Luận văn thạc sĩ về việc sử dụng Grap để nâng cao chất lượng dạy học sinh học 11

Luận văn thạc sĩ VNU UED nghiên cứu ứng dụng grap nhằm nâng cao chất lượng dạy học sinh học lớp 11, góp phần cải thiện phương pháp giảng dạy.

• Tác giả: Hà Thị Thu Trang
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thế Hưng
• Trường học: Trường Đại học Giáo dục - Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Sư phạm Sinh học
• Đề tài: Sử dụng Grap nhằm nâng cao chất lượng dạy học Sinh học 11
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2009
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
• 1.1. Tổng quan về lí thuyết Grap
• 1.2. Khái niệm về Grap
• 1.3. Cơ sở khoa học của việc chuyển hoá Grap toán học thành Grap dạy học
• 1.4. Grap dạy học
• 1.5. Đặc điểm chương trình sinh học 11
• 1.6. Nhiệm vụ của chương trình Sinh học 11
• 1.7. Nội dung chương trình Sinh học lớp 11
• 1.8. Thực trạng việc sử dụng Grap trong dạy học sinh học 11
• 1.9. Thực trạng dạy và học Sinh học 11
• 1.10. Việc học của HS
• 1.11. Về phía GV
• 1.12. Nguyên nhân của thực trạng dạy học Sinh học 11
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG GRAP TRONG DẠY HỌC SINH HỌC 11
• 2.1. Nguyên tắc xây dựng Grap trong dạy học Sinh học
• 2.2. Phân loại một số Grap trong dạy học
• 2.2.1. Phân loại theo kí hiệu sơ đồ
• 2.2.2. Phân loại theo nội dung
• 2.2.3. Phân loại theo các khâu của quá trình dạy học
• 2.2.4. Phân loại theo mục tiêu dạy học
• 2.2.5. Phân loại theo mức độ hoàn thiện kiến thức
• 2.3. Các bước lập Grap
• 2.4. Sử dụng Grap trong dạy học Sinh học 11
• 2.4.1. Sử dụng Grap trong nghiên cứu tài liệu mới
• 2.4.2. Sử dụng Grap trong khâu củng cố, hoàn thiện kiến thức
• 2.4.3. Sử dụng Grap trong khâu kiểm tra - đánh giá
• 2.4.4. Sử dụng Grap để mở rộng và nâng cao kiến thức cho HS
• 2.4.5. Sử dụng Grap để rèn kỹ năng cho HS
• 2.4.6. Sử dụng Grap để rèn kỹ năng thu thập và xử lý thông tin
• 2.4.7. Sử dụng Grap để rèn kỹ năng hệ thống hoá kiến thức
• 2.4.8. Sử dụng Grap để rèn kỹ năng so sánh
• 2.4.9. Sử dụng Grap để rèn kỹ năng suy luận
• 2.4.10. Sử dụng Grap để rèn kỹ năng làm việc nhóm
• 2.4.11. Một số lưu ý khi sử dụng Grap trong dạy học Sinh học lớp 11
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Mục đích, nội dung và phương pháp thực nghiệm sư phạm
• 3.1.1. Mục đích thực nghiệm
• 3.1.2. Nội dung thực nghiệm
• 3.1.3. Phương pháp thực nghiệm
• 3.1.4. Xử lý số liệu
• 3.1.5. Phân tích kết quả định tính
• 3.1.6. Phân tích kết quả định lượng
• 3.2. Kết quả thực nghiệm
• 3.2.1. Phân tích định tính
• 3.2.2. Phân tích định lượng
• KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Cách Nâng Cao Chất Lượng Dạy Học Sinh Học 11 Bằng Grap

Việc nâng cao chất lượng dạy học sinh học 11 là một nhiệm vụ quan trọng trong giáo dục hiện đại. Sử dụng Grap trong giảng dạy không chỉ giúp học sinh tiếp cận kiến thức một cách trực quan mà còn phát triển tư duy hệ thống. Grap là một công cụ mạnh mẽ giúp tổ chức thông tin, từ đó tạo điều kiện cho học sinh hiểu sâu hơn về các khái niệm sinh học phức tạp.

1.1. Tổng Quan Về Grap Trong Dạy Học Sinh Học

Grap là một mô hình trực quan giúp học sinh hình dung các mối quan hệ giữa các khái niệm trong sinh học. Việc sử dụng Grap trong dạy học giúp học sinh dễ dàng hơn trong việc ghi nhớ và áp dụng kiến thức vào thực tiễn.

1.2. Lợi Ích Của Việc Sử Dụng Grap Trong Dạy Học

Sử dụng Grap trong dạy học sinh học 11 mang lại nhiều lợi ích như tăng cường khả năng tư duy phản biện, phát triển kỹ năng làm việc nhóm và khả năng tự học của học sinh. Grap giúp học sinh tổ chức thông tin một cách logic và dễ hiểu.

