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

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 - THPT)
Ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Sinh học
Mã số: 9140111

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

THÁI NGUYÊN- 2020


Công trình đƣợc hoàn thành tại
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM – ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

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

Phản biện 1: ........................................................
Phản biện 2: ........................................................
Phản biện 3: ........................................................

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường
họp tại: Trường Đại học Sư phạm - Đại học Thái Nguyên
Vào hồi...... giờ...... ngày....... tháng........ năm 20...

Có thể tìm hiểu luận án tại:
- Thư viện Trường Đại học sư phạm;

- Thư Viện Quốc gia;
- Trung tâm Học liệu - ĐHTN


CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƢỢC CÔNG BỐ
CÓ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
1. Nguyễn Phúc Chỉnh, Trương Mộng Diện (2013), "Tổng quan về
Algorit sáng chế (sáng tạo), Tạp chí KH&CN, Đại học Thái
Nguyên, số 14, tr.211-215.
2. Trương Mộng Diện, Nguyễn Phúc Chỉnh (2015), "Cơ sở khoa
học của việc vận dụng Algorit sáng chế trong dạy học", Tạp chí
giáo dục, số 361 kì 1 tháng 7/2015, tr.16-18.
3. Trương Mộng Diện (2016), "Sử dụng phương pháp Algorit
trong dạy học Sinh học", Tạp chí Giáo dục, số 375 kì 1 tháng
2/2016, tr.55-57.


1
MỞ ĐẦU
1. Lí do lựa chọn đề tài
Xuất phát từ yêu cầu đổi mới phương pháp DH; từ những ưu
điểm của algorit sáng chế; từ đặc điểm kiến thức DTH (SH 12). Tôi
đã lựa chọn đề tài luận án: “Vận dụng algorit sáng chế để tổ chức
dạy học Di truyền học (Sinh học 12)”
2. Mục tiêu nghiên cứu
Vận dụng algorit sáng chế để xây dựng và sử dụng các algorit
DH phần DTH (SH 12 – THPT) nhằm phát triển năng lực nhận thức
và năng lực tư duy sáng tạo cho HS.
3. Đối tƣợng và khách thể nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: DH DTH (SH 12 - THPT) theo algorit

sáng chế. Khách thể nghiên cứu: Quá trình DH SH 12 - THPT.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu xây dựng và sử dụng algorit một cách hợp lí vào các khâu
trong DH DTH (SH 12 - THPT) thì sẽ phát triển năng lực nhận thức
và năng lực tư duy sáng tạo cho HS .
5. Giới hạn của đề tài
Luận án nghiên cứu vận dụng lí thuyết algorit sáng chế trong
DH phần DTH (SH 12 - THPT).
6. Nhiệm vụ nghiên cứu
(1) Nghiên cứu lý thuyết algorit sáng chế và việc vận dụng
algorit trong DH.
(2) Điều tra thực trạng vận dụng algorit trong quá trình DH ở
trường THPT.
(3) Đề xuất quy trình xây dựng 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) Thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của các
phương án đã đề xuất.
7. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lí thuyết, Phương pháp điều tra sư
phạm, Phương pháp chuyên gia, tham vấn chuyên gia, Phương pháp
thực nghiệm sư phạm


2
8. Những đóng góp mới của luận án
(1) Đề xuất quy trình xây dựng một số algorit DH DTH (SH
12 - THPT).
(2) Đề xuất quy trình sử dụng một số algorit trong DH

DTH (SH 12 - THPT).
(3) Đề xuất thang đánh giá hiệu quả vận dụng algorit sáng chế
trong DH DTH (SH 12 - THPT).
9. Cấu trúc của luận án
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục,
nội dung chính của luận án được trình bày trong ba chương:Chương 1.
Cơ sở lí luận, thực tiễn. Chương 2. Vận dụng algorit sáng chế trong
dạy hoc Di truyền học (Sinh học 12 – THPT). Chương 3. Thực
nghiệm sư phạm.
Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
1.1. Lƣợc sử nghiên cứu về algorit
1.1.1. Lược sử nghiên cứu về algorit trên thế giới
Khoa học TDST trên thế giới đã được hình thành từ rất lâu.
Nhà toán học Hy Lạp Pappop là người đặt nền móng cho “khoa học
tư duy sáng tạo”, ông gọi đó là Ơristic (Heuristics). Alfred Binet, một
nhà tâm lý học người Pháp đã phát minh ra các bài kiểm tra IQ thực
tế đầu tiên. Năm 1939 A. Osborn (Mỹ) đã đề xuất phương pháp tập
kích não hay còn gọi là động não, công não. Năm 1926, F. Kunze đã
đề xuất phương pháp đối tượng tiêu điểm. Năm 1942, Fritz Zwicky
người Thụy Sĩ đã đề xuất phương pháp phân tích hình thái. Người có
nhiều cống hiến trong việc xây dựng khoa học sáng tạo là nhà khoa
học Genric Sanlovic AltshulerAnthony. "Tony" Peter Buzan là cha
đẻ của phương pháp tư duy Mind map. Năm 1983, Giáo sư tâm lý
Howard Gardner của trường đại học Havard công bố thuyết “trí
thông minh đa đạng”. Năm 1992, Tiến sĩ Arthur Costa, Giáo sư danh
dự của đại học California State là tác giả của “thuyết thói quen của trí
não- Habits of Mind”. Ngày nay, các công trình nghiên cứu tư duy,
sáng tạo đã được quan tâm thích đáng và đã đem lại hiệu quả cao
trong nhiều lĩnh vực ở nhiều nước trên thế giới
1.1.2. Lược sử nghiên cứu về algorit ở Việt Nam

Người có công đưa khoa học sáng tạo vào Việt Nam đó là GS
Phan Dũng với các tác phẩm như: Phương pháp luận sáng tạo khoa
học - kĩ thuật giải quyết vẫn đề và ra quyết định; Các nguyên tắc sáng
tạo cơ bản; Thế giới bên trong con người sáng tạo,…Năm 1991,


