Xây dựng và sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học sinh thái học (sinh học 12)

Xây dựng và sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học sinh thái học (sinh học 12)

- -

BÙI THUÝ HƯỜNG

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC SINH THÁI HỌC (SINH HỌC 12)

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học môn sinh học Mã số: 60.14.10

Thái Nguyên - 2010

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

- -

BÙI THUÝ HƯỜNG

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC SINH THÁI HỌC (SINH HỌC 12)

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC

Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học môn sinh học Mã số: 60.14.10

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN PHÚC CHỈNH

Thái Nguyên - 2010

Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS TS

Nguyễn Phúc Chỉnh đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để tác

giả hoàn thành bản luận văn này

Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Sinh – KTNN trường Đại học Sư phạm Thái Nguyên đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả nghiên cứu, học tập và thực hiện đề tài

Xin cảm ơn các thầy, cô giáo ở trường THPT Bãi Cháy, gia đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Thái Nguyên, ngày 28 tháng 06 năm 2010

Tác giả

Bùi Thuý Hường

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM

1.1 Một số vấn đề chung về bản đồ khái niệm

1.2 Cơ sở lí thuyết của bản đồ khái niệm

1.3 Tình hình nghiên cứu và vận dụng của bản đồ khái niệm

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC SINH THÁI HỌC (SINH HỌC 12) 2.1 Nội dung Sinh thái học (Sinh học 12)

2.2 Xây dựng bản đồ khái niệm trong chương trình Sinh thái học

2.3 Sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học Sinh thái học (Sinh học 12)

Trang 1 6 6 8 15

17 17 18 32 41 41 41 42 42 56 57 60

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Tần số điểm trắc nghiệm đợt 1 Bảng 3.2 Tần suất điểm trắc nghiệm đợt 1

Bảng 3.3 Tần suất hội tụ tiến điểm trắc nghiệm đợt 1 Bảng 3.4 Kiểm định  điểm trắc nghiệm đợt 1

Bảng 3.5 Phân tích phương sai điểm trắc nghiệm đợt 1 Bảng 3.6 Tần số điểm kiểm tra đợt 2

Bảng 3.7 Tần suất điểm kiểm tra đợt 2

Bảng 3.8 Tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra đợt 2 Bảng 3.9 Kiểm định  điểm kiểm tra đợt 2

Bảng 3.10 Phân tích phương sai điểm kiểm tra đợt 2 Bảng 3.11 Tần số điểm kiểm tra đợt 3

Bảng 3.12 Tần suất điểm kiểm tra đợt 3

Bảng 3.13 Tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra đợt 3 Bảng 3.14 Kiểm định  điểm kiểm tra đợt 3

Bảng 3.15 Phân tích phương sai điểm kiểm tra đợt 3

Trang 43 43 44 45 46 47 47 48 49 50 52 52 53 54 55

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Bản đồ khái niệm về môi trường sống

Hình 1.2 Các hệ thống bộ nhớ chủ chốt của não bộ đều tác động qua lại với nhau khi chúng ta đang học

Hình 2.1 Bản đồ khái niệm về quy trình xây dựng bản đồ khái niệm Hình 2.2 Bản đồ khái niệm về môi trường sống và các nhân tố sinh thái Hình 2.3 Bản đồ khái niệm về quần thể sinh vật và mối quan hệ giữa các cá thể trong quần thể

Hình 2.4 Bản đồ khái niệm về các đặc trưng cơ bản của quần thể sinh vật Hình 2.5 Bản đồ khái niệm về các đặc trưng cơ bản của quần thể sinh vật Hình 2.6 Bản đồ khái niệm về biến động số lượng cá thể của quần thể sinh vật

Hình 2.7 Bản đồ khái niệm về quần xã sinh vật và một số đặc trưng cơ bản của quần xã

Hình 2.8 Bản đồ khái niệm về diễn thế sinh thái Hình 2.9 Bản đồ khái niệm về hệ sinh thái

Hình 2.10 Bản đồ khái niệm về trao đổi vật chất trong hệ sinh thái Hình 2.11 Bản đồ khái niệm về chutrình sinh địa hoá và sinh quyểnHình 2.12 Bản đồ khái niệm về dòng năng lượng trong hệ sinh thái và hiệu suất sinh thái

Hình 2.13 Bản đồ khái niệm về tổng kết toàn bộ chương trình sinh thái họcHình 3.1 Biểu đồ tần suất điểm trắc nghiệm đợt 1

Hình 3.2 Đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm trắc nghiệm đợt 1 Hình 3.3 Tần suất điểm kiểm tra đợt 2

Hình 3.4 Đồ thị tần suất hội tụ tiến của điểm kiểm tra đợt 2 Hình 3.5 Biểu đồ tần suất điểm kiểm tra đợt 3

Hình 3.6 Đồ thị tần suất hội tụ tiến điểm kiểm tra đợt 3

7

10 19 21

22 23 24

25

26 27 28 29 30

31 32 43 44 48 49 52 53

1

MỞ ĐẦU 1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

1.1 Xuất phát từ việc đổi mới phương pháp dạy học Sinh học ở trường phổ thông

Trong thời đại ngày nay khoa học, kỹ thuật phát triển như vũ bão, lượng thông tin tăng lên nhanh chóng [2] Sự thay đổi dung lượng thông tin cùng với những tiến bộ khoa học kỹ thuật, đòi hỏi người lao động phải có những kỹ năng thao tác và hành động tối ưu thì mới giải quyết được những nhiệm vụ đề ra Muốn vậy, con người cần phải có tư duy, trí tuệ phát triển cao, biết thâu tóm tiến trình công việc, có phương pháp làm việc khoa học, hợp lý hiệu quả mới đáp ứng được yêu cầu đó

