Luận án Vận dụng lí thuyết graph trong dạy học phần di truyền học (sinh học 12 – THPT)

in cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết quả nghiên cứu của luận án là khách quan, trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình nào khác. Tác giả luận án Nguyễn Thị Khiên LỜI CẢM ƠN! Trong quá trình nghiên cứu hoàn thành luận án, tác giả đã nhận được nhiều sự giúp đỡ rất quý báu của các tập thể và cá nhân. Tác giả xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS.Lê Đình Trung người đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu, thực hiện và hoàn thành luận án. Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong tổ bộ môn Lí luận và Phương pháp dạy học Sinh học, các thầy cô giáo trong khoa Sinh học - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Phòng Sau đại học, Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã tạo mọi điều kiện cho tác giả học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu các trường THPT của các tỉnh Hải Dương, Hải Phòng, Quảng Ninh, các giáo viên cộng tác, các bạn đồng nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện tiến hành thực nghiệm thành công luận án. Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu và các đồng nghiệp Trường Đại học Hải Dương đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả nghiên cứu và hoàn thành luận án. Cuối cùng, tác giả xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã quan tâm, động viên giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận án. Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Tác giả Nguyễn Thị Khiên MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT, CÁC KÍ HIỆU TRONG LUẬN ÁN TT VIẾT TẮT XIN ĐỌC LÀ 01 aa Axit amin 02 ADN Axit Deoxy ribo Nucleic 03 ARN Axit Ribo Nucleic 04 CĐ Cao đẳng 05 ĐB Đột biến 06 ĐB NST Đột biến nhiễm sắc thể 07 ĐBG Đột biến gen 08 ĐC Đối chứng 09 ĐH Đại học 10 DT Di truyền 11 DTH Di truyền học 12 E Đỉnh 13 GV Giáo viên 14 HS Học sinh 15 KNSH Khái niệm sinh học 16 MT Môi trường 17 NSBS Nguyên tắc bổ sung 18 NST Nhiễm sắc thể 19 Nu Nucleotit 20 PPDH Phương pháp dạy học 21 PTDH Phương tiện dạy học 22 QLDT Quy luật di truyền 23 SGK Sách giáo khoa 24 SVNS Sinh vật nhân sơ 25 SVNT Sinh vật nhân thực 26 THPT Trung học phổ thông 27 TN Thực nghiệm 28 TT Tính trạng 29 TTDT Thông tin di truyền 30 V Cung 31 VC Vật chất 32 VCDT Vật chất di truyền 33 VD Ví dụ DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Kết quả điều tra tình hình sử dụng SGK trong dạy học 53 Bảng 1.2: Tình hình sử dụng graph trong dạy học phần Di truyền học của giáo viên 54 Bảng 1.3. Tình hình sử dụng graph trong dạy học Di truyền học (Sinh học 12 trung học phổ thông) 55 Bảng 1.4: Khảo sát việc học tập của HS đối với môn Sinh học 57 Bảng 2.1: Cấu trúc phần Di truyền học (Sinh 12 – THPT) 60 Bảng 2.2: Số lượng các loại graph được xây dựng trong phần DTH 86 Bảng 2.3: Các kĩ năng và tiêu chí đánh giá ở các mức độ nhận thức kiến thức của học sinh khi học bằng phương pháp Graph 116 Bảng 3.1: Danh sách các bài sử dụng graph trong nghiên cứu tài liệu mới 122 Bảng 3.2: Bảng phân bố tần suất (fi) – Số HS đạt điểm xi của nhóm lớp TN và ĐC tổng hợp 5 lần kiểm tra đợt 1 (năm học 2010 – 2011) 127 Bảng 3.3: Bảng phân bố tần suất (% fi) - Số % HS đạt điểm xi của nhóm lớp TN và ĐC tổng hợp 5 lần kiểm tra đợt 1 (năm học 2010 – 2011) 127 Bảng 3.4: Bảng tần suất hội tụ tiến (f&): Số % HS đạt điểm xi trở lên của nhóm lớp TN và ĐC tổng hợp 5 lần kiểm tra đợt 1 (năm học 2010 – 2011) 127 Bảng 3.5: Bảng so sánh các tham số đặc trưng giữa nhóm lớp ĐC và TN tổng hợp 5 lần kiểm tra đợt 1 (năm học 2010 – 2011) 127 Bảng 3.6: Bảng tần suất (fi) - Số HS đạt điểm xi của nhóm lớp TN và ĐC tổng hợp 5 lần kiểm tra đợt 2 (Năm học 2011 -2012) 129 Bảng 3.7: Bảng tần suất (fi %) - Số % HS đạt điểm xi của nhóm lớp TN và ĐC tổng hợp 5 lần kiểm tra đợt 2 (Năm học 2011 -2012) 129 Bảng 3.8: Bảng tần suất hội tụ tiến (f&): Số % HS đạt điểm xi trở lên 129 Bảng 3.9: Bảng so sánh các tham số đặc trưng giữa các lớp ĐC và TN 129 Bảng 3.10: Bảng tần suất (fi) - Số HS đạt điểm xi của nhóm lớp TN và ĐC tổng hợp 5 lần kiểm tra đợt 2 (Năm học 2012 - 2013) 131 Bảng 3.11: Bảng tần suất (fi %) - Số % HS đạt điểm xi của nhóm lớp TN và ĐC tổng hợp 5 lần kiểm tra đợt 2 (Năm học 2012 - 2013) 131 Bảng 3.12: Bảng tần suất hội tụ tiến (f&): Số % HS đạt điểm xi trở lên của nhóm lớp TN và ĐC tổng hợp 5 lần kiểm tra đợt 2 (Năm học 2012 - 2013) 131 Bảng 3.13: Bảng so sánh các tham số đặc trưng giữa hai nhóm lớp ĐC và TN tổng hợp 5 lần kiểm tra đợt 2 (Năm học 2012 - 2013) 131 Bảng 3.14: So sánh các tham số thống kê đặc trưng giữa nhóm lớp TN và ĐC qua 2 đợt thực nghiệm (3 năm học từ 2011 – 2013) 133 Bảng 3.15: Kết quả đánh giá các kĩ năng học bằng graph thu được từ năm học thứ nhất (2010 – 2011) 137 Bảng 3.16: Kết quả đánh giá các kĩ năng học bằng graph thu được từ năm học thứ hai (2011 – 2012) 140 Bảng 3.17: Kết quả tổng hợp đánh giá các kỹ năng của HS học bằng graph năm thứ ba (2012 – 2013) 142 Bảng 3.18: Kết quả tổng hợp đánh giá các kỹ năng của HS học bằng graph qua 3 năm học 145 DANH MỤC HÌNH Hình1.1: Hai cách thể hiện khác nhau của một graph 17 Hình 1.2: Graph có đỉnh C là graph con 17 Hình 1.3: Hai graph khác nhau về số lượng đỉnh 18 Hình 1.4: Các graph có số lượng đỉnh như nhau nhưng khác nhau về mối quan hệ các cung 18 Hình 1.5: Hai graph khác nhau ở chiều mũi tên của các cung nối các đỉnh với nhau 19 Hình 1.6: Các graph khác nhau ở số lượng cung nhưng cùng số đỉnh 19 Hình 1.7: Hai graph có cùng số cung nhưng số đỉnh và mối liên hệ các đỉnh khác nhau 19 Hình 1.8: Graph vô hướng xác định bởi (V,E), V = {v1; v2; vn}; E = {e1; e2; e3..en} 21 Hình 1.9: Graph có [e4, e2, e1, e7] là một dây chuyền; [e4, e2, e1, e5]; [e6, e5,e7] là chu trình 22 Hình 1.10: Cung e = (vi; vj) 22 Hình 1.11: Graph có hướng xác định bởi (V,E), V = {v1, v2, v3, v4, v5}; E = { e1, e2, e3, e4, e5, e6} 22 Hình 1.12: Graph có [e4, e2,e1,e7] là một đường, [e4, e2,e1,e5]; [e6, e5,e7]; [e4, e2,e1,e7, e6] là một mạch 23 Hình 1.13: Graph liên thông mạnh và liên thông yếu 24 Hình 1.14: Phân loại graph 24 Hình 1.15: Cây 24 Hình 1.16: Graph cây có gốc 26 Hình 1.17: Cây nhị phân 26 Hình 1.18: Graph cây nhị phân xác định các loại giao tử của cơ thể có kiểu gen AaBbCc 27 Hình 1.19: Cây đa phân 27 Hình 1.20: Graph đột biến số lượng NST 28 Hình 1.21: Graph đủ 29 Hình 1.22: Graph câm (hay graph rỗng) 29 Hình 1.23: Graph khuyết (graph thiếu) 30 Hình 1.24: Graph nội dung cơ chế phát sinh đột biến đa bội 31 Hình 1.25: Graph hoạt động tìm hiểu về gen 33 Hình 1.26: Graph nội dung gen cấu trúc 33 Hình 1.27: Sơ đồ mối quan hệ giữa graph nội dung và graph hoạt động 35 Hình 1.28: Graph vô hướng của ma trận kề 36 Hình 1.29: Graph có hướng của ma trận kề 36 Hình 1.30: Graph cấu trúc quá trình dạy học 40 Hình 1.31: Mối quan hệ giữa phương tiện DH và mục đích DH trong quá trình DH 41 Hình 2.1: Hệ thống các QLDT dựa vào mối quan hệ giữa gen và tính trạng 64 Hình 2.2: Graph Cấu trúc hóa nội dung theo các cấp độ tổ chức sống phần DTH (Sinh học 12 – THPT) 66 Hình 2.3: Quy trình xây dựng graph nội dung 67 Hình: 2.4: Vị trí các đỉnh trong một Graph 70 Hình 2.5: Graph nội dung đột biến số lượng NST 76 Hình 2.6: Graph quá trình tái bản ADN 79 Hình 2.7: Graph thí nghiệm và kết quả thí nghiệm quy luật phân li 81 Hình 2.8: Graph tổng quát nội dung quy luật phân li 82 Hình 2.9: Graph hệ thống các QLDT dựa trên mối quan hệ giữa gen và NST 83 Hình 2.10: Quy trình lập graph nội dung bài toán di truyền 83 Hình 2.11: Graph đề bài bài toán cấu trúc ADN 85 Hình 2.12: Graph hoàn chỉnh bài toán cấu trúc ADN 86 Hình 2.13: Quy trình dạy học bằng phương pháp graph ở mức 1 92 Hình 2.14: Quy trình dạy học bằng phương pháp graph ở mức 2 95 Hình 2.15: Graph nội dung Mã di truyền 96 Hình 2.16: Quy trình HS lập graph dưới sự hướng dẫn của giáo viên 98 Hình 2.17: Graph mô hình cấu trúc operon Lac 99 Hình 2.18: Quy trình HS tự lập graph nội dung ở trên lớp 100 Hình 2.19: Graph quá trình giải mã 101 Hình 2.20: Quy trình thực hiện graph nội dung do HS lập trước ở nhà 103 Hình 2.21: Graph nhiễm sắc thể 104 Hình 2.22: Graph thiếu về đột biến số lượng NST 107 Hình 2.23: Graph thiếu cung 107 Hình 2.24: Graph đột biến nhiễm sắc thể 110 Hình 2.25: Graph thiếu về các loại đột biến 111 Hình 2.26: Graph câm về cơ chế phát sinh đột biến đa bội 111 Hình 2.27: Graph thiếu các cung và vị trí các đỉnh 112 Hình 2.28: Graph sai về ĐB NST 112 Hình 3.1: Biểu đồ biểu diễn tần suất (% fi) của hai nhóm lớp TN & ĐC tổng hợp 5 lần kiểm tra đợt 1 (năm học 2010 – 2011) 128 Hình 3.2: Biểu đồ tần suất hội tụ tiến của hai nhóm lớp TN & ĐC tổng hợp 5 lần kiểm tra đợt 1 (năm học 2010 – 2011) 128 Hình 3.3: Biểu đồ biểu diễn tần suất (fi %) - Số % HS đạt điểm xi của nhóm lớp TN và ĐC tổng hợp 5 lần kiểm tra đợt 2 (Năm học 2011 -2012) 130 Hình 3.4: Biểu đồ biểu diễn tần suất hội tụ tiến của hai nhóm lớp TN & ĐC tổng hợp 5 lần kiểm tra đợt 2 (Năm học 2011 -2012) 130 Hình 3.5: Biểu đồ biểu diễn tần suất (fi %) - Số % HS đạt điểm xi của nhóm lớp TN và ĐC tổng hợp 5 lần kiểm tra đợt 2 (Năm học 2012 -2013) 132 Hình 3.6: Đường biểu diễn tần suất hội tụ tiến của của hai nhóm lớp TN và ĐC tổng hợp 5 lần kiểm tra đợt 2 (Năm học 2012 -2013) 132 Hình 3.7: Biểu đồ kết quả mức 1 của các kỹ năng học bằng graph qua 3 năm thực nghiệm 147 Hình 3.8: Biểu đồ kết quả mức 2 của các kỹ năng học bằng Graph qua 3 năm thực nghiệm 148 Hình 3.9: Biểu đồ kết quả mức 3 của các kỹ năng học bằng Graph qua 3 năm thực nghiệm 148 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài 1.1. Xuất phát từ mục đích dạy học hiện nay Mục đích của việc dạy là làm cho học sinh (HS) biết học đúng cách, điều này thể hiện ở chỗ HS bắt đầu quan niệm về hiện tượng và ý tưởng theo cách mà các nhà khoa học đã quan niệm, nghĩa là làm cho HS hiểu các nhà khoa học đó. Người dạy phải tự hỏi về những tác động của việc dạy của mình đối với việc học của HS như thế nào và trước hết có làm cho HS hiểu đúng không? Có dẫn tới một cách học của HS mà giáo viên (GV) mong muốn hay không? [21];[22];[25]. Dạy nhằm làm cho HS hiểu, giúp HS hiểu đúng, hiểu nhanh. Cho nên GV luôn phải nắm được cách hiểu của HS đối với những điều GV dạy. Để làm được việc này HS phải biết cách trình bày sự hiểu của mình thông qua cách minh hoạ, truyền đạt kiến thức của mình cho người khác hoặc tự thể hiện bằng nhiều mức độ như: tái hiện; mô tả bằng hình vẽ, sơ đồ, bảng biểu..cuối cùng biết vận dụng vào thực tế để giải quyết các vấn đề. 1.2. Xuất phát từ chủ trương, đường lối của Đảng và Chính phủ về yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học hiện nay Nâng cao chất lượng giáo dục và đào tạo là một mục tiêu quan trọng của sự nghiệp đổi mới giáo dục hiện nay ở nước ta, trong đó đổi mới phương pháp dạy học được coi là một trong những nhiệm vụ chiến lược. Cuối thế kỉ XX, khoa học giáo dục đã chuyển từ quan điểm dạy học "lấy người dạy làm trung tâm" sang quan điểm "lấy người học làm trung tâm"; Nghị quyết đại hội lần thứ II Ban chấp hành Trung ương Đảng cộng sản Việt Nam (khóa VIII, 1997) [2] đề ra giải pháp chủ yếu trong việc đổi mới phương pháp giáo dục – đào tạo là “ Đổi mới phương pháp giáo dục - đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học. Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình dạy - học, bảo đảm điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh, nhất là sinh viên đại học”; Đại Hội IX của Đảng (4/2001) và chiến lược phát triển giáo dục 2001-2010 tiếp tục khẳng định" Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, đổi mới nội dung, phương pháp dạy và học... phát huy tinh thần độc lập suy nghĩ và sáng tạo của học sinh, sinh viên để nâng cao năng lực tự học, tự hoàn thiện học vấn và tay nghề.."; Vì thế, năng lực học của HS phải được nâng lên, nhờ vào học sinh biết "học cách học" và giáo viên biết "dạy cách học"; Luật giáo dục nước Cộng hòa Xã hội chủ nghĩa Việt Nam đã quy định: “Phương pháp giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, tư duy sáng tạo của người học; bồi dưỡng năng lực tự học, lòng say mê học tập và ý chí vươn lên”. Nghị quyết Hội nghị lần thứ 8, Ban Chấp hành Trung ương khóa XI (Nghị quyết số 29-NQ/TW) ngày 04 tháng 11 năm 2013 [5] về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu CNH-HĐH trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng XHCN và hội nhập quốc tế. Trong đó nhiệm vụ và giải pháp cụ thể về tiếp tục đổi mới phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại: “Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc. Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực” Như vậy, đổi mới phương pháp dạy học là một nhiệu vụ quan trọng của ngành giáo dục nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của HS. Nhiệm vụ đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực hóa hoạt động học tập của HS không chỉ là định hướng mà còn đòi hỏi cần nghiên cứu xác định nguyên tắc, quy trình vận dụng của những phương pháp dạy học tích cực. 1.3. Xuất phát từ lợi thế của Graph trong dạy học Phương pháp Graph bắt nguồn từ phương pháp nghiên cứu khoa học. Từ một phương pháp riêng của toán học, nay Graph đã trở thành một phương pháp chung của nhiều ngành khoa học, được ứng dụng rộng rãi trong những lĩnh vực khác nhau, trong đó có phương pháp dạy học - cả khoa học tự nhiên và khoa học xã hội như: Hoá học, Vật lí, Sinh học, Kĩ thuật nông nghiệp, Kĩ thuật quân sự, Lịch sử, Địa lí, Ngữ văn....Bởi vì graph toán học là phương pháp khoa học có tính hệ thống, logic, khái quát, trực quan, ổn định và chuyển tải cao. Nó thuộc phương pháp riêng, rộng, có thể áp dụng trọng nhiều môn khoa học và dễ kết hợp với các phương pháp dạy học khác như: Diễn giảng, đàm thoại, nêu vấn đề.. để mã hóa các mối quan hệ của các đối tượng được nghiên cứu. Ngoài ra, mỗi graph được xây dựng phải trải qua phân tích, so sánh, tổng hợp, phát hiện cái chung và cái riêng nên rất thuận lợi áp dụng phương pháp graph vào quá trình dạy học trong các khâu của bài lên lớp như dạy học hình thành kiến thức mới, dạy học củng cố, ôn tập, hoàn thiện kiến thức và trong kiểm tra, đánh giá. Nhờ tính trực quan, khái quát, hệ thống, logic nên Graph có tính chuyển tải cao, trong một thời gian ngắn có thể cung cấp cho người học một lượng kiến thức lớn, với những mối quan hệ phức tạp. Lý thuyết Graph đã tạo điều kiện thuận lợi trong việc giảng dạy, tự học, tự nghiên cứu nội dung bài học, môn học theo hướng quy nạp, diễn dịch, xác định được mối quan hệ giữa tổng thể và bộ phận, giúp học sinh nắm chắc được logic của vấn đề cần lĩnh hội. Chính vì thế việc nghiên cứu kĩ về lí thuyết Graph và vận dụng nó vào dạy học sẽ bảo đảm nâng cao chất lượng học các kiến thức Di truyền một cách tối ưu. 1.4. Xuất phát từ các đặc trưng cơ bản của phần Di truyền học (Sinh học 12 –THPT) Phần Di truyền học (DTH) (Sinh học 12 – THPT) nghiên cứu những tri thức cơ bản về cơ sở vật chất, cơ chế của hiện tượng di truyền và biến dị ở các cấp độ tổ chức sống từ phân tử, tế bào đến cơ thể, quần thể, về tính quy luật của hiện tượng di truyền, những ứng dụng của di truyền trong sản xuất và đời sống và cả di truyền học người. Như vậy, nội dung kiến thức phần Di truyền học, mang tính hệ thống, tầng bậc rõ ràng, là một hệ thống lớn bao gồm nhiều hệ thống nhỏ. Kiến thức phần Di truyền học là phần kiến thức khó mang tính trừu tượng cao và là một trong những phần trọng tâm của chương trình Sinh học THPT. Vì vậy, việc tìm ra một cách dạy, cách học phù hợp với kiến thức Di truyền là rất quan trọng, đảm bảo cho học sinh vừa tiếp thu được nội dung kiến thức mới, vừa hệ thống được các kiến thức trong một logic chặt chẽ và biết vận dụng chúng vào thực tiễn sản xuất chăn nuôi, trồng trọt và đời sống con người. Vì vậy, sử dụng sơ đồ, bảng biểu trong dạy học phần Di truyền học sẽ rất thuận lợi trong việc mô hình hoá, hệ thống hoá kiến thức. Graph có nhiều điểm mạnh trong việc thể hiện mối quan hệ và tính tầng bậc trong phần Di truyền học. Do đó, sử dụng Graph trong dạy học Di truyền cho HS THPT sẽ giúp các em không chỉ thấy từng yếu tố riêng biệt một cách rời rạc, biệt lập mà còn thấy cả một hệ thống với những mạng lưới quan hệ chằng chịt của các cấp độ tổ chức sống và sự tồn tại các cấp độ tổ chức đó trong Sinh giới một cách khái quát, cụ thể và trực quan hơn. Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi chọn đề tài “Vận dụng lý thuyết Graph trong dạy học phần Di truyền học (Sinh học 12 – THPT)”. 2. Mục đích nghiên cứu Vận dụng lý thuyết Graph để cấu trúc hóa nội dung phần DTH thành graph nội dung theo logic hệ thống và sử dụng chúng vào quá trình dạy học vừa như là phương tiện, vừa như là phương pháp dạy học, nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của HS để góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả của việc dạy và học phần Di truyền học (Sinh học 12 THPT). 3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu 3.1. Đối tượng nghiên cứu Nghiên cứu lí thuyết và cách thức vận dụng lí thuyết Graph vào dạy học phần DTH (Sinh học 12 – THPT). 3.2. Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy học Di truyền học (Sinh học 12 – THPT). 4. Phạm vi nghiên cứu - Lí thuyết graph và ứng dụng của nó vào dạy học phần Di truyền học (Sinh học 12 – THPT). - Thực nghiệm sư phạm tại một số trường THPT tại hai tỉnh Hải Dương và Hải Phòng để khẳng định tính khả thi của giả thuyết. 5. Giả thuyết khoa học Nếu đề xuất được quy trình xây dựng Graph nội dung và xây dựng được một hệ thống các graph nội dung mang tính khoa học và có phương pháp sử dụng chúng hợp lí vào các khâu trong quá trình dạy học vừa như là một phương tiện, một phương pháp dạy học phù hợp sẽ phát huy tính tích cực, chủ động sáng tạo trong việc lĩnh hội kiến thức và kĩ năng học của HS theo tiếp cận lí thuyết graph. 6. Nhiệm vụ nghiên cứu: 6.1. Nghiên cứu lý thuyết graph và việc vận dụng lý thuyết graph trong dạy học nói chung và dạy học phần Di truyền học , Sinh học 12 – THPT nói riêng; 6.2. Tìm hiểu thực trạng việc vận dụng graph trong dạy phần Di truyền học, Sinh học 12 - THPT hiện nay của giáo viên; 6.3. Cấu trúc hóa nội dung phần DTH làm cơ sở để xây dựng các graph nội dung theo nội dung từng chủ đề để thuần lợi cho việc tổ chức quá trình dạy học; 6.4. Xây dựng quy trình lập graph nội dung từ đó thiết kế các graph nội dung theo từng chủ đề, để tổ chức dạy học phần DTH, Sinh học 12 THPT; 6.5. Xây dựng quy trình sử dụng graph và đề xuất phương pháp sử dụng graph vào các khâu của quá trình dạy học đặc biệt là khâu dạy kiến thức mới; 6.6. Xác định các tiêu chí đánh giá hiệu quả dạy học bằng graph với một số kĩ năng cơ bản phát triển năng lực tư duy HS; 6.7. Thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng hiệu quả của việc vận dụng dạy học graph phần DTH, Sinh học 12 theo giả thuyết đề ra. 7. Phương pháp nghiên cứu 7.1. Phương pháp nghiên cứu lí thuyết Nghiên cứu các tài liệu có liên quan về lý thuyết Graph và ứng dụng của chúng để xây dựng cơ sở lý luận của đề tài: Các giáo trình lý luận dạy học, tài liệu về graph (giáo trình, luận án, bài báo), các giáo trình DTH, sách giáo khoa (SGK) Sinh học 12 - THPT và các tài liệu có liên quan khác làm cơ sở lý luận đặt tiền đề cho việc phân tích khái niệm, bản chất, vai trò, phân loại graph, rút ra nguyên tắc, quy trình lập graph nội dung và phương pháp sử dụng chúng để tổ chức hoạt động nhận thức cho học sinh trong dạy – học DTH theo hướng tích cực hóa hoạt động người học. 7.2. Phương pháp điều tra sư phạm - Điều tra thực trạng dạy – học DTH bằng phương pháp graph, tọa đàm với giáo viên và học sinh thông qua phỏng vấn, trả lời phiếu điều tra, quan sát thông qua dự giờ để tìm hiểu thực trạng và phân tích nguyên nhân thực trạng chất lượng dạy – học bộ môn. - Điều tra tình hình học tập của HS phần Di truyền học nói riêng và Sinh học 12 (THPT) nói chung thông qua kết quả sổ điểm bộ môn và phiếu điều tra làm cơ sở tìm nguyên nhân gây ra thực trạng. 7.3. Phương pháp chuyên gia Gặp gỡ, trao đổi, xin ý kiến góp ý của các thầy cô có học vị cao, các đồng nghiệp có kinh nghiệm và uy tín trong giảng dạy bộ môn về nguyên tắc, quy trình xây dựng và sử dụng graph nội dung để tổ chức dạy học phần DTH vào các khâu của bài lên lớp. 7.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm Dạy thực nghiệm một số giáo án theo phương pháp sử dụng graph tại một số lớp thực nghiệm ở một số trường THPT thuộc 2 tỉnh Hải Dương, Hải Phòng để đánh giá hiệu quả dạy - học bằng việc vận dụng Graph. 7.5. Phương pháp xử lí số liệu Sử dụng phần mềm excel để xử lý kết quả thu đựơc trong thực nghiệm thông qua các tham số: ; S2 (phương sai); S (độ lệch chuẩn); m (sai số trung bình cộng); Cv (hệ số biến thiên); Td (độ tin cậy) [11];[17] làm cơ sở so sánh kết quả thu được giữa nhóm lớp ĐC và TN để rút ra hiệu quả của vận dụng Graph vào dạy học phần DTH (Sinh học 12 – THPT). 7.6. Phương pháp đánh giá * Đánh giá mặt định lượng: Dựa trên kết quả thu được từ thực nghiệm so sánh giá trị Td với Tα (tra được từ bảng phân phối student) để rút ra nhận xét, đánh giá. * Đánh giá mặt định tính: - Dựa vào tiêu chí về phát triển năng lực để phân tích các mức độ nhận thức kiến thức của học sinh trong học tập. - Dựa vào khả năng nghiên cứu SGK, cấu trúc hóa nội dung, đọc, dịch và tự lập graph của học sinh để đánh giá các mức độ nhận thức của học sinh về các kĩ năng học của HS khi sử dụng Graph như là phương tiện, một phương pháp dạy học. - Dựa vào kết quả kiểm tra phân tích khả năng tiếp thu kiến thức và vận dụng kiến thức sau mỗi bài học (Mức độ lĩnh hội kiến thức) để đánh giá năng lực tư duy và độ bền kiến thức cũng như thái độ, ý thức học tập của học sinh giữa nhóm lớp đối chứng và thực nghiệm. 