BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN KHOA HỌC GIÁO DỤC VIỆT NAM
WX PHẠM THỊ HỒNG TÚ
THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM
TRONG DẠY HỌC PHẦN “DI TRUYỀN HỌC” GÓP PHẦN
NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DẠY HỌC SINH HỌC LỚP 12

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn Sinh học
Mã số: 62 14 01 11
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. PGS.TS Nguyễn Phúc Chỉnh
2. PGS.TS Nguyễn Quang Vinh
HÀ NỘI, 2013 2
LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nghiên cứu của luận án là khách quan, trung thực và chưa
từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.

Tác giả luận án
Phạm Thị Hồng Tú
4
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN 2
LỜI CAM ĐOAN 3
5
2.2.3. Nguyên tắc phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh 71
2.3. Thiết kế BĐKN phần Di truyền học (Sinh học 12) 73
2.3.1. Quy trình chung thiết kế BĐKN 73
2.3.2. Hệ thống các BĐKN đã thiết kế phần Di truyền học (Sinh học 12) 79
2.3.3. Công cụ thiết kế BĐKN - phần mềm Cmap Tools 81
2.4. Sử dụng BĐKN trong dạy học phần Di truyền học (Sinh học 12) 84
2.4.1. Sử
dụng BĐKN trong dạy kiến thức mới 85
2.4.2. Sử dụng BĐKN trong hoàn thiện tri thức 93
2.4.3. Sử dụng BĐKN trong kiểm tra, đánh giá 100
TỔNG LUẬN CHƯƠNG 2 103
Chương 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 104
3.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm 104
3.2. Nội dung thực nghiệm 104
3.3. Tiêu chí và phương pháp đánh giá hiệu quả thực nghi
ệm 104
3.4. Tiến trình thực nghiệm sư phạm 107
3.4.1. Tổ chức thực nghiệm sư phạm 107
3.4.2. Chọn mẫu 108
3.4.3. Kiểm tra, thu số liệu 109
3.5. Kết quả và bàn luận 111
3.5.1. Kết quả về mặt định lượng 111
3.5.2. Kết quả về mặt định tính 130
TỔNG LUẬN CHƯƠNG 3 134
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 135
A. KẾT LUẬN 135
B. KIẾN NGHỊ 136

13
THPT Trung học phổ thông
14
Tr Trang 7
DANH MỤC CÁC BẢNG
Tên bảng Trang
Bảng 1.1. Kết quả khảo sát về việc sử dụng một số biện pháp trong
DH các KN Sinh học của GV
55
Bảng 1.2. Cách thức GV hướng dẫn HS hệ thống hóa KN 55
Bảng 1.3. Tình hình sử dụng sơ đồ trong các khâu của quá trình DH
Sinh học và mức độ tích cực trong việc sử dụng sơ đồ
56
Bảng 1.4. Kết quả khảo sát GV trong quá trình dạy KN phần DTH 57
Bảng 1.5. Kết quả khảo sát việc học tập của HS trong học môn SH. 58
Bảng 1.6. Kết quả khảo sát việc học tập các KN phần DTH của HS 59
Bảng 2.1. Cấu trúc chương trình SH cấp THPT 62
Bảng 2.2. Cấu trúc chương trình phần Di truyền học (Sinh học 12) 63
Bảng 2.3. Các BĐKN đã thiết kế trong chương 1, 2 phần DTH 80
Bảng 3.1. Tần suất điểm các bài kiểm tra trắc nghiệm trong TN (đợt 1) 111
Bảng 3.2. Tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra trắc nghiệm (đợt 1) 112
Bảng 3.3. Kiểm định
X
điểm kiểm tra trắc nghiệm (đợt 1)
113
Bảng 3.4. Phân tích phương sai điểm kiểm tra trắc nghiệm (đợt 1) 114
Bảng 3.5. Tần suất điểm kiểm tra 1 tiết (đợt 1) 114
9
DANH MỤC CÁC HÌNH
Tên hình Trang
Hình 1.1. Sơ đồ các bước hình thành KN 22
Hình 1.2. BĐKN “Nhân đôi của ADN” 27
Hình 1.3. BĐKN hoàn chỉnh về “Gen” 29
Hình 1.4. BĐKN khuyết từ nối về “Gen” (khuyết 11 từ nối) 29
Hình 1.5. BĐKN khuyết KN về “Gen” (khuyết 13 KN) 30
Hình 1.6. BĐKN khuyết hỗn hợp về “Gen” (khuyết 2 từ nối, 4 KN) 30
Hình 1.7. BĐKN câm về “Gen” 31
Hình 1.8. Sự phân chia các loại bản đồ theo hình dạng 32
Hình 1.9. Cấu trúc của bản đồ tư duy 32
Hình 1.10. Graph với 6 đỉnh và 7 cạnh 35
Hình 1.11. Hệ thống bộ nhớ của trí nhớ con người và sự tác động
qua lại với các vùng nhận thông tin
51
Hình 2.1. Quy trình thiết kế BĐKN trong DH Sinh học 73
Hình 2.2. BĐKN “Các quy luật di truyền qua nhân” 77
Hình 2.3. BĐKN “Các cơ chế của hiện tượng di truyền” 82
Hình 2.4. Quy trình sử dụng BĐKN trong dạy kiến thức mới 86
Hình 2.5. BĐKN khuyết về “Nhân đôi của ADN” (SH 9) 89
Hình 2.6. BĐKN khuyết về “Nhân đôi của ADN” (SH 12) 91
Hình 2.7. Quy trình sử dụng BĐKN để tổ chức các hoạt động ôn
tập, củng cố kiến thức của HS

