ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

NÔNG THÚY QUỲNH

VẬN DỤNG LÝ THUYẾT HỆ THỐNG TRONG DẠYHỌC BÀI TẬP QUY LUẬT DI TRUYỀN
(SINH HỌC 12-THPT)
Chuyên nghành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học Sinh học
Mã số: 60.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Phúc Chỉnh

Thái Nguyên - 2015

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

http://www.lrc.tnu.edu.vn


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực chưa từng
được công bố trong một công trình khoa học nào khác.
Tác giả

Nông Thúy Quỳnh

XÁC NHẬN CỦA NGƯỜI HƯỚNG


Tác giả luận văn

Nông Thúy Quỳnh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

ii

http://www.lrc.tnu.edu.vn


MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa ..................................................................................................................
Lời cam đoan ................................................................................................................. i
Lời cảm ơn .................................................................................................................... ii
Mục lục......................................................................................................................... iii
Danh mục chữ viết tắt ................................................................................................. iv
Danh mục các bảng ...................................................................................................... v
Danh mục các hình ...................................................................................................... vi
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1
Chƣơng 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG LÝ
THUYẾT HỆ THỐNG TRONG DẠY- HỌC BÀI TẬP QUY LUẬT DI
TRUYỀN...................................................................................................................... 7
1.1. Tình hình nghiên cứu lý thuyết hệ thống .................................................. 7
1.1.1. Tình hình nghiên cứu lý thuyết hệ thống trên thế giới........................... 7
1.1.2. Tình hình nghiên cứu lý thuyết hệ thống ở Việt Nam ........................... 8
1.2. Cơ sở lý thuyết của lý thuyết hệ thống ..................................................... 9
1.2.1. Một số khái niệm cơ bản của lý thuyết hệ thống ................................... 9
1.2.2. Cơ cấu của hệ thống ............................................................................. 11

2.5.2. Phương pháp tổng hợp hệ thống .......................................................... 41
2.5.3. Mối quan hệ giữa phương pháp phân tích cấu trúc và tổng hợp hệ thống. 41
2.6. Quy trình dạy - học bài tập quy luật di truyền bằng lý thuyết hệ thống . 45
2.7. Các ví dụ minh họa cho từng dạng bài tập quy luật di truyền ................ 48
2.7.1. Dạng tập về quy luật di truyền của Menđen ........................................ 48
2.7.2. Dạng bài tập di truyền liên kết ............................................................. 49
2.7.3. Dạng bài tập di truyền liên kết với giới tính ........................................ 51
2.7.4. Dạng bài tập tương tác gen: ................................................................ 53
Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ............................................................. 56
3.1. Mục đích và nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm ......................................... 56
3.1.1. Mục đích............................................................................................... 56
3.1.2. Nhiệm vụ .............................................................................................. 56
3.2. Nội dung và phương pháp thực nghiệm .................................................. 56
3.2.1. Nội dung thực nghiệm .......................................................................... 56
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

iv

http://www.lrc.tnu.edu.vn


3.2.2. Phương pháp thực nghiệm ................................................................... 57
3.3. Kết quả TN sư phạm ............................................................................... 59
3.3.1. Phân tích kết quả định lượng................................................................ 59
3.3.2. Kết quả phân tích định tính .................................................................. 68
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..................................................................................... 70
...................................................................................... 72

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN


4

HS

Học sinh

5

KG

Kiểu gen

6

KH

Kiểu hình

7

LTHT

Lý thuyết hệ thống

8

NXB

Nhà xuất bản


14

TN

TN

15

TT

Tính trạng

16

THPT

Trung học phổ thông

iv


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1: Nguyên nhân HS chưa đạt hiệu quả cao khi giải BT QLDT .................. 21
Bảng 1.2: Lý do HS cần học cách giải BT QLDT ................................................... 22
Bảng 1.3: Phương tiện giúp HS học cách giải BT QLDT ....................................... 23
Bảng 1.4: Thời gian dạy BT QLDT của GV phổ thông .......................................... 23
Bảng 1.5: Phương pháp giảng dạy BT QLDT của GV phổ thông .......................... 23
Bảng 1.6: Kết quả điều tra khả năng giải BT QLDT của HS phổ thông ................ 25
Bảng 2.1: So sánh các điểm đặc trưng của hai cách tiếp cận phân tích và tổng hợp... 38

