Ứng dụng công nghệ thông tin và phương pháp graph trong đổi mới phương pháp dạy học sinh học

64

Công nghệ thông tin hỗ trợ đổi mới phương pháp dạy học

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
VÀ PHƯƠNG PHÁP GRAPH TRONG ĐỔI MỚI
PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC SINH HỌC
ThS. PHAN THỊ LOAN
Phó trưởng khoa Mầm non
ThS. NGUYỄN THỊ NGUYỆT ÁNH
1. Đặt vấn đề
Đất nước Việt Nam đang trong thời kì hội nhập. Để thành cơng trên con đường
hội nhập đó, chúng ta rất cần những con người có năng lực, bản lĩnh, sáng tạo, biết chia
sẻ, hợp tác, sẵn sàng thích ứng trong môi trường năng động. Hơn bất cứ ngành nghề nào
khác, giáo dục phải là lá cờ đầu của mỗi quốc gia trong đổi mới nhận thức và tư duy.
Nghị quyết Trung ương 2 khóa VIII đã chỉ ra rằng “giáo dục và đào tạo là quốc sách
hàng đầu, là động lực thúc đẩy, là điều kiện cơ bản để thực hiện các mục tiêu kinh tế, xã
hội, xây dựng và bảo vệ đất nước”. Thực tế này đòi hỏi ngành Giáo dục phải đổi mới
một cách toàn diện về mục tiêu, nội dung, phương pháp và hình thức tổ chức thực hiện.
Đặc biệt cần chú ý đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính
tích cực, chủ động, tư duy sáng tạo của người học nhằm đáp ứng nhu cầu về đào tạo
nguồn nhân lực hiện nay.
Bên cạnh đó, sự bùng nổ về cơng nghệ thông tin vừa là thời cơ, vừa là thách thức đối
với ngành Giáo dục Việt Nam. Làm thế nào để đối tượng người học có thể cập nhật một
lượng thơng tin lớn là một câu hỏi khó. Bên cạnh việc tìm ra một phương pháp dạy học nhằm
đạt hiệu quả cao thì việc bồi dưỡng kĩ năng chọn lọc, xử lí và biểu đạt thơng tin là vấn đề đặt
ra cấp thiết đối với mỗi giáo viên trong sự nghiệp đổi mới giáo dục hiện nay.
Trong quá trình dạy học, kĩ năng khái quát hóa, sơ đồ hóa kiến thức có một vị
thế quan trọng. Nó là tiền đề cho sự sáng tạo và phát triển tư duy. Sử dụng công nghệ
thông tin kết hợp với phương pháp Graph trong đổi mới phương pháp dạy học các học
phần thuộc môn Sinh học là việc làm cần thiết trong thực tế dạy học tại các trường Đại

học và Cao đẳng hiện nay. Đó là lý do chúng tơi chọn đề tài “Ứng dụng công nghệ
thông tin, kết hợp với phương pháp Graph trong đổi mới phương pháp dạy học Sinh
học” để nghiên cứu và trình bày trong bài viết này.
2. Về lý thuyết Graph
2.1. Vài nét về lý thuyết Graph
Trong tốn học, lí thuyết Graph là một khoa học độc lập và có thể ứng dụng
nhưng ít phổ biến. Graph gồm tập hợp các đỉnh và cung. Số lượng và trật tự sắp xếp của
đỉnh và cung có ý nghĩa lớn trong biểu đạt nội dung. Có hai dạng Graph là Graph định
hướng (có đỉnh đầu và đỉnh cuối) và Graph vơ hướng (khơng có đỉnh đầu và đỉnh cuối)
64


