Thiết kế và sử dụng graph để dạy học chương sinh sản sinh học 11 THPT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
 

HỒ TẤN MINH

THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG GRAPH ĐỂ DẠY HỌC
CHƯƠNG SINH SẢN - SINH HỌC 11 THPT

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Nghệ An – 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
 

HỒ TẤN MINH

THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG GRAPH ĐỂ DẠY HỌC
CHƯƠNG SINH SẢN - SINH HỌC 11 THPT

Chuyên

: Lý luận và phương pháp dạy học môn Sinh vật

ngành Mã số

:60140111

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học:
PGS.TS. NGUYỄN ĐÌNH NHÂM

Nghệ An – 2014


i

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận
được sự giúp đỡ, hỗ trợ của thầy cô giáo và người thân.
Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn đến PGS.TS.Nguyễn Đình Nhâm,
người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình trong suốt quá trình tôi làm luận
văn.
Chân thành cảm ơn quý thầy cô Khoa Sinh, Bộ môn Phương pháp
Giảng dạy trường Đại học Vinh đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn tôi trong
suốt quá trình học và thực hiện luận văn.
Chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường THPT Marie Curie, thầy cô
tổ Bộ môn Sinh trường THPT Marie Curie và các trường THPT ở quận 3, Tp.
Hồ Chí Minh quan tâm giúp đỡ cho chúng tôi hoàn thành luận văn.
Do nguồn tài liệu và thời gian hạn chế, bản thân tác giả mới bước đầu
tham gia nghiên cứu khoa học, chắc chắn luận văn khó tránh khỏi thiếu sót.
Rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của quý thầy cô giáo và các bạn đồng
nghiệp.
Nghệ An, tháng 6 năm 2014
Người thực hiện
Hồ Tấn Minh

ii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN..................................................................................................................................... i
MỤC LỤC............................................................................................................................................ ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN................................... iv
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU........................................................................................... v
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ........................................................................................ vi
MỞ ĐẦU............................................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài..................................................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu............................................................................................................. 3
3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu............................................................................... 3
4. Nhiệm vụ nghiên cứu............................................................................................................ 4
5. Giả thuyết khoa học............................................................................................................... 4
6. Phương pháp nghiên cứu..................................................................................................... 5
7. Những đóng góp mới của luận văn................................................................................ 6
8. Cấu trúc của luận văn............................................................................................................ 6
NỘI DUNG.......................................................................................................................................... 7
Chương 1: CỞ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN
DỤNG PHƯƠNG PHÁP SƠ ĐỒ GRAPH VÀO DẠY HỌC SINH
HỌC 11................................................................................................................................................... 7
1.1. Cơ sở lý luận......................................................................................................................... 7
1.1.1. Sơ lược về lịch sử nghiên cứu về Graph........................................................ 7
1.1.2. Khái quát về lý thuyết của Graph................................................................... 10
1.1.3. Cơ sở phương pháp luận của việc chuyển hóa Graph Toán học
thành Graph dạy học........................................................................................................... 12
1.1.4. Graph trong dạy học.............................................................................................. 14
1.2. Cơ sở thực tiễn của phương pháp Graph...................................................... 17
1.2.1. Thực trạng sử dụng các phương pháp để dạy học Sinh học 11.....17

1.2.2. Nguyên nhân của thực trạng giảng dạy....................................................... 21
1.3. Cơ sở thực tiễn của việc trong dạy học chương Sinh sản,
Sinh học 11................................................................................................................................... 22
1.3.1. Phân tích mục tiêu, cấu trúc, nội dung chương trình sách giáo
khoa (SGK) chương Sinh sản, Sinh học 11............................................................ 22


iii

1.3.2. Mục tiêu dạy và học chương Sinh sản......................................................... 27
Tiểu kết........................................................................................................................................... 29
Chương 2: THIÊT KÊ VA SƯ DUNG
GRAPH TRONG DAY HOC
CHƯƠNG SINH SAN SINH HOC 11............................................................................. 31
2.1. Nguyên tắc va quy trình xây dưng Graph..................................................... 31
2.1.1. Nguyên tắc chung khi thiêt kê Graph............................................................. 31
2.1.2. Quy trinh thiêt kê Graph trong day hoc sinh hoc..................................... 33
2.2. Xây dưng Graph chương sinh sản – sinh hoc 11........................................ 38
2.2.1. Một số Graph các bài trong chương sinh sản theo nội dung từng bài.
...................................................................................................................41
2.2.2. Graph tồng hợp kiến thức của chương........................................................... 50
2.3. Quy trìì̀nh sử dụng Graph trong các khâu dạy học.................................. 52
2.3.1. Sử dụng Graph để dạy kiến thức mới............................................................. 53
2.3.2. Sử dụng Graph để ôn tập củng cố..................................................................... 58
2.3.3. Sử dụng Graph để kiểm tra đánh giá............................................................... 61
Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM...................................................................... 66
3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm................................................................... 66
3.1.1. Mục đích của nhiệm vụ........................................................................................ 66
3.1.2. Nhiệm vụ của thực nghiệp sư phạm.............................................................. 66
3.2. Nội dung và phương pháp thực nghiệm.......................................................... 66