1.1. Xuất phát từ nhiệm vụ đổi mới phƣơng pháp dạy học
Trong đường lối xây dựng và phát triển đất nước, Đảng và nhà nước ta rất
quan tâm đến sự nghiệp giáo dục, coi “Giáo dục – Đào tạo là quốc sách hàng
đầu” [8]. Trong đó, con người luôn được coi là nhân tố quan trọng nhất “vừa là
động lực, vừa là mục tiêu’’ cho sự phát triển bền vững của xã hội.
Nghị quyết Trung ương 8 khoá XI của Đảng cộng sản Việt Nam [8] đã
khẳng định: "Phải đổi mới phương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền
thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của học sinh (HS). Từng
bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và phương tiện hiện đại vào quá trình
dạy học, đảm bảo điều kiện và thời gian tự học, tự nghiên cứu cho HS...".
Đổi mới phương pháp dạy học là một nhiệm vụ quan trọng nhằm nâng cao
chất lượng giáo dục, đào tạo ra những con người phát triển toàn diện đáp ứng nhu
cầu phát triển kinh tế hiện nay. Điều 28.2 của Luật Giáo dục có nêu: “Phương
pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng
tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng
phương pháp tự học, khả năng làm việc theo nhóm; rèn luyện kỹ năng vận
dụng kiến thức vào thực tiễn; tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng
thú học tập cho học sinh’’ [9].
Văn kiện Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ IX của Đảng cộng sản Việt
Nam tiếp tục khẳng định quan điểm định hướng cho việc phát triển giáo dục và
yêu cầu “Phát huy tính độc lập suy nghĩ và sáng tạo của học sinh, sinh viên để
nâng cao năng lực tự học, tự hoàn thiện học vấn và tay nghề” [6].
Tiếp tục thực hiện nhiệm vụ phát triển giáo dục theo Nghị quyết Đại hội
lần thứ XI của Đảng [9], Kết luận số 51-KL/TW ngày 29/10/2012 của Ban
chấp hành TW Đảng và Chỉ thị số 02/CT-TTg ngày 22/01/2013 của Thủ tướng
chính phủ về đổi mới căn bản, toàn diện GD&ĐT.
1


Một trong những giải pháp đề xuất của Chiến lược phát triển giáo dục

chương trình Sinh học 12 đa dạng và phức tạp. Điều đó, đòi hỏi người học
phải nắm vững lý thuyết về QLDT để vận dụng vào giải các BT. Đồng thời,
GV cần rèn luyện cho HS khả năng tư duy logic để giúp các em tư duy có hệ
thống trong quá trình giải BT [12].
Tuy nhiên, việc phát huy tính tích cực và sáng tạo của HS ở các trường
phổ thông hiện nay chưa thực sự đạt hiệu quả cao. Đặc biệt là trong quá trình
dạy – học cách giải các BT di truyền. Nguyên nhân chủ yếu là do GV chọn lựa,
phối hợp các phương pháp, biện pháp giảng dạy chưa phù hợp, chưa tạo được
nhu cầu học cho HS, phát huy tính sáng tạo để nâng cao khả năng nhận thức và
tư duy của bản thân. Về phía học sinh nhiều em chưa có phương pháp học tập
phù hợp, học theo kiểu thụ động hoặc xem môn sinh là môn học phụ điều đó đã
ảnh hưởng không ít đến chất lượng học bộ môn.
Như vậy để có thể nâng cao chất lượng dạy và học môn sinh nói chung và
BT QLDT nói riêng đòi hỏi cần phải có nhưng biện pháp cụ thể nhất là hình
thành cho học sinh khả năng tư duy, logic và kỹ năng giải BT QLDT để khắc
phục những hạn chế của học sinh hiện nay.
1.3. Xuất phát từ đặc điểm của việc vận dụng lý thuyết hệ thống trong dạy học
LTHT được đề xướng năm 1940 bởi nhà sinh vật học Ludwig von
Bertallanffy. Ngay từ khi hình thành, các nhà sáng lập đã đưa ra một hệ thống
các các quan niệm và các vấn đề cơ bản như tính toàn thể, tính nổi trội, tính
mở, tính nội cân bằng, tính tổ chức và tự tổ chức của hệ thống…
Sự thống nhất giữa hai phương pháp phân tích cấu trúc và tổng hợp hệ
thống đã sản sinh ra phương pháp tiếp cận cấu trúc hệ thống. Tiếp cận cấu
trúc hệ thống là cách thức xem xét đối tượng như một hệ toàn vẹn tự sinh
thành và phát triển thông qua giải quyết mâu thuẫn nội tại do sự tương tác
hợp QL của các thành tố, là cách phát hiện ra logic phát triển của đối tượng
từ lúc sinh thành đến lúc trở thành một hệ toàn vẹn mang một chất lượng
toàn vẹn thích hợp.

