Thiết kế và sử dụng graph trong dạy học sinh học chương i phần kiến thức sinh thái học

PHẦN I: MỞ ĐẦU
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hiện nay, đổi mới phương pháp dạy học là một nhiệm vụ quan trọng
của ngành giáo dục, trong bối cảnh công nghệ dạy học hiện đại đã trở thành
một xu thế chung của thế giới trong việc đổi mới giáo dục. Mặt khác, ngày
nay khối lượng kiến thức khoa học trên thế giới phát triển như vũ bão nên
việc dạy học theo kiểu truyền thống phần nào khơng cịn hiệu quả nữa. Vì
vậy nhiệm vụ của giáo viên nàg nay khơng phải là cung cấp kiến thức cho
học sinh nữa mà điều quan trọng là người giáo viên phải trang bị cho học
sinh khả năng tự làm việc, tự nghiên cứu để tìm hiểu và tự nắm bắt tri thức.
Nếu chúng ta chỉ vận dụng các phương pháp dạy học “Thầy đọc – Trị chép”
tóm tắt sách giáo khoa và tri thức của học trị là sự tái hiện lại những gì thấy
tóm tắt thì chắc chắn rằng khơng thể đạt được mục tiêu trên [4].
Trong những năm gần đây, tư tưởng “dạy học lấy người học làm trung
tâm” đã nhanh chóng trở thành tư tưởng chủ đạo cho sự đổi mới nền giáo
dục cổ truyền được khẳng định ở điều 24 của luật giáo dục nước ta như sau:
“Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ
động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với từng lớp học, môn học, bồi dưỡng
phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng ứng dụng vào thực tiễn, tác động
đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học tập cho học sinh” [6].
Mặt khác, sinh học ngày nay là một bộ mơn khó và mang tính chất
trừu tượng cao vì chương trình sinh học bao gồm hệ thống các khái niệm và
các quy luật sinh học, nó nghiên cứu về các cơ thể sống, các quá trình sống
và đặc biệt hơn nữa là nó gắn liền với hoạt động thực tiễn của con người, vì
vậy với việc nắm bắt kiến thức sinh học tốt sẽ góp một phần khơng nhỏ
trong việc nâng cao đời sống của lồi người. Ngoài ra, thời gian dạy học trên
lớp cho học sinh lại ít. Do đó việc tìm các phương pháp nâng cao chất lượng
dạy học sinh học là một vấn đề cực kỳ quan trọng.
Sinh thái học là khoa học nghiên cứu về mối quan hệ giữa sinh vật với
sinh vật và giữa sinh vật với mơi trường xung quanh, nó đóng một vai trị rất
quan trọng trong đời sống của con người. Mặt khác, sinh thái học là một

mơn học mà các khái niệm được trình bày theo một hệ thống chặt chẽ, có
tính kế thừa cao, học sinh khơng nắm vững những khái niệm của chương
trình sinh thái học cá thể sẽ ảnh hưởng rất lớn tới sự tiếp thu những khái
niệm ở chương sau là quần xã và hệ sinh thái [4].
Chính vì vậy khi giáo viên nắm vững các khái niệm sinh thái một cách
hệ thống và thực hiện bài giảng theo một quá trình hay chương trình hóa một
cách linh hoạt nội dung bài giảng sẽ mang lại hiệu quả dạy học cao.
Để góp phần vào việc đổi mới phương pháp dạy học sinh học phần
Sinh thái học lớp 12 THPT theo hướng tích cực hóa hoạt động của học sinh,
chúng tơi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Thiết kế và sử dụng Graph trong
dạy học sinh học chương I - phần kiến thức Sinh thái học, Sinh học 12
THPT ban cơ bản”.
II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
1.
Xây dựng Graph diễn đạt nội dung phần kiến thức sinh thái
học trong chương trình sinh học 12 THPT ban cơ bản.
2.
Dùng các Graph đó như là cơng cụ để chuyển tải nội dung
kiến thức và tổ chức học sinh nghiên cứu sách giáo khoa một cách
tích cực và sáng tạo.
III. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC
Nếu thiết lập được các graph khái quát và hệ thống hóa được các kiến
thức thuận lợi cho việc tổ chức hoạt động nhận thức tích cực và sáng tạo của
học sinh nhờ đó vừa rèn luyện tư duy logic, vừa nâng cao chất lượng tri thức
lĩnh hội được.
IV. NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
1. Xây dựng cơ sở lý luận về bản chất logic của Graph trong dạy học
sinh thái học.

2. Xác định hệ thống các kiến thức có thể tổ chức dạy học bằng
Graph.
3. Lập các Graph diễn đạt nội dung kiến thức các bài trong phần sinh
thái học lớp 12 THPT.

