DẠY KIẾN THỨC “QUÁ TRÌNH SINH HỌC” Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ (SINH HỌC 12)THEO QUAN ĐIỂM CỦA THUYẾT KIẾN TẠO TS.Nguyễn Phúc Chỉnh - Ths. Nguyễn Thị Hằng Trường ĐHSP Thái Nguyên Ngành giáo dục nước ta đang thực hiện nhiều đổi mới về dạy học ở trường phổ thông, trong đó đặc biệt quan tâm đổi mới phương pháp dạy học (PPDH), theo hướng áp dụng những PPDH có nhiều tiềm năng bồi dưỡng cho HS năng lực tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề. Theo mô hình tương tác dạy học lấy học sinh làm trung tâm, dạy học theo quan điểm của thuyết kiến tạo đã và đang được quan tâm nghiên cứu. 1. Thuyết kiến tạo (Constructionalism) Thuyết kiến tạo của J. Bruner là lý thuyết về sự nhận thức được bắt nguồn từ tư tưởng của J.Piaget. Tư tưởng cốt lõi của thuyết kiến tạo là: tri thức được xuất hiện thông qua việc chủ thể nhận thức tự cấu trúc vào hệ thống bên trong của mình, tri thức mang tính chủ quan. Với việc nhấn mạnh vai trò chủ thể nhận thức trong việc giải thích và kiến tạo tri thức, thuyết kiến tạo thuộc lý thuyết chủ thể. Cần tổ chức sự tương tác giữa người học và đối tượng học tập, để giúp người học xây dựng thông tin mới vào cấu trúc tư duy của chính mình, đã được chủ thể điều chỉnh. Học không chỉ là khám phá mà còn là sự giải thích, cấu trúc mới tri thức. • Các nguyên tắc của thuyết kiến tạo Theo J. Bruner, không có kiến thức khách quan tuyệt đối. Kiến thức là một quá trình và là sản phẩm được kiến tạo theo từng cá nhân (tương tác giữa đối tượng học tập và người học); Về mặt nội dung, dạy học phải định hướng theo những lĩnh vực và vấn đề phức hợp, gần với cuộc sống và nghề nghiệp, được khảo sát một cách tổng thể; Việc học tập chỉ có thể được thực hiện trong một quá trình tích cực, vì chỉ từ những kinh nghiệm và kiến thức mới của bản thân thì mới có thể thay đổi và cá nhân hóa những kiến thức và khả năng đã có; Học tập trong nhóm có ý nghĩa quan trọng góp phần cho người học tự điều chỉnh học tập của bản thân mình; Học qua sai lầm là điều rất có ý nghĩa; các lĩnh vức học tập cần định hướng vào hứng thú người học, vì có thể học hỏi dễ nhất từ những kinh nghiệm mà người ta thấy hứng thú hoặc có tính thách thức; TKT không chỉ giới hạn những khía cạnh nhận thức của việc dạy và học. Sự học tập hợp tác đòi hỏi và khuyến khích phát triển không chỉ có lý trí mà còn phát triển cả về mặt tình cảm, giao tiếp; Mục đích học tập là xây dựng kiến thức của bản thân nên khi đánh giá các kết quả học tập không định hướng theo các sản phẩm học tập, mà cần kiểm tra những tiến bộ trong quá trình học tập và trong những tình huống học tập phức tạp. • Một số hạn chế của thuyết kiến tạo 1 Quan điểm cực đoan trong thuyết kiến tạo phủ nhận sự tồn tại của tri thức khách quan là không thuyết phục; Một số tác giả nhấn mạnh quá đơn phương rằng chỉ có thể học tập có ý nghĩa những gì mà người ta quan tâm. Tuy nhiên, trong cuộc sống đòi hỏi cả những điều mà khi còn đi học người ta không quan