Xây dựng và sử dụng graph trong dạy học chương tính quy luật của hiện tượng di truyền, sinh học 12 trung học phổ thông
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2 MB, 152 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC
PHẠM THỊ XOAN
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG GRAPH TRONG DẠY HỌC
CHƯƠNG “TÍNH QUY LUẬT CỦA HIỆN TƯỢNG DI TRUYỀN”,
SINH HỌC 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM SINH HỌC
HÀ NỘI – 2013
1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC
PHẠM THỊ XOAN
XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG GRAPH TRONG DẠY HỌC
CHƯƠNG “TÍNH QUY LUẬT CỦA HIỆN TƯỢNG DI TRUYỀN”,
SINH HỌC 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM SINH HỌC
Chuyên ngành: Lí luận và phương pháp dạy
học (Bộ môn Sinh học)
Mã số
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. LÊ ĐÌNH TRUNG
HÀ NỘI – 2013
2
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CNH
: Công nghiệp hóa
DT
: Di truyền
DTLKG
T
: Di truyền liên kết với giới tính
ĐC
GV
GP
HS
KG
KH
Nxb
NST
MT
LKG
LV
HĐH
HVG
PLĐL
QLDT
QLPL
QLPLĐL
SGK
TBC
TN
: Đối chứng
: Giáo viên
: Giảm phân
: Học sinh
: Kiểu gen
: Kiểu hình
: Nhà xuất bản
: Nhiễm sắc thể
: Môi trường
: Liên kết gen
: Luận văn
: Hiện đại hóa
: Hoán vị gen
: Phân li độc lập
: Quy luật di truyền
: Quy luật phân li
: Quy luật phân li độc lập
: Sách giáo khoa
: Tế bào chất
: Thực nghiệm
: Trung học phổ thông
THPT
1
DANH MỤC BẢNG TRONG LUẬN VĂN
Bảng 1.1. Điều tra tình hình sử dụng các phương pháp dạy học của GV
Bảng 1.2. Kết quả điều tra về học tập của học sinh đối với môn Sinh học
Bảng 1.3. Điều tra tình hình sử dụng phương pháp graph trong dạy - học
chương “Tính quy luật của hiện tượng di truyền”, Sinh học 12 THPT
Bảng 2.1. Graph so sánh kết quả LKG hoàn toàn với phép lai 1 cặp tính
trạng và phép lai 2 cặp tính trạng PLĐL
Bảng 2.2. Graph so sánh kết quả LKG hoàn toàn với kết quả LKG không
hoàn toàn trong thí nghiệm của Moocgan
Bảng 2.3. Graph phản ánh sự khác nhau giữa PLĐL và tương tác bổ sung
Bảng 2.4. Graph so sánh sự DT gen trên NST X với gen trên NST Y
Bảng 3.1. Thống kê số bài kiểm tra đạt các điểm từ 1 đến 10 của HS
Bảng 3.2. Tổng hợp điểm các bài kiểm tra của các lớp thực nghiệm và đối
chứng qua 2 lần kiểm tra trong thực nghiệm
Bảng 3.3. So sánh kết quả giữa nhóm thực nghiệm và đối chứng qua 2 lần
kiểm tra trong thực nghiệm
Bảng 3.4. Phân loại trình độ HS qua kiểm tra trong thực nghiệm
Bảng 3.5. Tổng hợp điểm các bài kiểm tra của các lớp thực nghiệm và đối
chứng qua 2 lần kiểm tra sau thực nghiệm
Bảng 3.6. So sánh kết quả giữa nhóm thực nghiệm và đối chứng qua 2 lần
kiểm tra sau thực nghiệm
Bảng 3.7. Phân loại trình độ học sinh qua kiểm tra sau thực nghiệm
2
DANH MỤC BIỂU ĐỒ TRONG LUẬN VĂN
Biểu đồ 3.1. So sánh kết quả của 2 nhóm thực nghiệm và đối chứng
Biểu đồ 3.2. So sánh kết quả của hai nhóm lớp thực nghiệm và đối chứng
3
DANH MỤC GRAPH TRONG LUẬN VĂN
Hình 1.1. Hai cách thể hiện khác nhau của một graph
Hình 1.2. Graph có hướng
Hình 1.3. Graph vô hướng
Hình 1.4. Graph khép
Hình 1.5. Graph mở
Hình 1.6. Graph đủ
Hình 1.7. Graph khuyết
Hình 1.8. Graph câm
Hình 1.9. Graph trong graph
Hình 1.10. Graph định nghĩa khái niệm “Gen”
Hình 1.11. Graph phân chia khái niệm “Sinh sản”
Hình 1.12. Graph cấu trúc của nucleotit
Hình 1.13. Graph quá trình truyền thông tin di truyền từ gen tới tính trạng
Hình 1.14. Graph chu trình phát triển cơ thể động vật thông qua sinh sản hữu tính
Hình 1.15. Graph các kiểu tương tác gen
Hình 1.16. Graph nội dung bài 11. Sinh học 12 THPT
Hình 1.17. Mối quan hệ giữa graph nội dung và graph hoạt động trong dạy học
Hình 2.1. Quy trình chung về xây dựng graph nội dung
Hình 2.2. Quy trình chung về xây dựng graph hoạt động
Hình 2.3. Phương pháp nghiên cứu di truyền của Menđen
Hình 2.4. Cơ sở tế bào học QPPL
Hình 2.5. Graph tóm tắt về nội dung kiến thức QLPL
Hình 2.6. Graph biểu hiện cơ sở tế bào học QLPLĐL
Hình 2.7. Graph về các công thức tổng quát cho các phép lai nhiều tính trạng
Hình 2.8. Graph tóm tắt về nội dung kiến thức QLPLĐL
Hình 2.9. Graph cách tính tỉ lệ phân li kiểu gen cho nhiều cặp tính trạng DT PLĐL
Hình 2.10. Graph cách tính tỉ lệ phân li kiểu hình cho nhiều cặp tính trạng DT PLĐL
Hình 2.11. Graph kiểu tương tác giữa gen alen và không alen
Hình 2.12. Graph tác động đa hiệu của gen đột biến HbS gây hội chứng bệnh
hồng cầu lưỡi liềm
Hình 2.13. Graph dạy học kiến thức di truyền đa hiệu
Hình 2.14. Bản chất sinh hóa các dạng tương tác gen
Hình 2.15. Bản chất sinh hóa tương tác bổ sung – Kiểu 9:7
Hình 2.16. Bản chất sinh hóa tương tác bổ sung – Kiểu 9:6:1
4
Hình 2.17. Graph các kiểu tương tác giữa 2 gen không alen và ví dụ tương ứng
Hình 2.18. Graph dạy học về nội dung kiến thức tương tác gen
Hình 2.19. Graph dạy học về nội dung kiến thức DT LKGT
Hình 2.20. Graph dạy học kiến thức di truyền ngoài nhân
Hình 2.21. Graph phản ánh mối quan hệ giữa gen và tính trạng
Hình 2.22. Graph dạy học về mối quan hệ giữa kiểu gen - môi trường - kiểu hình
Hình 2.23. Graph dạy học kiến thức ảnh hưởng của môi trường lên sự biểu hiện của gen
Hình 2.24. Graph dạy học xác định vị trí phân bố gen dựa vào kết quả phép lai thuận nghịch
Hình 2.25. Graph dạy học phân loại nhiễm sắc thể thường và nhiễm sắc thể giới tính
Hình 2.26. Graph về kiểu tương tác giữa gen alen và gen không alen
Hình 2.27. Graph tóm tắt các quy luật và hiện tượng di truyền
Hình 2.28. Graph hệ thống hóa các quy luật và hiện tượng di truyền
Hình 2.29. Graph khuyết về cơ sở tế bào học QLPL
Hình 2.30. Graph khuyết về cơ sở tế bào học QLPLĐL
Hình 2.31. Graph khuyết về các công thức tổng quát cho các phép lai nhiều tính trạng
Hình 2.32. Graph khuyết về kiểu tương tác giữa gen alen và gen không alen
Hình 2.33. Graph khuyết về mối quan hệ giữa kiểu gen - môi trường - kiểu hình
Hình 2.34. Graph khuyết hệ thống hóa các quy luật và hiện tượng di truyền
Hình 2.35. Graph câm tóm tắt nội dung kiến thức LKG và HVG
DANH MỤC GRAPH BẢNG TRONG PHỤ LỤC
Bảng 2.1. Graph so sánh kết quả LKG hoàn toàn với phép lai 1 cặp tính trạng
và phép lai 2 cặp tính trạng PLĐL
Bảng 2.2. Graph so sánh kết quả LKG hoàn toàn với kết quả LKG không
hoàn toàn trong thí nghiệm của Moocgan
Bảng 2.3. Graph phản ánh sự khác nhau giữa PLĐL và tương tác bổ sung
Bảng 2.4. Graph so sánh sự DT gen trên NST X với gen trên NST Y
5
MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn........................................................................................................................................... i
Danh mục viết tắt............................................................................................................................. ii
Danh mục các bảng......................................................................................................................... iii
Danh mục các biểu đồ.................................................................................................................... iii
Danh mục các hình (Graph)........................................................................................................ iv