3
trung tâm sáng tạo Khoa học - Kĩ thuật được thành lập tại đại học
Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh với
mục đích dạy cho người bình thường trở nên sáng tạo. Năm 1998,
Nguyễn Văn Lê cùng với tác phẩm “Cơ sở khoa học của sự sáng tạo”
đã trình bày một số cơ sở khoa học của việc giáo dục tính sáng tạo
cho thanh thiếu niên. Năm 2000, Nguyễn Minh Triết với “Đánh thức
tiềm năng sáng tạo. Năm 2004, Nguyễn Cảnh Toàn với “Khơi dạy
tiềm năng sáng tạo” đã đưa ra các vến đề về sáng tạo học.
1.2. Cơ sở lý luận
1.2.1. Một số khái niệm cơ bản
1.2.1.1. Algorit:
1.2.1.2. Algorit sáng chế:
1.2.1.3. Lý thuyết giải các bài toán sáng chế
1.2.2. Phân loại algorit
1.2.2.1. Algorit nhận biết
Đó là algorit dẫn tới kết quả là sự phán đoán kiểu x thuộc A
x: đối tượng nhận biết. A: một loại nào đó.
1.2.2.2. Algorit biến đổi
Tất cả những algorit không phải là algorit nhận biết đều là
algorit biến đổi.
1.2.3. Vai trò của algorit trong dạy học nói chung và trong dạy học
Di truyền học nói riêng
1.2.3.1. Vai trò của algorit trong dạy học

 Đối với HS
Một là: Lợi ích đầu tiên mà phương pháp algorit mang lại là
giúp HS hình thành 3 bước giải quyết vấn đề theo phương pháp
algorit. Hai là: Phương pháp algorit giúp phát huy tính tích cực, tư
duy có định hướng của HS. Ba là: Hình thành phương pháp chung,
phổ biến của tư duy khoa học và hoạt động có mục đích.
 Đối với GV
Một là: Việc DH bằng phương pháp algorit sẽ giúp GV hình
thành được các phương pháp giải bài toán cho HS một cách tập trung,
nhanh chóng và có hiệu quả. Hai là: Giúp GV xây dựng algorit DH
có hệ thống, hiệu quả. Nhờ các algorit, HS sẽ lĩnh hội tri thức tốt hơn.
Ba là: Giúp GV thiết kế tốt nội dung “dạy học chương trình hoá”
nhằm giúp cho HS tiếp thu tốt nhất, hệ thống các kiến thức mà GV
truyền thụ.
1.2.3.2. Vai trò của algorit trong dạy học di truyền học
Cung cấp hướng giải đúng, tránh tình trạng mò mẫm, không có
định hướng trước. Từ một bài tập hay một ví dụ của GV, HS có thể


4
vận dụng cho nhiều dạng bài tương tự nhau. Giúp HS làm việc có hệ
thống, biết cách sử dụng hình ảnh trực quan để làm cho bài toán trở
nên trong sáng, dễ hiểu, tránh nhầm lẫn khi giải. Giúp HS biết khai
thác, sử dụng dữ kiện đề bài một cách hợp lý. Với HS khá giỏi:
algorit giúp HS có được kết quả nhanh, chính xác đỡ mất thời gian,
từ đó có thể suy nghĩ đến những phương pháp giải khác. Với HS yếu
kém: Việc thực hiện đúng các bước trong bản ghi algorit sẽ giúp HS
tìm đến lời giải chính xác, điều này giúp các em có được niềm tin
trong học tập, được động viên, khích lệ, từ đó sẽ hình thành ý thức
học tập tốt hơn.

1.2.4. Cơ sở khoa học của việc vận dụng algorit trong dạy học
1.2.4.1. Cơ sở toán học - Lý thuyết algorit
Cơ sở toán học của algorit xác định: Tính kết thúc; Tính xác
định; Tính phổ dụng; Đại lượng vào/ ra;Tính hiệu quả của algorit.
1.2.4.2. Cơ sở tâm lí học sáng tạo
Qua phân tích các nguyên tắc sáng tạo (NTST) của G.S
Altshuller, chúng tôi nhận thấy, có 8 NTST có thể vận dụng vào DH,
đó là: Nguyên tắc phân nhỏ; Nguyên tắc kết hợp; Nguyên tắc phẩm
chất cục bộ; Nguyên tắc thay đổi các thông số hóa – lí; Nguyên tắc sử
dụng trung gian; Nguyên tắc đảo ngược; Nguyên tắc linh động và
Nguyên tắc tác động lên “nhiễu”
1.2.4.3. Cơ sở lý thuyết thông tin
Algorit có tác dụng mô hình hóa các đối tượng nghiên cứu và
mã hóa các đối tượng đó bằng một loại “ngôn ngữ” vừa trực quan,
vừa cụ thể. Do vậy, DH bằng algorit làm cho quá trình truyền thông
tin nhanh và chính xác hơn.
1.2.4.4. Cơ sở lý thuyết điều khiển
Vận dụng algorit sáng chế vào quá trình DH sẽ tăng cường
được mối liên hệ ngược giữa GV và HS bởi algorit sáng chế phát huy
năng lực tư duy sáng tạo, tính độc lập, tự chủ của HS.
1.2.4.5. Cơ sở tâm lí học nhận thức và tâm lí học lứa tuổi
1.3. Cơ sở thực tiễn
1.3.1. Thực trạng nhận thức về lí luận của giáo viên
Điều tra thực trạng nhận thức lí luận của GV bao gồm những
nhận thức về khái niệm, vai trò, phân loại algorit của GV ở trường
phổ thông hiện nay.
1.3.2. Thực tiễn sử dụng algorit của giáo viên trong dạy học Di truyền học
Điều tra thực tiễn sử dụng algorit bao gồm: mức độ, lợi ích và
những khó khăn khi sử dụng algorit của GV.

