Nguyên tắc sáng tạo (NTST) hay thủ thuật sáng tạo là các thao tác tư duy đơn lẻ chỉ ra hướng mà người giải cần suy nghĩ [7], [8], [15].
Năm 1946, G.S Altshuller đã bắt đầu tìm các thủ thuật sáng tạo nhằm hỗ trợ cho mình thực hiện các sáng chế đạt năng suất và hiệu quả cao hơn. Đến năm 1970, có 40 thủ thuật sáng tạo cơ bản và được sử dụng cho đến nay. Tuy nhiên, vận dụng TRIZ vào dạy học như thế nào và các thủ thuật sáng tạo nào phù hợp, thiết thực với quá trình dạy học là vấn đề khó khăn. Nghiên cứu nội dung và ý nghĩa của các NTST (thủ thuật) của TRIZ [7], [8], chúng tôi đã vận dụng được một số nguyên tắc vào quá trình dạy học bài tập QLDT. Sau đây là nội dung và ý nghĩa của các nguyên tắc đó:
Nguyên tắc 1: Nguyên tắc phân nhỏ
Nội dung:
- Chia đối tượng thành các phần độc lập. - Làm đối tượng trở nên tháo lắp được. - Tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng.
Nguyên tắc phân nhỏ được sử dụng rộng rãi và khá linh hoạt trong cuộc sống. Sự thay đổi về lượng dẫn đến sự thay đổi về chất, cho nên phân nhỏ có thể làm đối tượng có thêm những tính chất mới, thậm trí ngược với tính chất đã có. Việc chia nhỏ các thành phần, yêu cầu trong một vấn đề lớn thành các vấn đề nhỏ sẽ giúp vấn đề đó trở nên đơn giản hơn.
Trong dạy học bài tập quy luật di truyền, khi gặp bài toán khó, có nhiều tính trạng và nhiều quy luật di truyền tác động lên các tính trạng, nhiều yêu cầu phức tạp cần chia bài toán thành các ý nhỏ, bài toán nhỏ, chia nhỏ các tính trạng để xét riêng nhằm đưa ra cách giải đơn giản hơn.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Bài tập vận dụng: Cho giao phấn giữa hai cây, người ta thu được F1 đồng loạt giống nhau. Cho F1 giao phấn với một cây chưa rõ kiểu gen, thu được kết quả như sau:
9 cây thân cao, quả tròn, lá chẻ 3 cây thân cao, quả tròn, lá nguyên 18 cây thân cao, quả bầu dục, lá chẻ 6 cây thân cao, quả bầu dục, lá nguyên 9 cây thân cao, quả dài, lá chẻ
3 cây thân cao, quả dài, lá nguyên 3 cây thân thấp, quả tròn, lá chẻ 1 cây thân thấp, quả tròn, lá nguyên 6 cây thân thấp, quả bầu dục, lá chẻ 2 cây thân thấp, quả bầu dục, lá nguyên 3 cây thân thấp, quả dài, lá chẻ
1 cây thân thấp, quả dài, lá nguyên.
Cho biết mỗi tính trạng do 1 gen quy định, các cặp gen nằm trên các cặp NSTthường khác nhau và tính trạng quả tròn trội so với quả dài.
Viết sơ đồ giao phấn từ P đến F1. Giải:
Để viết được sơ đồ lai thì cần xác định kiểu gen của F1 => kiểu gen của P. Để xác định được kiểu gen của F1 phải dựa vào kết quả lai giữa F1 với cây chưa biết kiểu gen và xác định QLDT chi phối các TT.
Xét riêng từng tính trạng ở F2 trong phép lai giữa F1 với cây chưa biết kiểu gen:
-Về chiều cao cây: cây cao/ cây thấp = 48/ 16 = 3/1 => TT chiều cao cây tuân theo định luật phân ly của Menđen. Suy ra cây cao là trội so với cây thấp.