Mục lục................................................................................................................................................ vi
MỞ ĐẦU............................................................................................................................................ 1
Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI.............................. 6
1.1. Lược sử vấn đề nghiên cứu.................................................................................................. 6
1.1.1. Trên Thế giới......................................................................................................................... 6
1.1.2. Ở Việt Nam............................................................................................................................ 7
1.2. Cơ sở lý luận............................................................................................................................. 9
1.2.1. Các khái niệm........................................................................................................................ 9
1.2.2. Tác dụng của graph trong dạy học............................................................................... 13
1.2.3. Phân loại graph trong dạy học....................................................................................... 16
1.2.4. Các mô hình graph trong dạy học................................................................................ 19
1.3. Cơ sở thực tiễn......................................................................................................................... 25
1.3.1. Điều tra tình hình giáo viên sử dụng các phương pháp, phương tiện,
kỹ thuật dạy học ở trường phổ thông....................................................................................... 25
1.3.2. Thực trạng học của học sinh........................................................................................... 25
1.3.3. Tình hình giáo viên sử dụng các graph trong dạy học chương “Tính
quy luật của hiện tượng di truyền”, Sinh học 12 trung học phổ thông....................... 26
1.3.4. Phân tích nguyên nhân thực trạng giáo viên sử dụng phương pháp
graph như hiện nay ở trường phổ thông................................................................................. 29
Chương 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG GRAPH TRONG DẠY HỌC
CHƯƠNG “TÍNH QUY LUẬT CỦA HIỆN TƯỢNG DI TRUYỀN”,
SINH HỌC 12 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG................................................................. 31
2.1. Xây dựng graph dạy học...................................................................................................... 31
2.1.1. Vai trò của phương pháp graph trong dạy học......................................................... 31
2.1.2. Các nguyên tắc xây dựng graph trong dạy học....................................................... 34
2.1.3. Quy trình xây dựng graph dạy học............................................................................... 34
2.1.4. Phân tích cấu trúc nội dung chương “Tính quy luật của hiện tượng di truyền”,
Sinh học 12 trung học phổ thông làm cơ sở để xây dựng graph................................... 37
6
2.1.5. Các graph được xây dựng từ nội dung kiến thức Chương “Tính quy
luật của hiện tượng di truyền”, Sinh học 12 trung học phổ thông................................ 40
2.2. Quy trình sử dụng graph trong dạy học......................................................................... 60
2.2.1. Các nguyên tắc sử dụng graph trong dạy học.......................................................... 60
2.2.2. Quy trình sử dụng graph trong dạy học...................................................................... 61
2.3. Sử dụng các graph để thiết kế giáo án thực nghiệm.................................................. 66
Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM.......................................................................... 94
3.1. Mục đích thực nghiệm.......................................................................................................... 94
3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm......................................................................................................... 94
3.3. Nguyên tắc thực nghiệm...................................................................................................... 94
3.4. Đối tượng thực nghiệm........................................................................................................ 94
3.5. Khách thể thực nghiệm........................................................................................................ 94
3.6. Nội dung thực nghiệm.......................................................................................................... 95
3.6.1. Bố trí thực nghiệm.............................................................................................................. 95
3.6.2. Xử lý số liệu......................................................................................................................... 96
3.7. Kết quả thực nghiệm............................................................................................................. 98
3.7.1. Kết quả định lượng............................................................................................................. 98
3.7.2. Kết quả định tính............................................................................................................... 103
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ....................................................................................... 106
1. Kết luận......................................................................................................................................... 106
2. Khuyến nghị................................................................................................................................ 106
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................... 108
PHỤ LỤC........................................................................................................................................ 110
7
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
1.1. Xuất phát từ chủ trương của Bộ Giáo dục và Đào tạo đó là phải đổi mới toàn
diện trong đó có phương pháp dạy học hiện nay
Hiện nay, nền kinh tế Việt Nam đang trong thời kỳ CNH, HĐH đất nước, với
nền kinh tế hội nhập toàn cầu. Trước sự cạnh tranh mạnh mẽ trên mọi lĩnh vực đặc
biệt là sự cạnh tranh về trí tuệ đòi hỏi nền giáo dục phải đổi mới. Đồng thời sự phát
triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật và công nghệ thông tin, lượng tri thức ngày
càng tăng nhanh, trung bình cứ 4-5 năm lượng tri thức lại tăng gấp đôi. Nhà trường
không thể dạy cho HS tất cả mọi tri thức mà phải dạy cho HS cách học như thế nào
để họ có thể tự học tập để chiếm lĩnh tri thức suốt đời. Vì vậy yêu cầu đổi mới
phương pháp dạy học là một tất yếu khách quan.
