Tóm tắt luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo dục: Vận dụng Algorit sáng chế để tổ chức dạy học di truyền học (Sinh học 12 – Trung học phổ thông)

Chia sẻ: Gaocaolon6 Gaocaolon6 | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:29

Thêm vào BST

Báo xấu

29
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận án vận dụng algorit sáng chế để xây dựng và sử dụng các Algorit dạy học phần di truyền học (SH 12 – Trung học phổ thông) nhằm phát triển năng lực nhận thức và năng lực tư duy sáng tạo cho học sinh.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt luận án Tiến sĩ Khoa học Giáo dục: Vận dụng Algorit sáng chế để tổ chức dạy học di truyền học (Sinh học 12 – Trung học phổ thông)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TRƯƠNG MỘNG DIỆN VẬN DỤNG ALGORIT SÁNG CHẾ ĐỂ TỔ CHỨC DẠY HỌC DI TRUYỀN HỌC (SINH HỌC 12 THPT) Ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Sinh học Mã số: 9140111 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC
THÁI NGUYÊN 2020 Công trình được hoàn thành tại TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM – ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Phúc Chỉnh Phản biện 1:....................................................... Phản biện 2:....................................................... Phản biện 3:....................................................... Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường họp tại: Trường Đại học Sư phạm Đại học Thái Nguyên Vào hồi...... giờ...... ngày....... tháng........ năm 20...
Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Trường Đại học sư phạm; Thư Viện Quốc gia; Trung tâm Học liệu ĐHTN CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 1. Nguyễn Phúc Chỉnh, Trương Mộng Diện (2013), "Tổng quan về Algorit sáng chế (sáng tạo), Tạp chí KH&CN, Đại học Thái Nguyên, số 14, tr.211215. 2. Trương Mộng Diện, Nguyễn Phúc Chỉnh (2015), "Cơ sở khoa học của việc vận dụng Algorit sáng chế trong dạy học", Tạp chí giáo dục, số 361 kì 1 tháng 7/2015, tr.1618. 3. Trương Mộng Diện (2016), "Sử dụng phương pháp Algorit trong dạy học Sinh học", Tạp chí Giáo dục, số 375 kì 1 tháng 2/2016, tr.5557.
1 MỞ ĐẦU 1. Lí do lựa chọn đề tài Xuất phát từ yêu cầu đổi mới phương pháp DH; từ những ưu điểm của algorit sáng chế; từ đặc điểm kiến thức DTH (SH 12). Tôi đã lựa chọn đề tài luận án: “Vận dụng algorit sáng chế để tổ chức dạy học Di truyền học (Sinh học 12)” 2. Mục tiêu nghiên cứu Vận dụng algorit sáng chế để xây dựng và sử dụng các algorit DH phần DTH (SH 12 – THPT) nhằm phát triển năng lực nhận thức và năng lực tư duy sáng tạo cho HS. 3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: DH DTH (SH 12 THPT) theo algorit sáng chế. Khách thể nghiên cứu: Quá trình DH SH 12 THPT. 4. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng và sử dụng algorit một cách hợp lí vào các khâu trong DH DTH (SH 12 THPT) thì sẽ phát triển năng lực nhận thức và năng lực tư duy sáng tạo cho HS . 5. Giới hạn của đề tài Luận án nghiên cứu vận dụng lí thuyết algorit sáng chế trong DH phần DTH (SH 12 THPT). 6. Nhiệm vụ nghiên cứu (1) Nghiên cứu lý thuyết algorit sáng chế và việc vận dụng algorit trong DH. (2) Điều tra thực trạng vận dụng algorit trong quá trình DH ở trường THPT. (3) Đề xuất quy trình xây dựng m ột s ố algorit DH DTH (SH 12 THPT). (4) Xây dựng quy trình sử dụng các algorit đã xây dựng trong DH DTH (SH 12 THPT) (5) Thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của các phương án đã đề xuất. 7. Phương pháp nghiên cứu
