(Luận văn thạc sĩ) xây dựng bản đồ khái niệm tích hợp đa phương tiện bằng phần mềm cmap tools để dạy học chương cơ chế di truyền và biến dị 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 (4.66 MB, 130 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC
NGUYỄN CAO KHÁNH
XÂY DỰNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TÍCH HỢP ĐA PHƢƠNG TIỆN
BẰNG PHẦN MỀM CMAP TOOLS
ĐỂ DẠY HỌC CHƢƠNG CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ
SINH HỌC 12, TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
LUẬN VĂN THẠC SỸ SƢ PHẠM SINH HỌC
HÀ NỘI – 2013
i
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC
NGUYỄN CAO KHÁNH
XÂY DỰNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TÍCH HỢP ĐA PHƢƠNG TIỆN
BẰNG PHẦN MỀM CMAP TOOLS
ĐỂ DẠY HỌC CHƢƠNG CƠ CHẾ DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ
SINH HỌC 12, TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
LUẬN VĂN THẠC SỸ SƢ PHẠM SINH HỌC
Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học (bộ môn Sinh học)
Mã số: 60 14 10
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. Dƣơng Tiến Sỹ
HÀ NỘI – 2013
ii
LỜI CẢM ƠN
Tơi xin cảm ơn Ban Giám Hiệu, Phịng Quản lý Đào tạo – Công tác
sinh viên và các thầy cô trong Trường Đại học Giáo dục, ĐHQGHN cùng các
thầy cô giáo đã giảng dạy tại lớp Cao học LL&PP Dạy học khóa 7 đã dạy dỗ,
chỉ bảo và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian học tập và nghiên
cứu tại Trường.
Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Dương Tiến
Sỹ, người thầy đã tận tình hướng dẫn tơi trong suốt q trình thực hiện luận
văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu và giáo viên, học sinh trường
THPT Nguyễn Gia Thiều đã cộng tác và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tơi trong
q trình thực hiện luận văn.
Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới gia đình, bạn bè và đồng
nghiệp đã ln khích lệ, động viên và giúp đỡ tơi trong thời gian học tập và
hồn thành luận văn.
Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn, do thời gian và điều kiện
cịn có nhiều hạn chế, kính mong nhận được sự thơng cảm của quý thầy cô.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 11 năm 2013
Tác giả
Nguyễn Cao Khánh
iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
BĐKN
Bản đồ khái niệm
CNTT
Công nghệ thông tin
DH
Dạy học
DHKN
Dạy học khái niệm
DTH
Di truyền học
ĐC
Đối chứng
GV
Giáo viên
HS
Học sinh
KN
Khái niệm
KT
Kiểm tra
NST
Nhiễm sắc thể
PPDH
Phương pháp dạy học
SGK
Sách giáo khoa
SH
Sinh học
SHHT
Sinh học hệ thống
SV
Sinh vật
THPT
Trung học phổ thông
TN
Thực nghiệm
iv
MỤC LỤC
Lời cảm ơn ....................................................................................................... iii
Danh mục các chữ viết tắt ................................................................................ iv
Danh mục các bảng ......................................................................................... vii
Danh mục các hình ......................................................................................... viii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1...................................................................................................... 6
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI..................................... 6
1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu BĐKN tích hợp đa phương tiện trên thế
giới, trong nước và ứng dụng trong DH nói chung và DH Sinh học nói riêng 6
1.1.1. Trên thế giới ............................................................................................ 6
1.1.2. Ở trong nước ........................................................................................... 8
1.2. Cơ sở lý luận của đề tài .............................................................................. 9
1.2.1. Khái niệm ................................................................................................ 9
1.2.1.1. Định nghĩa khái niệm ........................................................................... 9
1.2.1.2. Bản chất của KN ................................................................................ 10
1.2.1.2. Kết cấu của KN .................................................................................. 11
1.2.1.3. Phân loại KN ...................................................................................... 11
1.2.1.4. Mối quan hệ giữa các KN .................................................................. 12
1.2.1.5. Cách phân chia KN ............................................................................ 13
1.2.1.6. Cách định nghĩa KN ........................................................................... 14
1.2.1.7. Hệ thống hóa KN ............................................................................... 16
1.2.1.8. Vai trò của KN trong hoạt động nhận thức và dạy học ..................... 16
1.2.1.9. Hình thành và phát triển KN trong DH .............................................. 17
1.2.2. Bản đồ KN tích hợp truyền thơng đa phương tiện ................................ 18
1.2.2.1. Định nghĩa BĐKN tích hợp truyền thông đa phương tiện ................. 18
1.2.2.2. Cơ sở khoa học của BĐKN tích hợp truyền thơng đa phương tiện ... 20
1.2.2.3. Vai trị của BĐKN tích hợp đa phương tiện trong dạy học ............... 23
1.2.3. Giới thiệu tính năng cơ bản của phầ n mề m IHMC CmapTools ........... 24
v
1.3. Cơ sở thực tiễn của đề tài ......................................................................... 27
1.3.1. Thực trạng dạy khái niệm Sinh học 12 (đặc biệt việc sử dụng BĐKN
tích hợp truyền thơng đa phương tiện) ............................................................ 27
1.3.2. Thực trạng về thái độ, phương pháp và kết quả học tập môn Sinh học
12 của HS ở trường THPT .............................................................................. 30
1.3.3. Phân tích nguyên nhân của thực trạng .................................................. 33
Tóm tắt chương 1 ............................................................................................ 35
CHƢƠNG 2.................................................................................................... 36
XÂY DỰNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TÍCH HỢP ĐA PHƢƠNG TIỆN
BẰNG PHẦN MỀM CMAP TOOLS ĐỂ DẠY HỌC CHƢƠNG CƠ CHẾ
DI TRUYỀN VÀ BIẾN DỊ SINH HỌC 12, TRUNG HỌC PHỔ THƠNG
......................................................................................................................... 36
2.1. Phân tích lơgic cấu trúc nội dung chương Cơ chế di truyền và biến dị,
Sinh học lớp 12................................................................................................ 36
2.1.1. Sự hình thành và phát triển khái niệm di truyền học từ di truyền sinh
học 9 đến di truyền sinh học 12. ..................................................................... 36
2.1.2. Nội dung chi tiết chương I: Cơ chế di truyền và biến dị ...................... 37
2.2. Các nguyên tắc DHKN Sinh học ở trường THPT ................................... 41
2.2.1. Quán triệt mục tiêu dạy học .................................................................. 41
2.2.2. Đảm bảo tính khoa học chính xác của nội dung dạy học ..................... 42
2.2.3. Đảm bảo tính hệ thống và tính kế thừa ................................................. 42
