1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI ĐINH THỊ THU HẰNG

VẬN DỤNG TƯ TƯỞNG SƯ PHẠM CỦA G.POLYA
TRONG VIỆC DẬY HỌC BÀI TẬP DI TRUYỀN CHO
HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành : Lý luận và PPDH Bộ môn Sinh học
Mã ngành : 62.14.10.07 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ GIÁO DỤC HỌC
Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia,
Thư viện của Trường Đại học Sư phạm Hà Nội

3

Mở Đầu
I. Lý do chọn đề ti
Hội nghị lần thứ VI Ban chấp hnh trung ơng Đảng khoá IX đã
có quyết nghị Kết luận về công tác giáo dục- đo tạo trong đó nhấn
mạnh: Đổi mới PPDH ở tất cả các cấp v bậc học, kết hợp tốt học với
hnh, gắn nh trờng v xã hội. áp dụng những PPDH hiện đại để bồi
dỡng cho học sinh những năng lực t duy sáng tạo, năng lực giải quyết
vấn đề. Thủ tớng chính phủ cũng đã phê duyệt Chiến lợc phát triển
giáo dục 2001 2010, trong đó nêu rõ: Đổi mới v hiện đại hoá phơng
pháp giáo dục. Chuyển từ truyền đạt tri thức thụ động, thầy giảng, trò ghi
sang hớng dẫn ngời học chủ động t duy trong quá trình tiếp cận tri
thức; dạy cho ngời học phơng pháp tự học, tự thu nhận thông tin một
cách hệ thống v có t duy phân tích, tổng hợp; phát triển năng lực của mỗi
cá nhân; tăng cờng tính chủ động, tính tự chủ của học sinh.
Nh chúng ta đã biết, bi tập di truyền học đóng vai trò then chốt
trong môn sinh học nói chung v di truyền học nói riêng. Đồng thời nó
cũng đóng vai trò l giá mang hoạt động học tập của học sinh. Việc dạy
học giải bi tập di truyền học liên quan mật thiết với việc dạy học môn sinh
học trên cả 3 bình diện: Mục đích Nội dung Phơng pháp dạy học.
Những điều đó cho chúng ta thấy nhu cầu cấp thiết trong việc đổi mới

Polya trong việc dạy học giải bi tập di truyền.
Trớc hết, chúng tôi xem xét thực trạng của việc dạy học giải bi tập
di truyền ở nh trờng trung học phổ thông hiện nay, lm rõ những lí luận
về t tởng s phạm của G. Polya trong việc dạy học giải bi tập toán. Từ
đó xem xét tính khả thi v những khía cạnh có thể vận dụng đợc t tởng

5
s phạm của G Polya trong việc dậy học giải bi tập di truyền dới nhiều
góc độ khác nhau nh:
Cấu trúc nội tại của chơng trình di truyền học trong nh trờng
trung học phổ thông, dới góc độ tâm lí học, dới góc độ liên môn v tích
hợp, dới góc độ phơng pháp dạy học phát hiện v giải quyết vấn đề .Đề
xuất những định hớng s phạm cũng nh các biện pháp s phạm cụ thể
nhằm giúp ngời giáo viên vận dụng đợc thuận lợi t tởng s phạm của
G. Polya trong việc dạy học di truyền nói chung v dạy học giải bi tập di
truyền nói riêng.
Chúng tôi cũng lm rõ những lí luận về vai trò v tính năng s phạm
của bi tập sinh học, bi tập sinh học mẫu v hệ thống bi tập sinh học mẫu
trong việc giảng dạy sinh học ở nh trờng THPT. Từ đó xây dựng một hệ
thống bi tập mẫu về di truyền học nhằm minh hoạ v lm rõ cơ chế vận
dụng t tởng s phạm của G. Polya trong việc dạy học giải bi tập di
truyền ở nh tr
ờng THPT.
Thông qua phơng pháp s phạm của G. Polya chúng tôi xây
dựng các bi tập di truyền để dạy học bi mới, bi tập củng cố nâng
cao kiến thức.
II/ Mục đích nghiên cứu
Vận dụng t tởng s phạm của G. Polya trong dạy học giải bi tập di
truyền cho học sinh trung học phổ thông nhằm nâng cao hiệu quả dạy học
bộ môn.

