Luận văn thạc sĩ tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường môn Sinh học 12 THPT - ĐH Giáo dục

Luận văn thạc sĩ VNU UED nghiên cứu tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường trong dạy học sinh thái học lớp 12, nâng cao nhận thức sinh học.

• Tác giả: Trương Vũ Thu Hằng
• Người hướng dẫn: GS. Đinh Quang Báo
• Trường học: Trường Đại Học Giáo Dục - Đại Học Quốc Gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Sư Phạm Sinh Học
• Đề tài: 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
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
• 1.1. Cơ sở lí luận của đề tài
• 1.1.1. Khái niệm về hệ thống
• 1.1.2. Chức năng của hệ thống
• 1.1.3. Tính chất của hệ thống
• 1.1.4. Phân loại hệ thống
• 1.1.5. Tiếp cận hệ thống
• 1.2. Cơ sở thực tiễn của đề tài
• 1.2.1. Thực trạng giáo dục bảo vệ môi trường ở trường THPT hiện nay
• 1.2.2. Thực trạng dạy học tiếp cận hệ thống ở trường THPT hiện nay
• 1.2.3. Thực trạng vận dụng tiếp cận hệ thống trong dạy học Sinh thái học
• 1.2.4. Nguyên nhân của thực trạng
• 2. 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 THPT
• 2.1. Chương trình Sinh học trung học phổ thông
• 2.2. Đặc điểm chương trình Sinh học trung học phổ thông
• 2.3. Phân tích nội dung Sinh thái học cấp độ trên cơ thể trong chương trình và sách giáo khoa Sinh học 12 trung học phổ thông
• 2.4. Quy trình thiết kế và tổ chức bài học Sinh thái học tích hợp giáo dục môi trường
• 2.4.1. Xác định mục tiêu
• 2.4.2. Xác định nội dung và mức độ tích hợp giáo dục môi trường
• 2.4.3. Xác định phương pháp dạy học để tổ chức hoạt động học tập
• 2.4.4. Xác định hình thức dạy học khi tích hợp giáo dục môi trường
• 3. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
• 3.1. Mục đích thực nghiệm
• 3.2. Nội dung thực nghiệm
• 3.3. Phương pháp thực nghiệm
• 3.4. Chọn trường thực nghiệm
• 3.5. Chọn học sinh thực nghiệm
• 3.6. Chọn giáo viên dạy thực nghiệm
• 3.7. Phương án thực nghiệm
• 3.8. Kết quả thực nghiệm
• 3.8.1. Phân tích định lượng
• 3.8.2. Phân tích định tính
• KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Tích Hợp Giáo Dục Bảo Vệ Môi Trường Trong Dạy Học Sinh Thái Học 12

Tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường trong dạy học Sinh thái học lớp 12 là một chủ đề quan trọng trong bối cảnh hiện nay. Môi trường đang bị đe dọa nghiêm trọng bởi các hoạt động của con người. Việc giáo dục học sinh về bảo vệ môi trường không chỉ giúp nâng cao nhận thức mà còn hình thành những hành động tích cực trong việc bảo vệ môi trường. Chương trình Sinh học lớp 12 có thể được thiết kế để tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường, từ đó giúp học sinh hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữa con người và tự nhiên.

1.1. Khái niệm về giáo dục bảo vệ môi trường

Giáo dục bảo vệ môi trường là quá trình cung cấp kiến thức, kỹ năng và thái độ cho học sinh nhằm nâng cao nhận thức về môi trường. Điều này bao gồm việc hiểu biết về các vấn đề môi trường hiện tại và cách thức bảo vệ môi trường trong cuộc sống hàng ngày.

1.2. Tích hợp giáo dục môi trường trong chương trình học

Tích hợp giáo dục môi trường trong chương trình học Sinh học lớp 12 có thể được thực hiện thông qua việc lồng ghép các nội dung liên quan đến bảo vệ môi trường vào các bài học. Điều này không chỉ giúp học sinh nắm vững kiến thức mà còn khuyến khích họ tham gia vào các hoạt động bảo vệ môi trường.

II. Vấn đề và Thách thức Trong Tích Hợp Giáo Dục Bảo Vệ Môi Trường

Mặc dù việc tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường trong dạy học Sinh thái học lớp 12 mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng gặp phải không ít thách thức. Một trong những vấn đề lớn nhất là sự thiếu hụt tài liệu và phương pháp giảng dạy phù hợp. Nhiều giáo viên vẫn chưa được đào tạo đầy đủ về cách tích hợp giáo dục môi trường vào chương trình học.

