skkn xây DỰNG các bài TOÁN NHẬN THỨC TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH học 12 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG lực NGHIÊN cứu KHOA học của học SINH

THÔNG TIN CHUNG VỀ SÁNG KIẾN
XÂY DỰNG CÁC BÀI TOÁN NHẬN THỨC TRONG
1. Tên sáng kiến:
CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 12 NHẰM PHÁT TRIỂN
NĂNG LỰC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA HỌC
SINH
2. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Môn Sinh học.
3. Thời gian áp dụng sáng kiến: Từ ngày 05 tháng 09 năm 2012 đến ngày 07
tháng 03 năm 2015.
4. Tác giả:
Họ và tên: Trần Thị Thanh Xuân
Năm sinh: 1979
Nơi thường trú: Lô 30 – Lê Văn Hưu - Khu đô thị Hòa Vượng
Trình độ chuyên môn: Thạc sĩ
Chức vụ công tác: Tổ phó tổ chuyên môn
Nơi làm việc: Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong
Địa chỉ liên hệ: Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong - 76 Vị Xuyên
Điện thoại: 0982826215
5. Đồng tác giả:
Không có
6. Đơn vị áp dụng sáng kiến:
Tên đơn vị: Trường THPT chuyên Lê Hồng Phong
Địa chỉ: 76 Vị Xuyên – Nam Định
Điện thoại: 0350 3640297


XÂY DỰNG CÁC BÀI TOÁN NHẬN THỨC TRONG CHƯƠNG
TRÌNH SINH HỌC 12 NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA HỌC SINH
I. Điều kiện hoàn cảnh tạo ra sáng kiến
Trong đổi mới giáo dục, ở hầu khắp các nước trên thế giới r t uan t m đến

ồi dư ng năng c phát hi n gi i u ết n đ cho học sinh thông ua các môn
học, th hi n đ c i t r n t ở trong uan đi m tr nh
kiến th c phư ng pháp
dạ học thông ua chư ng tr nh, sách giáo khoa.
Ở Vi t Nam, định hướng đổi mới căn n
to n di n giáo dục nước ta trong
giai đoạn hi n na
“chu n mạnh uá tr nh giáo dục từ chủ ếu trang ị kiến
th c sang phát tri n to n di n năng c phẩm ch t người học”.
ác Nghị u ết H i nghị ần th tư khoá V 1993 , ần th hai khoá V
199 của an ch p h nh Trung ư ng Đ ng ng s n Vi t Nam
Lu t iáo dục
đ nêu r : “ ộ
h mạn v hươn h
i
ụ hư n và n ười họ r n
l yện và h t triển khả năn s y n hĩ khả năn iải q y t v n đ một
h năn
độn độ l
s n tạ n y tr n q trình họ t
nhà trườn h th n
ụn nh n hươn h
i
ụ hiện đại để i ư n năn l tư y s n
tạ năn l
iải q y t v n đ
Văn ki n H i nghị ần th hai an h p h nh
Trung ư ng khóa V , Nx hính trị Quốc gia, H N i, tr.41 .
Trong hiến ược phát tri n giáo dục 2011 - 2020 đ được Thủ tướng Ngu ễn
t n Dũng phê du t cũng nêu r : “Tiếp tục đổi mới phư ng pháp dạ học

đánh
giá kết u học t p, rèn u n theo hướng phát hu tính tích c c, t giác, chủ đ ng,
sáng tạo năng c t học của người học”.
ác d án phát tri n iáo dục ti u học, Trung học c sở
Trung học phổ
thông ở nước ta hi n na đang th c hi n đổi mới iáo dục theo định hướng trên.
II. Mô tả giải pháp
2.1. Thực trạng
Mẫu phiếu đi u tra năm 2013 tại các trường THPT chu ên Vĩnh Phúc, THPT
chuyên Bắc iang, THPT chu ên Nam Định, THPT chu ên Hòa nh đ cho th y,
phần lớn giáo iên chưa nh n th c đầ đủ v khái ni m năng c cũng như chưa
uan t m đến vi c rèn năng c cho học sinh.


Tuy nhiên, những kĩ năng c u th nh năng c thì ít nhi u cũng được giáo viên rèn
luy n.
Đ c bi t, o đầu năm học 2014 – 2015, B Giáo dục
đ o tạo tổ ch c t p hu n
Đổi mới phư ng pháp dạy học
đánh giá năng c học sinh đ có tác đ ng tích
c c đến vi c gi ng dạ
đánh giá của giáo viên.
Qua phân tích kết qu đi u tra nh n th , đa số giáo viên cho rằng, vi c rèn
luy n năng c nghiên c u khoa học chủ yếu là nhi m vụ của các gi ng viên ở các
trường ao đẳng, Đại học. Do v y, vi c rèn luy n năng c nghiên c u khoa học
cho học sinh c p THPT chưa th c s được quan tâm.
Tuy nhiên, m t số kỹ năng như gi i quyết v n đ , viết báo cáo, thuyết trình
cũng đ được giáo viên rèn luy n ở m c đ nh t định.
2.2. Mô tả giải pháp sau khi có sáng kiến
Từ năm 2006 – 2010, Vi t Nam chỉ có 5 bằng sáng chế được đăng ký tại Mỹ,

trung bình mỗi năm có 1 ằng sáng chế. Trong khi đó, năm 2011, chúng ta không
có bằng sáng chế n o được đăng ký. Những con số trên đ ph n ánh năng c
nghiên c u khoa học ở Vi t Nam còn nhi u hạn chế.
Phát tri n năng c nói chung
năng c nghiên c u khoa học của học sinh
là vi c làm cần thiết, phù hợp với chủ trư ng định hướng đổi mới giáo dục. Với
đối tượng học sinh chuyên thì vi c phát tri n năng c nghiên c u khoa học là r t
cần thiết, nhằm phát hi n và bồi dư ng những nhà khoa học chuyên ngành trong
tư ng ai.
Nghiên c u khoa học là m t hoạt đ ng tìm kiếm, xem x t, đi u tra, ho c thử
nghi m. D a trên những số li u, tài li u, kiến th c,… đạt được từ các thí nghi m
nghiên c u khoa học đ phát hi n ra những cái mới v b n ch t s v t, v thế giới
t nhiên và xã h i,
đ sáng tạo phư ng pháp
phư ng ti n kỹ thu t mới cao
h n, giá trị h n. on người muốn làm nghiên c u khoa học ph i có kiến th c nh t
định v ĩnh c nghiên c u và cái chính là ph i rèn luy n cách làm vi c t l c, có
phư ng pháp từ lúc ngồi trên ghế nh trường.
Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
Tổng quan nghiên cứu về năng lực nghiên cứu khoa học, bài toán nhận
thức và mối quan hệ
1.1.1. Năng c
1.1.


-

Khái ni m
Khái ni m “năng c” tiếng Anh: competence đầu tiên được nhà ngôn ngữ
học người Mỹ N. Chomsky sử dụng đ chỉ năng c ngôn ngữ của m t thành viên

trong m t c ng đồng ngôn ngữ n o đó, đ đối l p với khái ni m “ngữ thi”
(performance) t c là kết qu của m t hoạt đ ng ngôn ngữ. Sau đó, các nh ý u n
dạy học ngoại ngữ sử dụng r ng rãi thu t ngữ n đ chỉ m t năng c n o đó trong
uá tr nh ĩnh h i ngôn ngữ đích. Trong ý lu n dạy học nói chung, khái ni m
“năng c” có nhi u định nghĩa khác nhau.
X. Rogiers đ mô h nh hoá khái ni m năng c th nh các kĩ năng h nh đ ng
trên những n i dung cụ th trong m t loại tình huống hoạt đ ng: “Năng c chính là
s tích hợp các kĩ năng tác đ ng m t cách t nhiên lên các n i dung trong m t loạt
các tình huống cho trước đ gi i quyết những v n đ do tình huống n đ t ra”.
Năng c là kh năng cá nh n đáp ng các yêu cầu ph c hợp và th c hi n
thành công nhi m vụ trong m t bối c nh cụ th ” OE D, 2002 .
Năng c được xây d ng trên c sở tri th c, thiết l p qua giá trị, c u trúc như
là các kh năng, h nh th nh ua tr i nghi m/củng cố qua kinh nghi m, hi n th c
hóa qua ý chí (John Erpenbeck 1996).
Năng c là các kh năng
kĩ năng nh n th c vốn có ở cá nhân hay có th
học được… đ gi i quyết các v n đ đ t ra trong cu c sống. Năng c cũng h m
ch a trong nó tính sẵn s ng h nh đ ng, đ ng c , ý chí
trách nhi m xã h i đ có
th sử dụng m t cách thành công và có trách nhi m các gi i pháp... trong những
tình huống tha đổi (Weinert, 2001).
Năng c của người học là kh năng m chủ những h thống kiến th c, kĩ
năng, thái đ ... phù hợp với l a tuổi và v n hành (kết nối) chúng m t cách hợp lí
vào th c hi n thành công nhi m vụ học t p, gi i quyết hi u qu những v n đ đ t ra
cho chính các em trong cu c sống (Nguyễn Công Khanh, 2013).
“Năng c là kh năng cá nh n đáp ng các yêu cầu ph c hợp và th c hi n
thành công nhi m vụ trong m t bối c nh cụ th ”.
Năng c cần được xác định bởi m t loạt các tình huống và các nhi m vụ đó
ph i được làm chủ và đánh giá có th được th c hi n bằng cách đối đầu với các
sinh viên với m t mẫu như (cuối cùng mô phỏng) các tình huống.