Phương pháp dạy học được hiểu là tổ hợp các cách thức hoạt động của giáo viên và học sinh trong quá trình dạy học, được tiến hành dưới vai trò chủ đạo của giáo viên nhằm thực hiện tốt nhất những nhiệm vụ dạy học đề ra

Với phương pháp dạy học truyền thống - truyền thụ một chiều, thầy giảng, trò ghi - hiện nay, chất lượng đào tạo ở các cấp học, bậc học nói chung và ở bậc giáo dục phổ thông nói riêng còn thấp, chưa phát huy được tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh trong quá trình dạy học Do vậy, đổi mới phương pháp dạy học ở trường phổ thông đang là vấn đề cấp thiết đối với sự nghiệp Giáo dục - Đào tạo nước ta

Trong “Chương trình hành động” của ngành Giáo dục thực hiện kết luận Hội nghị lần VI Ban chấp hành Trung ương Đảng khóa IX và chiến lược phát triển giáo dục 2001- 2010 đã nêu rõ: “Cải tiến phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học; tăng cường thực hành, thực tập; kết hợp chặt chẽ giữa đào tạo, nghiên cứu khoa học và lao động sản xuất; ứng dụng mạnh mẽ công nghệ thông tin và các thành tựu khác của khoa học, công nghệ vào việc dạy và học” [1]

Hiện nay, xu thế chung của việc đổi mới phương pháp dạy học là sử dụng các phương pháp dạy học có nhiều tiềm năng phát huy cao độ tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người học và ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học đã trở thành một công cụ hữu ích

1.2 Xuất phát từ ưu điểm của bản đồ khái niệm (BĐKN)

Khái niệm vừa là kết quả vừa là phương tiện của tư duy Quá trình nhận

thức của con người thực chất là quá trình hình thành và sử dụng khái niệm Vì vậy, dạy và học khái niệm là vấn đề cốt lõi của quá trình dạy học [3]

Trong dạy học, không chỉ chú ý đến hình thành và phát triển các khái niệm riêng lẻ mà cần phải quan tâm đến cả một hệ thống khái niệm liên quan với nhau Chính sự xác lập các mối quan hệ logic và liên tục trong sự hình thành hệ thống khái niệm là cơ sở của sự hình thành thế giới quan khoa học Một trong những phương pháp để hệ thống được khái niệm là xây dựng bản đồ khái niệm Xây dựng bản đồ khái niệm có tác dụng kết nối các thông tin mới và các thông tin đã có Bản đồ khái niệm có thể được tiến hành ở nhiều mức độ khác nhau, ở nhiều khâu khác nhau trong quá trình giảng dạy các kiến thức trên lớp, đồng thời cũng rèn luyện cho học sinh cách hệ thống các kiến thức trong các giờ tự học ở nhà

Đối với bộ môn Sinh học, kiến thức cơ bản nhất là hệ thống các khái niệm, các quy luật sinh học liên hệ chặt chẽ với nhau được hình thành và phát triển theo một trật tự logic Việc phân loại, sắp xếp các khái niệm Sinh học thành hệ thống là rất quan trọng Với khối lượng khái niệm rất lớn nếu lĩnh hội không có hệ thống thì học sinh không thể nắm vững, nhớ lâu và vận dụng được [5]

1.3 Xuất phát từ nội dung kiến thức Sinh thái ở trường phổ thông

Sinh thái học là môn khoa học nghiên cứu mối quan hệ giữa sinh vật với sinh vật và giữa sinh vật với môi trường Tuy là một ngành khoa học còn non

3

trẻ nhưng sinh thái học có ý nghĩa to lớn đối với con người và sinh quyển, nó cung cấp tri thức sinh thái cho con người làm cơ sở khoa học để tăng năng suất trong sản xuất nông nghiệp, sử dụng hợp lý nâng cao năng suất sinh học, tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên Ngoài ra, tri thức Sinh thái còn gắn liền với kiến thức về giáo dục bảo vệ môi trường Trong điều kiện tình hình môi trường sống hiện nay đang bị suy thoái nghiêm trọng thì việc nâng cao chất lượng giảng dạy Sinh thái học ở trường phổ thông là việc làm cấp bách

Một số nước trên thế giới từ lâu đã đưa bộ môn Sinh thái học vào dạy ở các trường trung học phổ thông Ở Việt Nam, môn học này mới được đưa vào giảng dạy ở trường phổ thông từ sau khi nước ta thực hiện cải cách giáo dục (1980) Những tri thức sinh thái học sinh đã được học từ cấp tiểu học và cấp trung học cơ sở, đến cấp trung học phổ thông những tri thức sinh thái này được tổng hợp và khái quát hoá lại nên nó mang tính trừu tượng cao, đây là phần kiến thức mới và khó không những đối với học sinh mà ngay cả đối với giáo viên phổ thông

Các mối quan hệ sinh thái đó nằm trong một hệ thống cấu trúc, các thành phần trong hệ thống đều có quan hệ với nhau về cấu trúc và chức năng Đây là đặc điểm thuận lợi có thể vận dụng xây dựng bản đồ khái niệm vào thể hiện các mối quan hệ đó