93
Hình 2.8. BĐKN khuyết về cơ chế “Dịch mã” 95
Hình 2.9. Quy trình tổ chức HS tự thiết kế BĐKN trong củng cố 96

11
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
1.1. Xuất phát từ nhiệm vụ đổi mới phương pháp dạy học ở trường phổ thông
Trong điều kiện của xã hội hiện đại, khi mà khoa học và công nghệ phát
triển rất mạnh mẽ, đưa nhân loại chuyển từ nền kinh tế Công - Nông nghiệp
sang nền kinh tế tri thức thì hội nhập trong giáo dục trở thành xu thế toàn cầu.
Sự bùng nổ thông tin đã tác động đến giáo dục nói chung và hoạt động DH
nói riêng. Trong bối cảnh này, việc đào tạo nguồn nhân lực năng động, sáng
tạo là đ
iều kiện tồn tại của mỗi quốc gia, mỗi cơ sở giáo dục. Vì vậy, nâng
cao chất lượng giáo dục và đào tạo là một mục tiêu quan trọng của sự nghiệp
đổi mới giáo dục ở nước ta hiện nay [3], [18], [19], trong đó đổi mới PPDH
được coi là một trong những nhiệm vụ chiến lược [2], [5].
Định hướng đổi mới PPDH đã được xác định trong Nghị quyết Trung
Ương 4 khóa VII, Nghị
quyết Trung Ương 2 khóa VIII, Nghị quyết Trung
Ương 6 khóa IX, khóa X và được thể chế hóa trong Luật giáo dục của nước
Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam [2], [9].
Trong “Thông báo kết luận của Bộ Chính trị về tiếp tục thực hiện Nghị
quyết Trung Ương 2 (khóa VIII), mục phương hướng phát triển GD & ĐT đến
năm 2020” đã nêu: “Cần tiếp tục đổi mới phương pháp dạy và học, khắc phục
cơ bản lối truyền thụ một chiều. Phát huy phương pháp dạy học tích cực, sáng
tạo, hợp tác; giảm thời gian giảng lý thuyết, tăng thời gian tự học, tự tìm hiểu
cho học sinh, sinh viên; gắn bó chặt chẽ giữa học lý thuyết với thực hành, đào
tạo gắn với nghiên cứu khoa học, sản xuất và đời sống” [9, tr.29].
Trong “Báo cáo chính trị của Ban Chấp hành Trung Ương Đảng khóa X
tạ
i Đại hội Đại biểu toàn quốc lần thứ XI của Đảng cộng sản Việt Nam” mục
phương hướng phát triển GD & ĐT đã chỉ rõ “Thực hiện đồng bộ các giải

