CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu 1. Trên thế giới K.Darwin là những người có công lao to lớn và thành công trong việc vận dụng phương pháp tiếp cận hệ thống vào nghiên cứu các đối tượng phức tạp về xã hội và tự nhiên. Tập “Tư bản” của K.Marx được coi là mẫu mực kinh điển nghiên cứu hệ thống xã hội tư bản như là một chỉnh thể và các lĩnh vực khác nhau của đời sống xã hội, thể hiện trong đó các nguyên lý nghiên cứu sự toàn vẹn hữu cơ (bắt nguồn từ trừu tượng đến cụ thể, sự thống nhất của phân tích và tổng hợp, làm sáng tỏ những mối liên hệ đa dạng và sự tương tác giữa chúng, sự tổng hợp những hiểu biết cấu trúc - chức phận.Darwin không chỉ là người đã sử dụng phương pháp tiếp cận phát triể n lịch sử nghiên cứu giới tự nhiên mà còn là người đầu tiên đưa ra quan niệm về sự tồn tại và biến đổi của “loài sinh học” - vừa là đơn vị tiến hóa SH, vừa là một cấp độ tồn tại độc lập của hệ thống sinh giới.
Điều đó có nghĩa là chính Darwin đã sử dụng tiếp cận hệ thống trong nghiên cứu khoa học, tạo tiến đề cho sự hình thành lý thuyết hệ thống như một khoa học mà về sau người có công đầu là nhà SH Mỹ Ludwig von Bertalanffy. Lý thuyết hệ thống được đề xướng năm 1940 bởi Ludwig von Bertalanffy và bắt nguồn từ Ross Ashby. Ngay từ buổi đầu hình thành lý thuyết tổng quát về hệ thống, bằng trực cảm và bằng thực nghiệm, các nhà sáng lập như Bertalanffy, Ashby. đã đưa ra một hệ thống các quan niệm và các vấn đề cơ bản như tính toàn thể, tính trội, tính mở.
của các hệ thống; hành vi hướng đích và cơ chế phản hồi, tính nội cân bằng, tính tổ chức và tính nội tổ chức của các hệ thống. Với “Lý thuyết những hệ thống chung - General Systems Theory” (1968), Ludwig von Bertalanffy được xem là người đi đầu trong việc vận dụng tiếp cận hệ thống, đã đưa ra quan niệm về các cấp 4 z hệ trên thế giới phát triển hoàn thiện thành lý thuyết về các cấp tổ chức sống. Và trong SH hiện đại, người ta vận dụng đồng thời hai tiếp cận nghiên cứu là phương pháp phát triển lịch sử và phương pháp CT - HT để nghiên cứu các hiện tượng, các quá trình sống, từ đó phát hiện ra các quy luật của sự sống. Vào những năm 2000, nhân loại chứng kiến sự xuất hiện trước tiên tại Mỹ và Nhật một ngành SH non trẻ là SHHT.
Ngày nay, người ta sử dụng các khái niệm có nội hàm gần nhau là “tiếp cận cấu trúc - hệ thống sinh học”, “tiếp cận các cấp độ sự sống” hay “tiếp cận sinh học hệ thống”. Tiếp cận CT-HT SH sau khi chính thức ra đời và trở thành phương pháp nghiên cứu SH thì từ những năm 60 thế kỷ trước đã được các nhà sư phạm tìm cách vận dụng, phối hợp với quan điểm tiến hóa sinh giới đã trở thành quan điểm chỉ đạo để xây dựng nội dung và logic của chương trình SH Phổ thông. Trong nước Chương trình SH phổ thông đổi mới của nước ta được thực nghiệm từ năm học 2000 - 2001, áp dụng đại trà từ năm học 2001 – 2002 (ở cấp PTCS) và từ năm học 2006 - 2007 (ở cấp PTTH) là một tiến bộ rất quan trọng trong nền giáo dục nước ta. Chương trình đã được xây dựng trên quan điểm sinh thái và tiến hoá, các kiến thức SH được trình bày theo các CĐTCS từ các hệ nhỏ đến các hệ lớn.