II. Vấn Đề Trong Dạy Học Sinh Học 11 Hiện Nay

Mặc dù có nhiều phương pháp dạy học hiện đại, nhưng việc dạy học sinh học 11 vẫn gặp nhiều thách thức. Một trong những vấn đề chính là sự thiếu hụt trong việc áp dụng các phương pháp dạy học tích cực, dẫn đến việc học sinh không phát huy được tối đa khả năng của mình.

2.1. Thực Trạng Dạy Học Sinh Học 11

Thực trạng dạy học sinh học 11 hiện nay cho thấy nhiều giáo viên vẫn sử dụng phương pháp truyền thống, khiến học sinh cảm thấy nhàm chán và không hứng thú với môn học. Việc này ảnh hưởng đến chất lượng học tập và sự phát triển tư duy của học sinh.

2.2. Những Thách Thức Khi Sử Dụng Grap

Mặc dù Grap có nhiều lợi ích, nhưng việc áp dụng Grap trong dạy học cũng gặp phải một số thách thức như thiếu kiến thức về Grap của giáo viên, hoặc không đủ thời gian để triển khai các hoạt động học tập hiệu quả.

III. Phương Pháp Sử Dụng Grap Trong Dạy Học Sinh Học 11

Để nâng cao chất lượng dạy học sinh học 11, việc áp dụng Grap cần được thực hiện một cách có hệ thống. Các bước thiết kế và sử dụng Grap trong dạy học sẽ giúp giáo viên và học sinh có một lộ trình rõ ràng.

3.1. Nguyên Tắc Xây Dựng Grap Trong Dạy Học

Nguyên tắc xây dựng Grap trong dạy học sinh học bao gồm việc xác định rõ các khái niệm, mối quan hệ giữa chúng và cách thức tổ chức thông tin một cách hợp lý. Điều này giúp học sinh dễ dàng tiếp cận và hiểu sâu hơn về nội dung học tập.

3.2. Các Bước Sử Dụng Grap Trong Giảng Dạy

Các bước sử dụng Grap trong giảng dạy bao gồm: xác định mục tiêu học tập, thiết kế Grap phù hợp với nội dung bài học, và triển khai Grap trong quá trình dạy học. Việc này không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn phát triển kỹ năng tư duy.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Grap Trong Dạy Học Sinh Học 11

Việc ứng dụng Grap trong dạy học sinh học 11 đã cho thấy những kết quả tích cực. Nhiều trường học đã áp dụng phương pháp này và nhận được phản hồi tốt từ học sinh.

4.1. Kết Quả Nghiên Cứu Về Sử Dụng Grap

Nghiên cứu cho thấy việc sử dụng Grap trong dạy học sinh học 11 giúp học sinh cải thiện khả năng ghi nhớ và áp dụng kiến thức. Học sinh cũng cho biết họ cảm thấy hứng thú hơn với môn học khi được học qua Grap.

4.2. Ví Dụ Thực Tế Về Sử Dụng Grap

Một số giáo viên đã áp dụng Grap để dạy các chủ đề như di truyền học và sinh thái học. Các hoạt động này không chỉ giúp học sinh hiểu rõ hơn về nội dung mà còn khuyến khích sự sáng tạo và tư duy phản biện.

V. Kết Luận Về Việc Sử Dụng Grap Trong Dạy Học Sinh Học 11

Việc sử dụng Grap trong dạy học sinh học 11 là một phương pháp hiệu quả để nâng cao chất lượng giáo dục. Grap không chỉ giúp học sinh tiếp cận kiến thức một cách dễ dàng mà còn phát triển tư duy hệ thống.

5.1. Tương Lai Của Grap Trong Dạy Học

Tương lai của việc sử dụng Grap trong dạy học sinh học 11 rất hứa hẹn. Với sự phát triển của công nghệ, việc áp dụng Grap sẽ ngày càng trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn.

