9. Cấu trỳc luận văn
2.2.2. Nguyờn tắc xõy dựng Graph trong dạy học Sinh học
Cỏc nguyờn tắc xõy dựng Graph dạy học là những nguyờn lý, phƣơng chõm chỉ đạo việc thiết kế Graph. [8]
- Nguyờn tắc thống nhất giữa mục tiờu - nội dung - phương phỏp dạy học.
Ba thành tố cơ bản của quỏ trỡnh dạy học là mục tiờu, nội dung, phƣơng phỏp dạy học. Cỏc thành tố này cú tỏc động qua lại, hữu cơ. Nếu mối quan hệ này đƣợc giải quyết tốt thỡ chất lƣợng dạy học sẽ đạt kết quả cao.
60
Vỡ vậy, trong việc thiết kế Graph dạy học cần chỳ ý tới mối quan hệ giữa mục tiờu, nội dung và phƣơng phỏp dạy học.
- Nguyờn tắc thống nhất giữa toàn thể và bộ phận
Giải quyết mối quan hệ giữa toàn thể và bộ phận thực chất là quỏn triệt tiếp cận cấu trỳc - hệ thống trong thiết kế Graph.
- Nguyờn tắc thống nhất giữa cụ thể và trừu tượng
Nhận thức chỉ cú thể bắt đầu bằng cỏi cụ thể cú thể tri giỏc bằng giỏc quan. Nhƣ vậy, con đƣờng nhận thức thế giới khỏch quan của con ngƣời là “từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn”.
Graph là một trong những loại mụ hỡnh cú thể mụ hỡnh hoỏ cỏc đối tƣợng cụ thể và cụ thể hoỏ cỏc đối tƣợng trừu tƣợng thành mụ hỡnh cụ thể trong tƣ duy. Trong giai đoạn trừu tƣợng hoỏ, Graph cú ý nghĩa là phƣơng tiện để mụ hỡnh hoỏ cỏc mối quan hệ bản chất của đối tƣợng, làm cho những vấn đề trừu tƣợng cụ thể trong tƣ duy.
Khi thiết kế Graph dạy học, ngƣời dạy cần xỏc định rừ mối quan hệ giữa cụ thể và trừu tƣợng của từng đối tƣợng riờng biệt, từ đú đề ra cỏc giải phỏp hữu hiệu.
- Nguyờn tắc thống nhất giữa dạy và học
Trong khõu thiết kế, sử dụng Graph phải thể hiện rừ vai trũ tổ chức, chỉ đạo của giỏo viờn để phỏt huy tớnh tớch cực, tớnh tự lực của học sinh.
Thực hiện nguyờn tắc thống nhất giữa dạy và học, giỏo viờn khụng phải sử dụng Graph nhƣ một sơ đồ minh hoạ cho lời giảng, mà phải biết tổ chức cho học sinh tỡm tũi thiết kế Graph phự hợp với nội dung học tập.
2.2.3. Cỏc bước lập Graph
Cú thể phõn chia quỏ trỡnh lập Graph thành cỏc bƣớc cơ bản sau:
Bước 1: Tổ chức cỏc đỉnh.
- Chọn cỏc kiến thức chốt, mó húa cỏc kiến thức chốt.
- Đặt cỏc kiến thức chốt vào cỏc đỉnh trờn mặt phẳng (chỳ ý đến thứ tự cỏc đỉnh).
61
Bước 2: Thiết lập cỏc cung (lập cỏc mối quan hệ).
Tạo mối liờn hệ giữa cỏc kiến thức chốt bằng cỏch vẽ cỏc đƣờng liờn hệ.
Bước 3: Hoàn thiện Graph.
Kiểm tra lại cỏc bƣớc trờn, sao cho Graph thể hiện rừ nội dung đƣợc mụ hỡnh húa. Trong quỏ trỡnh hoàn thiện, xõy dựng Graph cú thể thay đổi lại cỏc đỉnh và cỏc cung để Graph cú tớnh logic và học sinh lĩnh hội đƣợc dễ dàng.
Cú thể túm tắt quy trỡnh trờn bằng sơ đồ ở hỡnh 2.1.
* Quy trỡnh lập Graph nội dung [8]
Bƣớc 1: Xỏc định tờn gọi của Graph.
