BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI

TRẦN XUÂN HÙNG

SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÍNH TOÁN
CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG
TÍNH QUY LUẬT CỦA HIỆN TƯỢNG DI TRUYỀN
SINH HỌC 12 THPT

LUẬN VĂN THẠC SĨ: KHOA HỌC GIÁO DỤC

HÀ NỘI, NĂM 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI

TRẦN XUÂN HÙNG

SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỂ PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TÍNH TOÁN
CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG
TÍNH QUY LUẬT CỦA HIỆN TƯỢNG DI TRUYỀN
SINH HỌC 12 THPT

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học bộ môn SH
Mã số: 60.14.01.11
LUẬN VĂN THẠC SĨ: KHOA HỌC GIÁO DỤC
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Lê Đình Trung

HÀ NỘI, NĂM 2017


Nghĩa của chữ viết tắt

1

BT

2

BTT

3

BTVN

Bài tập về nhà

4

BTTSH

Bài tập toán sinh học

5

ĐC

6

ĐHQGHN


PPDH

Phương pháp dạy học

13

QLDT

Quy luật di truyền

14

SĐL

Sơ đồ lai

15

SGK

Sách giáo khoa

16

SGV

Sách giáo viên

17

Tên bảng

Trang

bảng
Bảng 1.1

Kết quả điều tra thực trạng giáo viên rèn luyện năng lực tính
toán cho học sinh thông qua lý thuyết tổ hợp và xác suất

26

trong dạy học phần di truyền - sinh học 12 THPT
Bảng 1.2.

Mức độ sử dụng bài tập di truyền của GV rèn luyện năng lực
tính toán cho HS

Bảng 1.3.

Kết quả điều tra tính tự giác làm bài tập của học sinh để rèn
luyện năng lực tính toán

Bảng 2.1.

Mối quan hệ giữa các quy luật di truyền với lý thuyết tổ hợp
và xác suất

Bảng 3.1.


79

80
82
83

84

Bảng kết quả kiểm định về sự sai khác về điểm trung bình
cộng giữa các bài kiểm tra trong nhóm TN và ĐC (tbTN –

85

tbĐC)
Bảng 3.7.

Kết quả kiểm định sự sai khác về điểm trung bình cộng giữa
các bài kiểm tra của cùng một nhóm ĐC hoặc TN

iii

86


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
Ký hiệu

Tên bảng

biểu đồ

1.1. Xuất phát từ chủ trương đổi mới phương pháp dạy học của Bộ giáo dục và
đào tạo ........................................................................................................................ 1
1.2. Xuất phát từ vai trò của việc phát triển năng lực tính toán của học sinh trong
dạy học sinh học theo hướng tích hơp liên môn ........................................................ 2
1.3. Xuất phát từ thực trạng năng lực tính toán của HS trong dạy học sinh học. ...... 2
1.4. Xuất phát từ đặc điểm nội dung kiến thức phần di truyền học - Sinh học 12
THPT ......................................................................................................................... 4
1.5. Xuất phát từ vai trò của bài tập di truyền trong việc phát triển năng lực tính toán
cho học sinh. ............................................................................................................... 4
2. Mục đích nghiên cứu .............................................................................................. 5
3. Đối tượng nghiên cứu và khách thể nghiên cứu .................................................... 5
3.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................................... 5
3.2. Khách thể nghiên cứu .......................................................................................... 5
4. Giả thuyết khoa học ............................................................................................... 5
5. Nhiệm vụ nghiên cứu ............................................................................................. 5
6. Phương pháp nghiên cứu. ....................................................................................... 6
6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết ..................................................................... 6
6.2. Phương pháp điều tra, khảo sát ........................................................................... 6
6.3. Phương pháp chuyên gia ..................................................................................... 6
6.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm .................................................................... 6
6.5. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................... 7

v


7. Đóng góp của luận văn ........................................................................................... 7
8. Cấu trúc của luận văn ............................................................................................. 7
PHẦN II. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................................ 8
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU . 8
1.1. Cơ sở lý luận ....................................................................................................... 8