Xuất phát từ những lí do trên, tôi đã lựa chọn đề tài nghiên cứu:

Xây dựng và sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học Sinh thái học (Sinh học 12)

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Xây dựng và sử dụng bản đồ khái niệm góp phần nâng cao chất lượng dạy học sinh thái học ở trường trung học phổ thông

3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Phân tích nội dung Sinh thái học (Sinh học 12)

- Nghiên cứu cơ sở lí thuyết của bản đồ khái niệm - Xây dựng và sử dụng bản đồ khái niệm Sinh thái học

4 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu cơ sở lí thuyết của bản đồ khái niệm

- Xây dựng bản đồ khái niệm Sinh thái học cho toàn bộ chương trình và bài giảng

- Đề xuất quy trình sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học Sinh thái học - Thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng

5 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

- Đối tượng nghiên cứu: Bản đồ khái niệm Sinh thái học

- Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học Sinh thái học ở trường phổ thông

6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Sưu tầm, nghiên cứu và xử lí các tài liệu về bản đồ khái niệm - Truy cập thông tin trên mạng Internet

6.2 Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia

Thông qua báo cáo đề cương, xin ý kiến của các giáo viên hướng dẫn giàu kinh nghiệm, tham khảo, chỉnh lí, bổ sung và hoàn thiện đường lối chỉ đạo nghiên cứu

6.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

Tiến hành giảng dạy các bài học Sinh thái học đã được xây dựng bản đồ khái niệm và xây dựng được quy trình bài giảng để kiểm nghiệm giả thuyết khoa học

7 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Nếu xây dựng và sử dụng một cách hợp lý bản đồ khái niệm Sinh thái học sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy học Sinh thái học ở trường trung

học phổ thông

5

8 CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN

Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung của luận văn được trình bày trong 3 chương:

- Chương 1: Cơ sở khoa học của bản đồ khái niệm

- Chương 2: Xây dựng và sử dụng bản đồ khái niệm Sinh thái học ở trường trung học phổ thông

- Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Chương 1

CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM

1.1 Một số vấn đề chung về bản đồ khái niệm

Bản đồ khái niệm (Concept Maps - Cmaps) là những công cụ đồ thị để sắp xếp và trình bày kiến thức Chúng bao gồm các khái niệm, thường được đóng khung trong các hình tròn hay các hình chữ nhật, và mối quan hệ giữa các khái niệm được thể hiện dưới dạng đường nối giữa hai khái niệm Các từ trên đường nối là các từ nối hay các cụm từ nối, chỉ rõ mối quan hệ giữa hai khái niệm [5]

Chúng ta mô tả khái niệm như là một quy tắc lĩnh hội các sự kiện hay sự vật hay như là sự phát biểu về các sự kiện hay sự vật, được định rõ bởi nhãn Nhãn cho phần lớn các khái niệm là một từ, mặc dù đôi khi chúng ta sử dụng các kí hiệu như “+” hay “%”, và đôi khi có nhiều từ được sử dụng Phần cốt lõi của BĐKN là mệnh đề (propositions) Mệnh đề là sự phát biểu về sự vật hay sự kiện nào đó trong vũ trụ xảy ra một cách tự nhiên hoặc nhân tạo Mệnh đề gồm hai khái niệm (hoặc nhiều hơn) nối với nhau bởi một đường nối có nhãn nhằm tạo nên lời phát biểu có ý nghĩa Đôi khi mệnh đề còn được gọi là những đơn vị ngữ nghĩa Những mệnh đề là nhân tố làm cho BĐKN khác với những tổ chức đồ thị tương tự khác [22] Ví dụ bản đồ khái niệm về môi

trường sống (hình 1.1)

Như vậy, BĐKN bao gồm các “nút” tượng trưng cho các khái niệm và các đường liên kết tượng trưng cho mối quan hệ giữa các khái niệm - tương ứng với các “đỉnh” và các “cung” trong lý thuyết Graph Những khái niệm được sắp xếp theo trật tự logic, mỗi khái niệm là một nhánh của bản đồ Đa số những khái niệm mang tính chất chung nhất, tổng quát nhất được xếp ở đỉnh của bản đồ, những khái niệm có tính chất cụ thể hơn được xếp ở dưới Cấu

7

trúc thứ bậc cho một lĩnh vực kiến thức riêng biệt còn phụ thuộc vào ngữ cảnh trong đó nội dung tri thức đang đƣợc áp dụng hay xem xét Vì vậy, tốt nhất là xây dựng các bản đồ khái niệm kèm theo chú thích cho câu hỏi đặc biệt mà chúng ta nỗ lực để trả lời, câu hỏi đó chúng ta gọi là câu hỏi trọng tâm Bản đồ khái niệm đó có thể đề cập tới một số tình huống hay sự kiện mà chúng ta đang cố gắng hiểu thông qua cách sắp xếp nội dung tri thức ở loại hình bản đồ khái niệm đó

Hình 1.1 Bản đồ khái niệm về môi trường sống

Đặc điểm quan trọng khác của các bản đồ khái niệm là các đường nối ngang (cross – links) Các đường nối này thể hiện mối quan hệ hay nối giữa các khái niệm trong những lĩnh vực khác nhau của bản đồ khái niệm Đường nối ngang giúp chúng ta nhìn thấy một khái niệm trong một miền kiến thức trên bản đồ liên quan tới một khái niệm trong miền khác như thế nào Trong sự tạo thành kiến thức mới, đường nối ngang thường thể hiện sự sáng tạo của người học