8. Đóng góp mới của luận án 8.1. Hệ thống, bổ sung, hoàn thiện cơ sở lí luận về lý thuyết Graph gồm: Bản chất graph, cách phân loại graph, đặc điểm của graph và vai trò của graph trong tổ chức các loại bài lên lớp. 8.2. Xây dựng được hệ thống Graph nội dung phần DTH và sử dụng chúng vào các khâu của quá trình dạy học góp phần hình thành cho người học năng lực tư duy hệ thống theo logic nội dung về ở các cấp độ tổ chức sống làm cơ sở thuận lợi giúp cho HS có phương pháp để học tất cả các kiến thức Sinh học khác. 8.3. Cấu trúc hóa nội dung SGK phần Di truyền học làm cơ sở xây dựng graph tổng quát về cơ sở vật chất, cơ chế của hiện tượng di truyền và biến dị ở các cấp độ tổ chức sống từ phân tử, tế bào đến cơ thể, quần thể, về tính quy luật của hiện tượng di truyền, những ứng dụng của di truyền trong sản xuất và đời sống, về di truyền học người từ đó đã xây dựng được các graph nội dung chi tiết để tổ chức các hoạt động học theo phương pháp Graph. 8.4. Đề xuất các nguyên tắc, quy trình xây dựng graph nội dung làm khuôn mẫu cho việc định hướng mức độ cần đạt của người học sau mỗi hoạt động dạy học bằng phương pháp Graph. 8.5. Luận án đã đề xuất quy trình sử dụng Graph như một phương tiện, một phương pháp vào các khâu của quá trình dạy học (đặc biệt là khâu nghiên cứu tài liệu mới) trong dạy học phần DTH, Sinh học 12 góp phần nâng cao chất lượng học tập qua việc rèn luyện các kĩ năng học bằng Graph. 8.6. Luận án bước đầu đã khẳng định vai trò của việc dạy – học bằng Graph vừa như là một phương tiện, một phương pháp dạy học tạo điều kiện cho HS hình thành và phát triển tư duy phân tích, tổng hợp, khái quát hóa theo con đường quy nạp và diễn dịch có hiệu quả, góp phần nâng cao năng lực học cho HS trong dạy học Sinh học nói chung và dạy học phần DTH nói riêng ở trường phổ thông. 8.7. Xây dựng các giáo án thực nghiệm theo hướng nghiên cứu để triển khai thực nghiệm đã bước đầu khẳng định được vai trò to lớn của graph trong dạy học phần DTH (Sinh học 12 – THPT) và có giá trị làm tư liệu tham khảo cho các giáo viên THPT. 9. Cấu trúc luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo và phụ lục, luận án được trình bày trong 3 chương: Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn về vận dụng graph trong dạy học; Chương 2. Xây dựng và sử dụng graph để tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy phần Di truyền học (Sinh học 12 – THPT); Chương 3. Thực nghiệm sư phạm. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG LÍ THUYẾT GRAPH TRONG DẠY HỌC PHẦN DI TRUYỀN HỌC (SINH HỌC 12 – THPT) 1.1. Lược sử nghiên cứu về lí thuyết graph ứng dụng vào dạy học 1.1.1. Nghiên cứu và ứng dụng graph trong dạy học trên thế giới Lý thuyết graph là một chuyên ngành của toán học được khai sinh kể từ công trình về bài toán “Bảy cây cầu ở Konigsburg” của Leonhard Euler (1707 – 1783), nhà toán học Thụy sỹ công bố vào năm 1736. Lúc đầu, lý thuyết graph là một bộ phận nhỏ của toán học, chủ yếu nghiên cứu giải quyết những bài toán có tính chất giải trí và tiêu khiển chưa thu hút được sự chú ý của các nhà khoa học nên thành tựu của nó không nhiều. Thời điểm nhảy vọt của lý thuyết graph có thể tính từ khoảng cuối thế kỷ XIX, đầu thế kỷ XX, khi một số công trình có quan hệ chặt chẽ với lý thuyết graph như topo và lí thuyết tập hợp đã trở thành tâm điểm chú ý của nhiều nhà nghiên cứu. Tuy thế, lúc bấy giờ lí thuyết graph cũng chỉ mới được coi là có chỗ đứng trong “vương quốc” của toán học. Lý thuyết graph hiện đại bắt đầu được công bố trong cuốn sách “ Lý thuyết graph định hướng và vô hướng” của Comig, xuất bản ở Lepzic vào năm 1936. Từ đó đến nay, nhiều nhà toán học trên thế giới đã nghiên cứu làm cho môn học này ngày càng phong phú và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của các ngành khoa học như điều khiển học, mạng điện tử, lý thuyết thông tin, vận trù học, kinh tế học..v.v. Năm 1958, tại Pháp Claude Berge đã viết cuốn “Lý thuyết graph và những ứng dụng của nó”. Trong cuốn sách này, tác giả đã trình bày những khái niệm và định lý toán học cơ bản của lý thuyết graph, đặc biệt là ứng dụng của lý thuyết graph trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Trên mạng Internet, tính đến nay đã có hàng ngàn bài báo nghiên cứu về lý thuyết graph và những ứng dụng của nó được đăng tải trên các tạp chí như: Tạp chí lý thuyết Graph (Journal of Combinatorial Theory); và nhiều tạp chí nổi tiếng khác. Có thể đọc các tài liệu trên mạng internet về lý thuyết graph và những ứng dụng của nó theo các địa chỉ sau: “Graph theory” [46] “Some graph theory algorithm animations” [47]; Jonathan L Gross & Jay Yellen, Topological Graph Theory, New York USA [49]; Hiện nay, trên thế giới có những nhóm tác giả đang nghiên cứu để chuyển hóa lý thuyết graph vào những lĩnh vực khoa học khác nhau: trường Đại học tổng hợp Antrep – Bỉ (University of Antwerp) có nhóm nghiên cứu của giáo sư Dirk Janssens; trường Đại học kỹ thuật Beclin – Đức, có nhóm nghiên cứu của giáo sư Hartmut Ehrig; trường Đại học Tổng hợp Layden – Hà lan có giáo sư Grzegorz Rozenberg; trường Đại học Roma (Italia) có giáo sư Francesco Parisi Presicce[10] Ở Hoa kỳ có nhiều tác giả đã nghiên cứu sâu về lý thuyết graph làm cơ sở khoa học cho lý thuyết mạng máy tính và chuyển hóa vào các ngành khoa học khác. Trong đó nổi bật nhất là những công trình nghiên cứu của Jonathan L Gross (trường Đại học Columbia, Niu Yooc) và Jay yellen (trường Rolin, Florida), hai tác giả này đã công bố nhiều công trình về graph [44], [45], [50]; [49]. Cuốn sách “Handbook of Graph Theory” [50] của Jonathan L Gross và Jay Yellen là một trong những cuốn sách hướng dẫn tra cứu đầy đủ nhất về lý thuyết graph đã được xuất bản với ngôn ngữ trình bày trong sáng, đem đến cho độc giả những thông tin dễ hiểu. Sự bàn luận của mỗi chủ đề trong lý thuyết graph bao gồm những định nghĩa mang tính bản chất, những cơ sở khoa học kèm theo ví dụ, những bảng với những lời bình. Trong một vài lĩnh vực các tác giả còn nêu lên sự phỏng đoán và những vấn đề “mở” yêu cầu độc giả suy nghĩ sâu hơn. Trong cuốn “Lý thuyết graph và những ứng dụng của nó” [48], Jonathan L Gross và Jay Yellen đã trình bày bài toán về “cây” và ứng dụng lý thuyết grap trong các lĩnh vực tin học, thiết kế mạng Internet, mạng điện. Với hơn 700 hình vẽ và hơn 1600 ví dụ hướng dẫn cụ thể. Tóm lại, lý thuyết grap và những ứng dụng của nó đã và đang được nghiên cứu để áp dụng vào các lĩnh vực khác nhau trong đó có lĩnh vực giáo dục. 1.1.1.2. Vận dụng lí thuyết graph vào dạy học trên thế giới Về mặt lí luận, graph có tính khái quát cao, tính chuyển tải rộng và ổn định vững chắc. Còn xét về mặt tâm lí - lí luận dạy học, graph vừa trừu tượng, khái quát lại vừa có thể biểu đạt bằng sơ đồ hình hoạ cụ thể mang tính trực quan. Chính vì thế mà phương pháp graph toán học đã tiếp cận và chuyển hoá thành phương pháp dạy học trong nhà trường. Đến năm 1960 các thành tựu nghiên cứu graph ứng dụng vào dạy học trong trường học mới thu được những thành tựu đáng kể. Năm 1965-1966, nhà sư phạm Nga L.N Lanđa đã tiến hành thực nghiệm chuyển hoá phương pháp algôrit của toán học thành phương pháp dạy học chung cho nhiều môn khoa học trong nhà trường. Phương pháp algorit toán học đã được cải biến cho phù hợp với những quy luật tâm lí học và lí luận dạy học để thật sự trở thành một phương pháp dạy học. Dạy học bằng graph đã đem lại những hiệu quả cao. Công trình của L.N.Lanđa mở ra một xu hướng mới cho việc chuyển hoá những phương pháp khoa học khái quát thành những phương pháp dạy và học. Cũng bắt đầu từ thời điểm đó, nhiều nhà khoa học Nga (Liên Xô cũ), Đức, Pháp, Thuỵ Sĩ... lần lượt cho ra đời những công trình nghiên cứu về lí thuyết graph cũng như những ứng dụng của nó trong mọi mặt của đời sống xã hội hiện đại. Năm 1965 A.M.Xokhor là người đầu tiên đã vận dụng một số quan điểm lí thuyết graph định hướng để mô hình hóa nội dung một tài liệu giáo khoa về một khái niệm, một định luật. Ông cho rằng trong dạy học Hóa học, khái niệm là phần tử cơ bản hợp thành tài liệu giáo khoa. Cấu trúc của một đoạn tài liệu giáo khoa là tổ hợp những mối liên hệ bên trong các khái niệm và mối liên hệ qua lại của các phần tử chứa đựng trong đoạn tài liệu đó. Cấu trúc của tài liệu giáo khoa có thể diễn tả một cách trực quan bằng một graph và gọi là “cấu trúc logic của tài liệu” [42]. Cụ thể là ông đã diễn tả những khái niệm bằng những graph, khái niệm còn được bố trí trong các ô và các mũi tên chỉ sự liên h...liên hệ giữa các kiến thức chủ chốt diễn tả logic phát triển nội tại của bài học, từ kiến thức bắt đầu đến kiến thức cuối cùng. Graph nội dung là tập hợp những yếu tố thành phần của một nội dung trí dục và mối liên hệ bên trong giữa chúng với nhau, đồng thời diễn tả cấu trúc logic của nội dung dạy học bằng một ngôn ngữ trực quan, khái quát và súc tích, được sắp xếp theo một hệ thống lôgic. Nó là sơ đồ mạng của lôgic phát triển của nội dung bài lên lớp trình bày cho người đọc graph thấy mạch chính, mạch nhánh. Vì vậy, trong graph nội dung cần sử dụng rộng rãi các phương tiện để quy ước tốt nhất (các loại kí hiệu, các ô khung, mũi tên, màu sẵc.....) đề dễ hiểu, dễ nhớ, dễ liên hệ đến kiến thức của bài. Trong dạy học Sinh học đặc biệt là phần DTH, graph nội dung chứa đựng nội dung một khái niệm, cơ chế, quá trình, quy luật thuộc một bài học, cấu trúc một chương, một phần nội dung và mối liên hệ giữa chúng. Ví dụ Graph nội dung cơ chế phát sinh đột biến đa bội (hình 1.24). Hình 1.24: Graph nội dung cơ chế phát sinh đột biến đa bội * Graph hoạt động (hay còn gọi là graph cấu trúc bài lên lớp - phương pháp graph) Graph hoạt động là graph mô tả trình tự các hoạt động sư phạm theo lôgic hoạt động nhận thức nhằm tối ưu hoá bài học [10], [23]. Graph hoạt động mô tả các thao tác sư phạm - những hoạt động của thầy và tṛò trong quá trình hình thành tri thức mới đó là quá trình phát hiện các đỉnh, mối liên hệ giữa các đỉnh bằng các cung để nhận thức ra một phần kiến thức mới qua các thao tác của trò. Như vậy, Graph hoạt động là mặt phương pháp, nó được xây dựng trên cơ sở triển khai nhận thức graph nội dung thông qua các thao tác sư phạm của GV và hoạt động học của HS, bao gồm cả việc sử dụng các phương pháp, biện pháp và phương tiện dạy học. Graph hoạt động có tính chất tương tự như algorit, có tác dụng chỉ dẫn thứ tự các hoạt động dạy học và các thao tác hoàn thành các công đoạn để tạo ra graph nội dung trong các hoạt động dạy học để từ đó lần lượt khai thác kiến thức nội dung SGK cho mỗi phần nội dung kiến thức cần lĩnh hội thông qua các thao tác sư