2


4. Xác định phương pháp và biện pháp dạy học bằng Graph để nâng
cao hiệu quả nhận thức cho học sinh, từ đó thiết kế các cách thức
tổ chức để dạy bài mới.
V. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Quá trình dạy học chương I Phần kiến thức sinh học Sinh thái học
sinh học 12 THPT chương trình phân ban - Ban cơ bản.
VI. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến đề tài
- Lý luận về dạy học sinh học
- Tài liệu bồi dưỡng chun mơn, SGK 12...
- Các cơng trình nghiên cứu về đổi mới giáo dục, nâng cao chất
lượng dạy- học
- Tài liệu liên quan đến hình thức dạy học bằng Graph
2. Phương pháp điều tra
Lập phiếu điều tra để tìm hiểu về thực trạng dạy học Sinh học nói
chung và dạy học phần sinh thái học - Sinh học 12 THPT nói riêng.
Điều tra việc học tập mơn Sinh học với việc ứng dụng phương pháp
graph vào việc dạy học
3. Phương pháp gặp gỡ chuyên gia
Gặp gỡ, trao đổi với những chun gia có trình độ cao về lĩnh vực
nghiên cứu để tư vấn, thu thập thông tin định hướng cho việc triển khai

nghiên cứu đề tài.

3


PHẦN II: NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG I: CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VIỆC SỬ DỤNG GRAPH
TRONG DẠY HỌC
1.1. Tình hình nghiên cứu về Graph và việc vận dụng lý thuyết Graph
trong dạy học
1.1.1. Trên thế giới[7]
Hiện nay, nhiều trường đại học trên thế giới có những nhóm tác giả đã
và đang sử dụng nghiên cứu về lý thuyết Graph, về sự chuyển hóa của lý
thuyết Graph và trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Năm 1905 tại Liên Xô (cũ), A.M.Xokhor là người đầu tiên đã vận
dụng một số quan điểm của lý thuyết graph để mơ hình hóa nội dung tài liệu
sách giáo khoa (một khái niệm, một địng luật,...)
A.M.Xokhor đã diễn tả được những khái niệm bằng những graph
trong đó các nội dung cơ bản của khái niệm trong các ô và các mũi tên chỉ
sự liên hệ giữa các nội dung. Như vậy, A.M.Xokhor đã sử dụng graph để mơ
hình hóa tài liệu giáo khoa mơn hóa học.
Năm 1965, V.X.Polorin dựa theo cách làm của A.M.Xokhor đã dùng
phương pháp graph để diễn tả trực quan những diễn biến của một tình huống
dạy học.
Năm 1972, V.P Garkumup đã sử dụng phương pháp graph để mơ hình
hóa các tình huống dạy học nêu vấn đề, trên cơ sở đó mà phân loại các tình
huống có vấn đề của bài học.
Năm 1973, tại Liên xô (cũ), tác giả Nguyễn Như Ất trong luận án Phó
Tiến sĩ Khoa học sư phạm đã vận dụng lý thuyết graph kết hợp với phương
pháp ma trận (matrix) như là một phương pháp hỗ trợ để xây dựng logic cấu

trúc các khái niệm “Tế bào học” trong nội dung giáo trình mơn Sinh học đại
cương trường phổ thông của nước Việt Nam dân chủ cộng hòa.
1.1.2. Ở Việt Nam [7]
Ở Việt nam, từ những năm 1971, Giáo sư Nguyễn ngọc Quang là
người đầu tiên đã chuyển hóa graph tốn học thành graph dạy học.
4


Năm 1980, dưới sự hướng dẫn của Giáo sư Nguyễn Ngọc Quang, tác
giả Trần Trọng Dương đã nghiên cứu đề tài “Áp dụng phương pháp graph và
algorit hóa để nghiên cứu cấu trúc và phương pháp giải, xây dựng hệ thống
bài tốn về lập cơng thức hóa học ở trường phổ thơng”.
Năm 1987, Nguyễn Chính Trung đã nghiên cứu “Dùng phương pháp
lập chương trình tối ưu để dạy mơn sử”.
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 THCS”.
Trong lĩnh vực dạy học sinh học ở trường phổ thông, Phan Thị Thanh
Hội đã nghiên cứu về khả năng sơ đồ hóa và xây dựng hệ thống sơ đồ trong
dạy học Sinh thái học (luận văn thạc sĩ năm 2000).
1.2. Cơ sở lý luận
1.2.1. Bản chất Graph [4]
Graph là phương pháp diễn đạt nội dung dạy học bằng ngôn ngữ sơ
đồ. Ngôn ngữ sơ đồ được thể hiện bằng các ký hiệu khác nhau như hình vẽ
lược đồ, biểu đồ, đồ thị, bảng biểu...
Tuy ký hiệu khác nhau nhưng sơ đồ có thể xếp vào hai nhóm chính là:
Hình vẽ lược đồ và Graph nội dung.
Xét về mặt lý luận dạy học ngôn ngữ graph vừa trừu tượng khái quát
cao lại vừa có thể diễn đạt bằng sơ đồ hình học cụ thể, trực quan. Chính vì
thế graph có ý nghĩa tuyệt đối trong việc mơ hình hóa cấu trúc cũng như mơ
hình hóa logic phát triển của các sự vật, hiện tượng từ vi mô đến vĩ mô.