5.2. Khuyến Nghị Đối Với Giáo Viên

Giáo viên cần được đào tạo về cách sử dụng Grap trong dạy học để có thể áp dụng hiệu quả trong lớp học. Việc này sẽ giúp nâng cao chất lượng dạy học và tạo ra môi trường học tập tích cực cho học sinh.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Đổi mới phương pháp dạy học tại bậc trung học phổ thông là một trong những ưu tiên chiến lược được khẳng định rõ trong Chiến lược phát triển giáo dục giai đoạn 2001 - 2010 và Điều 28 Luật Giáo dục. Mục tiêu cốt lõi là chuyển dịch căn bản từ lối truyền thụ thụ động sang hướng dẫn học sinh chủ động tư duy, tự chiếm lĩnh tri thức. Tuy nhiên, trên thực tế, môn Sinh học 11 với khối lượng kiến thức đồ sộ gồm 4 chương lớn và hơn 30 bài lý thuyết chuyên sâu về sinh học cơ thể thực vật và động vật đang tạo ra áp lực học tập rất lớn. Khảo sát thực tế trước nghiên cứu cho thấy có tới 51,31% học sinh chỉ xem việc học bộ môn này như một nghĩa vụ đối phó, 40,8% hoàn toàn không có hứng thú học tập và 85% giáo viên chưa từng tiếp cận hoặc áp dụng phương pháp Grap trong giảng dạy.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm của luận văn là giải quyết tình trạng học vẹt, ghi nhớ máy móc thông qua việc mô hình hóa cấu trúc kiến thức bằng lý thuyết Grap. Mục tiêu cụ thể là xây dựng hệ thống nguyên tắc, quy trình thiết kế và biện pháp sử dụng Grap nội dung cùng Grap hoạt động trong các khâu lên lớp của chương trình Sinh học 11. Đề tài được triển khai thực nghiệm tại 3 trường trung học phổ thông trên địa bàn thành phố Hải Dương gồm THPT Hoàng Văn Thụ, THPT Hồng Quang và THPT Nguyễn Bỉnh Khiêm trong năm học 2008 - 2009. Nghiên cứu mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc khi cung cấp giải pháp sư phạm giúp tăng tỷ lệ học sinh khá giỏi lên trên 30%, giảm tỷ lệ tái hiện kiến thức thiếu logic từ mức 57,89% xuống mức tối thiểu, đồng thời hình thành năng lực tự học và tư duy hệ thống bền vững cho người học.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng lý thuyết Grap toán học kinh điển bắt nguồn từ công trình của Claude Berge năm 1958, kết hợp với các nghiên cứu chuyển hóa sư phạm của A. Xokhor năm 1965, V. Poloxin năm 1965 và hệ thống lý luận dạy học của các tác giả Việt Nam như Nguyễn Ngọc Quang năm 1989, Phạm Thị My năm 2000, Nguyễn Phúc Chỉnh năm 2005. Nền tảng triết học của đề tài dựa trên phương pháp tiếp cận cấu trúc - hệ thống, xem xét đối tượng sinh học như một chỉnh thể toàn vẹn gồm các yếu tố cấu trúc liên kết chặt chẽ. Về mặt tâm lý học nhận thức, Grap đóng vai trò là công cụ mô hình hóa giúp chuyển đổi tri thức khách quan thành sơ đồ tư duy bên trong của người học. Về mặt lý thuyết thông tin, việc truyền tải dữ liệu qua kênh thị giác bằng các nút sơ đồ giúp tối ưu hóa tốc độ tiếp nhận và lưu trữ thông tin vượt trội so với kênh thính giác truyền thống.

Mô hình nghiên cứu làm sáng tỏ 4 khái niệm và cấu trúc cơ bản:

• Grap dạy học: Phương pháp tổ chức quá trình dạy học nhằm hình thành các sơ đồ học tập trong tư duy học sinh, tạo phong cách tư duy khoa học và hệ thống.
• Grap nội dung: Mô hình phản ánh trực quan cấu trúc logic bên trong của tài liệu giáo khoa, bao gồm Grap thành phần kiến thức và Grap toàn bài.
• Grap hoạt động: Bản thiết kế khái quát chuỗi thao tác sư phạm của giáo viên và hoạt động tương ứng của học sinh, đóng vai trò như thuật toán điều khiển giờ học.
• Hệ thống đỉnh và cung: Đỉnh biểu diễn các đơn vị kiến thức chốt, cung biểu diễn mối liên hệ logic có hướng hoặc vô hướng giữa các đơn vị kiến thức. Cấu trúc Grap được phân hóa thành Grap chu trình (vòng tuần hoàn, chu kỳ tế bào), Grap cây đa phân (cấu tạo - chức năng) và Grap cây nhị phân (sơ đồ phân nhánh di truyền).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được thu thập từ cuộc khảo sát diện rộng với cỡ mẫu gồm 380 học sinh lớp 11 và 30 giáo viên trực tiếp giảng dạy bộ môn Sinh học tại 3 trường trung học phổ thông trên địa bàn thành phố Hải Dương trong năm học 2008 - 2009. Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu phân tầng kết hợp ngẫu nhiên, bao gồm trường trung học phổ thông trọng điểm, trường đại trà và trường ngoài công lập nhằm đảm bảo tính đại diện khách quan cho toàn bộ đối tượng khảo sát.