2.2.4. Đảm bảo phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh ...................... 42
2.2.5. Đảm bảo sự thống nhất giữa cụ thể và trừu tượng ................................ 43
2.2.6. Đảm bảo thuận lợi cho việc đánh giá và tự đánh giá của học sinh ....... 44
2.3. Qui trình xây dựng BĐKN tích hợp đa phương tiện ............................... 44
2.4. Xây dựng BĐKN tích hợp đa phương tiện với sự hỗ trơ ̣ của phầ n mề m
Cmap Tools ..................................................................................................... 46
2.4.1. Xây dựng BĐKN tích hợp đa phương tiện tổng quát ........................... 46
2.4.2. Xây dựng BĐKN tích hợp đa phương tiện chi tiết ............................... 46
vi
2.4.3. Tùy biến hệ thống BĐKN tích hợp đa phương tiện để tích cực hóa q
trình nhận thức cho HS.................................................................................... 49
2.4.3.1. BĐKN tích hợp đa phương tiện có lỗi sai.......................................... 49
2.4.3.2. BĐKN tích hợp đa phương tiện khuyết ............................................. 50
2.4.3.3. BĐKN tích hợp đa phương tiện câm ................................................. 53
2.5. Qui trình sử dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện trong dạy học chương
cơ chế di truyền và biến dị .............................................................................. 53
2.5.1. Sử dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện trong khâu dạy kiến thức mới
......................................................................................................................... 54
2.5.1.1. Sử dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện dạng khuyết .................... 54
2.5.1.2. Sử dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện hồn chỉnh ...................... 59
2.5.2. Sử dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện trong khâu củng cố, hoàn thiện
kiến thức .......................................................................................................... 61
2.5.2.1. Sử dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện dạng khuyết. ................... 61
2.5.3. Sử dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện trong khâu kiểm tra đánh giá
......................................................................................................................... 65
2.5.3.1. Sử dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện câm.................................. 65
2.5.3.2. Sử dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện khuyết ............................. 66
2.5.4. Sử dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện do HS tự xây dựng .............. 67
Tóm tắt chương 2 ............................................................................................ 68
CHƢƠNG 3.................................................................................................... 69
THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ....................................................................... 69
3.1. Mục đích thực nghiệm ............................................................................. 69
3.2. Nội dung thực nghiệm .............................................................................. 69
3.2.1. Các bài thực nghiệm.............................................................................. 69
3.2.2. Đề kiểm tra thực nghiệm ....................................................................... 69
3.3. Phương pháp thực nghiệm ....................................................................... 69
3.3.1. Chọn trường thực nghiệm ..................................................................... 69
3.3.2. Chọn học sinh thực nghiệm................................................................... 69
vii
3.3.3. Chọn giáo viên thực nghiệm ................................................................. 70
3.3.4. Phương án thực nghiệm ........................................................................ 70
3.4. Xử lý số liệu và kết quả thực nghiệm ...................................................... 70
3.4.1. Phân tích định lượng ............................................................................. 70
3.4.1.1. Lập bảng phân phối thực nghiệm và vẽ đồ thị ................................... 70
3.4.1.2. Tính các giá tri ̣đă ̣c trưng của mẫu ..................................................... 74
3.4.1.3. So sánh giá trị trung bình và kiểm định bằng giả thuyết H0 với tiêu
chuẩn U của phân bố tiêu chuẩn ..................................................................... 77
3.4.1.4. Phân tích phương sai (Analysis of Variance = ANOVA).................. 80
3.4.1.5. So sánh giá trị trung bình của các nhóm lớp TN và ĐC trong và sau
thực nghiệm ..................................................................................................... 82
3.4.2. Phân tích định tính ................................................................................ 82
Tóm tắt chương 3 ............................................................................................ 86
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ............................................................... 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 89
PHỤ LỤC ....................................................................................................... 91
viii
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Bảng điều tra thực trạng DHKN môn Sinh học 11 ........................ 27
Bảng 1.2. Phiếu điều tra cho học sinh ............................................................. 31
Bảng 2.1. Mục tiêu từng bài trong chương: “Cơ chế di truyền và biến dị” .... 38
Bảng 3.1. Tên bài dạy đã soạn giáo án sử dụng phương pháp BĐKN ........... 69
Bảng 3.2. Các giá trị đặc trưng của mẫu trong TN ......................................... 75
Bảng 3.3. Các giá trị đặc trưng của mẫu sau TN ............................................ 76
Bảng 3.4. Kết quả so sánh giá tri ̣trung biǹ h và kiể m đinh
̣ giả thuyết H0...... 78
Bảng 3.5. Các giá trị đặc trưng của mẫu sau TN ............................................ 79
Bảng 3.6. Phân tích phương sai điểm các bài kiểm tra trong TN .................. 81
Bảng 3.7. Phân tích phương sai điểm các bài kiểm tra sau TN ..................... 81
vii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Các hệ thống bộ nhớ chủ chốt của não bộ đều tác động qua lại với
nhau khi chúng ta đang học ............................................................................. 21
Hình 1.2: Trang web ....................................................... 25
Hình 1.3: Cửa sổ View .................................................................................... 26
Hình 2.2. BĐKN tích hợp đa phương tiện tổng quát về cơ chế di truyền và
biến dị .............................................................................................................. 46
Hình 2.3. BĐKN tích hợp đa phương tiện chi tiết về khái niệm Nucleotit 47
Hình 2.4. BĐKN tích hợp đa phương tiện chi tiết về khái niệm Gen............. 47
Hình 2.5. BĐKN tích hợp đa phương tiện chi tiết về khái niệm NST ............ 48
Hình 2.6. BĐKN tích hợp đa phương tiện chi tiết về các qui luật di truyền.