Bất kỳ một Graph nào cũng phải đƣợc đặt tờn để phõn biệt với những Graph khỏc. Tờn của Graph cần phải chỉ rừ nội dung vấn đề đƣợc đƣa ra xem xột trong Graph.
Bƣớc 2: Xỏc định cỏc đỉnh của Graph
Trờn cơ sở việc phõn tớch nội dung, giỏo viờn sẽ tỡm ra những đơn vị kiến thức cơ bản của một bài học. Mỗi đơn vị kiến thức này khi đứng trong Graph sẽ trở thành một đỉnh của Graph. Đỉnh của Graph chớnh là một bảng danh mục kiến thức cần cung cấp cho học sinh.
Bƣớc 3: Mó hoỏ cỏc kiến thức ở cỏc đỉnh của Graph
Việc ghi chỳ hoặc việc làm sỏng tỏ cỏc nội dung ở cỏc đỉnh của Graph đƣợc gọi là mó hoỏ kiến thức ở cỏc đỉnh của Graph. Thụng thƣờng, trong một Graph, do khuụn khổ của cỏc khung, cỏc ụ dựng cho việc ghi chỳ phần lớn cú kớch thƣớc nhỏ nờn khụng cho phộp sử dụng nhiều từ ngữ ghi trong khung. Bởi
Tổ chức đỉnh Lập cung Hoàn thiện Graph
Hỡnh 2.1: Sơ đồ Cỏc bước lập Graph
62 vậy, khi mó hoỏ cần lƣu ý:
+ Cú thể viết tắt và cú bảng ghi chỳ những quy ước chữ viết tắt để việc theo dừi Graph được dễ dàng.
+ Trong Graph, nội dung cần được ghi ngắn gọn và đủ.
+ Việc mó hoỏ kiến thức ở cỏc đỉnh đến mức nào cũn tuỳ thuộc vào mức độ đơn giản hay phức tạp của Graph đú.
Bƣớc 4: Lập cung cho cỏc đỉnh
Thực chất của bƣớc này là phản ỏnh mối quan hệ lụgic quỏ trỡnh phỏt triển của cỏc kiến thức cơ bản và mối liờn hệ tầng bậc của cỏc kiến thức đú trong nội dung bài học. Khi cỏc đỉnh đó đƣợc nối với nhau, việc lập cung cho cỏc đỉnh của Graph đƣợc hoàn thành.
2.2.4. Sử dụng Graph trong dạy học Sinh học 12 nõng cao phần Di truyền học
Graph sử dụng trong dạy học cú thể thực hiện đƣợc ở tất cả cỏc khõu của quỏ trỡnh dạy học.
2.2.4.1. Sử dụng Graph trong nghiờn cứu tài liệu mới
Thực tế cho thấy, trong dạy học Sinh học, phần lớn Graph chỉ do GV thiết lập. Do đú, cần phải tăng cƣờng việc giỳp HS thiết lập Graph để vừa nõng cao hiệu quả học tập, vừa phỏt huy năng lực sỏng tạo của cỏc em. GV chỉ là ngƣời giỳp đỡ, gợi mở, cũn HS phải tự thiết lập Graph. Muốn vậy, GV phải giỳp HS hệ thống húa kiến thức, xỏc định đƣợc mối quan hệ về kiến thức trong chƣơng trỡnh.
Tựy theo mục tiờu, nội dung và đối tƣợng HS mà cú thể sử dụng Graph trong dạy học Sinh học ở cỏc mức độ khỏc nhau.
Mức độ thứ nhất: GV lập Graph nội dung
Quy trỡnh thực hiện:
-GV giảng giải kiến thức đồng thời lập cỏc Graph nội dung của một bài hay một tổ hợp kiến thức.
-HS nghe giảng kết hợp với quan sỏt sự mụ tả và biểu diễn cỏc mối quan hệ của cỏc nội dung trong Graph.
63
Vớ dụ: Dạy nội dung Bài 4 Đột biến gen
Để dẫn vào khỏi niệm đột biến và thể đột biến GV gợi lại cấu trỳc về cơ chế tự nhõn đụi của ADN, mối quan hệ giữa ADN - mARN - Prụtờin - Tớnh trạng.