2.1. Thiếu tài liệu và phương pháp giảng dạy

Nhiều giáo viên gặp khó khăn trong việc tìm kiếm tài liệu phù hợp để giảng dạy về bảo vệ môi trường. Điều này dẫn đến việc giáo dục môi trường không được thực hiện một cách hiệu quả.

2.2. Nhận thức của giáo viên và học sinh

Nhận thức của giáo viên và học sinh về tầm quan trọng của giáo dục bảo vệ môi trường còn hạn chế. Điều này ảnh hưởng đến việc thực hiện các hoạt động giáo dục môi trường trong lớp học.

III. Phương Pháp Tích Hợp Giáo Dục Bảo Vệ Môi Trường Trong Dạy Học

Để tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường vào dạy học Sinh thái học lớp 12, cần áp dụng các phương pháp giảng dạy tích cực. Các phương pháp này không chỉ giúp học sinh tiếp thu kiến thức mà còn khuyến khích họ tham gia vào các hoạt động thực tiễn.

3.1. Phương pháp dạy học tích cực

Sử dụng các phương pháp dạy học tích cực như thảo luận nhóm, dự án nghiên cứu và học tập trải nghiệm sẽ giúp học sinh hiểu rõ hơn về các vấn đề môi trường và cách bảo vệ chúng.

3.2. Tổ chức các hoạt động ngoại khóa

Tổ chức các hoạt động ngoại khóa liên quan đến bảo vệ môi trường như dọn dẹp công viên, trồng cây xanh sẽ giúp học sinh có những trải nghiệm thực tế và nâng cao ý thức bảo vệ môi trường.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Tích Hợp Giáo Dục Bảo Vệ Môi Trường

Việc tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường trong dạy học Sinh thái học lớp 12 đã được áp dụng tại nhiều trường học và mang lại những kết quả tích cực. Học sinh không chỉ nắm vững kiến thức mà còn có những hành động cụ thể để bảo vệ môi trường.

4.1. Kết quả nghiên cứu từ các trường học

Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng việc tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường đã giúp học sinh nâng cao nhận thức và có những hành động tích cực trong việc bảo vệ môi trường.

4.2. Các mô hình thành công

Một số trường học đã xây dựng mô hình giáo dục bảo vệ môi trường thành công, từ đó có thể nhân rộng và áp dụng cho các trường khác.

V. Kết Luận và Tương Lai Của Tích Hợp Giáo Dục Bảo Vệ Môi Trường

Tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường trong dạy học Sinh thái học lớp 12 là một hướng đi cần thiết trong bối cảnh hiện nay. Việc nâng cao nhận thức và hành động của học sinh về bảo vệ môi trường sẽ góp phần tạo ra một thế hệ tương lai có trách nhiệm với môi trường.

5.1. Tầm quan trọng của giáo dục bảo vệ môi trường

Giáo dục bảo vệ môi trường không chỉ giúp học sinh hiểu biết về môi trường mà còn hình thành những thói quen tốt trong việc bảo vệ môi trường.

5.2. Hướng đi tương lai

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường trong dạy học để nâng cao hiệu quả giáo dục và tạo ra những thay đổi tích cực trong nhận thức của học sinh.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu và sự suy thoái nghiêm trọng của các hệ sinh thái tự nhiên, việc nâng cao nhận thức bảo vệ môi trường cho thế hệ trẻ là nhiệm vụ cấp bách của ngành giáo dục. Khảo sát thực tế cho thấy hơn 70% giáo viên nhận thức sâu sắc về tầm quan trọng của giáo dục bảo vệ môi trường, nhưng tỷ lệ triển khai thường xuyên trong các giờ học chỉ đạt khoảng 32%. Thực trạng này xuất phát từ việc giảng dạy phần Sinh thái học cấp độ trên cơ thể thuộc chương trình Sinh học 12 Trung học phổ thông vẫn nặng về thuyết giảng lý thuyết rời rạc, chưa khai thác triệt để mối liên hệ biện chứng giữa cấu trúc và chức năng của các hệ thống sống.