Phương pháp nghiên cứu kết hợp chặt chẽ giữa nghiên cứu lý thuyết, điều tra sư phạm và thực nghiệm sư phạm. Việc lựa chọn phương pháp thống kê toán học xử lý qua phần mềm chuyên dụng là bắt buộc nhằm kiểm định định lượng tính chính xác của dữ liệu, tính toán các tham số thống kê cơ bản như giá trị trung bình, phương sai, độ lệch chuẩn và kiểm định t-Student với độ tin cậy trên 95%. Quy trình phân tích này giúp loại bỏ hoàn toàn các yếu tố chủ quan, chứng minh tính vượt trội của phương pháp Grap so với phương pháp dạy học truyền thống.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phát hiện thứ nhất chỉ ra thực trạng đáng báo động về kỹ năng xử lý thông tin của học sinh: 94,74% học sinh (360 trên tổng số 380 em) gặp lúng túng, không thể tự chắt lọc và thiết lập mối liên hệ giữa các thành phần kiến thức. Chỉ có 5,26% học sinh có khả năng hiểu sâu và vận dụng sáng tạo bài học. Phần lớn học sinh (57,89%) học tập theo phương thức ghi nhớ máy móc, tái hiện nội dung không logic và 32,91% tái hiện sai lệch bản chất sinh học.

Phát hiện thứ hai làm rõ rào cản từ phía giáo viên khi có đến 83,33% giáo viên chưa hiểu rõ hoặc chưa từng biết đến lý thuyết Grap dạy học (trong đó 56,66% hoàn toàn chưa biết). Tỷ lệ giáo viên không bao giờ sử dụng Grap lên tới 63,33%, số vận dụng thường xuyên chỉ chiếm khiêm tốn 6,67%. Khi có sử dụng, Grap chủ yếu chỉ được đưa vào khâu củng cố cuối giờ (43% rất thường xuyên), trong khi bị bỏ quên hoàn toàn ở khâu nghiên cứu bài mới (76% không bao giờ dùng) và khâu kiểm tra đánh giá (88% không bao giờ dùng).

Phát hiện thứ ba phản ánh sự thống trị của phương pháp truyền thụ một chiều: 80% giáo viên sử dụng thuyết trình giảng giải rất thường xuyên và 72% sử dụng vấn đáp tái hiện. Ngược lại, các phương pháp kích thích tư duy như dạy học nêu vấn đề có tới 77% giáo viên không bao giờ sử dụng.

Phát hiện thứ tư khẳng định hiệu quả vượt trội khi áp dụng quy trình thiết kế Grap 3 bước (Tổ chức đỉnh, Thiết lập cung, Hoàn thiện Grap) kết hợp 2 mức độ triển khai: mức độ 1 giáo viên giảng giải kết hợp lập Grap mẫu (như Bài 2 về cơ chế vận chuyển nước, Bài 30 về truyền tin qua xináp) và mức độ 2 học sinh tự lập Grap qua phiếu học tập (như Bài 38 về biến thái ở động vật, Bài 39 về điều khiển sinh trưởng). Kết quả giúp học sinh rút ngắn 35% thời gian ghi nhớ và tăng độ bền kiến thức rõ rệt.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân căn bản của thực trạng dạy học thụ động xuất phát từ tâm lý coi Sinh học là môn phụ của 51,31% học sinh, dẫn đến thói quen học đối phó trước các kỳ kiểm tra. Về phía giáo viên, sức ỳ của phương pháp đọc chép truyền thống cùng việc thiếu tài liệu hướng dẫn chuyển hóa lý thuyết hệ thống thành kỹ thuật dạy học cụ thể là nguyên nhân chính. Sách giáo khoa Sinh học 11 chứa đựng nhiều cơ chế phức tạp ở cấp độ cơ thể (như cân bằng nội môi, điện thế hoạt động, tập tính động vật), nếu không có công cụ trực quan hóa như Grap thì học sinh rất dễ rơi vào tình trạng quá tải thông tin.

So sánh với các nghiên cứu trước đây của Nguyễn Phúc Chỉnh năm 2005 trên phân môn Giải phẫu - Sinh lý người và Phạm Thị My năm 2000 trên phần Di truyền học, kết quả của luận văn đã mở rộng và hoàn thiện việc ứng dụng Grap sang toàn bộ 4 chương Sinh học cơ thể lớp 11. Các dữ liệu định lượng có thể được trực quan hóa sinh động qua các biểu đồ phân phối tần số điểm kiểm tra và bảng đối chiếu kết quả trước - sau thực nghiệm. Biểu đồ chỉ ra rằng đường cong phân phối điểm của lớp thực nghiệm dịch chuyển mạnh về phía dải điểm 8 đến 10, trong khi tỷ lệ điểm dưới trung bình giảm mạnh từ 4,74% xuống dưới mức 1,5%, chứng minh tính đúng đắn của giả thuyết khoa học đã đề ra.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu lý luận và thực nghiệm sư phạm, đề tài đưa ra 4 nhóm giải pháp hành động cụ thể:

Thứ nhất, chuẩn hóa và phổ biến quy trình 3 bước thiết kế Grap nội dung (Xác định tên Grap và danh mục đỉnh; Mã hóa kiến thức ngắn gọn; Lập cung logic phản ánh mối liên hệ tầng bậc) cho toàn bộ giáo viên bộ môn. Mục tiêu: 100% giáo viên tổ Sinh học tại các trường trung học phổ thông nắm vững và áp dụng thành thạo quy trình này trong vòng 6 tháng kể từ khi triển khai. Chủ thể thực hiện: Ban giám hiệu và tổ chuyên môn các trường.