......................................................................................................................... 48
Hình 2.7. BĐKN tích hợp đa phương tiện hồn chỉnh bản đồ chi tiết có chỗ
sai cho KN gen, trong đó có 2 KN sai để HS tìm và phát hiện .................... 50
Hình 2.8. BĐKN tích hợp đa phương tiện khuyết về mức độ xoắn NST ....... 50
Hình 2.9. BĐKN tích hợp đa phương tiện khuyết về dạng đột biến NST ...... 50
Hình 2.10. BĐKN tích hợp đa phương tiện khuyết mệnh đề quan hệ về khái
niệm NST ........................................................................................................ 51
Hình 2.11. BĐKN tích hợp đa phương tiện khuyết hỗn hợp về các quy luật di
truyền ............................................................................................................... 51
Hình 2.12. BĐKN tích hợp đa phương tiện khuyết hỗn hợp về khái niệm Gen
......................................................................................................................... 52
Hình 2.13. BĐKN tích hợp đa phương tiện khuyết hỗn hợp về khái niệm NST
......................................................................................................................... 52
Hình 2.14. BĐKN tích hợp đa phương tiện câm về Nucleotit ........................ 53
Hình 2.15. BĐKN tích hợp đa phương tiện khuyết về khái niệm Nhiễm sắc
thể. ................................................................................................................... 54
Hình 2.16. Đáp án BĐKN tích hợp đa phương tiện về khái niệm Nhiễm sắc
thể. ................................................................................................................... 55
Hình 2.17. Bài tập phân biệt ĐB đa bội và ĐB lệch bội ................................. 56
viii
Hình 2.18. BĐKN tích hợp đa phương tiện khuyết hỗn hợp về KN Gen....... 56
Hình 2.19. Đáp án BĐKN tích hợp đa phương tiện khuyết hỗn hợp về KN
Gen. ................................................................................................................. 57
Hình 2.20. Tranh các cấp độ xoắn của nhiễm sắc thể. .................................... 58
Hình 2.21. BĐKN tích hợp đa phương tiện khuyết khái niệm về các cấp độ
xoắn của NST .................................................................................................. 58
Hình 2.22. Đáp án BĐKN tích hợp đa phương tiện về các cấp độ xoắn của
NST ................................................................................................................. 59
Hình 2.23. BĐKN tích hợp đa phương tiện về cơ chế di truyền và biến dị ... 60
Hình 2.24. Bài tập kéo thả về khái niệm đột biến gen .................................... 60
Hình 2.25. Một số hình ảnh minh họa về đột biến gen ................................... 60
Hình 2.26. BĐKN tích hợp đa phương tiện về các dạng đột biến gen. .......... 61
Hình 2.27. BĐKN tích hợp đa phương tiện về khuyết hỗn hợp về mối quan hệ
giữa gen và các quy luật di truyền. ................................................................. 62
Hình 2.28. Đáp án BĐKN tích hợp đa phương tiện về khuyết hỗn hợp về mối
quan hệ giữa gen và các quy luật di truyền. .................................................... 63
Hình 2.29. BĐKN tích hợp đa phương tiện có lỗi sai về khái niệm Gen ....... 64
Hình 2.30. Đáp án BĐKN tích hợp đa phương tiện có lỗi sai về KN Gen ..... 65
Hình 2.31. BĐKN tích hợp đa phương tiện câm về khái niệm Nucleotit ....... 65
Hình 2.32. Đáp án BĐKN tích hợp đa phương tiện câm về KN Nucleotit .... 66
Hình 2.33. BĐKN tích hợp đa phương tiện khuyết khái niệm về NST .......... 67
Hình 2.34. BĐKN tích hợp đa phương tiện hồn chỉnh về đột biến gen do HS
tự xây dựng ...................................................................................................... 68
Hình 3.1. Bảng phân phối thực nghiệm theo tần suất điểm ............................ 72
Hình 3.2. Biểu đồ so sánh tần suất điểm ......................................................... 72
Hình 3.3. Bảng so sánh và đồ thị so sánh tần suất hội tụ tiến ......................... 73
Hình 3.4. Các giá trị đặc trưng của mẫu ......................................................... 75
Hình 3.5. Kết quả so sánh giá tri ̣trung biǹ h và kiể m đinh
̣ giả thuyế t H0 ...... 78
Hình 3.6. Phương sai điểm của các bài kiểm tra trong thực nghiệm .............. 80
Hình 3.7. So sánh độ bền kiến thức trước và sau thực nghiệm của khối thực
nghiệm và đối chứng ....................................................................................... 82
ix
x
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
1.1. Xuất phát từ tính cấp thiết của việc đổi mới PPDH và nâng cao chất
lượng giáo dục trong trường phổ thông hiện nay
Đổi mới PPDH trong trường THPT không những là vấn đề thời sự, cấp
thiết mà còn là vấn đề trung tâm của lý luận về phương pháp dạy - học, không
chỉ ở nước ta mà trên cả phạm vi toàn thế giới trong bối cảnh hội nhập, tồn
cầu hóa.