Nghiên cứu này được thực hiện nhằm xây dựng và vận dụng quy trình dạy học theo tiếp cận hệ thống, qua đó tích hợp hiệu quả nội dung giáo dục bảo vệ môi trường trong phần Sinh thái học lớp 12. Mục tiêu trọng tâm là phát triển năng lực tư duy hệ thống, nâng cao kết quả học tập và rèn luyện kỹ năng giải quyết các vấn đề môi trường thực tiễn cho học sinh. Phạm vi nghiên cứu được triển khai khảo sát trên 100 giáo viên và 245 học sinh tại các trường Trung học phổ thông thuộc địa bàn Hà Nội và Bắc Ninh trong năm học 2012 - 2013. Luận văn mang lại ý nghĩa thực tiễn to lớn khi cung cấp hệ thống bài giảng mẫu chuẩn mực, giúp nâng điểm kiểm tra trung bình của học sinh thêm 10% đến 15% và cải thiện rõ rệt độ bền lưu giữ kiến thức sau thực nghiệm.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng của Thuyết hệ thống tổng quát do nhà sinh vật học Ludwig von Bertalanffy công bố năm 1954 và Lý thuyết các hệ thống sống của James Grier Miller năm 1978. Các lý thuyết này khẳng định sinh giới được tổ chức theo cấu trúc thứ bậc lồng ghép chặt chẽ, trong đó mỗi cấp độ tổ chức sống đều là một hệ thống mở, có khả năng tự điều chỉnh và trao đổi vật chất, năng lượng không ngừng với môi trường.

Bên cạnh đó, nghiên cứu vận dụng các khái niệm nền tảng bao gồm:

• Tính trồi: Thuộc tính mới xuất hiện ở cấp độ tổ chức cao hơn mà từng thành phần riêng lẻ ở cấp độ thấp hơn không có được.
• Cân bằng động: Trạng thái tự điều chỉnh của quần thể, quần xã và hệ sinh thái nhằm duy trì sự ổn định tương đối trước các biến động của môi trường.
• Tích hợp giáo dục môi trường: Sự lồng ghép hữu cơ các tri thức bảo vệ thiên nhiên vào bài học Sinh thái học theo khuyến nghị của UNESCO năm 1975 và IUCN, giúp học sinh hình thành thái độ và kỹ năng hành động cụ thể.

Mô hình nghiên cứu kết hợp hài hòa giữa phương pháp phân tích cấu trúc và tổng hợp hệ thống, giúp người học nhận thức sinh giới theo logic: Tổng thể – Phân tích bộ phận – Khái quát tổng thể ở bậc nhận thức cao hơn.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng mẫu khảo sát gồm 100 giáo viên bộ môn Sinh học và 245 học sinh tại các trường Trung học phổ thông thuộc hai tỉnh, thành phố là Hà Nội và Bắc Ninh. Phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên phân tầng được áp dụng nhằm đảm bảo tính đại diện cho cả khu vực đô thị và nông thôn.

Quy trình nghiên cứu kết hợp chặt chẽ giữa nghiên cứu lý luận, điều tra thực trạng bằng phiếu hỏi và phương pháp thực nghiệm sư phạm có đối chứng. Các lớp thực nghiệm được giảng dạy bằng giáo án thiết kế theo tiếp cận hệ thống tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường, trong khi các lớp đối chứng duy trì phương pháp giảng dạy truyền thống.

Dữ liệu định lượng thu thập từ các bài kiểm tra được xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel, thông qua các đại lượng thống kê mô tả như điểm trung bình, phương sai, độ lệch chuẩn. Đồng thời, nghiên cứu sử dụng kiểm định Chi bình phương và phân tích phương sai ANOVA một chiều để so sánh sự khác biệt giữa nhóm thực nghiệm và đối chứng với mức ý nghĩa xác suất p < 0.05. Tiến độ nghiên cứu diễn ra từ năm 2012 đến cuối năm 2013, bao gồm cả giai đoạn kiểm tra đánh giá độ bền kiến thức sau thực nghiệm 4 tuần.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Kết quả điều tra thực trạng cho thấy 86% giáo viên xác định tiếp cận hệ thống là phương pháp luận cần thiết trong dạy học Sinh học, nhưng có đến 80% giáo viên chưa nắm vững bản chất phương pháp. Điều này dẫn tới thực tế chỉ có 22% giáo viên thường xuyên vận dụng phương pháp này khi soạn giáo án, và 65% ngữ liệu giáo dục môi trường chỉ được khai thác hạn chế từ sách giáo khoa mà chưa liên hệ sâu với thực tiễn.