Thứ hai, biên soạn và số hóa ngân hàng gồm 40 sơ đồ Grap nội dung chuẩn hóa bao phủ toàn bộ 4 chương Sinh học 11, tích hợp trực tiếp vào phiếu học tập và giáo án điện tử. Mục tiêu: Giảm 25% thời lượng thuyết trình thụ động, tăng 40% thời lượng tự học và thảo luận nhóm của học sinh trong mỗi tiết học 45 phút. Chủ thể thực hiện: Sở Giáo dục và Đào tạo phối hợp cùng các chuyên gia phương pháp dạy học.

Thứ ba, cải tiến phương thức kiểm tra - đánh giá định kỳ bằng cách lồng ghép các bài tập điền khuyết đỉnh, hoàn thiện cung logic hoặc tự xây dựng Grap từ kênh chữ. Mục tiêu: Nâng tỷ lệ học sinh đạt điểm khá giỏi môn Sinh học 11 từ mức 31,05% lên trên 55% sau 2 học kỳ áp dụng. Chủ thể thực hiện: Giáo viên bộ môn Sinh học và hội đồng khảo thí nhà trường.

Thứ tư, tổ chức định kỳ các khóa tập huấn chuyên đề sư phạm với thời lượng 30 tiết về lý thuyết thông tin và kỹ thuật mô hình hóa kiến thức cho ít nhất 200 giáo viên Sinh học các trường trung học phổ thông. Mục tiêu: Xóa bỏ hoàn toàn tỷ lệ 56,66% giáo viên chưa biết về Grap, hoàn thành trong giai đoạn 1 năm học tiếp theo. Chủ thể thực hiện: Các trường Đại học Sư phạm, Đại học Giáo dục và phòng ban chuyên môn của ngành.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả nghiên cứu của luận văn mang lại giá trị ứng dụng thiết thực cho 4 nhóm đối tượng chính:

Nhóm thứ nhất là giáo viên Sinh học tại các trường trung học phổ thông. Giáo viên có thể khai thác trực tiếp hệ thống Grap mẫu và quy trình tổ chức dạy học tích cực cho 4 chương Sinh học 11, giúp tối ưu hóa cấu trúc bài giảng 45 phút và giảm 30% thời gian soạn giáo án hàng tuần.

Nhóm thứ hai là sinh viên, học viên cao học chuyên ngành Lý luận và Phương pháp dạy học Sinh học. Luận văn cung cấp khung lý thuyết hoàn chỉnh về chuyển hóa Grap toán học thành Grap dạy học, là tài liệu tham khảo giá trị cho các công trình nghiên cứu khoa học, khóa luận tốt nghiệp và thực tập sư phạm.

Nhóm thứ ba là cán bộ quản lý giáo dục, chuyên viên chỉ đạo chuyên môn cấp Sở và Phòng Giáo dục. Số liệu khảo sát thực chứng từ 380 học sinh và 30 giáo viên cung cấp luận cứ khoa học tin cậy để hoạch định chính sách bồi dưỡng giáo viên, đổi mới kiểm tra đánh giá theo hướng tiếp cận năng lực.

Nhóm thứ tư là học sinh lớp 11 đang theo học chương trình Sinh học phổ thông hoặc ôn thi học sinh giỏi. Học sinh có thể sử dụng các mô hình Grap để tự hệ thống hóa kiến thức phức tạp, nắm vững bản chất các cơ chế sinh học, tăng 50% hiệu suất ôn tập trước các kỳ thi học kỳ và kỳ thi quốc gia.

Câu hỏi thường gặp

Phương pháp Grap dạy học khác biệt như thế nào so với sơ đồ tư duy (Mindmap) thông thường? Grap dạy học dựa trên nền tảng toán học và tiếp cận hệ thống, quy định cấu trúc đỉnh và cung có hướng phản ánh chính xác mối quan hệ bản chất, logic tầng bậc và cơ chế khoa học của đối tượng. Trong khi sơ đồ tư duy thiên về liên tưởng tự do, Grap thể hiện nghiêm ngặt trật tự nhân quả như cơ chế 4 giai đoạn truyền tin qua xináp tại Bài 30.

Việc vẽ và hướng dẫn học sinh lập Grap có làm quá tải thời gian của một tiết học 45 phút không? Hoàn toàn không, nếu giáo viên chuẩn bị sẵn khung Grap khuyết thiếu trên phiếu học tập hoặc bài giảng điện tử. Phương pháp này giúp rút ngắn thời gian ghi chép bảng khoảng 15 phút, tạo thêm 20 phút cho học sinh thảo luận nhóm và giải quyết các câu hỏi tư duy vận dụng thực tiễn tại lớp.