trình by trong phần lý thuyết.
Dạy-học giải bi tập sinh học l công cụ kiểm tra đánh giá quan trọng nhất
quá trình dạy học môn sinh học: Đánh giá mức độ, đánh giá kết quả dạy v

7
học, đánh giá khả năng lm việc độc lập v trình độ phát triển t duy của
học sinh.
1.1.3. Trên bình diện PPDH, dạy-học giải bi tập sinh học l giá
mang những hoạt động để ngời học kiến tạo những nội dung nhất định v
trên cơ sở đó thực hiện các mục đích dạy học khác. Khai thác tốt quá trình
ny sẽ góp phần tổ chức cho học sinh học tập trong hoạt động v bằng hoạt
động tự giác, tích cực v sáng tạo đợc thực hiện độc lập bởi ngời học.
1.2. Sử dụng cách dạy học phát hiện v giải quyết vấn đề trong việc
dạy học giải bi tập toán di truyền ở nh trờng trung học phổ thông.
Để góp phần nâng cao chất lợng dạy học môn sinh học ở nh
trờng phổ thông, việc đổi mới PPDH sinh học l một nhu cầu cấp thiết.
Có thể thấy rằng việc đổi mới PPDH giải bi tập sinh học nói chung v bi
tập toán di truyền nói riêng giữ vị trí then chốt trong quá trình đổi mới đó.
Thích hợp với quá trình đổi mới trên l một số xu hớng dạy học không
truyền thống. Quyết định bởi bản chất của bi tập toán sinh học v các
nguyên tắc cơ bản của việc dạy- học giải bi tập toán sinh học, ta có thể
thấy rằng dạy học phát hiện v giải quyết vấn đề l một trong những
phơng thức tốt nhất cho việc đổi mới PPDH giải bi tập toán sinh học.Hạt
nhân của cách dạy học ny l việc điều khiển học sinh thực hiện hoặc ho
nhập vo quá trình nghiên cứu vấn đề. Bao gồm các b
ớc sau:
Bớc 1: Phát hiện/Thâm nhập vấn đề
Phát hiện vấn đề từ một tình huống gợi vấn đề thờng l do thầy tạo
ra
Giải thích v chính xác hoá tình huống (khi cần thiết) để hiểu đúng

xét tơng tự, khái quát hoá, lật ngợc vấn đề v giải quyết nếu có thể.Tìm
hiểu những khả năng ứng dụng kết quả.
1.3. T tởng s phạm của Polya về việc dạy-học giải bi tập toán.
1.3.1. Trớc hết Polya cho rằng nhiệm vụ chính của dạy-học giải bi
tập toán ở nh trờng trung học phổ thông l dạy cho học sinh suy nghĩ.
1.3.2. Việc dạy-học giải bi tập toán ở nh trờng phổ thông phải
nhấn mạnh tối đa mặt ph
ơng pháp của quá trình giải toán. Algôrít hoá
Bi toán
Phân tích vấn đề
Xác định hớng giải quyết
Hình thnh
g
iải
p
há
p
c
ụ
thể
Giải
p
há
p
đún
g
Kết thúc