2 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết, Phương pháp điều tra sư phạm, Phương pháp chuyên gia, tham vấn chuyên gia, Phương pháp thực nghiệm sư phạm 8. Những đóng góp mới của luận án (1) Đề xuất quy trình xây dựng một số algorit DH DTH (SH 12 THPT). (2) Đề xuất quy trình sử dụng m ột s ố algorit trong DH DTH (SH 12 THPT). (3) Đề xuất thang đánh giá hiệu quả vận dụng algorit sáng chế trong DH DTH (SH 12 THPT). 9. Cấu trúc của luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, nội dung chính của luận án được trình bày trong ba chương:Chương 1. Cơ sở lí luận, thực tiễn. Chương 2. Vận dụng algorit sáng chế trong dạy hoc Di truyền học (Sinh học 12 – THPT). Chương 3. Thực nghiệm sư phạm. Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1. Lược sử nghiên cứu về algorit 1.1.1. Lược sử nghiên cứu về algorit trên thế giới Khoa học TDST trên thế giới đã được hình thành từ rất lâu . Nhà toán học Hy Lạp Pappop là người đặt nền móng cho “khoa học tư duy sáng tạo”, ông gọi đó là Ơristic (Heuristics). Alfred Binet, một nhà tâm lý học người Pháp đã phát minh ra các bài kiểm tra IQ thực tế đầu tiên. Năm 1939 A. Osborn (Mỹ) đã đề xuất phương pháp tập kích não hay còn gọi là động não, công não. Năm 1926, F. Kunze đã đề xuất phương pháp đối tượng tiêu điểm. Năm 1942, Fritz Zwicky người Thụy Sĩ đã đề xuất phương pháp phân tích hình thái. Người có nhiều cống hiến trong việc xây dựng khoa học sáng tạo là nhà khoa học Genric Sanlovic AltshulerAnthony . "Tony" Peter Buzan là cha đẻ của phương pháp tư duy Mind map. Năm 1983, Giáo sư tâm lý Howard Gardner của trường đại học Havard công bố thuyết “trí thông minh đa đạng”. Năm 1992, Tiến sĩ Arthur Costa, Giáo sư danh dự của đại học California State là tác giả của “thuyết thói quen của trí não Habits of Mind”. Ngày nay, các công trình nghiên cứu tư duy, sáng tạo đã được quan tâm thích
3 đáng và đã đem lại hiệu quả cao trong nhiều lĩnh vực ở nhiều nước trên thế giới 1.1.2. Lược sử nghiên cứu về algorit ở Việt Nam Người có công đưa khoa học sáng tạo vào Việt Nam đó là GS Phan Dũng với các tác phẩm như: Phương pháp luận sáng tạo khoa học kĩ thuật giải quyết vẫn đề và ra quyết định; Các nguyên tắc sáng tạo cơ bản; Thế giới bên trong con người sáng tạo,…Năm 1991, trung tâm sáng tạo Khoa học Kĩ thuật được thành lập tại đại học Khoa học tự nhiên Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh với mục đích dạy cho người bình thường trở nên sáng tạo. Năm 1998, Nguyễn Văn Lê cùng với tác phẩm “Cơ sở khoa học của sự sáng tạo” đã trình bày một số cơ sở khoa học của việc giáo dục tính sáng tạo cho thanh thiếu niên. Năm 2000, Nguyễn Minh Triết với “Đánh thức tiềm năng sáng tạo. Năm 2004, Nguyễn Cảnh Toàn với “Khơi dạy tiềm năng sáng tạo” đã đưa ra các vến đề về sáng tạo học. 1.2. Cơ sở lý luận 1.2.1. Một số khái niệm cơ bản 1.2.1.1. Algorit: 1.2.1.2. Algorit sáng chế: 1.2.1.3. Lý thuyết giải các bài toán sáng chế 1.2.2. Phân loại algorit 1.2.2.1. Algorit nhận biết Đó là algorit dẫn tới kết quả là sự phán đoán kiểu x thuộc A x: đối tượng nhận biết. A: một loại nào đó. 1.2.2.2. Algorit biến đổi Tất cả những algorit không phải là algorit nhận biết đều là algorit biến đổi. 1.2.3. Vai trò của algorit trong dạy học nói chung và trong dạy học Di truyền học nói riêng 1.2.3.1. Vai trò của algorit trong dạy học Đối với HS Một là: Lợi ích đầu tiên mà phương pháp algorit mang lại là giúp HS hình thành 3 bước giải quyết vấn đề theo phương pháp algorit. Hai là: Phương pháp algorit giúp phát huy tính tích cực, tư duy có định hướng của HS. Ba là: Hình thành phương pháp chung, phổ biến của tư duy khoa học và hoạt động có mục đích.