5
Kết quả điều tra thực trạng cho thấy: Việc DH có vận dụng
algorit được ít GV áp dụng và nếu có áp dụng thì cũng chỉ ở một số
rất ít nội dung trong một số khâu nhất định của DH. GV còn nhiều
lúng túng, khó khăn khi DH algorit nên việc DH algorit chưa được
triển khai rộng rãi và tiến hành thường xuyên. GV thường sử dụng các
quy trình sẵn có, việc thiết kế các algorit phù hợp với mục tiêu và đối tượng
DH của GV còn nhiều hạn chế.
Chƣơng 2. VẬN DỤNG ALGORIT SÁNG CHẾ
TRONG DẠY HỌC DI TRUYỀN HỌC (SINH HỌC 12 - THPT)
2.1. Phân tích cấu trúc và nội dung phần Di truyền học (Sinh học
12-THPT)
Để việc vận dụng algorit trong DH DTH được hợp lí và hiệu quả,
chúng tôi đã tiến hành phân tích nội dung kiến thức từng Chương
trong phần DTH để xác định những nội dung có khả năng vận dụng
algorit và vận dụng trong DH lí thuyết hay bài tập DTH.
2.2. Xây dựng algorit dạy học Di truyền học (Sinh học 12 - THPT)
2.2.1. Nguyên tắc xây dựng algorit dạy học Di truyền học (Sinh học
12 - THPT)
2.2.1.1. Phù hợp với mục tiêu, nội dung chương trình
2.2.1.2. Đảm bảo thống nhất giữa tính khoa học và tính giáo dục
2.2.1.3. Thân thiện với người sử dụng
2.2.2. Quy trình xây dựng algorit DH phần DTH (SH 12)
2.2.2.1. Quy trình xây dựng algorit nhận biết
Quy trình
xây dựng

Bƣớc 1: Xác định mục tiêu kiến thức
Bƣớc 2: Mô tả algorit nội dung

algorit
nhận biết

Bƣớc 3: Lập bản ghi algorit
Bƣớc 4: Algorit hoạt động

Hình 2.2. Quy trình xây dựng algorit nhận biết
Ví dụ: Xây dựng algorit nhận biết quy luật di truyền MenĐen
Bước 1: Xác định mục tiêu về kiến thức
Học sinh: Trình bày được các dấu hiệu bản chất của quy luật di
truyền MenĐen; Nhận biết được quy luật di truyền MenĐen trong
các bài tập toán di truyền


6
Bước 2: Mô tả algorit
Di truyền theo những quy luật chặt chẽ
Kết quả phép lai thuận – nghịch giống nhau
Quy luật
Menđen

Tính trạng biểu hiện đều ở hai giới
Mỗi cặp gen quy định một cặp tính trạng
Mỗi cặp gen nằm trên một cặp NST tương đồng
khác nhau
Tính trội – lặn hoàn toàn

Bước 3: Lập bản ghi algorit
S

Kết quả lai thuận
nghịch giống nhau
Đ
S
Tính trạng biểu hiện
đều ở hai giới
Đ
S
Mỗi cặp gen nằm trên
một cặp NST
Đ

S

Mỗi cặp gen quy định một
cặp tính trạng
Đ

S

Tính trội – lặn
hoàn toàn

Quy luật Menđen

Không phải quy luật
Menđen

Hình 2.3. Algorit nhận biết quy luật di truyền MenĐen

7
Bước 4: Algorit hoạt động
Dựa vào yêu cầu bài toán cụ thể, HS tiến hành theo các bước
của bản ghi algorit để nhận biết được quy luật di truyền của MenĐen
2.2.2.2. Quy trình xây dựng algorit biến đổi
Tác giả đề xuất quy trình thiết kế các algorit biến đổi phần
DTH như sau:
Bƣớc 1: Phân tích bài toán
Bƣớc 2: Xác lập mối quan hệ giả thiết và kết luận

Bƣớc 3: Xây dựng chƣơng trình giải
Bƣớc 4: Thực hiện giải bài toán theo chƣơng trình đã lập
Sai
Kiểm tra
Đúng
Kết luận

 Ví dụ minh họa
Bài tập: Ở bò, tính trạng màu sắc lông do một gen gồm hai
alen di truyền theo quy luật phân li MenĐen. Cho một bò đực lông
đen giao phối với các bò cái trong các phép lai sau:
Phép lai 1: ♂ lông đen (1) x ♀ lông vàng (2) → 1 bê lông đen (5), 1
bê lông vàng (6).
Phép lai 2: ♂ lông đen (1) x ♀ lông đen (3) → toàn bê lông đen (7).
Phép lai 3: ♂ lông đen(1) x ♀ lông đen (4) → 1 bê lông đen (8), 1 bê
lông vàng (9).
a. Xác định kiểu gen của các con bò, con bê trong phép lai trên?
b. Nếu cặp bò ở phép lai thứ 3 tiếp tục giao phối. Xác suất thu
được ở đời con 3 con bê trong đó có đúng 2 con bê lông vàng?

Bước 1: Phân tích bài toán
Bài tập cho 3 phép lai của một bò đực với 3 bò cái khác nhau, để
xác định được kiểu gen của các con bò, bê và làm các yêu cầu khác của
bài toán thì HS cần phải tìm được phép lai giúp các em phát hiện được
tính trội, lặn và viết được sơ đồ lai.


8
Bước 2: Xác lập mối quan hệ giữa giả thiết và kết luận
HS có thể lập mối quan hệ giữa giả thiết và kết luận như sau:
Giả thuyết
Kết luận
Phép lai 3: Đen x đen =>
đen + vàng
Xác định tính trạng
trội – lặn

Xác định kiểu gen của
các cá thể

Phép lai 1: Đen x vàng
=> đen + vàng
Xác suất đời con của
phép lai 2
Phép lai 2: Đen x đen =>
100% đen

Bước 3: Xây dựng chương trình giải
Giả thuyết
Xác định tính trạng trội – lặn

Quy ước gen
Xác định kiểu gen của các
cá thể

S

Đ
Viết sơ đồ lai của phép lai 2

Tính xác suất đời con

Kết luận

Bước 4: Thực hiện giải bài toán theo chương trình đã lập
Khi đã xây dựng được chương trình giải, HS chỉ cần tiến hành
theo các bước của chương trình giải để đi đến kết luận:


9
2.2.3. Hệ thống các algorit đã xây dựng
2.2.3.1. Một số algorit nhận biết
• Algorit nhận biết khái niệm gen (Hình 2.5)
• Algorit nhận biết khái niệm đột biến gen (Hình 2.6)
• Algorit nhận biết các dạng ĐB số lượng NST (Hình 2.7)
• Algorit nhận biết quy luật di truyền liên kết gen (Hình 2.8)
• Algorit nhận biết quy luật tương tác gen (Hình 2.9)
• Algorit nhận biết quy luật di truyền liên kết với giới tính
(Hình 2.10)
• Algorit nhận biết các quy luật di truyền trong nhân (Hình
2.11)

2.2.3.2. Algorit biến đổi phần Di truyền học
• Chương trình giải bài tập quy luật di truyền Menđen (Hình
2.12)
• Chương trình giải bài tập quy luật di truyền liên kết gen
(Hình 2.13)
• Chương trình giải bài tập quy luật di truyền tương tác gen (Hình
2.14)
• Chương trình giải bài tập xác định cấu trúc di truyền của
quần thể tự thụ phấn (Hình 2.15)
• Chương trình giải bài tập xác định cấu trúc di truyền của
quần thể giao phấn ngẫu nhiên (Hình 2.16)
• Chương trình giải bài tập di truyền phả hệ người (Hình 2.17)
2.3. Sử dụng algorit trong dạy học Di truyền học (Sinh học 12 - THPT)
2.3.1. Nguyên tắc sử dụng algorit trong dạy học Di truyền học
(Sinh học 12 - THPT)
2.3.1.1. Nguyên tắc thống nhất giữa dạy và học
2.3.1.3. Rèn luyện năng lực vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề
2.3.1.2. Phát huy được tính tích cực, sáng tạo của HS

2.3.2. Sử dụ ng algorit trong dạ y họ c Di truyề n họ c (Sinh
họ c 12 - THPT)
2.3.2.1. Sử dụng algorit trong dạy học lí thuyết Di truyền học


10
Để vận dụng algorit trong DH lí thuyết DTH có hiệu quả
chúng tôi đã đề xuất quy trình sử dụng gồm hai giai đoạn:
Bước 1: Nêu mục tiêu bài học
Bước 2: Phân tích nội dung DH
Giai đoạn 1

Sử dụng bản ghi
algorit do GV xây
dựng để tổ chức các
hoạt động DH

Bước 3: GV cung cấp bản ghi algorit
và hướng dẫn sử dụng
Bước 4: Luyện tập và vận dụng

Bước 1: Nêu mục tiêu bài học
Bước 2: Tổ chức HS phân tích logic
kiến thức
Giai đoạn 2

Hướng dẫn HS tự xây
dựng các bản ghi algorit

Bước 3: Tổ chức HS tự xây dựng
bản ghi algorit

Bước 4: Nhận xét, hoàn thiện

Hình 2.18. Quy trình sử dụng algorit trong DH lí thuyết DTH
 Ví dụ minh họa giai đoạn 1

Vậ n dụ ng algorit trong DH Bài: Di truyề n liên kế t
vớ i giớ i tính
Bước 1: Xác định mục tiêu bài học:
Sau khi học xong bài học sinh phải:

- Nêu được cơ chế xác định giới tính, đặc điểm di truyền của
các gen nằm trên NST giới tính.
- Trình bày được cơ chế di truyền của các gen nằm trên NST
giới tính.
- Nhận biết được quy luật di truyền liên kết giới tính trong các
bài toán, tình huống.
Bước 2: Phân tích nội dung DH


11
Để tìm hiểu về quy luật di truyền liên kết với giới tính, mạch
kiến thức mà HS cần nắm được là: NST giới tính là gì, NST giới tính
ảnh hưởng như thế nào đến cơ chế xác định giới tính? Di truyền liên
kết giới tính là gì? Vì sao lại có di truyền liên kết giới tính? Sự di
truyền liên kết với giới tính diễn ra như thế nào? Đặc điểm của di
truyền liên kết với giới tính ra sao? Ý nghĩa của di truyền liên kết
giới tính như thế nào?
Bước 3: GV cung cấp bản ghi algorit và hướng dẫn sử dụng
Từ những đặc điểm DTH của quy luật di truyền liên kết với
giới tính, GV giới thiệu đến HS bản ghi algorit nhận biết quy luật di
truyền liên kết với giới tính đã được GV thiết kế hoàn chỉnh.
S
Tính trạng biểu hiện
không đều ở hai giới

Không phải quy luật
liên kết giới tính

Đ

Giống nhau
Kết quả lai thuận nghịch
Gen nằm trên vùng tƣơng
đồng của X và Y

Khác nhau
Tính trạng chỉ gặp ở
giới dị giao tử
Đ
Gen trên NST giới tính Y phần không có
tƣơng đồng trên NST X (di truyền chéo)

S

Gen trên NST giới tính X phần
không có tƣơng đồng trên NST Y
(di truyền thẳng)

GV: Hướng dẫn sử dụng bản ghi algorit nhận biết quy luật di
truyền liên kết giới tính như sau:
(1) Tính trạng đang xét không biểu hiện đều ở 2 giới. Nếu sai
thì kết luận không phải quy luật di truyền liên kết giới tính. Nếu đúng
thì đi tiếp bước 2 hoặc cũng có thể bỏ qua bước 2 để đi đến bước 3.
(2) Kết quả phép lai thuận nghịch: Nếu kết quả lai thuận
nghịch giống nhau thì kết luận tính trạng đang xét do gen nằm trên
vùng tương đồng của NST X và Y quy định. Nếu kết quả lai thuận
nghịch khác nhau thì đi tiếp bước 3.