tâm; Việc đưa các kỹ năng cơ bản vào các đề tài phức tạp mà không có luyện tập cơ bản có thể làm hạn chế kết quả học tập; Lưu ý, dạy học theo thuyết kiến tạo đòi hỏi nhiều thời gian, mà vấn đề này liên quan đến việc quá tải trong dạy học hiện nay. 2. Dạy học theo quan điểm của thuyêt kiến tạo (TKT) Dạy học theo quan điểm của thuyết kiến tạo nghĩa là giáo viên (GV) hướng dẫn để học sinh (HS) tự khám phá ra tri thức, thực hiện những nhiệm vụ học tập, từ đó kiến tạo tri thức cho bản thân. Vì vậy, các kiểu dạy học như: dạy học khám phá, dạy học hợp tác, dạy học giải quyết vấn đề… đều được coi là các PPDH vận dụng quan điểm của lý thuyết kiến tạo. Đã có nhiều tác giả nghiên cứu vận dụng TKT trong dạy học một số môn học ở trường phổ thông. Nhưng ở Việt Nam vẫn còn ít tác giả nghiên cứu vận dụng TKT trong dạy học Sinh học. Trong dạy học, HS được khuyến khích sử dụng các phương pháp riêng của họ để kiến tạo tri thức chứ không phải chấp nhận lối tư duy của người khác. Như vậy, tri thức được kiến tạo một cách tích cực bởi chủ thể nhận thức chứ không phải được tiếp nhận một cách thụ động từ môi trường bên ngoài. Trong môi trường học tập kiến tạo, HS được học nhiều hơn khi thực sự được cuốn hút vào việc học, thay vì chỉ lắng nghe thụ động, nghĩa là TKT coi trọng vai trò chủ động và tích cực của HS trong quá trình học tập để tạo nên tri thức cho bản thân, đặc biệt tư duy của HS dần trở nên trừu tượng và phát triển hơn, HS được thúc giục để hoạt động trong tiến trình học tập. Vai trò trung tâm của quá trình dạy học được chuyển từ GV sang HS, GV đóng vai trò là người cố vấn, dàn xếp, nhắc nhở và giúp HS phát triển, đánh giá những hiểu biết và việc học của mình. Cả GV và HS không chỉ xem kiến thức là một thứ để nhớ mà còn xem kiến thức là một cấu trúc động. Quy trình dạy học theo TKT có cấu trúc như sau: Theo quy trình này, việc dạy một kiến thức mới không phải bắt đầu từ việc GV thông báo kiến thức đó mà phải bắt đầu từ việc khám phá của HS về kiến thức cần lĩnh hội. HS có 2 Khám phá Câu hỏi của HS Khảo sát cụ thể Phản ánh Kiến tạo tri thức mới cơ hội bộc lộ những quan điểm của mình, lắng nghe quan điểm của bạn, được tranh luận, thống nhất ý kiến. Qua lắng nghe, theo dõi những quan điểm của HS, GV sẽ phát hiện ra nhiều yếu tố bất ngờ hoặc khác thường, GV tôn trọng những ý kiến của HS, khuyến khích HS lựa chọn con đường đi đúng để tiếp cận được tri thức. Kết quả của hoạt động đó, HS có được một hệ thống kiến thức phù hợp với yêu cầu, đồng thời các em tìm ra được con đường chiếm lĩnh tri thức. Dạy học theo mô hình trên đã chứa đựng sự thay đổi quan điểm là dạy học phải luôn chú ý tới những tri thức và kỹ năng đã có của HS, đó là một trong những tiền đề để tổ chức dạy học những kiến thức mới. 3. Dạy học quá trình Sinh học ở trường phổ thông Kiến thức quá trình là loại kiến thức khái niệm phản ánh một chuỗi các sự kiện, hiện tượng liên tiếp xảy ra theo một trình tự chặt chẽ, có tính định hướng rõ rệt. Nói tới một quá trình Sinh học là nói tới các cấu trúc (thành phần), sự vận động và tương tác của các thành phần theo một trình tự, trong điều kiện xác định. Tính định hướng, tính tự điều chỉnh, tính thống nhất là những đặc điểm nổi bật của các quá trình Sinh học. Các bước để dạy một quá trình Sinh học gồm: Bước 1. Mô tả diễn biến của quá trình Bước 2. Phân tích cơ chế của quá trình Bước 3. Nêu ý nghĩa của quá trình Khi mô tả diễn biến của quá trình, GV cần chú ý trình bày các sự kiện theo đúng trình tự từ lúc khởi đầu đến lúc kết thúc, trong đó nêu rõ tính định hướng, tính liên tục, thống nhất của quá trình xảy ra, tập trung sự chú ý của HS vào những sự kiện cơ bản nhất, tức là những mốc quan trọng. GV nên sử dụng loại mô hình động (mô hình thể hiện được các thành phần tham gia vào từng khâu trong quá trình và chúng có thể biến đổi được về vị trí và hình thái) kết hợp với việc mô tả bằng lời với sự biểu diễn bằng sơ đồ, hoặc thông qua sự biểu diễn rồi cho HS mô tả lại bằng lời. Với cách thức như trên, bài học diễn ra như sau: Giới thiệu khái niệm → Giảng giải → Áp dụng → Khám phá xa hơn. Khi dạy kiến thức quá trình theo quan điểm kiến tạo, GV tổ chức HS tự vẽ sơ đồ diễn biến quá trình. Qua hoạt động của HS, GV sẽ phát hiện ra những sai lầm mà HS gặp phải, từ đó định hướng để HS khắc phục được những sai lầm đó, HS sẽ tự khám phá được tri thức và biết được con đường để chiếm lĩnh tri thức. 4. Dạy học quá trình sinh học ở cấp độ phân tử (SH 12) theo quan điểm kiến tạo Trong chương trình Sinh học 12, chương “Cơ chế di truyền và biến dị” (chương I) có những khái niệm về cấu trúc, hiện tượng di truyền và biến dị ở cấp độ phân tử và cấp độ tế 3 bào (gen, mã di truyền, điều hoà hoạt động của gen, đột biến gen, nhiễm sắc thể và đột biến nhiễm sắc thể ); những khái niệm về cơ chế, quá trình của hiện tượng di truyền và biến dị (cơ chế tự nhân đôi của ADN, cơ chế phiên mã, cơ chế dịch mã, cơ chế phát sinh đột biến gen, cơ chế phát sinh đột biến nhiễm sắc thể ). Khi tìm hiểu các cơ chế tự sao, phiên mã và dịch mã, HS sẽ nắm được cơ chế của hiện tượng di truyền ở cấp phân tử là sự kết hợp của cả 3 quá trình đó. ADN tự sao về cơ bản là đúng nguyên mẫu, nhưng do nhiều nguyên nhân, trong quá trình tự sao cũng có những sai sót, đó là cơ sở phân tử của hiện tượng biến dị. Bởi vậy, HS nắm được diễn biến của các quá trình trên sẽ có điều kiện để hiểu rõ được các hiện tượng di truyền, biến dị khác. Chúng tôi đã nghiên cứu vận dụng thuyết kiến tạo để dạy các quá trình sinh học ở cấp độ phân tử. Sau đây xin giới thiệu một số ví dụ về quy trình dạy một số tổ hợp kiến thức quá trình ở cấp độ phân tử trong chương trình sinh học 12. 