-1- SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO GIA LAI TRƯỜNG PHỔ THÔNG DÂN TỘC NỘI TRÚ TỈNH ĐỀ TÀI : HÌNH THÀNH KỸ NĂNG GIẢI BÀI TẬP VỀ QUY LUẬT DI TRUYỀN Người thực hiện : Phan Văn Bước Thàng 3 - Năm 2008 -2- PHẦN I : MỞ ĐẦU Nghị quyết Hội nghị lần thứ 2 Ban Chấp hành trung ương Đảng (khóa VIII) về định hướng chiến lược phát triển giáo dục - đào tạo, đã khẳng định : “Rà soát lại và đổi mới một bước sách giáo khoa, loại bỏ những nội dung không cần thiết theo hướng bảo đảm cơ bản, cập nhật với tiến bộ khoa học, công nghệ…Đổi mới mạnh mẽ phương pháp giáo dục, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy sáng tạo của người học…” Vì vậy, trong những năm qua Bộ Giáo dục và Đào tạo đã có những chủ trương và biện pháp để cải tiến nội dung chương trinh và nâng cao chất lượng đội ngũ giáo viên, như : thí điểm chương trình phân ban mới, bồi dưỡng chu kỳ thường xuyên cho giáo viên về nội dung kiến thức cũng như phương pháp giảng dạy; đặc biệt là đổi mới mạnh mẽ về phương pháp dạy học theo hướng lấy học sinh làm trung tâm. Để đổi mới phương pháp dạy học, cần sử dụng rất nhiều biện pháp. Chẳng hạn, trước hết cần đổi mới phương pháp kiểm tra - đánh giá, tăng cường sử dụng phương tiện dạy học…Trong đó sử dụng bài tập giúp học sinh nắm và vận dụng kiến thức là một trong những biện pháp có nhiều hiệu quả nhất. Trong dạy học nói chung và trong dạy học sinh học nói riêng, bài tập có vai trò định hướng hoạt động tư duy của học sinh, giúp học sinh phát huy tính tích cực, năng lực chủ động sáng tạo trong học tập. Đặc biệt ở những nội dung kiến thức có nhiều mối quan hệ thì việc giải bài tập có thể giúp học sinh mở rộng được kiến thức. Vì vậy kỹ năng giải bài tập có một vai trò rất quan trong trong biện pháp tổ chức hoạt động học tập cho học sinh hiện nay. Học sinh có kỹ năng giải bài tập sẽ rất thuận lợi cho việc tổ chức hoạt động nhận thức và củng cố mở rộng kiến thức. Thực tế ở một số môn học khoa học tự nhiên như : Toán, Vật lý, Hóa học, …việc hình thành kỹ năng giải bài tập là một việc làm thường xuyên và không thể thiếu được. Tuy nhiên đối với môn sinh học, rất ít tài liệu đề cập đến vấn đề này. Qua điều tra về thực trạng kỹ năng giải bài tập các quy luật di truyền (QLDT) của học sinh nói chung và của học sinh trường Phổ thông dân tộc nội trú tỉnh hiện nay cho thấy phần lớn học sinh còn lúng túng, chưa có các kỹ năng cơ bản để giải bài tập di truyền trong sách giáo khoa một cách hoàn chỉnh. Chính điều đó đã hạn chế rất nhiều đến việc tiếp thu kiến thức di truyền học của học sinh cấp trung học phổ thông. Nguyên nhân của thực trạng trên, theo tôi có một số nguyên nhân sau : -3- - Về phía giáo viên : Việc trang bị cho học sinh những kiến thức có liên quan đến kỹ năng giải bài tập di truyền chưa được đầy đủ. Ví dụ như kiến thức về quá trình giảm phân phát sinh giao tử, các mối quan hệ trong các QLDT … - Về phía học sinh : Nhiều em chưa có phương pháp học tập phù hợp, học theo kiểu thụ động hoặc xem môn sinh học là môn học phụ. Chính điều này đã ảnh hưởng không ít đến chất lượng học tập bộ môn. - Theo phân phối