Quy ước: A: cây cao; a: cây thấp. Phép lai của cặp TT chiều cao cây: Aa x Aa.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
-Tính trạng hình dạng quả: quả tròn: quả bầu dục: quả dài = 16: 32: 16 = 1: 2: 1 => TT hình dạng quả tuân theo định luật trội không hoàn toàn và quả tròn trội không hoàn toàn so với quả dài.
Quy ước gen: BB: quả tròn; Bb: quả bầu dục; bb: quả dài. Phép lai của TT hình dạng quả: Bb x Bb.
-Tính trạng hình dạng lá: lá chẻ/ lá nguyên = 48/ 16 = 3/ 1 => TT hình dạng lá chịu sự chi phối của định luật phân ly của Menđen và lá chẻ là trội hoàn toàn so với lá nguyên.
Quy ước gen: D: lá chẻ; d: lá nguyên. Phép lai của TT hình dạng lá: Dd x Dd.
Tổ hợp sự di truyền chung của cả ba tính trạng suy ra phép lai giữa F1 với cây chưa biết kiểu gen là: AaBbDd x AaBbDd.
F1 dị hợp 3 cặp gen (AaBbDd) do vậy P phải thuần chủng và mang 3 cặp gen tương phản.
Các phép lai của P có thể là 1 trong các trường hợp sau: 1.AABBDD x aabbdd 2.AABBdd x aabbDD 3.AAbbdd x aaBBDD 4.AAbbDD x aaBBdd Sơ đồ lai Nguyên tắc 2: Nguyên tắc phẩm chất cục bộ Nội dung:
- Chuyển các đối tượng hoặc yếu tố tác động bên ngoài có cấu trúc đồng bộ thành không đồng bộ.
- Các phần khác nhau của đối tượng phải thực hiện các chức năng khác nhau.
- Mỗi phần của đối tượng phải ở trạng thái phù hợp nhất với chức năng. Trong thực tế, nguyên tắc này được sử dụng nhiều trong việc thiết kế và
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
cải tiến sản phẩm. Đồng thời, sử dụng phẩm chất cục bộ này giúp người giải tập trung vào nội dung chính của vấn đề, thời gian, địa điểm xảy ra mâu thuẫn, từ đó phát biểu đúng yêu cầu bài toán và đưa ra lời giải hợp lý. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong dạy học bài tập QLDT, nguyên tắc này được sử dụng nhằm hướng dẫn HS xây dựng cách giải các bài toán có nội dung mới. Sử dụng nguyên tắc này cho phép người giải tập trung ý nghĩ mỗi dữ kiện đều có một mối quan hệ với nhau và với yêu cầu bài toán. Điều đó sẽ hướng học sinh xây dựng cách giải tập trung vào sự tác động và mối quan hệ của các dữ kiện bài cho trước.
Bài tập vận dụng:
Một loài thực vật gồm 4 thứ hoa: 3 hoa trắng và 1 thứ hoa đỏ.
-Trường hợp 1: Cho cây hoa đỏ giao phấn với cây hoa trắng, được F1 có tỷ lệ: 36 cây hoa đỏ: 60 cây hoa trắng.
-Trường hợp 2: Cho hai cây hoa trắng giao phấn với nhau, F1 đồng loạt các cây hoa đỏ. Tiếp tục F1 tự thụ phấn thu được F2 gồm 225 cây hoa đỏ: 175 cây hoa trắng.
-Trường hợp 3: Cho 2 cây giao phấn với nhau. F1 thu được 75% cây hoa trắng: 25% cây hoa đỏ.
Cho biết gen quy định tính trạng nằm trên NST thường. Biện luận và viết sơ đồ lai.
Bài tập cho 3 trường hợp lai với 3 kết quả khác nhau, để viết sơ đồ lai, người giải cần xét riêng từng phép lai để xác định QLDT tác động lên phép lai đó và tác động chung lên các phép lai khác. Từ đó mới biện luận để giải quyết yêu cầu bài toán.