4 Đối với GV Một là: Việc DH bằng phương pháp algorit sẽ giúp GV hình thành được các phương pháp giải bài toán cho HS một cách tập trung, nhanh chóng và có hiệu quả. Hai là: Giúp GV xây dựng algorit DH có hệ thống, hiệu quả. Nhờ các algorit, HS sẽ lĩnh hội tri thức tốt hơn. Ba là: Giúp GV thiết kế tốt nội dung “dạy học chương trình hoá” nhằm giúp cho HS tiếp thu tốt nhất, hệ thống các kiến thức mà GV truyền thụ. 1.2.3.2. Vai trò của algorit trong dạy học di truyền học Cung cấp hướng giải đúng, tránh tình trạng mò mẫm, không có định hướng trước. Từ một bài tập hay một ví dụ của GV, HS có thể vận dụng cho nhiều dạng bài tương tự nhau. Giúp HS làm việc có hệ thống, biết cách sử dụng hình ảnh trực quan để làm cho bài toán trở nên trong sáng, dễ hiểu, tránh nhầm lẫn khi giải. Giúp HS biết khai thác, sử dụng dữ kiện đề bài một cách hợp lý. Với HS khá giỏi: algorit giúp HS có được kết quả nhanh, chính xác đỡ mất thời gian, từ đó có thể suy nghĩ đến những phương pháp giải khác. Với HS yếu kém: Việc thực hiện đúng các bước trong bản ghi algorit sẽ giúp HS tìm đến lời giải chính xác, điều này giúp các em có được niềm tin trong học tập, được động viên, khích lệ, từ đó sẽ hình thành ý thức học tập tốt hơn. 1.2.4. Cơ sở khoa học của việc vận dụng algorit trong dạy học 1.2.4.1. Cơ sở toán học Lý thuyết algorit Cơ sở toán học của algorit xác định: Tính kết thúc; Tính xác định; Tính phổ dụng; Đại lượng vào/ ra;Tính hiệu quả của algorit. 1.2.4.2. Cơ sở tâm lí học sáng tạo Qua phân tích các nguyên tắc sáng tạo (NTST) của G.S Altshuller, chúng tôi nhận thấy, có 8 NTST có thể vận dụng vào DH, đó là: Nguyên tắc phân nhỏ; Nguyên tắc kết hợp; Nguyên tắc phẩm chất cục bộ; Nguyên tắc thay đổi các thông số hóa – lí; Nguyên tắc sử dụng trung gian; Nguyên tắc đảo ngược; Nguyên tắc linh động và Nguyên tắc tác động lên “nhiễu” 1.2.4.3. Cơ sở lý thuyết thông tin Algorit có tác dụng mô hình hóa các đối tượng nghiên cứu và mã hóa các đối tượng đó bằng một loại “ngôn ngữ” vừa trực quan, vừa cụ thể. Do vậy, DH bằng algorit làm cho quá trình truyền thông tin nhanh và chính xác hơn.
5 1.2.4.4. Cơ sở lý thuyết điều khiển Vận dụng algorit sáng chế vào quá trình DH sẽ tăng cường được mối liên hệ ngược giữa GV và HS bởi algorit sáng chế phát huy năng lực tư duy sáng tạo, tính độc lập, tự chủ của HS. 1.2.4.5. Cơ sở tâm lí học nhận thức và tâm lí học lứa tuổi 1.3. Cơ sở thực tiễn 1.3.1. Thực trạng nhận thức về lí luận của giáo viên Điều tra thực trạng nhận thức lí luận của GV bao gồm những nhận thức về khái niệm, vai trò, phân loại algorit của GV ở trường phổ thông hiện nay. 1.3.2. Thực tiễn sử dụng algorit của giáo viên trong dạy học Di truyền học Điều tra thực tiễn sử dụng algorit bao gồm: mức độ, lợi ích và những khó khăn khi sử dụng algorit của GV. Kết quả điều tra thực trạng cho thấy: Việc DH có vận dụng algorit được ít GV áp dụng và nếu có áp dụng thì cũng chỉ ở một số rất ít nội dung trong một số khâu nhất định của DH. GV còn nhiều lúng túng, khó khăn khi DH algorit nên việc DH algorit chưa được triển khai rộng rãi và tiến hành thường xuyên. GV thường sử dụng các quy trình sẵn có, việc thiết kế các algorit phù hợp với mục tiêu và đối tượng DH của GV còn nhiều hạn chế. Chương 2. VẬN DỤNG ALGORIT SÁNG CHẾ TRONG DẠY HỌC DI TRUYỀN HỌC (SINH HỌC 12 THPT) 2.1. Phân tích cấu trúc và nội dung phần Di truyền học (Sinh