65

Công nghệ thông tin hỗ trợ đổi mới phương pháp dạy học

Ví dụ:
B

A

C

D

Graph định hướng

F
B

A

C

D

Graph vơ hướng

E
Trong dạy học người ta quan tâm nhiều đến Graph định hướng. Việc chuyển
Graph toán học sang các Graph dạy học đã được ứng dụng nhiều trong các mơn học
như: Hóa học, Vật lí, Văn học, Địa lí, Tâm lí, Kĩ thuật, Quân sự, Sinh học...và đã được
nhiều tác giả nghiên cứu. Trong bài viết này, chúng tơi xin trình bày một số dạng Graph
trong dạy học Sinh học (được thay thế các đỉnh bằng hình ảnh) nhằm tăng hiệu quả tính
trực quan.
Phương trình biến đổi Graph có những thay đổi cho phù hợp với đối tượng môn
học song tuân theo nguyên tắc chung, trong sinh học sự biến đổi như sau:
Phương pháp

Y

Graph toán học

Phương pháp
Graph sinh học

2.2. Những ưu thế của Graph trong dạy học Sinh học
Cũng như với các môn học khác, khi sử dụng trong dạy học Sinh học, Graph có
những ưu thế sau:
- Graph cho phép kiểm tra dễ dàng tính chính xác của nội dung kiến thức.

- Dạy theo Graph nội dung, giảng viên sẽ đi sâu được vào nội dung chính, bản
chất vấn đề, tránh sa vào những nội dung vụn vặt, hướng bài học theo nội dung và kế
hoạch đã định sẵn
- Ngôn ngữ của Graph là một ngơn ngữ đặc biệt vừa mang tính trực quan, cụ thể
vừa có tính khái qt, trừu tượng cao.
- Khi thiết lập được một sơ đồ cho phương pháp, giảng viên và sinh viên tìm ra
được mặt bản chất, mối liên hệ tiềm ẩn giữa các kiến thức. Đây là điều kiện cần thiết để
giảng viên và sinh viên tránh tư duy siêu hình.
- Graph giúp sinh viên khơng phải ghi chép máy móc nội dung của giáo trình mà
phát huy được khả năng tìm tịi, sáng tạo.
- Dựa vào hình thức kiểm tra Graph của sinh viên để giảng viên sửa chữa, củng
cố tri thức đồng thời phát hiện quy luật, trình độ phát triển trí tuệ của sinh viên.
- Trong cấu trúc Graph bao giờ cũng tồn tại hai mặt: mặt tĩnh là cấu tạo bên
ngồi của nó, mặt động là logic phát triển của hoạt động. Nó cho phép đề xuất nhiều
65


Công nghệ thông tin hỗ trợ đổi mới phương pháp dạy học

66

phương pháp khác nhau của một hành động làm cho Graph trở thành một công cụ thuận
tiện cao trong con đường biểu hiện nội dung.
- Dựa trên Graph, sinh viên có được những kĩ năng như: Tái hiện, suy luận
logic, tư duy công nghệ - thẩm mỹ.
- Kĩ thuật học tập theo Graph của sinh viên có tác dụng tăng tính khoa học trong
việc học tập đồng thời tiết kiệm tối đa bộ nhớ.
- Graph giúp sinh viên thâu tóm kiến thức nhanh chóng và độ bền vững của kiến thức cao.
Tuy nhiên, Graph cũng có những hạn chế nhất định trong dạy học. Chẳng
hạn, nó khơng cho phép đi sâu vào nội dung kiến thức và không phải nội dung nào cũng

