Vận dụng algorit sáng chế để tổ chức dạy học di truyền học (sinh học 12 trung học phổ thông)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

TRƢƠNG MỘNG DIỆN

VẬN DỤNG ALGORIT SÁNG CHẾ ĐỂ
TỔ CHỨC DẠY HỌC DI TRUYỀN HỌC
(SINH HỌC 12 - TRUNG HỌC PHỔ THÔNG)

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN - 2020

Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!!


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

TRƢƠNG MỘNG DIỆN

VẬN DỤNG ALGORIT SÁNG CHẾ ĐỂ
TỔ CHỨC DẠY HỌC DI TRUYỀN HỌC
(SINH HỌC 12 - TRUNG HỌC PHỔ THÔNG)
Ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Sinh học
Mã số: 9140111

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Phúc Chỉnh

THÁI NGUYÊN - 2020


i
LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả, số
liệu nghiên cứu là khách quan, trung thực và chƣa từng đƣợc ai cơng bố trong bất cứ
cơng trình nào khác.
Tác giả


ii
LỜI CẢM ƠN
Trong q trình học tập và hồn thành luận án, tơi đã nhận đƣợc sự giúp đỡ
q báu của các cá nhân và tập thể.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hƣớng dẫn khoa học

PGS.TS. Nguyễn Phúc Chỉnh, ngƣời đã tận tâm hƣớng dẫn, giúp đỡ tơi để tơi
hồn thành q trình nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể các thầy giáo, cơ giáo trong Khoa Sinh học,
Phịng Đào tạo, Ban Giám hiệu trƣờng Đại học Sƣ phạm Đại học Thái nguyên đã tạo
mọi điều kiện cho tôi đƣợc học tập, nghiên cứu và hồn thành luận án.
Tơi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các thầy giáo, cô giáo trƣờng THPT
Phù Cừ đã tạo điều kiện, giúp đỡ và đóng góp ý kiến để luận án của tơi đƣợc hồn thiện.
Tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, đồng nghiệp và bạn bè, những ngƣời đã
ln động viên, khích lệ tơi trong suốt q trình học tập và nghiên cứu.
Thái nguyên, tháng 11 năm 2020


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. iv
DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ................................................................................ v
DANH MỤC BIỂU ĐỒ ............................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH........................................................................................... vii
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1
1. Lí do lựa chọn đề tài ................................................................................................. 1
2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................................ 3
3. Đối tƣợng và khách thể nghiên cứu .......................................................................... 3
4. Giả thuyết khoa học .................................................................................................. 3
5. Giới hạn của đề tài .................................................................................................... 3
6. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................................ 3
7. Phƣơng pháp nghiên cứu .......................................................................................... 4
9. Cấu trúc của luận án.................................................................................................. 6
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN ....................................................... 7
1.1. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu ......................................................................... 7
1.1.1. Tổng quan nghiên cứu về algorit ........................................................................ 7
1.1.2. Tổng quan nghiên cứu về năng lực nhận thức và phát triển năng lực nhận thức ....... 14
1.2. Cơ sở lý luận ........................................................................................................ 18
1.2.1. Algorit ............................................................................................................... 18
1.2.2. Năng lực nhận thức ........................................................................................... 25
1.2.3. Biện pháp và công cụ đánh giá NLNT ............................................................. 31
1.2.4. Mối quan hệ giữa vận dụng algorit trong việc phát triển NLNT ...................... 34
1.2.5. Cơ sở khoa học của việc vận dụng algorit trong dạy học ................................. 37
1.3. Cơ sở thực tiễn ..................................................................................................... 43
1.3.1. Khảo sát GV...................................................................................................... 43

iv
1.3.2. Khảo sát HS ...................................................................................................... 51
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1 ............................................................................................. 54
Chƣơng 2: VẬN DỤNG ALGORIT SÁNG CHẾ TRONG DẠY HỌC DI
TRUYỀN HỌC (SINH HỌC 12-THPT)................................................................. 55
2.1. Phân tích cấu trúc và nội dung phần Di truyền học (Sinh học 12-THPT)........... 55
2.2. Xây dựng algorit dạy học Di truyền học (Sinh học 12 - THPT) ......................... 60
2.2.1. Nguyên tắc xây dựng algorit dạy học Di truyền học (Sinh học 12 - THPT) .... 60
2.2.2. Quy trình xây dựng algorit dạy học phần Di truyền học (Sinh học 12- THPT)......... 64
2.2.3. Hệ thống các algorit đã xây dựng ..................................................................... 70
2.3. Tổ chức dạy học algorit Di truyền học (Sinh học 12 - THPT) ............................ 91
2.3.1. Nguyên tắc sử dụng algorit trong dạy học Di truyền học (Sinh học 12 - THPT)....... 91
2.3.2. Sử dụng algorit trong dạy học Di truyền học (Sinh học 12 - THPT) ............... 93
2.4. Xác định các tiêu chí và cơng cụ đánh giá NLNT trong DH DTH có vận
dụng algorit sáng chế ..................................................................................... 115
2.4.1. Xây dựng bộ tiêu chí đánh giá ....................................................................... 115
2.4.2. Xây dựng bộ cơng cụ đánh giá năng lực nhận thức trong dạy học DTH có
vận dụng algorit ............................................................................................. 120
KẾT LUẬN CHƢƠNG 2 ......................................................................................... 126
Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ............................................................. 127
3.1. Mục đích thực nghiệm ....................................................................................... 127
3.2. Nội dung thực nghiệm ....................................................................................... 127
3.3. Phƣơng pháp thực nghiệm ................................................................................. 127
3.3.1. Chọn trƣờng, lớp, giáo viên thực nghiệm ....................................................... 127
3.3.2. Tổ chức thực nghiệm sƣ phạm........................................................................ 130
3.3.3. Phƣơng pháp xử lí kết quả .............................................................................. 131
3.4. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm ........................................................................... 131
3.4.1. Phân tích kết quả các bài kiểm tra mức độ hiểu bài ....................................... 131
3.4.2. Phân tích kết quả các bài kiểm tra mức độ vận dụng kiến thức của HS ......... 140

3.4.3. Kết quả về việc lấy ý kiến nhận xét của giáo viên và học sinh ...................... 143
3.4.4. Nhận xét về kết quả sau hai năm thực nghiệm ............................................... 146


v
KẾT LUẬN CHƢƠNG 3 ......................................................................................... 147
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 148
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................. 150
CÁC CÔNG TRÌNH CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN....................... 158
PHỤ LỤC................................................................................................................. 159


iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Viết tắt

TT

Xin đọc là

1

ARIZ

Algorit

2

BTST

Bài tập sáng tạo

3

ĐC

Đối chứng

4

ĐB

Đột biến

5

DH

Dạy học

6

DTH

Di truyền học

7

GV

Giáo viên

8

HS

Học sinh

9

KG

Kiểu gen

10

KH

Kiểu hình

11

NTST

Nguyên tắc sáng tạo

12

NLNT

Năng lực nhận thức

13

NXB

Nhà xuất bản

14

PPDH

Phƣơng pháp dạy học

15

SGK

Sách giáo khoa

16

SH

Sinh học

17

TDST

Tƣ duy sáng tạo

18

THPT

Trung học phổ thơng

19

TN

Thực nghiệm

20

TRIZ

Lí thuyết giải các bài tốn sáng chế

21

F

Kết quả phép lai

22

x

Kí hiệu phép lai

23

P

Bố mẹ


v
DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU
Bảng 2.1.

