Sơ Đ Ồ Q Uy Trình Thi Ết Kế Bđkn Trong Dh Sinh Học

2.3. Thiết kế BĐKN phần Di truyền học (Sinh học 12)

2.3.1. Quy trình chung thiết kế BĐKN

Quy trình thiết kế BĐKN được tiến hành theo 6 bước được t hể hiện ở hình 2.1.

Hình 2.1. Sơ đồ quy trình thiết kế BĐKN trong DH Sinh học

Bước 1: Xác định mục tiêu và chủ đề trọng tâm của BĐKN

BĐKN được thiết kế phải đảm bảo đạt được mục tiêu về kiến thức của phần, chương, bài hoặc từng nội dung kiến thức theo đúng quy định chuẩn kiến thức kĩ năng của Bộ GD & ĐT.

Từ mục tiêu, xác định câu hỏi trọng tâm của BĐKN. Một BĐKN cần được định hướng bởi một câu hỏi trọng tâm để xác định rõ vấn đề, câu trả lời cho câu hỏi đó sẽ là những nội dung mà bản đồ cần t hể hiện. Câu hỏi trọng tâm tốt sẽ giúp người học biết rõ những KN và những mệnh đề nào cần phải thể hiện trong bản đồ. Từ câu hỏi trọng tâm có thể xác định được chủ đề của BĐKN.

Bước 2: Phân tích cấu trúc nội dung DH

Để phân tích được nội dung DH, trước h ết cần xác định được mạch logic của nội dung kiến thức. Việc xác định được mạch logic nội dung kiến thức giúp người thiết kế bản đồ xác định được hướng phân tích nội dung kiến thức cũng như xác định được hướng chỉ đạo cho việc sắp xếp các KN trong bản đồ. Việc phân tích cấu trúc nội dung DH nhằm xác định hệ thống các thành phần kiến thức cơ bản, đồng thời chỉ ra mối quan hệ giữa các thành phần kiến thức, mối liên hệ giữa các thành phần kiến thức với các tổ chức khác trong

cùng hệ thống, với hệ thống khác và với môi trường.

Khi GV hướng dẫn HS tự thiết kế BĐKN, bước này thực chất là GV hướng dẫn HS thực hiện các thao tác như: thu thập thông tin, xử lý thông tin bằng các câu hỏi kích thích tư duy (nó là gì? Tại sao lại như thế? Như thế có ý nghĩa gì? Không thế thì sao…). Thông qua việc thu thập và xử lý thông tin có thể dễ dàng xác định được các yếu tố trong hệ thống kiến thức cũng như xác định được mối quan hệ giữa các yếu tố đó trong hệ thống. Do vậy trong quá trình hướng dẫn HS thiết kế BĐKN, GV cần chú ý hướng dẫn HS cách thu thập, xử lý và vận dụng thông tin.

Bước 3: Xác định các KN trong chủ đề

Xác định KN tổng quát nhất (KN tổng quát nhất có thể là KN bao trùm các KN trong bản đồ), tiếp theo là xác định các KN chính có liên quan đến KN tổng quát và chủ đề của BĐKN. Những KN này được liệt kê từ KN tổng quát đến các KN riêng biệt hoặc liệt kê theo các cấp như KN cấp 1, cấp 2, 3...

Bước 4: Xác định mối quan hệ giữa các KN

Xác định được mối quan hệ giữa các KN, tìm các từ nối th ể hiện sự liên kết giữa các KN tạo mệnh đề.

Bước 5: Thiết kế BĐKN sơ bộ

- Sắp xếp các KN vào vị trí phù hợp . Thông thường, KN tổng quát sẽ được xếp ở đỉnh của bản đồ, sau đó đến các KN tiếp theo; những KN riêng

biệt được xếp ở bên dưới của da nh sách, các KN được đóng khung.

- Nối các KN bằng mũi tên có gắn từ nối nhằm mô tả mối quan hệ giữa các KN.

- Có thể vẽ thêm các đường liên kết chéo để chỉ ra mối quan hệ giữa các

KN trong các lĩnh vực khác nhau của bản đồ.