GV đặt vấn đề: Nguyờn nhõn gõy biến đổi tớnh trạng của cơ thể là gỡ? HS từ sơ đồ trờn sẽ dễ dàng xỏc định đƣợc nguyờn nhõn là do gen hay ADN bị biến đổi. GV khẳng định ADN bị biến đổi về cấu trỳc đú chớnh là đột biến gen từ đú gọi một học sinh nờu lại khỏi niệm đột biến gen.
GV đặt vấn đề: Thể đột biến là gỡ? Điểm khỏc nhau giữa đột biến và thể
thể đột biến? HS nghiờn cứu SGK để xỏc định cõu trả lời chớnh xỏc.
GV đặt vấn đề: Vậy ĐBG xảy ra do những nguyờn nhõn nào? Gồm những
dạng nào?
GV lập Graph nội dung ĐBG nhƣ sơ đồ hỡnh 2.2 và giảng giải cho học sinh. Sau đú, GV cú thể đƣa ra một số cõu hỏi kớch thớch tƣ duy của HS nhằm nõng cao nhận thức:
- Khi ADN con đang nhõn đụi cú thể sai lạc như thế nào? Vỡ sao?
- Khi ADN con được tổng hợp xong cú thể sai lạc như thế nào? Vỡ sao?
- Khả năng gõy ĐBG một gen nào đú phụ thuộc vào những yếu tố nào?
- Quan sỏt hỡnh 4.1 SGK cho biết: Cặp nucleotit nào bị biến đổi ở mỗi dạng ĐB điểm? Cỏc axit amin trong chuỗi polypeptit bị biến đổi như thế nào?
- Khi gen bị ĐB thỡ hậu quả, vai trũ, ý nghĩa như thế nào?
- Vỡ sao trong gen đó biến đổi nhưng tớnh trạng lại được biểu hiện khỏc nhau?
- Tớnh chất biểu hiện khỏc của ĐBG là gỡ?
Trờn cơ sở Graph bài học và định hƣớng cõu hỏi của GV học sinh dễ dàng hoạt động nhận thức một cỏch tớch cực.
58
Đột biến gen
Bazơ Nitơ dạng hiếm Bắt cặp nhầm Tỏc nhõn: vật lý, húa học, sinh học
Đặc điểm cấu trỳc gen: bền vững hoặc dễ đột biến
Liờn quan đến một số cặp Nu Đột biến điểm
Biến đổi Nu trong gen Mất 1 cặp nu
Cƣờng độ, liều lƣợng, loại tỏc nhõn
Thờm một cặp nu
Biến đổi Pr Biến đổi tớnh trạng
Đột biến giao tử
Thay thế 1 cặp nu
Đột biến tiền phụi Đột biến Xụma
59
Mức độ thứ hai: Tổ chức hướng dẫn HS lập Graph
Đặc điểm:
- GV tổ chức, hƣớng dẫn HS lập Graph nội dung bài học.
- Thụng qua việc thiết lập Graph, HS sẽ tự lĩnh hội đƣợc tri thức mới.
- So với việc GV thiết kế Graph, thỡ hỡnh thức này cú hiệu quả cao hơn trong việc rốn luyện đƣợc năng lực tƣ duy cho ngƣời học.
Cỏch thực hiện:
- GV hƣớng dẫn HS quan sỏt phƣơng tiện trực quan hoặc nghiờn cứu SGK. - GV yờu cầu HS hoàn thiện cỏc phiếu học tập (thƣờng là hệ thống cõu hỏi định hƣớng tƣ duy cho ngƣời học).
- HS lập Graph nội dung dƣới sự giỳp đỡ của GV.
Vớ dụ : Dạy nội dung Bài 6 Đột biến cấu trỳc nhiễm sắc thể.
Đầu tiờn, GV cú thể cho HS quan sỏt hỡnh ảnh một NST đang ở kỳ giữa của nguyờn phõn để giỳp HS xỏc định lại kiến thức đó học về NST, cỏc bộ phận của NST và đặt vấn đề về đột biến NST để vào bài.
Phần khỏi niệm GV vấn đỏp học sinh bằng cõu hỏi: - Thế nào là đột biến cấu trỳc NST?
- Đột biến cấu trỳc NST xảy ra do những nguyờn nhõn nào?
GV chia nhúm học sinh và nờu yờu cầu:
+ Nghiờn cứu tranh, hỡnh ảnh mỏy chiếu (cơ chế cỏc dạng đột biến cấu trỳc NST) và thụng tin SGK.
