CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1. Lịch sử nghiên cứu về bản đồ khái niệm 1. Nghiên cứu BĐKN trên thế giới Bản đồ khái niệm được phát triển vào năm 1972 bởi Novak tại đại học Cornell (Hoa Kì), nơi ông đã tìm cách làm theo và hiểu được những thay đổi trong kiến thức khoa học của trẻ em (Novak, 1993). Từ đó đến nay, BĐKN được coi là công cụ hữu ích cho nhiều lĩnh vực trong đó có giáo dục; Việc sử dụng BĐKN như là một chiến lược giảng dạy lần đầu tiên được phát triển bởi Novak; Tiếp sau đó có nhiều tác giả thuộc nhiều nước trên thế giới đã nghiên cứu BĐKN và sử dụng vào dạy học.
Năm 1988, Novak và Gowin thực hiện các BĐKN trong lớp học cho cả học sinh và giáo viên khám phá và mô tả có ý nghĩa quan hệ giữa các KN về đối tượng, nghiên cứu làm cho nó có thể tạo ra các kết nối giữa chúng. Năm 1995, Soyibo nghiên cứu sử dụng BĐKN để so sánh nội dung kiến thức trong các sách giáo khoa sinh học. Năm 2002, Ribbenb, Jones và Moris nghiên cứu xây dựng BĐKN của các môn khoa học. Năm 2003, Derbentseva và Canas đã nghiên cứu BĐKN dạng chu kì và xác định hiệu quả của chúng trong việc kích thích tư duy của học sinh.
Nghiên cứu BĐKN ở Việt Nam Ở Việt Nam, hiện nay sử dụng BĐKN vẫn là một hướng nghiên cứu mới. Các tác giả Trần Bá Hoành, Trịnh Nguyên Giao cũng đã đề cập đến vai trò của BĐKN, các tác giả cho rằng BĐKN vẽ ra các mối quan hệ, các móc xích kết nối các kiến thức mới học được với nhau, kết nối các thông tin mới với những thông tin đã có. BĐKN giúp cho trí nhớ dễ dàng tái hiện các thông tin có liên quan dựa vào những KN then chốt, các tác giả đã đưa ra một số bài tập để rèn luyện kĩ năng lập BĐKN cho HS [18]. Tác giả Trần Bá Hoành trong cuốn “Đổi mới phương pháp dạy học, chương trình và SGK” đã cho rằng “Ở khâu xử lý thông tin, người ta quan tâm đến kỹ thuật thiết kế BĐKN.
BĐKN thiết kế trong đầu cũng đã có lợi cho tư duy nhưng sẽ có tác dụng hơn cho học tập nếu cụ thể hóa bản đồ đó trên giấy, trên bảng… BĐKN giúp cho trí nhớ dễ dàng tái hiện các thông tin có liên quan dựa vào những KN then chốt” [19 ]. 7 Soá hoùa bôûi Trung taâm Hoïc lieäu –ĐHTN http://www.vn/ Tác giả Phan Đức Duy [16] bước đầu nghiên cứu cơ sở tâm lý nhận thức và quy trình chung về sử dụng BĐKN trong DH Sinh học cấp THPT. Tác giả Nguyễn Phúc Chỉnh [9 ], [10 ] bước đầu nghiên cứu về cơ sở tâm lý nhận thức, vai trò, quy trình chung thiết kế BĐKN trong DH cũng như tiện ích của phần mềm Cmap Tools trong việc thiết kế BĐKN. Tác giả Ngô Văn Hưng (2010) trong luận án tiến sĩ Giáo dục học “Rèn luyện HS kĩ năng hệ thống hóa kiến thức trong dạy học SH 9” đã chỉ ra vai trò của BĐKN trong DH, tác giả cho rằng BĐKN là một trong những biện pháp logic dùng để thiết kế các sơ đồ và hệ thống hóa các KN [24].
Trong vài năm trở lại đây đã có nhiều hơn các luận án, luận văn chú ý nghiên cứu, ứng dụng BDKN, chứng tỏ việc sử dụng BĐKN đang một ngày được chú ý nhiều hơn bởi các đặc điểm ưu việt của nó phù hợp với đặc trưng của môn học. Tóm lại, tổng quan tài liệu về BĐKN chúng tôi nhận thấy rằng: các tác giả đều nhấn mạnh vai trò hữu ích của BĐKN trong các lĩnh vực đặc biệt là trong DH. Ở Việt Nam, đã có một số tác giả bước đầu nghiên cứu về BĐKN trong DH nói chung và DH sinh học nói riêng. Vì vậy việc tiếp tục làm rõ cơ sở lý thuyết của BĐKN cũng như xác định được quy trình thiết kế và quy trình sử dụng BĐKN vào quá trình DH để nâng cao hơn nữa chất lượng DH bộ môn SH là rất cần thiết.
Một số vấn đề lý luận liên quan đến thiết kế và sử dụng BĐKN trong dạy học Sinh học. Sự hình thành và phát triển khái niệm trong dạy học Sinh học Đối với bộ môn SH, kiến thức cơ bản nhất là hệ thống các KN, các quá trình, các quy luật SH liên hệ chặt chẽ với nhau, được hình thành và phát triển theo một trật tự logic. Thực chất kiến thức về quá trình SH cũng là loại kiến thức KN, nó phản ánh một chuỗi các sự kiện, hiện tượng liên tiếp xảy ra theo một trình tự chặt chẽ, có tính định hướng. Kiến thức về quy luật cũng là kiến thức KN, nó phản ánh xu thế vận động phát triển tất yếu của các sự vật hiện tượng và mối liên hệ bản chất giữa các sự vật hiện tượng [13 ].