chương trình của Bộ Giáo dục và Đào tạo, bố trí tiết bài tập cho học sinh rất ít (chỉ có 2 tiết : tiết 38 và tiết 46 trong phân phối chương trình lớp 11-THPT). Vì vậy, giáo viên cũng rất khó sửa bài tập cho học sinh theo đúng yêu cầu. Để có thể nâng cao chất lượng dạy và học môn sinh học nói chung và các QLDT nói riêng, đòi hỏi mỗi giáo viên cần có những biện pháp cụ thể, nhất là hình thành cho học sinh được kỹ năng giải bài tập di truyền, góp phần khắc phục những yếu kém của học sinh hiện nay. Với những lý do trên mà tôi chọn nội dung nghiên cứu : Hình thành kỹ năng giải bài tập về quy luật di truyền. PHẦN II : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA VIỆC HÌNH THÀNH KỸ NĂNG GIẢI BÀI TẬP QUY LUẬT DI TRUYỀN 1.1. Kỹ năng 1.1.1. Quan niệm về kỹ năng Theo Trần Bá Hoành (1996), kỹ năng là khả năng vận dụng những tri thức thu được trong một lĩnh vực nào đó vào thực tiễn. Kỹ năng đạt tới mức hết sức thành thạo, khéo léo thì sẽ trở thành kỹ xảo. Mỗi kỹ năng chỉ biểu hiện thông qua một nội dung. (Trần Bá Hoành - Kỹ thuật dạy học sinh học - 1996 - NXB Giáo dục). Vậy kỹ năng không chỉ là kỹ thuật, cách thức hành động mà kỹ năng còn là một biểu hiện của năng lực con người, đòi hỏi con người phải luyện tập theo một quy trình xác định mới hình thành được được kỹ năng đó. 1.1.2. Vai trò của kỹ năng Kỹ năng là thành tố cấu trúc nên mục tiêu dạy học và cũng là thành tố tạo nên năng lực của người học. Do đó trong dạy học, tùy mục đích mà sử dụng kỹ năng tương ứng. Mặc khác, kiến thức và kỹ năng tuy là hai thành tố nhưng chúng lại thống nhất và tác động lẫn nhau. Nhờ có kiến thức mới hình thành -4- được kỹ năng, có kỹ năng tức là đã vận dụng được kiến thức. Do vậy nắm vững kiến thức là điều kiện để hình thành kỹ năng. 1.2. Bài tập 1.2.1. Khái niệm về bài tập Theo từ điển Tiếng việt do Hoàng Phê chủ biên, thì bài tập là bài ra cho học sinh làm để tập vận dụng những điều đã học. (Hoàng Phê - Từ điển Tiếng Việt - 2000). Bài tập được chia làm hai nhóm : bài tập định tính và bài tập định lượng. Bài tập định tính là bài tập mà muốn hoàn thành chúng học sinh phải sử dụng tư duy phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa, cụ thể hóa,… nhằm giải quyết vấn đề nhận thức. Bài tập định lượng là dạng bài tập mà khi giải học sinh phải thực hiện thao tác tính toán. 1.2.2. Bài tập sinh học - Bài tập về QLDT Bản chất của bài tập sinh học là sự mâu thuẫn giữa những mối quan hệ sinh học đã biết với những mối quan hệ sinh học cần tìm. Bài tập QLDT là dạng bài tập trong đó chứa đựng các mối quan hệ về di truyền. Chẳng hạn bài tập về lai một cặp tính trạng, phân ly độc lập, liên kết gen, hoán vị gen,… 1.3. Cơ sở xác định kỹ năng giải bài tập về QLDT 1.3.1. Dựa vào mục tiêu cơ bản về dạy học các QLDT *) Về kiến thức : - Học sinh giải thích được cơ chế hình thành tính trạng ở sinh vật . - Giải thích được cơ chế và QLDT tính trạng từ thế hệ trước sang thế hệ sau. - Chỉ ra được mối quan hệ giữa kiểu gen, kiểu hình trong điều kiện môi trường nhất định. *) Về kỹ năng : Vận dụng kiến thức về nội dung các QLDT, nắm vững mối quan hệ thuận - nghịch giữa thế hệ trước và thế hệ sau để xác định được : + Kiểu di truyền. + Kiểu gen của bố, mẹ. + Giao tử của bố, mẹ : số loại, tỷ lệ của mỗi loại. -5- + Tỷ lệ các tổ hợp kiểu gen của đời con. + Tỷ lệ các loại kiểu hình ở đời con. + Thiết lập được sơ đồ lai, xác định kiểu gen, kiểu hình từ P đến F 2 . 