Quá trình thực nghiệm sư phạm đã ghi nhận những chuyển biến vượt bậc về kết quả học tập của học sinh:

• Điểm trung bình của nhóm thực nghiệm ở bài kiểm tra số 1 đạt 7.62 điểm, cao hơn nhóm đối chứng đạt 6.94 điểm.
• Điểm trung bình ở bài kiểm tra số 2 của nhóm thực nghiệm đạt 7.85 điểm, vượt trội so với mức 7.08 điểm của nhóm đối chứng, tương đương mức tăng từ 10% đến 12%.
• Tỷ lệ học sinh đạt điểm khá và giỏi ở nhóm thực nghiệm đạt khoảng 68.5%, cao hơn 26.3% so với nhóm đối chứng chỉ đạt 42.2%.
• Kết quả kiểm tra độ bền kiến thức sau 4 tuần cho thấy tỷ lệ lưu giữ và vận dụng kiến thức chuẩn xác ở nhóm thực nghiệm duy trì cao hơn nhóm đối chứng 18.4%.

Thảo luận kết quả

Sự vượt trội của nhóm thực nghiệm chứng minh rằng việc tiếp cận hệ thống giúp học sinh hiểu sâu sắc các quy luật sinh thái, đặc biệt là cơ chế điều hòa mật độ quần thể, chu trình sinh địa hóa và dòng năng lượng trong hệ sinh thái. Khi hiểu được bản chất hệ thống mở và cơ chế cân bằng động, học sinh nhận thức rõ ràng mọi tác động tiêu cực của con người vào một mắt xích sẽ làm biến đổi toàn bộ cấu trúc hệ sinh thái.

Dữ liệu nghiên cứu có thể được trực quan hóa rõ nét thông qua biểu đồ cột so sánh điểm trung bình giữa hai nhóm và đồ thị đường phân phối tần suất điểm số. Đồ thị tần suất của nhóm thực nghiệm thể hiện đường cong lệch phải rõ rệt với độ lệch chuẩn hẹp hơn, chứng tỏ sự đồng đều trong năng lực tiếp thu của học sinh.

Kết quả này hoàn toàn tương thích với các nghiên cứu lý luận dạy học hiện đại, khẳng định rằng dạy học tích hợp trên nền tảng tiếp cận hệ thống không chỉ khắc phục lối học vẹt, nhớ máy móc mà còn khơi dậy năng lực giải quyết vấn đề và tư duy phản biện môi trường cho người học.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu, luận văn đưa ra 4 giải pháp cụ thể nhằm nâng cao chất lượng giáo dục Sinh học và ý thức bảo vệ môi trường:

1. Tổ chức các khóa tập huấn bồi dưỡng chuyên môn về phương pháp tiếp cận hệ thống cho 100% giáo viên Sinh học Trung học phổ thông, thực hiện định kỳ trong 6 tháng đầu năm học do Sở Giáo dục và Đào tạo phối hợp cùng các trường Đại học Sư phạm chủ trì.
2. Xây dựng ngân hàng bài giảng điện tử và kế hoạch dạy học tích hợp giáo dục môi trường chuẩn hóa, nâng tỷ lệ bài học có tích hợp từ mức 32% hiện tại lên tối thiểu 80% trong vòng 1 năm học, do tổ chuyên môn các trường Trung học phổ thông trực tiếp đảm nhiệm.
3. Đổi mới cấu trúc đề kiểm tra đánh giá định kỳ, tăng tỷ lệ câu hỏi tình huống thực tế và bài tập phân tích hệ thống lên mức 30% đến 40% trong mỗi đề thi, thực hiện ngay từ học kỳ tiếp theo do Ban giám hiệu nhà trường ban hành quy chuẩn.
4. Đa dạng hóa các hình thức học tập trải nghiệm ngoài thực địa với tần suất tối thiểu 2 buổi trong một năm học, giúp học sinh trực tiếp quan sát và đánh giá hiện trạng các hệ sinh thái địa phương, do Đoàn Thanh niên và giáo viên bộ môn phối hợp triển khai.

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:

• Giáo viên Sinh học tại các trường Trung học phổ thông: Khai thác trực tiếp các kế hoạch bài dạy mẫu, vận dụng quy trình 4 bước thiết kế bài học Sinh thái học 12 để nâng cao chất lượng giảng dạy và tạo hứng thú học tập cho học sinh.
• Cán bộ quản lý giáo dục và chuyên viên phụ trách chuyên môn: Sử dụng cơ sở dữ liệu thực tiễn và các đề xuất của luận văn để xây dựng kế hoạch bồi dưỡng giáo viên, định hướng đổi mới phương pháp giảng dạy theo hướng phát triển năng lực người học.
• Giảng viên, học viên cao học và sinh viên ngành Sư phạm Sinh học: Sử dụng luận văn làm tài liệu nghiên cứu chuyên sâu về Lý luận và Phương pháp dạy học Sinh học, tham khảo khung phương pháp luận nghiên cứu khoa học giáo dục và xử lý thống kê sư phạm.
• Các chuyên gia và cán bộ truyền thông giáo dục môi trường: Vận dụng cách tiếp cận hệ thống để thiết kế các chương trình tuyên truyền, tài liệu tập huấn nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ đa dạng sinh học và phát triển bền vững.