3.2.1. Nội dung thực nghiệm.......................................................................................... 66
3.2.2. Phương pháp thực nghiệm.................................................................................. 67
3.3. Kết quảả̉ thực nghiệm.................................................................................................... 70
3.3.1. Phân tích việc lĩnh hội kiến thức trong quá trình thực nghiệm.......70
3.3.2. Kết quả bài kiểm tra mức độ ghi nhớ kiến thức của học sinh..........74
3.4. Nhận xét, đánh giá hiệu quảả̉ của việc sử dụng Graph để dạy học
chương Sinh sảả̉n – Sinh học 11........................................................................................ 78
3.4.1. Phân tích định lượng.............................................................................................. 78
3.4.2. Về mặt định tính....................................................................................................... 78
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................................... 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................... 78
PHỤ LỤC........................................................................................................................................... 84


iv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN
Viết tắắ́t
THPT

Đọc là
Trung học Phổ thông

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

SSVT

Sinh sản vô tính

SSHT

Sinh sản hữu tính

ĐC

Đối chứng

TN

Thực nghiệm

NXB

Nhà xuất bản

SL
SGK

Số lượng
Sách giáo khoa

TV

Thực vật

ĐV

Động vật

DH

Dạy học


v

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Số hiệu
bảng

Tên bảng

Trang

1.1

Kết quả điều tra thực trạng sử dụng phương pháp dạy
học sinh học của giáo viên

17

1.2

Việc nhận biết, xây dựng và sử dụng Graph của giáo

viên

19

1.3

Cách học bộ môn Sinh của học sinh

20

1.4

Kết quả học tập học kì 1 của nhóm học sinh được khảo
sát

21

1.5

Cấu trúc chương trình chương Sinh sản, Sinh học 11

24

3.1

Bảng thống kê điểm số các bài kiểm tra trong thời gian
thực nghiệm

70

3.2

So sánh kết quả của nhóm TN và ĐC qua các lần kiểm
tra trong thực nghiệm

70

3.3

Phân loại trình độ học sinh qua các bài kiểm tra của
nhóm ĐC và TN qua các lần kiểm tra trong thời gian

71

thực nghiệm
3.4

Bảng tần suất (fi % ) - số HS đạt điểm xi các bài kiểm
tra trong thời gian thực nghiệm

72

3.5

Bảng tần suất hội tụ tiến (f %↑) - số HS đạt điểm xi trở
lên trong các bài kiểm tra

73

3.6

Bảng thống kê điểm số các bài kiểm tra mức độ ghi
nhớ kiến thức của học sinh

74

3.7

Bảng tần suất (fi % ) - số HS đạt điểm xi bài kiểm tra
sau thực nghiệm

74


vi

3.8

Bảng tần suất hội tụ tiến (f %↑) - số HS đạt điểm xi trở
lên các bài kiểm tra

75

3.9

Bảng so sánh các tham số đặc trưng giữa TN và ĐC
các bài kiểm tra

76

3.10

Phân loại trình độ học sinh qua bài kiểm tra sau khi
thực nghiệm

77


vii

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Số hiệu
hìì̀nh vẽ

Tên hìì̀nh vẽ

Trang

3.1

Đồ thị tần suất điểm các lần kiểm tra mức độ
tiếp thu bài trong thực nghiệm

72

3.2

Đồ thị tần suất hội tụ tiến mức độ tiếp thu
kiến thức của các lần kiểm tra

73

3.3

Đồ thị tần suất điểm các lần kiểm tra mức độ
ghi nhớ kiến thức trong thực nghiệm

75

3.4

Đồ thị tần suất hội tụ tiến mức độ ghi nhớ
kiến thức của các bài kiểm tra

76


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
1.1. Xuất phát từ yêu cầu việc đổi mới phương pháp dạy học ở THPT
Trong thế kỉ XXI, nền giáo dục phải đào tạo ra những con người có trí
tuệ phát triển, giàu tính sáng tạo và tính nhân văn, năng động thích nghi với
mọi hoàn cảnh. Nghị quyết 4 khóa VII, nghị quyết 2 khóa VIII của hội nghị
Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam đã đề cập rất cụ thể về
vấn đề đổi mới phương pháp giảng dạy ở mọi cấp học, bậc học.
Nghị quyết Trung ương 2 khoá VIII tiếp tục khẳng định “Phải đổi mới
phương pháp giáo dục đào tạo, khắắ́c 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”. [22]
Nghị quyết Trung ương 8, khóa XI về việc đổi mới căn bản và toàn
diện giáo dục và đào tạo đã nêu” chuyển mạnh quá trình giáo dục từ chủ yếu
trang bị kiến thức sang phát triển toàn diện năng lực nhận thức và phẩm chất
người học; học đi đôi với hành; lý luận gắắ́n với thực tiễn.”. Một trong những
nhiệm vụ và giải pháp đổi mới giáo dục trong thời gian tới:“Đổi mới căn bản
hình thức và phương pháp kiểm tra, thi và đánh giá chất lượng giáo dục,
bảo đảm trung thực, khách quan, chính xác, theo yêu cầu phát triển năng lực
và phẩm chất người học”. [3]
Định hướng trên đã được pháp chế hoá trong Luật giáo dục năm 2005
của nước Cộng hòa Xã hội Chủ nghĩa Việt Nam: “Phương pháp giáo dục
phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù
hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự
học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình
cảm, đem lại niềm vui hứng thú học tập cho học sinh”. [22]