Học sinh có học lực trung bình hoặc yếu có thể tự thiết kế được Grap nội dung không? Nghiên cứu chỉ ra rằng thông qua quy trình phân hóa 2 mức độ, học sinh trung bình và yếu ban đầu được hướng dẫn điền từ khóa vào Grap khuyết thiếu. Sau 2 đến 3 tuần làm quen, khoảng 90% học sinh ở mức độ này đều có thể tự vẽ các sơ đồ nhánh và chu trình đơn giản một cách độc lập.

Grap dạy học có thể được ứng dụng trong những khâu nào của quá trình dạy học? Grap được ứng dụng đồng bộ trong cả 4 khâu của quá trình dạy học gồm: nghiên cứu kiến thức mới (Bài 2), củng cố và hệ thống hóa kiến thức toàn chương, rèn luyện kỹ năng so sánh - suy luận và kiểm tra đánh giá định kỳ thông qua các bài tập tái hiện sơ đồ với độ chính xác cao.

Cơ sở toán học của lý thuyết Grap được ứng dụng cụ thể vào môn Sinh học 11 ra sao? Luận văn ứng dụng trực tiếp các định lý về Grap có hướng để biểu diễn cơ chế sinh lý, Grap chu trình để mô tả vòng tuần hoàn và chu kỳ phát triển, Grap hình cây đa phân để làm rõ mối quan hệ cấu trúc - chức năng và cây nhị phân để phân tích các quy luật di truyền sinh học.

Kết luận

• Luận văn hệ thống hóa toàn diện cơ sở lý luận từ lý thuyết Grap toán học của Claude Berge sang phương pháp dạy học Sinh học theo hướng tiếp cận cấu trúc - hệ thống.
• Đánh giá thực trạng khách quan trên mẫu khảo sát 380 học sinh và 30 giáo viên tại 3 trường THPT, chỉ rõ 85% giáo viên chưa dùng Grap và 94,74% học sinh chưa có kỹ năng liên kết kiến thức.
• Xây dựng chuẩn mực quy trình 3 bước thiết kế Grap nội dung và Grap hoạt động, áp dụng thành công trên các bài học trọng tâm của 4 chương sách giáo khoa Sinh học 11.
• Đề xuất mô hình tổ chức dạy học phân hóa 2 mức độ linh hoạt, thúc đẩy học sinh chuyển biến từ thụ động chép bài sang chủ động mô hình hóa tri thức cá nhân.
• Cung cấp giải pháp nâng cao chất lượng giáo dục thực chất, hướng tới nâng tỷ lệ học sinh khá giỏi môn Sinh học lên trên 55% trong các năm học tiếp theo.

Về lộ trình phát triển tiếp theo, việc số hóa toàn bộ hệ thống Grap thành phần mềm học tập tương tác đa phương tiện dự kiến sẽ được triển khai mở rộng trong giai đoạn 3 năm tới. Các thầy cô giáo, nhà nghiên cứu và học sinh quan tâm hãy khai thác toàn văn luận văn thạc sĩ chuyên ngành Lí luận và Phương pháp dạy học Sinh học để ứng dụng hiệu quả phương pháp Grap vào thực tiễn giảng dạy và học tập.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Cở sở lí luận và thực tiễn của đề tài Chương 2: Thiết kế và sử dụng Grap trong dạy học Sinh học 11 Chương 3: Thực nghiệm sư phạm Kết luận và khuyến nghi ̣ 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chƣơng 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.Tổng quan về lí thuyết Grap 1.Khái niệm về Grap Theo từ điển Anh – Việt, grap( graph) có nghĩa là đồ thị - biểu đồ gồm có một đường hoặc nhiều đường biểu diễn sự biến thiên của các đại lượng. Nhưng từ Grap trong lí thuyết Grap lại bắt nguồn từ từ “ Graphic” nghĩa là tạo ra một hình ảnh rõ ràng, chi tiết, sinh động trong tư duy [1]. Grap có nguồn gốc là một trong những lí thuyết thuộc chuyên ngành toán học, sau đó đã được nghiên cứu trong các lĩnh vực khoa học khác. Trên thế giới và ở Việt Nam đã có nhiều tác giả nghiên cứu chuyển hóa Grap toán học vào dạy học với vai trò như một phương pháp dạy học.Cơ sở khoa học của việc chuyển hoá Grap toán học thành Grap dạy học Việc chuyển hóa Grap toán hoc thành Grap dạy học dựa trên những cơ sở khoa học sau: cơ sở toán học (lí thuyết Grap), cơ sở triết học( phương pháp tiếp cận cấu trúc – hệ thống), cơ sở tâm lí học sư phạm, cơ sở lí luận dạy học.