3

- Nghiên cứu cơ sở LTHT
- Nghiên cứu LTHT, vận dụng LTHT vào dạy học BT QLDT (Sinh học 12)

4


- Tổ chức TN sư phạm và xử lí kết quả TN sư phạm để kiểm chứng
phương án đề ra
6. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
6.1. Phương pháp nghiên cứu lý luận
- Nghiên cứu những văn bản có tính pháp lý cao của Đảng và Nhà nước,
Bộ giáo dục và Đào tạo liên quan đến đề tài luận văn.
- Nghiên cứu nội dung, chương trình SGK sinh học 12, các sách tham
khảo khác và các tài liệu có liên quan đến đề tài.
6.2. Phương pháp điều tra, quan sát
- Điều tra thực trạng về vận dụng LTHT trong dạy học BT QLDT (SH
12) tại một số trường THPH Tỉnh Lạng Sơn. Dự giờ, tổng kết rút kinh nghiệm.
- Tham khảo ý kiến đồng nghiệp, học sinh về việc vận dụng LTHT trong
dạy học sinh học nhằm nâng cao chất lượng dạy học và đạt hiệu quả, chất
lượng học tập của học sinh THPT.
6.3. Phương pháp TN sư phạm
- Dạy thử nghiệm một số tiết trên lớp trong đó có vận dụng LTHT trong
dạy học nhằm nâng cao chất lượng dạy học và đạt hiệu quả, chất lượng học tập
đối với học sinh đã đề xuất trong luận văn nhằm đánh giá tính khả thi và tính
hiệu quả của đề tài.
- Dùng phiếu điều tra đánh giá tính hiệu quả của đề tài thông qua ý kiến
đánh giá của GV, phiếu trưng cầu ý kiến của học sinh.
6.4. Phương pháp thống kê toán học
Dùng phương pháp thống kê toán học bằng phần mềm Microsoft Exel để
xử lý số liệu trước và sau khi TN sư phạm.

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC VẬN DỤNG LÝ
THUYẾT HỆ THỐNG TRONG DẠY- HỌC BÀI TẬP
QUY LUẬT DI TRUYỀN
1.1. Tình hình nghiên cứu lý thuyết hệ thống
1.1.1. Tình hình nghiên cứu lý thuyết hệ thống trên thế giới
Khái niệm hệ thống và quan điểm hệ thống đã được hình thành và nghiên
cứu trong suốt tiến trình phát triển của lịch sử triết học. Sự phát triển của tư
tưởng hệ thống gắn liền với sự phát triển của thế giới triết học, phù hợp với sự
tiến bộ của khoa học và thực tiễn xã hội.
Năm 1940 L.V. Bertalanffy đưa ra “lý thuyết chung của các hệ thống”, để
mô tả các hệ thống mở và các trạng thái cân bằng động. Từ lĩnh vực sinh học
các nguyên tắc của lý thuyết này được chuyển sang giải quyết những vấn đề kĩ
thuật và quản lí xã hội.
Vào đầu những năm 1970, Lý thuyết Nhiễu loạn (chaos) xuất hiện góp
phần cho "Lý thuyết chung về hệ thống" của Bertalanffy phát triển. Đó là khoa
học về các quá trình chứ không phải về các trạng thái cụ thể, về cái sắp hình
thành chứ không phải của cái đã xác lập . Lý thuyết Nhiễu loạn được coi là
cuộc cách mạng khoa học lớn sau thuyết Tương đối và Cơ học lượng tử.
Thuyết Tương đối phá bỏ quan niệm về không gian, thời gian tuyệt đối; thuyết
Cơ học lượng tử phá bỏ quan niệm về thế giới vật chất có thể cân, đong, đo
đếm; còn thuyết Nhiễu loạn phá bỏ quan niệm về tính bất định trong tiến hóa
của các hệ thống.
Như vậy, lý thuyết Nhiễu loạn đánh dấu việc chấm dứt sự phân cách
giữa các lĩnh vực khoa học khác nhau, nó đòi hỏi cách nhìn thế giới như một
tổng thể, đó chính là lí thuyết cơ bản dẫn đến sự phát triển mạnh mẽ của
LTHT sau này.