u cầu đổi mới PPDH cần đề cao vai trò của người học, chống lại thói
quen học tập thụ động và bồi dưỡng năng lực tự học nhằm giúp cho người
học có khả năng tự học, tự nghiên cứu và tự cập nhật tri thức.
1.2. Xuất phát từ tầ m quan trọng của DHKN trong daỵ học Sinh học ở
trường phổ thông
Trong DH, khơng chỉ chú ý đến hình thành và phát triển các KN riêng
lẻ mà cần phải quan tâm đến cả một hệ thống KN liên quan với nhau. Chính
sự xác lập các mối quan hệ logic và liên tục trong sự hình thành hệ thống KN
là cơ sở của sự hình thành thế giới quan khoa học.
Đối với bộ mơn Sinh học, kiến thức cơ bản nhất là hệ thống các KN,
các quy luật sinh học liên hệ chặt chẽ với nhau được hình thành và phát triển
theo một trật tự logic. Việc phân loại, sắp xếp các KN Sinh học thành hệ
thống là rất quan trọng. Với khối lượng KN rất lớn nếu lĩnh hội khơng có hệ
thống thì HS không thể nắm vững, nhớ lâu và vận dụng được.
1.3. Xuất phát từ thực trạng dạy và học bộ môn Sinh học ở trường phổ
thông hiện nay
Chất lượng kiến thức của HS phần lớn phụ thuộc vào việc nắm vững ý
nghĩa của mỗi KN, nắm được nội dung của từng định nghĩa KN Sinh học.
Tuy nhiên giống như các mơn học khác, có một tình trạng khá phổ biến là HS
chỉ chú ý học thuộc lòng KN Sinh học, mà coi nhẹ việc nắm vững bản chất
KN. Điều đó làm cho HS lúng túng khi vận dụng vào các bài tập, giải quyết
các tình huống trong thực tiễn đời sống.
1
1.4. Xuất phát từ ưu điểm của BĐKN tích hợp đa phương tiện.
BĐKN tích hợp đa phương tiện có tác dụng kết nối các thông tin mới
và các thông tin đã có. BĐKN tích hợp đa phương tiện có thể được tiến hành
ở nhiều mức độ khác nhau, ở nhiều khâu khác nhau trong quá trình giảng dạy
các kiến thức trên lớp, đồng thời cũng rèn luyện cho HS cách hệ thống các
kiến thức trong tự học ở nhà.
BĐKN tích hợp đa phương tiện cho phép tích hợp các file hình ảnh,
video…vào các ơ khái niệm nhờ đó các dấu hiệu nhận biết của khái niệm
được làm rõ và minh họa cụ thể. Do vậy bài giảng của giáo viên trở nên sinh
động, rõ ràng, mạch lạc và HS dễ dàng tiếp thu và vận dụng khái niệm.
1.5. Xuất phát từ đặc điểm chương trình, SGK sinh học 12 và nhằm nâng
cao chất lượng dạy học chương cơ chế di truyền và biến dị sinh học 12,
THPT
Chương “Cơ chế di truyền và biến dị” là một chương quan trọng trong
chương trình Sinh học 12, bao gồm hệ thống các KN cơ bản có mối quan hệ
rất chặt chẽ với nhau. Do đó, việc thực hiện xây dựng BĐKN tích hợp đa
phương tiện trong phần này là rất hữu ích cho quá trình DH.
1.6. Xuất phát từ sự phát triển khoa học và công nghệ, đặc biệt là áp dụng
CNTT vào giảng dạy
CNTT ngày càng ảnh hưởng sâu sắc lên mọi lĩnh vực của đời sống xã
hội, trong đó có giáo dục. Chính vì thế, khả năng thu nhận, xử lý để hiểu biết
thơng tin một cách nhanh chóng và chính xác là hết sức quan trọng. Điều đó,
đã dẫn đến phải thay đổi PPDH chuyển từ việc dạy chữ sang dạy cách tìm
kiếm, thu nhận và xử lý thơng tin để đạt được mục tiêu giáo dục.
Một trong những thế mạnh của việc ứng dụng CNTT trong giáo dục đào tạo là xây dựng và sử dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện trong DH với
sự hỗ trợ của phần mềm Cmap Tools.
Xuất phát từ những lý do trên chúng tơi chọn đề tài: “Xây dựng bản đồ
khái niệm tích hợp đa phương tiện bằng phần mềm Cmap Tools để dạy học
chương cơ chế di truyền và biến dị sinh học 12, trung học phổ thông”.
2
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng và sử dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện với sự hỗ trợ của
phần mềm Cmap Tools nhằm góp phần nâng cao hiệu quả DH chương cơ chế
di truyền và biến dị sinh học 12, THPT.
3. Đối tƣợng và khách thể nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Hệ thống KN trong chương cơ chế di truyền và biến dị sinh học 12,
THPT.