nghi trong mọi hoàn cảnh là một việc làm cần thiết.
1.2. Xuất phát từ những ưu điểm của bản đồ khái niệm
Sử dụng BĐKN trong DH là một hướng nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu
quả quá trình DH và hình thành phong cách tư duy khoa học cho HS. 13
BĐKN là một công cụ hữu ích giúp người học tóm tắt nội dung học tập,
tiết kiệm thời gian, tăng khả năng nhớ bài, dễ tái hiện và nắm vững bài tốt
hơn. Thay vì việc nhớ cả trang sách, HS chỉ việc nhớ những KN then chốt do
vậy tiết kiệm được thời gian và năng lượng cho việc ghi nhớ. Mặt khác khi
thiết lập mối quan hệ giữa các KN bằng các mũi tên và hình
ảnh thì việc ghi
nhớ và vận dụng kiến thức sẽ thuận lợi hơn. Đối với việc vận dụng tri thức,
HS chỉ cần thực hiện một thao tác tư duy là chuyển từ ngôn ngữ “bản đồ”
sang ngôn ngữ “ngữ nghĩa”. Từ sơ đồ này, HS hình dung, liên tưởng và phát
triển kiến thức một cách logic từ đó giúp cho HS vận dụng kiến thức chính
xác và hiệu quả hơn.
BĐKN là công cụ hữu ích để hệ thống hoá nội dung tài liệu giáo khoa.
Việc tổ chức tài liệu học tập thành một hệ thống cho phép tạo nên hệ thống
kiến thức cho HS từ đó có tác dụng rèn luyện cho HS năng lực tư duy khái
quát (tư duy hệ thống), phát triển tư duy sáng tạo. Qua đó HS tự bồi dưỡng
được phương pháp tự học, tự nghiên cứu - đây là một hoạt độ
ng có hiệu quả
lâu dài, ảnh hưởng tích cực đến khả năng tư duy và hoạt động học tập trong
suốt cuộc đời của mỗi HS.
Khi được thiết lập trên phần mềm Cmap Tools, BĐKN sẽ đem lại nhiều
tiện ích. Nó cho phép liên kết với các dữ liệu (các hình ảnh, biểu tượng,
video, âm thanh, các bảng biểu, những BĐKN…), tạo nên một sự tích hợp
giữa BĐKN với công ngh

của DTH; nghĩa là đi theo hướng từ sự vận động của vật chất di truyền, đến
quy luật vận động của vật chất di truyền và đến ứng dụng trong thực tiễn.
Phần DTH của SH 12 có rất nhiều KN mới và khó đối với HS, ví dụ: xét
bài 1 của chương trình là bài “Gen, mã di truyền và quá trình nhân đôi của
ADN” có tới khoảng 20 KN mới. Hầu hết các KN mang tính khái quát và tr
ừu
tượng cao nên việc tổ chức HS học tập đạt hiệu quả còn gặp nhiều trở ngại.
Những khó khăn HS thường gặp như: việc tái hiện lại các KN có liên quan
đến các KN cần lĩnh hội; việc phân biệt các KN trong các cơ chế, các quá
trình Để HS thuận lợi hơn trong việc lĩnh hội những KN phần DTH, đòi hỏi
người dạy phải có những cách thức tổ chức họ
c tập, rèn luyện cho người học
các thao tác tư duy logic, tư duy hệ thống, người học phải biết hệ thống hoá 15
các KN, đưa KN mới học vào hệ thống các KN đã có. Do vậy, để nâng cao
chất lượng DH phần DTH, cần tiếp tục nghiên cứu và đổi mới phương pháp
và biện pháp DH, trong đó sử dụng BĐKN là một hướng nghiên cứu có tính
khả thi và hiệu quả.
Xuất phát từ những lí do trên chúng tôi chọn đề tài
“Thiết kế và sử dụng
bản đồ khái niệm trong dạy học phần “Di truyền học” góp phần nâng cao
chất lượng dạy học Sinh học lớp 12”.
2. Mục đích nghiên cứu
- Xác định được cơ sở khoa học (cơ sở lý luận và cơ sở thực tiễn) của
việc thiết kế và sử dụng BĐKN trong DH phần DTH (Sinh học 12).
- Xác định được quy trình thiết kế và quy trình sử dụng BĐKN trong DH
phần DTH (Sinh học 12), nhằm góp phần nâng cao hiệu quả dạy học SH ở
trường THPT.