có thể Graph được. Muốn lập được Graph, giảng viên và sinh viên phải cần có kiến thức
sâu rộng và bao quát. Nếu chỉ học dựa vào Graph mà khơng có những kiến thức bổ trợ
thì sinh viên đạt trình độ dưới trung bình sẽ khó nắm bắt được nội dung. Thế nhưng, xét
cho cùng đây cũng chính là ưu thế của Graph vì nó buộc sinh viên phải phải ln tìm tịi
và người giảng viên phải biết kết hợp chúng với các phương pháp dạy học khác để tăng
hiệu quả giảng dạy.
2.3. Phương pháp xây dựng một Graph
2.3.1. Nguyên tắc xây dựng Graph
Khi xây dựng một Graph, giảng viên cần chú ý đến các nguyên tắc sau:
- Graph phải đảm bảo tính chính xác
Nội dung trình bày trong Graph phải là nội dung chính xác để đảm bảo độ tin
cậy về tri thức. Tuy nhiên độ rộng của tri thức phụ thuộc vào đối tượng tiếp nhận tri
thức đó. Chính vì vậy, có thể có trường hợp một Graph thiếu sót (khơng chính xác) đối
với bậc đại học, cao đẳng chúng lại hợp lí với bậc phổ thơng.
- Graph phải đảm bảo tính khoa học
Tính khoa học được thể hiện ở sự sắp xếp các đỉnh và cung sao cho có hệ thống,
dễ hiểu, dễ trình bày.
- Graph phải đảm bảo tính sư phạm
Nguyên tắc này phản ánh mối quan hệ giữa dạy và học. Sơ đồ được xây dựng
phải giúp tổ chức được hoạt động đồng thời dễ nhớ, dễ hiểu.
- Graph phải đảm bảo tính phù hợp
Nguyên tắc này thể hiện ở độ phức tạp và độ rộng có sự phù hợp với lứa tuổi.
- Graph phải đảm bảo tính thẩm mỹ
Thể hiện ở sự cân đối và hợp lí. Có thể sử dụng màu sắc, hình ảnh động thay thế
chữ viết sao cho vừa phải, đẹp mắt, giúp người học tập trung sự chú ý.

66


Công nghệ thông tin hỗ trợ đổi mới phương pháp dạy học

67

2.3.2. Quy trình xây dựng Graph
* Quy trình chung:
Lập Graph
nội dung

Chuyển thành
Graph bài

Tổ chức hoạt
động Triển
khai

Tổng kết,
kiểm tra bằng
graph

* Quy trình cụ thể:
+ Thiết lập đỉnh
- Chọn kiến thức chốt tối thiểu cần và đủ.
- Mã hóa kiến thức bằng kí hiệu (cịn gọi sơ đồ).
- Bố trí các đỉnh trên mặt phẳng.
+ Thiết lập nội dung: Nối các đỉnh bằng các cung định hướng thể hiện mối
quan hệ các dữ kiện.
3. Kết hợp phương pháp Graph với các phần mềm công nghệ thông tin
trong dạy học Sinh học
3.1. Vai trò của CNTT và phương pháp Graph khi ứng dụng trong dạy học Sinh học
Trong dạy học Sinh học việc sử dụng công nghệ thông tin là một việc làm thiết

thực, vì cơng nghệ thơng tin đã giúp mơ phỏng các quá trình, cơ chế sinh học một cách
dễ dàng và trực quan. (đặc biệt là sử dụng phần mềm MS PowerPoint).
Khi ứng dụng các phần mềm CNTT trong dạy học Sinh học, cần thực hiện các thao tác sau:
+ Sơ đồ hóa kiến thức bằng kênh hình, kênh chữ.
+ Vào mạng Internet để tìm, chọn những hình ảnh thích hợp đưa vào sơ đồ, bài dạy,
sơ đồ hóa những kiến thức cần dạy và chuẩn bị các hình ảnh minh họa. Điều này sẽ tạo sự dễ
hiểu, dễ nhớ và gây hứng thú cũng như cụ thể hóa kiến thức cho người học.
+ Sử dụng các phần mềm trong dạy học để minh họa.
Trên thực tế, các dạng sơ đồ và hình ảnh nêu trên đã được chúng tôi thiết kế rải
rác trong các học phần thuộc bộ mơn Sinh học (như Sinh lí thực vật, Giải phẫu Sinh lí
người, Phịng bệnh và đảm bảo an tồn, Kiến thức cơ bản về Tự nhiên - Xã hội...). Tuy
nhiên do những điểm hạn chế nhất định của sơ đồ nên chúng tôi đã thiết kế thêm các
câu hỏi nhằm khai thác triệt để mối quan hệ giữa các yếu tố nội dung nhằm mở rộng
kiến thức vốn rất cô đọng từ sự biểu đạt của sơ đồ.