1.2.2.2. Ý kiến của giáo viên về hiệu quả và mức độ sử dụng cho mục đích dạy học
về nội dung các phần di truyền học có thể rèn luyện năng lực tính toán trong dạy
học sinh học .............................................................................................................. 27
1.2.2.2.1. Nhận xét về mức độ áp dụng với trình độ học của HS khi rèn luyện năng
lực tính toán trong quá trình dạy phần di truyền - Sinh học 12 THPT.................... 28
1.2.2.2.2. Nhận xét về mức độ sử dụng bài tập để rèn luyện năng lực tính toán cho
HS khi dạy học phần di truyền học - Sinh học 12 THPT ......................................... 28
1.2.2.2.3. Nhận xét của giáo viên về hiệu quả dạy học phần di truyền dựa trên cơ sở
rèn luyện năng lực tính toán cho học sinh ............................................................... 28
1.2.2.3. Điều tra việc dạy của GV và việc học của HS có sử dụng bài tập di truyền
trong giờ lên lớp, ôn tập và làm ở nhà ..................................................................... 29
Kết luận chương 1 .................................................................................................... 32
CHƯƠNG 2. SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỂ RÈN LUYỆN NĂNG LỰC TÍNH TOÁN
CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG TÍNH QUY LUẬT CỦA HIỆN
TƯỢNG DI TRUYỀN - SINH HỌC 12 THPT ....................................................... 33
2.1. Nội dung chương “Tính quy luật của hiện tượng di truyền” có thể sử dụng để
rèn luyện năng lực tính toán cho học sinh ................................................................ 33
2.2. Xây dựng bài tập chương “Tính quy luật của hiện tượng di truyền” để rèn luyện
năng lực tính toán trong dạy học cho học sinh ......................................................... 34
2.3. Quy trình lựa chọn bài tập các quy luật di truyền để rèn luyện năng lực tính
toán cho HS .............................................................................................................. 34
2.4. Một số bài tập mẫu về các quy luật di truyền và phương pháp giải để rèn luyện
năng lực tính toán cho HS ........................................................................................ 36
2.4.1. Bài tập về quy luật phân li của Menđen trong trường hợp một gen quy định
một tính trạng ........................................................................................................... 36
2.4.1.1. Các kiểu di truyền trội ................................................................................. 36

vii



viii


Kết luận chương 2 .................................................................................................... 78
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ............................................................ 79
3.1. Mục đích thực nghiệm ...................................................................................... 79
3.2. Nội dung thực nghiệm ....................................................................................... 79
3.3. Phương pháp thực nghiệm ................................................................................ 79
3.3.1. Chọn trường, lớp thực nghiệm ....................................................................... 79
3.3.2. Bố trí thực nghiệm ......................................................................................... 80
3.3.3. Phương pháp thu thập dư liệu và đo lường .................................................... 80
3.4. Cách tiến hành ................................................................................................... 80
3.5. Phân tích kết quả thực nghiệm .......................................................................... 81
3.5.1. Phân tích định lượng ...................................................................................... 81
3.5.1.1. Kiểm định dạng phân phối điểm của các bài kiểm tra ............................... 81
3.5.1.2. Kiểm định sự sai khác giữa điểm trung bình cộng của các bài kiểm tra ở
các lớp ĐC và TN (phép kiểm chứng T-test độc lập) ............................................... 83
3.5.1.3. Kiểm định sự sai khác giữa điểm trung bình cộng của các bài kiểm tra ở
cùng một nhóm ĐC và TN (phép kiểm chứng T-test theo cặp) ................................ 85
3.5.2. Phân tích định tính ......................................................................................... 86
3.5.2.1. Về chất lượng lĩnh hội kiến thức ................................................................. 86
3.5.2.2. Về năng lực tính toán, kĩ năng thu thập và xử lý thông tin để trả lời câu hỏi,
giải BT ...................................................................................................................... 87
3.5.3. Về độ bền kiến thức ....................................................................................... 88
3.5.4. Về khả năng hoạt động nhóm ........................................................................ 89
Kết luận chương 3 ..................................................................................................... 90
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ....................................................................................... 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 92
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 95