4.1. Dạy học diễn biến quá trình nhân đôi ADN - Khám phá: Sau khi GV yêu cầu HS giải thích quá trình nhân đôi ADN xảy ra ở bộ phận nào của tế bào, vào kì nào của chu kì tế bào, HS sẽ tìm hiểu về các giai đoạn chủ yếu của quá trình này. GV vẽ một đoạn phân tử ADN (đã tháo xoắn) lên bảng, HS phải tự hoàn thiện sơ đồ về cơ chế tự nhân đôi của ADN. - Câu hỏi của HS: Những thành phần nào tham gia vào cơ chế tổng hợp ADN? Các thành phần đó vận động như thế nào trong quá trình này? - Khảo sát cụ thể: HS tìm hiểu thông tin, hình vẽ trong SGK, vẽ sơ đồ cơ chế tự sao. - Phản ánh: Khi vẽ sơ đồ, ở HS nảy sinh một số vấn đề sau: + Không thể hiện chiều đi của enzim. + Vẽ đoạn phân tử ADN mẹ tách hẳn 2 mạch rồi mới lắp bổ sung các nuclêôtit (từ đầu 3 ' của mạch mẹ). + Lắp các nuclêôtit bổ sung nhầm, chẳng hạn A với G hoặc X,… + Ở đoạn mạch được tổng hợp từ mạch ADN mẹ có chiều 5 ' → 3 ' , thể hiện sự tổng hợp mạch là liên tục. - Kiến tạo tri thức mới: GV tổ chức thảo luận những vấn đề có liên quan tới những tồn tại trên, HS sẽ đối chiếu với sơ đồ của mình và tự hoàn thiện sơ đồ. Qua đó, HS không chỉ nắm vững được kiến thức về cơ chế tổng hợp ADN mà còn hình thành được phương pháp tiếp cận được với kiến thức đó. 4.2. Dạy học diễn biến của cơ chế phiên mã - Khám phá: Sau khi tìm hiểu quá trình phiên mã là sự truyền thông tin di truyền từ phân tử ADN mạch kép sang phân tử ARN mạch đơn, HS có nhu cầu tìm hiểu quá trình đó diễn ra như thế nào. 4 - Câu hỏi của HS: Ở HS có thể nảy sinh các câu hỏi: Quá trình tổng hợp ARN diễn ra ở bộ phận nào của tế bào? Vào kì nào của chu kì tế bào? Trình tự các bước trong quá trình này diễn ra như thế nào? - Khảo sát cụ thể: GV vẽ một đoạn ADN lên bảng, HS vẽ tiếp để được sơ đồ cơ chế phiên mã. - Phản ánh: Khi vẽ sơ đồ cơ chế phiên mã, HS có thể bộc lộ những vấn đề sau: + Thể hiện 2 mạch pôlinuclêôtit được tổng hợp từ 2 mạch của phân tử ADN. + Khi liên kết các nuclêôtit của môi trường vào mạch được tổng hợp còn sử dụng nuclêôtit loại T. + Không thể hiện được chiều của mạch mới được tổng hợp. - Kiến tạo tri thức mới: Sau khi HS vẽ sơ đồ, GV tổ chức thảo luận để HS kiểm tra sơ đồ của mình bằng các câu hỏi sau: + Mạch pôlinuclêôtit được tổng hợp có chiều như thế nào? Enzim ARN-pôlimeraza hoạt động theo chiều nào? Mạch nào của ADN được sử dụng để tổng hợp ARN? + So sánh trình tự các nuclêôtit trên ARN với trình tự các nuclêôtit trên mỗi mạch của phân tử ADN. + Mạch bổ sung của ADN có ý nghĩa gì khi nó không được sử dụng để tổng hợp ARN? + So sánh cơ chế phiên mã với cơ chế tự sao. Qua việc trả lời các câu hỏi trên, HS đối chiếu với sơ đồ của mình sẽ tự hoàn thiện được sơ đồ và nắm được diễn biến của cơ chế phiên mã. 4.3. Dạy học diễn biến của cơ chế dịch mã - Khám phá: Sau khi tìm hiểu xong khái niệm cơ chế dịch mã và giai đoạn hoạt hoá axitamin, HS đã xác định được các thành phần vật chất tham gia vào cơ chế dịch mã là mARN, ribôxôm, phức hợp axitamin- tARN. HS sẽ thắc mắc các thành phần vật chất đó tương tác với nhau như thế nào để hình thành được chuỗi pôlipeptit. - Câu hỏi của HS: Khi vẽ sơ đồ, HS nảy sinh các câu hỏi: + Quá trình dịch mã diễn ra ở bộ phận nào của tế bào? + Có những sự kiện nào diễn ra trong quá trình dịch mã? Các sự kiện