Việc sắp xếp, phân loại các KN thành hệ thống rất quan trọng đối với cả HS và GV trong quá trình DH Sinh học. Vì vậy việc giảng dạy các KN không chỉ để HS nắm vững nội hàm của KN mà còn phải làm cho HS biết cách xắp xếp các KN vào hệ thống các KN đã có. Nhờ đó giúp HS có được tư duy hệ thống, tư duy logic giúp HS dễ dàng lĩnh hội và khắc sâu kiến thức, thúc đẩy thói quen tự học. 8 Soá hoùa bôûi Trung taâm Hoïc lieäu –ĐHTN http://www.2 Khái niệm * Khái niệm và khái niệm sinh học.
Theo các tác giả Đinh Quang Báo và Nguyễn Đức Thành (1998): “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. 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” [3]. Tác giả Vương Tất Đạt (2007) cho rằng: “Khái niệm là hình thức tư duy trong đó phản ánh dấu hiệu cơ bản khác biệt của một sự vật đơn nhất hay các lớp sự vật đồng nhất. Trong khái niệm, thứ nhất, bản chất của 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”[13].
Khái niệm sinh học là loại KN phản ánh các cấu trúc sống các hiện tượng sống và các quy luật của sự sống. * Cấu trúc của khái niệm - KN bao giờ cũng có nội hàm và ngoại diên. - Nội hàm của KN là tập hợp những dấu hiệu cơ bản khác biệt (dấu hiệu bản chất) của các đối tượng được phản ánh trong KN. Ví dụ, nội hàm của KN “sinh trưởng của thực vật ” là “quá trình tăng về kích thước của cơ thể do tăng số lượng và kích thước tế bào”.
- Ngoại diên của KN là tập hợp tất cả các đối tượng có chứa những dấu hiệu bản chất được phản ánh trong KN. Ví dụ, ngoại diên của KN “sinh trưởng của thực vật ” bao gồm cả " sinh trưởng sơ cấp" và " sinh trưởng thứ cấp". * Đặc tính của khái niệm - Tính chung: KN là kết quả của quá trình nhận thức đi từ cái đơn nhất đến cái phổ biến, từ cái riêng đến cái chung bằng con đường khái quát hóa. Đơn nhất là những dấu hiệu thuộc tính chỉ có ở sự vật, hiện tượng nhất định.
Phổ biến là những dấu hiệu thuộc tính chung có ở nhiều sự vật hay hiện tượng. Sự tổng hòa các dấu hiệu hoặc thuộc tính chung và bản chất hợp thành nội dung KN. Như vậy, nội dung KN là sự tổng hợp chứ không phải là một phép cộng các dấu hiệu. 9 Soá hoùa bôûi Trung taâm Hoïc lieäu –ĐHTN http://www.vn/ - Tính bản chất: Trong các dấu hiệu và thuộc tính chung, người ta phân ra được một số thuộc tính và dấu hiệu bản chất, mà nhờ nó về cơ bản, chúng ta có thể phân biệt được loại sự vật, hiện tượng này với loại sự vật, hiện tượng khác.
- Tính phát triển: KN không phải là điểm xuất phát trong sự vận động của nhận thức mà còn là tổng kết của quá trình vận động đó, nó không chỉ là công cụ của tư duy mà còn là kết quả của quá trình tư duy. Nhận thức của khoa học ngày càng phát triển thì khái niệm khoa học càng có những nội dung mới và nội dung mới được bổ sung đến mức nào đó thì hình thành khái niệm mới. Như vậy, đặc điểm này của khái niệm hoàn toàn tuân theo lộ trình của lịch sử. Lịch sử khoa học là sự phát triển của khái niệm, nghĩa là có sự thay đổi, bổ sung nội dung khái niệm cũ hình thành khái niệm mới [34].
* Mối quan hệ giữa các khái niệm - Quan hệ đồng nhất: hai KN cùng đối tượng nhưng được phản ánh bằng những thuật ngữ khác nhau. - Quan hệ lệ thuộc: một KN ít phổ biến hơn nằm trong một KN phổ biến hơn. - Quan hệ ngang hàng: đây là quan hệ giữa các KN cùng lệ thuộc trong một KN khác. - Quan hệ trái ngược: hai KN có nội dung trái ngược nhau, cùng nằm trong phạm vi một KN khác.
* Phân loại khái niệm - Căn cứ vào các dấu hiệu của sự vật hiện tượng, người ta chia KN thành 2 loại là KN cụ thể và KN trừu tượng. + KN cụ thể là loại KN phải ánh các dấu hiệu của những sự vật hiện tượng, có thể nhận biết trực tiếp bằng các giác quan; được hình thành trên cơ sở quan sát, so sánh một nhóm tài liệu trực quan. + KN trừu tượng là loại KN phản ánh các thuộc tính bản chất bên trong của các sự vật hiện tượng, không thể nhận biết trực tiếp bằng các giác quan mà phải qua sự phân tích của tư duy trừu tượng. - Căn cứ vào đối tượng phản ánh, người ta chia KN thành 4 loại đó là KN sự vật, KN hiện tượng, KN quá trình, KN quan hệ.
10 Soá hoùa bôûi Trung taâm Hoïc lieäu –ĐHTN http://www. Sự hình thành khái niệm Sinh học Dạy học KN nói chung và KN Sinh học nói riêng thực chất là quá trình hình thành và phát triển KN [20]. Theo tác giả Trần Bá Hoành và một số tác giả khác thì sự hình thành KN cụ thể và KN trừu tượng cho HS theo 2 con đường. Tuy có nhiều điểm (bước) chung như bước 1; bước 4 và bước 5 (theo quy trình 5 bước nhưng cũng có những điểm khác nhau phân biệt ở bước 2 và bước 3 (Hình 1.1) Sơ đồ các con đường hình thành KN cụ thể và KN trừu tượng): Hình 1.