học mà đề tài đặt ra.
7. Phương pháp nghiên cứu
* Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Nghiên cứu các văn bản Nghị quyết của Đảng, Chính phủ, Bộ GD & ĐT
về chiến lược phát triển, đổi mới giáo dục, đổi mới chương trình và SGK phổ
thông nói chung, chiến lược đổi mới PPDH nói riêng.
- Nghiên cứu các công trình khoa học đề cập đến BĐKN, Graph và sơ đồ
hóa trong DH Sinh học làm cơ sở để đề xuất cách thiết kế và sử dụng BĐKN
trong DH phần DTH (Sinh học 12).
- Nghiên cứu các tài li
ệu như: chương trình giáo dục phổ thông môn SH,
chuẩn kiến thức kĩ năng môn SH, nội dung chương trình SH 12 … làm cơ sở
cho việc thiết kế và sử dụng BĐKN trong DH phần DTH (Sinh học 12).
* Phương pháp nghiên cứu thực tiễn
- Phương pháp điều tra giáo dục: Dùng phiếu điều tra đối với GV và HS
nhằm tìm hiểu thực trạng, nguyên nhân hạn chế chất lượng dạy và học KN
sinh học nói chung và phần DTH nói riêng ở trường THPT.
- Phương pháp chuyên gia:
Trao đổi, xin ý kiến của các chuyên gia trong 17
lĩnh vực DTH và khoa học giáo dục để có phương pháp thiết kế và sử dụng
BĐKN có hiệu quả.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Thực nghiệm sư phạm ở một số
trường THPT nhằm kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài (mục đích, nhiệm
vụ, phương pháp, nội dung thực nghiệm được trình bày trong chương 3).
* Phương pháp thống kê toán học
Các số liệu được xử lý thống kê bằng phần mềm Excel [13] để đưa ra các
kết luận mang tính khách quan.

Chương 2: Thiết kế và sử dụng BĐKN trong dạy học phần “Di truyền học”
góp phần nâng cao chất lượng dạy học Sinh học lớ
p 12 .
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm.
19
Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC THIẾT KẾ
VÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC
PHẦN “DI TRUYỀN HỌC” (SINH HỌC 12) 1.1. Tổng quan tài liệu về việc thiết kế và sử dụng BĐKN trong dạy học Sinh học
1.1.1. 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 cũ
ng 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 [1]. 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 xắ
p xếp các KN vào
hệ thống các KN đã có. Nhờ đó giúp HS có được tư duy hệ thống, giúp HS dễ
dàng lĩnh hội và khắc sâu kiến thức.
1.1.1.1. Khái niệm

tượng. Sự tổng hòa các dấu hiệu hoặc thuộc tính chung và bản ch
ất hợp thành
nội dung KN. Như vậy, nội dung KN là sự tổng hợp chứ không phải là một
phép cộng các dấu hiệu.
- 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 ph
ải 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.

* Mối quan hệ giữa các khái niệm
- Quan hệ đồng nhất: hai KN cùng đối tượng nhưng được phản ánh bằng 21
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. Ví dụ KN cấu tạo tế bào,

Hình 1.1. Sơ đồ các bước hình thành KN
Bước 1: Xác định nhiệm vụ nhận thức
Muốn giúp HS lĩnh hội, chiếm lĩnh KN một cách tích cực, GV cần giúp
HS xác định được nhiệm vụ nhận thức làm tăng sự hứng thú học tập của HS.
Trong những trường hợp có thể, GV dẫn HS tới KN mới trong quá trình giải
quyết một nhiệm vụ nhận thức nhất định thông qua việc tạo ra “tình huống có
vấn đề”, nghĩa là tạo mâu thuẫn giữa việc lĩnh hội ki
ến thức mới với kiến thức
đã có. Vấn đề đưa ra càng gần với thực tiễn đời sống càng có sức hấp dẫn và
kích thích tư duy.
Bước 2: Nhận biết một số dấu hiệu của KN
Với những KN cụ thể, HS có thể nhận biết một số dấu hiệu của KN thông
qua việc quan sát tài liệu trực quan (mẫu vật, tiêu bản, mô hình, tranh ảnh, thí
nghiệm…) dưới sự hướng dẫn của GV, GV hướng HS vào những dấu hiệu
chủ yếu của KN.
1. Xác định nhiệm vụ nhận thức
2. Quan sát tài liệu trực quan
(Vật thật, vật tượng hình …)
2. Dựa vào kiến thức đã có để
hình thành KN mới. Định
n
g
h
ĩ
a KN.
3. Phân tích dấu hiệu chung
và bản chất. Định nghĩa KN.