C u trúc năng c


Năng c của học sinh là m t c u trúc đ ng (trừu tượng), có tính mở, đa
thành tố, đa tầng b c, hàm ch a trong nó không chỉ là kiến th c, kĩ năng,... m c
ni m tin, giá trị, trách nhi m xã h i... th hi n ở tính sẵn s ng h nh đ ng của các
em trong môi trường học t p phổ thông và những đi u ki n th c tế đang tha đổi
của xã h i.
Các loại năng c
+ Năng c chung: ở các nhóm nước khác nhau có những năng c chung
khác nhau. hư ng tr nh Vi t Nam sau 2015 có 9 năng c chung chia 3 nhóm.
Năng c chung là những năng c c
n, thiết yếu đ con người có th sống và
làm vi c nh thường trong xã h i.
Những năng c chung n được hình thành và phát tri n iên uan đến nhi u
môn học, vì thế có nước gọi năng c xu ên chư ng tr nh. Mỗi năng c chung
cần: a) Góp phần tạo nên kết qu có giá trị cho xã h i và c ng đồng; b) Giúp cho
các cá nh n đáp ng được những đòi hỏi của m t bối c nh r ng lớn và ph c tạp; c)
Chúng có th không quan trọng với các chu ên gia, nhưng r t quan trọng với t t c
mọi người.
ó 8 năng c sau đ được khá nhi u nước đ xu t/l a chọn, gồm: 1 Tư
du phê phán, tư du ogic; 2 Sáng tạo, t chủ; (3) Gi i quyết v n đ ; (4) Làm
vi c nhóm - quan h với người khác; (5) Giao tiếp, làm chủ ngôn ngữ; (6) Tính
toán , ng dụng số;
Đọc - viết (literacy); (9) Công ngh thông tin- truy n thông
(ICT).
Trong d th o “Mục tiêu và chuẩn trong chư ng tr nh giáo dục phổ thông
sau năm 2015”, Vi t Nam đ xu t 9 năng c chung chia th nh 3 nhóm năng c.
Mỗi môn học sẽ tham gia rèn luy n các năng c chung này ở các m c đ khác
nhau.

+ Năng c đ c thù môn Sinh học:
Theo nghiên c u đ xu t của trường Đại học Victoria (Úc) thì h thống các
năng c Sinh học bao gồm 4 nhóm năng c chính như sau:
* Tri th c v sinh học (Biology knowledge): Kiến th c
kĩ năng cần thiết đ có
th đ m nh n m t công vi c trong ĩnh c sinh học (giáo viên sinh học, nhà
nghiên c u sinh học) ho c có th tiếp tục học sau đại học v ĩnh c sinh học.
- Kiến th c v s đa dạng sinh học ở mọi c p đ từ gen, tế o, c uan, c th , s
tư ng tác giữa các cá th , quần th , quần xã và h sinh thái.


- Hi u biết v các nguyên lí di truy n c chế dẫn đến s đa dạng đó u u t di
truy n của Menđen, di tru n phân tử, di truy n quần th …).
- Áp dụng các nguyên lí của học thuyết
c chế tiến hoá đ gi i thích được s đa
dạng sinh học.
- Hi u biết v c u trúc và ch c năng của th c v t, đ ng v t.
- Sử dụng được những kiến th c v các ĩnh c như toán học, v t lí, hóa học đ
gi i quyết các v n đ liên quan trong sinh học.
- Hi u biết v lịch sử nghiên c u sinh học và vai trò to lớn của sinh học đối với xã
h i.
* Năng c nghiên c u: Hi u biết và sử dụng được các nguyên lí của phư ng pháp
nghiên c u khoa học, áp dụng được các phư ng pháp th c nghi m đ gi i quyết
các v n đ khoa học.
- Nghiên c u lí thuyết: Tổng hợp tài li u đánh giá được các tài li u khoa học.
- Thu th p số li u, các bằng ch ng khoa học thông qua vi c quan sát và th c
nghi m, đ xu t được v n đ nghiên c u.
- Đ xu t được các gi thuyết có kh năng ki m ch ng được bằng th c nghi m, d
đoán được kết qu nghiên c u.
- Thiết kế được các thí nghi m đ ki m ch ng gi thuyết.

- Biết cách quan sát và ghi chép, thu th p số li u, kết qu nghiên c u.
- Sử dụng được toán xác xu t thống kê đ ph n tích
đánh giá dữ li u thu được,
từ đó đưa ra được các kết lu n phù hợp.
- Rút ra được kết lu n
- Truy n đạt kết qu và những ý tưởng rõ ràng và có hi u qu vào báo cáo khoa
học, ăn b n và thuyết trình.
- Th hi n m t m c đ hi u biết sâu sắc v các nghiên c u bằng cách đ xu t các
ước trong tư ng ai cần thiết đ tiếp tục các mục tiêu của thí nghi m.
* Năng c th c địa: Sử dụng được các quy tắc kĩ thu t an to n đ th c hi n các
nghiên c u trong môi trường.
- D đoán, p kế hoạch th c địa.
- Chuẩn bị các phư ng ti n, thiết bị cần thiết đ th c địa.
- Sử dụng được b n đồ th c địa xác định được đúng những vị trí cần nghiên c u
trong môi trường.


- Sử dụng được các thiết bị th c địa đ uan sát, xác định các thông số, thu th p và
xử lí mẫu . . .
* Năng c th c hi n trong phòng thí nghi m: Sử dụng được các quy tắc kĩ thu t
an to n đ th c hi n các nghiên c u trong phòng thí nghi m.
- Th c hi n các quy tắc an toàn phòng thí nghi m.
- V n hành máy móc trong phòng thí nghi m theo đúng u tr nh.
- Sử dụng được thành thạo các thiết bị thí nghi m thích hợp.
- Tìm lỗi và tối ưu hóa các phư ng pháp kĩ thu t.
- Th c hi n các kĩ năng c
n liên quan các thí nghi m theo các phư ng pháp
thủ tục tiêu chuẩn.
Theo chuẩn năng c của HL Đ c, các năng c người học cần đạt khi
học Sinh học bao gồm:

- Kiến th c môn học: Hi n tượng sinh học, khái ni m, nguyên tắc, biết s ki n và
khái ni m c
n liên quan
- Nghiên c u khoa học: Quan sát, so sánh, thử nghi m, sử dụng các mô hình và áp
dụng các kĩ thu t làm vi c
- Truy n thông: Thiết l p trao đổi thông tin đ c p đến môn học
- Đánh giá các quy chuẩn: Công nh n đánh giá hi n trạng sinh học trong các bối
c nh khác nhau
Theo tác gi Phan Thị Thanh H i Trần Khánh Ngọc ở trường phổ thông, các năng
c chu ên ng nh Sinh học m học sinh cần đạt được đó : Năng c kiến th c Sinh
học; Năng c nghiên c u khoa học Năng c uan sát, năng c th c nghi m
Năng
c th c hi n trong phòng thí nghi m.
- Năng c kiến th c sinh học ao gồm các kiến th c c u tạo c th th c t, đ ng
t, con người; kiến th c các hoạt đ ng sống của th c t, đ ng t; kiến th c đa
dạng sinh học; kiến th c các u u t di tru n, tiến hoá sinh thái học. Kiến th c
Sinh học h thống: các c p đ từ ph n tử - tế o - c th - uần th / o i - uần x /
h sinh thái - sinh u n.
- Năng c nghiên c u khoa học ao gồm: Năng c uan sát năng c th c nghi m
- Năng c th c hi n trong phòng thí nghi m ao gồm các kĩ năng chính như: Kĩ năng
sử dụng kính hi n i; kĩ năng th c hi n an to n phòng thí nghi m; kĩ năng thiết kế m t
số tiêu n đ n gi n; kĩ năng o u n m t số mẫu t th t.
1.1.2. Năng c nghiên c u khoa học