học 12THPT) Để việc vận dụng algorit trong DH DTH được hợp lí và hiệu quả, chúng tôi đã tiến hành phân tích nội dung kiến thức từng Chương trong phần DTH để xác định những nội dung có khả năng vận dụng algorit và vận dụng trong DH lí thuyết hay bài tập DTH. 2.2. Xây dựng algorit dạy học Di truyền học (Sinh học 12 THPT) 2.2.1. Nguyên tắc xây dựng algorit dạy học Di truyền học (Sinh học 12 THPT) 2.2.1.1. Phù hợp với mục tiêu, nội dung chương trình 2.2.1.2. Đảm bảo thống nhất giữa tính khoa học và tính giáo dục
6 2.2.1.3. Thân thiện với người sử dụng 2.2.2. Quy trình xây dựng algorit DH phần DTH (SH 12) 2.2.2.1. Quy trình xây dựng algorit nhận biết Bước 1: Xác định mục tiêu kiến thức Quy trình xây dựng Bước 2: Mô tả algorit nội dung algorit Bước 3: Lập bản ghi algorit nhận biết Bước 4: Algorit hoạt động Hình 2.2. Quy trình xây dựng algorit nhận biết Ví dụ: Xây dựng algorit nhận biết quy luật di truyền MenĐen Bước 1: Xác định mục tiêu về kiến thức Học sinh: Trình bày được các dấu hiệu bản chất của quy luật di truyền MenĐen; Nhận biết được quy luật di truyền MenĐen trong các bài tập toán di truyền Bước 2: Mô tả algorit Di truyền theo những quy luật chặt chẽ Kết quả phép lai thuận – nghịch giống nhau S Kết quả lai thuận Quy luật nghịch giống nhau Tính trạng biểu hiện đều ở hai giới Menđen Đ S ịnh một cặp tính trạng Mỗi cặp gen quy đ Tính trạng biểu hiện đều ở hai giới Mỗi cặp gen nằm trên một cặp NST tương Đ đồng khác nhau S Mỗi cặp gen nằm trên Tính trội – lặn hoàn toàn một cặp NST Đ S Bước 3: Lập bản ghi algorit Mỗi cặp gen quy định một cặp tính trạng Đ S Tính trội – lặn hoàn toàn Không phải quy luật Quy luật Menđen Menđen
7 Hình 2.3. Algorit nhận biết quy luật di truyền MenĐen Bước 4: Algorit hoạt động Dựa vào yêu cầu bài toán cụ thể, HS tiến hành theo các bước của bản ghi algorit để nhận biết được quy luật di truyền của MenĐen 2.2.2.2. Quy trình xây dựng algorit biến đổi Tác giả đề xuất quy trình thiết kế các algorit biến đổi phần DTH như sau: Bước 1: Phân tích bài toán Bước 2: Xác lập mối quan hệ giả thiết và kết luận Bước 3: Xây dựng chương trình giải Bước 4: Thực hiện giải bài toán theo chương trình đã lập Sai Kiểm tra Đúng Kết luận
8 Ví dụ minh họa Bài tập: Ở bò, tính trạng màu sắc lông do một gen gồm hai alen di truyền theo quy luật phân li MenĐen. Cho một bò đực lông đen giao phối với các bò cái trong các phép lai sau: Phép lai 1: ♂ lông đen (1) x ♀ lông vàng (2) → 1 bê lông đen (5), 1 bê lông vàng (6). Phép lai 2: ♂ lông đen (1) x ♀ lông đen (3) → toàn bê lông đen (7). Phép lai 3: ♂ lông đen(1) x ♀ lông đen (4) → 1 bê lông đen (8), 1 bê lông vàng (9). a. Xác định kiểu gen của các con bò, con bê trong phép lai trên? b. Nếu cặp bò ở phép lai thứ 3 tiếp tục giao phối. Xác suất thu được ở đời con 3 con bê trong đó có đúng 2 con bê lông vàng? Bước 1: Phân tích bài toán Bài tập cho 3 phép lai của một bò đực với 3 bò cái khác nhau, để xác định được kiểu gen của các con bò, bê và làm các yêu cầu khác của bài toán thì HS cần phải tìm được phép lai giúp các em phát hiện được tính trội, lặn và viết được sơ đồ lai. Bước 2: Xác lập mối quan hệ giữa giả thiết và kết luận HS có thể lập mối quan hệ giữa giả thiết và kết luận như sau: Giả thuyết Kết luận Phép lai 3: Đen x đen => đen + vàng Xác định kiểu gen của Xác định tính trạng các cá thể trội – lặn Phép lai 1: Đen x vàng => đen + vàng Xác suất đời con của phép lai 2 Phép lai 2: Đen x đen => 100% đen