đó diễn ra theo trật tự như thế nào? - Khảo sát cụ thể: GV vẽ minh hoạ các thành phần vật chất tham gia vào cơ chế dịch mã lên bảng, HS vẽ sơ đồ cơ chế dịch mã hình thành chuỗi pôlipeptit. - Phản ánh: Trong quá trình HS vẽ sơ đồ tìm hiểu về cơ chế dịch mã, có thể bộc lộ một số điểm sau: + Không chú ý tới bộ ba mở đầu và chiều dịch chuyển của ribôxôm trên mARN. 5 + Không chú ý sự dịch chuyển của ribôxôm theo từng nấc bộ ba nên lắp sai vị trí của các axitamin-tARN trong ribôxôm. + Lúng túng về điểm kết thúc của quá trình dịch mã. + Chưa phân biệt rõ số lượng axitamin trong chuỗi pôlipeptit với số nuclêôtit trên mARN; codon với anticodon. - Kiến tạo kiến thức mới: Sau khi HS vẽ xong sơ đồ, GV tổ chức thảo luận: + Khi nào ribôxôm tiếp xúc với mARN? + Tại vị trí ribôxôm tiếp xúc với codon mở đầu, có sự kiện gì xảy ra? + Khi ribôxôm dịch chuyển 1 nấc bộ ba trên mARN, sự kiện gì tiếp theo xảy ra? + Ribôxôm tiếp tục dịch chuyển từng nấc bộ ba trên mARN, tại mỗi vị trí đó, có những sự kiện gì xảy ra? + Sự dịch chuyển của ribôxoom có tiếp tục mãi không? Khi nào thì sự tổng hợp chuỗi pôlipeptit dừng lại? Có những sự kiện gì tiếp theo xảy ra nữa hay không? Qua thảo luận, HS đối chiếu với sơ đồ của mình, tự hoàn thiện sơ đồ và nắm được diễn biến của cơ chế dịch mã. Tóm lại: Có thể vận dụng quan điểm kiến tạo để dạy các quá trình sinh học. Qua đó, việc dạy học không những đạt được mục tiêu là HS mô tả được diễn biến của quá trình sinh học mà còn giúp HS hình thành được con đường thu nhận những kiến thức đó. Trong quá trình dạy học, HS học trong hoạt động, học vượt qua chướng ngại, học thông qua sự tương tác, học thông qua hoạt động giải quyết vấn đề, còn GV chủ động tạo ra các tình huống học tập, bầu không khí học tập, giúp đỡ HS xác nhận tính đúng đắn của tri thức vừa kiến tạo, GV phải biết phối hợp và sử dụng các PPDH mang tính kiến tạo và các PPDH khác một cách hợp lí. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Đinh Quang Báo- Nguyễn Đức Thành. Lý luận dạy học sinh học phần đại cương. NXB Giáo dục. H.1996 2. Nguyễn Hữu Châu- Cao Thị Hà. "Dạy học toán ở trường phổ thông theo quan điểm kiến tạo". Tạp chí Giáo dục, số 60/2003. 3. Nguyễn Hữu Châu- Cao Thị Hà. "Cơ sở lí luận của lí thuyết kiến tạo trong dạy học". Thông tin khoa học giáo dục, số 103/2004. 4. Bruner, J. (1966). Toward a Theory of Instruction. Cambridge, MA: Harvard University Press. 6 . quy trình dạy một số tổ hợp kiến thức quá trình ở cấp độ phân tử trong chương trình sinh học 12. 4.1. Dạy học diễn biến quá trình nhân đôi ADN - Khám phá: Sau khi GV yêu cầu HS giải thích quá trình. DẠY KIẾN THỨC “QUÁ TRÌNH SINH HỌC” Ở CẤP ĐỘ PHÂN TỬ (SINH HỌC 12)THEO QUAN ĐIỂM CỦA THUYẾT KIẾN TẠO TS.Nguyễn Phúc Chỉnh - Ths. Nguyễn Thị Hằng Trường. thức và biết được con đường để chiếm lĩnh tri thức. 4. Dạy học quá trình sinh học ở cấp độ phân tử (SH 12) theo quan điểm kiến tạo Trong chương trình Sinh học 12, chương “Cơ chế di truyền và biến