- Đưa ra các ví dụ nếu có để làm rõ thêm các KN.

Bước 6: Chỉnh sửa và hoàn thiện bản đồ

Bản đồ cần được xem xét lại, các KN được định vị lại theo những phương thức khiến toàn bộ cấu trúc bản đồ rõ ràng và tốt hơn.

BĐKN cần kiểm tra và chỉnh sửa các vấn đề chính sau:

- Kiểm tra mức độ phức tạp của BĐKN, nếu quá rắc rối cần đơn giản hóa bản đồ cho dễ sử dụng (với nội dung phức tạp có thể được mã hóa bằng số). Với những BĐKN có số lượng KN không nhiều thì cuối mỗi KN có thể bổ sung các nội dung để làm rõ những KN đó.

- Kiểm tra lại mức độ đủ và chính xác của các KN, vị trí các KN. K iểm tra mức độ phù hợp của các từ nối giữa hai KN, các từ nối phải đảm bảo cho mối quan hệ giữa hai KN tạo thành mệnh đề.

- Kiểm tra sự phù hợp với mục đích sử dụng (sử dụng BĐKN trong dạy bài mới, trong ôn tập hay trong kiểm tra đánh giá).

- Ngoài ra cần kiểm tra cỡ chữ, kiểu chữ, màu sắc… cho phù hợp.

Ví dụ 1: Thiết kế BĐKN “Các quy luật di truyền qua nhân” (hình 2.2).

Bước 1: Xác định mục tiêu và chủ đề trọng tâm của BĐKN

Hệ thống hóa các quy luật di truyền qua nhân (gen trong nhân - gen thuộc nhiễm sắc thể) bao gồm quy luật phân li (trong trường hợp trội hoàn toàn và trội không hoàn toàn), quy luật phân li độc lập, quy luật tương tác gen, gen đa hiệu; quy luật liên kết hoàn toàn và hoán vị gen, di truyền liên kết với giới tính. Chủ đề trọng tâm của BĐKN là trả lời cho câu hỏi “Các gen nằm trên

nhiễm sắc thể di truyền tuân theo những quy luật như thế nào ” hay chủ đề trọng tâm là “Các quy luật di truyền qua nhân”.

Bước 2: Phân tích cấu trúc nội dung DH

Trước hết cần xác định được mạch logic của nội dung kiến thức. Mạch logic của “Các quy luật di truyền qua nhân” được xác định theo bản chất của các quy luật. Bản chất của các quy luật đó chính là mối quan hệ giữa các gen (quan hệ giữa các gen alen và gen không alen).

Sau khi xác định được mạch logic của nội d ung kiến thức là “mối quan hệ giữa các gen”, cần phân tích cấu trúc nội dung để xác định hệ thống các thành phần kiến thức (các KN) trong mối quan hệ logic: từ KN “Gen” (Gen là một đoạn của phân tử ADN mang thông tin mã hóa cho một sản phẩm xác định, sản phẩm đó là Prôtêin hoặc ARN; mỗi gen thường có 2 alen, các alen của một gen chiếm vị trí tương ứng trên cặp nh iễm sắc thể tương đồng - locus). Phân tích cụ thể các gen trong nhân có quan hệ với nhau như thế nào (thực chất sự quan hệ giữa các gen là quan hệ giữa các sản phẩm tổng hợp của gen) sẽ xác định được hai hệ thống là quan hệ giữa các gen alen và quan hệ giữa các gen không alen. Tương tự như vậy, khi phân tích quan hệ giữa các gen alen sẽ có hai mối quan hệ chính là gen trội át hoàn toàn gen lặn và gen trội át không hoàn toàn gen lặn. Hoặc khi phân tích mối quan hệ giữa các gen không alen sẽ có hai quan hệ chính là các gen tác động riêng rẽ và các gen tương tác. Trong các gen tác động riêng rẽ thì tùy thuộc vào vị trí của hai cặp gen nằm trên 2 cặp nhiễm sắc thể hay 1 cặp nhiễm sắc thể mà có các quy luật di truyền tương ứng là quy luật phân li độc lập hay quy luật liên kết gen…

Bằng cách phân tích như vậy sẽ tìm được mối quan hệ logic giữa KN sau

với KN trước cũng như mối quan hệ giữa các KN trong hệ thố ng KN.