phạm của GV và HS như cách đặt và trả lời câu hỏi, bài tập, thông qua việc quan sát tranh, mô hình, thí nghiệmNó có thể được biểu diễn bằng những sơ đồ hoặc bằng bảng chỉ dẫn hoặc viết dưới dạng bài soạn. Mỗi hoạt động trong graph bao gồm thứ tự các thao tác thực hiện tìm kiếm các đỉnh, các cung của graph, kết quả cuối cùng tạo ra 1 graph nội dung hoàn chỉnh. Ví dụ: Graph hoạt động phần 1 - bài “gen và mã di truyền” gồm các thao tác sau: - TT1 (GV): Yêu cầu học sinh nghiên cứu SGK mục I trang 6 cho biết gen cấu trúc là gì? - TT2 (HS): Nghiên cứu nội dung SGK để đưa ra định nghĩa gen cấu trúc; - TT3 (GV): Gọi từng em trả lời, GV hoàn chỉnh khái niệm, cùng với HS phân tích bản chất của khái niệm gen theo sơ đồ graph bằng cách viết lên bảng đỉnh xuất phát khái niệm gen cấu trúc và hai đỉnh chính là cấu trúc là một đoạn phân tử ADN và chức năng của gen cấu trúc mã hóa chuỗi polipeptit hoặc phân tử ARN; - TT4 (HS): Ghi chép nội dung khái niệm gen theo sự hướng dẫn của GV; - TT5 (GV): Yêu cầu HS nghiên cứu tiếp phần cấu trúc chung của gen cấu trúc và trả lời các câu hỏi sau để hoàn thiện graph về gen cấu trúc ở phần cấu trúc gen; 1. Cấu trúc của gen cấu trúc gồm mấy vùng? Chức năng của mỗi vùng? 2. Gen cấu trúc ở SVNS khác SVNT ở chỗ nào? - TT6 (HS): Nghiên cứu SGK, trả lời câu hỏi và tự hoàn thiện vào graph ở phần cấu trúc của gen cấu trúc ; - TT7 (GV): Tập hợp các sơ đồ của các nhóm phân tích, chỉnh sửa và đưa ra graph hoàn chỉnh về gen. Các thao tác trên được mô hình hóa thành graph hoạt động sau (hình 1.25). Hình 1.25: Graph hoạt động tìm hiểu về gen Từ các thao tác giữa GV và HS trong hoạt động tìm hiểu về gen theo thứ tự ở trên, ta lập được graph nội dung về gen cấu trúc hoàn chỉnh như sau (hình 1.26). Hình 1.26: Graph nội dung gen cấu trúc Như vậy, thông qua các thao tác hoạt động của GV và HS trong mỗi hoạt động dạy học tìm ra kiến thức chốt và mối quan hệ giữa các kiến thức đó, từ đó ta lập được graph nội dung. Nói cách khác, Graph hoạt động là một sơ đồ thể hiện trình tự các hoạt động dạy của thày đóng vai trò hướng dẫn, chỉ đạo và hoạt động học của trò mang tính tích cực, chủ động khai thác nội dung, tìm kiến thức mới dưới sự chỉ đạo của thầy theo một trình tự logic khoa học phù hợp với quy luật của quá trình nhận thức để phát hiện và tiếp nhận các tri thức khoa học cần thiết. * Mối quan hệ giữa graph nội dung và graph hoạt động trong dạy học Graph nội dung và graph hoạt động dạy học đều được tiến hành trong một bài học, chúng thể hiện mối quan hệ logic giữa các thành phần tham gia, chúng là phương thức giúp các nhà sư phạm đạt được những mục đích nhất định của trong quá trình giảng dạy. - Graph nội dung thể hiện logic của các thành phần nội dung kiến thức trong một bài học, có tính khách quan, về cơ bản không thay đổi và nó phù hợp với việc phải đạt “chuẩn kiến thức” mà mục tiêu bài học đã quy định. Còn graph hoạt động dạy học là trình tự các thao tác về hoạt động của GV và HS nhằm thực hiện mục tiêu bài học, nó có tính linh hoạt cao trong hình thành kỹ năng, năng lực nhận thức. Như vậy, Graph hoạt động là tiến trình, kế hoạch bài học được dự kiến thể hiện trong giáo án để hoàn thành được các nội dung về kiến thức, kĩ năng, thái độ cần đạt được của HS hay nó chính là mặt phương pháp, là cách thức hoạt động của GV và HS để tìm ra nội dung tri thức. - Trong khâu chuẩn bị bài (soạn giáo án) dựa vào mục tiêu và nội dung sách giáo khoa, chương trình, tài liệu tham khảoGV lập graph nội dung của một tổ hợp kiến thức (một khái niệm, cơ chế, quá trình, quy luật..) hay một bài học. Để lập được graph nội dung GV cần phải xác định các hoạt động dạy – học và các thao tác trong mỗi hoạt động để dẫn dắt HS nghiên cứu, phân tích, khai thác (graph hoạt động)Đưa đến các nội dung kiến thức cần lĩnh hội (graph nội dung). - Trên lớp, GV triển khai việc thực hiện các thao tác đó (sử dụng graph hoạt động – phương pháp graph) để HS khai thác SGK và rút ra kiến thức cho bản thân và lập được graph nội dung dạy học, thông qua việc triển khai graph hoạt động từ đó HS lập graph nội dung tức là tri thức được lĩnh hội. Mối quan hệ giữa graph nội dung và graph hoạt động ở trên, chúng tôi có thể chuyển hóa thành sơ đồ sau (hình 1.27). Graph hoạt động Graph nội dung Các thao tác Nội dung cần lĩnh hội Nội dung 1 Thao tác 1 Thao tác 2 . Thao tác n Nội dung n .. Nội dung 2 Hình 1.27: Sơ đồ mối quan hệ giữa graph nội dung và graph hoạt động Như vậy, graph nội dung và graph hoạt động có mối quan hệ hai chiều. Trong khâu chuẩn bị bài học, GV căn cứ vào nội dung kiến thức cần lập (graph nội dung) từ đó xác định các thao tác cho từng hoạt động (graph hoạt động) để tổ chức cho HS tìm ra tri thức cần lĩnh hội (lập được graph nội dung). Trong khâu thực hiện bài lên lớp hoặc tự học, GV dùng graph hoạt động (phương pháp graph) triển khai các thao tác trong mỗi hoạt động để tổ chức HS tìm tri thức và thiết lập mối quan hệ các tri thức (lập graph nội dung) theo một logic khoa học. Với mục đích cuối cùng là HS lập được graph nội dung thông qua các thao tác tư duy. Việc triển khai Graph hoạt động (sử dụng graph hoạt động – phương pháp graph dạy học) thực chất là xây dựng các thành phần cơ bản của Graph nội dung. Cần lưu ý rằng cùng một nội dung, một mục đích dạy học có thể diễn đạt bằng nhiều dạng sơ đồ graph khác nhau, vì thế sự phân loại trên chỉ mang tính chất tương đối. 1.2.4. Cách biểu diễn Graph Có nhiều cách để biểu diễn graph. Tuy nhiên, các cách biểu diễn này không tương đương nhau theo quan điểm của các thuật toán như ma trận kề, ma trận tới đỉnh – cung (hay đỉnh – cạnh trong trường hợp không định hướng) và danh sách kề [15], [20]. 1.2.4.1. Ma trận liền kề (Ma trận kề) Xét một graph G = (V, E) là graph đơn có số đỉnh (kí hiệu |V|) là n, không mất tính tổng quát có thể coi các đỉnh được đánh số 1, 2, 3..n. Khi đó ta có thể biểu diễn graph bằng một ma trận kề (vuông) A = [aij] cấp n (nxn) có n hàng tương ứng với các đỉnh khởi đầu và n cột tương ứng với các đỉnh kết thúc, được định nghĩa như sau: - aij = 1 (True) nếu có một cung (cạnh) nối (i,j) ∈ E - aij = 0 (False) nếu (i,j) ∉ E * Quy ước aii = 0 với ∀i Đối với đa đồ thị thì việc biểu diễn cũng tương tự trên chỉ khác nếu như (i, j) là cạnh thì không phải ghi số 1 vào vị trí aij mà là ghi số cạnh nối giữa đỉnh i và đỉnh j [20]. Ví dụ: Ma trận kề của graph được biểu diễn như sau Ma trận kề của graph vô hướng hình 1.28. 1 2 3 4 5 Kết thúc 1 0 0 1 1 0 2 0 0 0 1 1 3 1 0 0 0 1 4 1 1 0 0 0 5 0 1 1 0 0 Khởi đầu 1 5 2 3 4 Hình 1.28: Graph vô hướng của ma trận kề Ma trận kề của graph có hướng hình 1.29 1 2 3 4 5 Kết thúc 1 0 0 1 0 0 2 0 0 0 1 0 3 0 0 0 0 1 4 1 0 0 0 0 5 0 1 0 0 0 Khởi đầu 1 5 2 3 4 Hình 1.29: Graph có hướng của ma trận kề Các tích chất của ma trận liền kề [20]: - Đối với graph vô hướng G, thì ma trận liền kề tương ứng là ma trận đối xứng (aij = aji), điều này không đúng với graph có hướng. - Nếu G là graph vô hướng và A là ma trận liền kề tương ứng thì trên ma trận A: Tổng các số trên hàng i = tổng các số trên cột i = bậc của đỉnh i = deg (i) - Nếu G là đồ thị có hướng và A là ma trận liền kề tương ứng thì trên ma trận A: + Tổng các số trên hàng i = Bán bậc vào của đỉnh i = deg+(i) + Tổng các số trên cột i = Bán bậc ra của đỉnh i = deg-(i) Như vậy, muốn lập được graph ta lập ma trận liền kề giữa các đỉnh để kiểm tra xem hai đỉnh (i, j) của graph có kề nhau hay không, ta chỉ việc kiểm tra aij # 0. 1.2.4.2. Danh sách cạnh Trong trường hợp graph có n đỉnh, m cạnh, ta có thể biểu diễn đồ thị dưới dạng danh sách cạnh. Trong cách biểu diễn này, người ta liệt kê tất cả các cạnh của đồ thị trong một danh sách, mỗi phần tử của danh sách là một cặp (i, j) tương ứng với một cạnh của graph (trong trường hợp graph có hướng thì mỗi cặp (i, j) tương ứng với một cung, i là đỉnh đầu, j là đỉnh cuối của cung). Ví dụ: Graph trên hình 1.28 ta có danh sách cạnh như sau: 1 2 3 4 5 (1,3) (2,4) (3,5) (4,1) (5,2) Hình 1.29 ta có danh sách cạnh như sau: 1 2 3 4 5 (1,3) (2,4) (3,5) (4,1) (5,2) 1.2.5. Đăc điểm của graph trong dạy học Graph là một lí thuyết có nguồn gốc từ toán học, tồn tại như một khoa học độc lập. Ngày nay, lí thuyết graph đã được sử dụng rộng rãi, khá quen thuộc đối với nhiều ngành khoa học vì graph có những đặc điểm cơ bản sau: 1.2.5.1. Tính hệ thống, khái quát Graph là sơ đồ thể hiện toàn bộ nội dung cơ bản của một khái niệm, cơ chế của một quá trình, một quy luật, một bài học hay một chương, một mục. Khi nhìn vào graph, có thể thấy toàn bộ nội dung kiến thức chọn lọc nhất, chủ yếu nhất, quan trọng nhất được thể hiện trong các đỉnh đã làm nổi bật trọng tâm của từng phần hay toàn bộ nội dung vấn đề trong bài lên lớp. Mặt khác, ta còn nhận ra mối quan hệ ẩn tàng giữa chúng được thể hiện qua các cung của graph. Do đó, graph là cơ sở để học sinh tái hiện lại những kiến thức cụ thể của một nội dung bài học. Graph được thể hiện phổ biến theo sơ đồ hình cây, đó là một cây kiến thức được sắp xếp theo thứ tự, tầng bậc, nêu lên trình tự kiến thức của một phần, thứ tự các sự kiện trong một quá trình, một cơ chế, các mục của một bài học, từ mục đầu của bài học đến kết thúc (hoặc trình tự kiến thức trong nội dung một vấn đề), nêu lên lôgic phát triển của bài. Trong một graph, chỉ có một đỉnh xác định đề tài của graph (gốc – đỉnh mức 0), còn lại là các đỉnh mức 1, đỉnh mức 2... Các đỉnh này thuộc các tầng bậc khác nhau. Sự phân chia thành các tầng bậc của các đỉnh như vậy đã tạo nên tính hệ thống của graph. Nhìn vào graph, ta thấy được tổng thể lôgic phát triển của nội dung kiến thức bài học. HS vừa có thể nhận thức tách biệt được những đơn vị kiến thức trong một nội dung bài học một cách dễ dàng, đồng thời vừa nhận thức được mối quan hệ hữu cơ giữa các đơn vị kiến thức ấy. Sử dụng graph trong dạy học là cung cấp cho HS một phương pháp tư duy và tự học khái quát. 1.2.5.2. Tính lôgíc Nội dung của graph nêu lên được những dấu hiệu bản chất nhất của các kiến thức, các khái niệm, định luật,.. loại trừ những cái thứ yếu, rườm rà. Do sự sắp xếp các đỉnh và mối liên hệ giữa các đỉnh đó cho ta thấy tính hệ thống các kiến thức nên graph mang tính lôgíc cao. Tính lôgíc của graph thể hiện ở sự rõ ràng, rành mạch trong các mối quan hệ ngang, dọc, rẽ, nhánh giữa các đơn vị kiến thức. Qua graph, người học có thể thấy lôgíc sự phát triển các nội dung (vấn đề bắt đầu từ đâu và phát triển như thế nào). Tính lôgíc của graph giúp cho học sinh tư duy rõ ràng và khúc triết hơn khi tiếp thu vấn đề. 1.2.5.3. Tính trực quan Trực quan là công cụ tác động trực tiếp đến giác quan của HS, giúp các em nắm bắt mọi vấn đề dễ dàng hơn. Một graph nội dung được bố trí với những hình khối đẹp, có sự sắp xếp hợp lí, rõ ràng, không rối mắt kèm theo những kí hiệu màu sắc, nét