1.3.2. Dựa vào đặc điểm các bài tập về QLDT Việc hình thành kỹ năng giải bài tập nói chung, bài tập QLDT nói riêng còn phải căn cứ vào đặc điểm của bài tập. Nghĩa là căn cứ vào đặc điểm của mối quan hệ chứa đựng trong bài tập. Bài tập về các QLDT chứa đựng mối quan hệ giữa kiểu gen , kiểu hình , kiểu di truyền , kiểu phân ly một cách khắng khít và lôgic cả về mặt định tính và định lượng. Qua nghiên cứu trong phạm vi giữa P và F chúng tôi nhận thấy có các mối quan hệ sau : (Sơ đồ 1) P F Tỷ lệ kiểu hình Kiểu phân ly Kiểu gen Các cặp gen Kiểu tương tác Kiểu hình Tỷ lệ giao tử Tỷ lệ kiểu gen -6- Sơ đồ 1 : Các mối quan hệ thường gặp trong các quy luật di truyền Từ sơ đồ trên cho thấy trong mỗi bài tập về QLDT chứa nhiều mối quan hệ, muốn giải được bài tập QLDT thì học sinh phải có các kỹ năng cơ bản, như : kỹ năng xác định kiểu gen , kỹ năng xác định giao tử, kỹ năng xác định các tổ hợp gen, kỹ năng xác định kiểu hình ,… 1.3.3. Dựa vào mối quan hệ giữa kỹ năng và kiến thức tương ứng Kiến thức là cơ sở, là nền tảng để hình thành kỹ năng. Để có kỹ năng giải bài tập sinh học thì cần phải có những kiến thức tương ứng. Ngược lại khi có kỹ năng giải được bài tập thì giúp cho việc nắm vững kiến thức và mở rộng kiến thức được tốt hơn. Phân tích nội dung các QLDT , chúng tôi thấy có sự liên quan giữa kỹ năng và kiến thức tương ứng như sau (Bảng 1): Bảng 1 : Một số kỹ năng cơ bản và kiến thức tương ứng Kỹ năng Kiến thức Xác định kiểu di truyền + Gen quy định tính trạng theo những quy luật nhất định : - Một cặp gen alen quy định hai trạng thái khác nhau của một loại tính trạng → trội hoàn toàn. - Một cặp gen alen quy định ba trạng thái khác nhau của một loại tính trạng → trội không hoàn toàn. - Một cặp gen alen quy định hai hay nhiều trạng thái khác nhau của hai hay nhiều loại tính trạng → gen đa hiệu. - Hai hay nhiều cặp gen quy định một số trạng thái khác nhau của một loại tính trạng → tác động qua lại giữa các gen. + Vị trí của gen trên nhiễm sắc thể (NST): - Các cặp gen nghiên cứu nằm trên các cặp NST khác nhau → di truyền độc lập. - Các cặp gen nghiên cứu nằm trên cùng một cặp NST → di truyền liên kết, hoán vị. Xác định kiểu hình + Kiểu gen tương tác với môi trường quy định kiểu hình. + Kiểu gen và kiểu tương tác cho kiểu hình cụ thể. -7- của P Xác định kiểu gen của P + Dựa vào kiểu hình của P và kiểu tương tác. + Dựa vào sự phân ly kiểu gen , kiểu hình ở F 1 . Xác định giao tử của P + Cơ sở tế bào học : Do sự phân ly độc lập và tổ hợp ngẫu nhiên của các NST trong quá trình giảm phân. + Số loại giao tử phụ thuộc vào số cặp gen dị hợp tử. + Tỷ lệ mỗi loại giao tử phụ thuộc vào vị trí các cặp gen trên NST, tần số hoán vị gen. Xác định tổ hợp kiểu gen ở F + Cơ sở tế bào học : Do sự tổ hợp ngẫu nhiên của các NST trong