Nguyên tắc 3: Nguyên tắc kết hợp
Nội dung:
Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc gần kề, bổ sung lẫn nhau (có thể là các bộ phận, công thức,…) hoặc kết hợp thời gian của các hoạt động nhằm mang lại tính năng vượt trội cho sản phẩm hoặc giải pháp đưa ra.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nguyên tắc này được vận dụng phổ biến trong mọi khía cạnh của cuộc sống. Trong thực tế, các hiện tượng, quá trình, sự việc....thường hay đan xen và có mối quan hệ hữu cơ với nhau nên luôn luôn xảy ra khả năng kết hợp. Các đối tượng mới, giải pháp mới thường được hình thành nhờ sự kết hợp, do đó sự kết hợp giúp tăng hiệu quả của các giải pháp.
Trong dạy học bài tập QLDT, nguyên tắc kết hợp được vận dụng ở chỗ kết hợp các dữ kiện, lời giải, công thức, phương pháp giữa nhiều bài toán thành giải pháp cho bài toán mới. Trong một tính trạng cũng có thể chịu sự chi phối của nhiều QLDT khác nhau. Vận dụng nguyên tắc này giúp GV xây dựng được các bài toán QLDT tổng hợp ở các mức sáng tạo cao.
Bài toán vận dụng:
Cho cây hoa đỏ, thân thấp thuần chủng giao phấn với cây hoa trắng, thân cao thuần chủng thu được F1.
37,5% cây hoa đỏ, thân cao 37,5% cây hoa trắng, thân cao 18,75% cây hoa đỏ, thân thấp 6,25% cây hoa trắng, thân thấp.
Biết gen quy định tính trạng nằm trên NST thường. Chiều cao cây do một cặp gen chi phối và cấu trúc NST của các cây luôn không đổi trong giảm phân.
1. Xác định QLDT chi phối các tính trạng màu sắc hoa và chiều cao thân.
2. Lập sơ đồ lai từ P -> F2.
Kết hợp giữa QL tương tác gen và QL liên kết gen, giúp GV xây dựng dạng toán tổng hợp có độ sáng tạo cao hơn.
Nguyên tắc 4: Nguyên tắc đảo ngƣợc
Nội dung:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Làm phần chuyển động của đối tượng thành đứng yên và ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động.
- Lật ngược đối tượng.
Làm ngược lại có thể cho đối tượng có thêm những chức năng, tính chất, khả năng mới. Việc xem xét, đánh giá ngược vấn đề của hiện thực khách quan làm tăng tính bao quát, toàn diện, đầy đủ và khắc phục tính ì tâm lý của người sử dụng.
Trong dạy học bài tập QLDT, biến đổi giả thiết thành kết luận và ngược lại giúp hình thành dạng bài tập ngược, rèn luyện cách tư duy giải bài tập thuận và ngược đạt hiệu quả cao hơn.
Ví dụ:
Bài toán 1 (Bài toán thuận): Giao phối chuột đen, lông dài với chuột trắng, lông ngắn, ở F1 thu được 100% chuột đen, lông ngắn. Cho chuột F1 giao phối với nhau. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Xác định kết quả ở F2?
Bài toán 2 (Bài toán nghịch): Ở chuột, màu lông đen là trội so với màu lông trắng; lông ngắn trội so với lông dài. Cho lai chuột lông đen, ngắn với chuột lông trắng, dài thu được F2: 9 lông đen, ngắn, 3 lông đen, dài, 3 lông trắng, ngắn, 1 lông trắng, dài. Xác định kiểu gen của P?
Nguyên tắc 5: Nguyên tắc quan hệ phản hồi
Nội dung:
- Thiết lập quan hệ phản hồi.
- Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó.
Thông thường, mỗi đối tượng đều có một chức năng nào đó. Nhưng trong một số trương hợp, kết quả công việc tác động ngược trở lại đặc tính của công việc, thì ta có quan hệ ngược, hay gọi chung là quan hệ phản hồi.