HS trở nên năng động hơn, hay tìm tòi khám phá. Vì vậy PPDH theo kiểu truyền

1


thống kiểu “thầy truyền đạt, trò tiếp thu” không còn phù hợp, cần phải được thay
đổi. Xu hướng chung của PPDH trên thế giới hiện nay là biến chủ thể nhận thức
thành chủ thể hành động. GV là người chỉ đạo, điều khiển để HS tự lĩnh hội kiến
thức. Quan điểm của PPDH tích cực là “thầy thiết kế - trò thi công” và quá trình dạy
học là dạy cách học chứ không chỉ dạy kiến thức.
1.2. Xuất phát từ vai trò của việc phát triển năng lực tính toán của học sinh
trong dạy học sinh học theo hướng tích hơp liên môn.
Phải xem trọng việc phát triển năng lực tính toán. Vì nếu không có khả năng
tính toán thì không thể học tập các môn tự nhiên và rèn luyện bản thân. Khi được
rèn luyện phát triển năng lực tính toán người học phải đặt cá nhân vào tình huống có
vấn đề để kích thích tính tích cực của bản thân, độc lập sáng tạo khi giải quyết tình
huống có vấn đề từ đó tăng cường khả năng tư duy logic hình thức, làm cơ sở tư
duy biện chứng. Vì vậy muốn rèn luyện học tập nâng cao nhận thức để phát triển
khả năng tính toán tốt, chính xác phải thường xuyên rèn luyện thông qua giải các
bài tập, rèn luyện cảm giác, tính nhạy cảm, năng lực trí nhớ, năng lực tư duy liên
ngành nhằm nâng cao nhận thức cảm tính để sau đó rút ra nhận thức một cách lý
tính, có khoa học. Đưa khoa học sinh học tiếp cận tới mức độ chính xác cao. Các
vận động của quy luật tự nhiên dựa trên sự vận động lôgic hình thức chính là logic
toán.
1.3. Xuất phát từ thực trạng năng lực tính toán của học sinh trong dạy học
sinh học
Hiện nay việc đổi mới phương pháp dạy học trong trường phổ thông còn rất
hạn chế. Giáo viên chỉ quan tâm và sử dụng phương pháp dạy học tích cực trong các
giờ thao giảng hay thi giáo viên dạy giỏi còn trong những giờ giảng bình thường hầu
hết vẫn còn đọc chép, thuyết trình, giảng giải, vấn đáp tái hiện, trực quan minh họa.

trong việc tiếp cận tri thức. Sự thụ động này là nguyên nhân tạo cho người học sự trì
trệ, ngại đọc tài liệu, ngại tranh luận, thiếu khả năng thuyết trình, lười tư duy và làm
hạn chế khả năng tính toán, khả năng tự lĩnh hội tri thức của các em. Người học còn
quan niệm rằng chỉ cần học những gì giáo viên giảng trên lớp là đủ. Ngoài ra sự thụ
động của họ còn thể hiện qua phản ứng của họ đối với bài giảng của giáo viên trên
lớp. Họ chấp nhận tất cả những gì giáo viên trình bày. Sự giao tiếp trao đổi thông
tin trong lớp học hầu như chỉ mang tính một chiều [3].

3


Thực tế cho thấy với môn Sinh học, nhiều GV chưa tích cực đổi mới phương
pháp dạy học. Về phía HS, chưa tích cực chủ động sáng tạo lĩnh hội tri thức mới, rất
ít nghiên cứu SGK và đọc tài liệu liên quan đến môn sinh học. Qua tìm hiểu thực
trạng năng lực tính toán trong việc giải các bài tập di truyền ở một số trường phổ
thông chúng tôi thấy năng lực tính toán ở HS còn yếu, GV chưa quan tâm đầy đủ để
phát triển năng lực này cho HS.
1.4. Xuất phát từ đặc điểm nội dung kiến thức phần di truyền học - Sinh học 12
THPT
Chương tính quy luật của hiện tượng di truyền có nội dung chính là các định
luật Menđen; Mối quan hệ giữa gen và tính trạng; Di truyền liên kết hoàn toàn và
không hoàn toàn; Di truyền giới tính và liên kết với giới tính; Di truyền tế bào chất;
Ảnh hưởng của môi trường đến sự biểu hiện của gen ; Di truyền quần thể.
Đặc điểm nội dung của chương này là về các quy luật di truyền. Trong
chương này có một lượng bài tập toán vô cùng phong phú thường gây hứng thú,
phát triển được năng lực nhận thức về tính chặt chẽ trong sự vận động của vật chất
di truyền theo quy luật dựa trên cơ sở tính toán theo vận động các cấu tử của
toán học.
Tuy nhiên thời lượng trên lớp rất ngắn mà lượng kiến thức cần truyền đạt thì
lại lớn nên hầu như GV không có đủ thời gian để hướng dẫn học sinh làm bài tập

3.1. Đối tượng nghiên cứu
Bài tập di truyền để rèn luyện năng lực tính toán cho học sinh trong dạy học
chương “tính quy luật của hiện tượng di truyền” - Sinh học 12 THPT.
3.2. Khách thể nghiên cứu
Dạy học các quy luật di truyền.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu lựa chọn được các bài tập di truyền và có biện pháp sử dụng phù hợp thì
sẽ góp phần rèn luyện năng lực tính toán cho học sinh trong dạy học kiến thức phần
“Tính quy luật của hiện tượng di truyền”.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
1) Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn dạy và học sinh học nói chung và
phần tính quy luật của hiện tượng di truyền nói riêng bằng sử dụng bài tập sinh học
vào quá trình dạy và học ở trường THPT.

5


2) Cấu trúc hóa nội dung phần tính quy luật của hiện tượng di truyền sinh
học 12 làm cơ sở để thiết kế các bài tập làm phương tiện cho dạy học.
3) Xây dựng nguyên tắc và quy trình tuyển chọn bài tập chương “Tính quy
luật của hiện tượng di truyền” - sinh học 12 THPT và tuyển chọn một số bài tập cho
từng nội dung kiến thức để dạy học.
4) Xây dựng nguyên tắc và quy trình sử dụng bài tập vào dạy học kiến thức
mới chương “Tính quy luật của hiện tượng di truyền” - sinh học 12 THPT.
5) Xây dựng một số giáo án phần “Tính quy luật của hiện tượng di truyền”
nhằm nâng cao năng lực tính toán của học sinh theo hướng sử dụng bài tập.
6) Tổ chức dạy thực nghiệm, từ đó xác định tính khả thi của đề tài nghiên cứu.
6. Phương pháp nghiên cứu
6.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Các tài liệu liên quan đến bài tập di truyền và tình hình nghiên cứu bài tập

2) Xây dựng được các nguyên tắc, quy trình tuyển chọn các bài tập chương II
phần 5 sinh học 12 THPT trên cơ sở cấu trúc hóa nội dung chương II theo hướng
nghiên cứu.
3) Xây dựng được nguyên tắc và quy trình sử dụng bài tập vào dạy học
chương II phần 5 Sinh học 12 để rèn luyện năng lực tính toán cho học sinh.
4) Xây dựng được các giáo án về nội dung các bài học chương II phần 5 sinh
học 12 theo hướng nghiên cứu rèn luyện năng lực tính toán cho học sinh.
8. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, kiến nghị và phụ lục, cùng danh mục tài liệu
sách tham khảo, luận văn gồm 3 chương sau:
Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài.
Chương 2: Sử dụng bài tập để rèn luyện năng lực tính toán cho học sinh
trong dạy học chương “Tính quy luật của hiện tượng di truyền” - Sinh học 12 THPT.
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

7


PHẦN II. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Cơ sở lý luận
1.1.1. Lược sử nghiên cứu bài tập trong dạy học sinh học
1. 1.1.1. Trên thế giới
Có thể coi bài tập toán sinh học ra đời từ khi Menđen phát hiện ra các quy
luật phân li và quy luật phân li độc lập. Từ sau kết quả nghiên cứu của Menđen, các
bài tập di truyền được các nhà khoa học xây dựng để phục vụ cho công tác dạy học.
Môn khoa học toán học đã xâm nhập ngày càng sâu vào sinh học. Vì vậy người ta
đã mô hình hóa ngày càng nhiều nội dung sinh học bằng các biểu thức toán học gọn
nhẹ tạo ra các thông số để khám phá ra những điều bí ẩn nhất của vật chất di truyền
và cơ chế di truyền. Điều đó đã đưa đến một tư duy mới là cần phải xây dựng các

trình của các tác giả Đinh Quang Báo (1981) “Sử dụng câu hỏi bài tập trong dạy
học sinh học” [3] đã bước đầu xây dựng và sử dụng các bài tập sinh học trong quá
trình dạy học, Vũ Đức Lưu (1997) “Phương pháp giải bài tập di truyền” [17], Đặng
Hữu Lanh và Mai Sĩ Tuấn (2008), “Hướng dẫn học và ôn tập sinh học” [13] và một
số công trình nghiên cứu khác. Các tác giả chủ yếu xây dựng theo con đường nhận
thức suy diễn lý thuyết: cho biết nguyên nhân và xác định kết quả.
Có thể coi tác giả Lê Đình Trung là một trong những người đi đầu trong việc
xây dựng hệ thống các bài tập sinh học dạng toán để kích thích khả năng tư duy
logic, khả năng nhận thức cho học sinh như cuốn “Xây dựng và sử dụng bài tập
nhận thức để nâng cao chất lượng dạy và học di truyền học ở phổ thông trung học”
cùng với tác giả Đinh Quang Báo (1992) [23], Lê Đình Trung và Lê Văn Trực
(1998), Bài tập di truyền [25]…
Cuốn “Phương pháp giải bài tập di truyền” của Vũ Đức Lưu (1997) [17]
cũng có thể coi là một trong những công trình đi đầu trong việc nghiên cứu cách
giải bài tập di truyền.
Ngoài ra gần đây nhiều tác giả cũng có những công trình nghiên cứu việc sử
dụng bài tập toán sinh học trong dạy học phần tính quy luật của hiện tượng di truyền.
Trong các phần kiến thức khác của chương trình sinh học THPT như phần
sinh thái, sinh học tế bào, sinh học phân tử, … việc nghiên cứu sử dụng bài tập vào