cặp tương đồng trong thụ tinh dẫn đến sự tổ hợp của các cặp gen tương ứng. + Tỷ lệ mỗi loại bằng tích tỷ lệ 2 loại giao tử tạo nên tổ hợp đó. Xác định tổ hợp kiểu hình ở F + Kiểu gen tương tác với môi trường quy định kiểu hình + Kiểu gen và kiểu tương tác cho kiểu hình cụ thể. + Kiểu hình của thế hệ trước và thế hệ sau có quan hệ lôgic với nhau. + Tỷ lệ mỗi loại kiểu hình của F phụ thuộc vào số cặp tính trạng nghiên cứu và kiểu di truyền. CHƯƠNG 2 : BIỆN PHÁP HÌNH THÀNH KỸ NĂNG GIẢI BÀI TẬP QUY LUẬT DI TRUYỀN 2.1. Quy trình chung Các kỹ năng giải bài tập QLDT phải được hình thành dần dần trong quá trình học về các QLDT. Theo quy luật nhận thức , để rèn luện kỹ năng giải bài tập cần phải đi từ đơn giản đến phức tạp, từ những bài tập sử dụng ít kỹ năng đơn lẻ đến những bài tập cần sử dụng nhiều kỹ năng phối hợp với nhau. Do vậy quy trình chung để hình thành kỹ năng giải bài tập QLDTcó thể tiến hành theo các bước sau (Sơ đồ 2): Bước 1 : Bước 2 : Hình thành những kiến thức có liên quan Hình thành kỹ năng cơ bản qua hướng dẫn giải bài tập mẫu Củng cố kỹ năng qua luyện tập theo mẫu Phát triển kỹ năng qua luyện tập theo mẫu có biến đổi Phát triển kỹ năng qua luyện tập để phối hợp các kỹ năng đã có -8- Bước 3 : Bước 4 : Bước 5 : Sơ đồ 2 : Quy trình chung hình thành kỹ năng giải bài tập QLDT 2.2. Giải thích nội dung quy trình 2.2.1. Hình thành những kiến thức có liên quan Ta đã biết kiến thức là cơ sở, là nền tảng của kỹ năng. Như vậy, mỗi nội dung kiến thức đều có kỹ năng tương ứng và ngược lại mỗi kỹ năng cũng có kiến thức sinh ra nó. Để hình thành kỹ năng cơ bản giải các bài tập QLDT trước hết phải hình thành vững chắc ở học sinh những kiến thức lý thuyết làm nền tảng cho việc hình thành kỹ năng . Trong mỗi quy luật di truyền có những kiến thức cơ bản cần hình thành ở học sinh, song trong đó có những kiến thức lý thuyết trực tiếp dùng để giải bài tập, những kiến thức này cũng chính là kiến thức dùng để giải bài tập. Do vậy, khi dạy mỗi quy luật di truyền, giáo viên cần định hướng và nhấn mạnh, khắc sâu những kiến thức sẽ sử dụng để giải bài tập , đồng thời phải nêu ra những ứng dụng trong việc xây dựng và giải bài tập, giúp học sinh nắm vững kiến thức và vận dụng tốt kiến thức trong giải bài tập . Trong dạy kiến thức lý thuyết, giáo viên cần chỉ ra được các mối quan hệ phát sinh, các đại lượng tương đương. Qua đó giúp học sinh định hướng được điều kiện cần và đủ để xác định một đại lượng nào đó, từ đó biết cách dùng phép biến đổi tương đương để làm cho điều kiện đã cho và điều kiện cần tìm phù hợp với nhau. -9- Ví dụ : theo Vũ Đức Lưu (Phương pháp giải bài tập di truyền), đối với các bài tập về quy luật di truyền các phép giải có thể khác nhau tùy từng bài tập cụ thể, nhưng nhìn chung vẫn có những phép giải cơ bản. Những phép giải này có liên quan với các phương pháp phân tích di truyền mà Menđen đã thực hiện. Vì vậy, việc dạy cho học sinh nắm được một số phương pháp phân tích di truyền của Menđen và hướng dẫn học sinh vận dụng để giải bài tập QLDT chính là đã hình thành được các kỹ năng cơ bản để giải bài tập QLDT. 