Một đặc trưng cuối cùng của bản đồ khái niệm là các ví dụ cụ thể ở cuối khái niệm, chúng có vai trò làm rõ ý nghĩa của khái niệm đó Các ví dụ cũng được bao quanh bởi hình ôvan hay hình chữ nhật nhưng nét vẽ đứt [22]

1.2 Cơ sở lí thuyết của bản đồ khái niệm 1.2.1 Cơ sở tâm lí học của bản đồ khái niệm

Những câu hỏi về nguồn gốc của những khái niệm đầu tiên thỉnh thoảng được đặt ra Chúng được đặt ra bởi những đứa trẻ dưới 3 tuổi, khi chúng xem xét những qui tắc trong thế giới xung quanh và bắt đầu tìm ra hệ thống những nhãn và kí hiệu cho các qui tắc này (Macnamara, 1982) Những hiểu biết ban đầu về khái niệm đóng vai trò quan trọng bậc nhất trong sự khám phá quá trình nhận thức, cá nhân thấy rõ được các mô hình hay quy tắc của sự kiện hay sự vật và xem xét những cái này như những quy tắc tương tự được phân loại bởi những người lớn tuổi hơn với các từ và kí hiệu Đây là một khả năng kì lạ mà là một phần của những đặc điểm tiến hoá của loài người Sau 3 tuổi việc nhận thức khái niệm và mệnh đề mới bằng ngôn ngữ trở nên khó khăn và sự cố quan trọng bậc nhất bên cạnh quá trình tiếp nhận tri thức nơi đây những ý nghĩa mới được hoàn thành bằng cách đặt câu hỏi và hiểu một cách rõ ràng mối quan hệ giữa những khái niệm, mệnh đề cũ và mới Sự lĩnh hội này được thực hiện với một cách thức rất quan trọng khi mà những kinh nghiệm cụ thể đã có sẵn do đó tính tích cực có vai trò quan trọng

Học hiểu yêu cầu 3 điều kiện:

1 Những nội dung được học cần phải là những khái niệm rõ ràng và được trình bày với ngôn ngữ và những ví dụ có quan hệ với kiến thức đã có của người học Bản đồ khái nịêm có thể đáp ứng được điều kiện này bằng cách liên kết những khái niệm tổng quát được người học tìm ra trước đó sau đó dẫn dắt đến những khái niệm cụ thể hơn

2 Người học cần phải có sẵn những kiến thức tương ứng

3 Người học cần phải biết lên kết những hiểu biết mới với những kiến thức đã có chứ không phải chỉ là ghi nhớ một cách đơn giản cách định nghĩa khái niệm, các mệnh đề hay các quy trình tính toán Việc này cần phải có sự điều khiển gián tiếp của giáo viên hoặc người hướng dẫn

Thuận lợi quan trọng khác trong sự hiểu biết của chúng ta là trí nhớ loài người không phải là một chiếc bình đơn giản để lấp đầy, mà là một tập hợp phức tạp của hệ thống bộ nhớ được liên hệ với nhau Sơ đồ sau minh hoạ hệ thống bộ nhớ của trí nhớ con người và sự tác động qua lại với các vùng nhận

thông tin từ các vùng nhận tác động và vùng tâm lý (hình 1.2) [3]

Trong khi tất cả hệ thống bộ nhớ phụ thuộc lẫn nhau (thông tin chịu tất cả sự điều khiển), hệ thống bộ nhớ giữ vai trò quan trọng nhất trong việc liên kết kiến thức vào bộ nhớ dài hạn là bộ nhớ ngắn hạn và bộ nhớ đang hoạt động Mọi thông tin tiếp nhận được sắp xếp và xử lí trong bộ nhớ đang hoạt

động bởi sự tương tác với kiến thức trong bộ nhớ dài hạn Đặc trưng giới hạn ở đây là bộ nhớ đang hoạt động chỉ có thể xử lí một số lượng nhỏ mối quan hệ hay các bộ phận tâm lí (5 đến 9) bất kì lúc nào (Miller, 1956)

Hình 1.2 Các hệ thống bộ nhớ chủ chốt của não bộ đều tác động qua lại với nhau khi chúng ta đang học

Điều này có nghĩa là mối quan hệ giữa hai hay ba khái niệm là giới hạn khả năng xử lí của bộ nhớ đang làm việc Ví dụ, nếu một người phải nhớ một danh sách 10- 12 chữ cái hay chữ số trong vài giây, hầu hết chỉ nhớ lại được 5- 9 trong số đó Tuy nhiên, nếu các chữ cái được nhóm để tạo thành dạng một từ đã biết, các đơn vị từ hay các số có liên quan tới một số điện thoại hay những cái đã biết, sau đó 10 (hay hơn) 10 chữ cái (chữ số) có thể được nhớ lại Trong một bài kiểm tra tương tự, nếu chúng ta đưa cho người học 10- 12 từ quen thuộc nhưng các từ không có quan hệ với nhau để nhớ trong vài giây, hầu hết chỉ nhớ lại được 5- 9 từ Nếu những từ đó không quen thuộc, chẳng hạn như các từ kĩ thuật được giới thiệu lần đầu, người học có thể nhớ chính xác hai hay ba từ trong số đó Trái lại, nếu các từ đó là quen thuộc và có liên

Bộ nhớ làm việc

Bộ nhớ dài hạn

Hệ thống hiệu quả Hệ thống điều khiển

vấn đề (Novak, 2002) [21]