2

Như vậy, đổi mới phương pháp dạy học là vấn đề cấp thiết mang tính
thời sự với sự nghiệp giáo dục nước nhà, đổi mới phương pháp dạy học phải
trở thành một ưu tiên chiến lược để tìm giải pháp hữu hiệu nhằm nâng cao
chất lượng dạy học.
1.2. Xuất phát từ hiệu quảả̉ việc sử dụng Graph trong dạy học Sinh học
Quá trình nhận thức của con người gồm 3 giai đoạn là tích lũy thông
tin, khái quát hóa - trừu tượng hóa, mô hình hóa thông tin bằng các tri thức.
Trong quá trình học tập, học sinh tiếp nhận thông tin và tri thức khoa
học để hình thành tri thức cá nhân. Thông qua tri giác, học sinh sẽ khái quát
hóa, trừu tượng hóa và cuối cùng mô hình hóa thông tin để ghi nhớ theo mô

hình.
Mô hình là vật thể được dựng lên dưới dạng sơ đồ, cấu trúc vật lí, dạng
kí hiệu hay công thức tương ứng với đối tượng nghiên cứu nhằm phản ánh, tái
tạo dưới dạng đơn giản và sơ đồ nghiên cứu. [4]
Mô hình hóa là một hành động học tập giúp con người diễn đạt logic
khái niệm một cách trực quan. Qua mô hình, các mối quan hệ của khái niệm
được chuyển vào trong mô hình. Việc dạy học sinh cách mô hình hóa các mối
quan hệ cũng như khả năng sử dụng mô hình đó để phân tích đối tượng là việc
làm cần thiết nhằm phát triển trí tuệ học sinh.
Sử dụng Graph trong dạy học thực chất là hoạt động mô hình hóa, tạo
ra các đối tượng nhận tạo tương tự về mặt nào đó với đối tượng hiện thực để
tiện cho việc nghiên cứu. Như vậy, Graph thuộc loại mô hình "mã hóa", tức là
loại mô hình mà các yếu tố trực quan bị loại bỏ, chỉ còn các mối quan hệ
logic. Loại mô hình này có ý nghĩa quan trọng trong các thao tác tư duy như
hình thành biểu tượng, trừu tượng hóa - khái quát hóa. [1] [4] [5]
Vận dụng Graph vào dạy học, học sinh sẽ lĩnh hội kiến thức nhanh
chóng vào độ bền của kiến thức cao. Sử dụng Grahp trong dạy học là cách


3

thức tổ chức tạo ra những sơ đồ học tập ở trong tư duy của học sinh; thúc đẩy
quá trình tự học, tự nghiên cứu, đặc biệt rèn luyện năng lực hệ thống hóa kiến
thức và năng lực sáng tạo của học sinh.
1.3. Xuất phát từ nội dung thực tế chương trìì̀nh dạy học Sinh học 11
Môn sinh học là bộ môn nghiên cứu trên đối tượng sống, gồm nhiều
quá trình và hiện tượng liên quan đến sinh vật, đặc biệt chương Sinh sản ở
chương trình sinh học 11 THPT, thuộc phần kiến thức về khái niệm và quá
trình. GV cần giúp học sinh nắắ́m rõ và có một cái nhìn tổng quát về sinh sản
ở động và thực vật.

Trong thơi gian qua đa co nhiêu tac gia nghiên cưu vê mô hình Graph
trong day hoc Sinh hoc , bươc đâu đa kêt luân răng sử dụng

Graph là một

trong những biện pháp góp phần phát huy tính tích cực của học sinh. Trong
chương trình cải cách Sinh học THPT hiện nay, chương Sinh sản Sinh học 11
là những kiến thức về các khái niệm sinh học, quá trình, qui luật sinh học. Vì
vậy, việc sử dụng biện pháp Graph để dạy – hoc sẽ phát huy tính tích cực của
học sinh và mang lại hiệu quả cao.
Từ các lí do trên, tôi chọn đề tài “Thiết kế và sử dụng Graph trong
dạy học chương “Sinh sảả̉n” của Sinh học 11 - THPT” nhằm góp phần
nâng cao chất lượng dạy và học môn Sinh học 11.
2. Mục đích nghiên cứu
Đề tài đưa ra nguyên tắắ́c, quy trình xây dựng, sử dụng Graph trong dạy
học Sinh học 11 chương IV – “Sinh sản”, nhằm nâng cao chất lượng dạy học
3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
Quy trình thiết kế và sử dụng Graph trong quá trình tổ chức hoạt động
dạy học chương “Sinh sản” của Sinh học 11 THPT.


4

3.2. Khách thể nghiên cứu
Quá trình dạy học chương “Sinh sản” của chương trình Sinh học 11
THPT.
3.3. Phạm vi nghiên cứu
Ứng dụng lý thuyết Graph vào dạy học chương Sinh sản Sinh học 11
THPT.

