặt khác chương trình học tập được triển khai dần dần từ chủ đề này sang chủ đề khác. Do vậy, nội dung của từng khái niệm ngày càng được đổi mới, cụ thể hóa, chính xác hóa, hơn nữa học sinh càng được tiếp xúc với những khái niệm mới.
Ví dụ: Khái niệm tế bào ở lớp 8 các em đã được học chỉ là tế bào nhân thực ở động vật với tư cách duy nhất là đơn vị cấu tạo nên mô. Nhưng lên lớp 10 học sinh được nghiên cứu kỹ tế bào nhân sơ, tế bào nhân thực, nghiên cứu sâu hơn ở mức phân tử, bào quan, nghiên cứu cả cấu trúc và chức năng, đặc biệt là các hoạt động sống ở cấp độ tế bào.
1.2.2. Sơ đồ hoá
1.2.2.1.Khái niệm sơ đồ và sơ đồ hóa
Sơ đồ là một trong những hình thức trực quan của q trình dạy học. Sơ đồ, mơ hình là những hình ảnh có tính biểu tượng được xây dựng trên các sự vật, các yếu tố trong cấu trúc sự vật và mối liên hệ giữa các yếu tố đó dưới dạng trực quan. Sơ đồ tạo thành một tổ chức hình khối phản ánh cấu trúc và logic bên trong của một khối lượng kiến thức một cách khái quát, súc tích nhằm giúp cho người học nắm vững một cách khái quát những nội dung cơ bản, đồng thời qua đó phát triển năng lực nhận thức cho người học.
Sơ đồ hóa là phương pháp diễn đạt nội dung dạy học bằng ngôn ngữ sơ đồ. ngôn ngữ sơ đồ được thể hiện bằng các ký hiệu khác nhau như hình vẽ lược đồ, đồ thị, bảng biểu,…
1.2.2.2. Khái niệm sơ đồ hóa kiến thức và sơ đồ hóa khái niệm
*Sơ đồ hóa kiến thức là làm cho kiến thức được hệ thống bằng ngơn ngữ sơ đồ.
*Sơ đồ hóa khái niệm là sắp xếp các khái niệm có quan hệ với nhau thành một hệ thống sơ đồ hoàn chỉnh.
*Đặc điểm của sơ đồ hóa kiến thức
Một là, khối lượng kiến thức và quan hệ giữa các kiến thức quyết định nội dung khách quan của sơ đồ. Hình thức chủ quan của sơ đồ phụ thuộc người lập sơ đồ. Vì vậy, cùng một khối lượng kiến thức nhưng có thể có nhiều cách thiết kế sơ đồ khác nhau miễn là phản ánh đầy đủ nội dung cơ bản và quan hệ giữa các nội dung.
Hai là, sơ đồ là những hình ảnh trực quan phản ánh một cách trừu tượng, khái quát các khái niệm, phạm trù, quy luật và quan hệ giữa chúng. Vì vậy, địi hỏi sơ đồ phải phản ánh tính lơgic phát triển của nội dung cần diễn đạt
Ba là, sơ đồ nhằm giúp người học lĩnh hội kiến thức một cách hệ thống, muốn như vậy người học phải tư duy, khái quát, nói ra được bản chất.
Bốn là, sơ đồ thể hiện được các thao tác lơgic trong việc phát hiện kiến thức qua đó chẳng những phát hiện được nội dung, quan hệ giữa các nội dung mà còn cho biết cách phát hiện nội dung, cách phát hiện quan hệ các nội dung dựa vào các bậc và các nhánh trong sơ đồ.
1.2.2.3. Các dạng sơ đồ để sơ đồ hóa kiến thức.
-Sơ đồ cành cây: là loại sơ đồ mà trong đó từ một chủ đề lớn được phân chia thành các chủ đề nhỏ hơn có tính thứ bậc.
Ví dụ: Trong khái niệm phân bào được chia nhỏ thành các khái niệm nhỏ hơn như trực phân, gián phân, kỳ phân bào, kỳ trung gian, nguyên phân, giảm phân..
