Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chương 2: Vận dụng tiếp cận hệ thống để tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường trong dạy học Sinh thái học cấp độ trên cơ thể, Sinh học 12 trung học phổ thông Chương 3: Thực nghiệm sư phạm 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1. Cơ sở lí luận của đề tài 1. Khái niệm về hệ thống 1. Định nghĩa hệ thống Ngày nay thuật ngữ hệ thống được sử dụng rất nhiều trong khoa học, trong thực tiễn đời sống và sản xuất.
Thuật ngữ này được định nghĩa trong công trình “Học thuyết chung về hệ thống” xuất bản năm 1954 của Ludwig von Bertalanffy, nhà sinh vật học người Áo. Theo ông “Hệ thống là một tổng thể duy trì sự sự tồn tại bằng sự tương tác giữa các tổ phần tạo nên nó”. Như vậy Miler đã coi mối quan hệ giữa các thành tố cấu tạo là một trong những thành phần của hệ thống. Trong cuốn “Phân tích hệ thống và ứng dụng”, Hoàng Tụy cho rằng “Hệ thống là một tổng thể gồm nhiều yếu tố, bộ phận quan hệ và tương tác với nhau và với môi trường xung quanh một cách phức tạp” [38 ].
Định nghĩa này đề cập đến cả mối quan hệ giữa các yếu tố với môi trường. 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”.[31] Như vậy, mặc dù có nhiều cách định nghĩa về hệ thống nhưng chung quy lại có thể hiểu: hệ thống là tập hợp các yếu tố có sự liên hệ, tác động qua lại lẫn nhau và với môi trường bên ngoài theo những quy luật nhất định tạo thành một chỉnh thể thống nhất với những đặc tính nổi trội, đặc trưng cho hệ thống. Chức năng của hệ thống Một hệ thống là một tập hợp các thành tố tương tác với nhau. Sự thay đổi một thành tố sẽ dẫn đến sự thay đổi một thành tố khác, từ đó dẫn đến thay đổi thành tố thứ ba.
Bất cứ một tương tác nào trong hệ thống cũng vừa có 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tính nguyên nhân, vừa có tính điều khiển. Rất nhiều tương tác có thể liên kết với nhau thành chuỗi tương tác nguyên nhân - kết quả[22]. Một hệ thống thường có nhiều chức năng, trong đó có ít nhất một chức năng chính và nhiều chức năng phụ. Các thành tố tạo nên hệ thống cũng có những chức năng riêng thuộc hai nhóm cơ bản: - Chức năng kiểm soát (gây biến đổi thành tố khác).
- Chức năng bị kiểm soát (bị các thành tố khác gây biến đổi). Tính chất của hệ thống Hệ thống rất đa dạng về hình thức cấu trúc, qui mô và chức năng, song, chúng có những tính chất cơ bản sau: - Tính tƣơng tác: Những bộ phận - phân hệ hay phần tử của hệ thống có tác động tương hỗ với nhau. Nếu tác động vào một phân hệ, một phần tử làm cho nó biến động, thay đổi sẽ gây ra những biến đổi của những phần tử khác, phân hệ khác. Những tác động đó là trực tiếp hay gián tiếp, lớn hay nhỏ phụ thuộc vào vai trò và chức năng của các phần tử và phân hệ.
Do tính chất cơ bản của hệ thống các phần tử có quan hệ và có tác động qua lại lên bất kỳ một thay đổi nào về chất hay về lượng của một phần tử hoặc một phân hệ khác và toàn hệ thống. Ngược lại, mọi sự thay đổi về lượng cũng như về chất của hệ thống cũng tác động đến các phân hệ và các phần tử của hệ thống thông qua những mối quan hệ tương tác này mà hệ thống luôn có tính thống nhất, hoàn chỉnh. Điều này có nghĩa là phải coi hệ thống là một thực thể vận động. Thay đổi trong những thành phần của hệ thống và những hoạt động của các phần tử trong hệ thống sẽ được xem xét từ quan điểm hoạt động bao quát của hệ thống.
- Tính thống nhất của hệ thống với môi trƣờng bên ngoài: Môi trường ngoài là tất cả những gì bên ngoài hệ thống có tác động đến hệ thống và cũng chịu những tác động ngược lại từ hệ thống. Khi nghiên cứu phân tích một hệ thống không những phải chú ý đến tính chất thống nhất bên trong của 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com chúng, mà còn phải quan tâm thích đáng đến tính thống nhất và tác động qua lại của hệ thống với môi trường bên ngoài. - Tính ổn định: Hệ thống có tính ổn định tương đối. Nói chung, các hệ thống càng phức tạp, các hệ phản hồi càng đan xen thì các hệ thống càng bền vững và có khả năng chống lại sự biến đổi tốt hơn.
Theo đó, các hệ thống phức tạp thường có tính ổn định cao hơn. Phân loại hệ thống Khi nghiên cứu hệ thống cần nghiên cứu toàn diện các phần tử của hệ thống trong mối quan hệ tương tác với nhau, nghiên cứu phân tích vị trí của mỗi phần tử trong hệ thống. Do đó cần nghiên cứu về phân loại các kiểu cấu trúc, các kiểu hệ thống nhằm sử dụng một cách hiệu quả nhất. Trên cơ sở phân tích nhiều thể loại tổng thể, phân tích các hình thức sắp xếp của các phần tử tạo thành tổng thể, phân tích các dạng tương tác của các phần tử có thể phân loại chúng thành nhiều dạng cơ bản như sau: - Dạng cấu trúc phân loại: Đây là dạng cấu trúc gồm nhiều thành phần, trong đó thành phần nào bao gồm trong mình các thành phần khác thì nó chiếm vị trí cao hơn, thang bậc cao hơn trong hệ thống.