4. Nhiệm vụ nghiên cứu
4.1. Nghiên cứu tổng quan về lí thuyết Graph, tổng quan về tình hình
nghiên cứu việc sử dụng Graph trong dạy học nhằm phát huy tính tích cực
học tập của học sinh.
4.2. Nghiên cứu đặc điểm chương “Sinh sản” của chương trình Sinh học
11 THPT; từ đó đưa ra những thuận lợi, khó khăn trong dạy học phần này.
4.3. Điều tra thực trạng dạy học chương “Sinh sản” của chương trình
Sinh học 11 ở 5 trường THPT trên địa bàn Quận 3, Tp. Hồ Chí Minh.
4.4. Xác định hệ thống các nguyên tắắ́c cơ bản và quy trình xây dựng
Graph trong dạy học.
4.5. Đề xuất việc thiết kế và sử dụng một số Graph trong quá trình dạy
chương “Sinh sản” của chương trình Sinh học 11THPT.
4.6. Thực nghiệm sư phạm: nhằm đánh giá tính hiệu quả của việc sử
dụng Grap trong dạy học chương “Sinh sản” của chương trình Sinh học
11THPT.
5. Giảả̉ thuyết khoa học
Nếu đề xuất được quy trình thiết kế và sử dụng Graph trong dạy học
chương “Sinh sản” của chương trình Sinh học 11 một cách khoa học thì sẽ
phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh trong việc tìm tòi,
lĩnh hội tri thức; góp phần nâng cao chất lượng dạy học.


5

6. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện đề tài này, chúng tôi sử dụng phối hợp các phương pháp sau:
6.1. Nghiên cứu lý thuyết
Nghiên cứu các loại tài liệu về chủ trương, đường lối của Đảng, chính
sách, pháp luật của Nhà nước trong công tác giáo dục.
Nghiên cứu tổng quan các tài liệu lý luận dạy học (DH), các giáo trình,

đặc biệt là các tài liệu về dạy học bằng Graph.
Nghiên cứu cấu trúc, nội dung các bài chương “Sinh sản” của chương
trình Sinh học 11THPT.
Nghiên cứu các luận án, luận văn, các bài báo khoa học có liên quan
đến đề tài.
6.2. Phương pháp điều tra
Sử dụng phiếu điều tra để tìm hiểu về việc sử dụng các phương pháp
tích cực trong dạy học chương “Sinh sản” của chương trình Sinh học 11THPT
ở 5 trường THPT trên địa bàn Quận 3, Tp. Hồ Chí Minh.
Dự giờ và trao đổi tham khảo trực tiếp với các giáo viên, tham khảo ý kiến
của giáo viên dạy bộ môn Sinh học về vấn đề dạy chương “Sinh sản” của
chương trình Sinh học 11THPT
6.3. Phương pháp thực nghiệm
Tiến hành thực nghiệm dạy học ở nhóm lớp thực nghiệm và đối chứng
để đánh giá tính hiệu quả, tính khả thi của việc sử dụng Graph trong dạy học
chương “Sinh sản” của chương trình Sinh học 11THPT.
6.4. Phương pháp hỏi chuyên gia
Khi thực hiện đề tài này, chúng tôi đã trao đổi xin ý kiến với người
hướng dẫn khoa học, các chuyên gia cùng các đồng nghiệp có kinh nghiệm.


6

7. Những đóng góp mới của luận văn
Luận văn sẽ tổng quan cơ sở lý luận và thực tiễn vận dụng Graph trong
quá trình dạy học.
Luận văn đề xuất quy trình thiết kế và sử dụng Graph cho các bài thuộc
chương “Sinh sản” của chương trình Sinh học 11THPT.
8. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị và tài liệu tham khảo, luận văn

được chia làm 3 chương:
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài
Chương 2: Thiết kế và sử dụng Graph trong dạy học chương “Sinh
sản” của chương trình Sinh học 11THPT
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm


7

NỘI DUNG
Chương 1
CỞ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG
PHƯƠNG PHÁP SƠ ĐỒ GRAPH VÀO DẠY HỌC SINH
HỌC 11
1.1. Cơ sở lý luận
1.1.1. Sơ lược về lịch sử nghiên cứu về Graph
1.1.1.1. Nghiên cứu và vận dụng lý thuyết Graph vào DH trên thế giới
Lí thuyết Graph là một chuyên ngành của toán học được khai sinh từ
công trình về bài toán “Bảy cây cầu ở Konigburg” của nhà Toán học Thụy Sĩ
Leonhard Euler (1707- 1783). Trong cuối những năm của thế kỉ XX cùng với
sự phát triển của Toán học và nhất là Toán học ứng dụng, những nghiên cứu
và ứng dụng của lí thuyết Graph có những bước tiến nhảy vọt. [1] [4] [5]
Năm 1958, tại Pháp, Claude Bege đã viết cuốn “Lí thuyết Graph và
những ứng dụng của nó” trình bày các khái niệm, định lí Toán học cơ bản của
lí thuyết Graph, đặc biệt là ứng dụng của Graph trong nhiều lĩnh vực khác
nhau.[4]
Năm 1965, tại Liên Xô, A.M Xokhor đã vận dụng một số quan điểm của
lí thuyết Graph để mô hình hóa nội dung tài liệu giáo khoa môn Hóa học.
Năm 1965, V.X.Poloxin đã dựa vào cách làm của Xokhor dùng phương
pháp Graph để diễn tả trực quan các diễn biến của hoạt động dạy và học của

thầy trò trong thực hiện một thí nghiệm Hóa học đã tạo ra một bước tiến mới
trong vận dụng lí thuyết Graph vào dạy học.[4]
Năm 1972, V.P.Garkumop đã sử dụng phương pháp Graph để mô hình
hóa các tình huống của DH nêu vấn đề, trên cở sở đó mà phân loại các tình
huống có vấn đề. Lí thuyết Graph vận dụng để tạo ra mẫu của các tình huống
nêu vấn để và giải quyết vấn đề theo một trình tự xác định.[4]