Bắt đầu từ những năm 1960, chủ trương của Bộ Giáo dục và Đào tạo về vấn
đề đổi mới phương pháp dạy học luôn được nhấn mạnh ở các Hội nghị Ban chấp
hành TW. Vấn đề này được thể hiện rõ trong các Hội nghị lần thứ tư Ban chấp hành
TW Đảng khóa VII năm 1993, Hội nghị lần thứ 2 Ban chấp hành TW Đảng khóa
VIII, Luật giáo dục khoản 2 điều 24, đó là: phải đổi mới phương tiện, mục tiêu,
phương pháp dạy học để hướng mọi hoạt động dạy học vào người học, lấy người
học làm trung tâm, phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của người
học, bồi dưỡng năng lực tự học, kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động
đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho HS và ý chí vươn lên cho
người học.
1.2. Xuất phát từ thực trạng dạy và học hiện nay
Thực trạng dạy học hiện nay của GV bộ môn Sinh học cấp THPT, đó là GV
chưa tận dụng tối ưu và tối đa các phương pháp và phương tiện dạy học. Đa số các
giờ học Sinh học là giảng dạy theo phương pháp truyền thống, thầy truyền đạt kiến
thức, HS thụ động tiếp thu tri thức, ít mang tính tích cực và sáng tạo. Các phương
tiện, phương pháp dạy học tích cực chủ yếu chỉ được sử dụng trong các giờ thao
giảng. Vì vậy, HS chưa yêu thích môn học, khả năng tự học, tự sáng tạo chưa được
phát huy và khả năng vận dụng kiến thức kém. Việc nghiên cứu tìm cách đưa các
phương pháp hiện đại vào dạy học Sinh học nhằm phát huy tính tích cực và năng
8
lực học tập của HS, tạo cho các em có cơ hội để tìm tòi độc lập nhận thức là hết sức
cần thiết.
1.3. Xuất phát từ các đặc trưng cơ bản của chương trình sinh học cấp trung học
phổ thông
Đặc trưng cơ bản của chương trình Sinh học cấp THPT, đó là: các kiến thức
khái niệm, hiện tượng, quy luật, cơ chế và quá trình sinh học... đều xuất phát từ các
kết quả thực nghiệm. Phần Di truyền học, đặc biệt là Chương II: Tính quy luật của
hiện tượng di truyền, Sinh học 12 được trình bày lôgic mang tính hệ thống cao..
Khối lượng kiến thức đặc trưng là kiến thức khái niệm, hiện tượng, quy luật, cơ chế
sinh học và kiến thức ứng dụng thực tiễn. Với mỗi loại kiến thức cần có phương
pháp, phương tiện dạy học phù hợp nhằm nâng cao chất lượng lĩnh hội kiến thức.
1.4. Xuất phát từ lợi thế của phương tiện graph trong dạy học
Lý thuyết graph là một trong những phương pháp khoa học có tính khái quát
cao giúp HS có kỹ năng tự lực trong quá trình học tập. Khi tiếp cận lý thuyết graph
chúng tôi nhận thấy lợi thế của graph trong dạy học có thể đem lại hiệu quả cao:
Mỗi graph được xây dựng phải trải qua các phân tích, so sánh, tổng hợp, phát hiện
cái chung và cái riêng nên rất thuận lợi cho quá trình dạy học trong các khâu như
dạy học hình thành kiến thức mới, dạy học củng cố, ôn tập, hoàn thiện kiến thức và
trong kiểm tra, đánh giá.
Kiến thức di truyền học về “Tính quy luật của hiện tượng di truyền” trong
chương trình Sinh học lớp 12 là loại kiến thức khó, rất trừu tượng, có tính khái quát
và khả năng ứng dụng cao; trong khi thời lượng lên lớp thì hạn chế nên HS thường
khó nhớ, mau quên kiến thức, khó vận dụng được kiến thức. Song nếu GV sử dụng
phương pháp graph trong dạy học có thể phát huy khả năng học sáng tạo, khái quát
hóa và tự học ở HS trong tất cả các khâu của quá trình dạy học.
1.5. Xuất phát từ thực trạng sử dụng phương pháp graph của giáo viên trung
học phổ thông hiện nay
Hiện nay, việc sử dụng phương pháp graph trong dạy học của GV phổ thông
không còn là điều mới mẻ. Tuy nhiên, về phương pháp xây dựng và cách sử dụng
chúng như thế nào sao cho hiệu quả thì vẫn chưa được quan tâm nghiên cứu đúng
mức, đặc biệt là trong lĩnh vực dạy học Sinh học và các graph được xây dựng chưa
9
đảm bảo chuẩn mực chung bởi có thể GV chưa nắm được lý thuyết graph và các cơ
sở thực thi nó.
Là một GV THPT có tâm huyết với nghề và với chuyên môn mình giảng dạy,
với nguyện vọng nâng cao chất lượng, hiệu quả dạy và học Sinh học ở nhà trường
THPT và muốn truyền tải rộng rãi phương tiện graph trong dạy học cho các đồng
nghiệp và cao hơn cả là muốn HS được chủ động tích cực trong học tập, từ đó góp phần
thiết thực vào việc đổi mới phương pháp dạy học Sinh học ở trường phổ thông.
Do đó, tôi đã lựa chọn đề tài: “Xây dựng và sử dụng graph trong dạy học
chương “Tính quy luật của hiện tượng di truyền”, Sinh học 12 THPT”.
2. Mục đích nghiên cứu
Vận dụng phương pháp graph vào quá trình dạy học bài lên lớp, ôn tập và
kiểm tra đánh giá chương “Tính quy luật của hiện tượng di truyền”, Sinh học 12
THPT nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của HS, qua đó góp phần nâng cao chất
lượng và hiệu quả của việc dạy và học Sinh học.
3. Đối tượng, khách thể và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Lý thuyết graph nội dung và ứng dụng của nó trong
dạy học Sinh học trung học phổ thông, cụ thể là chương “Tính quy luật của hiện
tượng di truyền”, Sinh học 12 THPT.
- Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học chương “Tính quy luật của hiện
tượng di truyền” cho HS lớp 12 trường THPT Chí Linh, THPT Bến Tắm, tỉnh Hải
Dương và GV giảng dạy Sinh học ở một số trường THPT.
- Phạm vi nghiên cứu: Giới hạn trong nội dung của các bài thuộc chương
“Tính quy luật của hiện tượng di truyền”, Sinh học 12 THPT.