9 Bước 3: Xây dựng chương trình giải Giả thuyết Xác định tính trạng trội – lặn Quy ước gen S Xác định kiểu gen của các cá thể Đ Viết sơ đồ lai của phép lai 2 Tính xác suất đời con Kết luận Bước 4: Thực hiện giải bài toán theo chương trình đã lập Khi đã xây dựng được chương trình giải, HS chỉ cần tiến hành theo các bước của chương trình giải để đi đến kết luận: 2.2.3. Hệ thống các algorit đã xây dựng 2.2.3.1. Một số algorit nhận biết • Algorit nhận biết khái niệm gen (Hình 2.5) • Algorit nhận biết khái niệm đột biến gen (Hình 2.6) • Algorit nhận biết các dạng ĐB số lượng NST (Hình 2.7) • Algorit nhận biết quy luật di truyền liên kết gen (Hình 2.8) • Algorit nhận biết quy luật tương tác gen (Hình 2.9)
10 • Algorit nhận biết quy luật di truyền liên kết với giới tính (Hình 2.10) • Algorit nhận biết các quy luật di truyền trong nhân (Hình 2.11) 2.2.3.2. Algorit biến đổi phần Di truyền học • Chương trình giải bài tập quy luật di truyền Menđen (Hình 2.12) • Chương trình giải bài tập quy luật di truyền liên kết gen (Hình 2.13) • Chương trình giải bài tập quy luật di truyền tương tác gen (Hình 2.14) • Chương trình giải bài tập xác định cấu trúc di truyền của quần thể tự thụ phấn (Hình 2.15) • Chương trình giải bài tập xác định cấu trúc di truyền của quần thể giao phấn ngẫu nhiên (Hình 2.16) • Chương trình giải bài tập di truyền phả hệ người (Hình 2.17) 2.3. Sử dụng algorit trong dạy học Di truyền học (Sinh học 12 THPT) 2.3.1. Nguyên tắc sử dụng algorit trong dạy học Di truyền học (Sinh học 12 THPT) BBướ c 1: Nêu mụ ước 1: Nêu m c tiêu bài họọcc ục tiêu bài h 2.3.1.1. Nguyên tắc thống nhất giữa dạy và học 2.3.1.3. Rèn luyện năng lực vận dụng kiế n thức để giảội dung DHi quyết vấn Bướ B ước 2: Phân tích n c 2: Phân tích nội dung DH đề SSử dụ ử d ng bảản ghi ụng b n ghi 2.3.1.2. Phát huy đ Giai đo Giai đoạạn 1 n 1 ược tính tích cực, sáng tạo của HS algorit do GV xây algorit do GV xây ddự ng đểể t tổổ ch ựng đ chứ ức các c các ướ ấấp b 2.3.2. Sử dụng algorit trong d ạ B y học Di truyền hBọướ c 3: GV cung c c 3: GV cung c c (Sinh h p bảản ghi ọc 12 THPT) n ghi hoạạt đ ho t độộng DH ng DH algorit và hướ algorit và h ng dẫẫn s ướng d n sử dụ ử d ụng ng 2.3.2.1. Sử dụng algorit trong dạy học lí thuyết Di truyền học Để vận dụng algorit trong DH lí thuy Bướ B ết DTH có hi ước 4: Luy c 4: Luy ệện t n tậập và v p và vậận d ệụụu qu n d ng ả ng chúng tôi đã đề xuất quy trình sử dụng gồm hai giai đoạn: Bướ B c 1: Nêu mụ ước 1: Nêu m c tiêu bài họọcc ục tiêu bài h Bướ B c 2: Tổổ ch ước 2: T chứ ức HS phân tích c HS phân tích Hướ H ng dẫẫn HS t ướng d n HS tựự xây xây logic kiếến th logic ki n thứứcc ddự ng các bảản ghi algorit ựng các b n ghi algorit Giai đo Giai đoạạn 2 n 2 Bướ B c 3: Tổổ ch ước 3: T chứ c HS tự ức HS t xây dự ự xây d ựng ng bbảản ghi algorit n ghi algorit Bướ B c 4: Nhậận xét, hoàn thi ước 4: Nh n xét, hoàn thiệệnn