Bên cạnh ưu thế trên graph cịn có ưu thế nổi bật là khả năng diễn đạt
thành công hai mặt tĩnh (cấu trúc) và động (logic phát triển) của sự vật hiện
tượng. Chính những ưu điểm này graph toán học đã được chuyển thành
phương pháp dạy học của rất nhiều mơn học trong đó có môn sinh học.
Đặc điểm đặc trưng nhất cho tất cả các nội dung dạy học có thể graph
hóa đó là mỗi nội dung dạy học ta xét các phần tử của một tập hợp nào đó và
một mối quan hệ nào đó của các phần tử của một tập hợp được biểu thị bằng
các đỉnh của graph. Còn các quan hệ của các cặp phần tử bằng tập hợp các
cạnh hay cung.
5


1.2.2. Vai trò của graph trong dạy học Sinh học
1.2.2.1. Hiệu quả thông tin [4],[6]
Sinh học là một môn học nghiên cứu các đối tượng sống (đặc điểm cấu
tạo, quá trình sinh lý, sinh hóa, mối quan hệ giữa các tổ chức sống với nhau
và với mơi trường sống) thì sơ đồ là một kênh chuyển tải thơng tin có ưu thế
tuyệt đối bởi những ưu việt cơ bản sau:
- Ngôn ngữ sơ đồ vừa cụ thể, trực quan, chi tiết lại vừa có tính khái
qt, trừu tượng và hệ thống cao. Sơ đồ hóa cho phép tiếp cận nội dung tri
thức bằng con đường logic tổng – phân – hợp, tức là cùng một lúc vừa phân
tích đối tượng nhận thức thành các sự kiện, các yếu tố cấu thành lại vừa tổng
hợp hệ thống hóa các sự kiện, các yếu tố đó thành một chỉnh thể thống nhất
thuận lợi cho việc khái qt hóa, hình thành khái niệm khoa học – sản phẩm
của tư duy lý thuyết.
- Sơ đồ hóa cho phép phản ánh một cách trực quan cùng một lúc mặt
tĩnh và mặt động của sự vật hiện tượng theo không gian, thời gian. Trong
dạy học Sinh học ưu việt này được khai thác một cách thuận lợi. Mặt tĩnh
thường phản ánh yếu tố cấu trúc, mặt động phản ánh hoạt động – chức năng
sinh học của các cấu trúc đó.

1.2.2.2. Hiệu quả phát triển năng lực nhận thức của học sinh [6]
Hiệu quả này thể hiện rõ ở vai trò phát triển các thao tác tư duy cơ bản
(phân tích, tổng hợp, so sánh, trừu tượng hóa, khái qt hóa, hệ thống hóa...)
và khả năng hình thành năng lực tự học cho HS. Hiệu quả này lớn nhất khi
việc sơ đồ hóa nội dung tri thức do chính học sinh tiến hành. HS sử dụng
ngơn ngữ sơ đồ để diễn đạt nội dung sách giáo khoa và tài liệu đọc được.
Đây là q trình gia cơng chuyển hóa kiến thức, bằng phép gia cơng biến
hóa này địi hỏi một trình độ sử dụng thao tác logic.
Sinh thái học là môn khoa học nghiên cứu những mối quan hệ tương
hỗ giữa các sinh vật cũng như giữa sinh vật với môi trường 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 thể hệ thống hóa được các khái niệm, các q trình, các quy

6


luật trong sinh thái học, kích thích tư duy cũng như khả năng sáng tạo trong
việc thiết lập các sơ đồ kiến thức sinh thái học của học sinh.
1.2.3. Các nguyên tắc để xây dựng graph [6]
Dựa vào nguyên tắc xây dựng Graph nội dung của giáo sư Nguyễn
Ngọc Quang và các quy tắc phân chia khái niệm của giáo sư Trần Bá Hoành.
1.2.3.1. Theo giáo sư Nguyễn Ngọc Quang
- Graph nội dung dạy học là sơ đồ phản ánh trực quan tập hợp những
kiến thức then chốt (cơ bản, cần và đủ) của một nội dung dạy học và logic
phát triển bên trong của nó. Graph nội dung dạy học bao gồm graph nội
dung cho một khái niệm, một bài, một chương hoặc một phần.
- Algorit của việc lập graph nội dung dạy học bao gồm các bước cụ thể sau
đây:
* Bước 1: Tổ chức các đỉnh, gồm các nội dung sau:
- Chọn kiến thức tối thiểu cần và đủ.

- Mã hóa chúng cho thật súc tích, có thể dùng ký hiệu quy ước.
- Đặt chúng vào các đỉnh trên mặt phẳng (có thể có thứ tự hoặc
khơng)
* Bước 2: Thiết lập các cung: Thực chất là nối các đỉnh với nhau bằng
các đoạn (có hướng hoặc vơ hướng) để diển tả mối quan hệ phụ thuộc giữa
nội dung các đỉnh với nhau làm sao phản ánh được logic phát triển của nội
dung đó.
* Bước 3: Hồn thiện graph, làm cho graph trung thành với nội dung
được mơ hình hóa về cấu trúc logic nhưng lại giúp cho HS dễ dàng lĩnh
hội nội dung đó và nó phải đảm bảo mỹ thuật về mặt trình bày.
Tóm lại: Graph nội dung cần tuân thủ cả về mặt khoa học, mặt sư phạm
và hình thức trình bày bố cục.
1.2.3.2. Theo giáo sư Trần Bá Hồnh
• Phân chia một khái niệm có nghĩa là chia các đối tượng nằm trong
ngoại diên của một khái niệm lớn thành nhóm nhỏ và xác định xem
một khái niệm “giống” có bao nhiêu khái niệm “lồi”.