9
quá trình giải toán l t tởng cốt lõi của Polya trong quá trình dạy

đợc trong cả bốn phơng thức trên.
Có một thực tế l học sinh phổ thông đợc bắt đầu lm quen với việc
giải bi tập toán từ rất sớm. Cũng không có môn học no trong nh trờng
phổ thông m học sinh đợc học nhiều, học kỹ, luyện tập thờng xuyên
nh phơng pháp giải bi tập toán. Vì thế một điều rất tự nhiên đòi hỏi
ngời giáo viên phải thực hiện khi dạy-học giải bi tập di truyền cho học
sinh phổ thông l: Khai thác tối đa tiềm năng đó của ngời học, hớng ton
bộ tiềm năng đó vo việc giải bi tập di truyền. Nếu lm đợc nh vậy
năng lực giải bi tập di truyền của học sinh chắc chắn sẽ tăng lên rất nhiều,
l cơ sở nhận thức, lu giữ các kiến thức về di truyền một cách vững chắc.
Qua giải bi tập toán bằng việc vận dụng t tởng s phạm của G. Polya,
ngời học sẽ có cơ hội chính xác hoá các khái niệm, tìm đ
ợc mối liên hệ
bản chất bên trong về cấu trúc, cơ chế vận dụng, khả năng di truyền v biến
dị của vật chất di truyền theo những quy luật nhất định có liên quan tới các
yếu tố riêng biệt chẳng khác gì các yếu tố tìm thấy trong một biểu thức
toán học. Nếu đạt đợc nh vậy ngời học sẽ có những khái quát chung
nhất. Đa những cái riêng nh nhau vo một hệ thống chung, từ đó có thể
giải quyết đợc hng loạt các tình huống tơng tự về các nội dung di
truyền học.
Trong số những PPDH giải bi tập toán thì phơng pháp của Polya
giữ vai trò chủ đạo. Vì thế vận dụng nó sẽ l phơng cách tốt nhất trong
việc thực hiện liên môn của quá trình dạy-học giải bi tập di truyền.
Phơng cách ny cho phép ngời giáo viên khai thác tối đa những tri thức ở
dạng tờng minh v ở dạng ẩn tng trong mỗi học sinh về các kiến thức
sinh học, góp phần nâng cao năng lực giải bi tập di truyền cho học sinh
phổ thông từ đó m nắm chắc các kiến thức về di truyền học.
1.5. Những quan niệm chung về bi tập toán di truyền.

11

12
- Những bi tập chứng minh m mục đích cuối cùng của nó l xác định
xem một kết luận no đó l đúng hay sai, l xác nhận hay bác bỏ kết luận đó.
Quan niệm trên phản ánh thực chất của việc phân loại bi tập. Tuy
nhiên, bi tập toán di truyền còn có những đặc điểm riêng khác với các bi
toán toán học m ta thờng gặp. Bởi lẽ bi tập toán di truyền nói chung gắn
chặt với việc nhận thức đầy đủ các khái niệm, các quá trình, các cơ chế v
quy luật sinh học về di truyền v biến dị, những nguồn tri thức ny ny
nhiều khi không đợc biểu hiện bằng những công thức tờng minh hay
bằng các mệnh đề kiểu " A B " nh trong các mệnh đề hay các định lý
toán học. Thnh thử hình thức biểu hiện của các bi tập toán di truyền có
nhiều nét khác biệt so với bi tập toán. Ta có thể chia chúng thnh hai loại:
bi tập không có lời văn v bi tập có lời văn.
1.6. Phơng pháp Polya trong việc dạy học giải bi tập toán di truyền
1.6.1. Bớc 1: Tìm hiểu rõ bi toán di truyền (gọi tắt l bi tập)
Nói tóm lại sau bớc 1 học sinh phải hiểu rõ đợc bi tập cho cái gì ?
Ta phải lm cái gì ? Nội dung bi tập liên quan tới những kiến thức sinh
học n
o ?
1.6.2. Bớc 2: Xây dựng một chơng trình để giải bi tập, nói
cách khác l tìm con đờng đi từ cái cha biết đến cái đã cho.
Kết luận B sẽ đợc suy từ điều A
1
, điều A
1
sẽ đợc suy từ điều A
2

Cứ nh thế cho đến khi một khẳng định A
n

Đáp số

Kiểm tra

Phân tích lời giải
Thực hiện
giải
Lập kế hoạch
giải
Nghiên cứu bi tập

Vẽ sơ đồ bi tập

+ Để xác định đợc số bộ ba trên ARNm, theo lý thuyết ta phải xác
định đợc số nucleotit trên mạch đơn gen dựa vo chiều di của gen.
+ Để xác định đợc số lần giải mã, theo lý thuyết ta cần nhân số lần
phiên mã với số lợt ribôxôm trợt qua ARNm.
+ Sau khi xác định đợc số lần phiên mã v số axit amin cung cấp
cho một lần sao mã, ta chỉ cần nhân với nhau thì sẽ ra đáp số.
2) Xác định số lợng axit amin trong các phân tử protein hon chỉnh?
+ Theo lý thuyết thì trong phân tử protein hon chỉnh không có axit
amin mở đầu, vậy ta cần lấy số bộ ba trên ARNm trừ đi 2 để tìm ra số axit