+ Hoàn thành nội dung của phiếu học tập. + Xõy dựng Graph đột biến cấu trỳc NST
GV yờu cầu thảo luận để nõng cao nhận thức cỏc vấn đề:
- Phõn biệt chuyển đoạn tương hỗ và chuyển đoạn khụng tương hỗ?
- Cỏc giao tử cú thể cú khi chuyển đoạn tương hỗ?
- Tại sao đa số cỏc đột biến NST là cú hại.
GV kiểm tra việc lập Graph bài học của một số nhúm và điều chỉnh lại cho chớnh xỏc dƣới sự bổ sung của học sinh trong lớp (hỡnh 2.3).
60
Hỡnh 2.3. Sơ đồ đột biến cấu trỳc NST
ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST
Tỏc nhõn + đặc điểm cấu trỳc NST
Mất đoạn Đảo đoạn Lặp đoạn Chuyển đoạn
Chết, giảm sức sống
TĐC sẽ tạo giao tử bất thƣờng
Thay đổi sự biểu hiện tớnh trạng
CĐ lớn gõy chết, mất Kn sinh sản
Loại bỏ gen cú hại. Đa dạng VCDT Tạo giống mới Đa dạng VCDT
Nguyờn nhõn Cỏc dạng Hậu quả Vai trũ
Hỡnh 2.3. Sơ đồ đột biến cấu trỳc NST
ĐỘT BIẾN CẤU TRÚC NST
Tỏc nhõn + đặc điểm cấu trỳc NST
Mất đoạn Đảo đoạn Lặp đoạn Chuyển đoạn
Chết, giảm sức sống
TĐC sẽ tạo giao tử bất thƣờng
Thay đổi sự biểu hiện tớnh trạng
CĐ lớn gõy chết, mất Kn sinh sản
61
Mức độ thứ ba: HS tự lập cỏc Graph nội dung
Đặc điểm:
- Biện phỏp này thƣờng chỉ thực hiện ở những lớp cú học lực khỏ, giỏi. - Trong quỏ trỡnh thiết kế Graph, HS cú thể đƣợc tổ chức làm việc độc lập hoặc làm việc theo nhúm.
- HS lập Graph nội dung một cỏch chủ động, độc lập và mang tớnh sỏng tạo.
- So với việc GV thiết kế Graph thỡ cỏch tổ chức này rất cú hiệu quả trong việc phỏt huy tớnh tớch cực của HS.
Cỏch tiến hành:
- GV nờu vấn đề cần nghiờn cứu.
- Từng cỏ nhõn hoặc nhúm HS lập Graph. - Cỏ nhõn hoặc đại diện nhúm bỏo cỏo kết quả. - GV nhận xột, đỏnh giỏ và thống nhất Graph chung.
Vớ dụ : Dạy nội dung Bài 7 Đột biến số lượng nhiễm sắc thể
GV đƣa ra nhiệm vụ cho HS: Nghiờn cứu sỏch giỏo khoa và lập sơ đồ cỏc dạng đột biến số lượng NST.
HS thảo luận nhúm để xõy dựng Graph. GV tổ chức cho HS xõy dựng Graph khụng chỉ cú ý nghĩa giỳp cỏc em phõn biệt cỏc dạng đột biến số lƣợng NST một cỏch rừ ràng mà cũn giỳp cỏc em phỏt triển tƣ duy lụgic (phõn tớch, tổng hợp...) (Hỡnh 2.4).
GV giỳp HS xõy dựng Graph về cỏc dạng đột biến số lƣợng NST bằng hệ thống cỏc cõu hỏi định hƣớng:
- Đột biến số lượng NST gồm những dạng nào?
- Thế nào là ĐB lệch bội? ĐB lệch bội gồm những dạng nào? Nguyờn nhõn gõy nờn đột biến lệch bội?
- Đa bội là gỡ? Nguyờn nhõn nào gõy nờn ĐB đa bội?
- Cơ chế chung của ĐB đa bội là gỡ?
- Thế nào là hiện tượng song nhị bội?Dạng song nhị bội được tạo ra bằng cỏch nào?
62 - Tại sao cơ thể lai xa lại bất thụ?