đậm, nhạt đã tạo nên một hình tượng hấp dẫn thu hút sự chú ý của mọi đối tượng. Ngôn ngữ graph ngắn gọn, súc tích sẽ là điểm tựa quan trọng cho sự ghi nhớ và tái hiện tri thức của học sinh về nội dung bài học. HS không phải học thuộc lòng mà chỉ cần ghi nhớ những dấu hiệu cơ bản của đối tượng nghiên cứu và các mối quan hệ của các yếu tố trong một hệ thống nhất định được thể hiện trong graph. Một graph hợp lí, chính xác, sử dụng đúng quy trình, phù hợp đặc trưng bộ môn sẽ trở thành một phương tiện trực quan đóng vai trò cung cấp nguồn thông tin học tập, tạo ra nhiều khả năng để giáo viên trình bày nội dung bài học một cách sâu sắc, thuận lợi và HS nhận thức nhanh chóng được vấn đề, đồng thời, góp phần hình thành ở HS những phương pháp học tập tích cực, chủ động. 1.2.5.4. Tính ổn định và chuyển tải cao Graph có tính ổn định vì được tạo ra từ phương pháp khoa học ổn định. Nó thuộc phương pháp riêng, rộng, có thể áp dụng trong nhiều môn khoa học và dễ kết hợp với các phương pháp dạy học khác như: diễn giảng, đàm thoại, nêu vấn đề....Mặt khác, có thể sử dụng nó trong các kiểu bài lên lớp như; bài lên lớp nghiên cứu tài liệu mới, bài lên lớp ôn tập, kiểm tra đánh giá. Nhờ tính trực quan, khái quát, hệ thống, lôgic nên graph có tính chuyển tải cao. trong một thời gian ngắn có thể cung cấp cho người học một lượng kiến thức lớn, với những mối quan hệ phức tạp, tạo thuận lợi cho việc giảng dạy, tự học, tự nghiên cứu nội dung bài học, môn học. 1.2.6. Graph với quá trình dạy học 1.2.6.1. Vai trò của graph trong quá trình dạy học Theo lí luận của chủ nghĩa Mác - Lênin, quá trình lao động nào cũng đòi hỏi phải có ba yếu tố: Người lao động để đạt được mục đích đặt ra; đối tượng lao động và phương tiện lao động [4-tr68]. Quá trình dạy học là quá trình lao động của cả giáo viên và học sinh cũng chứa đựng 3 yếu tố đó là: Người lao động là GV và HS; đối tượng lao động là nội dung tri thức; phương tiện lao động là SGK, hình vẽ, sơ đồ, bảng biểu và các phương tiện trực quan khácGiáo viên đóng vai trò là hoạt động dạy vừa là hoạt động tổ chức, vừa là hoạt động điều khiển. Học sinh đóng vai trò hoạt động học là quá trình tiếp nhận và tự điều khiển một cách tích cực, chủ động và sáng tạo. Trong dạy học DTH, nội dung bài học DTH là một hệ thống các khái niệm và những mối quan hệ giữa các khái niệm, các quy luật; và vận dụng các khái niệm, các quy luật, cơ chế, quá trình vào thực tiễn sản xuất, đời sống. Nội dung bài học bởi thế trở thành đối tượng của sự lĩnh hội và là yếu tố khách quan quyết định lôgíc khoa học của quá trình dạy học. Ở đây, hoạt động dạy vừa là hoạt động tổ chức vì dạy là quá trình cung cấp các kiến thức cho HS, vừa là hoạt động điều khiển vì dạy là quá trình hướng dẫn HS để các em chủ động tiếp nhận kiến thức. Hai quá trình tổ chức và điều khiển có mối quan hệ chặt chẽ và tác động qua lại với nhau trong hoạt động dạy. Hoạt động học vừa là quá trình tiếp nhận vì học là quá trình lĩnh hội kiến thức, vừa là hoạt động tự điều khiển vì học là quá trình chịu sự điều khiển của việc tổ chức hoạt động nhận thức. Để tổ chức hoạt động dạy và hoạt động học phải sử dụng đến phương tiện dạy học và cách thức (phương pháp) sử dụng các phương tiện đó để GV tổ chức, điều khiển, hướng dẫn HS chủ động tiếp nhận nội dung tri thức (đối tượng lao động) và HS tiếp nhận, tự điều khiển một cách tích cực, chủ động và sáng tạo. Như vậy, quá trình dạy học bao gồm ba thành tố cơ bản: Nội dung bài học, hoạt động dạy và hoạt động học. Các thành tố này có sự tác động qua lại với nhau hết sức chặt chẽ. Cấu trúc của quá trình dạy học có thể được diễn tả trực quan bằng graph dưới đây (hình 1.30). QUÁ TRÌNH DẠY HỌC Nội dung tri thức Hoạt động dạy Tổ chức Tiếp nhận Hoạt động học Điều khiển Tự điều khiển Hình 1.30: Graph cấu trúc quá trình dạy học Việc sử dụng graph trong quá trình dạy học có thế mạnh để cấu trúc hoá, mô hình hoá cả nội dung dạy học (graph nội dung - phương tiện dạy học) và các hoạt động dạy và hoạt động học (graph hoạt động - phương pháp dạy học). Vì thế sẽ giúp cho GV chọn được con đường thích hợp nhất để đạt mục đích đặt ra. Với khả năng mô hình hoá được cấu trúc của một hoạt động, graph chỉ ra cho cả người dạy lẫn người học biết rõ điểm khởi đầu cũng như kết thúc của một quá trình. Graph trong quá trình dạy học có vai trò vừa như là phương tiện vừa như là phương pháp dạy học. * Graph như là phương tiện dạy học Phương tiện dạy học: Là tất cả những gì có thể dùng để tác động tới học sinh, giúp các em hình thành tri thức, kĩ năng, kĩ xảo cũng như hình thành được nhân cách tốt đẹp mà gia đình, nhà trường và xã hội mong muốn. Phương tiện đó có thể là lời nói hay hành động của giáo viên, là SGK hay tài liệu học tập, là thiết bị máy móc hay dụng cụ thí nghiệm trực quan, là các tập bản đồ hay mẫu vật, là máy móc ghi âm hay phim ảnh, băng hình, sơ đồ tư duy, bản đồ khái niệm, graph....Mỗi phương tiện có vai trò khác nhau trong việc dạy học. Một số phương tiện đóng vai trò như một "công cụ", lại vừa giữ vai trò là "đối tượng" trực tiếp của việc nghiên cứu, có những phương tiện giữ vai trò "trung gian" là cầu nối giữa kiến thức trong tư liệu giáo khoa với kiến thức thực tế. Với cách hiểu về phương tiện như vậy, thì graph là phương tiện được GV sử dụng để khắc sâu kiến thức, cụ thể hoá, chính xác hoá nội dung trong quá trình dạy và HS dùng graph để học, để thu nhận được kiến thức, đạt được kĩ năng trong quá trình học. Có thể hình dung sự tác động qua lại giữa mục đích dạy học, phương tiện graph với việc dạy và học bằng sơ đồ sau (hình 1.31). GV (hoạt động dạy) Phương tiện DH (graph và các phương tiện khác) Mục đích DH (kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo) HS (hoạt động học) Hình 1.31: Mối quan hệ giữa phương tiện DH và mục đích DH trong quá trình DH Graph được sử dụng như một phương tiện (graph nội dung) trong dạy học thường sử dụng ở các dạng graph đủ, graph thiếu, graph câm và được sử dụng dưới các hình thức: - Graph dùng để giải thích - minh hoạ: Giáo viên trình bày nội dung kiến thức đã được chuẩn bị sẵn bằng một graph kết hợp với giảng giải, còn học sinh thì tiếp nhận và ghi nhớ nội dung đó cũng thông qua graph ấy. - Graph dùng để ôn tập, củng cố, hoàn thiện kiến thức và trong kiểm tra đánh giá việc học của học sinh: GV đưa ra một “Graph thiếu, graph câm, hoặc graph khuyết", HS nghiên cứu và qua kiến thức đã học, kết hợp nghiên cứu tài liệu hoàn chỉnh graph đã cho. - Graph dùng để dạy thí nghiệm, thực hành: Khi hướng dẫn HS làm thí nghiệm, thực hành, GV đưa ra sơ đồ graph gồm các bước của quy trình thí nghiệm là cơ sở cho HS tiến hành thí nghiệm. - Graph dùng để nghiên cứu nội dung kiến thức mới: Bài dạy được tiến hành dựa trên việc triển khai graph đủ mà GV giao cho HS chuẩn bị trước ở nhà theo các câu hỏi, bài tập mà GV đặt ra hoặc GV hướng dẫn HS xây dựng các graph nội dung kiến thức mới theo logic nội dung của từng nội dung thuộc mỗi phần trong bài hoặc cả bài, cuối cùng dựa trên graph HS xây dựng được, GV chỉnh sửa đưa ra graph hoàn chỉnh. - Graph dùng để định hướng các bước giải một bài tập: Mỗi loại bài tập có một quy trình giải cụ thể ứng với một graph phù hợp. * Graph như một phương pháp dạy học Các nhà nghiên cứu về giáo dục đã cho thấy: Phương pháp luôn bao gồm hai mặt chủ quan và khách quan. Phương pháp gắn liền với chủ thể, là cách lựa chọn, là kinh nghiệm hoạt động thể hiện trong việc nhận thức của chủ thể về các quy luật hoạt động của đối tượng nên phương pháp mang tính chủ quan, nhưng phương pháp lại gắn liền với đối tượng, chịu sự chi phối của đối tượng. Mỗi đối tượng có những đặc điểm riêng, những quy luật vận động, tồn tại và phát triển riêng buộc chủ thể phải tuân theo khi tiếp cận đối tượng, Chính vì lẽ đó, phương pháp mang tính khách quan. Hai mặt chủ quan và khách quan luôn luôn có sự tác động lẫn nhau, nhưng trong sự tác động đó, mặt khách quan giữ vai trò chủ đạo; mặt chủ quan phụ thuộc và chịu sự chi phối của mặt khách quan. Khi nắm vững quy luật khách quan của đối tượng, chủ thể có cơ sở để lựa chọn các thao tác, quy trình và thực hiện hành động một cách đúng đắn, hợp lí để đi đến kết quả. Không hiểu đúng bản chất của đối tượng, không nắm vững được quy luật vận động khách quan - hay nói một cách khác: không nắm chắc nội dung bài học - chủ thể không thể tìm thấy một phương pháp có hiệu quả. Khi lập graph cho một đối tượng nghiên cứu nào đó đều cố gắng bám sát đối tượng để phản ánh một cách trung thành nhất bản chất của đối tượng ấy. Đối tượng có bao nhiêu bộ phận, mối quan hệ giữa chúng ra sao, kết cấu của chúng như thế nào, ... đều được thể hiện cụ thể trong graph. Sự phản ánh này hoàn toàn không phụ thuộc vào ý định chủ quan của người lập graph, bất kì ai lập graph cho đối tượng cụ thể đó thì những bộ phận, những mối quan hệ ấy vẫn được đảm bảo phản ánh trong graph. Đó không phải là sự phản ánh đơn thuần mang tính hình thức, phản ánh cái bên ngoài, mà là sự phản ánh về sự vận động bên trong, sự vận động của chính nội dung, không ai có quyền thay đổi. Chính đặc điểm ấy, graph đảm bảo tính khách quan vốn có của một phương pháp. Nhưng graph lại do một chủ thể nhận thức nhất định nào đó ý thức về đối tượng lập ra theo cách hiểu riêng của mình, với trình tự các thao tác, các bước đi để đến với mục đích theo cách nghĩ riêng. Bởi vậy, graph lại mang tính chủ quan. Mỗi graph được lập như thế đều đảm bảo đủ hai mặt cả khách quan và chủ quan của phương pháp. Theo các quy luật vận động và phát triển của đối tượng, bản thân graph chưa phải là phương pháp, nhưng nhờ có graph mà ta có cơ sở để tìm ra phương pháp [4]. Từ phân tích đặc điểm trên, graph vừa có tính chất của một phương tiện, vừa có những đặc điểm của một phương pháp dạy học. Khi đứng dưới góc độ xem xét cái tác động đến đối tượng, có thể coi graph như một phương tiện tác động hay đó chính là graph nội dung. Nhưng khi đứng dưới góc độ khác, góc độ của phương thức, cách thức tác động thì graph lại có thể xem như một phương pháp. Nếu xét cụ thể trong tiết học, khi giáo viên sử dụng graph để dạy, HS sử dụng graph để học thì khi đó graph là phương tiện; còn quá trình GV dẫn dắt HS tiếp nhận tri thức, nội dung bài học, bằng cách hình thành dần từng đỉnh của graph thì lúc này graph mang đặc điểm của một phương pháp (graph hoạt động) [4]. Xét từ góc độ PPDH, graph trong nghiên cứu toán học có thể chuyển hoá thành PPDH thông qua việc xử lí sư phạm. Graph trong toán học được lựa chọn chuyển hoá thành PPDH của các bộ môn khoa học trong nhà trường phổ thông vì phương pháp graph có nhiều ưu thế trong việc mô hình hoá cấu trúc của hoạt động, từ phức tạp đến đơn giản; từ vi mô đến vĩ mô; từ trực quan, cụ thể đến khái quát, trừu tượng. Hơn nữa, graph còn có khả năng vừa thể hiện được sự vận động