Cấu trúc này có hai hình thức sắp xếp: Sắp xếp dạng không gian (hình 1.1) và sắp xếp dạng cành cây (hình 1.2) I2 I I1 II1 II III1 III II2 III2 Hình 1. Sắp xếp dạng không gian Hình 1. Sắp xếp dạng cành cây 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Dạng cấu trúc quan hệ: Mỗi cấu trúc đều có các phần tử và các mối quan hệ giữa chúng. Do đó khi nghiên cứu cần phải nghiên cứu đầy đủ các phần tử và các mối quan hệ giữa chúng, phải kết hợp phương pháp quy nạp, trừu tượng hoá, khái quát hoá nội dung nhằm tìm ra cấu trúc, các phần tử và các mối quan hệ qua lại giữa chúng, đủ làm cơ sở khái quát hệ thống.
- Hệ thống kín và hệ thống mở: Theo L. Bertalanffy: Hệ thống kín là hệ thống chỉ có quan hệ năng lượng với môi trường. Đó là trạng thái cân bằng động hoặc cân bằng liên tục. Hệ thống mở là hệ thống có tiếp nhận các dòng vật chất, năng lượng và dòng thông tin từ môi trường, tự mình xử lí các dòng đó rồi lại chuyển tiếp trở lại môi trường.
Như thế, ở hệ thống mở luôn có quá trình chuyển hoá và đổi tiếp. Tiếp cận hệ thống 1. Khái niệm tiếp cận hệ thống Tiếp cận được hiểu là cách tiến đến đối tượng, nghiên cứu đối tượng theo cách như thế nào. TCHT là xem xét một đối tượng nghiên cứu như là một hệ thống lớn bao gồm những hệ con.
Hệ con gồm những hệ nhỏ hơn, giữa các bộ phận trong một hệ con và giữa các hệ con với nhau cũng như giữa hệ lớn với môi trường cũng có mối tương tác xác định. Nhờ mối tương tác này mà hệ thống có những thuộc tính mới, những chất lượng mới vốn không có ở các bộ phận riêng lẻ, chưa từng có trước đó và không phải là số cộng các tính chất của các bộ phận (nguyên lý tính trồi - Emergence). Đó là những chất lượng mới mang tính toàn vẹn hay tính tích hợp của hệ thống. Toàn hệ thống là một chỉnh thể có khả năng tự điều chỉnh tự thân vận động và phát triển không ngừng.
TCHT trong học thuyết của Benalanffy là sự kết hợp giữa phương pháp phân tích và tổng hợp. Bertalanffy cho rằng tất cả các hệ thống được các nhà vật lý nghiên cứu là hệ thống cô lập - hệ thống không có tương tác gì (trao đổi VC&NL) với môi trường bên ngoài.[42] 8 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tuy nhiên, là một nhà sinh học, Bertalanffy biết rằng những giả thuyết như vậy là không thể áp dụng cho hầu hết các hiện tượng tự nhiên. Tách rời khỏi môi trường xung quanh, SV sống sẽ nhanh chóng đi đến cái chết vì thiếu ôxy, nước và thức ăn. Các cấp TCS là những hệ thống mở: chúng không thể tồn tại nếu thiếu sự trao đổi liên tục VC&NL với môi trường.
Điểm đặc trưng của hệ thống mở là sự tương tác với các hệ thống bên ngoài khác. Sự tương tác này có hai thành phần: đầu vào - những gì từ bên ngoài đi vào hệ thống - và đầu ra - những gì từ bên trong rời khỏi hệ thống ra môi trường. Khi nói đến bên trong và bên ngoài của một hệ thống, chúng ta cần phân biệt được hệ thống và môi trường của nó. Hệ thống và môi trường được phân biệt bởi một ranh giới được gọi là ranh giới của hệ thống.
TCHT là phương pháp luận để nghiên cứu hệ sống trên cơ sở phân tích những dấu hiệu bản chất của hệ sống: hệ có tổ chức trong mối quan hệ mật thiết giữa cấu trúc – cấu trúc và cấu trúc - chức năng. Hệ mở có khả năng tự điều chỉnh duy trì những hằng số sinh học ổn định tương đối, mang các đặc trưng cơ bản của sự sống và hệ luôn vận động để phát triển, được thể hiện trong mỗi cấp độ TCS. Nguyễn Đình Hòe và Vũ Văn Hiếu đã phát biểu khái niệm TCHT một cách ngắn gọn như sau: TCHT là cách nhìn nhận thế giới qua cấu trúc hệ thống, thứ bậc và động lực của chúng, đó là một cách tiếp cận toàn diện và động. Phương pháp tiếp cận hệ thống Có hai hướng tiếp cận vấn đề khi thực hiện các nghiên cứu trong thực tế: tiếp cận dựa trên các thành tố và tiếp cận dựa trên tổng thể, thực chất đây là phương pháp phân tích và phương pháp tổng hợp.
Sự thống nhất giữa hai phương pháp phân tích cấu trúc và tổng hợp hệ thống đã sản sinh ra phương pháp TCHT. Tiếp cận phân tích và tiếp cận tổng hợp không những không đối lập nhau, hay loại trừ nhau mà còn bổ sung cho nhau. Tiếp cận phân tích phân 9 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com chia hệ thống thành các thành tố cơ bản nhằm nghiên cứu các chi tiết và tìm hiểu các loại quan hệ tồn tại giữa chúng.