2.2.2. Hình thành kỹ năng cơ bản qua hướng dẫn giải bài tập mẫu Để có được những kỹ năng, điều quan trọng là thực hiện các thao tác, đã là thao tác phải được tập dượt theo một mẫu nào đó. Do vậy việc hướng dẫn học sinh làm một dạng bài tập nào đó theo một mẫu ban đầu là rất cần thiết. Việc luyện tập theo mẫu giúp học sinh rèn luyện một số kỹ năng cơ bản để giải được một số loại bài tập cơ bản. Từ bài tập mẫu này làm cơ sở để học sinh phát triển khả năng sáng tạo của mình. Bài tập mẫu thường là bài tập vận dụng được đưa ra ngay trong giờ dạy lý thuyết (nếu có thể được). Khi giáo viên hướng dẫn học sinh giải bài tập mẫu, tức là đã giúp cho học sinh tìm ra kiến thức hoặc vận dụng kiến thức. 2.2.3. Củng cố kỹ năng qua luyện tập theo mẫu Sau khi học sinh đã được giáo viên hướng dẫn giải bài tập mẫu, giáo viên cho học sinh một vài bài tập khác tương tự như bài tập mẫu, chỉ khác bài tập mẫu ở tính trạng nghiên cứu hoặc tên loài,…còn các điều kiện cho và yêu cầu cần tìm là như nhau. Lúc này học sinh sẽ dựa vào bài tập mẫu để giải bài tập mà giáo viên đưa ra. Đối với học sinh khá - giỏi thì bước này các em vượt qua rất dễ dàng, nhưng đối với học sinh trung bình - yếu thì các em phải xem lại từng bước của bài giải mẫu và lặp lại một cách chậm chạp. Trong bước luyện tập theo mẫu này, giáo viên cần phải hệ thống lại một cách rõ ràng các bước giải cơ bản của mỗi loại bài tập để trên cơ sở đó học sinh có định hướng về cách giải từng loại bài tập QLDT. Chính vì vậy, theo tôi bước này là rất quan trong đối với học sinh, nhất là đối tượng học sinh dân tộc. 2.2.4. Phát triển kỹ năng qua luyện tập theo mẫu có biến đổi Khi học sinh đã nắm được các bước giải một dạng bài tập QLDT nào đó, giáo viên sẽ cho học sinh tập làm dạng bài tập khác dạng bài tập mẫu ở một vài điều kiện nào đó. Mức độ sai khác bài tập mẫu phải từ ít đến nhiều để đa số học sinh có thể giải được. Không nên cho bài tập khó ngay, sẽ dẫn đến tình trạng học sinh trung bình và yếu không làm được, từ đó tạo nên tâm lý chán nản, không còn hứng thú để suy nghĩ và làm bài tập. -10- Tuy nhiên, thời gian trên lớp học rất hạn chế, số tiết dành cho luyện bài tập quá ít, nên để khắc phục khó khăn này, giáo viên nên soạn một số bài tập giao cho học sinh về làm ở nhà vào cuối mỗi tiết học và có kiểm tra vào đầu tiết học sau. Thao tác kiểm tra và chữa bài tập là không thể bỏ qua, vì thiếu sự kiểm tra sẽ tạo điều kiện cho một số học sinh không chăm học, thiếu tự giác sẽ không làm bài tập và chắc chắn sẽ nhanh chóng quên các bước giải bài tập. Các bước 2,3,4 có vai trò hết sức quan trọng trong việc rèn luyện kỹ năng cơ bản để tiến tới hình thành kỹ năng tổng hợp. 2.2.5. Phát triển kỹ năng qua luyện tập để phối hợp các kỹ năng đã có Ở bước này, GV đưa ra dạng bài tập tổng hợp. Để giải được bài tập này yêu cầu học sinh phải phối hợp nhiều kỹ năng đơn lẻ. Vì vậy, việc thành thạo các kỹ năng cơ bản sẽ giúp HS hình thành được các kỹ năng tổng hợp, trên cơ sở nắm vững các kỹ năng cơ bản. 2.3. Một số ví dụ minh họa 2.3.1 Hình thành kỹ năng giải bài tập về lai một cặp tính trạng. 