12

(3) Tính trạng chỉ gặp ở giới dị giao tử (có cặp NST giới tính
XY). Nếu đúng thì kết luận tính trạng do gen nằm trên NST giới tính
Y phần không có alen tương ứng trên NST X (di truyền thẳng). Nếu
sai thì kết luận tính trạng do gen nằm trên NST giới tính X phần
không có alen tương ứng trên NST Y (di truyền chéo).
Bước 4: Luyện tập và vận dụng
GV yêu cầu HS quay lại thí nghiệm của Moocgan để luyện tập
sử dụng bản ghi algorit
HS cá nhân thực hiện yêu cầu của GV.
- Tính trạng biểu hiện không đều ở 2 giới: Đúng → Tính trạng
di truyền liên kết với giới tính.
- Kết quả lai thuận nghịch khác nhau: Đúng
- Tính trạng gặp ở cả 2 giới → Tính trạng do gen trên NST
giới tính X phần không có alen tương ứng trên NST Y quy định.
GV nêu bài tập vận dụng:
Bài tập: Ở gà, khi cho giao phối giữa gà trống lông vằn với gà
mái lông đen được F1 100% gà lông vằn. Cho các gà F1 tạp giao thu
được F2: 50 gà lông vằn và 16 gà lông đen. Biết tất cả gà lông đen ở
F2 đều là gà mái. Tính trạng màu lông gà di truyền theo quy luật nào?
GV tổ chức HS thảo luận nhóm để làm bài tập vận dụng hoặc
cũng có thể giao nhiệm vụ về nhà để HS thực hiện.
 Ví dụ minh họa
Xây dựng algorit nhận biết các quy luật di truyền trong nhân
Bước 1: Xác định mục tiêu
HS cần xác định mục tiêu: phân biệt được các quy luật di
truyền trong nhân.
Bước 2: Tổ chức HS phân tích logic kiến thức
Để tổ chức HS phân tích logic kiến thức về các quy luật di truyền
trong nhân, GV có thể định hướng bằng hệ thống các câu hỏi như:
- Các quy luật di truyền trong nhân do yếu tố nào chi phối?

- Các quy luật di truyền trong nhân trong chương trình đã học
gồm những quy luật nào?
- Các quy luật di truyền này có mối quan hệ với nhau như thế nào?
HS huy động các kiến thức đã học để trả lời các câu hỏi gợi ý
của GV, tìm ra được logic kiến thức:


13
Bước 3: Tổ chức HS tự xây dựng bản ghi algorit
Để tổ chức HS tự thiết kế bản ghi algorit nhận biết các quy luật
di truyền trong nhân, GV có thể hướng dẫn HS:
(1) Liệt kê các dấu hiệu nhận biết của từng quy luật di truyền.
(2) Sắp xếp các dấu hiệu riêng để nhận biết từng quy luật.
GV có thể gợi ý HS hoàn thiện bảng sau:
Dấu hiệu nhận biết
Quy luật

Kết quả lai
Biểu hiện tính Số cặp gen trên
thuận – nghịch trạng ở 2 giới
một cặp NST

Số cặ p gen quy
đ ị nh mộ t
cặ p tính trạ ng

MenĐen
Tương tác gen
Liên kết gen
Liên kết với

giới tính

(3) Thiết kế sơ bộ algorit
HS có thể dùng bút chì để phác họa sơ bộ algorit trên giấy. Đặt các
dấu hiệu bản chất theo thứ tự, kẻ các mũi tên và tìm các câu dẫn để vẽ.
(4) Kiểm tra và hoàn thiện
2.3.2.2. Sử dụng algorit trong dạy học bài tập Di truyền học
Bước 1: GV lựa chọn bài tập, giao nhiệm vụ

Giai đoạn 1

Sử dụng algorit để
hướng dẫn HS giải
bài tập DTH

Bước 2: Tổ chức HS xác lập mối quan hệ giữa giả thuyết và kết
luận
Bước 3: GV cung cấp chương trình giải bài toán
Bước 4: HS giải bài toán theo chương trình
Bước 5: Luyện tập
Bước 1: GV lựa chọn bài tập, giao nhiệm vụ

Giai đoạn 2

Hướng dẫn HS tự
xây dựng các algorit
giải bài tập DTH

Bước 2: Tổ chức HS xác lập mối quan hệ giữa giải thiết và kết
luận thức

Bước 3: Tổ chức HS tự xây dựng chương trình giải bài toán
Bước 4: Nhận xét, hoàn thiện chương trình giải
Bước 1: Lựa chọn bài toán

Giai đoạn 3

Vận dụng các
NTST để xây
dựng và giải
các BTST

Mức độ 1: GV
xây dựng các
BTST để HS
luyện giải

Bước 2: Nhận dạng và giải bài toán
Bước 3: Dựa trên các NTST, GV giới thiệu các
BTST
Bước 4: Xây dựng chương trình giải và giải các
BTST
Bước 5: Luyện tập

Mức độ 2: GV
hƣớng dẫn HS
tự xây dựng
các BTST

Bước 1: Lựa chọn bài toán
Bước 2: Giải bài toán

Bước 3: Tổ chức HS tự xây dựng BTST dựa trên


14

Giai đoạn 1: Vận dụng algorit để hướng dẫn HS giải bài
tậpDTH
Bước 1: GV lựa chọn bài tập và giao nhiệm vụ
Căn cứ vào mục tiêu về kiến thức, kĩ năng, năng lực cần đạt
được và căn cứ vào năng lực nhận thức của từng lớp HS, GV lựa
chọn bài tập cho phù hợp.

Bư ớ c 2: Tổ chứ c HS thiế t lậ p mố i quan hệ giữ a
giả thiế t và kế t luậ n
Việc xác lập mối quan hệ giữa giải thiết và kết luận thực chất
là việc HS đi phân tích bài toán để huy động các kiến thức đã biết,
xác định được yêu cầu của bài toán và tư duy cách giải bài toán.
Bước 3: GV cung cấp chương trình giải bài toán
Trong giai đoạn 1, GV cần xây dựng các chương trình giải
mẫu để HS làm quen với cách thức học, học cách xây dựng các
chương trình học tập tiếp theo.
Bước 4: HS giải bài tập theo chương trình
Với HS có lực học trung bình, yếu, khi được cung cấp các
chương trình giải sẽ giúp các em tự tin hơn, có hứng thú học tập hơn
khi giải được bài toán, từ đó các em thêm yêu thích môn học hơn.
Với HS khá giỏi, đây có thể được xem là bước đệm để các em tích
lũy thêm kiến thức, kinh nghiệm chuẩn bị cho việc tự mình thiết kế
các chương trình học tập theo algorit.
Giai đoạn 2: Hướng dẫn HS tự xây dựng các algorit giải bài
tập DTH