* Khái niệm năng lực nghiên cứu khoa học
- Khoa học: Từ “khoa học” xu t phát từ tiếng Latin “Scienta”, nghĩa tri th c.
Theo We ter’s New o egiste Dictionar , “Khoa học” được định nghĩa “những
tri th c đạt được qua kinh nghi m th c tế và nghiên c u”. Theo Pieere Auger, khoa
học là h thống tri th c v mọi loại quy lu t của v t ch t và s v n đ ng của v t

ch t, những quy lu t của t nhiên, xã h i, tư du . Tri th c khoa học là những tri
th c được tích ũ ua hoạt đ ng nghiên c u nghiên c u khoa học, thông qua kết
qu của vi c quan sát, thí nghi m các hi n tượng, s ki n, hoạt đ ng x y ra trong
các hoạt đ ng xã h i và hoạt đ ng t nhiên. D a o đối tượng nghiên c u khoa
học, có th phân loại khoa học thành: khoa học t nhiên và khoa học trừu tượng
(khoa học chính xác); khoa học kĩ thu t và công ngh kĩ thu t đi n tử, kĩ thu t di
truy n),
Theo J. Beillerot 1991 , ở các nước phư ng T , từ “khoa học” được dùng
chung ới từ “nghiên c u” từ những năm 1930, đ chỉ m t hoạt đ ng tu n thủ m t u
tr nh ch t chẽ khách uan nhằm t m hi u những n đ m nh khoa học uan t m.
V thế, i c t học phư ng pháp nghiên c u khoa học đi u ki n ắt u c đối ới
nh khoa học.
Nghiên c u khoa học m t u tr nh ch t chẽ ao gồm nhi u công đoạn,
nhi u thao tác
nhi u êu cầu khác nhau. Trong Từ đi n Nghiên c u khoa học,
Lefrançois 1991 định nghĩa hoạt đ ng n như sau: “Nghiên c u khoa học mọi hoạt
đ ng có h thống ch t chẽ ao h m m t phư ng pháp u n nghiên c u phù hợp ới
m th
n đ nhằm t m hi u m t hi n tượng, gi i thích hi n tượng khám phá m t số
u u t. Nghiên c u khoa học n i đối chiếu giữa những ti n gi định ý thu ết và
th c tế như nó được c m nh n’.
Theo ei erot, x t ở góc đ hoạt đ ng nghiên c u
hoạt đ ng trí tu , nghiên
c u khoa học ao gồm các tiêu chí sau đ :
- Tiê hí 1: đó là một h ạt độn sản sinh r ki n thứ m i
- Tiê hí 2: đó là một q y trình hặt hẽ
- Tiê hí 3: hải ó n ố k t q ả
- Tiê hí 4 : hải ó nh n xét hê h n v n n ố hươn h
h thứ ti n
hành ủ n hiên ứ

- Tiê hí 5: hải ó tính hệ thốn tr n việ th th
liệ


- Tiê hí 6: hải ó iễn iải n hiên ứ the
lý th y t hiện hành khi xây n v n
đ n hiên ứ ũn như khi iễn iải
liệ n hiên ứ .
Đ có th m nghiên c u khoa học được, người nghiên c u ph i m chủ được
nhi u phư ng pháp nghiên c u khác nhau, tù theo tính ch t của đ t i, mục tiêu nghiên
c u, cách tiếp c n nghiên c u... ao trùm các phư ng pháp đó phư ng pháp khoa
học, được S. Lê Th nh Khôi định nghĩa như sau: “Phư ng pháp khoa học chủ ếu
không đưa ra kết u n n o m không có ch ng c ; ph i d a trên những kết u cụ th ,
được ki m soát m t cách khách uan ch không ph i d a trên những ý kiến cá nh n
thường xu t phát từ kinh nghi m hạn hẹp; ph i ph n i t những dữ i u s diễn dịch
những dữ i u đó, không gò các s i c o ý thu ết m ph i đi u chỉnh ý thu ết cho
phù hợp ới s i c; ph i có tính phê phán, nghĩa ph i ch p nh n i c xem x t ại ý
thu ết, dù cho nó đ ho n chỉnh đến đ u chăng nữa” Lê Th nh Khôi, 1981, dẫn ại từ
Tsafak G., 2001, tr.77).
Theo tác gi Trần Thanh Ái, mục tiêu của nghiên c u khoa học s n sinh ra
kiến th c mới. V thế, nh khoa học ph i có đủ kiến th c đ phát hi n ra ranh giới giữa
“cái đ iết” của khoa học cái chưa iết. Đ đạt được đi u n , mỗi cá nh n ph i t
học đ ổ sung kiến th c khoa học chu ên ng nh.
reswe định nghĩa: “Nghiên c u là m t uá tr nh có các ước thu th p và
phân tích thông tin nhằm gia tăng s hi u biết của chúng ta v m t chủ đ hay m t
v n đ .” Nó bao gồm a ước: Đ t câu hỏi, thu th p dữ li u đ tr lời cho câu hỏi,
và trình bày câu tr lời cho câu hỏi đó.
Nghiên c u khoa học (scientific research) d a vào vi c ng dụng các
phư ng pháp khoa học, khai thác trí tò mò. Hình th c nghiên c u này cung c p
thông tin và lý thuyết khoa học nhằm gi i thích b n ch t và tính ch t của thế giới.

Nó có th giúp tạo ra những ng dụng th c tiễn. Hoạt đ ng nghiên c u khoa học
được tài trợ bởi các c uan chính u n, các tổ ch c tài trợ,
các nhóm tư nh n,
bao gồm nhi u công ty. Hoạt đ ng nghiên c u khoa học có th được phân loại tùy
theo ĩnh c học thu t và ng dụng. Nghiên c u khoa học là m t tiêu chí được sử
dụng r ng r i trong đánh giá ị thế của m t cở sở học thu t.
Theo tác gi Nico e We nitz & Jürgen Mayer, năng c nghiên c u khoa học
ao gồm:
1. Đ t câu hỏi
2. Đưa gi thuyết


3. Thiết kế: Lên kế hoạch, th c hi n và thu th p dữ li u
4. Đánh giá
M t số tác gi ại cho rằng, phư ng pháp nghiên c u khoa học nói chung
m t tr nh t gồm sáu ước sau. ác ước c
n :
1. Đặt vấn đề, mục đích, hoặc câu hỏi nghiên cứu
Đ t n đ ha c u hỏi nghiên c u phần uan trọng nh t của phư ng pháp
nghiên c u khoa học. Mỗi m t phần d án của ạn được th c hi n đ tr ời c u hỏi
n . ác c u hỏi nghiên c u đôi khi được h nh th nh như m t tu ên ố
được
gọi “v n đ ” ho c “B
v n đ ’’ mục tiêu ha những ý tưởng m ạn đang
cố gắng đ ki m ch ng g ? c u hỏi khoa học m ạn đang cố gắng tr ời g ?
2. Những giả định
i định m t dạng d áo, được h nh th nh như m t tu ên ố m ạn đ
nghị đ dẫn tới c u tr ời cho c u hỏi nghiên c u. i i thích m t cách thu ết phục
các d án m ạn sử dụng đ ch ng minh cho mục đích của m nh. ạn nên cố gắng
tr nh

kỹ
các kết u n có được thông ua đo ường. Không ph i úc n o kết
u n của ạn cũng phù hợp ới gi thu ết của ạn.
3. Danh mục tài liệu
Danh sách t t c các t tư thiết ị được sử dụng trong nghiên c u ho c thử
nghi m. Danh sách các t i i u của ạn ph i ao gồm các tr nh t của t t c thao
tác.
4. Trình tự
L mô t chi tiết, từng ước cách ạn th c hi n thử nghi m. H mô t r
r ng cách m ạn khống chế các iến số cũng như từng ước m thế n o ạn
được kết u cuối cùng thông ua đo ường đ ch ng minh ha ác ỏ gi thu ết
của m nh. ác tiến tr nh m ạn th c hi n nên được đúc kết theo m t phư ng pháp
m theo đó m t người khác dễ d ng nên có th th c hi n ại. H nh nh mô t các
thao tác được hi n r trên ng hi n thị của ạn.
5. Tầm quan sát, dữ liệu, kết quả
ác kết u thường dưới h nh th c m t tu ên ố đ gi i thích ho c diễn
gi i dữ i u. Kết u thu được ở dạng dữ i u thô, đồ thị, kết u n rút ra từ những dữ
i u ạn có. H nh nh cũng có th được sử dụng ở đ .
6. Kết luận