7


•

Mục đích của sự phân chia: Để củng cố và mở rộng sự hiểu biết đối

với một số đối tượng nghiên cứu.
• Các quy tắc phân chia đối tượng:
- Tổng ngoại diên của các khái niệm nhỏ được phân chia bằng ngoại diên
của khái niệm lớn bị phân chia.
Ví dụ 1: Nhân tố sinh thái
Nhân tố vô sinh

Các nhân tố
sinh thái

Nhân tố hữu sinh
Con người

- Ở mỗi bậc phân chia phải dựa vào cùng một thuộc tính hay cùng một
tiêu chuẩn. Tùy theo mục đích phân chia mà ở mỗi thức bậc ta lấy một tiêu
chuẩn nào đó làm căn cứ, do vậy cùng một khái niệm lớn nhưng do mục
đích khác nhau mà kết quả cuối cùng phân chia thành bảng hệ thống khơng
giống nhau.
Ví dụ 2: Mối quan hệ giữa các sinh vật
Quan hệ hỗ trợ
Mối quan hệ
cùng lồi

Quan hệ cạnh tranh

- Khi phân chia khái niệm khơng được vượt cấp, nghĩa là khái niệm loài
phân chia ra phải là khái niệm lồi gần nhất.
Ví dụ 3: Các nhân tố sinh thái
Động vật
Nhân tố sinh thái

Thực vật
Các chất vô cơ

Đây là phân chia vượt cấp

8

• Các phương pháp phân chia khái niệm
+ Phân đôi: Chia khái niệm giống thành 2 khái niệm lồi có quan hệ trái
ngược nhau, coi như khái niệm giống chỉ có 2 thuộc tính đối lập, mỗi khái
niệm lồi mang 1 trong 2 thuộc tính đó.
Ví dụ 4: Biến động số lượng cá thể của quần thể
Biến động khơng có chu kỳ
Biến động
số lượng

Biến động có chu kỳ

+ Chia đối tượng thành những bộ phận nhỏ: Khái niệm bị chia và các
khái niệm nhỏ không phải là quan hệ giống – lồi mà là quan hệ tồn thể
- bộ phận.
Ví dụ 5: Khái niệm hệ sinh thái
Đất
Gió
Nhóm nhân tố vơ sinh
Nhân tố
sinh thái

Độ ẩm
Nhiệt độ

Nhóm nhân tố hữu sinh

Con người

Ánh sáng
Thực vật
Động vật
Vi sinh vật

+ Phân loại: Phân một khái niệm giốngHỗ
thành
trợ những khái niệm loài, rồi
Cùng
loàitục phân chia cuối cùng được những khái
đến lượt khái niệm loài lại
tiếp
Cạnh
tranh
niệm nhỏ nhất. Về cách phân chia này ở mỗi
bậc
của mỗi nhóm ta phải lấy
Cộng sinh
một tiêu chuẩn nào đó làm cơ sở.
Các nhóm quan
hệ

Hỗ trợ

Hợp tác
Hội sinh

Khác lồi

Ví dụ 6: Các nhóm quan hệ

Vật ký sinh – SV chủ
Đối địch
9

Vật ăn thịt – con mồi
Ức chế cảm nhiễm
Cạnh tranh


Đó là những cơ sở lý luận được vận dụng để sơ đồ hóa nội dung dạy
học sinh thái học. Trong quá trình dạy học tùy theo nội sung cụ thể mà vận
dụng một cách linh hoạt, sáng tạo sao cho sơ đồ vừa phải tinh giản, dễ hiểu,
vừa phải đầy đủ, khoa học, chính xác và có tính thẫm mỹ cao.
1.3. Cơ sở thực tiễn
1.3.1. Phân tích nội dung, cấu trúc chương I phần sinh thái học
chương trình sinh học 12 – THPT ban cơ bản
Chương trình sinh thái học lớp 12 THPT ban cơ bản (sách cải cách
năm 2008) bao gồm 3 chương trình bày các cấp độ tổ chức sống từ cá thể lên
quần thể, quần xã, hệ sinh thái – sinh quyển. Trong đó chú ý đến mối quan
hệ giữa các yếu tố trong hệ thống sống, các quy luật và các quá trình xảy ra
trong các hệ thống sống đó. Đặc biệt, trong phần sinh thái này còn lồng ghép
nội dung về vấn đề bảo vệ môi trường.
Trong chương I: “Cá thể và quần thể sinh vật” trình bày các vấn đề cơ
bản của các mối quan hệ giữa cá thể với cá thể, giữa các cá thể với môi
trường.
Đầu tiên giới thiệu khái niệm môi trường, các loại môi trường và các
nhân tố sinh thái tồn tại trong mơi trường sau đó phân tích ảnh hưởng của
các nhân tố sinh thái lên đời sống sinh vật.
Mỗi cá thể sinh vật đều bị tác động của các nhân tố vơ sinh có thể là

trực tiếp hoặc gián tiếp và hình thành quy luật về giới hạn sinh thái và ổ sinh
10