Bước 1, Bước 2 trong giai đoạn này về cơ bản giống với giai
đoạn 1.
Bước 3: Tổ chức HS tự xây dựng chương trình giải bài toán
Trong bước này, khi HS tự thiết kế algorit, thì các algorit là
sản phẩm quá trình hoạt động tư duy của HS, HS tự mình suy nghĩ,
viết và vẽ ra theo ngôn ngữ của mình nên huy động tối đa tiềm năng


15
của bộ não. Mặt khác, do được tự chế tạo nên tạo được hứng thú học
tập cho HS. Cách làm này trước hết là giúp HS hiểu bài và ghi nhớ
bài tốt hơn sau đó là rèn luyện cho HS cách suy nghĩ logic, mạch lạc
để trước các tình huống khác các em biết cách giải quyết vấn đề một
cách khoa học. Đây chính là cái đích cần đạt được của việc sử dụng
algorit trong DH.
Bước 4: Nhận xét, hoàn thiện chương trình giải
GV tổ chức cho HS báo các kết quả của mình và những bài học
rút ra. GV tổng hợp các ý kiến sau đó chuẩn hóa giúp HS hoàn thiện
chương trình giải. Trong bước này, GV cũng có thể thúc đẩy HS tư duy
bằng cách yêu cầu các em khái quát bài tập thành dạng tổng quát.

Giai đ oạ n 3: Vậ n dụ ng các NTST đ ể xây dự ng và
giả i các BTST
Mức độ 1: GV xây dựng các BTST để HS luyện giải
Bước 1: Lựa chọn bài toán
Việc lựa chọn bài toán trong giai đoạn này cũng giống với hai
giai đoạn trên. GV cũng cần chú ý đến mục tiêu bài học, trình độ HS
để lựa chọn bài toán sao cho phù hợp.
Bước 2: Phân tích và giải bài toán
Bài toán được lựa chọn ở bước 1 là bài toán xuất phát. GV tổ

chức HS nhận dạng bài toán thuộc dạng bài nào của phần DTH
Bước 3: Dựa trên các NTST GV giới thiệu các BTST
Khi nêu các BTST, GV nên nêu rõ bài tập đó được tạo ra như
thế nào, dựa vào NTST nào để HS dễ hình dung và tư duy theo.
Bước 4: Xây dựng chương trình và giải các BTST
Mức độ 2: GV hướng dẫn HS tự xây dựng các BTST
Về cơ bản, bước 1 và bước 2 trong mức độ 2 cũng giống với
bước 1 và bước 2 ở giai đoạn 1.
Bước 3: Tổ chức HS tự xây dựng các BTST
Dựa vào chu trình sáng tạo của Razumôpxki [35], dựa vào hệ
thống các nguyên tắc sáng tạo, việc xây dựng các BTST trong luận
án được tiến hành như sau:
BT xuất phát
Khái niệm, quy luật
Xây dựng PP giải, tìm kết quả

Đặt câu hỏi và trả lời

NTST
BT sáng tạo


16

2.3.2.3. Sử dụng algorit để phát triển năng lực tư duy sáng tạo và
năng lực giải quyết vấn đề cho HS trong dạy học Di truyền học (Sinh
học 12 - THPT)
Trong DH DTH, việc sử dụng algorit để phát triển năng lưc tư
duy sáng tạo và năng lực giải quyết vấn đề được bộc lộ rõ nhất trong
dạy bài tập di truyên, nhất là khi các em xây dựng và giải các BTST.

Quá trình vận dụng các NTST hướng dẫn HS giải các BTST diễn
ra theo quy trình sau:
Bài tập sáng tạo
Phân tích
Nhận dạng
Phân tích
Thiết lập mối quan hệ giữa giả thiết và kết luận
NTST
Đề xuất các phương án
Đánh giá
Lựa chọn phương án tối ưu
Thực hiện
Kết quả
Nhận xét
Bài học

Hình 2.20. Quy trình giải các bài tập sáng tạo
Năng lực tư duy sáng tạo và năng lực giải quyết vấn đề trong DH
được hình thành và phát triển ở mức độ nào còn tùy thuộc vào người sử
dụng và sử dụng ở khâu nào của quá trình DH.
 Sử dụng algorit trong khâu hình thành kiến thức mới
Algorit được sử dụng trong DH kiến thức vừa có tác động giúp HS
định hướng nghiên cứu SGK tìm ra kiến thức mới, vừa có tác dụng làm ra


17
một sản phẩm tri thức rút gọn từ SGK. Biện pháp sử dụng algorit vào dạy
kiến thức mới là biện pháp quy nạp.
 Sử dụng algorit trong khâu củng cố, hoàn thiện kiến thức
Đây là khâu quan trọng trên con đường nhận thức của người học

nhằm rèn luyện việc sử dụng các kiến thức đã chiếm lĩnh vào các tình
huống cụ thể. Việc làm này nhằm củng cố quy trình chiếm lĩnh tri thức,
đưa kiến thức ra phục vụ cho những yêu cầu thực tiễn, tạo ra sản phẩm
tương tự sản phẩm đã có hay cao hơn, mới hơn sản phẩm ban đầu. Đây
cũng là giai đoạn củng cố các kỹ năng để biến những kỹ năng thành kĩ xảo,
đích cuối cùng của việc học đi đôi với hành.
 Sử dụng algorit trong khâu kiểm tra đánh giá
Kiểm tra đánh giá là giai đoạn mà HS tự đánh giá hoặc đánh giá lẫn
nhau về quá trình học tập, và cũng là giai đoạn để GV đánh giá trình độ và
năng lực của từng HS, thu nhận thông tin ngược từ HS để điều chỉnh việc
xây dựng các algorit DH và quá trình giảng dạy của mình cho phù hợp với
mục tiêu và đối tượng. Để thực hiện nhiệm vụ giai đoạn này GV cần xây
dựng công cụ đánh giá mức độ chiếm lĩnh kiến thức và mức độ phát triển
năng lực ở từng HS.
Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM
3.1. Mục đích thực nghiệm
Nhằm kiểm tra tính khả thi và hiệu quả của giả thuyết khoa
học mà đề tài đã đặt ra; kiểm định tính hiệu quả của các algorit đã
xây dựng trong dạy học phần DTH (SH 12).
3.2. Nội dung thực nghiệm
Thực nghiệm sư phạm được tiến hành đối với một số bài mà nội
dung cho phép vận dụng algorit sáng chế.
Khi vận dụng algorit sáng chế hay bất kì một phương pháp DH
nào, chúng tôi cho rằng phải tiến hành một cách liên tục và hệ thống thì
mới đánh giá hiệu quả của phương pháp đó một cách khách quan nhất.
3.3. Phƣơng pháp thực nghiệm
3.3.1. Chọn trường, lớp, GV thực nghiệm
Chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm ở 4 trường THPT thuộc tỉnh
Hưng Yên:
Khi tiến hành TN chúng tôi đã trao đổi với GV tham gia thực