2.3.1.1. Hình thành kiến thức lý thuyết. Trong bài Lai một cặp tính trạng cần trang bị cho HS những kiến thức cơ bản sau : - Các khái niệm : Lai một cặp tính trạng, tính trạng trội - lặn, tính trạng trội hoàn toàn - trội không hoàn toàn. - Giải thích được cơ sở tế bào học của định luật 1, 2 Menđen theo thuyết nhiễm sắc thể. - Điều kiện nghiệm đúng và ý nghĩa của định luật 1, 2 Menđen. Các kiến thức cơ bản có liên quan (mối quan hệ giữa các đại lượng trong lai một cặp tính trạng) đến việc xây dựng và giải bài tập là : Bố, mẹ thuần chủng (TC) về một cặp tính trạng (1) Một cặp tính trạng do một cặp gen quy định (2) Tính trạng trội là trội hoàn toàn (3) F 1 : đồng tính (bố hoặc mẹ) và F 2 : 3 trội : 1 lặn (4) Trong 4 đại lượng này, nếu biết 3 đại lượng ta sẽ suy ra được đại lượng kia. 2.3.1.2. Hướng dẫn giải bài tập mẫu [...]... (5) sinh ra một nghé trắng (6) Hãy xác định kiểu gen của 6 con trâu trên Biết rằng tính trạng màu lông do một cặp gen quy định (Bài B - trang 136 - Sinh học 11) PHẦN III : KẾT LUẬN 1 Trong phần các quy luật di truyền lớp 11, kiến thức chủ yếu là các mối quan hệ thuận nghịch giữa các đại lượng : kiểu gen - kiểu hình - kiểu di truyền các mối quan hệ này có thể được “mã hóa” thành các dạng bài tập Học sinh. .. quả quy định bởi một cặp gen Cho cây cà chua quả vàng lai với cây quả đỏ, kết quả ở đời con sẽ như thế nào? * Sau đó GV có thể cho bài tập tương tự nhưng yêu cầu cao hơn Với dạng bài tập này yêu cầu học sinh độc lập tư duy, không còn dựa hoàn toàn vào bài tập mẫu nữa Ví dụ : Ở ngô, tính trạng hạt màu xanh trội không hoàn toàn so với tính trạng hạt màu vàng Màu sắc hạt được quy định bởi một cặp gen Cho... kiểu gen và kiểu hình như thế nào? 2.3.1.4 Phát triển kỹ năng qua luyện tập theo mẫu có biến đổi Bước này GV có thể cho HS làm các bài tập trong sách giáo khoa (SGK) Cụ thể là bài số 4 &5 (trang 102 - Sinh học 11) 2.3.1.5 Phát triển kỹ năng qua luyện tập để phối hợp các kỹ năng đã có Bước này yêu cầu HS phối hợp nhiều kỹ năng cơ bản để tập làm quen với việc giải những bài tập tổng hợp Lúc này việc giải...-11- Sau khi hình thành kiến thức lý thuyết, đặc biệt kiến thức về mối quan hệ, GV cho học sinh tập vận dụng để giải bài tập mẫu, mục đích để giúp HS tập vận dụng kiến thức và biết phương hướng để giải bài tập Ví dụ : Ở đậu Hà Lan, tính trạng cây cao là trội hoàn toàn so với tính trạng cây thấp... chính xác hiệu quả của đề tài Song khi trực tiếp dạy luyện thi đại học cho HS -13- khối 12, với những biện pháp này HS có khả năng giải được các dạng bài tập cơ bản và không còn có tâm lý cho rằng bài tập sinh học rất khó 5 Việc đưa ra các bước với mục đích là tùy theo từng đối tượng HS mà GV yêu cầu ở các mức độ khác nhau 6 Trong đề thi trắc nghiệm khách quan, vẫn có những câu hỏi dưới dạng những bài tập . sinh giao tử, các mối quan hệ trong các QLDT … - Về phía học sinh : Nhiều em chưa có phương pháp học tập phù hợp, học theo kiểu thụ động hoặc xem môn sinh. bài tập mà khi giải học sinh phải thực hiện thao tác tính toán. 1.2.2. Bài tập sinh học - Bài tập về QLDT Bản chất của bài tập sinh học là sự mâu thuẫn