Kết u n m t n tóm tắt các nghiên c u
các kết u của thử nghi m.
Đ
n i ạn tr ời các n đ của ạn ha c u hỏi nghiên c u. ạn đưa ra m t
tu ên ố cho dù dữ i u của ạn có hỗ trợ gi thu ết của ạn ha không. ạn ph i
có đủ dữ i u đ ch ng minh m t phần ho c ph n ác to n
gi thu ết của m nh.
Trong trường hợp n , ạn có th gi i thích tại sao có các kết u khác nhau. Các
phư ng pháp khoa học không ph i đúc ằng ê tông m nó

m t h thống,
minh ạch
khá dễ đ học hỏi
sử dụng m không nh khoa học n o có th sử
dụng nó cho ợi ích riêng của họ.
- Năng c nghiên c u khoa học:
V năng c nghiên c u, theo A. Še ero á, đó m t h thống mở và không
ngừng phát tri n, bao gồm các kiến th c trong ĩnh c nghiên c u, các thái đ và
s sẵn sàng của cá nhân cho phép các gi ng viên th c hi n m t nghiên c u giáo
dục trong khuôn khổ hoạt đ ng ngh nghi p của họ. Nói m t cách tổng uát, cũng
như mọi năng c khác, năng c nghiên c u khoa học bao gồm 3 thành tố chủ yếu:
kiến th c, kỹ năng thái đ .
Nghiên c u khoa học là m t họat đ ng tìm kiếm, xem x t, đi u tra, ho c thử
nghi m. D a trên những số li u, tài li u, kiến th c,… đạt được từ các thí nghi m
nghiên c u khoa học đ phát hi n ra những cái mới v b n ch t s v t, v thế giới
t nhiên và xã h i,
đ sáng tạo phư ng pháp
phư ng ti n kỹ thu t mới cao
h n, giá trị h n. on người muốn làm nghiên c u khoa học ph i có kiến th c nh t
định v ĩnh c nghiên c u và cái chính là ph i rèn luy n cách làm vi c t l c, có
phư ng pháp từ lúc ngồi trên ghế nh trường.
* Cấu trúc năng lực nghiên cứu khoa học
Bao gồm m t số kĩ năng: đ t câu hỏi, hình thành gi thuyết, xây d ng kế
hoạch đi u tra và xử lí số li u (Möller, Grube, & Mayer, 2008; Möller, Grube,
Hartmann, & Mayer, 2009).
Mỗi học sinh được đưa o nghiên c u khoa học m t cách chu k
được
kết hợp với lí lu n khoa học nhằm phát tri n kiến th c khoa học (Lederman, 2008).
Theo tác gi Vũ ao Đ m 1995 , phư ng pháp nghiên c u khoa học gồm các
ước sau đ :

Bư 1: Q n s t s v t hiện tượn và x định v n đ ần n hiên ứ
Bư 2: Thi t l
iả th y t h ặ
đ n v v n đ n hiên ứ
Bư 3: Th th và xử lý th n tin ần n hiên ứ


Bư 4: K t l n x nh n h y hủ nh n iả th y t v v n đ n hiên ứ
Theo tác gi Trần Thanh Ái, h thống các kỹ năng của năng c nghiên c u khoa
học ao gồm:
1 Kỹ năn xây n đ tài n hiên ứ
X d ng đ t i nghiên c u m t kỹ năng ô cùng uan trọng, nó u ết định
s th nh công ha th t ại của nghiên c u. Đ t i nghiên c u không ph i cái có sẵn,
m
kết u của c m t uá tr nh ph c tạp
i n ch ng, từ những ghi nh n có được
trong uá tr nh ĩnh h i kiến th c chu ên ng nh đến kỹ năng uan sát ph n tích th c
tế
i c đối chiếu những ph n tích đó ới t nh trạng kiến th c hi n tại, đ phát hi n
n đ nghiên c u.
2 Kỹ năn thi t k n hiên ứ
Thiết kế m t công tr nh nghiên c u ph i tư ng ng ới mục tiêu nghiên c u của
đ t i, oại dữ i u định thu th p, phư ng pháp ph n tích... Không có m t công th c cố
định như các công th c toán học đ người nghiên c u r p khuôn cho mọi nghiên c u
khác nhau. V thế, nh nghiên c u ph i có kỹ năng thiết kế nghiên c u đ có th tiến
h nh m t cách đ c p.
3 Kỹ năn th th
liệ
Nghiên c u khoa học hi n đại ph i d a o những dữ i u thường nghi m. V
thế, i c thu th p dữ i u công đoạn r t uan trọng.

4 Kỹ năn hân tí h liệ và sử ụn
n ụ hân tí h
Ph n tích dữ i u nhằm mục đích m nổi t những đ c đi m, đ c tính, tính ch t
của đối tượng nghiên c u nghiên c u mô t ho c nhằm giúp người nghiên c u ki m
ch ng gi thu ết nghiên c u gi i thích .
5 Kỹ năn hê h n
Kỹ năng phê phán d a trên s đối chiếu giữa kiến th c hi n h nh ới th c tế
khách uan, đ phát hi n ra s
t c của kiến th c hi n h nh trong i c ý gi i th c tế.
Khoa học hi n đại d a trên ngu ên ý kiến th c của nh n oại th uôn ạc h u ới
th c tế,
, nh n oại uôn uôn ph i phát hi n ra những chỗ khiếm khu ết đó đ
không ngừng ổ sung kiến th c mới, ằng cách “ph i ch p nh n i c xem x t ại ý
thu ết, dù cho nó đ ho n chỉnh đến đ u chăng nữa” Lê Th nh Khôi, 2001 .
6 Kỹ năn l l n
Nghiên c u khoa học d a trên n n t ng thu ết phục ằng các p u n ch ng
minh. Những p u n ph i d a trên c sở khoa học đ được c ng đồng khoahọc công


nh n, ch không ph i d a trên c m nghĩ chủ uan, ha trên ý kiến của đám đông. Kỹ
năng p u n chẳng những giúp nh khoa học x d ng u n đi m của m nh m t cách
ch t chẽ, thu ết phục m còn có th giúp họ phát hi n ra những t c p giữa ý thu ết
th c tế, m n n t ng cho những phát hi n khoa học có ý nghĩa.
7 Kỹ năn vi t ài
(
) kh họ
M t công tr nh nghiên c u ph i được kết thúc ằng i áo ho c áo cáo khoa
học. Vi c tr nh
i iết đòi hỏi nh nghiên c u ph i có kỹ năng thông tin, iết
những g cần iết, th hi n chính xác n ch t của s i c sao cho người đọc n o cũng

hi u giống nhau.
Đầu tiên các tiến tr nh hợp ý của phư ng pháp khoa học, cụ th
xác
định các n đ ; h nh th nh gi thu ết; su u n, thu th p
ph n tích dữ i u;
nguồn gốc của m t kết u n. Th hai
i c sử dụng m t khuôn khổ sử dụng các
khái ni m
c u trúc, uá tr nh
kết u đ ho n th nh các phư ng pháp khoa
học
áp dụng các th c h nh tốt hi n na . Th a tầm uan trọng của i c phổ
iến, các kỹ năng cần thiết đ iết m t i nghiên c u.
Andrea Möller, Christiane Grube, Stefan Hartmann & Jürgen Mayer, cho
rằng, vi c nghiên c u khoa học có th được miêu t trong 4 kỹ năng: tạo câu hỏi,
đưa gi thuyết, lên kế hoạch tìm hi u và gi i thích số li u. Các tác gi đ tiến hành
m t nghiên cưau ki m tra nhằm ki m tra kh năng nghiên c u của học sinh từ lớp 5
đến lớp 10 10 đến 16 tuổi). M t bài ki m tra gi được tiến hành với 1129 học
sinh vào lúc bắt đầu và kết thúc kỳ học. Kết qu nghiên c u đ chỉ ra rằng:
Kh năng nghiên c u ở học sinh lớp 5 đến 8 tăng nhi u h n so ới lớp 9 và
lớp 10. Nó có th bởi vì các học sinh lớp lớn bị quá t i bởi những hi u biết v
phư ng pháp
ởi vì những cách dạy không d a trên s t tìm hi u của học sinh
bị gây nên bởi chư ng tr nh học n ng tính học thu t.
Kh năng nghiên c u của học sinh ở các khối cho th y, s tăng lên nói chung
chủ yếu là do s c i thi n v các kỹ năng tạo câu hỏi, đưa gi thuyết, lên kế hoạch
tìm hi u. Kh năng của học sinh ở ba kỹ năng trên tăng đáng k chỉ trong vòng m t
học kỳ.
Kh năng nghiên c u của học sinh ở các loại trường tốp đầu được tăng ên
r t rõ, trong khi đó ở những trường thu c tốp cuối th không được c i thi n nhi u.