Vì vậy, để có kiến thức rộng yêu cầu có sự liên hệ chặt chẽ giữa bộ nhớ đang hoạt động và bộ nhớ dài hạn khi kiến thức đang được thu nhận và xử lí (Anderson, 1992) [10] Chúng ta tin tưởng rằng một trong những lí do khiến bản đồ khái niệm tạo thuận lợi cho việc học hiểu là nó có tác dụng như một loại khuôn mẫu để giúp sắp xếp và cấu trúc kiến thức, mặc dù cấu trúc đó bao gồm các khái niệm hay mệnh đề tác động qua lại nhau Bản đồ khái niệm hỗ trợ cho việc học hiểu và tạo ra hệ thống kiến thức vững chắc không những cho phép áp dụng kiến thức trong những ngữ cảnh mới mà còn giúp lưu giữ

kiến thức trong thời gian dài (Novak, 1990; Novak & Wandersee, 1991) [17],

[18] Sự hiểu biết về các quá trình ghi nhớ và quá trình kiến thức được đưa vào não bộ vẫn còn ít, nhưng dường như là hiển nhiên việc từ những nguồn thông tin cung cấp cho nghiên cứu, bộ não của chúng ta làm việc để sắp xếp kiến thức vào khung có thứ bậc, điều này làm tăng khả năng học của người học (Branfordetal, 1999; Tsien, 2007)

Bộ não của chúng ta không chỉ chứa các khái niệm và các mệnh đề Trong khi đó là những bộ phận thiết yếu tạo nên cấu trúc kiến thức và cấu trúc

nhận thức trong bộ não của chúng ta, chúng ta tạm dừng trong chốc lát để bàn về những hình thức học khác “Hình tượng” học bao gồm sự tích luỹ những biểu tượng của những hoàn cảnh mà chúng ta đã gặp, những người mà chúng ta đã thấy, những hình ảnh và các biểu tượng khác Những điều này cũng dẫn tới sự ghi nhớ biểu tượng (Sperling, 1960; 1963) Trong khi các biểu tượng chữ và số được Sperling sử dụng trong nghiên cứu của ông bị quên đi khá nhanh thì các loại biểu tượng khác được giữ lại lâu hơn nhiều Bộ não của chúng ta có một sức chứa đặc biệt cho việc thu nhận và giữ lại những hình ảnh trực quan của người hoặc những bức ảnh Ví dụ, trong một nghiên cứu (Shepard, 1967) đưa ra 612 bức tranh về những hoàn cảnh hay chủ đề chung sau đó yêu cầu chỉ ra hai bức tranh giống nhau trong số đó Đã có 97% đúng trong việc xác định bức tranh mà họ đã nhìn thấy Ba ngày sau đó, vẫn có 92% đúng, và ba tháng sau còn 58% Nghiên cứu này và nhiều nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng con người có một khả năng đặc biệt để nhớ lại các biểu tượng, mặc dù họ đã mau chóng quên đi những chi tiết của các biểu tượng Thử hỏi chúng ta nhìn thấy những đồng xu thường xuyên như thế nào, thật thú vị rằng trong chủ đề yêu cầu vẽ một đồng xu trong nghiên cứu của Nickerson và Adams (1979) có hơn một nửa những nét đặc trưng bị thiếu hay bị đặt nhầm vị trí Chúng ta tin tưởng rằng việc liên kết các loại biểu tượng khác nhau vào trong khung khái niệm sử dụng phần mềm bản đồ khái niệm như Cmaps Tools có thể tăng cường bộ nhớ biểu tượng, chúng ta hy vọng nghiên cứu về vấn đề này sẽ được thực hiện [15], [24]

Khả năng của con người khi nhớ lại âm thanh cũng rất đặc biệt Việc học và nhớ lại âm thanh cũng như sự ghi nhớ “archic” Để ý rằng nhạc sĩ có thể chơi hàng trăm bài hát mà không cần đọc lời nhạc Một lần nữa chúng ta bàn luận về những kí ức mà không được mã hoá như những khái niệm những mệnh đề Những nghiên cứu của Pènield và Perot (1963) đã chỉ ra rằng các

13

vùng các bộ não mà hoạt động khi chúng ta nghe cũng chính là những vùng hoạt động khi chúng ta nhớ lại âm thanh Chúng ta xác định vị trí các vùng của bộ não mà hoạt động trong khi nghe và nhớ lại thông tin bằng cách sử dụng phương pháp chụp cắt lớp phát xạ pôzỉtton, trong đó những nơron nào

mà lưu trữ thông tin thì sẽ không được nhìn thấy [22], [23]

Có những sự khác nhau hiển nhiên giữa những khả năng của cá nhân, một vài trong số đó đã được nghiên cứu bởi Gardner (1983) Ông đã đề xuất lí thuyết nhiều trí năng Nghiên cứu của ông đã nhận được nhiều sự chú ý trong ngành giáo dục và gây nên sự chú ý trên phạm vi rộng tới những khả năng khác nhau của con người trong việc học và thực hành Thật tốt khi các trường học nhận định rằng con người có những khả năng quan trọng khác, việc nhớ lại thông tin tri thức cụ thể thường chỉ được thể hiện trong những bài kiểm tra nhiều lựa chọn được sử dụng thông dụng trong nhiều trường học hay các công ty Một lí do thúc đẩy chúng ta thống nhất trên phạm vi rộng các hoạt động được trình bày trong mô hình giáo dục mới là nhằm tổ chức cơ hội cho những khả năng khác được thể hiện Tuy vậy, chúng ta thấy rằng việc tổ chức những cơ hội đó được thực hiện bởi sự liên kết nhiều hoạt động khác nhau với một cấu trúc kiến thức rõ ràng rất có lợi Thời gian sẽ chứng minh rằng những nghiên cứu đó sẽ đáp ứng được đòi hỏi này