nhóm sự vật, hiện tượng nghiên cứu rồi trừu tượng hóa, khái quát hóa để tìm
ra dấu hiệu chung và bản chất của KN.
Tùy mức độ cụ thể hay trừu tượng, đơn giản hay phức tạp của KN mà ở
bước này có sự khái quát hóa cảm tính hay khái quát hóa khoa học, trừ
u
tượng hóa kinh nghiệm hay trừu tượng hóa lý thuyết. Kết quả của bước này là
định nghĩa KN. Với các KN cụ thể, HS có thể sử dụng lối suy lý quy nạp. Đối
với các KN trừu tượng, HS sử dụng các thao tác khái quát hóa khoa học, trừu
tượng hóa lý thuyết.
Bước 4: Đưa KN mới học vào hệ thống các KN đã có
Bất kỳ một sự kiện, hiện tượng nào trong thực tế cũng không cô lập mà
nằm trong mối quan hệ với các sự kiện, hiện tượng khác. Vì vậy, những KN
phản ánh chúng cũng có mối quan hệ với nhau, tạo thành một hệ thống. Việc
đưa KN vào hệ thống có thể tiến hành ngay khi dẫn tới KN bằng một trình tự
trình bày hợp lý, hoặc ngay sau khi nắm được KN mới bằng cách so sánh với
các KN có quan h
ệ lệ thuộc, quan hệ ngang hàng hoặc trái ngược nhau Đối
với một nhóm nhiều KN có liên quan với nhau, việc hệ thống hóa có thể tiến
hành vào cuối chương, dưới dạng bài tập hoặc trong giờ ôn tập trên lớp.
Bước 5: Luyện tập và vận dụng KN
Nắm vững KN có nghĩa là hiểu, nhớ và vận dụng được những KN và sử
dụng nó để lĩnh hội những KN mới. Khi đã nắm vững thì mới giải quyết được 24
những bài tập có tính chất lý thuyết và bài tập mang tính thực hành, hoặc giải
quyết các vấn đề thực tiễn trong đời sống và sản xuất.

Lưu ý, với sự phát triển của xã hội hiện đại, sự bùng nổ thông tin như
hiện nay thì việc đổi mới PPDH phải đổi mới theo hướng góp phần đắc lực

“Các cơ chế của hiện tượng di truyền và biến dị” (phụ lục 1.1, 1.7) rất thuận
lợi cho việc hệ thống các KN then chốt này.
1.1.1.3. Sự phát triển khái niệm
Trong DH Sinh học, các KN được hình thành và phát triển theo các hình
thức sau:
* Cụ thể hóa nội dung khái niệm
Nội dung của một KN phức tạp được phân tích ra nhiều yếu tố, nội dung
của sự vật, hiện tượng phản ánh trong KN được khảo sát dần dần dưới nhiều
khía cạnh mới. Nội dung của KN được phân tích thành nhiều yếu tố, nhờ đó
mà HS nắm KN một cách đầy đủ và chính xác.
Ví dụ: Quá trình nhân đôi ADN được phân tích như sau:
+ Các yếu tố tham gia và vai trò của các yếu tố đó.
+ Diễn biến xảy ra gồm tháo xoắn, tách mạch ADN, tổng hợp mạch mới
(tổng hợp mạch liên tục, tổng hợp mạch gián đoạn), nối các đoạn Okazaki,
hình thành 2 ADN “con”…
+ Các nguyên tắc chi phối nhân đôi ADN và ý nghĩa của nhân đôi ADN.
* Hoàn thiện nội dung khái niệm
Trong một số trường hợp, vốn kiến thức của HS chưa đủ để nắm KN ở
mức đầy đủ, GV phải hình thành KN ở dạng chưa đầy đủ (nhưng không được
sai). Khi HS đã tích đủ vốn kiến thức nhất định, thì sẽ được học KN ở mức độ
chính xác và đầy đủ hơn.
Ví dụ: Khi học quy luật phân li (bài 8 - SH 12), HS hiểu được mối quan
hệ giữa kiểu gen và kiểu hình là một gen quy định một tính trạng, sau đó đến
bài 10 (SH 12) HS hiểu được không phải chỉ có một gen quy định một tính
trạng mà một gen có thể quy định nhiều tính trạng (gen đa hiệu), nhiều gen
tương tác quy định một tính trạng (tương tác gen). Đến bài 14 (SH 12) HS lại
hiểu thêm kiểu gen tương tác với môi trường mới cho kiểu hình cụ thể. Như