15
amin trong một phân tử protein hon chỉnh, sau đó nhân với số lần giải mã
để tìm ra kết quả.
Bớc 3
: Thực hiện chơng trình:1) +Từ chiều di gen ta có số lợng
nucleotit trên mạch đơn gen:
)(600
4,3
2040
N
A
A
o
o
=
+ Số lợng bộ ba trên ARNm l
200
3
600
=

p
= A
H
x 110đvC
Chơng 2. Xây dựng hệ thống bi tập mẫu về di truyền
cho học sinh trung học phổ thông
2.1. Những quan niệm chung về bi tập mẫu v hệ thống bi tập mẫu
Bi tập mẫu l loại bi tập đợc nêu lên để ngời học bắt chớc hoặc
lm theo. Đó cũng còn l loại bi tập có đợc mức hon chỉnh nhất định
những tính chất, đặc điểm của cả loại v đáng đợc nêu lên lm tiêu biểu. -
Loại thứ nhất l các bi tập cơ bản nhằm ôn tập, nhắc lại, nhớ lại các
kiến thức đã học. Loại bi tập mẫu ny có ngay trớc mắt học sinh sau khi
vừa học xong lý thuyết v ngời giáo viên thờng cho học sinh trong hoặc
cuối giờ học nhằm hình thnh những quy tắc hoặc Algôrít mẫu tơng ứng.
Thực ra, việc giải loại bi tập ny chỉ đòi hỏi thực hnh v không đòi hỏi
điều gì hơn

16
- Loại bi tập mẫu thứ hai khó hơn, việc giải chúng tuy cũng l vận
dụng trực tiếp quy tắc đã đợc học trong lớp, nhng trong đó có điều
không hiển nhiên l quy tắc hoặc ví dụ no đó đợc sử dụng. Điều đó đòi
hỏi học sinh phải có một mức độ lĩnh hội no đó ti liệu đã học gần đây v
một khả năng suy luận nhất định để tìm ra thủ pháp thích hợp phối hợp với
nội dung kiến thức sinh học để giải bi tập tìm ra đáp số, để ra một tri thức
no đó cho mình.
- Loại bi mẫu thứ ba còn khó hơn nữa. Để giải đợc chúng học sinh
cần phải kết hợp một số quy tắc hoặc ví dụ đã học. Những bi tập ny hoặc
những thnh tố của nó có tính chất phổ quát rất cao, cho phép tơng tự
hoặc gần nh tơng tự với nhiều loại bi tập khác nhau. Đây l bi tập di
truyền mang tính tổng hợp, khái quát cao đối với các kiến thức sinh học

sở đó học sinh tập dợt thao tác t duy logic, thực hnh nhận thức tìm ra
qui trình công nghệ để chuyển kiến thức sinh học còn rời rạc, tản mạn
thnh các kiến thức logic hệ thống, tạo ra sự liên thông hai chiều gửi kiến
thức vo v chuyền kiến thức ra để giải quyết các tình huống đặt ra từ bi
tập toán di truyền, coi đó nh một quy trình công nghệ tập dợt vận dụng
v
o thực tiễn đòi hỏi. Đây l một bớc khó khăn đòi hỏi ngời học phải tập
dợt lm bằng đợc để tạo ra sản phẩm cho chính bản thân ngời học.
Cùng với các thao tác cơ bản của quá trình t duy nh đặc biệt hoá,
tơng tự hoá, chuyển hoá ngôn ngữ của một bi tập, bi tập mẫu v hệ
thống bi tập mẫu có thể xem nh ngọn hải đăng chỉ đờng cho học sinh
trong quá trình lần mò, tìm kiếm lời giải bi tập.
2.2.4. Thông qua hệ thống bi tập mẫu học sinh ngy cng đợc rèn
luyện, nâng cao khả năng suy nghĩ, mức độ độc lập v năng lực sáng tạo.
2.3.Những định hớng s phạm trong xây dựng hệ thống bi tập
mẫu theo chủ đề kiến thức

18
2.3.1. Định hớng 1: Hệ thống bi tập mẫu theo chủ đề cần hình
thnh v đảm bảo củng cố chắc chắn những kiến thức sinh học cơ bản của
chủ đề đó. Hơn thế nữa hệ thống bi tập mẫu đó đòi hỏi phải đợc thiết kế
theo nguyên tắc tích cực hoá hoạt động học tập của học sinh, tức l,
tránh không thông báo tri thức có sẵn m hớng dẫn học sinh độc lập
chiếm lĩnh chúng.
2.3.2. Định hớng 2: Hệ thống bi tập theo chủ đề đợc thiết kế
nhằm nâng dần trình độ t duy từ thấp đến cao trong mỗi chủ đề kiến thức
theo hớng phân bậc hoạt động học tập của học sinh, góp phần tạo nên mối
liên hệ đa dạng giữa các đơn vị kiến thức cơ bản hỗ trợ lẫn nhau trên cơ sở
hình thnh ở ngời học sinh những tri thức sinh học ngy cng hon chỉnh.
2.3.3. Định hớng 3: Hệ thống bi tập theo chủ đề cần đảm bảo sự

luận về hiệu quả của việc dạy học giải bi tập toán di truyền theo t tởng
s phạm của Polya.
3.2. Nội dung v phơng pháp thực nghiệm
3.2.1.Nội dung thực nghiệm:
TT Tên bi Kiến thức
1 Cơ sở vật chất v cơ chế di
truyền ở cấp độ phân tử
Di truyền phân tử
2 Cơ sở vật chất v cơ chế di
truyền ở cấp độ tế bo
Di truyền tế bo
3 Lai một cặp tính trạng Quy luật di truyền
4 Đột biến gen Biến dị
3.2.1.1.Phơng án thực nghiệm
Lớp đối chứng sử dụng phơng pháp giảng dạy phổ biến: Ra bi tập
v chữa theo phơng pháp thông thờng. Lớp thực nghiệm: Tiến trình
giảng dạy đợc tiến hnh nh trình by ở mục.

20
Chúng tôi đã soạn các bi soạn mẫu trớc khi thực nghiệm, thảo
luận v thống nhất ý đồ thực nghiệm với các giáo viên dạy thực nghiệm.
Trong từng bi chúng tôi đã trao đổi với giáo viên về mục tiêu, nội dung v
phơng pháp dạy học của từng bi. Sử dụng bi soạn mẫu, mỗi giáo viên
nghiên cứu v thực hiện bi soạn đảm bảo yêu cầu phải thể hiện đợc sự
khác biệt giữa việc sử dụng phơng pháp toán học của Polya ở lớp thực
nghiệm v không dùng phơng pháp toán học của Polya ở lớp đối chứng.
3.3.Kết quả thực nghiệm s phạm
Để đánh giá khả năng hiểu bi của học sinh, ngay sau khi bi học kết
thúc, chúng tôi đã sử dụng các phiếu trắc nghiệm.
3.3.1.Phân tích kết quả thực nghiệm s phạm đợt 1

2
72
3
77
0
11
3
31
Bảng 3.2: So sánh các tham số đặc trng giữa TN v ĐC bi trắc nghiệm đợt 1
Phơng án n
___
X

S
2
C
v
(%) d
TN-ĐC
Td
ĐC 2528 6,48 2,34 0,23
TN 2535 6,73 2,27 O,23
0,25 5,95
Kết quả ở bảng 3.2 cho thấy: -Điểm trung bình cộng (
___
X
) trong TN
của nhóm lớp TN cao hơn nhóm lớp ĐC. Điều ny đợc phản ánh qua hiệu
d
TN-ĐC

n
i
3 4 5 6 7 8 9
10
ĐC 1258 57 132 187 212 265 240 125
40
TN 1267 38 104 151 206 273 290 141
64
Bảng 3.5: So sánh các tham số đặc trng giữa TN v ĐC bi kiểm tra 1 tiết đợt 1
Phơng
án
x
i
n
i
2 3 4 5 6 7 8 9 10
ĐC 252
8
100 99,5
3
94,6
2
86,4
3
76,3
1
59,5
3
27,1
4