11 Hình 2.18. Quy trình sử dụng algorit trong DH lí thuyết DTH Ví dụ minh họa giai đoạn 1 Vận dụng algorit trong DH Bài: Di truyền liên kết với giới tính Bước 1: Xác định mục tiêu bài học: Sau khi học xong bài học sinh phải: Nêu được cơ chế xác định giới tính, đặc điểm di truyền của các gen nằm trên NST giới tính. Trình bày được cơ chế di truyền của các gen nằm trên NST giới tính. Nhận biết được quy luật di truyền liên kết giới tính trong các bài toán, tình huống. Bước 2: Phân tích nội dung DH Để tìm hiểu về quy luật di truyền liên kết với giới tính, mạch kiến thức mà HS cần nắm được là: NST giới tính là gì, NST giới tính ảnh hưởng như thế nào đến cơ chế xác định giới tính? Di truyền liên kết giới tính là gì? Vì sao lại có di truyền liên kết giới tính? Sự di truyền liên kết với giới tính diễn ra như thế nào? Đặc
12 điểm của di truyền liên kết với giới tính ra sao? Ý nghĩa của di truyền liên kết giới tính như thế nào? Bước 3: GV cung cấp bản ghi algorit và hướng dẫn sử dụng Từ những đặc điểm DTH của quy luật di truyền liên kết với giới tính, GV giới thiệu đến HS bản ghi algorit nhận biết quy luật di truyền liên kết với giới tính đã được GV thiết kế hoàn chỉnh. S Tính trạng biểu hiện không đều ở hai giới Không phải quy luật Đ liên kết giới tính Giống nhau Kết quả lai thuận nghịch Gen nằm trên vùng tương Khác nhau đồng của X và Y S Tính trạng chỉ gặp ở giới dị giao tử Gen trên NST giới tính X phần Đ không có tương đồng trên NST Y Gen trên NST giới tính Y phần không có (di truyền thẳng) tương đồng trên NST X (di truyền chéo) GV: Hướng dẫn sử dụng bản ghi algorit nhận biết quy luật di truyền liên kết giới tính như sau: (1) Tính trạng đang xét không biểu hiện đều ở 2 giới. Nếu sai thì kết luận không phải quy luật di truyền liên kết giới tính. Nếu đúng thì đi tiếp bước 2 hoặc cũng có thể bỏ qua bước 2 để đi đến bước 3. (2) Kết quả phép lai thuận nghịch: Nếu kết quả lai thuận nghịch giống nhau thì kết luận tính trạng đang xét do gen nằm trên vùng tương đồng của NST X và Y quy định. Nếu kết quả lai thuận nghịch khác nhau thì đi tiếp bước 3. (3) Tính trạng chỉ gặp ở giới dị giao tử (có cặp NST giới tính XY). Nếu đúng thì kết luận tính trạng do gen nằm trên NST giới
13 tính Y phần không có alen tương ứng trên NST X (di truyền thẳng). Nếu sai thì kết luận tính trạng do gen nằm trên NST giới tính X phần không có alen tương ứng trên NST Y (di truyền chéo). Bước 4: Luyện tập và vận dụng GV yêu cầu HS quay lại thí nghiệm của Moocgan để luyện tập sử dụng bản ghi algorit HS cá nhân thực hiện yêu cầu của GV. Tính trạng biểu hiện không đều ở 2 giới: Đúng → Tính trạng di truyền liên kết với giới tính. Kết quả lai thuận nghịch khác nhau: Đúng Tính trạng gặp ở cả 2 giới → Tính trạng do gen trên NST giới tính X phần không có alen tương ứng trên NST Y quy định. GV nêu bài tập vận dụng: Bài tập: Ở gà, khi cho giao phối giữa gà trống lông vằn với gà mái lông đen được F1 100% gà lông vằn. Cho các gà F1 tạp giao thu được F2: 50 gà lông vằn và 16 gà lông đen. Biết tất cả gà lông đen ở F2 đều là gà mái. Tính trạng màu lông gà di truyền theo quy luật nào? GV tổ chức HS thảo luận nhóm để làm bài tập vận dụng hoặc cũng có thể giao nhiệm vụ về nhà để HS thực hiện. Ví dụ minh họa Xây dựng algorit nhận biết các quy luật di truyền trong nhân Bước 1: Xác định mục tiêu HS cần xác định mục tiêu: phân biệt được các quy luật di truyền trong nhân. Bước 2: Tổ chức HS phân tích logic kiến thức Để tổ chức HS phân tích logic kiến thức về các quy luật di truyền trong nhân, GV có thể định hướng bằng hệ thống các câu hỏi như: Các quy luật di truyền trong nhân do yếu tố nào chi phối? Các quy luật di truyền trong nhân trong chương trình đã học gồm những quy luật nào? Các quy luật di truyền này có mối quan hệ với nhau như thế nào?