Một hướng nghiên cứu tiếp theo là căn cứ vào chương trình, SGK đã được xây dựng theo các tiếp cận nêu trên nghiên cứu tìm ra những giải pháp để thể hiện các tiếp cận trên vào thực tiễn dạy học môn học. Năm 1999, trong luận án tiến sĩ khoa học giáo dục “Giáo dục môi trường qua dạy học Sinh thái học lớp 11 phổ thông trung học”, tác giả Dương Tiến Sỹ đã vận dụng tiếp cận CT-HT vào việc phân tích nội dung, xây dựng các nguyên tắc tích hợp giáo dục môi trường qua dạy học Sinh thái học ở toàn chương trình và từng bài học, từng khái nhiệm cụ thể theo hướng phát huy 5 z tính tích cực của HS, từ đó cho phép tích hợp hữu cơ giữa dạy học Sinh thái học với giáo dục môi trường [22]. Tác giả Dương Tiến Sỹ trong bài viết “Quán triệt tư tưởng cấu trúc - hệ thống và tư tưởng tiến hoá sinh giới trong dạy học sinh học ở trường phổ thông” (2006) đã cho rằng việc quán triệt đầy đủ và vận dụng đồng thời hai tư tưởng CT-HT và tư tưởng tiến hoá sinh giới trong quá trình dạy học SH cho phép dễ dàng phân tích nội dung SH về các CĐTCS, khắc phục được sự tách rời giữa cấu trúc và chức năng, giữa cấu trúc - chức năng với môi trường. Từ đó giúp cho việc xác định các phương pháp, phương tiện dạy học theo hướng tích cực hoá hoạt động của HS.
Khi tổ chức cho HS nghiên cứu mỗi CĐTCS dù đơn giản hay phức tạp đều phải tuân thủ theo các nguyên tắc chính là nguyên tắc tổ chức, nguyên tắc hệ thống, nguyên tắc hoạt động. Quá trình dạy học SH về các CĐTCS theo tư tưởng CT-HT và tư tưởng tiến hoá được tiến hành theo hướng tổng - phân - hợp [23]. Trong luận án Tiến sĩ giáo dục học “Vận dụng tiếp cận hệ thống trong dạy học sinh học cơ thể lớp 11 THPT phân ban” (2009) của tác giả Nguyễn Thị Nghĩa đã vận dụng tiếp cận hệ thống định hướng tổ chức hoạt động nhận thức của HS bằng gia công tài liệu SH chuyên khoa TV, ĐV theo logic tổng - phân - hợp để cuối cùng khái quát hoá, trừu tượng hoá, hình thành các khái niệm đại cương về SH cấp độ cơ thể. Tác giả luận án cũng đã xây dựng được ba con đường logic tổ chức dạy học SH cơ thể phù hợp với cách biên soạn nội dung từng chương của SGK, năng lực của GV và trình độ của HS, giúp HS đối chiếu, so sánh tìm các dấu hiệu tương đồng về bản chất SH, hình thành các khái niệm SH đại cương cấp độ cơ thể [17].
Như vậy, các công trình trên mới khai thác theo cách phân tích từng quan điểm chỉ đạo trong chương trình Sinh học phổ thông như quan điểm sinh thái, quan điểm các cấp tổ chức sống để nghiên cứu ứng dụng vào thực tiễn dạy học. Đề tài nghiên cứu của chúng tôi mạnh dạn định hướng theo hướng 6 z này. Tuy nhiên đề tài chỉ vận dụng vào một phần nội dung cụ thể là chương IV: Sinh sản, Sinh học 11. Một số khái niệm 1.