67


68

Công nghệ thông tin hỗ trợ đổi mới phương pháp dạy học

3.2. Cách xây dựng một Graph và tổ chức hoạt động cho sinh viên với sự hỗ
trợ của công nghệ thơng tin
3.2.1. Sơ đồ hóa bằng kênh chữ: (dùng trong dạy học học phần Giải phẫu sinh lí
người)
Chương 3 : Hệ tuần hoàn máu và bạch huyết
Sơ đồ thành phần và chức năng các thành phần của máu
Máu
Tế bào máu

Hồng cầu

Huyết tương

Bạch
cầu

Vận chuyển CO2

Tiểu
cầu
BC ưa axit

MT
hịa
tan

Đơng máu
Co mạch
MT
TĐC

BC ưa kiềm

Vận chuyển O2
và CO2

BC trung tính

Cân bằng

Thực bào
◘BC limpho

BC mơno

PƯ miễn dịch

Quy ước:
BC: bạch cầu

PƯ: phản ứng

MT: môi trường

V/C: vận chuyển

Màu xanh: thể hiện cấu trúc

Màu vàng thể hiện chức năng
68


69

Công nghệ thông tin hỗ trợ đổi mới phương pháp dạy học

Khi giảng dạy chương III, với sơ đồ này, giảng viên có thể tổ chức hoạt động học
tập theo các thao tác sau:

Thao tác 1: Cho các đỉnh, hãy sắp xếp thành một sơ đồ
Thao tác 2: Mở rộng sơ đồ trên bằng hệ thống câu hỏi sau đây:
?: Hồng cầu có cấu tạo như thế nào để phù hợp với chức năng vận chuyển O2 và CO2?
?: Từ sơ đồ trên hãy thiết lập mối quan hệ giữa tiểu cầu và huyết tương?
(Nếu thiêt lập được có nghĩa là sinh viên đã hiểu được phần cơ chế đông máu trong
hệ thống chỉnh thể mà không phải là hiểu từng kiến thức riêng lẻ).
?: Huyết tương và hồng cầu quan hệ với nhau qua những quá trình nào? Hãy biểu
diễn những q trình đó bằng sơ đồ?
?: So sánh 2 kiến thức thực bào ở bạch cầu mônô và bạch cầu trung tính.
Hàng rào bảo vệ bạch cầu được mơ phỏng
BC trung tính

Thực bào

VSV gây bệnh

BC monơ

VSV thốt hàng rào 1

Tiết KT chống KN

BC limpho B

VSV thoát hàng rào 2

Phá hủy tế bào
BC limpho T
69

70

Công nghệ thông tin hỗ trợ đổi mới phương pháp dạy học

Quy ước:
KT: kháng thể.
KN: Kháng nguyên; VSV: Vi sinh vật
Cách 1: Giảng viên sử dụng sơ đồ để tổ chức hoạt động tìm hiểu nội dung kiến
thức mới cho sinh viên.
Cách 2: Giảng viên sử dụng sơ đồ để củng cố cho sinh viên kiến thức đã được
học, được biết, giúp các em khắc sâu kiến thức.
Hệ thống câu hỏi tổ chức hoạt động trong thao tác này gồm:
1. Hãy làm rõ sơ đồ bằng cách mơ tả trình tự hoạt động thực bào của bạch cầu
trung tính và bạch cầu mơnơ?
2. Dự đốn xem sau khi thực bào bạch cầu sẽ như thế nào?
3. Cho ví dụ cụ thể để phân biệt kháng nguyên và kháng thể?
4. Vì sao bảo phá hủy tế bào vốn được coi là hình thức để bảo vệ tế bào?
5. So sánh khả năng bảo vệ của 3 hàng rào trên?
6. Sự khác biệt cơ bản giữa hàng rào 1, 2 và hàng rào 3 là ở điểm nào?
7. Nhìn vào sơ đồ hãy mơ tả tồn bộ q trình bảo vệ cơ thể của bạch cầu?
Với nội dung này, giảng viên có thể ứng dụng các phần mềm Powpoint để trình
chiếu các sơ đồ sau:
Sơ đồ các loại miễn dịch