và phát triển của đối tượng, vừa phản ánh được đặc điểm tĩnh, đặc điểm hệ thống, đặc điểm cấu trúc của đối tượng đó. Như vậy, graph có khả năng tối ưu trong việc diễn đạt hai mặt tĩnh và động của đối tượng cần nghiên cứu, là một trợ thủ đắc lực và hiệu quả cho sự thể hiện nội dung trong dạy học, đặc biệt đối với những môn học gắn liền với tư duy lôgíc, gắn liền với sự trừu tượng hoá, khái quát hoá cao như môn Sinh học đặc biệt phần Di truyền học (Sinh 12 – THPT). Cũng như tất cả các PPDH khác, phương pháp graph chịu sự chi phối của mục đích và nội dung dạy học. Về phía người dạy, có thể hiểu phương pháp graph là hệ thống những cách thức, biện pháp GV sử dụng để cấu trúc nội dung bài học thành một graph dạy học nhằm đạt được mục đích dạy học. Về phía người học, graph là con đường dẫn HS chiếm lĩnh một cách có hiệu quả nội dung bài học, trên cơ sở đó đạt được mục đích học tập, hình thành được phương pháp nhận thức khoa học cho bản thân. Với những mục đích dạy học khác nhau, ta có những phương pháp khác nhau. Vì vậy, muốn cho phương pháp graph đạt được hiệu quả, cần phải xác định đúng mục đích dạy học. Tương tự như vậy, không có một phương pháp nào thích ứng với mọi nội dung. Graph cũng là sự phản ánh nhận thức của chủ thể về một nội dung nhất định nào đó. Với cách hiểu ấy, graph không chỉ đóng vai trò là một phương tiện dạy học mà còn giữ nhiệm vụ và thực hiện chức năng của một phương pháp dạy học. Vận dụng lý thuyết graph đã trở thành một hướng mới thuộc lĩnh vực phương pháp dạy học, cho phép GV quy hoạch được quá trình dạy học tổng quát cũng như từng mặt của nó. Dùng graph có thể thiết kế tối ưu hoạt động dạy - học và điều khiển hợp lý quá trình này tiến tới công nghệ hoá một cách có hiệu quả quá trình dạy học trong nhà trường theo hướng tích cực hoá hoạt động nhận thức của học sinh. Dạy học bằng graph đã được áp dụng rộng rãi trong đó có môn Sinh học ở trường THPT. Việc vận dụng graph vào dạy học phần DTH có nhiều điểm thuận lợi vì không những phù hợp với đặc điểm nội dung mà còn sử dụng thuận lợi vào các khâu của quá trình dạy học như: sử dụng để ôn tập, củng cố, khái quát hoá kiến thức và lĩnh hội kiến thức mới ở trên lớp. Trong một mức độ nào đó, graph còn được xếp vào nhóm các phương pháp dạy học lấy học sinh làm trung tâm, vì trong nhiều trường hợp, bản thân graph có thể coi như một bài tập nghiên cứu hay một bài toán nhận thức. Graph vừa như là phương tiện dạy học vừa như là phương pháp. Nên khi sử dụng graph vào dạy học có những vai trò cơ bản sau: - Graph giúp xây dựng cấu trúc hợp lí bài lên lớp Nhìn từ góc độ lí thuyết graph, thực chất của việc thiết kế bài lên lớp chính là cấu trúc hóa nội dung tài liệu giáo khoa hay là cấu trúc hoá toàn bộ những kiến thức của một bài học, một tiết học nào đó trong tài liệu giáo khoa bằng "ngôn ngữ" trực quan, súc tích và mang tính khái quát cao. Ở đây, cấu trúc hoá nội dung bài học được hiểu là việc đưa tất cả các đơn vị kiến thức trong một bài học vào những graph phù hợp với mục đích dạy học chính là mô hình hóa cấu trúc phản ánh trực quan tập hợp những kiến thức chốt (cơ bản cần và đủ) của một nội dung dạy học và logic phát triển bên trong của nó. Nếu nội dung bài học được truyền tới người học dưới dạng văn bản thì người học sẽ có thể kém hứng thú, có khi dẫn đến việc hiểu sai nội dung và việc ghi nhớ rất khó khăn. Xây dựng mối liên hệ giữa các đơn vị kiến thức trong một hệ thống nhất định (trong một chương trình, một chương, một bài). Cấu trúc hóa tài liệu giáo khoa cho phép tạo nên hệ thống kiến thức cho học sinh, điều này giúp cho hoạt động dạy học có hiệu quả hơn, vì nó cho biết mối quan hệ hữu cơ giữa những bộ phận kiến thức trong mối liên hệ logic với nhau. Học sinh có thể định hướng được các hoạt động trí tuệ và kích thích sự tìm tòi để chiếm lính hệ thống tri thức mới. Những tri thức mà học sinh tự tìm tòi chiếm lĩnh được sẽ nhớ lâu hơn, tái hiện chính xác hơn. Với những đặc điểm như trên của việc thiết kế nội dung dạy học bằng graph sẽ là một phương tiện, một công cụ có nhiều lợi thế trong việc cấu trúc hoá nội dung bài học để vừa cụ thể hoá, vừa khái quát hoá tất cả các đơn vị kiến thức trong một bài học và lớn hơn cả là một chương, một phần học vào trong một chương trình, để có cái nhìn tổng thể. Lập được graph cho một nội dung dạy học, một tài liệu giáo khoa chính là một cơ sở đáng tin cậy để khẳng định việc giáo viên đã nắm chắc cả cấu trúc lẫn nội dung của bài học đó. Với những graph lập được cho một bài học như vậy, giáo viên sẽ có trong tay một phương tiện sử dụng hữu hiệu nhưng lại hết sức sinh động, phong phú để hệ thống hoá, khái quát hoá nội dung bài học trên lớp, nếu dùng lời khó có thể diễn tả được đầy đủ nội dung bài học. Cấu trúc hóa tài liệu giáo khoa bằng graph được xem như một cách làm hiệu quả, phù hợp với điều kiện hoàn cảnh của nước ta hiện nay và xu thế phát triển khoa học thế giới. - Graph góp phần nâng cao hiệu quả dạy và học trên lớp Graph mang tính trực quan, cô đọng của những ghi chú và tính khái quát của những kí hiệu, sơ đồ, graph có khả năng diễn đạt những khái niệm trừu tượng, các mối liên hệ ẩn tàng dưới dạng sơ đồ nhờ vậy mà giúp học sinh hiểu khái niệm một cách dễ dàng, tiết kiệm ngôn từ diễn đạt của giáo viên, tăng tính gợi mở, kích thích suy nghĩ của học sinh. Học sinh tiếp thu kiến thức mới sinh động, chính xác đồng thời tái hiện lại bài học, nhớ và hiểu kiến thức lâu bền hơn. Nhờ tính trực quan của graph, học sinh có được cái nhìn bộ phận, riêng biệt, đồng thời có được cái nhìn tổng thể, khái quát trong mối liên hệ biện chứng giữa các đơn vị kiến thức. Điều này thuận lợi cho việc phát huy tính tích cực hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học giải quyết vấn đề, giúp HS trong việc củng cố kiến thức cũ và nghiên cứu kiến thức mới thuận lợi hơn. Sử dụng graph để giảng dạy trên lớp, vai trò người giáo viên không phải là người hoạt động chủ yếu, mà chỉ giữ vai trò thiết kế và điều khiển quá trình học tập của học tập của học sinh. HS giữ vai trò thi công trong việc lĩnh hội kiến thức. Thông qua dạy học bằng graph, giáo viên không chỉ giúp học sinh chủ động tiếp nhận các kiến thức cơ bản, không sa vào kiến thức vụn vặt, giáo viên có thể phát hiện mức độ HS nắm vững kiến thức đến mức nào, qua đó uốn nắn ngay những kiến thức mà học sinh tiếp thu chưa chính xác. - Graph giúp HS tái hiện và lĩnh hội nội dung bài lên lớp tốt hơn Khi ở trên lớp, thông qua graph, dưới sự chỉ đạ.... Yêu cầu HS trình bày lại khái niệm đột biến gen, các loại ĐBG, nguyên nhân gây ĐBG từ graph tổng quát? - Gọi 1 HS trình bày cơ chế phát sinh ĐBG, hậu quả và vai trò của ĐBG từ Graph? 5. Hướng dẫn về nhà: - Trả lời câu hỏi và bài tập trang 22 SGK. - Nghiên cứu và chuẩn bị trước bài 5: tóm tắt nội dung cho mỗi mục, xây dựng graph cho mỗi mục và cho toàn bài. Bài 6: Đột biến số lượng nhiễm sắc thể I . Mục tiêu: 1. Về kiến thức: Học xong bài này HS cần phải: Trình bày được khái niệm ĐB NST Nêu được khái niệm, phân loại, cơ chế hình thành, các đặc điểm của đột biến dị bội và ý nghĩa của nó Phân biệt được thể tự đa bội và thể dị đa bội, cơ chế hình thành của nó Trình bày được hậu quả và vai trò của thể đa bội Mô tả được mối liên hệ giữa ĐB lệch bội và ĐB đa bội bằng sơ đồ Graph 2. Về kĩ năng: Rèn kỹ năng phân tích, tổng hợp 3. Về tư tưởng: Giáo dục thế giới quan duy vật biện chứng II. Phương pháp: Sử dụng phương pháp Graph kết hợp hỏi đáp, tìm tòi bộ phận, thảo luận nhóm làm cơ sở thiết lập graph III. Phương tiện dạy học: Hình 6.1- 6.4 SGK, sơ đồ graph nội dung, phiếu học tập, máy chiếu.. IV. Tiến trình lên lớp: 1. Ổn định tổ chức 2. Kiểm tra bài cũ: H?: Trình bày đặc trưng của bộ NST? Khái niệm, cơ chế tác động và hậu quả của các dạng ĐB cấu trúc NST theo sơ đồ Graph? 3. Nội dung bài mới: Hoạt động 1: Tìm hiểu ĐB lệch bội Hoạt động GV và HS: TT1 (GV). kiểm tra Graph đã lập của các nhóm HS về các nội dung đã cho trước về ĐB lệch bội gồm: 1. Thế nào là ĐB lệch bội? 2. Các loại ĐB lệch bội? 3. Cơ chế phát sinh ĐB lệch bội? 4. Hậu quả và ý nghĩa của ĐB lệch bội? TT 2 (GV). Gọi đại diện các nhóm đưa ra Graph đã lập của nhóm mình và nhận xét kết quả chéo của các nhóm, (HS). Nhận xét kết quả chéo của các nhóm để hoàn thiện Graph. (GV). Chỉnh sửa, bổ sung, đưa ra graph hoàn chỉnh có đỉnh xuất phát là ĐB lệch bội; các đỉnh chính là: khái niệm, các loại ĐB lệch bội, cơ chế phát sinh, hậu quả và ý nghĩa; các đỉnh phụ là nội dung cụ thể của các đỉnh chính (HS). Đọc, dịch và ghi chép lại graph hoàn chỉnh Nội dung: * Khái niệm ĐB lệch bội: Là ĐB làm thay đổi số lượng NST ở một hay một số cặp NST tương đồng (2n ± 1,2,..) * Các dạng ĐB lệch bội: * Cơ chế phát sinh: * Hậu quả: * Ý nghĩa ĐB lệch bội: Graph ĐB lệch bội như sau: Hoạt động 2: Tìm hiểu đột biến đa bội: Hoạt động GV và HS: TT3 (GV): GV yêu cầu các nhóm trình bày Graph lập chuẩn bị trước ở nhà. GV kiểm tra các đỉnh chính, đỉnh phụ, đỉnh nhánh của graph - TT4 (GV). Gọi đại diện 1 HS nhận xét Graph của các nhóm - GV: Chỉnh sửa đưa ra Graph hoàn chỉnh gồm đỉnh xuất phát là ĐB đa bội; các đỉnh chính là: khái niệm; các loại đb đa bội; cơ chế phát sinh; hậu quả và vai trò ĐB đa bội Nội dung: * Khái niệm ĐB đa bội * Cơ chế phát sinh * Hậu quả và vai trò ĐB đa bội Graph ĐB đa bội như sau: 4. Củng cố: - Cho HS đọc lại 2 graph về đột biến dị bội và đột biến đa bội. - Cho HS lập graph tổng quát toàn bài thể hiện mối quan hệ các loại ĐB số lượng NST về cơ chế phát sinh, hậu quả và ý nghĩa của chúng. - GV nhận xét, chỉnh sửa đưa ra Graph hoàn chỉnh 5. Hướng dẫn về nhà - Lập graph về các loại đột biến NST? trả lời các CH, BT SGK trang 30. - Ôn tập các bài đã học lập Graph tổng quát về mối liên hệ các loại đột biến? Bài 8 QUY LUẬT MENĐEN, QUY LUẬT PHÂN LI. I .Mục tiêu: 1. Về kiến thức: Sau khi học xong HS cần phải: - Giải thích được tại sao Men Đen lại thành công trong việc phát hiện ra các qui luật di truyền - Giải thích được một số KN cơ bản làm cơ sở nghiên cưú các qui luật di truyền - Giải thích được KN lai một cặp tính trạng, tính trạng trội, tính trạng lặn, trội không hoàn toàn - Nêu được điều kiện nghiệm đúng và ý nghĩa của định luật phân li 2. Về kĩ năng: Rèn luyện kĩ năng viết sơ đồ lai khi biết P và ngược lại 3. Về tư tưởng: Giáo dục ý thức học tập ở HS II . Phương pháp: Sử dụng phương pháp Graph kết hợp hỏi đáp, tìm tòi bộ phận, thảo luận nhóm làm cơ sở thiết lập graph. III . Phương tiện dạy học: - Sơ đồ graph, máy chiếu, phiếu học tập - Hình 8.1; 8.2 sgk IV.Tiến trình lên lớp: 1. ổn định tổ chức (Kiểm tra sĩ số) 2. Kiểm tra bài cũ (không) 3. Nội dung bài mới Hoạt động I. Tìm hiểu một số khái niệm và kí hiệu thường dùng Hoạt động GV và HS - TT2 (GV): Yêu cầu HS nêu định nghĩa một số khái niệm đã được học ở lớp 9 về kiểu gen; kiểu gen