4. Phương pháp nghiên cứu
4.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận
- Nghiên cứu các văn bản, tài liệu chỉ đạo của Bộ Giáo dục và Đào tạo liên
quan đến đổi mới phương pháp dạy học, đổi mới ra đề kiểm tra, danh mục thiết bị
dạy học Sinh học THPT...
- Sách giáo khoa, sách GV, phân phối chương trình, chuẩn kiến thức, kỹ
năng môn Sinh học…
10
- Phân tích tổng quan và khái quát hoá những lý thuyết về graph trong dạy
học và những ứng dụng của nó trong thực tiễn cuộc sống và trong dạy học.
- Phân tích, tổng hợp các tài liệu trên sách, báo, tạp chí, các công trình
nghiên cứu các vấn đề liên quan trực tiếp đến phương pháp graph và việc đổi mới
phương pháp dạy học nhằm đưa ra quy trình thiết kế và sử dụng graph.
- Phân tích tổng hợp những quan điểm lý luận và hệ thống khái niệm có liên
quan đến việc đổi mới giáo dục và việc dạy học môn Sinh học.
4.2. Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Phương pháp điều tra: Phát phiếu điều tra lấy ý kiến học sinh sau hai giờ
dạy đối chứng và thực nghiệm.
- Phương pháp chuyên gia: Gặp gỡ, trao đổi, xin ý kiến các chuyên gia, đồng
nghiệp, nhằm đánh giá thực trạng sử dụng phương pháp graph hiện nay và xây dựng
các graph về kiến thức chương “Tính quy luật của hiện tượng di truyền”, Sinh học
12 THPT.
4.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Tiến hành giờ dạy thực nghiệm và đối chứng tại trường THPT Chí Linh,
trường THPT Bến Tắm, tỉnh Hải Dương để kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề
tài.
5. Giả thuyết khoa học
Nếu đề xuất được nguyên tắc, quy trình xây dựng đồng thời xây dựng được một
hệ thống graph nội dung chương “Tính quy luật của hiện tượng di truyền” và sử dụng
theo một quy trình hợp lý thì sẽ góp phần tích cực hóa hoạt động học tập của HS.
6. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng graph nội dung
trong dạy học Sinh học nói chung và chương “Tính quy luật của hiện tượng di
truyền”, Sinh học 12 THPT nói riêng.
- Đề xuất các nguyên tắc, quy trình xây dựng graph nội dung trong dạy học
chương “Tính quy luật của hiện tượng di truyền”, Sinh học 12 THPT.
- Xây dựng các graph nội dung để sử dụng vào dạy học chương “Tính quy
luật của hiện tượng di truyền”, Sinh học 12 THPT.
11
- Đề xuất các nguyên tắc và quy trình sử dụng graph vào dạy học chương
“Tính quy luật của hiện tượng di truyền”, Sinh học 12 THPT trong việc dạy học
hình thành kiến thức mới, dạy học củng cố, ôn tập, hoàn thiện kiến thức và trong
kiểm tra, đánh giá.
- Xây dựng các giáo án triển khai thực nghiệm, chứng minh cho giả thuyết đã
nêu ra.
7. Đóng góp của đề tài
- Góp phần hoàn thiện cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng graph
trong dạy học Sinh học ở trường THPT.
- Xây dựng nguyên tắc, quy trình xây dựng graph nội dung cho kiến thức
chương “Tính quy luật của hiện tượng di truyền”, Sinh học 12 THPT.
- Đề xuất các nguyên tắc, quy trình sử dụng graph nội dung vào các khâu của
quá trình dạy học chương “Tính quy luật của hiện tượng di truyền”, Sinh học 12
THPT.
- Xây dựng các giáo án thực nghiệm theo hướng sử dụng các graph nội dung
để triển khai thực nghiệm phổ thông dạy học chương “Tính quy luật của hiện tượng
di truyền”, Sinh học 12 THPT.
- Khẳng định vai trò, giá trị của graph nội dung đã được xây dựng trong việc
nâng cao hiệu quả, chất lượng lĩnh hội kiến thức của HS của chương “Tính quy luật
của hiện tượng di truyền”, Sinh học 12 THPT.
8. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu; Kết luận và khuyến nghị; Tài liệu tham khảo; Phụ lục,
luận văn được chia làm 3 chương, cụ thể là:
Chương 1. Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài
Chương 2. Xây dựng và sử dụng graph trong dạy học chương “Tính quy luật
của hiện tượng di truyền”, Sinh học 12 THPT
Chương 3. Thực nghiệm sư phạm
12
CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Lược sử vấn đề nghiên cứu
1.1.1. Trên Thế giới
Các công trình việc nghiên cứu việc ứng dụng lý thuyết graph (còn gọi là lý
thuyết sơ đồ) vào dạy học trên thế giới. Lý thuyết graph ra đời cách đây khoảng 250
năm, trong quá trình các nhà khoa học đi tìm lời giải cho các bài toán đố, đặc biệt là
toán vui. Công trình nghiên cứu đầu tiên về lý thuyết graph ra đời vào năm 1736 khi
nhà toán học thiên tài Leonhanrd Eler đặt và giải bài toán rất nổi tiếng về bảy chiếc
cầu ở Konigs burg. Lúc đầu lý thuyết sơ đồ là một bộ phận rất nhỏ của toán học và
chủ yếu nghiên cứu giải quyết những bài toán có tính chất giải trí và tiêu khiển.
Thời điểm xác định bước nhảy vọt của lý thuyết graph là thời điểm cùng với sự phát
triển của toán học và nhất là toán học ứng dụng.
Trong lí luận dạy học, việc nghiên cứu và vận dụng lý thuyết graph được
quan tâm từ những năm 60 của thế kỷ XX với một số công trình của các nhà khoa
học Xô Viết. Người đầu tiên là A.M.Xokhor, ông đã vận dụng phương pháp graph
để mô hình hoá một đoạn nội dung tài liệu sách giáo khoa. Graph nội dung của tài
liệu giáo khoa giúp cho học sinh phát hiện được chúng một cách trực quan, không
những số lượng các khái niệm cơ bản tạo nên nội dung tài liệu sách giáo khoa, mà
còn nắm được cả mối liên hệ ẩn chứa giữa chúng với nhau, A.M.Xokhor đã giúp
cho việc nhận dạng được cấu trúc của kiến thức.
Tiếp đó, nhà lý luận dạy học hoá học V.X.Polosin đã dùng phương pháp
graph để lập mô hình trình tự các thao tác dạy và học trong một tình huống cụ thể.
Graph của tình huống dạy học do ông xây dựng giúp chúng ta phân tích được bản
chất của phương pháp dạy học được áp dụng trong tình huống dạy học đó và giải
thích được hiệu quả của nó.