thái, tiếp đó nghiên cứu sự thích nghi của sinh vật với môi trường sống.
Quần thể sinh vật và mối quan hệ giữa các cá thể trong quần thể, sinh vật có
mối quan hệ tác động qua lại với các sinh vật khác sống chung quanh, với
vật ký sinh trên và trong cơ thể. Trong quan hệ giữa các cá thể trong quần
thể thì có 2 nhóm đó là quan hệ hỗ trợ và quan hệ cạnh tranh. Trong chương
này còn đề cập đến đặc trưng cơ bản của quần thể như tỉ lệ giới tính, nhóm
tuổi, sự phân bố các cá thể, mật độ cá thể, kích thước và tăng trưởng của
quần thể sinh vật. Trong quá trình sinh sống và phát triển của quần thể sinh
vật có sự biến động số lượng cá thể của quần thể sinh vật nhằm đảm bảo
trạng thái cân bằng động của quần thể→ Giải thích , qua đó tìm ra đựợc
ngun nhân gây biến động và điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể.
Trong kiến thức của chương I phần sinh thái học đã cung cấp cho học
sinh những tri thức khoa học vững chắc có hệ thống về sinh thái, do đó các
khái niệm sinh thái trong tồn bộ nội dung quy định của chương trình cũng
được trình bày có hệ thống.
Các tri thức trong chương I phần sinh thái học đều có thể diễn đạt
bằng sơ đồ hóa tức là khả năng Graph, trong đó, sơ đồ tĩnh giới thiệu các sự
kiện, liệt kê các yếu tố, sơ đồ diễn đạt nội dung các kiến thức một cách ngắn
gọn, có logic về mặt khơng gian và thời gian, thể hiện mối quan hệ giữa toàn
thể và bộ phận, giữa cái chung – cái riêng.
Sơ đồ động diễn tả các cơ chế, diễn biến các cơ chế, các quá trình theo
một quy luật nhất định.
Như vậy các ngôn ngữ nội dung trong chương I phần kiến thức sinh
thái học đều có thể diễn đạt bằng ngơn ngữ sơ đồ một cách ngắn gọn.
1.3.2. Khả năng sơ đồ hóa nội dung kiến thức chương I phần sinh thái
học lớp 12-THPT ban cơ bản

Quá trình dạy học bao gồm hai hoạt động có liên quan với nhau một
cách mật thiết, đó là hoạt động dạy của giáo viên và hoạt động học của học
sinh trong đó học sinh vừa là chủ thể vừa là khách thể của quá trình dạy học
[4]. Trong quá trình học tập của học sinh ở trong và ngồi nhà trường cũng
như q trình lớn lên trong gia đình và xã hội đã có vốn sống phong phú về
11


thiên nhiên, về xã hội và các mối quan hệ tác động qua lại giữa sinh vật và
môi trường.
Mặt khác, học sinh lớp 12 thuộc lứa tuổi 17 – 18 đang ở giai đoạn
trưởng thành về tâm lý và sinh lý, mong muốn tự khẳng định mình, ưa thích
hoạt động chủ động tự quản, có năng lực tư duy, phân tích, tổng hợp, khái
qt cao, có tiềm năng năng động và sáng tạo trong học tập cũng như trong
mọi lĩnh vực khác nếu được hướng dẫn tốt.
Sinh thái học là một mơn học mà các khái niệm được trình bày theo
một hệ thống chặt chẽ, có tính kế thừa cao, học sinh khơng nắm vững những
khái niệm của chương trình sinh thái học cá thể sẽ ảnh hưởng rất lớn tới sự
tiếp thu những khái niệm ở chương sau là quần xã và hệ sinh thái [4].
Chính vì vậy khi giáo viên nắm vững các khái niệm sinh thái một cách
hệ thống và thực hiện bài giảng theo một quá trình hay chương trình hóa một
cách linh hoạt nội dung bài giảng sẽ mang lại hiệu quả dạy học cao. Phương
pháp sơ đồ hóa sẽ giúp chúng ta nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy học
sinh thái học chính là ở góc độ đó.

CHƯƠNG II: GIẢNG DẠY SINH THÁI HỌC BẰNG PHƯƠNG
PHÁP GRAPH
12

2.1. Xây dựng các dạng Graph về nội dung kiến thức Sinh thái học lớp 12
THPT
Trong dạy học sinh thái học, dựa vào các tiêu chí khác nhau chúng ta
có thể phân loại các dạng sơ đồ khác nhau.
Nội dung
diễn đạt

MQH được
phản ánh

Khả năng rèn
luyện các
thao tác tư
duy
1. Sơ đồ thể 1. Giữa cái 1. Phân tích,
hiện sự vận
chung và
tổng hợp
động của các cái riêng
2. So sánh
chất trong hệ 2. Giữa tồn 3. Kỹ năng hệ
thống sống
thể và bộ
thống hóa
2. Sơ đồ cấu phận
tạo của một
3. Giữa sinh
hệ thống
vật với mơi
sống

trường
4. Ngun
nhân và kết
quả

Ký hiệu sơ
đồ

Mục đích lý
luận dạy học

Mức độ hồn
thiện

1. Mơ hình
hóa
2. Sơ đồ hóa
cơ chế
3. Đồ thị
4. Biểu đồ
5. Bảng biểu
6. Sơ đồ
đường thẳng
7. Sơ đồ
nhánh
8. Sơ đồ
vòng
9. Sơ đồ lưới