Bước 3: Xác định các KN trong chủ đề

- KN tổng quát: Quan hệ giữa các gen.

- Các KN trong hệ thống: Quan hệ giữa các gen gồm quan hệ giữa các gen alen, quan hệ giữa các gen không alen, gen trội át hoàn toàn gen lặn, gen trội át không hoàn toàn gen lặn, các gen không alen tác động riêng rẽ hay tương tác. Các quy luật di truyền chi phối như phân li, phân li độc lập, liên kết gen, tương tác bổ trợ, tương tác át chế, tương tác cộng gộp, di truyền liên kết giới tính, gen đa hiệu…

Hình 2.2. BĐKN “Các quy luật di truyền qua nhân” Bước 4: Tìm mối quan hệ giữa các KN

Xác định được các mối quan hệ giữa các KN như quan hệ phụ thuộc,

quan hệ ngang hàng… ví dụ như quan hệ giữa các gen alen và quan hệ giữa các gen không alen là quan hệ ngang hàng. Ngoài ra cần xác định được mối quan hệ giữa các KN theo tầng bậc để tìm các từ nối phù hợp giữa hai KN như từ “gồm”, từ “xét”…

Bước 5: Thiết kế BĐKN sơ bộ (hình 2.2)

Có thể dùng bút, giấy hoặc sử dụng máy tính với phần mềm Cmap Tools để đặt các KN và các từ nối vào đúng vị trí trong bản đồ.

Bước 6: Chỉnh sửa và hoàn thiện BĐKN

Ví dụ 2: Thiết kế BĐKN hoàn chỉnh về cơ chế “N hân đôi của ADN”

Bước 1: Xác định mục tiêu và chủ đề của BĐKN

- BĐKN “Nhân đôi của ADN” được thiết kế phải đảm bảo có đầy đủ những kiến thức cơ bản về “Nhân đôi của ADN” như: Nhân đôi ADN là gì? Có sự tham gia của những yếu tố nào? Vai trò của các yếu tố đó? Các sự kiện chính diễn ra như thế nào? Sự khác biệt trong tổng hợp hai mạch ADN mới? Nguyên tắc nào chi phối? Sự nhân đôi đúng mẫu có ý nghĩa gì? …

- Chủ đề của BĐKN: Nhân đôi của ADN

Bước 2: Phân tích cấu trúc nội dung DH

Mạch logic của “Nhân đôi của ADN” chính là từ cơ sở vật chất di truyền (ADN “mẹ”) đến sự vận động của vật chất di truyền (tự sao), cuối cùng tạo ra 2 ADN “con” giống nhau và giốn g ADN “mẹ”.

Theo logic từ ADN “mẹ” thực hiện cơ chế “Tự sao” tạo ra ADN “con”. Vậy cơ chế “Tự sao” diễn ra các sự kiện chính nào? Có sự tham gia của những yếu tố nào? Vai trò của các yếu tố đó trong tự sao của A DN. Tại sao kết quả tạo ra 2 ADN “con” lại giống ADN “mẹ”? … Từ đó phân tích cụ thể:

+ Các yếu tố thuộc hệ thống là tháo xoắn và tách mạch phân tử ADN “mẹ”; tổng hợp các mạch ADN mới, hình thành 2 phân tử ADN “con”; ADN khuôn mẫu, các enzim, các prôtêin; nguyên tắc bổ sung, nguyên tắc bán báo

toàn, nguyên tắc khuôn mẫu…

+ Các yếu tố trên liên hệ mật thiết với nhau đảm bảo cho quá trình nhân đôi ADN được diễn ra nhờ đó chức năng của ADN được thực hiện.

+ Quá trình nhân đôi của ADN là cơ sở đảm bảo quá trình truyền đạt thông tin di truyền một cách chính xác qua các thế hệ tế bào.