Năm 1972, V.P.Garkunov đã sử dụng phương pháp graph để lập mô hình các
tình huống dạy học của phương pháp dạy học nêu vấn đề. Trên cơ sở đó, ông phân
loại ra các tình huống khác nhau trong dạy học nêu vấn đề.
13
Tuy nhiên, phương pháp graph do Xokhor, Polosin, Garkunov và những
người khác đã xuất mới chỉ dừng lại ở mức độ là phương pháp nghiên cứu khoa học
trong lý luận dạy học.
Sau này, các nhà nghiên cứu và các giáo viên có kinh nghiệm lâu năm trong
nghề đã đưa graph vào kiểm nghiệm trong thực tiễn giảng dạy và thấy rõ hiệu quả
của giờ lên lớp khi dạy bằng graph. Tiêu biểu có một số tác giả :
Công trình “graph và ứng dụng của nó” với bố cục 8 chương, L.Iu.Berezina
đã dành những chương đầu cho việc nêu khái niệm garph và ứng dụng có tính chất
riêng biệt để minh họa cho lý thuyết này. Những chương sau, tác giả đã dành sự chú
ý cho những ứng dụng cuả graph trong lĩnh vực kinh tế và điều khiển. Ông khẳng
định mục đích chính khi viết cuốn sách là “giúp đỡ giáo viên, kể cả học sinh, nắm
vững khái niệm cơ bản của lý thuyết đồ thị... và làm quen với một vài ứng dụng của
nó dưới dạng phổ cập”.
Ngoài ra, có thể kể đến một số công trình khác như : “graph và mạng lưới
hữu hạn” của R.Baxep, T.Xachi; “lý thuyết graph” của V.V.Belop, E.M.Vôpôbôep
...đều nêu những định hướng cho việc ứng dụng graph vào nghiên cứu, giảng dạy
các bộ môn trong nhà trường như: văn học, vật lí, hoá học, sinh học, ...
Năm 1973 tại Liên Xô (cũ) tác giả Nguyễn Như Ất đã vận dụng phương
pháp graph kết hợp với phương pháp ma trận như một phương pháp hỗ trợ để xây
dựng logic cấu trúc các khái niệm “Tế bào học” trong giáo trình môn Sinh học đại
cương trường phổ thông của nước Việt Nam.
Hiện nay, nhiều nước khác nhau trên thế giới, các công trình nghiên cứu về
lý thuyết graph cũng như tìm hiểu ứng dụng graph trong dạy học ở tất cả các môn
học, các cấp học số lượng ngày càng lớn với chất lượng ngày càng sâu sắc.
1.1.2. Ở Việt Nam
Ở Việt Nam, nhà sư phạm đầu tiên đề xuất việc nghiên cứu và vận dụng
phương pháp graph trong khoa học thành phương pháp graph dạy học, mở ra một
hướng đi mới cho những nhà nghiên cứu lí luận dạy học là GS. Nguyễn Ngọc
Quang. GS đã cùng với các cộng sự tiến hành thực nghiệm đưa lý thuyết graph vào
dạy học trong nhà trường phổ thông và đại học. Năm 1979, giáo sư viết cuốn sách
“lí luận dạy học - khoa học về trí dục và dạy học” như một lời tuyên ngôn cho việc
14
“tìm cách vận dụng những phương pháp thâm nhập khoa học (như thực nghiệm, dự
đoán, mô hình, algorit, sơ đồ mạng ...) vào thực tiễn dạy học ở trường phổ thông”.
Sau đó vào năm 1981 ông công bố bài báo: “phương pháp graph trong dạy học”;
năm 1982 ông công bố bài: “phương pháp graph và lí bài toán hoá học”; năm 1983
ông công bố bài: “Sự chuyển hoá phương pháp khoa học thành phương pháp dạy
học”... Qua những nghiên cứu của mình, giáo sư khẳng định việc sử dụng phương
pháp graph trong dạy học có giá trị rất lớn về mặt trí dục, vì: “khi lập được graph
nội dung của một vấn đề có nghĩa là nắm vững được cả cấu trúc và lôgic phát triển
của nội dung vấn đề đó, đồng thời graph nội dung của vấn đề chính là điểm tựa cho
sự lĩnh hội, tái hiện nội dung đó”. Song song với giá trị trí dục, phương pháp này có
giá trị rất lớn về mặt đức dục, vì: “graph nội dung của một bài lên lớp là công cụ
cho cả giáo viên và học sinh nhằm đạt được chất lượng cao của dạy và học đặc biệt
là của tự học”...
Trên cơ sở tiếp thu những thành tựu nghiên cứu khoa học của GS.Nguyễn
Ngọc Quang, năm 1984 nhà giáo Phạm Tư đã nghiên cứu: “Dùng graph nội dung
của bài lên lớp để dạy học chương Nitơ-Phốtpho ở lớp 11-THPT”, tác giả đã nghiên
cứu việc dùng phương pháp graph với tư cách là phương pháp dạy học (biến
phương pháp graph trong toán học thành phương pháp dạy học hoá học). Năm
2003, TS. Phạm Tư một lần nữa khẳng định hiệu quả của graph trong việc nâng cao
chất lượng dạy học và đổi mới phương pháp dạy học qua hai bài báo “Dạy học bằng
phương pháp graph nâng cao chất lượng giờ giảng” và “Dạy học bằng phương pháp
graph góp phần nâng cao chất lượng học tập, tự học”.
Năm 1987, Nguyễn Chính Trung đã nghiên cứu “Dùng phương pháp graph
lập chương trình tối ưu và dạy môn sử dụng thông tin trong chiến dịch”. Trong công
trình này tác giả đã nghiên cứu chuyển hoá graph toán học vào lĩnh vực giảng dạy
khoa học quân sự.
Năm 1993, Hoàng Việt Anh đã nghiên cứu “Vận dụng phương pháp sơ đồ graph vào giảng dạy địa lý các lớp 6 và 8 ở trường trung học cơ sở”. Tác giả đã tìm
hiểu và vận dụng phương pháp graph trong quy trình dạy học môn địa lý ở trường
trung học cơ sở và đã bổ sung một phương pháp dạy học cho những bài thích hợp,
15
trong tất cả các khâu lên lớp (chuẩn bị bài, nghe giảng, ôn tập, kiểm tra) nhằm nâng
cao năng lực lĩnh hội tri thức, nâng cao chất lượng dạy học bộ môn địa lý.
Trong những năm gần đây, nhất là sau khi thực hiện chương trình cải cách
giáo dục, các bài viết về việc dùng graph trong dạy học đã có những bước chuyển
nhất định. Các vấn đề nghiên cứu trở nên đa dạng, phong phú và đội ngũ tác giả
ngày một đông đảo hơn. Việc ứng dụng lý thuyết graph cũng được mở rộng ở nhiều
môn khác nhau trong nhà trường. Có thể kể đến các tác giả sau:
Phạm Thị My (2000) nghiên cứu “ứng dụng lý 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”. [12]
Trịnh Quang Từ: “Sử dụng graph trong thiết kế phương pháp dạy học”.