- Ứng dụng của phần mềm Cmap Tools trong việc thiết kế BĐKN tích
hợp đa phương tiện cho chương cơ chế di truyền và biến dị sinh học.
3.2. Khách thể nghiên cứu
- Quá trình DH chương cơ chế di truyền và biến dị, sinh học 12 THPT.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu xác định được nguyên tắc, quy trình xây dựng và phương pháp sử
dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện trong chương cơ chế di truyền và biến
dị sinh học 12, THPT nhờ sự hỗ trợ của phần mềm Cmap Tools thì sẽ nâng
cao chất lượng dạy và học.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
5.1. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết
-
Nghiên cứu tổng quan tình hình nghiên cứu về BĐKN tích hợp đa
phương tiện trên thế giới và trong nước;
-
Nghiên cứu cơ sở lý luận về KN và BĐKN tích hợp đa phương tiện làm
cơ sở lý thuyết để vận dụng vào DH chương cơ chế di truyền và biến dị
sinh học 12, THPT.
-
Nghiên cứu tính năng cơ bản của phầ n mề m IHMC CmapTools để xây
dựng hệ thống BĐKN tích hợp đa phương tiện chương cơ chế di truyền
2
và biến dị sinh học 12, THPT đảm bảo tính khoa học, có tính tương tác
cao và hợp lý.
5.2. Nghiên cứu cơ sở thực tiễn
-
Điều tra thực trạng sử dụng phương pháp DHKN Sinh học 12;
-
Điều tra thực trạng về thái độ và kết quả học tập bộ môn của HS ở trường
THPT.
5.3. Phân tích cấu trúc nội dung, chương trình SGK Sinh học 12 THPT.
5.4. Xác định hệ thống nguyên tắc DH các KN trong chương cơ chế di
truyền và biến dị sinh học 12, THPT.
5.5. Xác định quy trình xây dựng BĐKN tích hợp đa phương tiện trong DH
chương cơ chế di truyền và biến dị sinh học 12, THPT”.
5.6. Đề xuất phương pháp sử dụng BĐKN tích hợp đa phương để DH
chương cơ chế di truyền và biến dị, sinh học 12 THPT một cách hiệu quả.
5.7. Thực nghiệm sư phạm: Nhằm đánh giá hiệu quả và tính khả thi của giả
thuyết đề tài đã đặt ra.
6. Phƣơng pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau:
6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Nghiên cứu các văn bản của Đảng và Nhà nước, Bộ Giáo dục và đào
tạo về chủ trương chính sách đối với giáo dục, đặc biệt là ứng dụng
CNTT trong giáo dục.
- Nghiên cứu tài liệu và một số công trình khoa học liên quan đến nội
dung đề tài.
- Nghiên cứu các công cụ và phương tiện hỗ trợ thiết kế bản đồ tích hợp
đa phương tiện.
- Nghiên cứu nội dung chương cơ chế di truyền và biến dị, sinh học 12
THPT.
3
6.2. Phương pháp điều tra cơ bản
Thiết kế các mẫu phiếu điều tra GV và HS nhằm tìm hiểu thực trạng có
liên quan trực tiếp đến đề tài và đánh giá hiệu quả khi sử dụng BĐKN tích
hợp đa phương tiện.
6.3. Phương pháp chuyên gia
Trao đổi, xin ý kiến các chuyên gia để giúp định hướng cho việc triển
khai đề tài.
6.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
Sử dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện bằng phần mềm Cmaptools để
DH chương cơ chế di truyền và biến dị, sinh học 12 cho nhóm HS THPT thực
nghiệm. Đánh giá so sánh hiệu quả DH với nhóm học sinh ĐC.
6.5. Phương pháp thống kê tốn học
Phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm bằng phần mềm Microsoft
Excel 2007.
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học: BĐKN tích hợp đa phương tiện là một công cụ
mạnh cho phép tổ chức kiến thức có hệ thống đồng thời cho phép tích hợp đa
phương tiện bao gồm các hình tĩnh và động giúp người học nhanh chóng nắm
vững khái niệm. BĐKN tích hợp đa phương tiện cho phép tùy biến thành các
dạng BĐKN khuyết, BĐKN câm…phù hợp với mục đích, nội dung, đối
tượng HS và điều kiện dạy học giúp tích cực hóa q trình hoc nhằm phát
triển năng lực HS.
Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu có thể làm tài liệu tham khảo cho
các GV môn sinh học trong quá trình dạy học.
8. Những kết quả nghiên cứu và đóng góp mới của luận văn
-
Hệ thống hóa cơ sở lý luận về KN và vai trò, ý nghĩa của BĐKN tích hợp
đa phương tiện trong dạy học Sinh học.
4
-
Xác định hệ thống nguyên tắc DH các KN trong chương cơ chế di truyền
và biến dị sinh học 12, THPT”.
-
Xác định qui trình xây dựng BĐKN tích hợp đa phương tiện và xây dựng
hệ thống BĐKN tích hợp đa phương tiện của chương cơ chế di truyền và
biến dị sinh học 12, THPT bằng phần mềm Cmap Tools.
-
Đề xuất phương pháp sử dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện để DH
chương cơ chế di truyền và biến dị, sinh học 12, THPT.
-
Thiết kế một số giáo án mẫu có sử dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện
trong DH chương cơ chế di truyền và biến dị sinh học 12, THPT.
9. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ
lục, nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương:
- Chương 1: Cở sở lý luận và thực tiễn của đề tài.
- Chương 2: Xây dựng và sử dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện để
DH chương cơ chế di truyền và biến dị sinh học 12, THPT với sự hỗ
trợ của phần mềm Cmap Tools.
- Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.
5
CHƢƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
1.1. Tổng quan tình hình nghiên cứu BĐKN tích hợp đa phƣơng tiện trên
thế giới, trong nƣớc và ứng dụng trong DH nói chung và DH Sinh học nói
riêng
1.1.1. Trên thế giới
Năm 1968, BĐKN tích hợp đa phương tiện được phát sinh từ lý thuyết
tiếp thu kiến thức của David Ausubel. Theo David Ausubel, tiếp thu kiến thức
một cách logic xuất hiện khi kiến thức mới liên hệ có ý thức, có mục đích với
kiến thức trước. Sự tiếp thu kiến thức logic là người học sẽ hiểu sâu, nhớ lâu
và dễ áp dụng trong các tình huống hơn là tiếp thu bằng cách học vẹt.
Năm 1972, trong chương trình nghiên cứu của Joseph D. Novak và
cộng sự ở đại học Cornell, BĐKN tích hợp đa phương tiện đã được phát triển.
BĐKN tích hợp đa phương tiện được trình bày bằng sơ đồ những KN và mối
quan hệ của chúng, giúp sinh viên tổ chức thông tin về các KN khoa học theo
logic tạo thuận lợi cho việc học. BĐKN tích hợp đa phương tiện dựa trên tiền
đề là các KN khơng tồn tại riêng biệt mà có quan hệ với những KN khác [16,
17].
Năm 1984, Novak và Gowin đã phát triển kỹ thuật BĐKN tích hợp đa
phương tiện nhằm đánh giá kiến thức KN của người học. Ông cũng sử dụng
BĐKN tích hợp đa phương tiện để xác định những thay đổi đang xảy ra trong
nhận thức của sinh viên.
Năm 1998, Novak, Mintzes và Wandersee đã nhận thấy từ mục đích
đầu tiên của BĐKN tích hợp đa phương tiện là xác định những kiến thức đã
có của người học. Theo Novak “Sự tạo thành kiến thức mới không chỉ là sự
học hiểu ở trình độ cao mà cịn phụ thuộc vào cách tổ chức cấu trúc kiến thức
của mỗi cá nhân trong những vùng nhận thức riêng biệt, và thậm chí cịn phụ
thuộc vào cảm hứng trong việc tìm ra kiến thức mới”, “Trong DH, sáng tạo,
6
và sử dụng kiến thức BĐKN tích hợp đa phương tiện như là cơng cụ hiệu quả
trong trường học” [16].
Ngồi ra, BĐKN tích hợp đa phương tiện cũng được nghiên cứu trong
việc lập kế hoạch giảng dạy (Bascones & Novak, 1985; Novak, 1991; Novak,
1998) và đã ứng dụng ở trường đại học Cornell (Hoa Kì) [16].
Hiện nay BĐKN tích hợp đa phương tiện đã được nghiên cứu và sử
dụng rộng rãi với nhiều mục đích khác nhau như giúp người học ghi nhớ KN,
đánh giá kết quả học tập, lập kế hoạch giảng dạy…
Ngay từ khi mới được nghiên cứu, các nhà khoa học và giáo dục đã tìm
cách ứng dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện vào nghiên cứu cũng như hoạt
động giảng dạy môn Sinh học tại các nhà trường.
Theo cơng trình nghiên cứu của J.D Novak (1980), BĐKN tích hợp đa
phương tiện trong giảng dạy Sinh học có thể xem xét gần giống một số biểu
đồ mạng nhện (spider chart) hay biểu đồ lưu lượng (flow diagram). Ứng dụng
có hiệu quả nhất của BĐKN tích hợp đa phương tiện trong việc giảng DH tập
là cách tổ chức thứ bậc trong cấu trúc.
Năm 1995, Soyibo đã nghiên cứu sử dụng BĐKN tích hợp đa phương
tiện để so sánh nội dung kiến thức trong SGK Sinh học.
Năm 1999, Bahar và cộng sự cho đề kiểm tra là dựa vào các từ cho sẵn
để vẽ BĐ kiến thức về các lĩnh vực cơ bản của DTH dành cho sinh viên năm
đầu tiên ngành Sinh học. Kết quả nghiên cứu của Bahar cho thấy đa số sinh
viên có thể tạo được bản đồ với khoảng mười từ chìa khóa.
Năm 2000, Ian M. Kinchin coi BĐKN tích hợp đa phương tiện là cơng
cụ hỗ trợ cho DH Sinh học vì vậy việc ứng dụng là rất cần thiết. [18, 19].
Trong đề tài nghiên cứu “ Concept Maps: A Tool for Use in Biology
Teaching” Stewart, James và cô ̣ng sự đã khái quát mơ ̣t sớ hình thức sử du ̣ng
BĐKN tích hợp đa phương tiện trong DHKN sinh ho ̣c, với hai mơ hình cu ̣ thể
sử du ̣ng BĐKN tích hợp đa phương tiện để dạy di truyền và sinh thái học .
Các tác giả cũng đề xuất viê ̣c sử du ̣ng BĐKN tích hợp đa phương tiện như
7
mô ̣t công cu ̣ giảng da ̣y , thiế t kế chương trình cũng như là phương tiê ̣n đánh
giá thành quả học tập của HS.
Trong dạy và học môn Sinh học, các KN tồn tại riêng biệt, mỗi KN độc
lập có liên quan đến các KN khác. Mỗi một BĐKN tích hợp đa phương tiện
mơ tả thứ bậc và các mối quan hệ của tất cả các KN trong đó. Q trình xây
dựng BĐKN tích hợp đa phương tiện đòi hỏi một tư duy trực tiếp tổng hợp.