8

Năm 1973, tại Liên Xô, tác giả Nguyễn Như Ất trong công trình luận án
phó tiến sĩ Khoa học Sư phạm đã vận dụng lí thuyết Graph kết hợp với
phương pháp ma trận để xây dựng cấu trúc nội dung dạy học theo quan điểm
cấu trúc hệ thống.
Hiện nay, lí thuyết Graph được vận dụng nhiều trong DH, đặc biệt là các
môn học logic, trực quan như hóa Học, Sinh học…
1.1.1.2. Nghiên cứu và vận dụng lý thuyết Graph vào DH ở Việt Nam
Ở Việt Nam, từ năm 1971, các giáo sư Nguyễn Ngọc Quang là người đầu
tiên đã nghiên cứu chuyển hóa Graph toán học thành Graph DH và đã đạt
nhiều thành công trình trong lĩnh vực này. Trong các công trình đó, tác giả đã
nghiên cứu những ứng dụng cơ bản của lí thuyết Graph trong khoa học giáo
dục, đặc biệt là trong lĩnh vực giảng dạy Hóa học.
Năm 1980, Trần Trọng Dương đã nghiên cứu đề tài:“Áp dụng phương
pháp Graph và alogrit để nghiên cứu cấu trúc - phương pháp xây dụng và giải
hệ thống bài toán về lập công thức hóa học ở trường phổ thông”.[4]
Năm 1983, Nguyễn Đình Bào nghiên cứu sử dụng Graph để hướng dẫn
ôn tập môn Toán, Nguyễn Anh Châu đã nghiên cứu sử dụng Graph hướng dẫn
ôn tập môn Văn.
Năm 1984, Phạm Tư với đề tài: “Dùng Graph nội dung của bài lên lớp để
dạy và học chương Nitơ- Photpho ở lớp 11 trường THPT”. [4] [5]

Năm 1987, Nguyễn Chính Trung đã nghiên cứu “Dùng phương pháp
Graph lập trình tối ưu và dạy môn sử dụng thông tin trong chiến dịch”. Trong
công trình này tác giả đã nghiên cứu chuyển hóa Graph toán học vào lĩnh vực
giảng dạy quân sự.
Năm 2000, Phạm Thị My đã thực hiện luận văn thạc sĩ: “Ứng dụng lí
thuyết Graph xây dựng và sử dụng sơ đồ để tổ chức hoạt động nhận thức của
học sinh trong dạy học Sinh học ở THPT”[18]. Cũng trong năm 2000, tác giả


9

Phan Thị Thanh Hội đã bảo vệ thành công luận văn thạc sĩ với đề tài “ Xây
dựng và sử dụng một số dạng sơ đồ trong dạy học Sinh thái học lớp 11
THPT”[12] .
Năm 2005, trong luận văn tiến sĩ, Nguyễn Phúc Chỉnh đã hoàn thành
công trình nghiên cứu “Nâng cao hiệu quả dạy học giải phẩu sinh lí người và
vệ sinh THCS bằng áp dụng phương pháp Graph”. [4]
Năm 2009, trong tạp chí giáo dục số đặc biệt 8/2009, Nguyễn Đình Nhâm
đã có bài viết “Dạy học Sinh thái học - Sinh học THPT bằng phương pháp
Graph”.[17]
Năm 2012, trong luận văn thạc sĩ, Trần Thị Thúy Nga đã báo cáo đề tài
“Xây dựng và sử dụng sơ đồ để dạy học phần di truyền học lớp 12 THPT”.
[25]
Năm 2012, Trần Thị Ngọc Thúy đã bảo vệ thành công luận văn thạc sĩ
với đề tài: “Xây dựng và sử dụng bản đồ khái niệm để dạy học sinh thái học,
Sinh học 12 THPT”. [25]
Năm 2013, trong luận văn thạc sĩ Trần Văn Hiệu đã trình bày “Xây dựng
và sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học ôn tập, củng cố kiến thức Chương
1 và 2 – Phần di truyền học – Sinh học 12”.[13]
Tóm lại, những công trình nghiên cứu của các tác giả nước ngoài và Việt

Nam trong lĩnh vực vận dụng lí thuyết Graph vào quá trình dạy học đã có
những thành tựu quan trọng. Việc vận dụng Graph trong các công trình trên để
mô hình hóa các khái niệm trong các tài liệu học tập nhằm mã hóa và trực
quan hóa các mối quan hệ của các thành phần kiến thức dưới dạng các Graph
dạy học có ý nghĩa thiết thực cho việc dạy và học.
Luận văn này nhằm cụ thể hóa các lý thuyết vào trong xây dựng Graph
chương Sinh sản, sinh học 11. Đồng thời cũng đế xuất phương pháp sử dụng
Graph trong quá trình dạy học chương.