1.2.2 Cơ sở nhận thức của BĐKN

Hiện nay, học hiểu là quá trình được các nhà khoa học, các chuyên gia trong bất kì lĩnh vực nào sử dụng nhằm tạo ra những kiến thức mới Novak đã khẳng định rằng tạo ra kiến thức mới không chỉ là sự học hiểu ở trình độ cao mà còn phụ thuộc vào cách tổ chức cấu trúc kiến thức của mỗi cá nhân, thậm chí còn phụ thuộc vào cảm hứng trong việc tìm ra kiến thức mới (Novak, 1977, 1993, 1998) [16], [19], [20]

Nhận thức luận là một bộ phận của triết học, nó nghiên cứu mối quan hệ giữa sự tạo thành kiến thức mới với quá trình nhận thức tự nhiên Có một

mối quan hệ quan trọng giữa tâm lí học của hoạt động học tập như chúng ta hiểu nó hôm nay với những lí thuyết nhận thức của những nhà triết học và những nhà nhận thức luận, rằng sự tạo thành kiến thức mới là một quá trình xây dựng kiến thức bao gồm cả nhận thức và cảm xúc của mỗi người hoặc sự điều khiển (chỉ đạo) để tạo kiến thức mới và cách thức thể hiện kiến thức Việc học sinh cố gắng tạo ra những bản đồ khái niệm đó là quá trình hoạt động độc lập và sáng tạo, và đó cũng là một thử thách khó khăn, đặc biệt đối với những người đã quen với lối học vẹt Học vẹt có vai trò nhỏ trong sự nhận thức của chúng ta vì vậy nó không có tác dụng tạo ra ý tưởng hoặc đặt và giải quyết vấn đề

Các khái niệm và mệnh đề là những khối kiến thức cơ bản của mọi lĩnh vực Chúng ta có thể sử dụng khái niệm tương tự như những nguyên tử còn mệnh đề là những phân tử Chỉ có khoảng 100 loại nguyên tử khác nhau nhưng đã tạo ra vô số loại nguyên tử Hiện nay, trong tiếng Anh có khoảng 460000 từ (hầu hết chúng là những khái niệm), các khái niệm đó có thể kết hợp để tạo ra vô số những mệnh đề Mặc dù, hầu hết sự kết hợp của các từ không tạo thành câu có nghĩa nhưng chúng vẫn có thể kết hợp với nhau để tạo ra vô số những mệnh đề có ý nghĩa và hợp lệ Những nhà thơ và những nhà văn sẽ không bao giờ thoát khỏi những ý tưởng mới để biểu thị những cách mới Chúng ta sẽ không bao giờ thoát khỏi những cơ hội để tạo ra kiến thức mới Những người đã phát hiện ra những sự vật và hiện tượng mới, là những người tiếp tục tìm ra những khái niệm và những kiến thức mới Tạo ra những phương pháp quan sát mới, hoặc ghi chép những sự kiện bình thường đã xảy ra là cơ hội để tạo ra kiến thức mới Ví dụ, tạo ra bản đồ khái niệm là phương pháp ghi tóm tắt sự hiểu biết đó là con đường để tạo thành kiến thức mới Do vậy, BĐKN có giá trị trong học tập và trong quá trình hình thành kiến thức mới của con người

tích cực, sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học là một phương tiện tư duy hiệu quả [11], [12], [13], [22]

Nhiều nước trên thế giới đã có các tác giả và nhóm tác giả nghiên cứu bản đồ khái niệm và ứng dụng vào dạy học Thực hiện các bản đồ khái niệm trong lớp học cho cả giáo viên và học sinh khám phá và mô tả có ý nghĩa quan hệ giữa các khái niệm về vấn đề đối tượng của nghiên cứu (Novak & Gowin 1988), làm cho nó có thể tạo ra các kết nối giữa chúng và bối cảnh trong đó có các hoạt động đang phát triển Năm 1995, Edmondson đã nghiên cứu ứng dụng bản đồ khái niệm trong việc xây dựng chương trình môn học Soyibo (1995) đã nghiên cứu sử dụng bản đồ khái niệm để so sánh nội dung kiến thức trong các sách giáo khoa sinh học Shavelson (1996), Hibberd; Jones và Morris (2002) đã nghiên cứu xây dựng các dạng bản đồ khái niệm của các môn khoa học Năm 2003, Derbentseva và Canas (2003) đã nghiên cứu bản đồ khái niệm dạng chu kì và xác định hiệu quả của chúng trong việc kích thích tư duy của học sinh