Bảng đánh giá các mức độ năng lực nhận thức trong DH DTH ......... 120

Bảng 2.2.

Cơng cụ đánh giá NLNT tính tính quy luật của HTDTcho HS .......... 124

Bảng 3.1.

Các bài TN có khảo sát kết quả học tập .............................................. 127

Bảng 3.2.

Danh sách các trƣờng tiến hành TN.................................................... 128

Bảng 3.3.

Phân bố TN ở các trƣờng THPT qua các năm .................................... 129

Bảng 3.4.

Bảng tần số điểm bài kiểm tra 15 phút ............................................... 132

Bảng 3.5.

Bảng phân phối tần suất (fi%) điểm các bài kiểm tra 15 phút ............ 132

Bảng 3.6.

Bảng phân phối tần suất hội tụ tiến (fi↑) điểm các bài kiểm tra 15 phút ....... 133

Bảng 3.7.

Bảng so sánh các tham số đặc trƣng điểm bài kiểm tra 15 phút
giữa lớp TN và lớp ĐC ....................................................................... 134

Bảng 3.8.

Kiểm định X điểm bài kiểm tra 15 phút ............................................ 135

Bảng 3.9.

Phân tích phƣơng sai điểm bài kiểm tra 15 phút ................................ 135

Bảng 3.10.

Bảng phân phối tần số điểm kiểm tra 45 phút .................................... 136

Bảng 3.11.

Bảng phân phối tần suất (fi%) ở các bài kiểm tra 45 phút .................. 136

Bảng 3.12.

Bảng phân phối tần suất hội tụ tiến (fi↑) ở các bài kiểm tra 45 phút ... 137

Bảng 3.13.

Bảng các tham số đặc trƣng bài kiểm tra 45 phút ................................ 138

Bảng 3.14.

Kiểm định X điểm bài kiểm tra 45 phút ............................................. 139

Bảng 3.15.

Phân tích phƣơng sai điểm bài kiểm tra 45 phút ................................ 140

Bảng 3. 16. Tần số các cấp độ vận dụng của HS trong TN giai đoạn 1 ................. 141
Bảng 3.17.

Tần suất các cấp độ vận dụng của HS trong TN giai đoạn 1 .............. 141

Bảng 3.18.

Tần số các cấp độ vận dụng của HS trong TN giai đoạn 2 ................. 142

Bảng 3.19.

Tần suất các cấp độ vận dụng của HS trong TN giai đoạn 2 .............. 142

Bảng 3.20.

Ý kiến của GV TN về ƣu, nhƣợc điểm của phƣơng pháp algorit DH...... 143

Bảng 3.21.

Bảng thống kê ý kiến của HS về những ƣu điểm của algorit sáng
chế trong học DTH.............................................................................. 144

Bảng 3.22.

Bảng thống kê ý kiến HS về những tiến bộ sau khi học xong phần
DTH có vận dụng algorit sáng chế ..................................................... 145


vi

DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 1.1.

Nhận thức của GV về khái niệm algorit ........................................... 44

Biểu đồ 1.2.

Nhận thức của GV về phân loại algorit trong DH ............................ 44

Biểu đồ 1.3.

Nhận thức của GV về vai trò quan trọng nhất của algorit trong DH ....... 45

Biểu đồ 1.4.

Nhận thức của GV về khả năng vận dụng algorit trong DH ............ 45

Biểu đồ 1.5.

Nhận thức của GV về khả năng vận dụng algorit trong các khâu
của quá trình DH............................................................................... 46

Biểu đồ 1.6.

Nhận thức của GV về khả năng kết hợp algorit với các phƣơng
tiện DH khác ..................................................................................... 46

Biểu đồ 1.7.

Mức độ sử dụng algorit của GV trong DH DTH.............................. 47

Biểu đồ 1.8.

Thực tiễn sử dụng algorit trong DH các chƣơng của phần DTH
(SH 12 - THPT) ................................................................................ 47

Biểu đồ 1.9.

Hiệu quả của algorit trong DH DTH đối với hoạt động dạy của GV .... 48

Biểu đồ 1.10.

Hiệu quả của algorit trong DH DTH đối với hoạt động học của HS ..... 48

Biểu đồ 1.11.

Những khó khăn khi vận dụng algorit trong DH DTH .................... 49

Biểu đồ 1.12.

Khả năng vận dụng algorit để rèn luyện tƣ duy sáng tạo cho HS
trong DH DTH .................................................................................. 49

Biểu đồ 1.13.

Khả năng vận dụng algorit để rèn luyện năng lực giải quyết vấn
đề cho HS trong DH DTH ................................................................ 50

Biểu đồ 3.1.

Tần suất điểm các bài kiểm tra 15 phút .......................................... 132

Biểu đồ 3.2.

Tần suất hội tụ tiến điểm các bài kiểm tra 15 phút ......................... 133

Biểu đồ 3.3.

Tần suất điểm bài kiểm tra 45 phút ................................................ 136

Biểu đồ 3.4.

Đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm bài kiểm tra 45 phút ..................... 137

Biểu đồ 3.5.

Cấp độ vận dụng của HS trong TN giai đoạn 1 .............................. 141

Biểu đồ 3.6.

Cấp độ vận dụng của HS trong TN giai đoạn 2 .............................. 142


vii

Hình 1.1.

DANH MỤC CÁC HÌNH
Mơ phỏng thuật tốn di truyền (GA) ...................................................... 11

Hình 1.2.

Sơ đồ thực hiện giải thuật di truyền ........................................................ 12

Hình 1.3.

Algorit chia số nhị phân .......................................................................... 20

Hình 1.4:

Cơ chế định hƣớng trong tƣ duy ............................................................. 22

Hình 1.5.

Thang đo năng lực nhận thức của Benjamin Bloom và Lorin Anderson ..... 27

Hình 1.6.

Sơ đồ dạy và học tối ƣu hóa .................................................................... 41

Hình 2.1.

Các hệ thống tham gia giải bài tốn có sử dụng algorit sáng chế ........... 63

Hình 2.2.

Quy trình xây dựng algorit nhận biết ...................................................... 64

Hình 2.3.

Algorit nhận biết quy luật di truyền MenĐen ......................................... 66

Hình 2.4.

Quy trình thiết kế algorit biến đổi phần Di truyền học ........................... 67

Hình 2.5.

Algorit nhận biết khái niệm gen .............................................................. 71

Hình 2.6

Algorit nhận biết khái niệm đột biến gen ................................................ 74

Hình 2.7.

Algorit nhận biết khái niệm đột biến số lƣợng NST ............................... 76

Hình 2.8.

Algorit nhận biết quy luật di truyền liên kết gen .................................... 78

Hình 2.9.

Algorit nhận biết quy luật di truyền tƣơng tác gen ................................. 79

Hình 2.10. Algorit nhận biết quy luật di truyền liên kết giới tính ............................ 81
Hình 2.11. Algorit nhận biết quy luật di truyền trong nhân ...................................... 83
Hình 2.12. Chƣơng trình giải bài tập quy luật di truyền MenĐen ............................ 84
Hình 2.13. Chƣơng trình giải bài tập quy luật di truyền liên kết gen ....................... 85
Hình 2.14. Chƣơng trình giải bài tập quy luật di truyền tƣơng tác gen .................... 86
Hình 2.15. Chƣơng trình giải bài tập xác định cấu trúc di truyền của quần thể
giao phối gần ........................................................................................... 87
Hình 2.16. Chƣơng trình giải bài tập xác định cấu trúc di truyền của quần thể
giao phối ngẫu nhiên ............................................................................... 87
Hình 2.17. Chƣơng trình giải bài tập di truyền phả hệ ............................................. 88
Hình 2.18. Algorit xây dựng bài tập sáng tạo ........................................................... 89
Hình 2.19. Algorit giải các bài tập sáng tạo ................................................................. 91
Hình 2.20. Quy trình sử dụng algorit trong DH lí thuyết DTH ................................ 93
Hình 2.21. Quy trình vận dụng algorit trong DH bài tập DTH ............................... 105

Hình 2.22. Mơ hình sáng tạo khoa học ................................................................... 117


1
MỞ ĐẦU
1. Lí do lựa chọn đề tài
 Xuất phát từ yêu cầu đổi mới phƣơng pháp DH
Tại Hội nghị Trung ƣơng 8, khóa XI, ngày 04 tháng 11 năm 2013, ban Chấp
hành Trung ƣơng Đảng đã ban hành Nghị Quyết số 29-NQ/TƢ về việc Đổi mới căn
bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa
trong nền kinh tế thị trƣờng định hƣớng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế [1].
Với quan điểm chỉ đạo: “Giáo dục là quốc sách hàng đầu, là sự nghiệp của
Đảng, Nhà nƣớc và của toàn dân; đổi mới căn bản toàn diện Giáo dục và Đào tạo là
đổi mới những vấn đề cốt lõi, cấp thiết từ quan điểm, tƣ tƣởng chỉ đạo đến mục tiêu,
nội dung, phƣơng pháp, cơ chế chính sách, điều kiện bảo đảm thực hiện [1].
Theo Nghị quyết 29-NQ/TƢ, mục tiêu đổi mới của giáo dục phổ thông là tập
trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, năng lực công dân, phát hiện
và bồi dƣỡng năng khiếu, định hƣớng nghề nghiệp cho học sinh (HS). Nâng cao giáo
dục toàn diện, chú trọng giáo dục lý tƣởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, ngoại
ngữ, tin học, năng lực và kỹ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Phát
triển khả năng sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập suốt đời.
Ngày 28 tháng 11 năm 2014, Quốc hội khóa XIII đã ban hành Nghị quyết số
88/2014/QH13 về đổi mới chƣơng trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông [5].
Thực hiện Nghị quyết của Quốc hội, ngày 27 tháng 3 năm 2015 Thủ tƣớng
Chính phủ đã ra quyết định số 404/QĐ-TTg, phê duyệt đề án đổi mới chƣơng trình,
sách giáo khoa giáo dục phổ thơng [1].
Nhƣ vậy, các Nghị quyết của Đảng, Quốc hội và Chính phủ đã thể hiện quyết
tâm đổi mới hệ thống giáo dục để thực hiện cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nƣớc
và hội nhập quốc tế.
 Xuất phát từ những ƣu điểm của algorit sáng chế

Phƣơng pháp algorit cùng với phƣơng pháp Graph và tiếp cận môđun là những
công cụ phƣơng pháp luận đắc lực trong việc xây dựng quá trình dạy học (DH) thành
quy trình cơng nghệ.
Việc xác định các nguyên tắc và quy trình áp dụng phƣơng pháp algorit DH là
cần thiết để nâng cao tính tích cực, tự lực và sáng tạo của HS. Phƣơng pháp algorit có


2
nhiều ƣu điểm trong DH, vì đây là một phƣơng pháp tƣ duy. Nếu sử dụng phƣơng
pháp này thƣờng xuyên sẽ rèn luyện cho HS một phong cách học tập khoa học để học
suốt đời.
Thuật ngữ “algorit” thƣờng đƣợc hiểu theo hai nghĩa. Theo tốn học, “algorit”
là một trình tự các thao tác cần thiết để giải một bài toán. Theo nghĩa rộng, “algorit”
là một chƣơng trình bao gồm các thao tác tƣ duy có định hƣớng và đủ rõ ràng [8].
Chƣơng trình giải các bài tốn sáng chế đƣợc gọi là algorit sáng chế. Khác với algorit
toán học, algorit sáng chế có tính mềm dẻo, linh hoạt hơn, cùng một vấn đề có thể
đƣợc giải quyết theo nhiều hƣớng khác nhau, tùy vào năng lực của ngƣời thực hiện.
Vận dụng algorit sáng chế vào quá trình DH là hƣớng đi mới, nhiều triển vọng,
phù hợp với mục tiêu đổi mới giáo dục hiện nay vì algorit sáng chế khuyến khích sử
dụng tối đa những phẩm chất tích cực của ngƣời học. HS có thể thực hiện các thao tác
tƣ duy để giải quyết vấn đề tùy theo hiểu biết, kinh nghiệm, khả năng của mình, tìm
ra lời giải theo con đƣờng của riêng mình.
Algorit sáng chế khơng phải là bản ghi có sẵn, rập khn để ngƣời học sử dụng
một cách máy móc mà đó là sự tìm tịi, sáng tạo của mỗi cá nhân để tìm ra bản ghi
algorit hợp lí nhất cho việc giải quyết một vấn đề nào đó. Dƣới sự hƣớng dẫn của
giáo viên (GV), thơng qua hợp tác nhóm, HS sẽ phân tích vấn đề, tìm ra quy luật phát
triển khách quan của vấn đề, tìm ra các bƣớc để giải quyết vấn đề và sắp xếp, bố trí
từng bƣớc để tìm ra mối liên hệ giữa chúng.
Algorit sáng chế giúp ngƣời học giải quyết vấn đề nhanh hơn, chính xác hơn và
ngắn gọn hơn, tránh mò mẫm, mất thời gian. Vận dụng algorit sáng chế trong quá

trình DH giúp HS hình thành thao tác tƣ duy logic, phát huy tính tích cực, sáng tạo,
tinh thần làm việc tập thể qua đó củng cố niềm tin, hứng thú học tập cho ngƣời học.
 Xuất phát từ đặc điểm kiến thức Di truyền học (Sinh học 12)
Di truyền học (DTH) là một trong những lĩnh vực mũi nhọn của Sinh học (SH).
Những kiến thức DTH là cơ sở nhận thức cơ chế tiến hóa, đồng thời là nền tảng để
giải thích các vấn đề của Sinh thái học.
Chƣơng trình SH phổ thơng hiện nay nói chung và phần DTH (SH 12) nói riêng
đƣợc xây dựng theo quan điểm hệ thống, các nội dung kiến thức đƣợc trình bày một


3
cách khoa học, có logic, phù hợp với trình độ nhận thức của HS ở từng cấp học, bậc
học. Với cách bố trí nhƣ thế này, GV có thể tổ chức các hoạt động học tập cho HS dựa
trên các kiến thức, kinh nghiệm đã có để giải quyết các vấn đề mới, rèn luyện kĩ năng
và phát triển tƣ duy vững chắc, có khả năng vận dụng kiến thức vào cuộc sống.
Tính quy luật của hiện tƣợng di truyền giúp HS có thể vận dụng algorit một
cách hiệu quả trong việc giải thích hiện tƣợng di truyền cũng nhƣ giải các bài tập tốn
di truyền.
Vì những lí do trên tôi đã lựa chọn đề tài luận án: “Vận dụng algorit sáng chế
để tổ chức dạy học Di truyền học (Sinh học 12 - Trung học phổ thơng)”
2. Mục đích 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 cho HS.
3. Đối tƣợng và khách thể nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu: Vận dụng algorit sáng chế để DH DTH (SH 12 - THPT).
Khách thể nghiên cứu: Quá trình DH DTH (SH 12 - THPT).
4. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng đƣợc các algorit DH DTH (SH 12 - THPT) và đề xuất đƣợc quy
trình sử dụng các algorit đó vào các khâu trong DH DTH (SH 12 - THPT) thì sẽ phát
triển năng lực nhận thức 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 trƣờng THPT.
(3) Đề xuất quy trình xây dựng một số 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) Đề xuất thang đánh giá và công cụ đánh giá NLNT trong DH DTH có
vận dụng algorit sáng chế.


4
(6) Thực nghiệm sƣ phạm để đánh giá hiệu quả của các phƣơng án đã đề xuất.
7. Phƣơng pháp nghiên cứu
 Phƣơng pháp nghiên cứu lí thuyết
Thu thập, phân tích, đánh giá các tài liệu liên quan tới nội dung đề tài theo các
nội dung đề ra nhƣ sau:
- Nghiên cứu các văn bản của Đảng, Chính phủ và của Bộ Giáo dục và Đào tạo
về vấn đề đổi mới giáo dục để xác định lý do chọn đề tài.
- Nghiên cứu các tài liệu trong nƣớc và nƣớc ngoài có liên quan tới lý thuyết
algorit sáng chế làm cơ sở khoa học của đề tài luận án.
- Nghiên cứu các tài liệu về nội dung DTH; tài liệu về lý luận và phƣơng pháp
dạy học Sinh học làm cơ sở cho việc xây dựng nội dung dạy học phần DTH.
- Nghiên cứu tài liệu về algorit trong dạy học làm cơ sở lí luận cho việc xây
dựng và sử dụng các algorit dạy học DTH.
- Nghiên cứu các tài liệu về năng lực; tài liệu tâm lý học về nhận thức; tài liệu
về các khái niệm, định nghĩa quy luật, tính quy luật làm cơ sở cho việc xây dựng hệ
thống các algorit dạy học cũng nhƣ việc đề xuất quy trình tổ chức dạy học phát triển

năng lực nhận thức, năng lực tƣ duy sáng tạo cho HS.
 Phƣơng pháp điều tra sƣ phạm
Dùng phiếu điều tra thực trạng DH nói chung và DH SH nói riêng ở trƣờng
THPT để xác định cơ sở thực tiễn của đề tài luận án. Chúng tôi đã thiết kế phiếu tham
khảo ý kiến của GV về các lĩnh vực: Nhận thức lí luận của GV về algorit; thực tiễn sử
dụng algorit của GV trong DH DTH ở trƣờng THPT và việc rèn luyện năng lực nhận
thức, năng lực vận dụng kiến thức cho HS trong DH DTH.
 Phƣơng pháp chuyên gia, tham vấn chuyên gia
- Các chuyên gia đƣợc xác định là các nhà khoa học nghiên cứu về lý luận và
phƣơng pháp DH hoặc nghiên cứu về DTH; những GV có nhiều kinh nghiệm trong
giảng dạy SH.
- Những nội dung cần tham vấn là:
+ Mục tiêu DH DTH ở THPT.


5
+ Quy trình thiết kế các algorit DH phần DTH SH 12-THPT.
+ Quy trình DH DTH SH 12 - THPT có vận dụng algorit sáng chế.
+ Tiêu chí và cơng cụ đánh giá kết quả DH DTH SH 12 - THPT có vận dụng
algorit sáng chế.
- Việc thu thập ý kiến của các chuyên gia đƣợc thực hiện bằng phƣơng pháp
phỏng vấn trực tiếp hoặc xin ý kiến đánh giá nhận xét bằng phiếu thẩm định về những
lĩnh vực và vấn đề liên quan đến luận án. Tất cả những ý kiến đóng góp của chun
gia đều đƣợc chúng tơi phân tích, nghiên cứu kỹ lƣỡng, làm căn cứ để điều chỉnh, bổ
sung cho nội dung nghiên cứu luận án.
 Phƣơng pháp thực nghiệm sƣ phạm
Tổ chức thực nghiệm (TN) sƣ phạm nhằm đánh giá tính khả thi và tính hiệu quả
của các quy trình DH DTH theo algorit sáng chế, qua đó khẳng định tính đúng đắn
của giả thuyết nghiên cứu đã đề ra trong đề tài luận án.
Quá trình TN đƣợc tiến hành theo hai giai đoạn là TN khảo sát và TN chính

thức. TN đƣợc tiến hành ở 05 trƣờng trên địa bàn tỉnh Hƣng Yên: THPT Nam Phù
Cừ, THPT Phù Cừ, THPT Tiên Lữ, THPT Nghĩa Dân.
HS trong khối 12 ở mỗi trƣờng TN, chúng tôi chọn các lớp TN và lớp ĐC tƣơng
đƣơng nhau về học lực, về phong trào thi đua học tập. GV thực hiện TN sƣ phạm là
những GV có nhiều kinh nghiệm trong giảng dạy, thâm niên công tác tƣơng đƣơng
nhau, có nhiều thành tích trong giảng dạy, u nghề, say mê chun mơn.
TN đƣợc bố trí theo cách “TN có ĐC”, nghĩa là lớp TN và lớp ĐC chỉ khác
nhau ở một yếu tố tác động, đó chính là đối tƣợng nghiên cứu của luận án, tất cả các
yếu tố cịn lại đều giống nhau. Chúng tơi tiến hành TN khảo sát vào năm 2015 và TN
chính thức vào năm 2016, thu số liệu của đợt 2, đánh giá tính hiệu quả của các
phƣơng pháp và rút ra kết luận về tính khả thi của các phƣơng pháp mà luận án đang
nghiên cứu.
Căn cứ vào giả thuyết khoa học của luận án, chúng tơi xác định nội dung cần
đo chính là năng lực nhận thức và năng lực vận dụng kiến thức phần DTH, chúng tôi
đã xây dựng công cụ đo là các bài kiểm tra đánh giá năng lực nhận thức và năng lực
vận dụng kiến thức phần DTH.


6
 Phƣơng pháp thống kê toán học
Các số liệu thu đƣợc trong thực nghiệm sƣ phạm có tính định lƣợng sẽ đƣợc xử
lí bằng thống kê tốn học nhờ phần mềm Microsoft Exel với các tham số thống kê
đặc trƣng gồm:
- Giá trị trung bình: nhằm xác định điểm trung bình về năng lực của HS nhóm
lớp ĐC và nhóm lớp TN.
- Độ lệch chuẩn: nhằm xác định mức độ phân tán các số liệu quanh giá
trị trung bình.
- Mode: nhằm xác định giá trị có tần số xuất hiện nhiều nhất trong tập hợp
các giá trị của dữ liệu.
- Sử dụng phép kiểm định T - test độc lập, T - test theo cặp để kiểm chứng ý

nghĩa thống kê.
8. Những đóng góp mới của luận án
(1) Đề xuất đƣợc quy trình xây dựng algorit DH DTH (SH 12 - THPT).
(2) Đề xuất quy trình sử dụng algorit trong DH DTH (SH 12 - THPT) nhằm
phát triển năng lực nhận thức cho HS.
(3) Xây dựng đƣợc thang đánh giá 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 đƣợc trình bày trong ba chƣơng:
Chƣơng 1. Cơ sở lí luận, thực tiễn.
Chƣơng 2. Vận dụng algorit sáng chế trong dạy hoc Di truyền học (SH 12 - THPT).
Chƣơng 3. Thực nghiệm sƣ phạm.


7
Chƣơng 1
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
1.1. Tổng quan các vấn đề nghiên cứu
1.1.1. Tổng quan nghiên cứu về algorit
1.1.1.1. Trên thế giới
Khoa học tƣ duy sáng tạo trên thế giới đã đƣợc hình thành từ rất lâu. Nhà toán
học Hy Lạp Pappop, sống ở thế kỉ thứ III là ngƣời đặt nền móng cho “khoa học tƣ
duy sáng tạo”, ơng gọi đó là Ơristic (Heuristics). Heuristic đƣợc hiểu là các kỹ thuật
dựa trên kinh nghiệm để giải quyết vấn đề học tập hay khám phá nhằm đƣa ra một
giải pháp mà không đƣợc đảm bảo là tối ƣu [85].
Có thể thấy, theo quan niệm lúc bấy giờ, Ơristic là khoa học về sự sáng chế,
phát minh trong mọi lĩnh vực khoa học, kĩ thuật, văn hóa, nghệ thuật,… Do cách tiếp
cận q chung chung và khơng có nhu cầu xã hội cấp bách nên Ơristic đã khơng đƣợc
nhìn nhận. Cho đến thời gian gần đây, Ơristic đã đƣợc nghiên cứu và phát triển.

Alfred Binet, một nhà tâm lý học ngƣời Pháp đã phát minh ra các bài kiểm tra
IQ thực tế đầu tiên [84]. Năm 1904, Bộ Giáo dục Pháp đã sử dụng các bài kiểm tra
IQ Alfred Binet nhận diện và đánh giá trí tuệ của HS. Năm 1908 và 1911 Binet công
bố phiên bản thử nghiệm của mình. Sau đó, bài kiểm tra của Binet trở nên thông dụng
trên khắp nƣớc Mỹ và bùng phát mạnh vào năm 1917 [77]. Tuy là cha đẻ của “chỉ số
thơng minh - IQ” nhƣng Binet cũng nhìn nhận rằng bài kiểm tra IQ cũng bộc lộ một
số hạn chế. Ơng cho rằng rằng trí thơng minh khơng hẳn chỉ do di truyền, bởi các
gene cấu thành, mà còn do môi trƣờng giáo dƣỡng tác động. Trong suốt 21 năm
nghiên cứu, Binet đã xuất bản hơn 200 cuốn sách, bài báo, những cơng trình nghiên
cứu của Binet sau này có ảnh hƣởng rất lớn đến Jean Piaget [76].
Cuối thế kỉ IXX, các nhà tâm lí học đã phát hiện ra phƣơng pháp thử sai. Thử và
sai là một phƣơng pháp cơ bản giải quyết vấn đề [70]. Thử sai đƣợc đặc trƣng bởi sự
lặp đi lặp lại những nỗ lực đến khi thành công, hoặc cho đến khi không thể thực hiện
đƣợc nữa [98]. Theo W.H. Thorpe, thuật ngữ thử sai đƣợc đƣa ra bởi C. Lloyd
Morgan sau khi ông đã sử dụng các cụm từ tƣơng tự nhƣ "thử và thất bại" và "thử


8
nghiệm và thực tiễn" [95]. Sau này, Edward Thorndike đã tiến hành thí nghiệm nổi
tiếng với một con mèo đã đƣợc đặt trong một loạt các hộp với các điều kiện khác
nhau để hoạt động của con mèo gắn với q trình học tập, rút kinh nghiệm [94]. Thí
nghiệm của Edward Thorndike sau này đƣợc B.F. Skinner hoàn thiện.
Nhƣ vậy có thể thấy việc lựa chọn các phƣơng án trong phƣơng pháp thử sai
đƣợc tiến hành theo kiểu mò mẫm. Tuy nhiên, cùng với phƣơng pháp thử sai, các nhà
tâm lí học đã xác định đƣợc vai trị của nhiều yếu tố tâm lí nhƣ: tính lí tƣởng, trí
tƣởng tƣợng, trực giác, tính ì tâm lí, … trong q trình tƣ duy sáng tạo.
Năm 1939 A. Osborn (Mỹ) đã đề xuất phƣơng pháp tập kích não hay cịn gọi là
động não, cơng não, (tiếng Anh: brainstorming). Ơng đã miêu tả động não nhƣ một
kỹ thuật hội ý bao gồm một nhóm ngƣời nhằm tìm ra lời giải cho vấn đề nhất định
bằng cách góp nhặt tất cả ý kiến của nhóm ngƣời, nảy sinh trong cùng một thời gian,

theo một nguyên tắc nhất định. Kỹ thuật này sau đó đƣợc Charles Hutchison
Clark phát triển và Hilbert Meyer áp dụng trong lý luận về phƣơng pháp giảng dạy
[78]. Theo Hilbert Meyer: Động não là một kỹ thuật dạy học tích cực, thông qua thảo
luận, nhằm huy động những ý tƣởng mới mẻ, độc đáo về một chủ đề, của mọi thành
viên tham gia thảo luận. Các thành viên đƣợc cổ vũ tham gia một cách tích cực,
khơng hạn chế các ý tƣởng, nhằm tạo ra "cơn lốc" các ý tƣởng [68].
Động não đƣợc áp dụng ở nhiều lĩnh vực khác nhau: quảng cáo, quản lí, sản
xuất, giáo dục,....Mặc dù có nhiều ƣu điểm nhƣng phƣơng pháp tập kích não vẫn chƣa
khắc phục đƣợc những nhƣợc điểm của phƣơng pháp thử sai đó là thiếu cơ chế định
hƣớng từ bài tốn đến lời giải trong tƣ duy.
Năm 1926, F. Kunze một giáo sƣ trƣờng đại học tổng hợp Berlin đã đề xuất
phƣơng pháp đối tƣợng tiêu điểm. Đây là một phƣơng pháp tích cực hóa tƣ
duy trong khoa học sáng tạo. Phƣơng pháp đối tƣợng tiêu điểm với tên gọi ban đầu là
phƣơng pháp danh mục (catalogue) đƣợc nhà bác học ngƣời Mỹ C. Whiting hoàn
thiện vào những năm 50 của thế kỷ [18]. Nội dung của phƣơng pháp đối tƣợng tiêu
điểm là chọn ngẫu nhiên một đối tƣợng nào đó sau đó lấy những tính chất của các đối
tƣợng ngẫu nhiên này gắn cho đối tƣợng đang cần cải tiến hay hồn thiện (đối tƣợng
tiêu điểm). Bằng cách này có thể nhận đƣợc những kết hợp khác thƣờng và đi đến


9
những phƣơng án độc đáo [18]. Nhƣ vậy, ý tƣởng của phƣơng pháp là cải tiến một
đối tƣợng bằng cách chuyển giao những dấu hiệu (tính chất, chức năng) của những
đối tƣợng ngẫu nhiên vào đối tƣợng cần cải tiến. Ví dụ đƣa tính chất "thơm" của
"nƣớc hoa" vào đối tƣợng "bút", ta có "bút có mùi thơm".
Năm 1942, Fritz Zwicky ngƣời Thụy Sĩ đã đề xuất phƣơng pháp phân tích hình
thái [90]. Theo phƣơng pháp này, ngƣời ta sẽ liệt kê tất cả các đặc trƣng của một đối
tƣợng nào đó, mỗi đặc trƣng xếp vào một cột. Ở mỗi cột ngƣời ta viết tất cả các
phƣơng án đề xuất sau đó xét tất cả các kết hợp đƣợc hình thành bằng cách lấy ở mỗi
cột một phƣơng án. Kết quả là tạo ra vô số các kết hợp và việc nhận thức ra các

phƣơng án tối ƣu cũng trở nên khó khăn. Nhƣ vậy phƣơng pháp phân tích hình thái là
phƣơng pháp tích cực hóa tƣ duy bằng cách tách đối tƣợng ra từng con số rồi đa dạng
hóa hình thái của các con số. Sau đó, kết hợp chúng lại để tạo ra ý tƣởng mới.
Ngƣời có nhiều cống hiến trong việc xây dựng khoa học sáng tạo là nhà khoa
học Genric Sanlovic Altshuler. Năm 14 tuổi ông đã có bằng sáng chế, năm 20 tuổi
ông đã dự định xây dựng lí thuyết để giúp bất kì ngƣời bình thƣờng nào cũng có thể
sáng chế đƣợc. Năm 1946, Altshuler bắt đầu xây dựng lí thuyết giải các bài toán sáng
chế (Teoriya Resheniya Izobreatatelskikh Zadatch viết tắt là TRIZ). TRIZ là phƣơng
pháp luận tìm kiếm những giải pháp kĩ thuật mới. TRIZ kết hợp chặt chẽ bốn yếu tố:
Tâm lí, logic, kiến thức, trí tƣởng tƣợng. Về phƣơng pháp sáng chế, G.S. Altshuler đã
đề xuất vào năm 1960 gần đây đã đƣợc phát triển mạnh mẽ và trở thành một lí thuyết,
trong đó hạt nhân là Algorit giải các bài toán sáng chế.
Anthony "Tony" Peter Buzan (sinh năm 1942) tại Luân Đôn (Anh) là một tác
gia, nhà tâm lý và là cha đẻ của phƣơng pháp tƣ duy Mind map (Sơ đồ tƣ duy - Giản
đồ ý). Theo triết lý của Buzzan thì bản đồ tƣ duy đƣợc hiểu là một cách mở ra sức
mạnh tƣ duy, tạo ra những đột phá trong suy nghĩ. Buzan nghiên cứu chun sâu về
bộ não, trí nhớ tìm ra quy luật khi xây dựng bản đồ gồm nhiều nhánh, giúp bộ não ghi
chép các sự kiện một cách hệ thống. Buzan rất đam mê khám phá cấu trúc, chức
năng, hoạt động của não bộ và phát minh ra những phƣơng pháp để “bật tín hiểu” cho
bộ não. Ơng thấy rằng đứa trẻ nào cũng có tiềm năng của Leonardo da Vinci và
Albert Einstein. Ơng đã dày cơng nghiên cứu cách “bật tín hiệu” cho tiềm năng đó


10
phát huy. Các nghiên cứu của Buzan cho thấy trí thông minh đƣợc phát huy hết công
năng khi con cái chúng ta đƣợc nuôi dƣỡng trong môi trƣờng tốt, đƣợc khuyến khích,
động viên và giáo dục đúng phƣơng pháp. Với bộ cơng cụ sơ đồ tƣ duy hay cịn gọi là
sơ đồ trí não, Buzan hƣớng dẫn chúng ta học phƣơng pháp học, học cách xử lý thông
tin, và học tƣ duy có phƣơng pháp để rèn luyện và nâng cao năng lực tƣ duy, từ đó
khai phá năng lực tiềm ẩn vô cùng to lớn của bộ não, tạo nên sự đột phá trong học tập

và công tác [10].
Năm 1983, Giáo sƣ tâm lý Howard Gardner của trƣờng đại học Havard cơng bố
thuyết “đa trí tuệ”. Ơng cho rằng Alfred Binet và cộng sự xác định và đánh giá trí
thơng minh ở một khía cạnh q riêng lẻ, là chỉ với chỉ số IQ, thì thật khơng thoả
đáng. Bởi vì, chỉ với riêng IQ, nó khơng phản ánh đƣợc sự đa dạng của trí thơng minh
và nó cũng khơng cho thấy sự tƣơng quan giữa trí thơng minh với vơ số cách ứng xử
của trí tuệ có thể quan sát đƣợc trong cuộc sống. Theo Giáo sƣ Howard Gardner, trí
thơng minh có nghĩa là “khả năng giải quyết vấn đề và tạo ra sản phẩm hay dịch vụ
có giá trị thiết thực cho xã hội” [71], [74], [93].
Năm 1990, David Perkins (một nhà khoa học của đại học Havard) đã chỉ ra trí
thơng minh có ba loại: trí thơng minh nơron (neural intelligence), trí thơng minh trải
nghiệm (experiential intelligent) và trí thơng minh có suy nghĩ (reflective
intelligence). Trong đó, trí thơng minh nơron hay cịn gọi là trí thơng minh thiên
bẩm do di truyền và đƣợc đo bằng chỉ số IQ. Cịn hai loại trí thơng minh trải nghiệm
và trí thơng minh có suy nghĩ thì có thể đào tạo đƣợc. Trí thơng minh trải nghiệm
đƣợc hình thành dựa trên những kinh nghiệm rút ra đƣợc trong công việc hay trong
cuộc sống. Trí thơng minh suy nghĩ của một ngƣời là khả năng suy nghĩ của ngƣời
đó trong những tình huống khác nhau, thậm chí những tình huống khơng nằm trong
lĩnh vực chun mơn của ngƣời đó. Với trí thơng minh có suy nghĩ, chúng ta có thể
gia tăng khả năng giải quyết những vấn đề, ra quyết định, và đƣa ra những sang kiến
mới để xây dựng thế giới phức tạp và không ngừng biến động mà chúng ta đang
sinh sống [66], [88].
Năm 1992, Arthur Costa, Giáo sƣ danh dự của đại học California State là tác giả
của “thuyết thói quen của trí não- Habits of Mind”, đó là một tập hợp các hành vi và


11
ứng xử của trí thơng minh đóng một vai trị đặc biệt giúp con ngƣời trở nên sâu sắc và
nhạy bén trong suy nghĩ. Thói quen tƣ duy này đƣợc hình thành do chúng ta thực hiện
hành động lặp đi lặp lại trong suốt một quãng thời gian dài. Thói quen của trí não bao

gồm cả khả năng tƣ duy lẫn cách cƣ xử của con ngƣời, chính nhờ sự phối hợp đồng
bộ này mà chúng ta thành thạo trong việc vận hành khả năng tƣ duy và khả năng xử
lý vấn đề. Nhƣ vậy, có thể thấy gieo hành động gặt thói quen, gieo thói quen gặt tính
cách, một đứa bé khơng thể học “chớp nhống” vài kĩ năng thì có trí thơng minh hiệu
quả hơn, mà các em cần đƣợc cung cấp cơ hội để rèn luyện nhƣ rèn luyện thói quen,
với phƣơng pháp và cơng cụ phù hợp với lứa tuổi [60], [61].
Vận dụng algorit trong lĩnh vực DTH ngƣời ta đã xây dựng “Thuật toán di
truyền”. Thuật toán di truyền (GA - Genetic Algorithm) là kỹ thuật phỏng theo q
trình thích nghi tiến hóa của các quần thể sinh học dựa trên học thuyết Darwin. GA là
phƣơng pháp tìm kiếm tối ƣu ngẫu nhiên bằng cách mơ phỏng theo sự tiến hóa của
con ngƣời hay của sinh vật. Tƣ tƣởng của thuật toán di truyền là mô phỏng các hiện
tƣợng tự nhiên, là kế thừa và đấu tranh sinh tồn.

Hình 1.1. Mơ phỏng thuật tốn di truyền (GA)
Năm 1960, John Holland [79] và các cộng đã giải thích các thuật tốn di truyền
dựa trên thuyết tiến hóa của ĐacUyn và sau đó nhóm tác giả đã nêu cá nguyên tắc cơ
bản của thuật toán di truyền đƣợc xuất bản năm 1962. Năm 1989, David E. Gold berg
[72.] một học trò của John Holland đã mở rộng thêm về lý thuyết thuật toán di truyền.
Đến năm 1992 Michalewicz [83] đã phát triển và hoàn thiện phƣơng pháp này; từ đó
Thuật tốn di truyền đã đƣợc áp dụng trong các lĩnh vực khác nhau .
Năm 1994, Eiben, AE và cộng sự đã đề xuất cách tạo ra một giải pháp “con”
bằng cách sử dụng các phƣơng pháp trao đổi chéo và đột biến từ một cặp giao phối
“bố mẹ”[ 67], [97] .


12
Năm 1996, Michalewicz đã xây dựng chƣơng trình tiến hóa dựa trên giải thuật
di truyền (GA) và cấu trúc dữ liệu, tác giả đã giới thiệu một cách chi tiết vê các thuật
toán di truyền [83]. Năm 2001, Schmitt. Lothar M đã xuất bản “Lý thuyết về thuật
toán di truyền” [91]. Năm 2002 Goldberg, David nghiên cứu thiết kế đổi mới bài học

từ thuật toán di truyền [73]. Năm 2006, các tài liệu của Fogel và cộng sự nghiên cứu
ứng dụng thuyết tiến hóa trong giải thuật và hƣớng tới một triết lí mới về trí tuệ máy
móc [69].
Bắt đầu
Nhận các tham số của bài toán
Khởi tạo quần thể ban đầu
Tính giá trị thích nghi
Điều kiện dừng
Sinh sản
Lai ghép

Lựa chọn giải
pháp tốt nhất

Đột biến

Kết thúc

Hình 1.2. Sơ đồ thực hiện giải thuật di truyền
Hiện nay GA đƣợc xem nhƣ một công cụ mạnh mẽ để giải quyết các vấn đề về
tìm kiếm và tối ƣu hóa phức tạp nhƣ thời gian biểu, lập kế hoạch mua sắm, …
1.1.1.2. Lược sử nghiên cứu về algorit ở Việt Nam
Ở nƣớc ta, những hoạt động liên quan đến khoa học về tƣ duy sáng tạo mới thực
sự bắt đầu vào cuối những năm 70 của thế kỉ XX những vẫn cịn mang tính tự phát.
Lớp học đầu tiên về tƣ duy sáng tạo đƣợc tổ chức vào năm 1977. Ngƣời có cơng đƣa


13
khoa học sáng tạo vào Việt Nam đó là GS Phan Dũng với các tác phẩm nhƣ: Phƣơng
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 ngƣời sáng tạo,…[17], [18], [19].
Cuốn sách đầu tiên về phƣơng pháp luận sáng tạo đƣợc nhà xuất bản khoa học
và kĩ thuật Hà Nội xuất bản năm 1983 do Nguyễn Chân, Dƣơng Xuân Bảo, Phan
Dũng dịch đã đem đến cái nhìn mới mẻ về tƣ duy sáng tạo ở Việt Nam. Cuốn sách
đã làm rõ TRIZ là gì, vận dụng TRIZ nhƣ thế nào trong giải quyết các vấn đề trong
kĩ thuật sáng chế. Cuốn sách này còn giới thiệu về ARIZ cùng những quy luật phát
triển khách quan trong kĩ thuật, 40 sáng chế cơ bản,... Cuốn sách đã góp phần dấy
lên phong trào phát huy sáng kiến, cải tiến hợp lí hóa trong sản xuất và đó cũng là
tài liệu quý giá cho những ai quan tâm đến phƣơng pháp tƣ duy sáng tạo trong khoa
học, kĩ thuật.
Năm 1991, trung tâm sáng tạo Khoa học - Kĩ thuật đƣợc thành lập tại Đại học Tổng
Hợp Thành Phố Hồ Chí Minh này là Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia
thành phố Hồ Chí Minh với mục đích dạy cho ngƣời bình thƣờng trở nên sáng tạo.
Nguyễn Văn Lê (1998) 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
nhƣ: Hệ thống khái niệm về năng lực, tài năng và tính sáng tạo; Khoa học về sự sáng
tạo; Cơ sở tâm lí học, sinh lí thần kinh, khía cạnh xã hội của hoạt động sáng tạo; Bài
học từ những con ngƣời sáng tạo [35].
Nguyễn Minh Triết (2000) với “Đánh thức tiềm năng sáng tạo” đã bƣớc đầu tìm
hiểu, phân tích về tính ì tâm lí và đề cập đến việc vận dụng 19 nguyên tắc sáng tạo
vào giải quyết các bài tốn cụ thể nhằm khắc phục tính ì tâm lí [48].
Nguyễn Cảnh Tồn (2004) với “Khơi dạy tiềm năng sáng tạo” đã đƣa ra các vấn
đề về sáng tạo học nhƣ: khái niệm, nguồn gốc, cở sở thần kinh của hoạt động sáng
tạo. Quyển sách là tài liệu quý cho GV về cách thức, phƣơng pháp dạy HS học tập
sáng tạo. Sách cịn có 2 phụ lục đặc biệt về việc đo trí thơng minh và 5 phƣơng thức
cải lão hoàn đồng [47].
Việc nghiên cứu, vận dụng TRIZ và ARIZ để bồi dƣỡng tƣ duy sáng tạo cho HS
trong nhà trƣờng phổ thơng cịn chƣa đƣợc đề cập nhiều trong các cơng trình nghiên
cứu ở nƣớc ta. Các nhà khoa học đã đã vận dụng các NTST của TRIZ và ARIZ để tạo

14
ra những sản phẩm mới có ích, phục vụ cho đời sống. Cịn GV, có thể dựa trên lối tƣ
duy của các nhà khoa học để dạy cho HS cách tƣ duy khoa học, sáng tạo để đào tạo
nhiều hơn nữa những con ngƣời sáng tạo, đáp ứng đƣợc nhu cầu của xã hội. Dƣới
cách nhìn của thời đại mới, sáng tạo là nguồn tài nguyên cơ bản của con ngƣời, nguồn
tài nguyên đặc biệt mà theo nhƣ các nhà khoa học Mỹ: bạn càng sử dụng nó nhiều thì
bạn càng có nó nhiều hơn. Sáng tạo là thứ có thể học đƣợc và dạy đƣợc vì vậy, giáo
dục và rèn luyện tính sáng tạo sẽ càng đóng vai trị quan trọng nhƣ John Dewey nhận
xét: “Mục đích giáo dục trẻ em không phải là thông tin về những giá trị của quá khứ
mà là sáng tạo những giá trị mới của tƣơng lai”.
1.1.2. Tổng quan nghiên cứu về năng lực nhận thức và phát triển năng lực nhận thức
1.1.2.1. Trên thế giới
Một ngƣời tiên phong của tâm lý học nhận thức, ngƣời đã làm việc bên ngoài
ranh giới (cả trí tuệ và địa lý) của chủ nghĩa hành vi là Jean Piaget. Từ năm 1926 đến
những năm 1950 và đến những năm 1980, ông đã nghiên cứu những suy nghĩ, ngơn
ngữ và trí thơng minh của trẻ em và ngƣời lớn [92].
Năm 1956, Benjamin Bloom, một giáo sƣ của trƣờng Đại học Chicago đƣa ra
thang đo NLNT [62]. Thang cấp độ tƣ duy đầu tiên đƣợc xây dựng bởi Benjamin S.
Bloom bao gồm 6 cấp độ sau: 1. Biết (Knowledge) 2. Hiểu (Comprehension) 3. Vận
dụng (Application) 4. Phân tích (Analysis) 5. Tổng hợp (Synthesis) 6. Đánh giá
(Evaluation) Nhận thấy thang trên chƣa thật sự hoàn chỉnh, vào giữa thập niên 1990
Lorin Anderson, một học trò của Benjamin Bloom, đã cùng một số cộng sự đề xuất
sự điều chỉnh nhƣ sau [86]: 1. Nhớ (Remembering) 2. Hiểu (Understanding) 3. Vận
dụng (Applying) 4. Phân tích (Analyzing) 5. Đánh giá (Evaluating) 6. Sáng tạo
(Creating).
Theo Thomas Armstrong “Sự ra đời của tâm lý học nhận thức, vốn đƣợc xem là
dấu hiệu ƣu việt trong giáo dục, các nhà giáo dục đã ngày càng quan tâm giúp học
sinh phát triển các chiến lƣợc suy nghĩ”. Cũng theo Thomas Armstrong “Học sinh
suy nghĩ nhƣ thế nào đã trở nên quan trọng hơn học sinh suy nghĩ đến cái gì” [45].

Tác giả Ivan Dmitrievich Yunyk [80, tr73-82], nghiên cứu “Kỹ năng nhận thức
của ngôn ngữ học tƣơng lai: Nội dung, kết cấu và định hƣớng triển vọng của sự phát
triển”. Tác giả của bài báo chỉ rõ nội dung của các kỹ năng nhận thức trong tƣơng lai