Nguyễn Phúc Chỉnh với: “Sử dụng Graph nhằm tích cực hoá hoạt động nhận
thức của học sinh trong dạy học sinh thái học’’ và “Sử dụng Graph trong dạy học
sinh học góp phần phát triển tư duy hệ thống”. Năm 2005 tác giả nghiên cứu: “
Nâng cao hiệu quả dạy học giải phẫu sinh lý người ở trung học cơ sở bằng áp dụng
phương pháp graph”. Trong lĩnh vực dạy học sinh học ở trường phổ thông, Nguyễn
Phúc Chỉnh là người đầu tiên đi sâu nghiên cứu một cách hệ thống về lý thuyết
graph và ứng dụng lý thuyết graph trong dạy học Giải phẫu sinh lý người.
Trong lĩnh vực dạy học Sinh học ở trường phổ thông, phó giáo sư - tiến sĩ Lê
Đình Trung cũng là một trong số những người đi sâu nghiên cứu một cách hệ thống
về lý thuyết graph và ứng dụng lý thuyết graph trong dạy học Sinh học.
1.2. Cơ sở lý luận
1.2.1. Các khái niệm
1.2.1.1. Khái niệm phương pháp dạy học
Thuật ngữ “phương pháp” bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp “Methodos” có nghĩa
là con đường, cách thức để đạt tới mục đích nhất định. “Phương pháp là hình thức
tự vận động bên trong của nội dung” nó gắn liền với hoạt động của con người, giúp
con người hoàn thành được những nhiệm vụ phù hợp với mục đích đã đề ra.
Theo GS. Nguyễn Ngọc Quang: “Phương pháp dạy học là cách thức làm việc
của thầy và trò trong sự phối hợp thống nhất và dưới sự chỉ đạo của thầy, nhằm làm
cho trò tự giác, tích cực, tự lực đạt tới mục đích dạy học”.
16
Theo GS.TS. Đinh Quang Báo và PGS.TS.Nguyễn Đức Thành thì: “Phương
pháp dạy học là cách thức hoạt động của thầy tạo ra mối liên hệ qua lại với hoạt
động của trò để đạt mục đích dạy học”.
1.2.1.2. Khái niệm graph
Theo từ điển Anh - Việt, graph (danh từ) có nghĩa là sơ đồ, đồ thị, mạch,
mạng; khi là động từ, graph có nghĩa là vẽ sơ đồ, vẽ đồ thị, minh hoạ bằng đồ thị, vẽ
mạng, vẽ mạch; còn khi là tính từ, graphic có nghĩa là thuộc về sơ đồ, thuộc về đồ
thị, thuộc về mạng mạch...
Hiện nay trong sự tiếp xúc chúng ta thấy xuất hiện một xu hướng: dùng
chung một tên gọi để tạo điều kiện cho các nhà khoa học thống nhất về quan niệm
khi nghiên cứu. Hơn nữa, để tránh một cách hiểu máy móc mang tính chất toán học,
khi sử dụng lý thuyết này để nghiên cứu và giảng dạy các môn khoa học khác người
ta vẫn giữ nguyên tên gọi của nó là “graph” chứ không dịch sang tiếng Việt.
Trong nhiều tình huống, chúng ta thường vẽ những sơ đồ, gồm những điểm
biểu thị các đối tượng được xem xét và các đường nối các điểm với nhau tượng
trưng cho một quan hệ nào đó giữa các đối tượng - đó chính là các graph.
Theo lý thuyết toán: Một graph gồm một tập hợp điểm gọi là đỉnh của graph
cùng với một tập hợp đoạn thẳng hay đường cong gọi là cạnh (cung) của graph, mỗi
cạnh nối hai đỉnh khác nhau và hai đỉnh khác nhau được nối bằng nhiều nhất là một
cạnh.
Như vậy, điều kiện để lập một graph phải có hai yếu tố: tập hợp các đỉnh và
tập hợp các cung. Mỗi cung lại là tập hợp của một cặp đỉnh có quan hệ với nhau.
Mỗi cặp đỉnh không quan hệ với nhau không lập thành một cung của graph.
Đỉnh của graph biểu thị một nội dung hoặc một đối tượng nghiên cứu theo
quy ước của chúng ta. Các đỉnh của graph có thể được ký hiệu bằng một chữ cái (A,
B, C...), một dấu chấm, một hình chữ nhật, một hình vuông, hay một hình tròn,
...Đỉnh được kí hiệu theo cách nào không quan trọng, không quyết định bản chất
của graph.
Các cung của graph: Là đường nối các đỉnh của graph, biểu thị mối quan hệ
giữa các đỉnh trong graph. Các cung của graph được thể hiện bằng những hình thức
đa dạng: đoạn thẳng, đường gấp khúc, đường cong, ... Cung có thể dài ngắn, to nhỏ,
17
đậm nhạt khác nhau. Tuy nhiên việc thể hiện cung bằng hình thức nào hoàn toàn
không ảnh hưởng đến nội dung của graph. Hình dạng của các cung không thể hiện
mối liên hệ kiến thức nên người lập graph có thể chọn cho mình kiểu dáng cung
graph phù hợp để có một graph vừa thể hiện được các đơn vị kiến thức, mối liên hệ
giữa các kiến thức, vừa có hình thức đẹp sắc nét.
Cách kí hiệu các đỉnh và cách biểu diễn các cung không làm thay đổi bản
chất của graph. Cái khiến graph thay đổi là trong graph đó có bao nhiêu cung, và
các cung đó nối các đỉnh nào với nhau. Bản chất của graph được xác định bằng số
lượng các cung và đặc điểm của đỉnh tạo nên cung ấy. Xét một đỉnh của graph, số
cạnh tới đỉnh đó gọi là bậc (degree) của đỉnh. Các cạnh của graph thẳng hay cong,
dài hay ngắn, các đỉnh ở vị trí nào, đều không phải là điều quan trọng, mà điều cơ
bản là graph có bao nhiêu đỉnh, bao nhiêu cạnh và đỉnh nào được nối với đỉnh nào.
Graph có thể được biểu diễn dưới dạng sơ đồ, dạng biểu đồ quan hệ hoặc
dạng bảng (ma trận). Một graph có thể có những cách thể hiện khác nhau, nhưng
phải chỉ rõ được mối quan hệ giữa các đỉnh.
Ví dụ, hình 1.1 là một grap có 4 đỉnh A, B, C, D được biểu diễn bằng hai
kiểu khác nhau, nhưng mối quan hệ của các đỉnh không thay đổi.