14 HS huy động các kiến thức đã học để trả lời các câu hỏi gợi ý của GV, tìm ra được logic kiến thức: Bước 3: Tổ chức HS tự xây dựng bản ghi algorit Để tổ chức HS tự thiết kế bản ghi algorit nhận biết các quy luật di truyền trong nhân, GV có thể hướng dẫn HS: (1) Liệt kê các dấu hiệu nhận biết của từng quy luật di truyền. (2) Sắp xếp các dấu hiệu riêng để nhận biết từng quy luật. GV có thể gợi ý HS hoàn thiện bảng sau: Dấu hiệu nhận biết Quy luật Kết quả lai Số cặp gen Biểu hiện tính Số cặp gen quy định thuận – trên một cặp trạng ở 2 giới một cặp tính trạng nghịch NST MenĐen Tương tác gen Liên kết gen Bướ B c 1: GV lựựa ch ước 1: GV l a chọọn bài t n bài tậập, giao nhi p, giao nhiệệm v m vụụ Liên kết với giới tính SSửử d dụụng algorit đ ng algorit đểể Bướ B c 2: Tổổ ch ước 2: T chứức HS xác l c HS xác lậập m p mốối quan h i quan hệệ gi giữữa gi a giảả thuy thuyếết và t và kkếết lu t luậậnn Giai đo Giai đoạ (3) Thihếướt k ạn 1 n 1 h ướ ếẫ sn HS gi ng d ng d ẫ ơ bộả algorit n HS gi ả i i bài tậập DTH HS có thểbài t p DTH dùng bút chì đ ể phác h BBướ ọa sơ bộ ước 3: GV cung c c 3: GV cung c algorit trên gi ấấp ch p ch ươ ấy. Đặt ng trình giảải bài toán ương trình gi i bài toán các dấu hiệu bản chất theo thứ tự, kẻB các mũi tên và tìm các câu d Bướ c 4: HS giảải bài toán theo ch ước 4: HS gi i bài toán theo chươ ẫn để ương trình ng trình vẽ. Bướ B c 5: Luyệện t ước 5: Luy n tậập p (4) Kiểm tra và hoàn thiện ướ ự ọ ậ B 2.3.2.2. Sử dụng algorit trong dạy h c 1: GV l ọc bài t Bướ a ch c 1: GV lựậa ch n bài t p Di truy ền họệệcm v p, giao nhi ọn bài tập, giao nhi m vụụ Hướ H ng dẫẫn HS t ướng d n HS tựự Bướ B c 2: Tổổ ch ước 2: T chứức HS xác l c HS xác lậập m p mốối quan h i quan hệệ gi giữữa gi a giảải thi i thiếết và k t và kếết t xây dựựng các algorit xây d ng các algorit luậận th lu n thứứcc Giai đo Giai đoạạn 2 n 2 giảải bài t gi i bài tậập DTH p DTH Bướ B c 3: Tổổ ch ước 3: T chứức HS t c HS tựự xây d xây dựựng ch ng chươ ng trình giảải bài toán ương trình gi i bài toán Bướ B c 4: Nhậận xét, hoàn thi ước 4: Nh n xét, hoàn thiệện ch n chươ ng trình giảảii ương trình gi Bướ B c 1: Lựựa ch ước 1: L a chọọn bài toán n bài toán M Mứ ức đ ộ 1: GV c độ 1: GV xây d Bướ B c 2: Nhậận d ước 2: Nh n dạạng và gi ng và giảải bài toán i bài toán xây dự ựng các ng các Vậận d V n dụụng các ng các BTST đ BTST để ể HS HS Bướ B c 3: Dựựa trên các NTST, GV gi ước 3: D a trên các NTST, GV giớới thi i thiệệu các u các luy luyệện gi n giảảii BTST BTST NTST đểể xây NTST đ xây ddựựng và gi ng và giảải i Bướ B c 4: Xây dựựng ch ước 4: Xây d ng chươ ng trình giảải và gi ương trình gi i và giảải các i các Giai đo Giai đoạạn 3 n 3 các BTST các BTST BTST BTST Bướ B c 5: Luyệện t ước 5: Luy n tậậpp M Bướ B c 1: Lựựa ch ước 1: L a chọọn bài toán n bài toán Mứ ức đ ộ 2: GV c độ 2: GV hhướ ướng d ng dẫẫn n Bướ B c 2: Giảải bài toán ước 2: Gi i bài toán HS t HS tự ự xây xây ddự Bướ B c 3: Tổổ ch ước 3: T chứức HS t c HS tựự xây d xây dựựng BTST d ng BTST dựựa trên a trên ựng các ng các các NTST BTST các NTST BTST Bướ B c 4: HS xây dựựng ch ước 4: HS xây d ng chươ ng trình giảải các BTST ương trình gi i các BTST Bướ B c 5: Nhậận xét, k ước 5: Nh n xét, kếết lu t luậậnn
15 Giai đoạn 1: Vận dụng algorit để hướng dẫn HS giải bài tậpDTH Bước 1: GV lựa chọn bài tập và giao nhiệm vụ Căn cứ vào mục tiêu về kiến thức, kĩ năng, năng lực cần đạt được và căn cứ vào năng lực nhận thức của từng lớp HS, GV lựa chọn bài tập cho phù hợp. Bước 2: Tổ chức HS thiết lập mối quan hệ giữa giả thiết và kết luận Việc xác lập mối quan hệ giữa giải thiết và kết luận thực chất là việc HS đi phân tích bài toán để huy động các kiến thức đã biết, xác định được yêu cầu của bài toán và tư duy cách giải bài toán. Bước 3: GV cung cấp chương trình giải bài toán Trong giai đoạn 1, GV cần xây dựng các chương trình giải mẫu để HS làm quen với cách thức học, học cách xây dựng các chương trình học tập tiếp theo. Bước 4: HS giải bài tập theo chương trình Với HS có lực học trung bình, yếu, khi được cung cấp các chương trình giải sẽ giúp các em tự tin hơn, có hứng thú học tập hơn khi giải được bài toán, từ đó các em thêm yêu thích môn học hơn. Với HS khá giỏi, đây có thể được xem là bước đệm để các em tích lũy thêm kiến thức, kinh nghiệm chuẩn bị cho việc tự mình thiết kế các chương trình học tập theo algorit.