7




rãi đã sử dụng LTHT làm cơ sở của sáng tạo khoa học chứ chưa nhằm ứng
dụng vào các hệ thống thực tiễn.
Dương Tiến Sỹ người đầu tiên vận dụng LTHT vào xây dựng cơ sở lí luận
tiếp cận hệ thống để tích hợp hữu cơ việc dạy Sinh thái học với Giáo dục môi
trường. Nghiên cứu đã đem lại cho GV một chỉ dẫn phương pháp luận đảm bảo
thực hiện tốt nhiệm vụ Giáo dục môi trường qua dạy học Sinh thái học ở trường
phổ thông, cho phép dạy một nội dung đạt hai mục tiêu [13], [14], [15], [16].
Nguyễn Đình Hoè (2005) người đầu tiên vận dụng LTHT vào các hệ
thống thực tiễn như nghiên cứu tiếp cận hệ thống và kiến tạo chỉ số trong quản
lí môi trường nuôi trồng thủy sản ven biển.
LTHT đã được vận dụng trong một số lĩnh vực như: Hoàng Tụy đã tiếp
cận và áp dụng LTHT vào nghiên cứu toán học [19] hay Đào Thế Tuấn đã áp
dụng LTHT trong nghiên cứu xã hội học nông thôn [18]. Một số tác giả khác
đã vận dụng LTHT trong phân tích kinh doanh hay hiện nay còn có các tài liệu
về tư duy hệ thống ứng dụng vào quản trị doanh nghiệp
Trong dạy học đã có một số để tài nghiên cứu liên quan vấn đề này như
“Xây dựng và sử dụng bảng hệ thống trong dạy học sinh học lớp 11 THPT”,
luận văn thạc sĩ giáo dục học của tác giả Trần Hoàng Xuân (2003) hay Nguyễn
Thị Nguyệt Ánh (2008) “Xây dựng các bài tổng kết chương Sinh học 11 theo
quan điểm cấu trúc - hệ thống”, luận văn thạc sĩ sư phạm sinh học - Trường
ĐHGD [1].
1.2. Cơ sở lý thuyết của lý thuyết hệ thống
1.2.1. Một số khái niệm cơ bản của lý thuyết hệ thống
Để vận dụng một cách có hiệu quả “Lý thuyết hệ thống” trong các lĩnh
vực hoạt động của cuộc sống, cần hiểu rõ những vấn đề cơ bản của hệ thống để
từ đó có những cách tiếp cận hợp lý.

9


Khái niệm hệ thống và phần tử mang tính chất chủ quan và tương đối.
Lênin đã quan niệm hệ thống là cái toàn thể còn phần tử là cái bộ phận và
“trong điều kiện nhất định toàn thể là bộ phận, bộ phận là toàn thể” [16]. Ví dụ,
nếu xét cơ thể là một hệ thống thì các hệ cơ quan là các phần tử. Nhưng hệ cơ
quan lại là hệ thống bao gồm các phần tử là các cơ quan …
1.2.2. Cơ cấu của hệ thống
1.2.2.1. Khái niệm cơ cấu hệ thống
Cơ cấu của hệ thống là sự sắp xếp trật tự của các bộ phận, các phần tử và
các quan hệ giữa chúng theo cùng một dấu hiệu nào đó

.
1.2.2.2. Các kiểu cơ cấu hệ thống
- Cơ cấu cơ học
Là sự liên kết của các phần tử trong hệ thống về mặt cơ học hoặc về mặt
không gian. Xét theo cơ cấu này, chúng ta thường sử dụng khái niệm cấu trúc
tức là những bộ phận có quan hệ với nhau tạo nên một toàn thể về mặt không
gian. Ví dụ, một Nucleotit gồm đường, axit photphoric và bazo nito tương ứng.
- Cơ cấu chức năng
Là xem xét mối quan hệ của các phần tử trong hệ thống một cách toàn
diện hơn, không chỉ bao gồm quan hệ về cấu trúc, mà cả mối quan hệ chức
năng, tức là những mối liên hệ bên trong của sự vật, những mối liên hệ này là
bền vững, quy định đặc điểm của sự vật. Ví dụ, gen cấu trúc gồm 3 vùng cơ
bản: vùng điều hòa, vùng mã hóa, vùng kết thúc. Mỗi vùng có một chức năng
riêng nhưng có liên quan chặt chẽ với nhau.