dị hợp, kiểu gen đồng hợp. Kiểu hình; tính trạng, cặp tính trạng tương phản, tính trạng trội, tính trạng lặn, lai một cặp tính trạng, trội hoàn toàn, trội không hoàn toàn, giống thuần chủng..và một số kí hiệu thường dùng trong phép lai. - TT1 (HS): Trả lời các CH về các khái niệm và kí hiệu trong lai tạo - TT2 (GV): GV chỉnh sửa và đưa ra các khái niệm hoàn chỉnh - TT 3(GV): GV hệ thống các khái niệm trên thành sơ đồ graph để phân biệt khái niệm kiểu hình, kiểu gen và sự di truyền tính trạng. Nội dung: 1. Một số khái niệm và kí hiệu thường dùng: Hoạt động II. Tìm hiểu phương pháp nghiên cứu của Menđen. Hoạt động GV và HS TT4 (GV). Cho HS nghiên cứu phần I SGK nêu những bước của phương pháp lai và phân tich con lai của Menđen? HS: Nghiên cứu SGK liệt kê các bước và phương pháp phân tích con lai của menđen: Nội dung * Các bước trong nghiên cứu của Menđen: - Tạo các dòng thuần chủng về từng tính trạng bằng phương pháp tự phối qua nhiều thế hệ - Lai các dòng thuần chủng khác biệt nhau bởi 1 hoặc nhiều tính trạng rồi phân tích kết quả lai ở đời F1, F2 và F3 - Sử dụng toán xác suất thống kê để phân tích kết quả lai, sau đó đưa ra giả thuyết giải thích kết quả - Tiến hành thí nghiệm chứng minh cho giả thuyết của mình. Hoạt động 3: Tìm hiểu quy luật phân li của Menđen: Hoạt động GV và HS TT4 (GV): Gọi 1 HS nêu thí nghiệm của Menđen, GV ghi tóm tắt lên bảng quy trình thí nghiệm của Menđen từ P->F3. GV: Ghi theo sơ đồ Graph sau đó tự thiết lập thành Graph. GV: Nhận xét thí nghiệm: - P thuần chủng, khác nhau một cặp tính trạng tương phản, F1 đồng tính - F2 phân li kiểu hình theo tỉ lệ 3:1 - F3 phân li tỉ lệ 1:2:1 TT5 (GV): Yêu cầu HS nghiên cứu SGK phần II cho biết Menđen đã đưa ra nội dung gì để giải thích kết quả thí nghiệm của mình? HS: Nghiên cứu SGK đưa ra các nội dung của học thuyết và tiếp tục hoàn thành graph TT6 (GV): Nội dung của quy luật phân li được phát biểu như thế nào? HS: Đưa ra nội dung của QLPL GV: trình bày nội dung QLPL trên bảng theo từng ý chính và tiếp tục hoàn thành Graph nội dung TT7 (GV): Nghiên cứu phần III SGK trang 35 cho biết DTH hiện đại đã chứng minh nội dung QLPL của Menđen như thế nào? Ý nghĩa của QLPL? Tiếp tục hoàn thành vào Graph nội dung của bài - GV: chỉnh sửa đưa ra graph hoàn chỉnh Nội dung: * Thí nghiệm của Menđen: - Graph thí nghiệm của Menđen - Hình thành học thuyết khoa học * Nội dung quy luật phân li và cơ sở tb học: * Vậy bản chất về sự vận động của nhân tố di truyền trong quy luật phân li của Menđen: là do sự phân li và tổ hợp của NST trong giảm phân và thụ tinh. 4. Củng cố: GV tổng kết lại những điểm chính của QLPL và đưa ra Graph tổng quát như sau: 5. Hướng dẫn HS học và làm bài ở nhà: 1. Trả lời các CH cuối bài trong SGK trang 36 - 37 2. Nghiên cứu chuẩn bị bài tiếp theo (bài 9) gồm các nội dung: Thí nghiệm; cơ sở TB học và ý nghĩa của QLPLĐL thể hiện bằng Graph về mối quan hệ các nội dung trên Đáp án graph quy luật phân li Bài 10: Tương tác gen và tác động đa hiệu của gen I .Mục tiêu: Về kiến thức: HS phải Giải thích được KN tương tác gen Biết cách nhận biết tương tác gen thông qua sự biến đổi tỉ lệ phân li KH của Men Đen trong các phép lai 2 tính trạng Giải thích được thế nào là tương tác cộng gộp và nêu được vai trò của gen cộng gộp trong việc qui định tính trạng số lượng Giải thich được một gen có thể qui định nhiều tính trạng khác nhau thông qua ví dụ cụ thể Biết cách hệ thống kiến thức về các trường hợp tương tác gen bằng sơ đồ graph 2. Về kĩ năng: Rèn luyện kĩ năng so sánh, khái quát hóa, tổng hợp hóa và tư duy logic, kĩ năng suy luận bằng việc học theo phương pháp Graph 3. Về tư tưởng: Giáo dục ý thức tự học ở HS, đồng thời giúp các em hiểu được cơ sở khoa học của mối quan hệ giữa gen và TT II. Phương pháp: Sử dụng phương pháp Graph kết hợp hỏi đáp, tìm tòi bộ phận, thảo luận nhóm làm cơ sở thiết lập graph III. Phương tiện dạy học: Máy chiếu, phiếu học tập, sơ đồ graph ; hình 10.1; 10.2 SGK IV. Tiến trình bài dạy: ổn định tổ chức (Kiểm tra sĩ số) Kiểm tra bài cũ: 1. Trình bày khái quát thí nghiệm, kết quả thí nghiệm và giải thích kết quả thí nghiệm của ĐL PLĐL? 2. Trình bày định luật PLĐL, cơ sở TB học của QLPLĐL dựa vào Graph tổng quát? Nội dung bài mới Hoạt động của thầy và trò Nội dung kiến thức Hoạt động I. Tìm hiểu tương tác gen TT1(GV): Kiểm tra sự chuẩn bị của các nhóm về việc lập graph cho từng phần của bài và cho toàn bài GV: Gọi các nhóm trình bày graph của nhóm mình về các nội dung: Khái niệm tương tác gen; các kiểu tương tác gen, đặc trưng của mỗi kiểu tương tác, kết quả của mỗi kiểu tương tác gen. - GV: Kiểm tra các đỉnh xuất phát, đỉnh chính, đỉnh phụ và các cung của các đỉnh ở các Graph của mỗi nhóm, - GV: Sau khi các nhóm trình bày kết quả lập graph của nhóm mình, gọi HS khác nhận xét graph của từng nhóm, GV: Bổ sung và hoàn chỉnh Graph về tương tác gen và đưa ra graph hoàn chỉnh HS: theo dõi cách hướng dẫn của GV, ghi chép và đọc, dịch graph Tương tác gen. 1. Khái niệm tương tác gen: 2. Các kiểu tương tác gen: Graph tương tác gen: Hoạt động II. Lấy ví dụ chứng minh về tương tác gen: TT2 (GV): yêu cầu HS dựa vào công thức tổng quát về số cặp gen dị hợp, tỉ lệ giao tử, số kiểu tổ hợp để giải thích KQ thí nghiệm SGK và tìm kiểu gen của P, F1 và F2? GV: Gọi HS giải thích KQ thí nghiệm và xác định KG từ P->F2 của ví dụ trên HS: Giải thích và đưa ra kiểu gen của P, F1 và F2. GV: Chỉnh sửa chính xác hóa kết quả - TT3(GV): Yêu cầu HS nghiên cứu tiếp phần tương tác cộng gộp, giải thích kết quả phân li KH của F2 rút ra khái niệm thế nào là tương tác cộng gộp? HS: nghiên cứu SGK giải thích kết quả thí nghiệm và rút ra khái niệm về kiểu tác động cộng gộp - TT4 (GV): Yêu cầu HS dựa vào sự phân li KH và kiểu tác động tương tác gen alen và không alen bằng Graph tổng quát bằng cách trả lời các CH sau: 1. Có những kiểu tương tác gen nào? 2. Cách nhận biết các kiểu tương tác gen đó? HS: Tự lập Graph bằng cách trả lời các CH trên GV: Gọi đại diện HS của 1 nhóm trình bày Graph đã lập của nhóm mình, các HS khác nhận xét, chỉnh sửa bổ sung dưới sự hướng dẫn của GV GV: đưa ra Graph hoàn chỉnh. Ví dụ về các trường hợp tương tác gen : a. Tương tác bổ sung * Tương tác bổ trợ: 9: 7 ; 9 : 6 : 1 Ví dụ SGK: tỉ lệ 9:7 Giải thích kết quả thí nghiệm, xác định KG, của P -> F2? Đây là phép lai 1 cặp TT mà F2 cho tỉ lệ phân li KH 9:7 = 16 tổ hợp = 42 -> F1 cho 4 loại giao tử -> F1 dị hợp 2 cặp gen và phân li độc lập -> KG của F1 là AaBb; Tỉ lệ các KH của F2 là theo QLPLĐL là: 9 A-B- 3 A-bb 3 aaB- 1 aabb - Kết quả phân li KH của F2 theo tương tác bổ sung cho tỉ lệ KH 9:7. Vậy chứng tỏ nếu trong KG có alen A và B thì cho KH màu đỏ, còn nếu trong KG chỉ có 1 trong hai alen A hoặc B hoặc không có alen trội trong KG thì cho KH màu trắng. Chứng tỏ có sự tương tác giữa hai gen không alen cùng quy định tính trạng màu sắc hoa. Ví dụ 2: Cho lai hai thứ bí: Pt/c Quả tròn x Quả tròn F1 Quả dẹt x F1 F2 9 dẹt : 6 tròn : 1 tròn * Giải thích tương tự trường hợp trên ta có KG của các loại KH là: F2 9 D-F- : 3ddF- : 3D- ff : 1ddff 9 dẹt : 6 tròn : 1 dẹt F1: D-F-; Ptc: DDff x ddFF - Hai gen trội D, F tương tỏc bổ trợ qui định tính trạng quả dẹt. - Hai gen trội D, F tác động riêng rẽ qui định tính trạng quả tròn - Hai gen lặn d, f tác động bổ trợ qui đinh tính trạng quả dài. 2. Tương tác cộng gộp a. Tỉ lệ phân li 15 : 1 b. Ví dụ và giải thích (sgk) * KN: Tương tác cộng gộp là kiểu tác động của nhiều gen trong đó mỗi gen đóng góp một phần như nhau vào sự phát triển của tính trạng Graph tổng quát về các trường hợp tương tác gen Hoạt động 3: Tìm hiểu tác động đa hiệu của gen: GV: Y/c HS nghiên cứu mục II sgk cho biết: 3. Thế nào là tác động đa hiệu của gen? 4. Làm thế nào biết được 1 gen có thể tác động qui định nhiều tính trạng? nêu VD? HS: nghiên cứu SGK trả lời CH II. Tác động đa hiệu của gen 1. VD (sgk) - ở đậu: Thứ hoa có màu tím thì hạt màu nâu, nách lá có một chấm đen, thứ đậu có hoa trắng thì hạt màu nhạt, nách lá không có chấm đen. - ở ruồi giấm: ruồi cánh ngắn thì đốt thân ngắn, lông cứng, đẻ ít... 2. nhận xét Mọi gen ở mức độ khác nhau đều tác động lên sự hình thành và phát triển của nhiều tính trạng hay nói đúng hơn là có ảnh hưởng lên toàn bộ cơ thể đang phát triển. Hiện tượng này gọi là tác động đa hiệu của gen. Như vậy, một gen có thể tác động lên sự biểu hiện của nhiều TT khác nhau. 4. Củng cố GV: Từ các trường hợp đã học, ta có thể kết luận thế nào về mối quan hệ giữa kiểu gen và tính trạng? lập sơ đồ Graph cho mối quan hệ đó? Đáp án graph về mối quan hệ giữa gen và TT: 5. Hướng dẫn tự học: 1. Học và trả lời các CH SGK trang 45 2. Nghiên cứu và chuẩn bị bài 11 lập Graph cho từng phần và cả bài về mối liên hệ giữa gen và NST? Bài 23: Ôn tập phần DTH I .Mục tiêu: 1. Về kiến thức: HS cần phải - Nắm được những kiến thức cơ bản về cơ sở vật chất và cơ chế di truyền ở cấp độ phân tử ADN và cấp độ tế bào NST - Phát biểu chính xác nội dung, điều kiện nghiệm đúng, cơ sở tế bào học và ý nghĩa của các quy luật di truyền 2. Về kĩ năng: Rèn luyện kĩ năng so sánh, khái quát hóa, tổng hợp hóa và tư duy logic, kĩ năng suy luận bằng việc học theo phương pháp Graph 3. Về tư tưởng: Giáo dục ý thức tự học ở HS, đồng thời giúp các em hiểu được cơ sở khoa học của các cơ chế về các hiện tượng di truyền và biến dị ở các cấp độ tổ chức sống từ đó rút ra mối quan hệ giữa gen và TT II. Phương pháp: Sử dụng phương pháp Graph kết hợp hỏi đáp, tìm tòi bộ phận, thảo luận nhóm làm cơ sở thiết lập graph III. Phương tiện dạy học: Máy chiếu, phiếu học tập, sơ đồ graph; hình 10.1; 10.2 SGK IV. Tiến trình bài dạy: 1. Ổn định tổ chức (Kiểm tra sĩ số) 2. Kiểm tra bài cũ: (không) 3. Nội dung ôn tập: Hoạt động GV và HS Nội dung Hoạt động I: Hệ thống hóa kiến thức về cơ chế di truyền ở các cấp độ tổ chức sống: - TT1 (GV): Kiểm tra HS về sự chuẩn bị của SH theo sự hướng dẫn của GV về nhà nghiên cứu SGK trang 98- 99 trình bày các cơ chế di truyền ở các cấp độ tổ chức sống và mối quan hệ các cấp độ tổ chức bằng sơ đồ Graph bằng cách trả lời các CH sau: 1. Ở cấp độ phân tử gồm các cơ chế DT nào? Mối quan hệ giữa các cơ chế DT đó? 2. Trình bày cơ chế DT ở cấp tế bào và cấp cơ thể? Mối quan hệ các cơ chế DT đó? 3. Trình bày cơ chế DT ở cấp quần thể? GV. Gọi HS trả lời các CH và đọc, dịch graph đã lập của nhóm mình GV. Kiểm tra, uốn nắn, theo dõi kết quả làm việc của các nhóm I. Cơ chế di truyền 1. Cơ chế DT ở cấp phân tử 2. Cơ chế DT ở cấp tế bào và cơ thể 3. Cơ chế DT ở cấp quần thể Graph về cơ chế DT ở các cấp độ TCS Hoạt động 2: Hệ thống hóa kiến thức về cơ chế biến dị ở các cấp độ tổ chức sống: Hoạt động GV và HS TT2 (GV): Kiểm tra HS về sự chuẩn bị của SH theo sự hướng dẫn của GV về nhà nghiên cứu SGK trang 100 - 101 trình bày các cơ chế biến dị ở các cấp độ tổ chức sống và mối quan hệ các cấp độ tổ chức bằng sơ đồ Graph bằng cách trả lời các CH sau: 4. Trình bày các loại biến dị? 5. Cơ chế phát sinh các loại biến dị và mối quan hệ các loại biến dị đó bằng sơ đồ Graph? GV: yêu cầu các nhóm trình bày graph đã lập của nhóm mình và gọi các nhóm khác nhận xét, bổ sung GV: Đưa ra Graph hoàn chỉnh Nội dung * Các loại biến dị Graph về các loại biến dị Hoạt động 3: Hệ thống hóa kiến thức về các quy luật di truyền: Hoạt động GV và HS GV: Kiểm tra sự chuẩn bị của HS công tác chuẩn bị bài ở nhà về việc lập graph bằng cách trả lời các CH sau: - Nêu các quy luật DT đã được học? Lập Graph các QLDT dựa vào mối liên hệ giữa gen và NST có những quy luật DT nào? - Lập graph các quy luật DT dựa vào mối liên hệ giữa gen và tính trạng? GV: yêu cầu HS trình bày Graph đã lập của nhóm mình, sau đó gọi đại diện của các nhóm nhận xét, bổ sung GV: đưa ra graph hoàn chỉnh Nội dung * Các QLDT dựa vào mối liên hệ giữa gen và NST: * Graph về mối quan hệ giữa gen và tính trạng: * graph các QLDT theo mối quan hệ giữa gen và tính trạng 4. Củng cố: GV cho HS đọc và dịch các graph đã lập 5. HDVN: trả lời các CH, bài tập trang 102 SGK và làm các bài tập chương 1,2. Phụ lục 4: Các phiếu khảo sát thông tin trước thực nghiệm và sau thực nghiệm CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Phiếu khảo sát thông tin về đổi mới phương pháp dạy học đối với giáo viên Để góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy học môn Sinh học THPT nói chung và phần Di truyền Sinh 12 nói riêng, kính đề nghị các quý thầy, quý cô vui lòng trả lời các câu hỏi và bảng sau: Họ và tên....................................................Nam/Nữ......................... Số năm công tác...................................... Đơn vị công tác.............................................. Bảng 1. Tình hình sử dụng SGK của giáo viên và học sinh vào dạy phần Di truyền Sinh 12 THPT. Mức độ đạt được Cách thức mục đích SD SD thường xuyên SD không thường xuyên Không SD Tự học ND kiến thức đơn giản- Tái hiện Tóm tắt nội dung kiến thức đơn giản Phân tích tư liệu- tìm tòi bộ phận Giải mã sơ đồ Gia công trí tuệ, chuyển hoá nội dung kiến thức SGK thành sơ đồ Ứng dụng graph vào dạy học phần Di truyền học - Sinh học 12 THPT 1. Graph dạy học có thể hiểu là: a. Đồ thị b, Sơ đồ khối c. Bảng biểu d, ý kiến khác 2. Theo thầy (cô), graph có tác dụng dùng để: a. Minh họa kiến thức b, Tổng hợp kiến thức e. ôn tập c. Chứng minh, giải thích d, giải bài tập f. Tất cả các phương án trên. 3. Theo thầy (cô) cách sử dụng graph trong dạy học được dùng như thế nào? a. Như một phương tiện dạy học. b. Như một phương pháp dạy học. c. Cả phương tiện và phương pháp. 4. Trong quá trình dạy học ở trên lớp, thầy (cô) có hay dùng graph để minh hoạ cho một nội dung hay công việc nào đó? a. Rất thường xuyên b, Thường xuyên c. Ít dùng d. Chưa từng dùng e. Ý kiến khác 5. Khi soạn bài thầy (cô) có hay lập các graph ? a. Rất thường xuyên b. Thường xuyên c. Thỉnh thoảng d. Chưa từng dùng 6. Khi giảng dạy thầy (cô) có hướng dẫn học sinh xây dựng các graph a, Thường xuyên b. Thỉnh thoảng c. Ít làm d. Chưa từng làm 7. Thầy (cô) hãy cho biết mức độ thuận lợi hay khó khăn khi sử dụng graph để dạy học. a. Rất thuận lợi b. Thuận lợi c. Bình thường d. Khó khăn e, Rất khó khăn 8. Khi lập graph dạy học, thầy (cô) thấy thuận lợi hay khó khăn ở mức độ nào sau đây? a. Rất thuận lợi. b. Thuận lợi c. Bình thường c. Khó khăn. e. Rất khó khăn 9. Thầy (cô) hãy cho biết về mức độ tiếp thu của học sinh như thế nào khi sử dụng phương pháp gaph trong quá trình dạy học? a. Rất tốt b. Tốt c. Bình thường d. Kém e, Rất kém 10. Theo mức độ ưu tiên về khả năng sử dụng thường xuyên, Thầy (cô) hãy đánh số thứ tự cho các phương pháp dạy học sau đây: a. Thuyết trình b. Trực quan c. Hỏi đáp d. Graph e. Đặt và giải quyết vấn đề 11.Khả năng kích thích sự hứng thú học tập của học sinh khi sử dụng graph dạy học ở mức độ nào sau đây? a. Tốt b. Khá c. Trung bình d. Yếu Các ý kiến khác về việc áp dụng phương pháp graph trong quá trình dạy học môn Sinh nói chung và phần Di truyền Sinh 12- THPT nói riêng. ............................................................................................................................. .............................................................................................................................................................................................................................................................................. Bảng 2. Tình hình sử dụng graph của giáo viên. STT Mục đích sử dụng SD thường xuyên SD không thường xuyên Không SD 1 Trong khâu nghiên cứu tài liệu mới 2 Trong khâu củng cố hoàn thiện kiến thức 3 Trong khâu kiểm tra đánh giá Xin chân thành cảm ơn sự cộng tác của quý thầy (cô)! Xác nhận của cơ quan điều tra. Người lập phiếu điều tra: NCS Nguyễn Thị Khiên. Đơn vị công tác: Trường Đại học KT – KT Hải Dương CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Phiếu xin ý kiến chuyên gia Họ và tên.....................................................nam/nữ........................... Số năm công tác................................................................................ Chức danh:........................................................................................ Đơn vị công tác:............................................................................. Góp phần đổi mới phương pháp dạy học ở các cấp học, bậc học theo chủ trương của Bộ Giáo dục và Đào tạo, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài " Ứng dụng lí thuyết graph trong dạy học phần Di truyền sinh học 12 - THPT". Để sơ bộ đánh giá kết quả nghiên cứu và hoàn thiện đề tài, xin quý thầy, cô vui lòng cho biết ý kiến về một số vấn đề ứng dụng graph vào dạy học nói chung phần Di truyền nói riêng sau khi áp dụng graph vào dạy học (đánh dấu x vào ô chọn): 1. Chủ trương nghiên cứu, ứng dụng lý dụng lý thuyết graph trong dạy học môn Sinh để đổi mới phương pháp dạy học là: a. Rất cấn thiết. b. Cần thiết. c. Không cần 2. Các bài giảng như tác giả đã thiết kế có tác dụng kích thích hứng thú học tập của học sinh: a. Tác dụng rất tốt. b. Tác dụng tốt. c. Không tác dụng. 3. Các quy trình thiết kế bài dạy như đã đề xuất trong nghiên cứu này giáo viên có thể đọc, hiểu và vận dụng được: a. Hiểu và vận dụng được: b. Hiểu, không vận dụng được. c. Không hiểu, không vận dụng được. 4. Các bài dạy do tác giả thiết kế: a. Có tính khả thi cao. b. Khả thi. c. Không khả thi. 5. Những công việc cần làm để thực hiện đổi mới PPDH như đề xuất trong nghiên cứu này: a. Tập huấn cho giáo viên. b. Có tài liệu hướng dẫn cụ thể. c. Tăng cường các graph trong SGK. 6. Những thuận lợi, khó khăn về việc thực hiện đổi mới PPDH hiện nay theo hướng ứng dụng lý thuyết graph trong dạy học môn Sinh là: a. Thuận lợi. Có lí luận □ Có điều kiện thực hiện □ Có sự ủng hộ □ b. Khó khăn. Giảng viên chưa đáp ứng □ Thói quen dạy theo PP cũ □ Chưa có kế hoạch đồng bộ □ Thói quen học theo PP cũ □ Các ý kiến góp ý khác: .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... Xin chân thành cảm ơn sự cộng tác của quý thầy, cô! Người lập phiếu điều tra: NCS Nguyễn Thị Khiên. Đơn vị công tác: Trường ĐH Kinh tế - Kỹ thuật Hải Dương. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Phiếu phỏng vấn học sinh sau thực nghiệm - Góp phần đổi mới phương pháp dạy học ở các cấp học, bậc học theo chủ trương của Bộ Giáo dục và Đào tạo, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài " Ứng dụng lí thuyết graph trong dạy học phần Di truyền sinh học 12 - THPT". - Để góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy học môn Sinh học THPT nói chung và phần Di truyền Sinh 12 nói riêng, đề nghị các em học sinh vui lòng trả lời các câu hỏi sau bằng cách đánh dấu (x) vào ô trống trong đáp án mình chọn của mỗi câu hỏi. Mỗi câu hỏi chỉ chọn một đáp án trả lời: 1. Thầy (cô) giảng theo phương pháp graph em có hiểu bài không? Rất hiểu □ Hiểu □ khó hiểu □ không hiểu □ 2. Em có ghi được bài không? Ghi chi tiết □ ghi khái quát □ chỉ vẽ được graph □ không ghi được □ 3. Về nhà giúp em nhớ bài thế nào? Nhớ lâu □ nhớ hệ thống kiến thức □ vận dụng giải bài tập □ không nhớ □ 4. Học theo graph có giúp em nhớ kiến thức lâu hơn phương pháp thông thường không? Nhớ hệ thống □ Nhớ lâu □ khó nhớ □ không nhớ □ 5. Có kết hợp với việc sử dụng sách giáo khoa không? Có □ không □ 6. Nhìn graph em có hiểu mối liên hệ giữa các kiến thức không? Hiểu rất rõ □ Lơ mơ □ khó hiểu □ không hiểu □ 7. Em có thể tự lập graph dựa vào SGK và sự hướng dẫn của giáo viên không? Lập được graph hoàn chỉnh □ lập được một phần graph □ không lập được □ 8. Học theo phương pháp graph có giúp em hứng thú học không? Rất hứng thú □ say mê □ không □ chán học □ 9. Theo em, có nên áp dụng phương pháp graph vào dạy Sinh học nói riêng và các môn học khác nói chung không? Rất cần thiết □ Cần thiết □ nên áp dụng □ không nên □ Cám ơn sự hợp tác của các em! CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Phiếu lấy ý kiến của giáo viên sau khi thực nghiệm bằng phương pháp graph. Đồng chí có thể tự lập được graph nội dung bài lên lớp không? Có □ không □ 2. Đồng chí có chuyển được graph nội dung thành graph bài lên lớp (giáo án) không? Có □ không □ 3. Trên lớp đồng chí có thể giảng theo graph không? Có□ không □ 4. Graph có giúp giáo viên nắm vững nội dung dạy và chỉ đạo trên lớp không? Có □ không □ 5. Lập được graph đồng chí có hiểu sâu sắc hơn cấu trúc của nội dung kiến thức bài giảng không? Có □ không □ 6. Với yêu cầu của một graph nội dung từ trước tới nay đồng chí đã làm chưa? làm ở phạm vi nào? bài nào? (kể những bài đồng chí đã làm và phạm vi từng bài) ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 7. Giảng theo phương pháp graph học sinh có hào hứng học không? Rất hào hứng □ bình thường □ Lơ là □ 8. Học theo graph có giúp học sinh phát triển tư duy hơn không? Có □ không □ 9. Học theo phương pháp graph có giúp học sinh hình thành phương pháp học tập mới không? Có □ không □ 10. Có nên phát triển phương pháp graph trong dạy học Sinh học và các môn khác nữa không? Có □ không □ 11.Giảng theo phương pháp graph có cải tiến được cấu trúc bài lên lớp không? Có □ không □ 12.Nhận xét ưu, khuyết về kiến thức, cách bố trí của các graph. Theo đồng chí có thể thay đổi vấn đề gì? ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 13. Có nhận xét gì về việc dùng graph trong quá trình chuẩn bị và tiến hành bài lên lớp? ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 14. Có nhận xét gì về việc học của học sinh ở lớp, ở nhà, ghi chép, làm bài tập ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 15. Cảm tưởng chung: ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... Người nhận xét