10

1.1.2. Khái quát về lý thuyết của Graph
1.1.2.1. Khái niệm về Graph
Theo từ điển Anh - Việt, Graph có nghĩa là đồ thị - biểu đồ gồm có một
đường hoặc nhiều đường biểu thị sự biến thiên của các đại lượng. [1][4] [1]
Từ Graph trong lí thuyết Graph lại bắắ́t nguồn từ “ Graphic” có nghĩa là
tạo ra một hình ảnh rõ ràng, chi tiết, sinh động trong tư duy. [1] [4]
Graph có thể được biểu diễn dưới dạng sơ đồ, dạng biểu đồ quan hệ
hoặc dạng bảng (ma trận). Một grap có thể có những cách thể hiện khác nhau,
nhưng phải chỉ rõ được mối quan hệ giữa các đỉnh.
Như vậy để lập một Graph phải có 2 yếu tố: tập hợp các đỉnh và tập
hợp các cung. Mỗi cung lại là tập hợp của một cặp đỉnh có mối quan hệ với
nhau.
1.1.2.2. Vai trò của Graph
Vai trò của Graph trong dạy học là khai thác thông tin một cách hiệu
quả và phát huy năng lực nhận thức của học sinh. Ngôn ngữ Graph vừa cụ
thể, trực quan, chi tiết, lại vừa có tính khái quát, trừu tượng và hệ thống cao.
Graph hóa nội dung kiến thức sinh học là hình thức diễn đạt tối ưu mối quan
hệ giữa các yếu tố cấu trúc, các đối tượng, hiện tượng, quá trình, quy luật sinh

học. Graph cũng thể hiện rõ vai trò phát triển các thao tác tư duy cơ bản như
phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tượng hóa, khái quát hóa, hệ thống hóa và
hình thành năng lực tự học cho học sinh[1] [19] [12]
Ngoài ra, Graph với việc xây dựng cấu trúc hợp lý bài soạn giảng của giáo
viên, giúp giáo viên soạn giảng bài dạy phản ánh được mục tiêu của chuẩn kiến thức
cơ bản, chứa đựng nội dung kiến thức sách giáo khoa và cũng định hướng cho học
sinh vào những nhiệm vụ nhận thức cụ thể. Bài giảng được soạn từ Graph sẽ giúp
giáo viên tập trung vào kiến thức cơ bản, tránh lặp lại toàn văn của sách giáo khoa.
Ở một mặt nào đó, bài giảng Graph sẽ giúp học sinh chủ động tìm hiểu


11

và nhận thức từ sách giáo khoa. Ở những mục mà Graph chưa thâu tóm được,
học sinh sẽ chủ động tìm hiểu bổ sung cho hoàn chỉnh.
Dạy học bằng Graph giúp giáo viên hoàn thành được nhiệm vụ truyền
tải kiến thức trên tinh thần của chuẩn kiến thức kỹ năng đến phần đông học
sinh trong lớp.
1.1.2.3. Phân loại Graph
Tuỳ thuộc vào đặc điểm tính chất của đối tượng nghiên cứu và mục
đích sử dụng chúng ta có thể phân Graph thành những loại khác nhau.
• Graph có hướng và Graph vô hướng
Graph định có hướng là Graph có sự xác định rõ đỉnh nào là đỉnh xuất phát
trong Graph. Ở loại này mối liên hệ giữa các đỉnh của Graph sẽ được định rõ
đi theo hướng nào chiều nào, đi từ đỉnh nào tới đỉnh nào trong Graph. Vì đặc
tính này nên các đoạn nối đỉnh trong Graph định hướng đều được thể hiện
bằng những đoạn nối có chiều mũi tên. Chiều mũi tên chính là chiều quan hệ,
chiều phân chia, hoặc chiều vận động của các yếu tố.[4]

Graph vô hướng là Graph không chỉ rõ đâu là chiều liên hệ, chiều vận

động của các yếu tố. Vì đặc tính này nên các đoạn nối đỉnh trong Graph vô
hướng đều không cần thể hiện bằng những đoạn nối có chiều mũi tên.


12

Trong hai loại Graph trên, người ta thường sử dụng Graph định hướng để
biểu thị mối quan hệ động, mối quan hệ trong sự phát triển của các yếu tố được
đưa vào Graph. Còn Graph vô hướng được sử dụng để biểu thị mối quan hệ tĩnh
của các yếu tố. Trong dạy học, người ta thường chỉ quan tâm đến Graph có
hướng vì Graph có hướng cho biết cấu trúc của đối tượng nghiên cứu.