Từ kết qu nghiên c u trên, các tác gi cũng đ xu t gi i pháp đ nâng cao
năng c nghiên c u khoa học của học sinh là ph i tạo ra môi trường học t p có th
khuyến khích học sinh tham gia vào những quy trình nghiên c u khoa học.
Theo tác gi Phan Thị Thanh H i và Nguyễn Thị Phư ng Thú , u tr nh
nghiên c u khoa học gồm các ước:
ước 1: Quan sát xác định v n đ nghiên c u
ước 2: Đ t câu hỏi nêu v n đ
ước 3: Nêu gi i thuyết nghiên c u
ước 4: Nghiên c u tài li u
ước 5: Thiết kế thí nghi m
ước 6: Kết lu n v v n đ nghiên c u
ước 7: Viết báo cáo và thuyết trình
1.1.3. Tổng quan về bài toán nhận thức
Lịch sử ra đời bài toán nh n th c gắn li n với ăn minh nh n oại. Bài toán
nh n th c vừa phư ng ti n, s n phẩm trung gian, là cầu nối trước khi con người
nh n th c s v t khách quan.
Ở các trường phổ thông hi n nay, bài toán nh n th c được các giáo viên gia
công trên c sở kinh nghi m, Những thiết kế bài to án nh n th c d a trên 3 ti n đ :
d a o cái đ có, d a o cái chưa có, cái đ có nhưng chỉ gi ng ti m năng.
Mỗi bài toán nh n th c có nhi u m c đ bi u hi n ở chỗ số ượng và ch t
ượng các ẩn số ch a đ ng trong gi thuyết và kết lu n. Vi c gi i bài toán đó phụ
thu c o năng c nh n th c của mỗi các nhân, cho nên trong dạy học, vi c sử
dụng bài tóan nh n th c đúng tr nh đ , phù hợp v số ượng và thời ượng sẽ tạo c
h i phân hóa học sinh m t cách tối ưu.
Trong ĩnh c Sinh học, Đacu n đ x d ng bài toán nh n th c là ch ng
minh sinh giới có tính thống nh t
đa dạng. Trên c sở các dữ ki n lẻ tẻ, rời rạc,
các mẫu thu được trong ngoại c nh, Đacu n đ móc nối các s ki n đ uan sát

được thành m t chỉnh th logic và hình thành thuyết tiến hóa hoàn chỉnh. Ông đ
thành công trong vi c sử dụng chọn lọc t nhiên đ gi i quyết bài toán nh n th c
của mình.
1.1.4. Mối quan hệ giữa bài toán nhận thức và năng lực nghiên cứu khoa học


Khi học sinh gi i được các bài toán nh n th c thì sẽ t m được nguồn tri th c
mới cho học sinh rồi bằng quy trình chuy n vào b nhớ của mình thông qua thao
tác tư du ogic.
Nhi m vụ của giáo viên là tạo ra tình huống đ người học đưa ra các tri th c
đ được tích ũ đ v n dụng vào m t mục đích n o đó. Đi u này là hết s c cần
thiết, nó là yếu tố quan trọng giúp cho học sinh ở tr nh đ nh n th c n o cũng iết
v n dụng vào th c tiễn.
Bài toán nh n th c được coi như
i n pháp tích c c đ học sinh tiếp thu tri
th c mới. Các bài toán nh n th c ch a đ ng những yêu cầu, đòi hỏi học sinh ph i
đ xu t được các gi thuyết. Trên c sở đánh giá gi thuyết, học sinh sẽ t đánh giá
được kiến th c của mình ở m c đ nào, cần bổ sung ra sao và cần ph i hợp tác với
bạn è như thế nào? Từ đó rèn u n được bi n pháp đ nh n th c thế giới khách
quan và biết rằng thế giới khách quan không cho sẵn chúng ta cái gì mà muốn nh n
th c nó cần ph i tạo cho mình m t quy trình tiếp nh n và ph i biết mổ xẻ đ phân
loại những d u hi u b n ch t và không b n ch t, đưa những hi u b n ch t theo m t
u tr nh đ b c l những kiến th c cần ĩnh h i.
Bài toán nh n th c thúc đẩy tính tích c c của học sinh. Bài tóan nh n th c
kích thích định hướng rèn phư ng pháp nghiên c u tài li u. Ở đ , nó ch a đ ng
c những v n đ đ iết và những v n đ chưa iết m đòi hỏi người học cần khám
phá. ái chưa iết chính là kết lu n. Vì v y, bài toán nh n th c phư ng ti n tốt
nh t, hi u qu nh t giúp học sinh t giác nghiên c u tài li u, thu th p tài li u, phân
tích rút ra được kết lu n cho v n đ nghiên c u.
1.2. Cơ sở thực tiễn

1.2.1. Đ c đi m v tâm lí l a tuổi đ c bi t từ đ c đi m v năng c tư du
nh n
th c của học sinh trung học phổ thông.
Học sinh trung học phổ thông ở l a tuổi 16-18 đang ở giai đoạn phát tri n c
v th ch t và tâm hồn có kh năng t ý th c, t đánh giá, t đi u chỉnh trong hoạt
đ ng học t p; tri giác có chủ định chiếm ưu thế, năng c ghi nhớ tăng ên r r t, s
t p trung chú ý cao h n có kh năng di chu n, chú ý tốt: hoạt đ ng học t p dần
dần hướng vào tho mãn nhu cầu nh n th c,… M t khác, do tiếp xúc với nhi u
môn học, nhi u thầy, cô giáo, nhi u phư ng pháp dạy học,… nên đòi hỏi các em
ph i có những biến chuy n lớn v năng c quan sát, ghi nhớ, tư du ôgic, tính đ c
l p, kiên tr , tư du phê phán,… . Những đ c đi m này tạo đi u ki n thu n lợi cho


vi c hình thành và phát tri n năng c gi i quyết v n đ , năng c nghiên c u khoa
học.
1.2.2. Đ c đi m của học sinh trường THPT chuyên
D a trên kết qu nghiên c u của B Giáo dục Đ o tạo năm 2013 v chỉ số
IQ, AQ, EQ của học sinh trường THPT chu ên đ cho th , đối tượng học sinh này
có tư du ogic, kh năng nh n th c tốt
đ c bi t là chỉ số ượt khó tư ng đối
cao.
Chương 2: THIẾT KẾ BÀI TOÁN NHẬN THỨC VÀ VẬN DỤNG
2.1. Nguyên tắc thiết kế bài toán nhận thức
1. Bài toán nhận thức phải chứa quy trình công nghệ nhận thức và ứng dụng
vào thực tiễn.
Bài toán nh n th c ph i đ m b o khi gi i bài toán học sinh ph i rút ra nhi u
kiến th c nh t, nhi u quy trình công ngh nh t tạo “ ốn” cho người gi i. Vốn đó
chính là quy trình công ngh đ đi đến vi c nh n th c được kiến th c đó. Muốn
v y, bài toán nh n th c ph i có nhi u đại ượng, nhi u mối quan h . ác đại ượng
ph i ch a đ ng ph i ch a đ ng các s ki n cụ th ho c ở dạng ti m ẩn rồi thông

qua vi c tìm tòi, gắn nối, l p lu n logic d a o năng c của m nh đ hi u các gi
thiết của đ bài. ác đại ượng vốn có của đ bài không ph i là những s ki n riêng
lẻ mà chúng ph i có mối quan h hữu c ới nhau. Từ b n ch t nh n th c m t tri
th c n o đó, thông ua i toán nh n th c, d a vào tri th c đó có th phát hi n
hàng loạt tri th c mới, đ m b o người học ph i áp dụng tri th c vào th c tiễn, mở
r ng nâng c p các tri th c đ có th gi i quyết những tình huống mới trong th c
tiễn.
Ví dụ: Bài toán nh n th c v phép lai m t c p tính trạng của Menđen, từ kết
qu ki u hình ở F2 là 3 tính trạng tr i : 1 tính trạng l n. Menđen đã phát hi n ra s
v n đ ng của các nhân tố di truy n ở tế bào F1 đồng đ u v 2 giao tử.
2. Bài toán nhận thức phải có tính khái quát cao
Bài toán nh n th c gồm những bài t p cụ th phù hợp nằm trong tọa đ nh t
định, với tr nh đ nh n th c của người học, phù hợp với mục đích của người dạy.
H tọa đ của bài toán nh n th c càng r ng th tính khái uát c ng cao
ý nghĩa
dạy học càng lớn. Đi u này bi u hi n rõ trong bài toán nh n th c v ADN, ARN,