Câu hỏi thường gặp

Tiếp cận hệ thống khác gì so với phương pháp dạy học truyền thống trong môn Sinh học?
Phương pháp truyền thống thường chia nhỏ bài học thành các chi tiết độc lập khiến học sinh khó thấy được bức tranh toàn cảnh. Ngược lại, tiếp cận hệ thống đặt đối tượng vào mối liên hệ đa chiều giữa các thành tố và môi trường, làm sáng tỏ các thuộc tính nổi trội và quy luật vận động nội tại của hệ sống.

Việc tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường có làm quá tải nội dung chương trình học không?
Khảo sát thực tế khẳng định việc tích hợp không làm quá tải bài học, với 87% giáo viên và 76.9% học sinh đồng thuận. Nội dung môi trường được lồng ghép hữu cơ vào bài giảng giúp giải thích các hiện tượng thực tế, từ đó làm tăng hứng thú học tập cho học sinh.

Làm thế nào để vận dụng tiếp cận hệ thống vào bài học Quần thể sinh vật?
Giáo viên hướng dẫn học sinh phân tích quần thể như một hệ thống cấu trúc gồm các cá thể cùng loài, nghiên cứu các đặc trưng định lượng như mật độ, tỷ lệ giới tính, nhóm tuổi, và làm rõ cơ chế tự điều chỉnh số lượng cá thể thông qua mối quan hệ cạnh tranh và hỗ trợ.

Phương pháp phân tích thống kê nào đã chứng minh hiệu quả của thực nghiệm sư phạm?
Nghiên cứu sử dụng kiểm định Chi bình phương và phân tích phương sai ANOVA một chiều trên phần mềm Microsoft Excel. Kết quả phân tích khẳng định sự tiến bộ của nhóm thực nghiệm với mức điểm trung bình cao hơn từ 10% đến 12% so với nhóm đối chứng là có ý nghĩa thống kê ở mức tin cậy cao.

Quy trình thiết kế bài học Sinh thái học tích hợp giáo dục môi trường gồm những bước nào?
Quy trình chuẩn gồm 4 bước: Xác định mục tiêu bài học theo thang đo năng lực nhận thức; Xác định địa chỉ và mức độ tích hợp nội dung bảo vệ môi trường; Lựa chọn phương pháp dạy học tích cực; Xác định hình thức tổ chức hoạt động học tập phù hợp trong và ngoài lớp học.

Kết luận

• Luận văn đã hệ thống hóa hoàn chỉnh cơ sở lý luận về tiếp cận hệ thống và tích hợp giáo dục bảo vệ môi trường trong dạy học phần Sinh thái học cấp độ trên cơ thể, Sinh học 12.
• Nghiên cứu đã đánh giá khách quan thực trạng giảng dạy tại các trường Trung học phổ thông với 100 giáo viên và 245 học sinh, chỉ ra nguyên nhân cốt lõi khiến việc vận dụng phương pháp chưa đạt hiệu quả cao.
• Xây dựng thành công quy trình 4 bước thiết kế và tổ chức bài dạy Sinh thái học tích hợp, cung cấp bộ giáo án thực nghiệm sư phạm có giá trị ứng dụng thực tiễn cao.
• Kết quả thực nghiệm sư phạm khẳng định tính khả thi và hiệu quả của phương pháp, giúp tăng tỷ lệ học sinh khá giỏi thêm 26.3% và nâng cao độ bền lưu giữ kiến thức sau 4 tuần.
• Luận văn đóng góp giải pháp sư phạm vững chắc, góp phần đổi mới phương pháp giảng dạy Sinh học theo định hướng phát triển toàn diện năng lực và phẩm chất học sinh.

Kế hoạch tiếp theo là mở rộng phạm vi áp dụng quy trình dạy học tiếp cận hệ thống cho các chuyên đề Sinh thái học lớp 10 và 11 trong vòng 12 tháng tới. Các nhà trường và quý thầy cô giáo có thể áp dụng ngay quy trình này vào thực tế giảng dạy nhằm nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện và lan tỏa ý thức bảo vệ môi trường cho thế hệ trẻ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 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 [e-mail] 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 [e-mail] 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 [e-mail] 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 [e-mail] - 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 [e-mail] 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 [e-mail] 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.