• Graph đủ, Graph khuyết, Graph câm
Graph đủ là Graph mà tất cả các đỉnh của nó đều được ghi chú hoặc ghi kí

hiệu một cách đầy đủ, không thiếu một đỉnh nào
Graph câm là Graph mà tất cả các đỉnh của nó đều rỗng
Graph khuyết là một Graph trong đó có một hoặc một số đỉnh còn lại
không rỗng
1.1.3. Cơ sở phương pháp luận của việc chuyển hóa Graph toán học
thành Graph dạy học
• Tiếp cận cấu trúc - hệ thống
Tiếp cận cấu trúc hệ thống là cách thức xem xét đối tượng như một hệ
thống toàn vẹn, phát triển động từ khi sinh ra phát triển đến lúc trở thành một
hệ thống hoàn chỉnh. Hệ thống tồn tại một cách khách quan nhưng tiếp cận hệ
thống lại mang tính chủ quan. Tiếp cận hệ thống một cách khách quan tức là
phân tích đối tượng nghiên cứu thành các yếu tố cấu trúc và tổng hợp hệ
thống một cách khoa hoc, phù hợp với quy luật tự nhiên.[4] [5]
Sự thống nhất giữa hai phương pháp phân tích cấu trúc và tổng hợp hệ
thống là bản chất của phương pháp tiếp cận cấu trúc - hệ thống. Phương pháp

phân tích cấu trúc coi đối tượng nghiên cứu là một hệ thống gồm nhiều yếu tố,
thành phần quan hệ tương tác với nhau với môi trường xung quanh một cách
phức tạp. Phương pháp tổng hợp hệ thống là những thao tác đi từ cái bộ phận
đến cái tổng thể thông qua việc xác định cấu trúc hệ thống.


13

Chuyển hóa Graph Toán học thành Graph dạy học phải được thực hiện
theo những nguyên tắắ́c cơ bản của lý thuyết hệ thống vận dụng tiếp cận cấu
trúc hệ thống để phân tích đối tượng nghiên cứu thành các yếu tố cấu trúc, xác
định các đỉnh của Graph trong hệ thống mang tính logic, khoa học, qua đó
thiết lập các mối quan hệ của các cấu trúc trong một tổng thể.
• Cơ sở tâm lý học nhận thức.
Học sinh lớp 11 nói riêng và học sinh THPT nói chung có thao tác sử
dụng khá nhạy bén. Ở lứa tuổi này, các em đã làm quen với những kiến thức
tư duy logic và đã có những dấu ấn cá nhân trên các bài học được tiếp thu.
Trong quá trình dạy học, hoạt động học tập của học sinh là quá trình tiếp nhận
thông tin, tri thức khoa học, khái quát hóa, mô hình hóa để mục đích cuối
cùng là hình thành tri thức cá nhân. Khi giáo viên giới thiệu về các thông tin
nghĩa là tạo điều kiện cho học sinh tri giác, sau đó học sinh sẽ mô hình hóa
thông tin. Mô hình hóa đó là việc đơn giản hóa các mối quan hệ của sự vật
hiện tượng bằng những sơ đồ, đồ thị, biểu đồ mô phỏng. Mô hình hóa giúp
con người diễn đạt, logic khái niệm một cách trực quan. [4] [5]
Sử dụng Graph trong dạy học thực chất là việc mô hình hóa các đối
tượng. Nó giúp học sinh hình thành lên các biểu tượng, có khả năng tư duy
trừu tượng- khái quát hóa, tái hiện và cụ thể hóa các khái niệm, phát triển
năng lực trí tuệ của học sinh. Do vậy về mặt tâm lý, nhận thức Graph có
những ý nghĩa sau:
- Graph giúp học sinh có một điểm tựa tâm lý quan trọng trong lĩnh hội

tri thức. Từ hình ảnh trực quan hoặc lời nói giáo viên mô tả về đối tượng, học
sinh có thể mô hình hóa các thông tin đó sang “ngôn ngữ Graph” để hiểu sâu
được các bản chất, dễ dàng khái quát hóa các thông tin đó.
- Ngôn ngữ Graph ngắắ́n gọn, súc tích chứa đựng nhiều thông tin giúp học
sinh xử lý thông tin nhanh chóng, chính xác. Học sinh không phải học thuộc


14

lòng mà chỉ cần ghi nhớ các dấu hiệu cơ bản và quy luật của mối quan hệ của
các yếu tố trong hệ thống nhất định. Còn khi vận dụng tri thức học sinh thực
hiện thao tác chuyển từ “ngôn ngữ Graph” sang “ngữ nghĩa” để vận dụng biểu
thức chính xác, có hiệu quả.
- Sử dụng Graph trong dạy học còn có tác dụng rèn luyện cho học sinh
năng lực tư duy khái quát, hệ thống. Đây là một hoạt động hiệu quả lâu dài,
ảnh hưởng đến khả năng tư duy và hoạt động trong suốt cuộc đời mỗi học
sinh.
• Cơ sở lý luận dạy học
Theo thuyết thông tin quá trình dạy học tương ứng với một hệ thống bao
gồm 3 giai đoạn truyền và nhận thông tin, xử lý thông tin, lưu trữ và vận dụng
thông tin.
Việc truyền đạt thông tin luôn có hướng tác động 2 chiều, thầy- trò, trò trò và đều nhờ giác quan để truyền tải thông tin: thị giác, thính giác trong đó
thính thị giác có năng lực truyền tải thông tin nhanh nhất, hiệu quả nhất. Việc
dạy học bằng Graph có tác dụng nâng cao hiệu quả truyền thông tin nhanh
chóng và chính xác hơn.
Việc xử lý thông tin của học sinh nhờ Graph mã hóa theo hệ thống logic hợp
lý đã làm cho việc xử lý thông tin hiệu quả hơn nhiều. Lưu trữ thông tin bằng sơ
đồ Graph giúp học sinh ghi nhớ một cách khoa học, có hệ thống giúp cho việc tái
hiện và vận dụng kiến thức của các em linh hoạt hơn. Khác với dạy học truyền
thống thường yêu cầu học sinh ghi nhớ máy móc nên dễ quên thì việc ghi nhớ

bằng sơ đồ Graph đễ dàng hơn so với phương pháp dạy học cũ.