Prôtêin: c u trúc phù hợp với ch c năng, mối quan h giữa gen và prôtein thông
qua mARN.
Bài toán nh n th c c ng đ c trưng, ngắn gọn, đi n hình và logic thì m c đ
khái quát càng cao.
3. Bài toán nhận thức có khả năng huy động tính sáng tạo
Bài toán nh n th c không chỉ dừng lại ở những hi u biết đ n ẻ mà ph i có
nhi u kh năng hu đ ng tính sáng tạo của học sinh. Trong vi c sử dụng bài toán
nh n th c đ phát tri n năng c nghiên c u khoa học cho học sinh th đ
m t
yêu cầu bắt bu c, bởi chỉ có kh năng sáng tạo mới giúp nhà khoa học phát hi n ra
và gi i quyết được những v n đ mới.
4. Bài toán nhận thức phải có đủ các yếu tố kích thích tính tích cực của người

học
Các gi thiết của bài toán ph i bao gồm c những tri th c cũ
những tri
th c mới. Hai n i dung này ph i có tỷ l tư ng ng sao cho đủ kích thích người
học v n dụng trí sang tạo, h ng khởi, t tin tạo ra m t u tr nh đ xâu chuỗi các
kiến th c riêng rẽ từ các gi thiết, tạo ra m t chuỗi ogic h nh đ ng đ t m ra đáp số
bài toán, t c là kiến th c cần ĩnh h i. Mục đích của dạy học không chỉ dừng lại ở
vi c dạy kiến th c mà quan trọng h n dạ phư ng pháp t chiếm ĩnh tri th c, t
học, t nghiên c u suốt đời.
5. Bài toán nhận thức phải đảm bảo thiết lập một quy trình công nghệ hợp lí
Khi xây d ng bài toán nh n th c th người học ph i có đủ tri th c, nguồn tư
li u, từ đó gia công tư i u tạo bi n pháp nh n th c h nh th nh năng c thiết kế quy
trình công ngh đ t m ra đáp số bài to án từ logic ch a đ ng m t cách ti m ẩn
trong n i dung bài toán.
2.2. Quy trình thiết kế các bài toán nhận thức
Bước 1: Ph i xem xét nguồn kiến th c cần đưa o i toán. Kiến th c thu c
loại nào (khái ni m, c chế, quá trình, quy lu t) và kiến th c nào học sinh đ iết,
những kiến th c nào học sinh chưa iết, kiến th c nào là tổng hợp liên môn...
Bước 2: Tách nhỏ các kiến th c ch a đ ng trong i toán th nh các đ n ị
c
n.
Mỗi đ n ị có ch c năng riêng nhưng ph i có mối quan h m t thiết với nhau. Vì
v y, khi xây d ng bài toán nh n th c, người giáo viên ph i thiết l p được quy trình
công ngh đ tháo rời các b ph n rồi lắp ráp thành tổng th chung.


Đ phát tri n được năng c nghiên c u cho học sinh, các bài toán nh n th c
ph i ch a đ ng v n đ nghiên c u đ học sinh phát hi n v n đ , đ xu t hướng
nghiên c u và gi i pháp th c hi n. Vì v y, trong gi thuyết và kết lu n của bài toán
nh n th c đ u là những v n đ chưa tường minh với người học, tuy rằng gi thuyết

là những đi u đ iết còn kết lu n đi u cần tìm. Gi thiết là những v n đ học
sinh ph i t tìm hi u nên người giáo viên cần ph i gia công chỉ số giữa cái biết và
chưa iết sao cho đủ ngư ng kích thích người học. Người giáo viên ph i có các
bi n pháp định hướng đ giúp người học biến đổi dần các v n đ chưa iết từ gi
thiết thành những v n đ tường minh.
Dưới đây là một số bài toán nhận thức nhằm phát triển một số kỹ năng
trong năng lực nghiên cứu khoa học của học sinh:
Bài toán 1: Tr n một thí n hiệm sinh th i trên th đị một họ sinh ti n
hành l ại ỏ một l ài độn v t r khỏi kh v thí n hiệm m nhi l ài th v t
tr n một q ần xã S một số năm q y lại đ nh i số lượn
l ài th v t
tr n kh v thí n hiệm họ sinh này nh n th y số lượn l ài th v t đã iảm
đi nhi s v i trư khi ti n hành thí n hiệm
) Mụ đí h thí n hiệm ủ họ sinh này là ì? K t q ả th đượ ó đ ứn
đượ mụ tiê đ r h y kh n ? Giải thí h
) Hãy đư r iả th y t iải thí h s s y iảm số lượn l ài tr n thí n hiệm
trên và n th y ần thi t hãy m tả thí n hiệm hứn minh iả th y t ủ mình
Trả lời
a. - Mục đích thí nghi m của học sinh nêu trong i t m hi u ai trò sinh thái
của o i đ ng t đó tác đ ng tới các uần th th c t ra sao, i u o i đó có ph i
o i ưu thế ha o i chủ chốt o i có nh hưởng sinh thái mạnh tới các o i khác
của uần x ha không.
- Kết u thí nghi m thu được không đáp ng được mục tiêu đ ra học sinh đó
không thiết kế ô đối ch ng đ so sánh m ại so ới số ượng o i trước khi tiến
h nh thí nghi m.
- Đi u n sẽ không chính xác có th trong thời gian tiến h nh thí nghi m nhi u
ếu tố khác của môi trường không thu n ợi cũng m gi m ớt số ượng o i th c
v t trong khu thí nghi m.

b. - Kết u trên cho th số ượng o i th c t su gi m có th do tác đ ng của
i c oại ỏ o i đ ng t ra khỏi khu thí nghi m khiến cho m t trong số các o i
th c t trở nên có ưu thế cạnh tranh h n ới các o i khác.
- S cạnh tranh n
cạnh tranh oại trừ dẫn đến oại trừ m t số o i k m kh
năng cạnh tranh h n khỏi khu c thí nghi m. Tu nhiên, i c iến m t của m t số
o i trong khu thí nghi m cũng có th do các ếu tố khác của môi trường trở nên
t ợi cho m t số ời th c t.
- Đ iết được ngu ên nh n chính xác, cần ph i thiết p ô thí nghi m có di n
tích, số ượng o i th c t ới m t đ
các đi u ki n khác của môi trường
h t như ở ô đối ch ng, ngoại trừ ô đối ch ng th ẫn đ o i đ ng t đó còn ô thí
nghi m th r o ại đ cách i khu c thí nghi m ới o i đ ng t ta đang uan
tâm.
- Nếu kết u thí nghi m ẫn như kết u của ạn học sinh đ m th o i đ ng t
đó
o i chủ chốt có ai trò uan trọng khống chế o i th c t ưu thế. Khi o i
đ ng t khống chế o i th c t có ưu thế ị oại ỏ khỏi khu thí nghi m th o i
ưu thế phát tri n mạnh có kh năng cạnh tranh tốt dẫn đến oại trừ m t số o i khác
cạnh tranh oại trừ .
→ Bài toán trên sẽ rèn được kỹ năng phân tích, đánh giá kết quả thí nghiệm
có phù hợp với giả thuyết đề ra hay không, đồng thời còn giúp cho học sinh
định hướng hướng thiết kế thí nghiệm để chứng minh sự phù hợp với giả thiết.
Bài toán 2: Trên một nh đ ng có 4 loài cỏ cùng sinh sốn Để xem xét thành
phần các loài cỏ có bị th y đ i hay không khi bón thêm một loại phân nh t định
trên nh đ ng này thì cần phải bố trí các thí nghiệm như th nào? Giả sử k t quả
thí nghiệm sau một thời gian dài bón phân mà số lượng loài bị giảm đi thì t ó thể
giải thí h như th nào?
Tr lời:
- Cần bố trí thí nghi m như sau: hia di n tích nghiên c u thành hai lô có thành

phần o i
đi u ki n môi trường như nhau, ngoại trừ ở m t ô được bón thêm
phân (lô thí nghi m , còn ô kia không được ón ph n ô đối ch ng).
- Nếu kết qu thí nghi m cho th y ở ô đối ch ng số o i không tha đổi còn ở lô
th c nghi m có số ượng loài bị gi m đi th có th kết lu n những loài còn lại có
kh năng cạnh tranh tốt trong đi u ki n được bón phân nên phát tri n mạnh dẫn đến
cạnh tranh loại trừ khiến m t số loài bị chết.


→ Bài toán trên sẽ rèn được kĩ năng thiết kế thí nghiệm và giải thích được kết
quả thí nghiệm.
Bài toán 3: D và k t q ả thí n hiệm trên 3 l ài độn v t n yên sinh thể hiện
trên
hình ư i đây hãy trả lời
â hỏi:
a. Mụ đí h ủ thí n hiệm là ì? Nh n nh n định ì ó thể rút r từ k t q ả thí
n hiệm này? Giải thí h
b. Để đảm ả tính x th và độ tin y ủ
nh n định rút r từ việ n i
chung
l ài (
đ thị hình ) ần hải s n số liệ x nh n đi
ì? Giải
thích.

Tr ời:
a. - Thí nghi m nuôi chung, nuôi riêng như
thường được thiết kế đ xác định
mối uan h cạnh tranh giữa các o i ới nhau.
- Loài P. caudatum khi nuôi chung ới o i P. aurelia th ị su gi m số ượng

ị di t ong còn o i P. aurelia ẫn sinh trưởng nh thường ch ng tỏ P. aurelia
và loài P. caudatum có chung ổ sinh thái dẫn đến cạnh tranh oại trừ.
- Khi P. caudatum nuôi chung ới P. busaria
kết u cho th m t đ uần th
của hai o i cùng ị gi m so ới khi nuôi riêng ch ng tỏ hai o i có chung m t phần
ổ sinh thái. ụ th m c dù cùng chung ổ sinh thái chung c
n nhưng chúng
không trùng nhau
ổ sinh thái riêng nên m c đ cạnh tranh hai o i ới nhau chỉ


m gi m s sinh trưởng của hai o i ở m c đ nh t định m không dẫn đến cạnh
tranh oại trừ.
b. Nh n định trên chỉ được xác th c khi các ếu tố khác của ổ sinh thái đ được
khống chế ch t chẽ. Ví dụ, o i P. aurelia tăng
số ượng trong khi o i P.
caudatum gi m số ượng
ị chết chỉ được xác định do cạnh tranh ổ sinh
thái nếu ta iết chắc chắn o i P. aurelia không ăn thịt o i P. caudatum.
→ Bài toán trên sẽ rèn được kĩ năng phân tích và giải thích kết quả thí
nghiệm; đồng thời còn rèn kĩ năng xác định các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả
thí nghiệm (biến phụ thuộc). Đây là một yếu tố rất quan trọng trong năng lực
chuyên ngành Sinh học, bởi Sinh học là một môn khoa học thực nghiệm và các
thực nghiệm Sinh học bị chi phối bởi rất nhiều các yếu tố ngoại cảnh.
Bài toán 4: Hiện n y trên
nh đ n lú
mi n Bắ nhi nơi lú ị h ột
h h ại r t mạnh Bà n n n ân ùn nhi
iện h kh nh để hốn
h ột ó nơi sử ụn iện h

ùn ẫy để iệt h ột ó nơi lại sử ụn iện
h
ùn ni l n
q nh ờ r ộn để n ăn h ột ăn lú D và đặ điểm
sinh họ ủ h ột và xem xét
ó độ sinh th i họ hãy đ nh i xem iện h
nà tr n h i iện h trên ó hiệ q ả
hơn Giải thích.
Tr ời:
- hu t
o i sinh t có tốc đ sinh s n tư ng đối nhanh,
s đi u hòa
kích thước của uần th ên cạnh các ếu tố khác có ếu tố đi u hòa phụ thu c o
m t đ uần th .
- Khi m t đ uần th c ng cao, kích thước uần th c ng tiến gần tới ngư ng
chịu đ ng của môi trường s c ch a th tốc đ sinh s n c ng gi m ngược ại khi
kích thước uần th c ng th p xa dưới ngường chịu đ ng th tốc đ sinh s n c ng
nhanh.
- Nếu chỉ dùng i n pháp săn ắt đ
m gi m số ượng trong khi nguồn th c ăn
dồi d o chu t ẫn dễ d ng tiếp c n nguồn th c ăn th khi số ượng chu t ị gi m,
tốc đ sinh s n của chu t sống sót sẽ gia tăng nên số ượng chu t sẽ nhanh chóng
tăng trở ại. Ngược ại, nếu m gi m s c ch a của môi trường, t c hạn chế tối đa
i c chu t có th tiếp c n ới nguồn th c ăn
úa, th kích thước uần th sẽ gi m
mạnh
n ững. Do
, i n pháp dùng ni lông ao uanh ru ng úa ngăn ch t
tri t đ chu t o ru ng úa sẽ đem ại hi u u h n so ới i c chỉ đ n thuần săn
ắt chu t.

→ Bài toán trên sẽ rèn cho học sinh kĩ năng đánh giá các giải pháp giải quyết
một vấn đề mới dựa trên những kiến thức về các yếu tố ảnh hưởng đến kích
thước của quần thể sinh vật nói chung và quần thể chuột nói riêng.
Bài toán 5: Khi cho hai con chuột có màu lông xám lai v i nh đượ đời con có tỉ
lệ màu lông là 8 con lông xám: 3 con lông nâu : 1 con lông trắng.
) Hãy đư r giả thuy t giải thích k t quả của phép lai nói trên.
b) Làm th nào có thể chứng minh giả thuy t của em đư r là đún ?
Tr lời:
a. Kết qu F1 cho th y màu lông bị chi phối bởi s tư ng tác của hai gen không
alen. Do tổng tỉ l ki u hình bằng 12 nh thường là 16). Ch ng tỏ có hi n tượng
gây chết. Tỉ l : 8 con lông xám: 3 con mắt nâu : 1 con lông trắng →
iến dạng
của tỉ l 12: 3:1.
- P: AaBb x AaBb → F1: 9 A-B-: 3A-bb: 3aaB-: 1aabb. Trong 9 A-B-: có 1
AABB và 2AABb. Trong 3A-bb có 1 AAbb.
Qu ước: alen B- lông nâu, b - lông trắng: A át chế cho ông xám đồng thời gây
chết ở th đồng hợp AA; a không át B, b và s c sống nh thường (tr i so với A).
Như y số hợp tử gây chết bằng 4, do đó F1 còn tỉ l 8 con lông xám: 3 con mắt
nâu : 1 con lông trắng.
b. Dùng phép lai phân tích: Cho các con F1 lông xám lai với các con lông trắng nếu
cho ra tỉ l 1:1 thì ch ng tỏ các cá th lông xám chỉ gồm các cá th dị hợp tử.
→ Bài toán trên sẽ rèn cho học sinh kĩ năng phân tích và giải thích kết quả thí
nghiệm. Đồng thời cũng rèn được kĩ năng nghiên cứu khoa học của các nhà Di
truyền học là sử dụng lai phân tích để kiểm định giả thuyết khoa học. Đây là
một bước trong phương pháp nghiên cứu di truyền của Menđen và chính nhờ
lai phân tích mà Menđen đã khẳng định được sự vận động đồng đều của cặp
nhân tố di truyền về các giao tử trong quá trình giảm phân.
Bài toán 6: Ở một l ài th v t ó h i đột i n en lặn ùn ây r kiể hình thân

th
Bằn hé l i nà ó thể nh n i t h i đột i n en trên ó th ộ ùn l t
hay không?
Tr ời:
a.- Tiến h nh ph p ai giữa hai th đ t iến ph n tích ki u h nh con ai.