A
A
D
B
C
Hình 1.1. Hai cách thể hiện khác nhau của một graph
Dựa vào tính chất này, trong dạy- học chúng ta có thể lập được những graph
có cách sắp xếp các đỉnh ở các vị trí khác nhau, nhưng vẫn thể hiện được mối quan
hệ của các đỉnh. Trong một graph có thể có đỉnh lại là một graph thì những đỉnh đó
gọi là graph con.
1.2.1.3. Khái niệm phương pháp graph
Chúng ta thấy, graph vừa có tính chất của một phương tiện dạy học, vừa có
những đặc điểm của một phương pháp dạy học. Nếu xét cụ thể trong một tiết học,
18
khi giáo viên sử dụng graph để dạy, học sinh sử dụng graph để học thì khi đó graph
đóng vai trò là phương tiện; còn quá trình giáo viên dẫn dắt học sinh tiếp nhận tri
thức, nội dung bài học bằng cách triển khai dần dần nội dung từng đỉnh của graph
thì lúc này graph mang đặc điểm của một phương pháp dạy học.
Theo T.S Nguyễn Phúc Chỉnh thì: Phương pháp graph dạy học được hiểu là
phương pháp tổ chức rèn luyện tạo được những sơ đồ học tập ở trong tư duy của
HS. Trên cơ sở đó hình thành một phong cách tư duy khoa học mang tính hệ thống.
Cũng như tất cả các phương pháp dạy học khác, phương pháp graph chịu sự chi
phối của mục đích và nội dung dạy học. Về phía người dạy, có thể hiểu phương
pháp graph là hệ thống những cách thức, biện pháp GV sử dụng để cấu trúc nội
dung bài học thành một graph dạy học nhằm đạt mục đích dạy học. Về phía người
học, graph là con đường dẫn học sinh chiếm lĩnh một cách hiệu quả nội dung bài
học, trên cơ sở đó đạt được mục đích học tập, hình thành phương pháp nhận thức
khoa học cho bản thân. Vì vậy, muốn cho phương pháp graph đạt được hiệu quả,
cần phải xác định đúng mục đích dạy học.
Vai trò của graph trong dạy học là rất lớn song hiệu quả đạt được lớn hay nhỏ
là tùy thuộc vào phương pháp và biện pháp sử dụng graph. Trong dạy học, graph có
thể được sử dụng ở tất cả các khâu: Hình thành kiến thức mới; Củng cố và hoàn
thiện kiến thức; Kiểm tra đánh giá. Song nội dung, hình thức và phương pháp sử
dụng graph thì khác nhau ở mỗi khâu.
Khi sản phẩm hoạt động tư duy kết tinh lại thành ngôn ngữ sơ đồ thì cũng là
lúc hoạt động bên trong (tư duy) và hoạt động bên ngoài (vật chất hóa) của HS được
bộc lộ trong mối tác động qua lại với nhau. Quá trình này không chỉ tạo ra nguồn
thông tin xuôi và ngược phong phú, giúp điều khiển quá trình dạy học một cách linh
hoạt, hiệu quả mà còn phát triển năng lực nhận thức HS. Như vậy hiệu quả dạy học
của graph được khai thác một cách triệt để. Đặc biệt giá trị dạy học của sơ đồ có thể
còn tăng lên rất nhiều khi sơ đồ tĩnh được chuyển thành sơ đồ động thông qua kỹ
thuật vi tính và kỹ thuật dạy học.
1.2.1.4. Khái niệm graph nội dung
Graph nội dung là graph phản ánh một cách khái quát, trực quan cấu trúc
lôgic phát triển bên trong của một tài liệu hay bài học. Nói cách khác, graph nội
19
dung là tập hợp những yếu tố thành phần của một nội dung trí dục và mối liên hệ
bên trong giữa chúng với nhau, đồng thời diễn tả cấu trúc lôgic của nội dung dạy
học bằng một ngôn ngữ trực quan, khái quát và súc tích. Mỗi loại kiến thức có thể
được mô hình hoá bằng một loại graph đặc trưng để phản ánh những thuộc tính bản
chất của loại kiến thức đó. Trong dạy học, có thể sử dụng graph nội dung các thành
phần kiến thức hoặc graph nội dung bài học.
1.2.1.5. Khái niệm graph hoạt động
Graph hoạt động là graph mô tả trình tự các hoạt động sư phạm theo lôgic
hoạt động nhận thức nhằm tối ưu hoá bài học. Graph hoạt động là mặt phương pháp,
nó được xây dựng trên cơ sở của graph nội dung kết hợp với các thao tác sư phạm
của thày và hoạt động học của trò ở trên lớp, bao gồm cả việc sử dụng các phương
pháp và phương tiện dạy học. Thực chất graph hoạt động dạy học là mô hình khái
quát và trực quan kiến thức được thể hiện của giáo án. Graph hoạt động là một dạng
angorit hoá hoạt động dạy-học theo phương pháp đường găng (con đường tối ưu).
Trong mỗi bài học, các hoạt động tương ứng với các đơn vị kiến thức, mang
tính hệ thống nên phân bố tuyến tính, tức là thứ tự của các hoạt động đòi hỏi phải có
lôgic khoa học. Các thao tác trong mỗi hoạt động cũng phân bố tuyến tính, theo một
trình tự chặt chẽ. Ví dụ, trong hoạt động H có các thao tác T1, T2, T3, ...Tn, bắt
buộc phải thực hiện xong thao tác 1 mới thực hiện thao tác 2, xong thao tác 2 rồi
mới thực hiện đến thao tác 3...
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 dạyhọc, một bài học sẽ có nhiều hoạt động khác nhau, dùng graph để biết trình tự thực
hiện các hoạt động; hoạt động nào thực hiện trước và hoạt động nào phải thực hiện
khi đã hoàn thành một số công việc khác.
1.2.2. Tác dụng của graph trong dạy học
1.2.2.1. Tạo nên cấu trúc hợp lý bài soạn giảng của giáo viên
Phương pháp soạn bài là phương pháp đặc thù của GV, nó biểu hiện rõ năng
lực nghề nghiệp cũng như năng lực được đào tạo về mặt chuyên môn của người GV.
Bài soạn là sản phẩm của quá trình tìm tòi, suy nghĩ của người GV về việc làm
20
ở trên lớp, căn cứ vào yêu cầu kiến thức cơ bản của bài học. Bài soạn là phương án
lên lớp của người GV.
Graph là công cụ đắc lực cho công tác soạn giảng của người GV vì:
- Graph bài soạn giảng phản ánh được mục đích chính của tiết học, nó chứa đựng
những nội dung kiến thức cơ bản của tài liệu giáo khoa, có tác dụng định hướng cho
- Graph bài soạn giảng phản ánh được lôgic phát triển của nội dung khoa học của
bài học, nó thể hiện quan hệ cấu trúc lôgic khoa học của kiến thức, mối liên hệ giữa
các kiến thức. Qua đó, HS có thể hiểu được phương hướng giải quyết nhiệm vụ
nhận thức.