Miễn dịch

MD tự nhiên

MD bẩm sinh

Không
mắc
bệnh từ
khi sinh
ra

MD nhân tạo

MD tập nhiễm

Ngẫu
nhiên,
bị động,
đặc
trưng

Mắc
bệnh 1
lần và
khơng
bao giờ
mắc lại

Chủ
động
phịng
bệnh,
hiệu quả

Tiêm
vacin
phịng
bệnh

70


71

Công nghệ thông tin hỗ trợ đổi mới phương pháp dạy học

Sơ đồ phân bố năng lượng trong hô hấp ở thực vật

Glucozơ
(6C)
2 ATP trực tiếp
Đường phân
2NADH

6 ATP
Chuỗi

2 piruvat
(2C3)

chuyền
2NADH

2 Axetyl CoA

6 ATP
điện

6NADH
Chu trình
Creps

2 ATP trực tiếp

18 ATP
tử

2FADH2

4 ATP
71


Công nghệ thông tin hỗ trợ đổi mới phương pháp dạy học

72

Quy ước:
MD: miễn dịch
Hệ thống câu hỏi mở rộng kiến thức và khai thác sơ đồ:
Câu hỏi 1: Cho một ví dụ về miễn dịch tự nhiên?
Câu hỏi 2: Vì sao có được khả năng miễn dịch tập nhiễm?
Câu hỏi 3: Cho một số loại vácin đang được sử dụng hiện nay?
Câu hỏi 4: Tại sao vẫn chưa có vacin ngừa virut HIV/ AIDS?

3.2.2. Sơ đồ hóa bằng kênh hình
Sơ đồ điều hịa C++ trong máu

Sơ đồ điều hịa Glucôzơ trong máu

72


Công nghệ thông tin hỗ trợ đổi mới phương pháp dạy học

73

Chương IX: Hệ nội tiết
Sơ đồ tác động của tuyến yên lên cơ quan đích

73


Công nghệ thông tin hỗ trợ đổi mới phương pháp dạy học

74

Tóm lại, việc sử dụng Graph với sự hỗ trợ của phần mềm CNTT vào dạy học bộ
môn Sinh học là một việc làm có thể và rất cần thiết. Sử dụng Graph trong dạy học, các
nội dung trình bày vừa được thể hiện trọn vẹn vừa đảm bảo tính tầng bậc. Ngồi ra, với
sự hỗ trợ của CNTT, các sơ đồ, mơ hình, biểu mẫu (cả kênh chữ và kênh hình) sẽ được
trình chiếu đầy đủ, hợp lý, tăng khả năng trực quan và tiết kiệm được thời gian cũng
như sức lực của giảng viên và sinh viên trong hoạt động dạy - học.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Đỗ Văn Bình - Xây dựng và sử dụng sơ đồ để tổ chức hoạt động nhận thức của
học sinh trong giảng dạy kiến thức chương II- Cảm ứng - khóa luận tốt nghiệp 2005
[2]. Nguyễn Phúc Chỉnh - Sử dụng phương pháp Graph với tiếp cận hệ thống cấu trúc trong dạy học sinh học - Tạp chí Phát triển giáo dục, số 6, 6/2005.
[3]. Nguyễn Ngọc Quang - Chuyên đề lí luận dạy học -bài giảng 1994.
[4]. Nguyễn Ngọc Quang - Phương pháp Graph trong dạy học - Tạp chí
NCGD, tháng 4 và tháng 5/1989.
[5]. Trịnh Quang Từ - Sử dụng Graph trong thiết kế phương pháp dạy học Tạp chí Giáo dục, số 131, 2/2006.
[6]. Võ Thị Bích Thủy - Các biện pháp rèn luyện cho học sinh kĩ năng diễn
đạt nội dung trong quá trình tổ chức hoạt động tự lực nghiên cứu sách giáo khoa luận văn Thạc sỹ 2007.

74