1. Sơ đồ

nghiên cứu
tài liệu mới
2. Củng cố,
hoàn thiện
kiến thức
3. Khiểm tra
đánh giá

1. Sơ đồ đầy
đủ
2. Sơ đồ
thiếu khuyết
3. Sơ đồ câm

2.1.1. Căn cứ theo nội dung diễn đạt trên sơ đồ
- Sơ đồ thể hiện sự vận động của các chất trong hệ thống sống
Ví dụ 1: Sơ đồ quần thể, quần xã
MT
A1,A2, A3:
Là các cá
thể cùng
loài

A1
A2
A3

13

2.1.2. Căn cứ vào mối quan hệ được diễn đạt trên sơ đồ
- Giữa cái chung và cái riêng
Ví dụ 2: Các môi trường sống chủ yếu của sinh vật
Mặt đất

Mơi trường trên
cạn

Lớp khí quyển
Nước ngọt

Mơi
trường
chủ
yếu

Mơi trường nước

Nước lợ
Nước mặn
Các lớp đất có độ
sâu khác nhau

Mơi trường đất
Mơi trường sinh vật

Thực vật
Động vật
Con người

- Giữa tồn thể và bộ phận
Ví dụ 3: Các nhân tố sinh thái
Nhóm nhân tố vơ sinh
Nhân tố
sinh thái

Nhóm nhân tố hữu sinh

Con người

Ví dụ 4: Đặc trưng của quần thể

14


Mật độ
Tỷ lệ giới tính (đực/cái)
Tỷ lệ các nhóm tuổi
Đặc trưng của
quần thể

Sức sinh sản/ tỷ lệ tử vong
Kích thước của quần thể
Kiểu tăng trưởng
Sự phân bố

- Giữa sinh vật với mơi trường
Ví dụ 5: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sinh vật
Ảnh hưởng tới các hoạt động sống
Ảnh hưởng tới các quá trình sinh lý

trong cơ thể
Nhiệt độ

t/đ

Sinh vật

Tác động tới các đặc điểm hình thái
Hình thành quy luật giới hạn về nhiệt độ

Ví dụ 6: Dựa vào nhu cầu ánh sáng có thể chia thực vật, động vật thành các
dạng
Động vật

Ưa sáng(hoạt động ngày)
Ưa tối (hoạt động đêm)
Ưa sáng

Thực vật

Ưa bóng
Chịu bóng

15


- Nguyên nhân và kết quả
Ví dụ 7: Tác động của ngoại cảnh tới quần thể
Ảnh hưởng tới cấu trúc quần thể (mật độ, nhóm
tuổi, tỷ lệ giới tính)

Ngoại cảnh

Quần thể
Ảnh hưởng tới sinh trưởng và biến động số
lượng (sinh sản, tử vong, phát tán)

Ví dụ 8: Tác động của ngoại cảnh tới quần thể
Dao động ở mức cân bằng
Ngoại cảnh

Quần thể
Biến đổi mạnh

Ví dụ 9: Tác động của các nhân tố sinh thái làm biến động số lượn cá thể của
quần thể

Nhân tố sinh thái

Tỷ lệ sinh sản
Tỷ lệ tử vong
Sự phát tán

Biến động
số lượng

Ví dụ 10: Cơ chế điều hịa mật độ của quần thể

16

Biến động khơng

có chu kỳ
Năm
Biến động
có chu kỳ

Mùa


Số lượng lớn
Thức
ăn đầy
đủ

Thức ăn không đủ
cạnh tranh mạnh,
SS giảm, tử vong
nhiều, phân ly

Sinh sản mạnh

Số lượng chuẩn
Số lượng chuẩn
Thức
ăn
khan
hiếm

Sinh sản yếu,
chết nhiều

Sinh sản mạnh
Số lượng giảm

2.1.3. Căn cứ theo khả năng rèn luyện các thao tác logic

- Sơ đồ rèn luyện kỹ năng phân tích tổng hợp
Ví dụ 11: Sơ đồ các hình thức tổ chức cơ thể sống

17


Cá thể
Các cấp độ tổ chức sống
Các hình
thức tổ
chức cơ
thể sống

Quần thể
Quần xã

Đặc trưng: Trao đổi chất thường xuyên với MT sống
Quang tổng hợp
Tự dưỡng

Các hình thức
dinh dưỡng

Dị dưỡng

Hóa tổng hợp
Toàn phần
Hoại sinh

2.1.4. Căn cứ theo ký hiệu sơ đồ
- Mơ hình hóa khái niệm
Ví dụ 12: Sơ đồ quần thể
MT
A1,A2, A3:
Là các cá
thể cùng
lồi

A1
A2
A3

- Sơ đồ hóa cơ chế
Ví dụ 13: Cơ chế điều hòa mật độ quần thể

18


phản ứng
+

Chuẩn

Chuẩn

-

+

phản ứng

- Đồ thị
Ví du 14: Sơ đồ điều chỉnh số lượng cá thể của quần thể

số
lượng
cá thể

Tác động của
các nhân tố
sinh thái hạn
chế gia tăng số
lượng của QT

Tác động của
các nhân tố
sinh thái hạn
chế gia tăng số
lượng của QT

Mức
cân
bằng
Tác động của
các nhân tố

sinh thái làm
tăng số lượng
cá thể của QT

Đường cong
chữ S

- Sơ đồ nhánh
Ví dụ 15: Mối quan hệ giữa các cá thể trong quần thể
Quan hệ hỗ trợ
Mối quan hệ
Quan hệ cạnh tranh