1.1.4. Graph trong dạy học
Theo Nguyễn Ngọc Quang, trong dạy học có 2 loại Graph “Graph nội
dung” và “Graph hoạt động dạy học”.


15

1.1.4.1. Các loại graph trong dạy học
• Graph nội dung
Graph nội dung là Graph phản ánh một cách khái quát, trực quan cấu trúc
logic phát triển bên trong của một tài liệu, Graph nội dung chính là sự 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, cô đọng, súc tích. Mỗi loại kiến thức
có thể được mô hình hóa bằng một loại Graph đặc trưng để phản ánh những
thuộc tính bản chất của loại kiến thức đó. [4] [5]
• Graph hoạt động
Graph hoạt động là Graph mô tả trình tự các hoạt động sự phạm theo
logic hoạt động nhận thức nhằm tối ưu hóa bài học. Graph hoạt động là mặt
phương pháp, nó được xây dựng trên cơ sở Graph nội dung kết hợp với các
thao tác sư phạm của thầy và trò trên lớp, bao gồm cả việc sử dụng các
phương pháp, biện pháp, phương tiên dạy học thực chất Graph hoạt động dạy
học là mô hình khái quát và trực quan của giáo án. Graph hoạt động là một
dạng angorit hóa hoạt động dạy học theo phương pháp đường tối ưu. [4] [20]
Những hoạt động dạy - học của giáo viên và học sinh ở trên lớp mang
tính hệ thống. Hệ thống các hoạt động sư phạm được tổ chức hợp lý sẽ giúp
cho hoạt động học tập của học sinh thuận lợi và hiệu quả hơn. Dựa trên kết
quả phân tích cấu trúc - nội dung bài học và logic tâm lý nhận thức của học

sinh, giáo viên xác định logic các hoạt động dạy học một cách khoa học.
Trong khâu chuẩn bị bài giảng, giáo viên phải phân tích các hệ thống các hoạt
động sư phạm thành các yếu tố cấu trúc của bài giảng, đó là các hoạt động
tổng hợp trong một hệ thống hoàn chỉnh và thống nhất. Mỗi liên hệ giữa các
hoạt động của bài học có thể được biểu diễn bằng Graph hoạt động dạy học.


16

Mỗi bài học được cấu trúc bởi một số đơn vị kiến thức, đó là các khái
niệm, các quá trình hoặc quy luật… Để hình thành mỗi đơn vị kiến thức đó
cần có một hoạt động tương ứng. Trong mỗi hoạt động cần nhiều thao tác, nếu
chỉ xét về mặt kĩ thuật, hoạt động là tổng các thao tác. Như vậy, thao tác là
đơn vị cấu trúc của hoạt động và hoạt động là đơn vị cấu trúc của bài học.
Trong mỗi bài học, các hoạt động tương ứng với các đơn vị kiến thức, mang
tính hệ thống những không phân bố tuyến tính, tức là thứ tự các hoạt động có
thể hoán vị cho nhau nếu những hoạt động đó không đòi hỏi phải có trật tự
trước sau nghiêm ngặt. Ngược lại, các thao tác trong mỗi hoạt động thì phân
bố tuyến tính, theo một trình tự chặt chẽ.
Lập Graph hoạt động tức là xác định các phương án khác nhau để triển
khai bài học, việc này phụ thuộc vào Graph nội dung và quy luật nhận thức.
Trong Graph giáo viên có thể chủ động lựa chọn các cách dạy học tổ
chức bài học sao cho hiệu quả nhất bằng các sơ đồ và bảng chỉ dẫn cho
Graph.
- Mối quan hệ giữa Graph nội dung và Graph hoạt động trong dạy học
Đối với giáo viên: Dựa vào nội dung SGK, chương trình tài liệu tham
khảo… lập Graph nội dung của một tổ hợp kiến thức hay bài học. Từ Graph
nội dung, GV xác định được các hoạt động dạy - học để lập Graph hoạt động
dạy học trên lớp, GV thực hiện các tình huống dạy- hoc, tức là triển khai
Graph nội dung theo hoạt động dạy - học và chỉ đạo hoạt động lĩnh hội tri

thức của học sinh.
Đối với học sinh: ở trên lớp thực hiện các hoạt động dưới sự tổ chức của
giáo viên để tự lập Graph nội dung, qua đó hiểu bản chất nội dung học tập, Ở
nhà, học sinh tự học bằng Graph để ghi nhớ nội dung bài học và có thể vận
dụng linh hoạt trong những trường hợp cần thiết.