Trong cố gắng này, phải xác định các KN chính và các KN phù hợp với mỗi
chủ đề. Điều đó yêu cầu phải hiểu sâu về chủ đề và loại bỏ được bất kỳ một
KN nhầm lẫn nào.
Một ưu điểm lớn của việc sử dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện
trong dạy Sinh học đó là việc cung cấp những hình ảnh trực quan của KN mà
qua đó việc học được tập trung và rõ ràng hơn. Điều đó giúp GV chuyển
những hình ảnh và những mối quan hệ giữa các KN trong chủ đề tới người
học một cách dễ dàng.
Năm 2008, Firas Corri & Radwan O. AL-Abed đã chỉ ra rằng BĐKN
tích hợp đa phương tiện cũng giúp GV kiểm tra được kiến thức của HS qua
việc xây dựng cấu trúc bản đồ, nắm bắt các mối liên kết cũng như tạo ra các
liên kết mới một cách phù hợp với chủ đề đang nghiên cứu. Bằng cách như
vậy, sử dụng thành thạo BĐKN tích hợp đa phương tiện cũng giúp người học
có thể tự đánh gía được kiến thức của mình trong lĩnh vực mơn học. Cịn
trong tài liệu “Using concept maps in Biology Lesons” cũng của hai tác giả
trên đã cho rằng việc sử dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện trong dạy học
Sinh học là có hiệu quả. Theo nghiên cứu này, các sinh viên tỏ ra nhất trí cao
với việc sử dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện và nhận ra các giá trị trong
đó[15].
1.1.2. Ở trong nước
Ở trong nước, BĐKN tích hợp đa phương tiện cịn là một KN mới mẻ,
mới chỉ có các nghiên cứu ban đầu của các nhà khoa học và giáo dục điển
hình như Nguyễn Phúc Chỉnh [3], Phan Đức Duy [5]. Các tác giả chủ yếu
8
nghiên cứu về cơ sở lý luận, vai trò và đưa ra quy trình xây dựng BĐKN tích
hợp đa phương tiện trong DH.
Một số trường Đại học như Đại học Cần Thơ đã đưa BĐKN tích hợp đa
phương tiện vào DH. Một số chương trình giáo dục nước ngồi tại nước ta
cũng sử dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện như chương trình Intel.
Năm 2007, Đặng Thị Quỳnh Hương đã nghiên cứu và bước đầu ứng
dụng BĐKN tích hợp đa phương tiện trong dạy học Sinh học (luận văn thạc
sỹ), trong đó tác giả chú ý đến việc xây dựng một số BĐKN tích hợp đa
phương tiện trong chương trình Sinh học phổ thông như sinh sản, trao đổi
chất, hô hấp, quang hợp.
Năm 2009, Trương Công Năng đã nghiên cứu và xây dựng BĐKN tích
hợp đa phương tiện trong DH chương Cảm ứng, Sinh học 11 THPT và Kiều
Thị Kim Khánh cũng đã nghiên cứu và xây dựng BĐKN tích hợp đa phương
tiện để DHKN Sinh học THPT phần Sinh trưởng và phát triển.
1.2. Cơ sở lý luận của đề tài
1.2.1. Khái niệm
1.2.1.1. Định nghĩa khái niệm
Trong tư duy của con người , các sự vật hiện tượng được phản ánh
thông qua các dấ u hiê ̣u cơ bản và không cơ bản , trong đó các dấ u hiê ̣u cơ bản
khác biê ̣t của đố i tươ ̣ng đươ ̣c phản ánh trong nhâ ̣n thức của con người ta ̣o
thành dấu hiệu của KN biểu thị sự vật đó . Bấ t kỳ mơ ̣t hành đơ ̣ng tư duy nào
cũng mang đặc trưng tư duy bằng KN , không có KN không thể tư duy đươ ̣c
Một số tác giả đã định nghĩa KN như sau:
Theo Đinh Quang Báo và Nguyễn Đức Thành (1998): “KN là những tri
thức khái quát về những dấu hiệu bản chất và thuộc tính chung nhất của từng
nhóm sự vật, hiện tượng cùng loại; về những mối liên hệ và tương quan tất
yếu giữa các sự vật, hiện tượng khách quan” [1, tr108].
9
Theo Lê Thanh Thập (2000): “KN là một hình thức của tư duy phản
ánh những thuộc tính, những mối quan hệ bản chất đặc trưng của các sự vật
hiện tượng trong thế giới khách quan ” [13, tr.31].
Theo Vương Tất Đạt (2007): “KN là hình thức của tư duy, trong đó
phản ánh dấu hiệu cơ bản khác biệt của một sự vật đơn nhất hay lớp các sự
vật đồng nhất. Trong KN, thứ nhất, bản chất của các sự vật được phản ánh,
thứ hai, sự vật hay lớp sự vật nổi bật trên cơ sở của các dấu hiệu cơ bản khác
biệt” [9. tr25].
Như vậy, KN là hình thức cơ bản của tư duy, phản ánh những dấu hiệu,
thuộc tính chung nhất, bản chất nhất của từng nhóm sự vật, hiện tượng cùng
loại, về những mối tương quan tất yếu giữa các sự vật, hiện tượng khách
quan.
1.2.1.2. Bản chất của KN
Các sự vật hiện tượng được phản ánh thông qua các dấu hiệu cơ bản và
không cơ bản , trong đó các dấ u hiê ̣u cơ bản khác biê ̣t của đố i tươ ̣ng đươ ̣c
phản ánh trong nhận thức của con người tạo thành dấu hiệu
của KN biểu thị
sự vâ ̣t đó. Bấ t kỳ mô ̣t hành đô ̣ng tư duy nào cũng mang đă ̣c trưng tư duy bằ ng
KN, không có KN sẽ không có tư duy.