2.1.5. Căn cứ vào mục đích lý luận dạy học
- Sơ đồ củng cố hồn thiện kiến thức
Ví dụ 16: Các nhân tố của môi trường tác động lên sinh vật

19


Hình thành các
đặc điểm thích
nghi

Nhân tố vơ sinh
Mơi trường

Nhân tố hữu sinh

Sinh vật

Hình thành 4
QL sinh thái

Con người

2.1.6. Theo mức độ hồn thiện
- Sơ đồ đầy đủ
Ví dụ 17: Các nhân tố ảnh hưởng tới kích thước quần thể
Tăng

nhập
cư

Sinh
sản

+

Tử
vong

-

Kích thước quần
thể sinh vật
+
Xuất
cư

Giảm

Ví dụ 18: Khái niệm quần thể

20


Là một nhóm cá thể cùng lồi
Cùng sống trong một khơng gian xác
định
Quần thể

Tại một thời điểm nhất định
Có khả năng sinh sản sinh ra con cái
Nhờ CLTN mà các cá thể thiết lập được
mối quan hệ với nhau và với mơi trường
sống

- Sơ đồ khuyết thiếu
Ví dụ 19: Các loại môi trường
Mặt đất

Môi trường trên cạn
cạn

Môi
trường
chủ
yếu

...............
Nước ngọt
...............

...............

...............
...............

Môi trường đất

Thực vật
...............

Động vật
...............

Ví dụ 20: Các loại mơi trường

21


Đất

Mơi
trường

Nước ngọt
..........

Nước

..........
Khơng khí

Thực vật

..........

Động vật
..........

Ví dụ 21: Tác động của ánh sáng tới thực vật
Tác động của ánh sáng

Đặc điểm của thực vật

Ý nghĩa thích nghi của
thực vật

Ánh sáng mạnh nơi có
nhiều cây gỗ mọc dày
Ánh sáng yếu ở dưới
bóng cây khác
Ánh sáng chiếu nhiều về
một phía của cây
Cây mọc trong điều kiện
ánh sáng dưới đáy hồ, ao

2.2. Phương pháp và biện pháp sử dụng sơ đồ trong dạy học Sinh thái

học [4]

22


2.2.1. Sử dụng sơ đồ hình thành kiến thức mới
Trong nội dung này cần dùng sơ đồ để giới thiệu những kiến thức mới
làm cho học sinh nắm được, ghi nhớ sâu sắc kiến thức vừa mới đưa ra và có
thể ứng dụng kiến thức đó vào thực tiễn đời sống và sản xuất. Mặt khác, học
sinh phải móc xích được kiến thức vừa học với kiến thức đã học ở các bài
trước, chương trước và định hướng được kiến thức cho bài sau. Vì vậy giáo
viên phải nghiên cứu nội dung bài học và trình độ học sinh để sử dụng
phương pháp sơ đồ hóa kết hợp với các phương pháp dạy học khác để đạt
được hiệu quả cao.
Trong khâu hình thành kiến thức mới này có thể sử dụng sơ đồ theo
các mức độ khác nhau.
* Mức độ đơn giản nhất là giáo viên lập sơ đồ lên bảng rồi dùng
phương pháp giảng giải để giải thích cho học sinh hiểu và nắm kiến thức còn
học sinh vẽ lại sơ đồ vào vở và nghe giáo viên giảng giải. Phương pháp này
có thể dùng với những bài đầu, khi mới tập cho học sinh làm quen với phương
pháp sơ đồ hóa, cũng có thể do kiến thức bài mới cịn rất mới đối với học sinh
hoặc trình độ học sinh hầu hết chỉ đạt mức trung bình và yếu. Cách sử dụng
này hiệu quả đạt được là rất thấp, vì học sinh chỉ nắm kiến thức và vẽ sơ đồ
theo thầy một cách thụ động, không phát huy được tính sáng tạo và khả năng
tư duy độc lập của học sinh.
* Mức độ thứ 2 trong việc sử dụng sơ đồ hình thành kiến thức mới đó
là giáo viên yêu cầu học sinh trả lời câu hỏi theo gợi ý và thầy trò cùng xây
dựng sơ đồ. Với các câu trả lời của học sinh thầy có thể hình thành dần dần
sơ đồ lên bảng. Phương pháp này có thể sử dụng với những bài có kiến thức
mà học sinh đã từng học hoặc kiến thức trong thực tiễn và ứng dụng với học

sinh có trình độ trung bình trở lên. Mặt khác, những bài học có thể ứng dụng
phương pháp này phải là những bài sau khi học sinh đã làm quen với
phương pháp sơ đồ hóa. Với phương pháp này thầy có thể phát huy được
khả năng tự làm việc của các em, tạo cho các em những tình huống có vấn
đề thơng qua câu hỏi hoặc các em phải suy nghĩ, tìm tịi, có thể vận dụng
trong thực tiễn bài học, tạo cho các em cơ hội xây dựng bài, khơi gợi trí tị
23