16 Giai đoạn 2: Hướng dẫn HS tự xây dựng các algorit giải bài tập DTH Bước 1, Bước 2 trong giai đoạn này về cơ bản giống với giai đoạn 1. Bước 3: Tổ chức HS tự xây dựng chương trình giải bài toán Trong bước này, khi HS tự thiết kế algorit, thì các algorit là sản phẩm quá trình hoạt động tư duy của HS, HS tự mình suy nghĩ, viết và vẽ ra theo ngôn ngữ của mình nên huy động tối đa tiềm năng của bộ não. Mặt khác, do được tự chế tạo nên tạo được hứng thú học tập cho HS. Cách làm này trước hết là giúp HS hiểu bài và ghi nhớ bài tốt hơn sau đó là rèn luyện cho HS cách suy nghĩ logic, mạch lạc để trước các tình huống khác các em biết cách giải quyết vấn đề một cách khoa học. Đây chính là cái đích cần đạt được của việc sử dụng algorit trong DH. Bước 4: Nhận xét, hoàn thiện chương trình giải GV tổ chức cho HS báo các kết quả của mình và những bài học rút ra. GV tổng hợp các ý kiến sau đó chuẩn hóa giúp HS hoàn thiện chương trình giải. Trong bước này, GV cũng có thể thúc đẩy HS tư duy bằng cách yêu cầu các em khái quát bài tập thành dạng tổng quát. Giai đoạn 3: Vận dụng các NTST để xây dựng và giải các BTST Mức độ 1: GV xây dựng các BTST để HS luyện giải Bước 1: Lựa chọn bài toán Việc lựa chọn bài toán trong giai đoạn này cũng giống với hai giai đoạn trên. GV cũng cần chú ý đến mục tiêu bài học, trình độ HS để lựa chọn bài toán sao cho phù hợp. Bước 2: Phân tích và giải bài toán Bài toán được lựa chọn ở bước 1 là bài toán xuất phát. GV tổ chức HS nhận dạng bài toán thuộc dạng bài nào của phần DTH Bước 3: Dựa trên các NTST GV giới thiệu các BTST Khi nêu các BTST, GV nên nêu rõ bài tập đó được tạo ra như thế nào, dựa vào NTST nào để HS dễ hình dung và tư duy theo. Bước 4: Xây dựng chương trình và giải các BTST Mức độ 2: GV hướng dẫn HS tự xây dựng các BTST
17 Về cơ bản, bước 1 và bước 2 trong mức độ 2 cũng giống với bước 1 và bước 2 ở giai đoạn 1. Bước 3: Tổ chức HS tự xây dựng các BTST Dựa vào chu trình sáng tạo của Razumôpxki [35], dựa vào hệ thống các nguyên tắc sáng tạo, việc xây dựng các BTST trong luận án được tiến hành như sau: BT xuất phát Khái niệm, quy luật Xây dựng PP giải, tìm kết quả Đặt câu hỏi và trả lời NTST BT sáng tạo 2.3.2.3. Sử dụng algorit để phát triển năng lực tư duy sáng tạo và năng lực giải quyết vấn đề cho HS trong dạy học Di truyền học (Sinh học 12 THPT) Trong DH DTH, việc sử dụng algorit để phát triển năng lưc tư duy sáng tạo và năng lực giải quyết vấn đề được bộc lộ rõ nhất trong dạy bài tập di truyên, nhất là khi các em xây dựng và giải các BTST. Quá trình vận dụng các NTST hướng dẫn HS giải các BTST diễn ra theo quy trình sau: Bài tập sáng tạo Phân tích Nhận dạng Phân tích Thiết lập mối quan hệ giữa giả thiết và kết luận NTST Đề xuất các phương án Đánh giá Lựa chọn phương án tối ưu Thực hiện Kết quả Nhận xét Bài học