Nguyên tắc này phản ánh khuynh hướng phát triển: làm tăng tính điều khiển đối tượng, tự động hoá cho nên rất có ích cho việc suy nghĩ định hướng cách tiếp cận.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Đối với người sử dụng nguyên tắc này còn có tác dụng: thường xuyên rút kinh nghiệm dựa trên những tác động ngược lại, tự điều chỉnh để ngày càng tiến bộ, tránh mắc lại những sai lầm của chính mình và của người khác.
Trong giải bài tập QLDT, mối quan hệ và sự tác động qua lại giữa các dữ kiện, giả thiết bài cho, phương pháp giải có thể ảnh hưởng trực tiếp tới kết quả, yêu cầu của bài tập. Cụ thể khi người giải xác định sai QLDT chi phối phép lai sẽ dẫn tới xác định sai kiểu gen của bố mẹ và sơ đồ lai sẽ sai.
Đồng thời, khi giải bài tập, nguyên tắc này giúp người sử dụng lọc bỏ những phương án giải không có hiệu quả sau một vài lần kinh nghiệm giải các bài tương tự. Điều này giúp cho người giải có tư duy mới để hình thành phương án giải khác hiệu quả hơn.
Nguyên tắc 6: Nguyên tắc linh động
Nội dung:
- Cần thay đổi các đặt trưng của đối tượng sao cho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc.
- Phân chia đối tượng thành từng phần, có khả năng dịch chuyển với nhau. - Xác định đặc trưng của đối tượng bằng nhiều cách.
Nguyên tắc linh động đòi hỏi phải có cái nhìn bao quát cả quá trình để làm đối tượng hoạt động tối ưu trong từng giai đoạn. Do đó đối tượng không thể cố định, cứng nhắc mà phải mềm dẻo, thay đổi được.
Nguyên tắc này được sử dụng phổ biến trong quá trình xây dựng và hướng dẫn HS giải bài tập. Sử dụng nguyên tắc này giúp con người linh hoạt hơn trong cách nhìn nhận và giải quyết vấn đề.
Bài toán vận dụng: Cho cà chua thân cao, quả đỏ lai với cà chua thân thấp, quả vàng, F1 thu được toàn cà chua thân cao, quả đỏ. Cho F1 lai phân tích, thu được FB có tỷ lệ sau:
40% thân cao, quả đỏ 40% thân thấp, quả vàng 10% thân cao, quả vàng 10% thân thấp, quả đỏ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Biết mỗi gen quy định một tính trạng. Hãy biện luận và viết sơ đồ lai. Giải:
Bước 1: Xác định tính trạng trội, lặn. Quy ước gen. Bước 2: Xác định QLDT chi phối phép lai
Bước này HS có thể vận dụng linh hoạt một trong hai cách xác định QLDT liên kết gen:
Cách 1: Dựa vào phép lai: có 2 cách biện luận để xác định QLDT chi phối phép lai.
(1) Có F1 đem lai phân tích, thế hệ lai (FB) tạo ra 4 loại kiểu hình với tỷ lệ không bằng nhau => có hiện tượng hoán vị gen xảy ra trong phép lai.
(2) F1 đem lại phân tích, thế hệ con lai (FB) xuất hiện 2 loại kiểu hình khác bố mẹ => có hiện tượng hoán vị gen xảy ra trong phép lai
Cách 2: Xét sự di truyền riêng của từng cặp tính trạng (ứng dụng
nguyên tắc phân nhỏ):
+ Xét TT chiều cao cây: Cao/ thấp = 1/1 + Xét TT màu sắc quả: Đỏ/ vàng = 1/1 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Xét sự di truyền chung của hai cặp TT chiều cao cây và màu sắc quả có tỷ lệ (1 : 1) x (1 : 1) ≠ tỷ lệ 4: 4: 1: 1 bài cho => có hiện tượng hoán vị gen xảy ra trong phép lai.