mò và sự hứng thú học tập, học sinh dễ dàng tiếp thu và tiếp thu một cách
tích cực khi thấy sơ đồ được hình thành từ từ trên bảng.
* Mức độ thứ 3 trong hình thành kiến thức mới là giáo viên yêu cầu
học sinh đọc sách giáo khoa và lập sơ đồ thể hiện mối quan hệ giữa các kiến
thức mới thu nhận hay liên hệ giữa kiến thức mới và kiến thức cũ đã học.
Phương pháp này sử dụng cho những đối tượng học sinh trung bình trở lên
và các bài có thể sử dụng được phải là những bài sau khi học sinh đã khá
quen với phương pháp sơ đồ hóa. Tuy nhiên, trong phương pháp này giáo
viên cũng phải lưu ý đi từng mức độ. Từ thấp nhất là giáo viên yêu cầu học
sinh đọc sách giáo khoa và điền vào sơ đồ đã được định sẵn, bởi vì bước đầu
mới tự mình phải xây dựng sơ đồ học sinh còn rất lúng túng chưa định
hướng được dạng sơ đồ nên giáo viên phải gợi ý giúp các em tự làm việc.
Để tổ chức bài giảng theo phương pháp sơ đồ hóa đạt hiệu quả cao
nhất giáo viên có thể hướng dẫn các em đi theo các bước sau:
1. Giáo viên yêu cầu học sinh nghiên cứu sách giáo khoa đúng nội
dung bài học để hoàn thành nhiệm vụ được giao ghi trong các phiếu yêu cầu
hoặc câu hỏi hoặc ghi chúng lên bảng.
2. Yêu cầu học sinh tự nghiên cứu sách giáo khoa để có nguồn thơng
tin, học sinh phải gia cơng để trả lời câu hỏi.
3. HS phân tích nội dung bài học, xác định dạng sơ đồ
4. HS tự lập sơ đồ

5. Thảo luận trước lớp về kết quả đã lập được
6. GV chỉnh lý để có các sơ đồ chính xác, tinh giản, khoa học và có
tính thẫm mỹ cao.
7. Ra bài tập bổ sung, củng cố
2.2.2. Sử dụng sơ đồ để củng cố, hồn thiện kiến thức
Thơng thường sau khi học xong một phần, một bài hay một chương
GV phải củng cố kiến thức cho học sinh để các em hiểu và nắm kiến thức
cũng như móc xích được các kiến thức đã học thành một hệ thống, có như
vậy học sinh mới có thể ghi nhớ kiến thức đã học một cách sâu sắc và dần
dần hoàn thiện các kiến thức trong nội dung chương trình.
24


Trong chương trình sinh thái học, do tính chất hệ thống của nội dung
chương trình nên GV có thể củng cố, hoàn thiện kiến thức cho học sinh bằng
phương pháp sơ đồ hóa.
Ở mức độ thấp nhất GV lập sơ đồ, bảng biểu lên bảng rồi giảng giải
để củng cố kiến thức cho HS. Tuy nhiên, mức độ này ít được sử dụng vì làm
như vậy HS sẽ tiếp thu kiến thức một cách bị động và GV không kiểm tra
được mức độ thu nhận và ghi nhớ kiến thức của HS.
Mức độ thường được GV sử dụng đó là yêu cầu HS xem lại kiến thức
đã học và GV đặt câu hỏi để các em giúp thầy lập sơ đồ củng cố kiến thức.
Ở mức độ này buộc HS phải xem lại kiến thức hoặc phải ghi nhớ một cách
chính xác để lập thành sơ đồ, do đó các em sẽ nhớ lại một cách nhanh chóng
hơn sau khi đã học xong phần đó, từ đó kiến thức sẽ được hoàn thiện trong
các bài tiếp theo. Với phương pháp này GV kích thích được HS tham gia xây
dựng bài một cách tích cực và vì vậy HS sẽ sơi nổi và hứng thú phát biểu
làm cho các em dễ dàng nhớ được sơ đồ thầy và trò cùng xây dựng.
2.2.3. Sử dụng sơ đồ để kiểm tra đánh giá
Để có thể sử dụng sơ đồ trong khâu này cũng có nhiều cách thức khác

nhau.
Có thể sử dụng sơ đồ thiếu khuyết hay sơ đồ câm để yêu cầu học sinh
điền vào. GV cũng có thể kiểm tra HS bằng cách yêu cầu HS sửa chữa các sai
sót trong sơ đồ.
Một phương pháp kiểm tra khác đó là sau một số bài học sinh đã khá
quen với việc lập sơ đồ, GV có thể ra bài kiểm tra yêu cầu HS lập sơ đồ cho
một khái niệm, một quy luật hay một q trình, một cơ chế nào đó.
Với phương pháp kiểm tra như trên cho phép xác định khả năng nắm
bắt cách học theo phương pháp sơ đồ hóa của học sinh đến mức độ nào. Mặt
khác, có thể kiểm tra được khả năng tự làm việc và sự độc lập sáng tạo của
học sinh trong quá trình học tập.
2.3. Thiết kế các giáo án theo hướng sử dụng phương pháp Graph để
thực hiện hoạt động dạy học
25