11


1.2.3. Chức năng và ngôn ngữ của hệ thống
Các yếu tố cấu trúc tạo nên hệ thống cũng có những chức năng riêng

Hiệu quả hoạt động của hệ thống phụ thuộc vào:
- Xác định hợp lý đầu vào và đầu ra của hệ thống.
- Khả năng biến đổi nhanh, chậm các yếu tố đầu vào để cho yếu tố đầu ra.
- Các hình thức biến đổi những yếu tố đầu vào cho ra các yếu tố đầu ra.
Tập hợp các đầu ra của hệ thống trong khoảng thời gian nhất định tạo
thành hành vi của hệ thống. Khả năng kết hợp giữa đầu vào và đầu ra của hệ
thống xét ở một thời điểm nhất định tạo thành trạng thái của hệ thống.
1.2.5. Những nguyên lý của lý thuyết hệ thống
- Nguyên lý tính chỉnh thể - thống nhất.
- Nguyên lý tính phức thể, tương tác đa biến
- Nguyên lý cân bằng nội tại.
- Nguyên lý hướng đích cân bằng .
- Nguyên lý tự điều chỉnh/tự phân hoá.
- Nguyên lý tính trồi.
- Nguyên lý cấu trúc hành vi, phân cấp.
1.2.6. Những tính chất cơ bản của cơ cấu hệ thống
Các phần tử trong hệ thống đã tác động qua lại với nhau tạo nên những
tính chất cơ bản của hệ thống [16], đó là :
- Tính đa dạng
Một hệ thống thực tế có rất nhiều cơ cấu khác nhau, tuỳ theo từng dấu
hiệu quan sát, đó là sự chồng chất cơ cấu của hệ thống.
- Tính ổn định tƣơng đối
Cơ cấu của hệ thống có tính ổn định tương đối trong một thời điểm
xác định. Trong một phạm vi nhất định, tính ổn định này sẽ tạo ra một trật
tự bên trong của các phần tử, điều đó làm cho cơ cấu được coi như một tổ

13


chức, một trật tự của các phần tử - một chỉnh thể thống nhất tạo ra “thế

- Tính kiểm soát thứ bậc
Thứ bậc là các cấp độ phức tạp của một hệ thống. Một hệ thống luôn
luôn được tạo thành từ các hệ thống con (bậc dưới), và chính nó lại là thành tố
của một hệ thống lớn hơn (hệ cao hơn nó - bậc cao hơn). Vì thế hệ thống luôn
có tính thứ bậc. Kiểm soát thứ bậc là sự áp đặt chức năng mới, ứng với mỗi thứ
bậc, so với các thứ bậc thấp hơn. Sự kiểm soát có tính kích động (khi một số
hoạt động được hoạt hóa), hoặc có tính kìm hãm (khi một số hoạt động trở
nên trì trệ).
Một trong những thách thức của các hệ thống môi trường là sự tự kìm hãm
quá đáng (tạo ra khả năng thích ứng kém trước những hoàn cảnh mới và sự tự
kiểm soát hời hợt (giảm năng suất của hệ thống, có thể tạo ra rủi ro do các quá trình
nội lực của hệ thống vượt ra khỏi ranh giới hệ thống, gây tan rã hệ).
- Tính lan truyền thông tin
Lan truyền thông tin nhằm gây tác động điều chỉnh và phản hồi. Thông
tin được lan truyền từ tác nhân điều khiển đến tác nhân bị điều khiển để thực
hiện chức năng kiểm soát của tác nhân điều khiển. Thông tin cũng lan truyền
ngược từ tác nhân bị điều khiển đến tác nhân điều khiển làm cho tác nhân điều
khiển có khả năng giám sát sự phục tùng của tác nhân bị điều khiển, từ đó có
thể điều chỉnh hoạt động giám sát trong tương lai. Mạng phản hồi kích động và
kìm hãm, do đó, là cốt lõi của quá trình lan truyền. Nếu tác nhân bị điều khiển
không tạo được sự đáp ứng phù hợp trước tín hiệu cuối cùng phát ra từ tác nhân
điều khiển, thì tác nhân điều khiển phải phát lại tín hiệu hoặc tăng cường tín
hiệu. Nếu tác nhân bị điều khiển đáp ứng thái quá thì tác nhân điều khiển có thể
phải gửi những tín hiệu điều chỉnh để kìm hãm bớt.
- Tính ì và tính hỗn loạn
Tính ì là sự ổn định của một trạng thái giúp hệ thống tách khỏi các
trạng thái khác. Khi ở trong trạng thái ì. Một hệ thống có xu thế duy trì
nguyên trạng cho đến khi có một tác động bên ngoài đủ mạnh hoặc một biến

15


16