nghiệm những nội dung sau:


18
- Mục đích, yêu cầu, nhiệm vụ và nội dung tiến hành TN.
- Mục đích, phương pháp và kế hoạch giảng dạy cụ thể cho
từng tiết dạy.
- Cung cấp tài liệu để GV tham gia thực nghiệm nghiên cứu
trước khi TN. Tài liệu hướng dẫn gồm:
+ Phân tích cấu trúc logic nội dung các bài dạy thực nghiệm.
+ Quy trình xây dựng các bản ghi algorit.
+ Quy trình vận dụng algorit để DH phần DTH (Sinh học 12).
+ Biện pháp tổ chức HS vận dụng các NTST để đề xuất các bài
tập, tình huống sáng tạo.
+ Các giáo án soạn mẫu có vận dụng algorit vào quá trình DH
một số bài phần DTH.
3.3.2. Tổ chức thực nghiệm sư phạm
Thực nghiệm được tiến hành 2 đợt.
* Đợt 1 (năm học 2015 - 2016) là thực nghiệm thăm dò
* Đợt 2 (năm học 2016 - 2017) là thực nghiệm chính thức
3.3.3. Phương pháp xử lí kết quả
3.3.3.1. Dùng phương pháp thống kê toán học
3.3.3.2. Xử lí các ý kiến nhận xét của giáo viên và học sinh
3.4. Tiêu chí đánh giá hiệu quả của vận dụng algorit sáng chế trong DH
DTH (SH 12)
3.4.1. Đánh giá năng lực nhận thức của HS
 Đánh giá mức độ hiểu bài của HS
 Đánh giá năng lực vận dụng kiến thức của học sinh
3.4.2. Đánh giá năng lực tư duy sáng tạo trong dạy học Di truyền
học (Sinh học 12 - THPT) có vận dụng Algorit

3.4.2.1. Cơ sở xây dựng các tiêu chí đánh giá năng lực sáng tạo
Dựa trên những cơ sở đó, chúng tôi đề xuất các tiêu chí đánh
giá năng lực TDST của HS như sau:
Tiêu chí thứ nhất: Từ nhu cầu nhận thức của bản thân, HS có
thể phát hiện được những vấn đề mới và nêu được các dự đoán có
căn cứ (đề xuất ý tưởng).
Tiêu chí thứ hai: Từ những dự đoán, HS đề xuất những giải
pháp có thể tiến hành để kiểm tra giả thuyết và xác định các hệ quả
rút ra từ giả thuyết.


19
Tiêu chí thứ ba: HS biết phân tích những ưu, nhược điểm của
các phương án đã đề xuất và lựa chọn được giải pháp tối ưu nhất.
Tiêu chí thứ tư: HS thực hiện thành công phương án đã lựa chọn.
Tiêu chí thứ năm: Xác định bài học kinh nghiệm bản thân
3.4.2.2. Cách đánh giá
Dựa trên các tiêu chí trên, khi đánh giá năng lực TDST của HS,
GV cần:
- Thiết kế các bài tập/tình huống xuất phát.
- Tổ chức HS giải quyết các bài tập/tình huống xuất phát.
- Tổ chức HS đề xuất các bài tập/tình huống sáng tạo và tìm
giải pháp để giải quyết các bài tập/tình huống đó.
3.4.2.3. Đề xuất thang đo năng lực tư duy sáng tạo trong dạy học Di
truyền học (Sinh học 12 - THPT)
1, Phát hiện vấn đề
Tiêu chí
Điểm
Phát hiện được vấn đề và nêu được dự đoán có căn cứ
2 điểm

Phát hiện được vấn đề nhưng không nêu được dự đoán 1 điểm
có căn cứ
Không phát hiện được vấn đề
0 điểm
2, Đề xuất được giải pháp giải quyết vấn đề
Tiêu chí
Điểm
Đề xuất được giải pháp giải quyết vấn đề và hệ quả của
2 điểm
các giải pháp
Đề xuất được giải pháp giải quyết vấn đề nhưng không
1 điểm
nêu được hệ quả của các giải pháp
Không đề xuất được giải pháp giải quyết vấn đề
0 điểm
3, Phân tích, đánh giá ưu nhược điểm của các giải pháp để
lựa chọn được giải pháp tối ưu nhất để giải quyết vấn đề.
Tiêu chí
Điểm
Phân tích các giải pháp, lựa chọn được giải pháp tối ưu nhất
3 điểm
Phân tích được các giải pháp đưa ra nhưng không lựa 2 điểm
chọn được giải pháp tối ưu nhất
Không phân tích được giải pháp đưa ra nhưng lựa chọn đúng 1điểm
giải pháp tối ưu
Không phân tích được giải pháp, không lựa chọn được 0 điểm
giải pháp tối ưu