-Sơ đồ tuyến tính: là loại sơ đồ mà trong đó từ một chủ đề được phân chia thành các chủ đề nhỏ hơn nhưng chúng có quan hệ ngang hang với nhau.
Ví dụ: Q trình hơ hấp trong tế bào
Hô hấp Đường phân Chu trình Crep Chuỗi truyền electron.
1.2.2.4. Vai trị của sơ đồ hóa kiến thức trong hoạt động nhận thức
Sơ đồ hóa kiến thức giúp học sinh liên hệ giữa kiến thức mới với kiến thức đã học, giữa lý thuyết và thực tiễn, có như vậy học sinh mới nhớ được lâu và biết cách vận dụng để giải quyết vấn đề, các câu hỏi có tính tổng hợp.
Với mục tiêu giáo dục là dạy học tích cực thì vai trị của người giáo viên là hướng dẫn học sinh chiếm lĩnh tri thức. Giáo viên phải hướng dẫn học sinh cách tiếp thu kiến thức có tính hệ thống thì hiệu quả mới cao. Việc sắp xếp lại các thơng tin có hệ thống làm cho học sinh hiểu rõ hơn những thông tin vừa được hình thành đồng thời giúp học sinh lưu giữ thông tin hiệu quả hơn.
Qua sơ đồ hóa kiến thức của học sinh được hệ thống hóa ,khai thác được vốn kiến thức cũ để hình thành kiến thức mới. Sơ đồ hóa kiến thức thể hiện một q trình tư duy logic, nó phản ánh nhận thức của người học về một mảng kiến thức nào đó.
Sơ đồ hóa kiến thức có thể dùng trong kiểm tra, đánh giá, cịn có thể sử dụng trong ơn tập, củng cố, tóm tắt nội dung bài học và tìm ra kiến thức mới
Phân bào
Gián phân Trực phân
Kỳ phân bào Kỳ trung gian
và cũng có thể sử dụng để tổ chức học sinh học theo nhóm hợp tác. Khi cho học sinh lập sơ đồ giáo viên có thể tổ chức dưới hình thức học nhóm, sau đó nhóm sẽ cùng nhau khám phá, sửa lỗi khi các nhóm trình bày kết quả của mình.
Cùng với các phương tiện khác, phát triển khái niệm bằng biện pháp sơ đồ hóa có thể sử dụng như một phương tiện giúp học sinh tìm tịi khám phá tri thức dưới sự hướng dẫn của giáo viên.
1.2.2.5. Vai trò của sơ đồ trong dạy học Sinh học
*Hiệu quả thông tin
-Sinh học là một môn học nghiên cứu các đối tượng sống (cấu tạo, q trình sinh lý, hóa sinh, sinh hóa, mối quan hệ giữa các tổ chức sống với nhau và với mơi trường) thì sơ đồ là kênh truyền tải thông tin có ưu thế tuyệt đối bởi những ưu điểm cơ bản sau:
+Ngôn ngữ sơ đồ vừa cụ thể, trực quan, chi tiết vừa có tính khái qt cao. Sơ đồ hóa cho phép tiếp cận với nội dung tri thức bằng con đường lơgic tổng hợp, phân tích, hệ thống tức là vừa cùng một lúc phân tích đối tượng thành các sự kiện, các yếu tố cấu thành, lại vừa tổng hợp, hệ thống hóa các sự kiện, các yếu tố đó thành một chỉnh thể thống nhất, thuận lợi cho việc khái qt hóa, hình thành khái niệm khoa học- sản phẩm của tư duy lý thuyết.
+Sơ đồ cho phép phản ánh một cách trực quan cùng một lúc mặt tĩnh và mặt động của sự vật, hiện tượng theo không gian, thời gian. Trong dạy học Sinh học ưu việt này được khai thác một cách thuận lợi. Mặt tĩnh phản ánh các yếu tố cấu trúc, mặt động phản ánh hoạt động- chức năng sinh học của