Logic hình thức xem “KN là một yếu tố đơn giản của sự suy nghĩ, là
một bộ phận của phán đốn, KN chỉ là cơng cụ suy nghĩ và có tính chất qui
ước để thuận tiện cho việc trao đổi sự suy nghĩ”. Các nhà triết học duy tâm hạ
thấp vai trò của KN nên xem xét các KN khoa học chỉ là công cụ của nhận
thức khoa học, chỉ là những từ mà đằng sau chúng không có hiện thực nào cả.
Logic biện chứng xem “KN là sự kết tinh nhận thức của con người, KN
là hình thức tư duy phản ánh sự vận động, phát triển của thực tại khách quan.
KN khoa học là sự tổng kết các tri thức về những dấu hiệu, thuộc tính chung
và bản chất giữa các sự vật hiện tượng”.
Logic biện chứng cho thấy một KN luôn tồn tại ba thuộc tính cơ bản
gồm tính chung, tính bản chất và tính phát triển.
10
Tóm lại: Logic biện chứng xem KN là sự thống nhất biện chứng giữa
đơn nhất và phổ biến, giữa cụ thể và trừu tượng, giữa nội dung và hình thức.
1.2.1.2. Kết cấu của KN
Bất cứ một KN nào đều cho ta biết hai mặt của sự vật hiện tượng đó là
nội hàm và ngoại diên:
- Nội hàm của KN: Nội hàm của KN là những dấu hiệu bản chất, khác
biệt của các đối tượng (sự vật hay hiện tượng) được phản ánh trong
KN, giúp phân biệt đối tượng mà nó phản ánh với những đối tượng
khác. Như vậy, nội hàm của KN chính là nội dung hay chất của KN.
- Ngoại diên của KN: Ngoại diên của KN là tập hợp các đối tượng mang
các dấu hiệu chung, bản chất được phản ánh trong nội hàm. Như vậy,
ngoại diên của KN chính là mặt lượng của KN.
1.2.1.3. Phân loại KN
- Phân loại KN dựa vào nội hàm:
KN cụ thể và KN trừu tượng: KN cụ thể phản ánh một hay một lớp đối
tượng thực tế đang tồn tại (Ví dụ: đột biến gen, đột biến NST…) còn
KN trừu tượng phản ánh những thuộc tính chung, những mối quan hệ
của các đối tượng.
KN khẳng định và KN phủ định: KN khẳng định phản ánh sự tồn tại
của đối tượng xác định hay các thuộc tính, các quan hệ của đối tượng
(Ví dụ: thuần chủng…), cịn KN phủ định phản ánh sự không tồn tại
của đối tượng hay các thuộc tính, các quan hệ của đối tượng (Ví dụ:
khơng thuần chủng…)
KN đơn và KN kép (KN không tương quan/ tương quan): KN đơn là
KN chỉ sự tồn tại của KN này khơng phụ thuộc vào KN khác, cịn KN
kép là KN chỉ sự tồn tại của KN này phụ thuộc vào KN khác.
- Phân loại KN dựa vào ngoại diên:
KN riêng: Là KN mà ngoại diên của nó chỉ có một đối tượng.
KN chung: Là KN mà ngoại diên của nó có từ 2 đối tượng trở lên.
11
KN tập hợp: Là KN khi ngoại diên của nó có từ 2 đối tượng trở lên và
chỉ được xác lập khi tập hợp 1 số đối tượng nào đó.
KN loại (KN giống): là KN mà ngoại diên của nó được phân chia thành
các lớp con.
Khái niệm hạng (KN lồi): là KN mà ngoại diên của nó được phân chia
từ KN loại (KN giống).
Việc phân chia KN loại và KN hạng chỉ mang tính tương đối, phụ
thuộc vào mối quan hệ của các đối tượng
1.2.1.4. Mối quan hệ giữa các KN
Mối quan hệ giữa các KN chính là quan hệ giữa ngoại diên của các KN
được chia làm 2 loại cơ bản là quan hệ hợp và quan hệ không hợp:
Mối quan hệ hợp: Là quan hệ giữa các KN mà ngoại diên của chúng có
ít nhất một bộ phận chung nhau.
Quan hệ đồng nhất: là quan hệ giữa các KN mà ngoại diên của chúng
hoàn trùng nhau.
Quan hệ bao hàm (phụ thuộc): là quan hệ giữa 2 KN mà toàn bộ ngoại
diên của KN này nằm trọn trong ngoại diên của KN kia.
Quan hệ giao nhau: là quan hệ giữa các KN mà ngoại diên của chúng
có một số đối tượng chung (có một phần trùng nhau).
Quan hệ cùng nhau phụ thuộc: Là quan hệ giữa các KN mà ngoại diên
của chúng nằm trong ngoại diên của KN khác.
Mối quan hệ không hợp (tách rời): Là quan hệ giữa các KN mà ngoại
diên của chúng khơng có phần nào trùng nhau.
Quan hệ ngang hàng: là quan hệ giữa các KN cùng một cấp loài mà
ngoại diên của chúng tách rời nhau và cùng lệ thuộc vào ngoại diên của
KN giống.
Quan hệ mâu thuẫn: là quan hệ giữa 2 KN mà nội hàm của chúng phủ
định lẫn nhau, còn ngoại diên của chúng hồn tồn tách rời (khơng có
12