Td
ĐC 1258 6,52 3,08 0,27
TN 1267 6,84 2,96 O,25
0,32 4,71

22
Kết quả ở bảng 3.5 cho thấy:
- Điểm trung bình cộng (
___
X
) trong TN của nhóm lớp TN cao hơn
nhóm lớp ĐC. Điều ny đợc phản ánh qua hiệu d
TN-ĐC
l: 0,32
-Phơng sai của lớp TN nhỏ hơn so với lớp ĐC nh vậy điểm trắc
nghiệm ở các lớp TN tập trung hơn so với lớp ĐC
- Độ bền kiến thức (Cv) ở nhóm thực nghiệm l 0,25 nhỏ hơn so với
lớp đối chứng l 0,27. Điều đó chứng tỏ hiệu quả vững chắc của bi giảng
đợc thiết kế theo phơng pháp toán học Polya so với phơng pháp dạy khác
- Độ tin cậy (Td) trong TN lớn hơn t = 1,96( tra đợc trong bảng
phân phối student) đã chứng tỏ kết quả học tập của học sinh nhóm lớp TN
cao hơn so với lớp ĐC
Bảng3.6: Tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra 1 tiết ( đợt 1)
Phơng
án
x
i
n
i
3 4 5 6 7 8

n
i
2 3 4 5 6 7 8 9 10
ĐC 5059 9 130 449 735 1002 1391 951 303 89
TN 5070 0 0 82 317 460 780 1251 1310 870
Bảng 3.8: So sánh các tham số đặc trng giữa TN v ĐC bi trắc
nghiệm (đợt 2 v 3)
Phơng án n
___
X

S
2
C
v
(%) d
TN-ĐC
Td
ĐC 5059 6,49 2,36 0,24
TN 5070 8,01 2,28 0,19
1,52 50,67
Kết quả ở bảng 3.8 cho thấy: - Điểm trung bình cộng (
___
X
) trong
TN của nhóm lớp TN cao hơn nhóm lớp ĐC. Điều ny đợc phản ánh
qua hiệu d
TN-ĐC
l: 1,52
- Phơng sai của lớp TN nhỏ hơn so với lớp ĐC nh vậy điểm trắc

ĐC 5059 100 99,82 97,25 88,39 73,85 54,04 26,55 7,75 1,76
TN 5870 100 93,38 92,11 83,06 67,67 43,00 17,16
Từ số liệu bảng 3.9 vẽ đồ thị tần suất hội tụ tiến để so sánh
0
20
40
60
80
100
120
2345678910
East
Line 2
North

Hình 3.2: Đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm trắc nghiệm (đợt 2 v 3)
3.3.2.2. Kết quả các bi kiểm tra 1 tiết (đợt 2 v 3)
Bảng 3.10: Kết quả điểm kiểm tra 1 tiết (đợt 2 v 3)
Phơng án
x
i
n
i
4 5 6 7 8 9 10
ĐC 2529 176 376 665 541 401 236 134
TN 2536 32 76 229 442 730 637 390
Bảng 3.11: So sánh các tham số đặc trng giữa TN v ĐC bi kiểm
tra 1 tiết (đợt 2 v3)
Phơng án n


cao hơn so với lớp ĐC
Từ số liệu bảng 3.11 lập biểu đồ so sánh tần suất điểm kiểm tra 1 tiết
0
5
10
15
20
25
30
35
45678910
ĐC
TN

Hình3.3. Biểu đồ tần suất điểm bi kiểm tra 1 tiết (đợt 2 v3)
Giá trị mod của điểm số ở lớp TN cao hơn so với điểm mod của lớp ĐC
Bảng 3.12 : Tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra 1 tiết (đợt 2 v 3)
Phơng
án
x
i
n
i
4 5 6 7 8 9 10
ĐC 2529 100 93,04 78,17 51,88 30,49 14,63 5,3
TN 2536 100 98,74 95,74 86,71 69,28 40,5 15,38
Từ số liệu bảng 3.12 lập đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra 1 tiết
0
20
40