*Cơ sở toán học Một Grap gồm một tập hợp các điểm (gọi là đỉnh) và một tập hợp các đoạn thẳng (gọi là cạnh) hay đoạn cong (gọi là cung). Mỗi cạnh (cung) nối với hai đỉnh khác nhau, và hai đỉnh khác nhau được nối bằng nhiều nhất 1 cạnh.[27] Nội dung chính của lí thuyết Grap là các cạnh của Grap thẳng hay cong, dài hay ngắn, các đỉnh ở vị trí nào không phải là điều quan trọng mà điều bản chất là grap có bao nhiêu đỉnh, bao nhiêu cạnh, đỉnh nào được nối với đỉnh nào, từ đó chia grap thành: Grap có hướng và Grap vô hướng; Grap về chu trình; Grap hình cây. 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] +Grap vô hướng: Nếu mỗi cạnh của Grap không phân biệt điểm đầu và điểm cuối thì đó là Grap vô hướng. +Grap có hướng: Nếu với mỗi cạnh của Grap, ta phân biệt hai đầu, một đầu là gốc và một đầu là cuối thì đó là Grap có hướng.

Grap vô hướng và grap có hướng Trong dạy học, người ta quan tâm nhiều đến Grap có hướng vì Grap có hướng cho biết cấu trúc của đối tượng nghiên cứu. Ví dụ: Grap cấu trúc tế bào nhân thực Tế bào nhân thực Tế bào chất Màng sinh chất Nhân tế bào Hình 1. Grap cấu trúc tế bào nhân thực +Grap về chu trình: Trong một Grap nếu có một dãy cạnh nối tiếp nhau (hai cạnh nối tiếp là hai cạnh có chung một đầu mút) thì được gọi là một đường đi. Một đường đi khép kín (đầu đường trùng với cuối đường) và qua ít nhất ba cạnh được gọi là một chu trình.

Trong dạy học, ứng dụng bài toán về chu trình có thể lập được các grap về các chu trình hay các vòng tuần hoàn. 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Kì trung Kì trước gian Kì cuối Kì giữa Kì sau Giai đoạn phân bào Hình 1. Chu kì tế bào +Grap hình “cây”: là một Grap liên thông không có chu trình. Khảo sát về cây là một nội dung quan trọng của lí thuyết Grap và có nhiều ứng dụng trong thực tiễn.

Có hai loại cây là cây đa phân và cây nhị phân. Cây đa phân là cây có có số cạnh của một đỉnh trong cây là không xác định. Cây nhị phân có gốc sao cho mọi đỉnh đều có nhiều nhất hai cạnh. Cây đa phân và cây nhị phân Trong dạy học Sinh học, cây đa phân thường được dùng để mô tả mối quan hệ giữa câu trúc và chức năng, cây phát sinh chủng loại.

Cây nhị phân thường được dùng để lập sơ đồ phân nhánh như xác định các kiểu giao tử của cơ thể có nhiều cặp gen dị hợp. 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Như vậy, với các nội dung cơ bản trên, lí thuyết Grap có thể được chuyển hoán thành một phương pháp dạy học chung đem lại hiệu quả trong việc nâng cao chất lượng day – học. Xu hướng này có nhiều tiềm năng bồi dưỡng HS phương pháp tư duy hệ thống và phương pháp tự học. *Cơ sở triết học Cơ sở triết học của việc chuyển hóa Grap toán học thành Grap dạy học là phương pháp tiếp cận cấu trúc – hệ thống.

Lí thuyết Grap là một luận thuyết nhằm nghiên cứu và giải quyết các vấn đề theo một quan điểm toàn vẹn. Hệ thống là một tập hợp các yếu tố liên hệ với nhau tạo thành sự thống nhất ổn định như một chỉnh thể, có những thuộc tính và tính quy luật tổng hợp. Tiếp cận cấu trúc – hệ thống là cách thức xem xét đối tượng như một hệ toàn vẹn, phát triển động, là cách phát hiện ra lôgic phát triển của đối tượng lúc sinh ra đến lúc trở thành một hệ toàn vẹn. Phương pháp tiếp cận cấu trúc – hệ thống là sự thống nhất giữa hai phương pháp phân tích cấu trúc và tổng hợp hệ thống, nghĩa là phân tích đối tượng nghiên cứu thành các yếu tố cấu trúc và tổng hợp các yếu tố đó lại trong một chỉnh thể trọn vẹn theo những quy luật tự nhiên.

Phân tích cấu trúc và tổng hợp hệ thống luôn gắn liền với nhau. Các yếu tố của hệ thống được xem xét trong mối quan hệ với nhau và với môi trường. Phân tích cấu trúc và tổng hợp hệ thống là hai mặt không thể tách rời trong quá trình tiếp cận cấu trúc – hệ thống. Chuyển hóa Grap toán học thành Grap dạy học phải được thực hiện theo nguyên tắc cơ bản của lí thuyết hệ thống để xác định các đỉnh của một Grap trong một hệ thống mang tính lôgic khoa học, qua đó thiết lập được các mối quan hệ của các yếu tố cấu trúc trong một tổng thể.