20

4, Thực hiện thành công phương án đã lựa chọn hoặc có cải
tiến so với phương án đã lựa chọn.
Tiêu chí
Điểm
HS thực hiện thành công phương án đã lựa chọn và có đề 2 điểm
xuất phương án cải tiến
Thực hiện thành công phương án đã lựa chọn, không cải tiến
1 điểm
Không thực hiện được theo phương án nào
0 điểm
5, Bài học kinh nghiệm bản thân
Tiêu chí
Điểm
HS tự rút ra được bài học kinh nghiệm cho bản thân
1 điểm
HS không tự rút ra được bài học kinh nghiệm cho bản thân
0 điểm
Hệ thống 5 tiêu chí với các mức độ và thang đo như trên có thể
sử dụng để đo năng lực TDST trong quá trình DH DTH nói riêng và
trong DH nói chung.
Gọi số điểm mà mỗi HS đạt được từ 4 tiêu chí trên là x. Để
đánh giá năng lực tư duy sáng tạo của HS ta chia các mức ở như sau:
Bảng 3.4. Bảng đánh giá các mức độ sáng tạo trong TN
Mức độ
Mức 0

Số điểm
0≤ x < 3

Mức 1

3≤x≤5

Mức 2

5
Mức 3

8< x ≤ 10

Đánh giá năng lực
HS chưa biết TDST trong giải quyết vấn đề
HS đã có thể phát hiện vấn đề mới nhưng chưa thể giải quyết
được vấn đề bằng phương pháp tối ưu nhất. Nếu có giải được
thì cũng chưa biết lí giải tại sao, chủ yếu là mò mẫm theo
phương án thử sai.
HS đã giải quyết vấn đề sáng tạo và có cơ sở khoa học.
HS đã giải quyết được vấn đề bằng TDST và có cơ sở vững
trắc, lí luận chặt chẽ. HS có năng lực TDST ở mức độ này có
thể làm việc độc lập và có tư duy phê phán sắc bén.

3.5. Kết quả thực nghiệm sƣ phạm
3.5.1. Phân tích kết quả thực nghiệm
3.5.1.1. Phân tích kết quả các bài kiểm tra 15 phút


21

Hình 3.1. Biểu đồ tần suất

điểm các bài kiểm tra 15 phút

Hình 3.2. Biểu đồ tần suất hội tụ
tiến điểm các bài kiểm tra 15 phút

Hình 3.3. Biểu đồ tần suất điểm Hình 3.4. Biểu đồ tần suất hội tụ
các bài kiểm tra 45 phút
tiến điểm các bài kiểm tra 45 phút
3.5.2. Phân tích kết quả các bài kiểm tra năng lực TDST
Để đánh giá năng lực TDST của HS, chúng tôi đã sử dụng các
bài tập/ tình huống để tổ chức HS sáng tạo các bài tập, tình huống
mới và tổ chức HS giải quyết các vấn đề đặt ra. Các bài kiểm tra
được lồng ghép trong quá trình giảng dạy bài mới.

Hình 3.6. Mức độ TDST của HS trong TN
Số HS TDST mức 0 và mức 1 ở lớp ĐC cao hơn hẳn lớp TN
và ngược lại, số HS TDST mức cao (mức 2, 3) ở lớp TN cao hơn hẳn
ở lớp ĐC. Điều này chứng tỏ vận dụng algorit vào quá trình DH phát
huy được năng lực TDST cho HS, rèn luyện ở các em năng lực tư
duy logic, tư duy phê phán khi giải quyết các vấn đề sáng tạo.
3.5.3. Kết quả về việc lấy ý kiến nhận xét của giáo viên và học sinh
3.5.3.1. Ý kiến nhận xét của giáo viên
3.5.3.2. Ý kiến nhận xét của HS
3.5.4. Nhận xét về kết quả sau hai năm thực nghiệm
Phân tích kết quả TN của 2 đợt chúng tôi nhận thấy:


22
1. Điểm trung bình cộng của khối lớp TN luôn cao hơn khối
lớp ĐC. Điều này chứng tỏ khả năng hiểu bài, ghi nhớ và vận dụng

kiến thức của HS sau khi học phần DTH có vận dụng algorit sáng chế
tốt hơn.
2. Qua so sánh các tham số đặc trưng là hệ số biến thiên giữa
khối lớp TN và ĐC, thấy rằng kết quả ở khối lớp TN là chắc chắn và
ổn định hơn so với khối lớp ĐC, qua so sánh độ tin cậy chứng tỏ kết
quả lĩnh hội kiến thức của nhóm TN cao hơn ĐC là đáng tin cậy.
3. Khi so sánh kết quả của các bài kiểm tra 15 phút với các bài
kiểm tra 45 phút thấy rằng điểm số của bài 45 phút thường cao hơn
so với bài 15 phút và của khối TN cao hơn so với khối lớp ĐC chứng
tỏ độ bền kiến thức ở các lớp học có vận dụng algorit sáng chế cao
hơn nhiều so với khối lớp học không có vận dụng algorit sáng chế .
Từ đó thấy được ảnh hưởng của việc thay đổi phương pháp học đến
kết quả học tập của HS.
4. So sánh các giá trị trung bình, hiệu số trung bình cộng của
các khối lớp TN so với ĐC ở đợt TN thứ 2 thấy cao hơn so với đợt
TN lần 1 điều này có thể giải thích do đợt I nhiều GV chưa thật sự
quen và chưa thật sự chủ động trong việc tổ chức HS vận dụng
algorit sáng chế nên sự chênh lệch điểm số là không lớn, sự chênh
lệch của điểm số trung bình của các lớp TN và các lớp ĐC lần 1 chỉ
là 0,94 điểm. Sau một năm dạy thực nghiệm, do các GV đó tích luỹ
được nhiều kinh nghiệm trong việc vận dụng algorit sáng chế trong
DH nên sự chênh lệch điểm số là khá lớn, sự chênh lệch của điểm số
trung bình của các lớp TN và các lớp ĐC là 1,28 điểm. Qua đó thấy
được ảnh hưởng của việc thay đổi kĩ thuật DH của GV đến kết quả
học tập của HS trong việc có hay không vận dụng algorit sáng chế
theo đúng quy trình trong DH phần DTH (SH 12 - THPT).
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
1.1. Dựa trên việc phân tích cơ sở lý luận và thực tiễn của việc
vận dụng algorit sáng chế trong dạy học, chúng tôi đã xây dựng một