- Nếu xu t hi n ki u h nh ki u dại nh thường ở thế h con ai  hai đ t iến
không cùng ocut không a en ới nhau ; Nếu không xu t hi n ki u h nh ki u dại
chỉ xu t hi n ki u h nh đ t iến , có th hai đ t iến cùng ocut a en ới nhau .
→ Bài toán trên sẽ rèn cho học sinh kĩ năng đề xuất cách giải quyết vấn đề
trên cơ sở kiến thức di truyền về tính trạng đơn gen hay tính trạng đa gen.
Bài toán 7: Các nhà khoa họ đã đ xu t hai giả thuy t v s hình thành gen m i
trong quá trình ti n hó như s : Theo giả thuy t 1, gen m i được hình thành qua
tái t hợp các exon củ
en đã ó trư c; giả thuy t 2 cho rằng một en được
lặp lại thành 2 hoặc nhi u bản s
s đó
ản sao bị đột bi n điểm phân hóa
có thể dẫn đ n hình thành gen m i Để tìm hiểu xem hai gen A và B (có chứ năn
khác nhau)
l ài kh nh
ó được ti n hóa theo giả thuy t 1 hay giả thuy t
2 n ười t đã n hiên ứu sản phẩm protein của chúng các loài khác nhau. Hãy
cho bi t k t quả nghiên cứ như th nào thì ủng hộ cho giả thuy t 1 và k t quả
nghiên cứ như th nào thì ủng hộ cho giả thuy t 2.
Tr lời:
- Nếu các protein do các gen A và B mã hóa có những đoạn trình t axit amin nh t
định giống nhau thì ch ng tỏ trình t đó được ui định bởi các exon giống nhau và
do v y ủng h gi thuyết tái tổ hợp lại các exon.

- Nếu trình t các axit amin trên toàn b chuỗi polipeptit v c
n là giống nhau
và chỉ khác nhau ở m t số vị trí thì ủng h cách 2.
→ Bài toán trên sẽ rèn cho học sinh kĩ năng dự đoán kết quả thí nghiệm phù
hợp với giả thuyết đề ra.
Bài toán 8: Tr n q trình ti n hó đ i khi sinh v t ó đượ một đặ điểm thí h
n hi nh t định s n hải trả một i i nà đó hẳn hạn ây ó en kh n
th ố iệt ỏ sẽ sinh trư n h t triển ình thườn khi đ n r ộn đượ h n
thuố òn ây kh n ó en này sẽ h t T y v y tr n m i trườn kh n ó th ố
iệt ỏ thì ó thể i trị thí h n hi ủ nh n ây ó en kh n th ố lại ị iảm
s v i i trị thí h n hi ủ ây kh n ó en kh n th ố Một n hiên ứ
ây
Arabidopsis th li n
h th y khi ây ó en sr1-1 kh n th ố
iệt ỏ
( hl r s lf r n) thì sản lượn hạt ủ ây ị iảm 34% s v i ây kh n ó en
kh n th ố khi hún đượ tr n tr n ùn m i trườn kh n ó th ố iệt ỏ
Hãy nê một
h thi t k thí n hiệm ó thể x nh n năn s t hạt ủ ây ị
iảm 34% hỉ
s ó mặt ủ en sr1-1.


Tr ời:
- Đ đánh giá hi u u của m t gen du nh t đến ki u h nh thích nghi người ta ph i
có được các cá th có ki u gen h t nhau ngoại trừ gen thích nghi, trong trường
hợp n
gen kháng thuốc di t cỏ
-V
, đầu tiên người ta ph i nh n giống ô tính đ tạo ra các c có cùng ki u

gen h t nhau từ m t c không có gen kháng thuốc di t cỏ.
- Tiếp đến, ằng kỹ thu t chu n gen người ta tiến h nh chu n m t gen kháng
thuốc o c nhờ p asmit. Ở ô đối ch ng, người ta cũng tiến h nh chu n p asmit
vào cây nhưng p asmit n không ch a gen kháng thuốc. Sau đó các c th c
nghi m
đối ch ng được trồng trong cùng m t đi u ki n môi trường h t nhau
đ u không có thuốc di t cỏ.
- Thu th p số i u
s n ượng hạt của c chu n gen
c đối ch ng, nếu s n
ượng hạt của c chu n gen th p h n 34% th gi thiết được khẳng định.
→ Bài toán trên sẽ rèn cho học sinh kĩ năng thiết kế thí nghiệm để kiểm định
giả thuyết đề ra.
Bài toán 9: Một đột bi n thay th n le tit trên en q i định chuỗi li e tit αglobin của hemoglobin n ười làm cho chuỗi polipeptit bị ngắn đi s v i bình
thường. Tuy nhiên, phiên bản ARN sơ
được phiên mã từ gen này vẫn có chi u
ài ình thường.
a. Nêu hai giả thuy t giải thí h ơ h đột bi n làm ngắn chuỗi polipeptit này.
b. Trình bày cách chứng minh giả thuy t.
Tr lời:
a. Gi thuyết 1: đ t biến b a nh thường thành b ba kết thúc.
Gi thuyết 2: đ t biến làm thay đổi vị trí cắt intron trong quá trình tạo ra mARN
làm cho mARN ngắn h n so ới nh thường.
b. Dùng phư ng pháp đi n di ARN: So sánh các ăng đi n di mARN sau khi đ
được cắt bỏ intron) của gen nh thường với các ăng đi n di mARN của gen đ t
biến, nếu ăng đi n di mARN đ t biến di chuy n xa h n so ới mARN bình
thường th đ t biến m tha đổi vị trí cắt intron. Nếu hai ăng đi n di có vị trí
giống nhau th đ t biến làm xu t hi n b ba kết thúc sớm.
→ Bài toán trên sẽ rèn cho học sinh kĩ năng xây dựng giả thuyết và thiết kế thí
nghiệm để chứng minh cho giả thuyết.

2.3. Quy trình sử dụng bài toán nhận thức trong dạy học nhằm phát triển
năng lực nghiên cứu cho học sinh
Sau khi đ có i toán nh n th c phù hợp, giáo viên cần tiến h nh các ước
cụ th sau:
Bước 1: Đưa ra i toán nh n th c đ học sinh tìm hi u các gi thiết, từ đó
xác định được v n đ cần nghiên c u.
Bước 2: Tổ ch c cho học sinh th o lu n đ l p kế hoạch nghiên c u đ xu t
cách gi i quyết v n đ , thu th p và phân tích tài li u tham kh o, từ đó a chọn
phư ng án gi i quyết tối ưu .
Bước 3: Tổ ch c cho học sinh báo cáo kết qu nghiên c u.
Bước 4: Tổ ch c cho học sinh đánh giá kết qu nghiên c u.
Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
3.1. Mục đích thực nghiệm
Th c nghi m kh u đ c bi t quan trọng trong quá trình nghiên c u đ tài nói
riêng và trong dạy học nói chung. Ở đ , th c nhi m nhằm ki m tra tính kh thi và
hi u qu của gi thuyết khoa học m đ t i đ đ t ra.
Quá trình này còn cho phép thu th p ý kiến của giáo viên và học sinh v th c
trạng gi ng dạy môn Sinh học và hi u qu của các gi i pháp nhằm nâng cao ch t
ượng bồi dư ng học sinh giỏi môn Sinh học tại trường THPT chuyên Lê Hồng
Phong m c sở th c tiễn cho vi c nghiên c u của đ tài.
3.2. Nội dung thực nghiệm
Th c nghi m sư phạm m t số giáo án mẫu có sử dụng phư ng pháp dạy học
tích c c, giáo án mẫu có sử dụng công ngh thông tin và các gi i pháp t học của
học sinh trong đ i tuy n.
3.3. Phương pháp thực nghiệm
3.3.1. Chọn học sinh th c nghi m
- Th c nghi m được tri n khai ở các lớp chu ên Sinh

đ i tuy n học sinh

giỏi Quốc gia môn Sinh học từ năm học 2011 – 2012 đến nay tại trường THPT Lê
Hồng Phong - Nam Định.
- Th c nghi m được tri n khai ở các lớp 12 chuyên Toán 1 và 2 tại trường
THPT Lê Hồng Phong - Nam Định.