Khái niệm hệ thống a) Khái niệm về hệ thống Nhà sinh vật học L. Von Bertalanffy đã định nghĩa: “Hệ thống là một tổng thể duy trì sự sự tồn tại bằng sự tương tác giữa các tổ phần tạo nên nó”. Theo Miler thì “hệ thống là tập hợp các yếu tố cùng với những mối quan hệ tương tác giữa chúng với nhau”.[3] Theo từ điển tiếng Việt thì “Hệ thống là tập hợp nhiều yếu tố, đơn vị cùng loại hoặc cùng chức năng có quan hệ với nhau chặt chẽ làm thành một thể thống nhất”.[19] Trong cuốn “Dạy học Sinh học theo hướng tiếp cận hệ thống”, Đinh Quang Báo và Nguyễn Thị Nghĩa định nghĩa: “Hệ thống là một tập hợp các phần tử có mối quan hệ, tác động tương hỗ theo những quy luật nhất định trở thành một chỉnh thể, qua đó làm xuất hiện những thuộc tính mới của hệ thống vốn không có khi những yếu tố đứng riêng lẻ.”[3] Có nhiều cách định nghĩa khác nhau về hệ thống, những định nghĩa đó đều có những điểm chung: "Hệ thống" là một tập hợp các phần tử có mối quan hệ, tác động tương hỗ theo những quy luật nhất định trở thành một chỉnh thể, qua đó làm xuất hiện những thuộc tính mới của hệ thống vốn không có khi những yếu tố đó đứng riêng lẻ. Mỗi phần tử cấu thành hệ thống, có tính độc lập tương đối.
Một hệ thống gồm nhiều phần tử, phần tử là đơn vị cấu trúc và đơn vị chức năng của hệ thống. Ví dụ, nếu coi cơ thể động vật là một hệ thống thì các hệ cơ quan, các cơ quan, các mô, các tế bào là phần tử của hệ thống cơ thể ở các cấp độ khác nhau. Mỗi hệ thống có thể gồm nhiều hệ thống nhỏ hơn. Khi đó mỗi hệ thống nhỏ là thành tố của hệ thống lớn hơn tương ứng.
Mỗi hệ thống vừa là 7 z hệ thống, đồng thời lại vừa là yếu tố của một hệ thống khác có cấp độ rộng lớn hơn. Mỗi yếu tố vừa là yếu tố, đồng thời lại vừa là hệ thống của các yếu tố khác có cấp độ hẹp hơn. Qua đó có thể thấy hệ thống là tập hợp nhiều yếu tố, đơn vị cùng loại hoặc cùng chức năng có quan hệ với nhau chặt chẽ làm thành một thể thống nhất; làm cho lớp sự vật hiện tượng trở nên có hệ thống, là biện pháp sắp xếp một cách logic các yếu tố, các nội dung thông tin về các đối tượng, hiện tượng nghiên cứu; chúng được chỉnh thể hóa theo một quan điểm nhất định nhờ đó phản ánh được đầy đủ đặc điểm bản chất về đối tượng đó. Như vậy có thể khái quát về hệ thống là: Hệ thống là một tập hợp nhiều yếu tố có mối quan hệ tác động qua lại với nhau tạo thành một chỉnh thể gồm những đặc tính nổi trội mang tính đặc trưng cho hệ thống.
b) Khái niệm hệ thống sống Thế giới sống vô cùng đa dạng, SH xem tế bào, cơ thể, quần thể, quần xã, hệ sinh thái, sinh quyển là những hệ thống sống ở các cấp độ khác nhau. Hệ thống sống khác với hệ thống vô sinh ở những đặc điểm chủ yếu là có tính tổ chức cao, trao đổi chất, sinh trưởng và phát triển, sinh sản và cảm ứng. Hệ thống sống là hệ mở, tự điều chỉnh, cân bằng động bảo đảm thích ứng với môi trường và hệ liên tục tiến hoá. Hệ thống sống là hệ mở, có tính tổ chức cao, đặc tính này của hệ sống vừa là đặc điểm phân biệt với hệ vô cơ nhưng đồng thời cũng là cơ sở để hiểu được các đặc tính khác của hệ sống như chuyển hoá vật chất và năng lượng, sinh trưởng và phát triển, sinh sản, cảm ứng.
Hệ thống sống gồm nhiều yếu tố thành phần cấu tạo nên, khi một yếu tố thành phần bị tổn thương thì có thể dẫn đến hệ thống bị phá huỷ[17].