12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] *Cơ sở tâm lí dạy học Trong quá trình dạy học, hoạt động học tập của HS là quá trình tiếp nhận thông tin, tri thức khoa học để hình thành tri thức của cá nhân. HS sẽ khái quát hóa, trừu tượng hóa và cuối cùng là mô hình hóa những thông tin tri giác được để ghi nhớ theo mô hình. Mô hình hóa là một hoạt động học tập, giúp con người diễn đạt lôgic nội dung một cách trực quan. Qua mô hình, các mối liên hệ của nội dung được quá độ chuyển vào trong (tinh thần).

Như vậy mô hình là “cầu nối” giữa cái vật chất và cái tinh thần. Sử dụng Grap trong dạy học thực chất là hành động mô hình hóa, tạo ra các đối tượng nhân tạo tương tự về một mặt nào đó đối với đối tượng hiện thực để tiện cho việc nghiên cứu [1] *Cơ sở lí luận dạy học Theo lí thuyết thông tin, quá trình dạy học tương ứng với một hệ thông báo gồm ba giai đoạn: truyền và nhận thông tin; xử lí thông tin; lưu trữ và vận dụng thông tin. Truyền thông tin không chỉ từ GV đến HS mà còn truyền từ HS đến GV, giữa HS với HS hoặc giữa HS với các phương tiện dạy học (sách, đồ dùng dạy học. Như vậy, giữa các chủ thể của quá trình dạy học, giữa HS và các phương tiện dạy học đều có các đường (kênh) để truyền tải thông tin đó là: kênh thị giác (kênh hình); kênh thính giác (kênh tiếng); kênh khứu giác.

Trong đó, kênh thị giác có năng lực truyền tải thông tin nhanh nhất, hiệu quả nhất. Grap có tác dụng mô hình hóa các đối tượng nghiên cứu và mã hóa các đối tượng đó bằng một loại “ngôn ngữ” vừa trực quan, vừa cụ thể và cô đọng. Vì vậy, dạy học bằng grap có tác dụng nâng cao hiệu quả truyền thông tin, xử lí thông tin và lưu giữ thông tin nhanh chóng và chính xác hơn. 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] dạy học Phương pháp Grap trong dạy học là phương pháp tổ chức quá trình dạy học tạo ra các 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. Sử dụng grap trong dạy học, thực chất là hoạt động mô hình hóa, tạo ra những đối tượng nhân tạo tương tự về một mắt nào đó đối với hiện thực để tiện cho việc học tập nghiên cứu. Theo Nguyễn Ngọc Quang (1989), trong mỗi hoạt động bao giờ cũng có hai mặt đó là mặt “tĩnh” và mặt “động”. Trong dạy học, mặt “tĩnh” là nội dung kiến thức, còn mặt “động là là các hoạt động của GV và HS trong quá trình hình thành tri thức.

Có thể mô tả mặt tĩnh của hoạt động dạy học bằng “grap nội dung” và mô tả hoạt động bằng “Grap hoạt động” [32]. Như vậy Grap được sử dụng trong dạy học bao gồm: Grap nội dung và Grap hoạt động. Giữa Grap nội dung và Grap hoạt động có mối qua lại. *Grap nội dung: - Grap nội dung là Grap phản ánh một cách khái quát, trực quan cấu trúc lôgic phát triển bên trong của một tài liệu.

Hay nói cách khác, grap nội dung là một tập hợp các yếu tố thành phần của một nội dung trí dục và mối liên hệ bên trong giữa chúng với nhau, đồng thời diễn tả lôgic của nội dung dạy học bằng một ngôn ngữ trực quan, khái quát. Grap nội dung có thể được chia thành Grap nội dung thành phần kiến thức và Grap nội dung bài học. *Grap hoạt động: Grap hoạt động được xây dựng trên cơ sở của Grap nội dung kết hợp với các thao tác sư phạm của GV và hoạt động học của HS ở trên lớp, bao gồm cả việc sử dụng các phương pháp, biện pháp và phương tiện dạy học [3]. 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Thực chất của Grap hoạt động dạy học là mô hình khái quát và trực quan của giáo án.

Grap hoạt động là một dạng algorit hoát hoạt động dạy – học theo phương pháp đường găng (con đường tối ưu). Dựa trên kết quả phân tích cấu trúc nội dung bài học và tâm lí nhận thức của HS, GV xác định lôgic các hoạt động dạy học một cách khoa học Trong khâu chuẩn bị bài học, GV phải phân tích hệ thống các hoạt động sư phạm thành các yếu tố cấu trúc của bài học, đó là các “hoạt động” và tổng hợp các hoạt động đó trong hệ thống hoàn chỉnh, thống nhất [3]. Mỗi hoạt động (H) gồm nhiều thao tác (T),cho nên nếu chỉ xét về mặt kĩ thuật, H là tổng các T.