- Graph bài soạn giảng phản ánh trực quan được các bước tổ chức giờ học của GV,
giúp HS dễ dàng hình dung lại những công việc mà thầy và trò đã thực hiện trong
giờ học.
Thông qua việc sử dụng graph để xây dựng cấu trúc hợp lý của bài soạn, GV
định hướng được kế hoạch lên lớp ngay từ khi soạn giảng, tránh được tình trạng
soạn bài hoặc quá tỉ mỉ hoặc quá sơ sài.
1.2.2.2. Góp phần nâng cao chất lượng dạy và học trên lớp cũng như tự học
Graph mang tính trực quan, cô đọng, khái quát bằng kí hiệu, sơ đồ, có khả
năng diễn đạt những khái niệm trừu tượng, các mối liên hệ ẩn tàng giúp HS hiểu
khái niệm một cách dễ dàng, tiết kiệm ngôn từ diễn đạt của GV, tăng tính gợi mở,
kích thích suy nghĩ HS tiếp thu kiến thức mới chính xác, đồng thời tái hiện lại bài
học và nhớ kiến thức lâu bền hơn. Sử dụng graph để giảng dạy trên lớp, vai trò của
người GV không phải là nguồn phát thông tin duy nhất, không phải là người hoạt
động chủ yếu mà chỉ giữ vai trò thiết kế và điều khiển quá trình học tập của HS. HS
giữ vai trò thi công trong việc lĩnh hội kiến thức từ nội dung tri thức SGK.
Tự học là một hoạt động tâm lý đặc trưng của con người, hoạt động tự học là
hoạt động tự giác, tích cực, tự chiếm lĩnh tri thức khoa học bằng hành động của cá
nhân hướng tới những mục tiêu nhất định. Tự học không chỉ có ý nghĩa trong thời
gian học tập ở nhà trường, mà còn có ý nghĩa lớn trong cuộc đời của mỗi người.
Thông qua hoạt động học tập bằng graph, HS sẽ hình thành tư duy hệ thống. Qua
những bài tập, những câu hỏi mang tính khái quát, GV sẽ hình thành cho HS một
21
phong cách tự học khoa học. Nhờ những graph thể hiện mối quan hệ của các kiến
thức, HS sẽ có một phương pháp ghi nhớ bằng “ngôn ngữ” graph, vừa ngắn gọn, lâu
bền và dễ tái hiện, dễ vận dụng trong những hoàn cảnh cụ thể.
1.2.2.3. Giúp học sinh lĩnh hội và tái hiện nội dung bài lên lớp tốt hơn
Trên lớp, thông qua graph, dưới sự định hướng của GV, HS có thể nắm vững
kiến thức trong SGK một cách chung nhất, sau đó đi sâu vào từng phần kiến thức cụ
thể. Đây là mô hình kiến thức mang tính hệ thống và khái quát hóa cao. HS dễ dàng
định hướng, tập trung vào kiến thức cơ bản, theo dõi được sự phát triển lôgic của
nội dung bài học. Ở nhà, HS có thể tái hiện lại tri thức qua graph.
Vì vậy có thể nói, học tập bằng graph giúp cho chất lượng và độ bền vững
kiến thức tốt hơn so với phương pháp dùng lời.
1.2.2.4. Giúp sử dụng sách giáo khoa có hiệu quả trong dạy và học ở trên lớp
Khi sử dụng graph, bài giảng của GV tập trung vào trọng tâm không sa vào
các chi tiết thứ yếu, không lặp lại toàn văn SGK. Còn khi HS muốn xây dựng graph
thì phải đọc kĩ SGK để lựa chọn kiến thức cơ bản, cốt lõi nhất qua thao tác tư duy
logic, thiết lập các mối liên hệ qua lại giữa cái chung - cái riêng, toàn thể - bộ phận,
cấu trúc - chức năng. Đây là quá trình gia công chuyển hóa tri thức sách vở thành tri
thức bản thân.
Như vậy, việc tổ chức chỉ đạo học tập bằng sử dụng graph để phát huy tác
dụng SGK và tài liệu tham khảo, là một biện pháp tích cực hoá hoạt động học tập
của HS, nó giúp việc chỉ đạo HS trong việc tự học theo SGK cũng như đọc các tài
liệu tham khảo khác.
1.2.2.5. Rèn luyện tư duy cho học sinh
Các hoạt động của GV như: sử dụng graph để mã hóa nội dung cho bài học,
hướng dẫn HS tự lập graph; cùng với các hoạt động tự lực của HS trong việc tự
graph hóa nội dung tri thức. HS muốn hiểu, lĩnh hội được kiến thức, thậm chí tạo ra
các sản phẩm tri thức sáng tạo đòi hỏi HS phải thực hiện thường xuyên, liên tục các
thao tác tư duy lôgic cơ bản, như: phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tượng hóa, khái
quát hóa, hệ thống hóa…
Di truyền học, cụ thể là chương “Tính quy luật của hiện tượng di truyền”,
Sinh học 12 THPT là một phần của Sinh học, nghiên cứu sự vận động của vật chất
22
di truyền (ở cấp độ phân tử và cấp độ tế bào) trong việc truyền đạt thông tin di
truyền và biểu hiện các tính trạng của sinh vật qua các thế hệ. Cho nên, việc sử dụng
sơ đồ hóa có thể diễn đạt một cách chặt chẽ các mối quan hệ tương hỗ đó cũng như
có hệ thống hóa được các khái niệm, các quá trình, các quy luật; kích thích tư duy
cũng như khả năng sáng tạo trong việc thiết lập các sơ đồ kiến thức di truyền, đặc
biệt là nội dung Tính quy luật của hiện tượng di truyền.
1.2.3. Phân loại graph trong dạy học
Khi nghiên cứu về graph, có nhiều cách phân loại graph theo những tiêu chí
phân loại khác nhau, như: phân loại tùy thuộc vào đặc điểm tính chất của đối tượng
nghiên cứu và mục đích sử dụng,... nhưng cách phân loại được nhiều người biết đến
và sử dụng nhiều nhất là cách phân loại graph thành các loại như sau: graph có
hướng - graph vô hướng; graph khép - graph mở; graph đủ - graph câm - graph
khuyết; graph trong graph.
1.2.3.1. Graph có hướng và graph vô hướng
- Graph có hướng (graph định 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.
Hình 1.2. Graph có hướng
- Graph vô hướng: Là graph không chỉ rõ đâu là chiều liên hệ, chiều vận
động của các yếu tố trong sơ đồ. 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.
Hình 1.3. Graph vô hướng
23