- Đột biến số lượng NST cú hậu quả và vai trũ như thế nào?
GV yờu cầu đại diện cỏc nhúm trỡnh bày sơ đồ, cỏc nhúm bổ sung, GV chớnh xỏc húa (sơ đồ hỡnh 2.4)
2.2.4.2. Sử dụng Graph trong khõu củng cố, hoàn thiện kiến thức
Trong dạy học Sinh học núi chung và dạy học Sinh học 12 núi riờng, việc sử dụng Graph trong khõu củng cố kiến thức sau mỗi bài, mỗi chƣơng hay toàn bộ chƣơng trỡnh cú ý nghĩa đặc biệt quan trọng.
Trƣớc hết, HS đƣợc hệ thống húa kiến thức bởi vỡ Graph dạy học đƣợc thiết kế dựa trờn quan điểm cấu trỳc - hệ thống. Qua việc thiết kế và sử dụng Graph trong ụn tập, củng cố kiến thức, ngƣời học khụng chỉ xỏc định đƣợc lụgic cỏc thành tố tạo nờn hệ thống thống nhất mà cũn xỏc lập đƣợc mối liờn quan giữa cỏc thành tố trong hệ thống với nhau theo những mối quan hệ xỏc định.
GV cú thể dựng Graph để củng cố một bài, một phần, hay một chƣơng ở hai mức độ:
Mức độ thứ nhất: GV đƣa ra cỏc Graph khuyết thiếu hoặc cỏc Graph khụng cú chỳ thớch (Graph cõm) và yờu cầu HS điền thụng tin đầy đủ. GV cũng cú thể xõy dựng cỏc Graph chƣa hoàn chỉnh, chỉ cung cấp cỏc đỉnh của Graph và yờu cầu HS thiết lập mối quan hệ giữa cỏc đỉnh.
Vớ dụ: Củng cố nội dung Đột biến nhiễm sắc thể sau khi học xong cỏc dạng ĐB cấu trỳc và số lƣợng NST
GV đƣa ra một Graph khuyết một số đỉnh (Hỡnh 2.5) và yờu cầu HS điền thụng tin vào cỏc đỉnh khuyết của Graph đú.
Để giỳp HS làm bài tập này, GV tổ chức cho HS thảo luận nhúm và trả lời cõu hỏi dƣới đõy:
- Hóy nờu cỏc dạng đột biến nhiễm sắc thể? (Hai dạng đột biến cấu trỳc và đột biến số lượng)
63
ĐỘT BIẾN SỐ LƢỢNG NST
Lệch bội Đa bội
Rối loạn phõn ly của một, 1 số cặp NST Rối loạn phõn ly của toàn bộ bộ NST
Thể khụng Thể một Thể ba Thể bốn Tự đa bội Dị đa bội
Lẻ 3n; 5n Chẵn 2n; 4n
Mất cõn bằng gen
Giống đa bội Nguyờn liệu TH Mất cõn bằng bộ gen Chết, giảm SS
Nguyờn liệu cho tiến hoỏ
64
Mức độ thứ hai: HS tự xõy dựng Graph dựa vào việc xỏc định đƣợc cỏc mối quan hệ lụgic của cỏc kiến thức đó học, GV chỉ nờu những yờu cầu và định hƣớng chung.
So với việc hoàn thiện Graph đƣợc thiết kế sẵn, thỡ việc HS tự xõy dựng Graph cú hiệu quả hơn trong việc phỏt huy tớnh tớch cực trong nhận thức của học sinh. Học sinh muốn thiết kế đƣợc Graph, trƣớc hết phải nhớ kiến thức, xỏc định đƣợc mối liờn quan giữa cỏc khỏi niệm cơ bản, giữa cỏc nội dung kiến thức theo một lụgic nào đú. Vỡ vậy, ngƣời dạy cần giỳp ngƣời học xõy dựng Graph thụng qua việc trả lời hệ thống cõu hỏi định hƣớng.
Cựng một vấn đề, cựng sử dụng một hệ thống cõu hỏi, nhƣng ngƣời học cú thể thiết kế Graph theo những cỏch rất khỏc nhau. Vỡ vậy, ngƣời dạy phải tổ chức dạy học , giỳp ngƣời học nhận ra những ƣu điểm, nhƣợc điểm trong quỏ trỡnh