Bước 3: Xác định các KN

KN tổng quát là “Tự sao”; các KN có liên quan: ADN “mẹ”, ADN “con”, nuclêôtit, ADN khuôn mẫu, enzim, nguyên tắc bổ sung, nguyên tắc bán bảo tồn, đoạn Okazaki, tổng hợp mạch mới, tổng hợp đoạn mồi, mạch tổng hợp liên tục, mạch tổng hợp gián đoạn…

Bước 4: Xác định mối quan hệ giữa các KN

Tìm mối quan hệ giữa các KN là tìm các từ nối phù hợp giữa các KN, ví dụ thành phần tham gia là từ nối thể hiện mối quan hệ giữa KN khái quát “Tự sao” với các KN là nuclêôtit, ADN khuôn mẫu, enzim...

Bước 5: Thiết kế BĐKN sơ bộ (phụ lục 1.3)

Ở bước này, nếu sử dụng phần mềm Cmap Tools cần chú ý đến việc liên kết các nguồn dữ liệu: hình ảnh, viđeo, các nội dung nâng cao hay hướng dẫn sử dụng và khai thác BĐKN.

Bước 6: Chỉnh sửa và hoàn thiện BĐKN

Kiểm tra lại bản đồ về cấu trúc, nội dung, hình thức để có thể có những thay đổi cần thiết cho phù hợp.

2.3.2. Hệ thống các BĐKN đã thiết kế phần Di truyền học (Sinh học 12)

Việc thiết kế các BĐKN cần sử dụng các nguồn thông tin và nguồn dữ liệu phù hợp. Việc tìm kiếm nguồn thông tin và dữ liệu cần lựa chọn sao cho dễ dùng, dễ quan sát, dễ hiểu. Các thông tin bổ sung cần phải cập nhật được các kiến thức mới. Vì vậy ngoài tài liệu SGK, sách GV [20], [21], [22], [40], [41], [42], [43] thì cần tham khảo thêm các tài liệu chuyên ngành [34], [35] và

cuốn SH của tác giả Campbell cùng cộng sự [8].

Việc thiết kế BĐKN trước hết cần phải thiết kế BĐKN tổng quát của chương, nhằm giúp người học có thể hình dung toàn bộ hệ thống KN của chương cũng như mối quan hệ giữa các KN. Tiếp theo là thiết kế các BĐKN chi tiết ở từng bậc KN, các BĐKN chi tiết sẽ chuyển thành các dạng khác nhau như: BĐKN hoàn chỉnh, BĐKN khuyết, khuyết hỗn hợp, BĐKN câm… để sử dụng vào các khâu của quá trình DH.

Các BĐKN được xây dựng dựa trên quan điểm tiếp cận cấu trúc hệ thống với mục đích nhằm cung cấp một tài liệu hỗ trợ cho GV và HS trong quá trình dạy và học, do vậy các KN được sử dụng trong bản đồ là các KN nằm trong chương trình và nội dung phần Di truyền học của SH 9 và SH 12.

Sản phẩm khoa học là 12 BĐKN thuộc chương 1, chương 2 phần DTH. Các BĐKN này đã được kiểm tra giá trị khoa học bởi các chuyên gia ( bảng 2.3).

Bảng 2.3. Các BĐKN đã thiết kế trong chương 1 , 2 phần DTH.

Loại KN

Các BĐKN đã thiết kế
KN về cấu trúc	1. BĐKN “Gen” 2. BĐKN “Nhiễm sắc thể”
KN về hiện tượng, quá trình	3. BĐKN “Các cơ chế di truyền” 4. BĐKN “Nhân đôi của ADN” 5. BĐKN “Phiên mã” 6. BĐKN “Dịch mã” 7. BĐKN “Các loại biến dị” 8. BĐKN “Đột biến gen” 9. BĐKN “Đột biến số lượng nhiễm sắc thể”
KN về quy luật	10. BĐKN “Các quy luật di truyền trong nhân” 11. BĐKN “Quy luật phân ly” 12. BĐKN “Các quy luật di truyền liên kết với giới tính”