1.3.2 Tình hình nghiên cứu bản đồ khái niệm ở Việt Nam

Ở Việt Nam, có rất ít tác giả nghiên cứu vận dụng bản đồ khái niệm

trong dạy học

Năm 2008, Tác giả Phan Đức Duy, trường Đại học sư phạm Huế đã nghiên cứu bản đồ khái niệm trong dạy học sinh học bậc trung học phổ thông, được trình bày ở Kỷ yếu hội thảo khoa học dạy học sinh học ở trường phổ thông theo chương trình và sách giáo khoa mới, nhà xuất bản Nghệ An 2008 Năm 2009, Tác giả Nguyễn Phúc Chỉnh, trường Đại học sư phạm Thái Nguyên đã nghiên cứu về cơ sở lý thuyết của bản đồ khái niệm, được đăng ở Tạp chí Giáo dục, số 210, kỳ 2 tháng 3 năm 2009 Tác giả Nguyễn Phúc Chỉnh cùng cộng sự Phạm Thị Hồng Tú đã nghiên cứu về sử dụng phần mềm Cmap Tools lập bản đồ khái niệm, được trình bày ở Tạp chí Giáo dục, số 218, kỳ 2 tháng 7 năm 2009

17

Chương 2

XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG BẢN ĐỒ KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC SINH THÁI HỌC Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

2.1 Nội dung Sinh thái học (Sinh học 12)

Phần Sinh thái học trong sách Sinh học 12 là nội dung sau cùng của

chương trình Sinh học trung học phổ thông Sinh thái học được học tiếp sau các nội dung về thực vật học, động vật học, sinh lí học, di truyền và tiến hoá, trong đó chú ý là học sinh đã học phần Sinh vật và môi trường trong sách giáo khoa Sinh học 9 - với nội dung chủ yếu gồm 4 phần: Sinh vật và môi trường; Hệ sinh thái; Con người, dân số và môi trường và Bảo vệ môi trường

Sinh thái học nghiên cứu các mối quan hệ giữa sinh vật và môi trường ở các cấp độ tổ chức sống từ cơ thể tới quần thể, quần xã và hệ sinh thái Nội dung gồm 3 chương:

Chương I Cá thể và quần thể sinh vật Chương này trình bày chủ yếu về các loại môi trường sống của sinh vật, các nhân tố sinh thái và thích nghi của cá thể sinh vật với môi trường sống, giới hạn sinh thái và ổ sinh thái Các mối quan hệ giữa các cá thể trong quần thể sinh vật và các đặc trưng cơ bản của quần thể, kích thước và sự tăng trưởng quần thể, những nhân tố ảnh hưởng tới sự tăng trưởng của quần thể, sự điều chỉnh số lượng cá thể và trạng thái cân bằng của quần thể

Chương II Quần xã sinh vật Chương này nhấn mạnh tới các đặc trưng cơ bản của quần xã sinh vật, quan hệ giữa các loài trong quần xã và sự biến đổi của quần xã sinh vật

Chương III Hệ sinh thái, sinh quyển và bảo vệ môi trường Chương này trình bày khái niệm về hệ sinh thái, thành phần cấu trúc hệ sinh thái, các kiểu hệ sinh thái, trao đổi vật chất và dòng năng lượng trong hệ sinh thái, chu

trình sinh địa hoá, sinh quyển và ứng dụng sinh thái học trong việc quản lý và sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên [8]

2.2 Xây dựng bản đồ khái niệm trong chương trình Sinh thái học 2.2.1 Nguyên tắc xây dựng bản đồ khái niệm

BĐKN có thể được xây dựng theo các bước sau:

- Xác định chủ đề, khái niệm trọng tâm bằng cách xác định câu hỏi trọng tâm Mỗi bản đồ khái niệm đều trả lời cho một câu hỏi trọng tâm và một câu hỏi tốt có thể dẫn dắt để tạo ra một bản đồ khái niệm phong phú

- Khi chủ đề được xác định, bước tiếp theo là xác định và liệt kê những khái niệm quan trọng nhất hay chung nhất liên quan đến chủ đề Thông thường, cứ có từ 15 đến 25 khái niệm là đủ để xây dựng một bản đồ khái niệm

- Các khái niệm được sắp xếp ở những vị trí phù hợp : khái niệm tổng quát xếp trên đỉnh, tiếp theo là các khái niệm cụ thể hơn Các khái niệm được đóng khung trong hình tròn, elip hoặc hình chữ nhật Các khái niệm có thể được viết trên thẻ (viết trên bảng hoặc trên những mảnh giấy) hoặc sử dụng phần mềm IHMC CmapTools

- Nối các khái niệm bằng các mũi tên có kèm từ nối mô tả mối quan hệ giữa các khái niệm

- Tìm kiếm các đường nối ngang, nối các khái niệm thuộc những lĩnh vực khác nhau trong bản đồ Các đường nối ngang cho thấy sự tương quan giữa các khái niệm

- Cho các ví dụ (nếu có) tại đầu mút của mỗi nhánh Ví dụ được đóng khung bởi hình tròn, elip hoặc hình chữ nhật có nét đứt

- Cuối cùng, bản đồ được xem xét lại và có thể có những thay đổi cần thiết về cấu trúc và nội dung Đó là một trong những lí do giải thích tại sao sử dụng phần mềm máy tính lại có nhiều lợi ích hơn [5], [22], [25]

19

Hình 2.1 Bản đồ khái niệm về quy trình xây dựng bản đồ khái niệm

2.2.2 Các bản đồ khái niệm Sinh thái học (Sinh học 12) 2.2.2.1 Chương I Cá thể và quần thể sinh vật

1 Sinh thái học cá thể

- Môi trường sống của sinh vật và các nhân tố sinh thái

- Tác động của một số nhân tố sinh thái vô sinh và hữu sinh của một môi trường lên đời sống của sinh vật và sự thích nghi của sinh vật với các nhân tố sinh thái đó (mối quan hệ tương tác giữa sinh vật với môi trường)