9


dạy học còn hạn chế. Điều này được thể hiện ở số lượng các công trình nghiên cứu
đã được công bố không nhiều.
Vấn đề nghiên cứu lý luận và sử dụng bài tập di truyền cũng đã được một số
tác giả quan tâm tới. Tác giả Hoàng Nữu Niềm (1984) với đề tài “Một số nghiên
cứu sử dụng bài toán di truyền trong dạy học sinh học ở trường phổ thông” - Luận
văn sau đại học [20] đã phân tích và đưa ra năm bước của quy trình giải một bài tập
di truyền.

hiện được trên nội dung. Như vậy rốt cuộc năng lực được hiểu là khả năng thực
hiện thành công một nội dung trong một hoàn cảnh xác định.
Bài tập (BT)
Dưới góc độ tâm lý học, nhiều tác giả đã thống nhất cho rằng: BT trước hết
là tình huống có vấn đề, có tính xác định cao, nó được hình thành từ tình huống có
vấn đề, trong hoàn cảnh cụ thể. Cấu trúc của BT nói chung bao giờ cũng chứa đựng
các yếu tố xác định: là một tình huống tâm lý, đòi hỏi chủ thể phải có hành động
nhằm thỏa mãn nó. Trong tình huống đó có chứa các dữ kiện mà dựa vào nó chủ thể
có thể triển khai các thao tác tư duy nhằm tìm ra một ẩn số nhất định. Sự xuất hiện
của dữ kiện, ẩn số và quan hệ giữa chúng với chủ thể là những yếu tố cơ bản nhất
của mọi bài tập. Khi thỏa mãn được các yếu tố này, tức giải được BT, chủ thể có
được nhận thức mới, sự phát triển mới về tư duy và trí tuệ.
Trong từ điển tiếng Việt: BT là bài ra cho HS làm để vận dụng những điều
đã học. BT là một vấn đề gì đó được duy định để thực hiện hay một nhiệm vụ được
giao. Quan điểm này cho thấy phạm vi của bài tập là quá trình giúp người học hoàn
thiện kiến thức và dẫn đến kiến thức mới.
Theo Nguyễn Ngọc Quang: BT là bài ra cho HS làm để vận dụng những kiến
thức đã học để nhằm hình thành kiến thức mới, củng cố, hoàn thiện, nâng cao kiến
thức đã học.
BT có thể là một câu hỏi, một thí nghiệm, một bài toán hay một bài toán
nhận thức. BT là một tập hợp các kiến thức xác định bao gồm những vấn đề đã biết
và chưa biết.
Bài tập toán (BTT)

11


BTT là một hệ thống thông tin xác định, bao gồm giả thiết và kết luận mà
thoạt đầu chủ thể nhận thức chưa thấy mối liên hệ với nhau dẫn tới nhu cầu khắc
phục bằng cách biến đổi chúng để tìm ra đáp số.

Tùy theo cách phân loại mà có những dạng BTTSH khác nhau. Ta có thể
khái quát các dạng BTTSH sau:
* Dựa vào mục đích LLDH
- BTTSH hình thành kiến thức mới.
- BTTSH củng cố hoàn thiện kiến thức mới
- BTTSH kiểm tra, đánh giá
* Dựa vào tính chất mối quan hệ trong BT
- BTTSH định tính
- BTTSH định lượng
* Dựa vào phương pháp giải
- BTTSH lý thuyết
- BTTSH thực hành
* Dựa vào mức độ khó của các mối quan hệ trong BT
- BTTSH cơ bản
- BTTSH tổng hợp
* Dựa vào phương pháp hình thành kỹ năng giải
- BTTSH mẫu
- BTTSH tương tự
- BTTSH biến đổi
Một cách phân loại khác đó là dựa vào cách diễn đat của bài toán có thể chia
BTTSH thành BTTSH không có lời văn và BTTSH có lời văn dựa theo cách chia
của toán học, cụ thể của nhà sư phạm toán học Polya.
Dựa theo Polya trong toán học, BTT chia thành 2 loại:
- Những BTT tìm tòi và mục đích cuối cùng của nó là tìm ra một ẩn số, thỏa
mãn điều ràng buộc ẩn số với các dự kiện của BTT đó.
- Những BBT chứng minh mà mục đích cuối cùng của nó là xác định xem
một kết luận nào đó là đúng hay sai, là xác nhận hay bác bỏ kết luận đó.

13



14