- Sự phân hoá ổ sinh thái

2 Sinh thái học quần thể sinh vật

- Khái niệm về một quần thể sinh vật, quan hệ hỗ trợ và cạnh tranh trong quần thể và ý nghĩa sinh thái của các mối quan hệ đó

- Các đặc trưng cơ bản của quần thể sinh vật và ý nghĩa của việc nghiên cứu các đặc trưng cơ bản của quần thể trong thực tế sản xuất, đời sống

- Kích thước quần thể, những yếu tố ảnh hưởng tới kích thước của quần thể, quần thể tăng trưởng theo tiềm năng sinh học và tăng trưởng thực tế, nguyên nhân của các hiện tượng tăng giảm số lượng cá thể của một quần thể

2.2.2.2 Chương II Quần xã sinh vật

- Khái niệm về quần xã sinh vật

- Các đặc trưng cơ bản của quần xã sinh vật, bao gồm đặc trưng về thành phần loài trong quần xã, đặc trưng về phân bố cá thể

- Các mối quan hệ hỗ trợ và đối kháng giữa các loài trong quần xã - Khái niệm về diễn thế, các giai đoạn của từng loại diễn thế, nguyên nhân của diễn thế

2.2.2.3 Chương III Hệ sinh thái, sinh quyển và bảo vệ môi trường

- Khái niệm về hệ sinh thái, các thành phần cấu trúc của các hệ sinh thái đó

- Sự trao đổi vật chất trong hệ sinh thái, chuỗi, lưới thức ăn và bậc dinh dưỡng của hệ sinh thái

- Chu trình sinh địa hoá: chu trình cacbon, chu trình nitơ, chu trình nước - Sinh quyển và các khu sinh học trong sinh quyển

- Dòng năng lượng và hiệu suất sinh thái

- Quản lí và sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên [6], [7], [8]

21

Hình 2.2 Bản đồ khái niệm về môi trường sống và các nhân tố sinh thái

Hình 2.3 Bản đồ khái niệm về quần thể sinh vật và mối quan hệ giữa các cá thể trong quần thể

23

Hình 2.4 Bản đồ khái niệm về các đặc trưng cơ bản của quần thể sinh vật -1

Hình 2.5 Bản đồ khái niệm về các đặc trưng cơ bản của quần thể sinh vật -2

25

Hình 2.6 Bản đồ khái niệm về biến động số lượng cá thể của quần thể sinh vật

Hình 2.7 Bản đồ khái niệm về quần xã sinh vật và một số đặc trưng cơ bản của quần xã

27

Hình 2.8 Bản đồ khái niệm về diễn thế sinh thái

Hình 2.9 Bản đồ khái niệm về hệ sinh thái

29

Hình 2.10 Bản đồ khái niệm về trao đổi vật chất trong hệ sinh thái

Hình 2.11 Bản đồ khái niệm về chutrình sinh địa hoá và sinh quyển

31

Hình 2.12 Bản đồ khái niệm về dòng năng lượng trong hệ sinh thái và hiệu suất sinh thái

Hình 2.13 Bản đồ khái niệm về tổng kết toàn bộ chương trình sinh thái học

2.3 Sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học Sinh thái học (Sinh học 12) 2.3.1 Cách sử dụng bản đồ khái niệm trong dạy học

- Trong quá trình dạy học, bản đồ khái niệm có thể được sử dụng để dạy cho một mục nhỏ hay toàn bài tuỳ vào nội dung của bài lên lớp

- Bản đồ khái niệm có thể dạy cho các loại bài kiến thức mới, bài ôn tập, bài tổng kết chương

- Bản đồ khái niệm Sinh thái học là sơ đồ phản ánh cấu trúc lôgíc phát triển bên trong của một tài liệu sách giáo khoa một cách xúc tích, cụ thể, trực quan

- Khi sử dụng bản đồ khái niệm Sinh thái học, giáo viên phải vận dụng linh hoạt trên cơ sở dựa vào mục đích nội dung của từng bài

- Trong dạy học, giáo viên sử dụng bản đồ khái niệm từ khâu thiết kế bài giảng đến khâu giảng dạy nó thể hiện sự mạch lạc trong ngôn ngữ, sự ngắn gọn trong diễn đạt

33

- Sử dụng bản đồ khái niệm giúp học sinh củng cố và hệ thống hóa kiến thức trong quá trình học bài Qua đó học sinh có cái nhìn tổng quát về các khái niệm và mối quan hệ của chúng trong một tổng thể do đó lưu giữ kiến thức lâu hơn và sâu sắc hơn

- Ngoài ra sử dụng bản đồ khái niệm còn tạo điều kiện cho hoạt động nhóm Giáo viên có thể đưa các khái niệm, đường nối, từ nối, các chủ đề sau đó yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm để tạo bản đồ khái niệm hoặc bổ sung những chỗ thiếu Bản đồ khái niệm cũng được sử dụng nhằm khuyến khích sự sáng tạo của học sinh; giúp học sinh lĩnh hội kiến thức trong một bài báo, một chương trình tivi hay một tài liệu [5]

2.3.2 Giáo án mẫu

Bài 36 QUẦN THỂ SINH VẬT VÀ

MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC CÁ THỂ TRONG QUẦN THỂ

I Mục tiêu: Sau khi học xong bài này, học sinh cần phải: