- Trang Chủ
- Sinh học
- Khái niệm then chốt và tổ chức dạy học các khái niệm di truyền học trong Chương trình giáo dục phổ thông mới
Xem mẫu
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM, ĐẠI HỌC HUẾ
KHÁI NIỆM THEN CHỐT VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CÁC KHÁI NIỆM
DI TRUYỀN HỌC TRONG CHƯƠNG TRÌNH GIÁO DỤC PHỔ THÔNG MỚI
PHẠM THỊ THANH NHÀN, VŨ THỊ THU THỦY, CHU HOÀNG MẬU *
Khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm, Đại học Thái Nguyên
*
Email.: chuhoangmau@tnu.edu.vn
Tóm tắt: Câu hỏi đặt ra cho việc tổ chức dạy học phần di truyền học (DTH) của
chương trình giáo dục phổ thông mới là những khái niệm nào là khái niệm then
chốt, khái niệm cốt lõi và tổ chức dạy học hệ thống các khái niệm DTH như thế
nào để phát triển ở học sinh (HS) năng lực nhận thức kiến thức, năng lực tìm tòi,
khám phá và vận dụng kiến thức sinh học vào thực tiễn. Trong nghiên cứu này,
gene, hoạt động của NST trong nguyên phân và giảm phân được xác định là các
khái niệm then chốt trong hệ thống các khái niệm di truyền học. Trong dạy học các
khái niệm DTH, điều quan trọng là tập trung vào khái niệm then chốt và tổ chức
dạy học theo chủ đề tích hợp. Dạy học thông qua đề tài nghiên cứu khoa học
(NCKH) hoặc theo mô hình và con đường NCKH thể hiện sự tích hợp mạnh các tri
thức sinh học và tri thức các môn khoa học liên quan. Để nâng cao hiệu quả dạy
học DTH, năng lực chuyển hóa tri thức nghiên cứu thành tri thức dạy học và năng
lực tin sinh học cần được hình thành và phát triển ở người giáo viên sinh học phổ
thông hiện nay.
Từ khóa: Dạy học tích hợp, dạy học theo chủ đề, khái niệm di truyền học, khái
niệm then chốt, năng lực sinh học.
1. MỞ ĐẦU
Trong chương trình giáo dục phổ thông mới, nội dung cốt lõi của môn Sinh học được
thiết kế theo mức độ tổ chức sự sống, gồm các mức phân tử, tế bào, cơ thể, quần thể, quần xã,
sinh quyển. Các mạch nội dung kiến thức được thể hiện qua các lớp học bao gồm: sinh học
phân tử, sinh học tế bào, sinh học vi sinh vật và virus, trao đổi chất và chuyển hóa năng
lượng, sinh trưởng và phát triển, cảm ứng, sinh sản, di truyền học, tiến hóa, sinh thái học và
môi trường, sinh học và sự phát triển bền vững, sinh học trong tương lai, trong đó DTH được
bố trí ở lớp 12. Trong bối cảnh hiện nay, nền giáo dục phổ thông nước ta đã chuyển sang cách
thức tổ chức dạy học theo định hướng phát triển năng lực, chương trình giáo dục phổ thông
mới đặt ra yêu cầu hình thành và phát triển ở HS các năng lực chung, cốt lõi bao gồm: năng
lực tự chủ và tự học, năng lực giao tiếp và hợp tác, năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo (Bộ
Giáo dục và Đào tạo, 2017). Đối với môn Sinh học, HS được hình thành và phát triển năng
lực sinh học, gồm năng lực nhận thức kiến thức sinh học, năng lực tìm tòi, khám phá tự nhiên
dưới góc độ sinh học, năng lực vận dụng kiến thức sinh học vào thực tiễn (Bộ Giáo dục và
Đào tạo, 2018). Năng lực nhận thức kiến thức sinh học là cơ sở và nền tảng cho sự phát triển
năng lực tìm tòi khám phá tự nhiên và năng lực vận dụng kiến thức sinh học. Nội dung phần
DTH có nhiều cơ hội phát triển năng lực sinh học cho HS Trung học phổ thông. Một số
hướng tiếp cận năng lực nhận thức kiến thức DTH đã được thảo luận. Courtois và Handel
(1998) đã đề xuất cách tiếp cận hợp tác để cung cấp nguồn thông tin di truyền từ các cơ sở dữ
liệu, thư viện và các nhà khoa học, đề xuất vị trí của các thông tin di truyền trong chiến lược
giảng dạy DTH ở trường trung học (Banet và Ayuso, 2000), thiết kế các tiêu chí cho việc dạy
và học di truyền học, đó là liên kết giữa mức độ tế bào và phân tử; gắn kết giữa giảm phân với
di truyền; phân biệt dòng tế bào soma và tế bào mầm trong chu kỳ sống; hoạt động khảo sát
20
- BÁO CÁO KHOA HỌC HỘI THẢO KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ 1
của HS về quan hệ giữa các mức độ tổ chức sự sống (Knippels et al, 2010); nghiên cứu thay
đổi mô hình giáo dục các môn khoa học, từ giảng dạy bằng sự cung cấp các sự kiện, hiện
tượng đến học tập tích cực, khả năng lập luận logic, hấp dẫn và đánh giá thường xuyên
(Fischer, 2011). Trong dạy học các kiến thức DTH hiện nay, Smith và Wood (2016) đã nhấn
mạnh rằng: cần tập trung vào phương pháp thực hành trong giảng dạy DTH như cách tiếp cận
nghiên cứu khoa học. Trong nghiên cứu của mình, Lê Đình Trung (2018) đã chỉ ra rằng, bản
chất của dạy học theo chủ đề là dạy học tích hợp để hình thành, phát triển các năng lực chung
và năng lực chuyên biệt cho học sinh, đồng thời tác giả đã trình bày việc xây dựng các chủ đề
để thực hiện dạy học tích hợp trong các quy luật di truyền nhằm minh họa cho nhận xét trên.
Tuy nhiên, nghiên cứu này chưa xác định được đơn vị kiến thức chủ chốt, để từ đó có thể thay
đổi cách tổ chức dạy học DTH theo hướng tích cực và hiệu quả hơn trong bối cảnh lượng
thông tin về DTH và ứng dụng của nó có tốc độ tăng chóng mặt.
Theo tiếp cận năng lực, mạch nội dung của phần DTH trong chương trình giáo dục phổ
thông môn Sinh học đã được thiết kế theo các mức độ tổ chức sự sống. Câu hỏi đặt ra là
những khái niệm nào là khái niệm then chốt (the key concepts), khái niệm cốt lõi (the core
concepts), những đơn vị kiến thức nào là chủ chốt (the key knowledge units) để từ đó bằng tư
duy logic, bằng năng lực tìm tòi, khám phá có thể nhận thức được bản chất của các khái niệm,
các tổ hợp kiến thức liên quan. Trong bài viết này, chúng tôi thảo luận về các khái niệm then
chốt và đề xuất cách thức tổ chức dạy học các khái niệm DTH trong chương trình giáo dục
phổ thông mới.
2. NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
2.1. Khái niệm then chốt trong phần di truyền học phổ thông
Ở mức phân tử, các khái niệm có thể tóm lược trong 4 nhóm, cụ thể là:
(i) Nhóm khái niệm về gene và ứng dụng, bao gồm: gene, biểu hiện gene (hiện tượng,
quá trình và sản phẩm biểu hiện gene), hệ gene, giải mã hệ gene.
(ii) Nhóm khái niệm về tính quy luật di truyền của các gene, bao gồm: các gene phân ly
và phân ly độc lập, gene liên kết và gene hoán vị, gene liên kết với giới tính, tương tác giữa
các sản phẩm của gene, bản chất của tính trội, lặn và tính trạng trung gian, gene ngoài nhân.
(iii) Nhóm khái niệm đột biến gene (đột biến gen nhân, đột biến gen ngoài nhân).
(iv) Nhóm khái niệm công nghệ gene, bao gồm tách dòng gene, kỹ thuật biểu hiện gene,
công nghệ DNA tái tổ hợp, chuyển gen, liệu pháp gene.
Như vậy, ở mức phân tử, gene là khái niệm then chốt. Từ khái niệm gene, bằng tư duy
và bằng sự tìm tòi, phát hiện có thể nhận thức được các khái niệm liên quan (Hình 1).
Các gene phân bố trên nhiễm sắc thể (NST) và sự di truyền các gene cho thế hệ sau gắn
liền với sự phân ly, tổ hợp của NST trong phân bào. Chính vì vậy, nhóm khái niệm ở mức
NST thể hiện cơ chế di truyền của các gene qua các thế hệ cũng như sự phát sinh đột biến ở
cấp độ này.
(i) Nhóm khái niệm về hoạt động của NST trong nguyên phân: Sự tự nhân đôi của NST,
sự phân ly bình thường và phân ly không bình thường của NST.
Sự phân ly bình thường của các NST trong nguyên phân đảm bảo sự di truyền các gene
trên NST qua các thế hệ tế bào. Rối loạn phân bào và rối loạn phân ly NST trong nguyên phân
làm phát sinh đột biến NST.
(ii) Nhóm khái niệm về hoạt động của NST trong giảm phân. Sự trao đổi chéo của NST,
sự phân ly và tổ hợp của các NST trong giảm phân.
21
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM, ĐẠI HỌC HUẾ
Công nghệ gene
Di truyền tương
tác gene
Gene RNA Protein
(DNA) Di truyền phân ly
Quá trình biểu hiện gene và phân ly độc lập
NST phân li và tổ hợp
trong giảm phân
Di truyền liên kết
Gene plasmid và hoán vị gen
Di truyền Gene
ngoài NST Gene ty thể GENE trên
Gene lục lạp NST Di truyền liên kết
với giới tính
Hệ gene NST phân li trong
Di truyền tế bào
nguyên phân
và cá thể
Giải mã hệ gene
Hình 1. Gene là khái niệm then chốt (sơ đồ do nhóm tác giả thiết kế)
Sự trao đổi chéo giữa hai trong bốn chromatid của cặp NST kép tương đồng dẫn đến
hoán vị gene. Sự phân ly và tổ hợp của các NST trong giảm phân làm cho các gene trên NST
đi vào giao tử, tạo ra các tổ hợp gene khác nhau. Đây chính là cơ chế đảm bảo sự di truyền
các gene mang tính quy luật. Sự rối loạn giảm phân và rối loạn sự phân ly của NST trong
giảm phân đã làm phát sinh các đột biến NST.
Sự phân chia tế bào chất trong phân bào cũng là cơ chế đảm bảo cho các plasmid, ty thể,
lục lạp truyền lại cho thế hệ tế bào kế tiếp và đi vào các giao từ, di truyền cho các thế hệ cơ
thể con cháu.
Như vậy, ở mức tế bào, nguyên phân và giảm phân là khái niệm then chốt, trong đó sự
kiện quan trọng là sự tự nhân đôi, phân ly, tổ hợp của các NST; sự nhân đôi của DNA,
plasmid, ty thể, lục lạp (Hình 2).
Khái quát hơn theo hướng tiếp cận tổ chức dạy học các chủ đề tích hợp trong phần di
truyền học, các khái niệm gene, hoạt động của NST trong nguyên phân và hoạt động của NST
trong giảm phân được xác định là những khái niệm then chốt trong hệ thống các khái niệm
DTH. Trong cuốn sách DTH phổ thông, Lê Đình Lương (2018) đã tổng kết kinh nghiệm
nghiên cứu và giảng dạy di truyền học, với 9 câu hỏi đặt ra, tác giả đưa ra công thức: “DTH =
Gene + Phân bào” để nhấn mạnh hai khái niệm cụ thể phản ánh rõ chức năng của di truyền
học. Chúng tôi đồng tình với nhận xét này của tác giả. Tuy nhiên, cũng cần làm rõ hơn hệ
thống các khái niệm DTH và sự kết nối giữa chúng để chỉ ra khái niệm cốt lõi, then chốt và
cách thức tổ chức dạy học các khái niệm này theo hướng quan tâm đến sự phù hợp với đối
tượng học sinh phổ thông.
22
- BÁO CÁO KHOA HỌC HỘI THẢO KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ 1
Tính quy luật của hiện tượng di truyền
Di truyền các gene qua Di truyền gene Các gene phân
các thế hệ tế bào Hoán vị gene
ngoài NST ly và tổ hợp
NST phân ly bình thường Sự phân ly, tổ Sự trao đổi
trong nguyên phân hợp của NST chéo của NST
trong GP trong GP
NGUYÊN
PHÂN,
GiẢM
PHÂN
Rối loạn giảm Rối loạn trao
Rối loạn nguyên phân, rối phân, rối loạn đổi chéo của
loạn phân ly NST phân của NST NST
Đột biến gene
Đột biến NST Đột biến NST
ngoài NST
Tính quy luật của hiện tượng biến dị
Hình 2. Nguyên phân, giảm phân là các khái niệm then chốt (sơ đồ do nhóm tác giả thiết kế)
2.2. Tổ chức dạy học các khái niệm di truyền học phổ thông
Mối liên quan giữa các khái niệm DTH trong sơ đồ ở hình 1 và hình 2 đã gợi ý cách thức
tổ chức dạy học bằng các chủ đề theo hướng tích hợp, bằng lối suy diễn lý thuyết đối với các
khái niệm liên quan. Hiệu quả về thời gian và chất lượng dạy học cũng như năng lực nhận thức
kiến thức sinh học, năng lực tìm tòi, khám phá ưu việt hơn các hình thức tổ chức dạy học truyền
thống. Khung dạy học chung cho cách thức tổ chức này gồm một số hoạt động chính như: (1)
Hình thành và phát triển khái niệm then chốt; (2) Xây dựng các chủ đề dạy học; (3) Tổ chức
hoạt động dạy học theo chủ đề tích hợp; (4) Đánh giá năng lực của người học.
Hình 1 và hình 2 thể hiện các khái niệm gene, nguyên phân, giảm phân là những khái
niệm then chốt, cốt lõi trong phần DTH phổ thông. Việc tổ chức dạy học hiệu quả các khái
niệm này là cơ sở để phát triển các khái niệm liên quan. Ví dụ, khái niệm gene được phát triển
theo cách dạy học suy diễn từ khái niệm hiện tượng biểu hiện gene (gene expression) trong tế
bào sống, trong đó gồm khái niệm quá trình biểu hiện gene, sản phẩm biểu hiện gene, đánh
giá mức độ biểu hiện gene để suy diễn khái niệm gene. Từ đó và tiếp tục thực hiện theo con
đường này hình thành khái niệm hệ gene và giải mã hệ gene. Trên sơ đồ hình 3 về hiện tượng
biểu hiện gene trong tế bào cho thấy, quá trình biểu hiện gene trải qua hai giai đoạn phiên mã
và dịch mã, giai đoạn phiên mã tạo ra sản phẩm là RNA và giai đoạn dịch mã tạo ra sản phẩm
là protein. Như vậy, sản phẩm biểu hiện của gene là RNA và protein. Dễ dàng thấy, gene là
một đoạn (trình tự) DNA/RNA chứa thông tin mã hóa cho một loại sản phẩm cụ thể là
protein, tRNA, rRNA.
23
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM, ĐẠI HỌC HUẾ
Chủ đề gene tiếp tục được phát triển thông qua đặc điểm cấu trúc của gene, phân biệt
các loại gene về cấu trúc và chức năng, đặc tính của gene,… phân biệt gene với các vùng
DNA,... có chức năng liên quan đến biểu hiện gene, như promoter, operator, enhancer. Khái
niệm biểu hiện gene cũng làm cơ sở cho tổ chức dạy học các khái niệm, chủ đề điều hòa biểu
hiện gene, kỹ thuật biểu hiện gene, công nghệ DNA tái tổ hợp…
Sản phẩm biểu hiện gene
Gene RNA Protein
Phiên mã Dịch mã
(DNA)
Quá trình biểu hiện gene
Hình 3. Sơ đồ hiện tượng biểu hiện gene trong tế bào (do nhóm tác giả thiết kế)
Từ khái niệm gene hình thành khái niệm hệ gene. Các gene trong tế bào lập thành hệ
gene (genome), bao gồm tất cả các đoạn DNA trên NST, trên DNA ngoài NST (plasmid, ty
thể, lục lạp) chứa thông tin cho sản phẩm là protein, tRNA, rRNA. Chủ đề hệ gene được phát
triển thông qua khái niệm giải mã hệ gene và tìm hiểu dự án giải mã hệ gene người.
Gene phân bố trên NST và gene plasmid, gene ty thể, gene lục lạp. Vì vậy, từ khái niệm
gene giáo viên có thể xây dựng các chủ đề dạy học tích hợp, đó là: Gene ngoài NST, hoạt
động của NST trong nguyên phân và hoạt động của NST trong giảm phân để khảo sát tính
quy luật của hiện tượng di truyền; làm rõ khái niệm hoạt động của NST trong nguyên phân và
giảm phân, và khi rối loạn quá trình nguyên phân, giảm phân làm cho các hoạt động của NST
diễn ra không bình thường dẫn đến đột biến (Hình 2). Do đó, tiếp cận chủ đề về sự hoạt động
không bình thường của NST trong nguyên phân và giảm phân để khảo sát tính quy luật của
hiện tượng biến dị ở sinh vật.
2.3. Đề xuất chỉnh sửa một số thuật ngữ trong phần Di truyền học
Trong Chương trình giáo dục phổ thông môn Sinh học, một số thuật ngữ cần được Việt
hóa và thể hiện tính hội nhập. Ở phần DTH có thể nêu ra một số thuật ngữ và chỉnh sửa theo
hướng chuẩn xác và cập nhật. Thuật ngữ “tự nhân đôi ADN” sửa thành tái bản DNA (DNA
replication); “locut” sửa thành locus (locus); “hoạt động gen” sửa thành biểu hiện gene (gene
expression); “thể truyền (trong kỹ thuật gen)” sửa thành vector (vector).
Cùng với các thuật ngữ có thể nêu ra một số khái niệm cần phân biệt và làm rõ bản chất,
đó là bản chất của tương tác gene; bản chất của tính trạng trội, lặn, trung gian; hiện tượng biểu
hiện gene và kỹ thuật biểu hiện gene; kỹ thuật tách dòng, kỹ thuật biểu hiện gene và công
nghệ DNA tái tổ hợp; vector tách dòng và vector biểu hiện; biến nạp gene, chuyển gene, tế
bào tái tổ hợp và sinh vật chuyển gene.
Khi nói đến gene là một đoạn DNA hay một trình tự cần phải hiểu gene có thể chia làm
3 vùng: đầu, mã hóa và kết thúc, chứ không chỉ tính từ mã mở đầu đến mã kết thúc. Nói đến
một trình tự là gene luôn gắn với một sản phẩm cụ thể là protein, rRNA, tRNA. Sự tương tác
giữa các gene alen và giữa các gene không alen thực chất là sự tương tác giữa các sản phẩm
protein của gene. Các gene phân bố trên NST, sự phân ly, tổ hợp của NST là cơ chế di truyền
các gene trên NST, chính vì vậy cơ sở của hiện tượng tương tác gene là sự phân ly và tổ hợp
của NST trong giảm phân, thụ tinh và sự tương tác giữa các sản phẩm của gene.
Bản chất phân tử của tính trạng trội, lặn và trung gian được giải thích bằng sự tương
quan giữa sản phẩm của gene trội và gene lặn. Đối với các gene mà sản phẩm là enzyme thì
được giải thích theo quan điểm đột biến (ví dụ, tính trạng màu sắc hoa). Đột biến gene làm
24
- BÁO CÁO KHOA HỌC HỘI THẢO KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ 1
biến đổi trung tâm hoạt động của enzyme dẫn đến làm mất hoặc giảm sự tương tác giữa
enzyme và cơ chất và không tạo ra sản phẩm chuyển hóa, hoặc tạo được ít sản phẩm chuyển
hóa. Sự tương tác giữa sản phẩm chuyển hóa hình thành tính trạng trung gian.
Trong công nghệ gene, các kỹ thuật tách dòng phân tử được phân biệt với kỹ thuật biểu
hiện gene. Tách dòng phân tử (molecular cloning) là kỹ thuật khuếch đại đoạn DNA (gene,
cDNA ngoại lai) trong tế bào chủ, tạo ra số lượng lớn bản sao trình tự đó. Biểu hiện gene là
thao tác kỹ thuật làm cho gene ngoại lai biểu hiện trong tế bào chủ và sản phẩm tạo ra là
protein tái tổ hợp. Khái niệm kỹ thuật biểu hiện gene và hiện tượng biểu hiện gene trong tế
bào sống có những điểm giống nhau là đều tạo ra sản phẩm là protein. Tuy nhiên, hiện tượng
biểu hiện gene là quá trình sinh học tự nhiên xảy ra trong tế bào, còn kỹ thuật biểu hiện gene
là những thao tác kỹ thuật để gene ngoại lai biểu hiện trong tế bào chủ. Trong kỹ thuật gene,
khái niệm vector được sử dụng phổ biến. Vector là phân tử DNA có cấu trúc vòng hay không
vòng (là plasmid hay đoạn DNA của virus) có khả năng xâm nhập vào tế bào chủ, tái bản và
biểu hiện ở tế bào chủ. Ở đây, cần phân biệt vector tách dòng với vector biểu hiện cả về cấu
trúc và chức năng. Vector tách dòng được sử dụng trong kỹ thuật tách dòng phân tử để
khuếch đại đoạn DNA ngoại lai trong tế bào chủ; còn vector biểu hiện sử dụng trong kỹ thuật
biểu hiện gene với mục đích biểu hiện gene ngoại lai trong tế bào chủ.
Khái niệm công nghệ DNA tái tổ hợp được hiểu là quy trình kỹ thuật được thiết lập dựa
trên nguyên lý tái tổ hợp DNA và nguyên lý biểu hiện gene tạo ra sản phẩm là DNA tái tổ hợp
và protein tái tổ hợp ở quy mô lớn. Kỹ thuật tách dòng phân tử tạo ra một lượng lớn DNA tái
tổ hợp làm nguyên liệu cho các kỹ thuật phân tích gene, biểu hiện gene và kỹ thuật biểu hiện
gen tạo ra protein tái tổ hợp. Trong công nghệ DNA tái tổ hợp, sản phẩm cuối cùng được
quan tâm phục vụ đời sống xã hội là protein tái tổ hợp. Protein tái tổ hợp được phân tích cấu
trúc, đặc tính và thử nghiệm chức năng, đánh giá sự an toàn trong sử dụng và cuối cùng đưa
vào sản xuất ở các quy mô khác nhau để tạo ra sản phẩm phục vụ sản xuất và đời sống.
Khái niệm biến nạp gene được sử dụng khi đưa (chuyển) gene ngoại lai vào tế bào chủ
bằng các thao tác kỹ thuật. Tế bào chủ (vi khuẩn, nấm men, nấm sợi…) tiếp nhận gene ngoại
lai được gọi là tế bào tái tổ hợp, vì chúng chứa DNA tái tổ hợp. Khái niệm chuyển gene được
sử dụng khi đưa gene trực tiếp hoặc gián tiếp vào cơ thể động vật hoặc thực vật.
Chuyển gene (gene transfer, transgenic technique) là hệ thống các thao tác kỹ thuật đưa
gene ngoại lai (gene chuyển) vào mô tế bào thực vật hoặc động vật (vật liệu nhận gene), bằng
chọn lọc và tái sinh tạo ra sinh vật được chuyển gene. Gene chuyển (transgene) hay gen ngoại lai
có nguồn gốc từ cơ thể có thể cùng loài hay khác loài với tế bào nhận. Gene chuyển có thể được
phân lập từ các tế bào sống hoặc được thiết kế, tổng hợp nhân tạo dựa theo trình tự gene có sẵn
trên GenBank. Gene chuyển phải có mặt trong tất cả các tế bào của cơ thể nhận, được di truyền và
biểu hiện ở các thế hệ cơ thể. Khái niệm chuyển gene được hiểu đầy đủ như vậy, nếu thiếu một
trong các thành tố thì chưa gọi là chuyển gene. Khái niệm sinh vật chuyển gene thường gắn với
thực vật và động vật chuyển gene, rất ít khi gọi là “vi khuẩn chuyển gene”, “nấm men chuyển
gene” mà thường gọi là vi khuẩn tái tổ hợp hay nấm men tái tổ hợp. Chuyển gene được phân biệt
với liệu pháp gene. Liệu pháp gene (gene therapy) được hiểu là kỹ thuật thay thế gene đột biến
gây bệnh bằng gene lành, hoặc làm bất hoạt gene gây bệnh, hay đưa một gene vào cơ thể để
chống lại gene gây bệnh.
Sự phân biệt rõ các khái niệm, sự minh bạch và chính xác trong dạy học khái niệm sẽ
tạo nền tảng cho phát triển ở HS các năng lực nhận thức, tìm tòi khảm phá và vận dụng các
kiến thức sinh học.
25
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM, ĐẠI HỌC HUẾ
2.4. Tổ chức dạy học chủ đề di truyền học theo cách tiếp cận nghiên cứu khoa học
Trong dạy học sinh học (DHSH), tổ chức dạy học theo tiếp cận NCKH được hiểu ở cả
hai khía cạnh, đó là dạy học theo mô hình, logic nghiên cứu khoa học (NCKH), và sử dụng đề
tài NCKH làm phương tiện để tổ chức DHSH.
NCKH được hiểu là sự phát hiện bản chất sự vật và hiện tượng hoặc sáng tạo phương
pháp mới và phương tiện kỹ thuật mới để làm biến đổi sự vật phục vụ cho mục tiêu của con
người. NCKH đảm bảo tính mới và tính sáng tạo. Tổ chức đề tài hay dự án khoa học là hoạt
động nghiên cứu tạo ra tri thức mới, có tính chất phát minh, phát hiện, đó là sự khám phá bản
chất và tính quy luật của sự vật hiện tượng tồn tại một cách khách quan. Ở đây, cũng cần phân
biệt với đề tài hay dự án kỹ thuật, đó là một giải pháp kỹ thuật mới về nguyên lý kỹ thuật, tính
sáng tạo và áp dụng được (sáng chế). Xây dựng và thực hiện một đề tài NCKH sinh học được
bắt đầu từ sự trải nghiệm bằng quan sát thực tiễn, nghiên cứu tài liệu để lựa chọn chủ đề, thảo
luận và thu hẹp chủ đề để đặt câu hỏi nghiên cứu, lập giả thuyết khoa học, thực nghiệm kiểm
chứng giả thuyết, phân tích kết quả và rút ra kết luận. Nếu giả thuyết đúng thì viết báo cáo
kết quả nghiên cứu; nếu giả thuyết sai thì quay trở lại từ khâu giả thuyết khoa học. Như vậy,
việc lựa chọn chủ đề phù hợp với cách thức tổ chức dạy học bằng đề tài NCKH là rất quan
trọng. Tổ chức dạy học bằng việc sử dụng đề tài NCKH thể hiện rất rõ quan điểm tích hợp,
nâng cao năng lực tìm tòi, khám phá và năng lực vận dụng vào thực tiễn. Trong chương trình
giáo dục phổ thông mới, có thể xây dựng nhiều chủ đề dạy học thông qua thực hiện đề tài
NCKH. Ví dụ như các chủ đề đột biến NST, di truyền số lượng, di truyền quần thể… Đặc biệt
ở các chuyên đề học tập có lợi thế cho việc sử dụng cách thức tổ chức dạy học này. Có thể kể
đến việc xây dựng chủ đề “Nhân giống in vitro cây dược liệu” trong chuyên đề “Công nghệ tế
bào và các thành tựu”; chủ đề “Biểu hiện gene” trong chuyên đề “Sinh học phân tử”; chủ đề
“Hệ thực vật trong môi trường hạn hán” hoặc “Môi trường nhiễm mặn và hệ động - thực
vật”… Các đề tài NCKH được xây dựng thể hiện tính mới và sáng tạo, đó là những phát hiện
mới thông qua nghiên cứu và từ đó hình thành kiến thức mới ở học sinh. Điều này đòi hỏi ở
giáo viên không ngừng cải thiện năng lực NCKH. Dạy học thông qua thực hiện đề tài NCKH
thể hiện sự tích hợp mạnh các tri thức sinh học và tri thức các môn khoa học liên quan.
Cần phân biệt tổ chức dạy học bằng đề tài NCKH với kiểu dạy học khám phá dựa theo
mô hình và con đường NCKH. Hai kiểu dạy học này tương tự ở việc thực hiện theo quy trình
xây dựng và thực hiện một đề tài NCKH. Tuy nhiên, tổ chức dạy học theo mô hình và con
đường NCKH khác ở chỗ không có phát hiện mới, HS được thực hiện các công việc tìm tòi,
khám phá lặp lại con đường nghiên cứu của các nhà khoa học đã trải qua.
Hiện nay, có một số điểm cần nhấn mạnh trong viết sách giáo khoa, sách hướng dẫn và
tổ chức dạy học là dạy cho HS những tri thức mà nhân loại đã tìm ra và được tích lũy; các
hiện tượng sinh học phát hiện ở loài, nhóm sinh vật nào thì chỉ dừng lại ở loài, nhóm sinh vật
đó mà không nên khái quát cho cả giới sinh vật hoặc toàn bộ sinh giới. Để cập nhật kiến thức
trong dạy học sinh học, một cách tiếp cận mới đang được quan tâm hiện nay là sự chuyển hóa
tri thức nghiên cứu thành tri thức dạy học, sử dụng Tin sinh học (Bioinfomatics) là phương
tiện hỗ trợ đắc lực cho DHSH, đặc biệt đối với phần DTH. Đây chính là những năng lực mới
rất cần cho giáo viên sinh học phổ thông ngày nay.
3. KẾT LUẬN
Các khái niệm gene, hoạt động của NST trong nguyên phân và giảm phân được xác
định là các khái niệm then chốt trong hệ thống các khái niệm di truyền học. Trong tổ chức
DHSH, việc phân biệt và làm rõ bản chất của khái niệm là nền tảng phát triển ở HS các năng
26
- BÁO CÁO KHOA HỌC HỘI THẢO KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ 1
lực nhận thức, tìm tòi khám phá và vận dụng các kiến thức sinh học. Bước quan trọng trong
nguyên lý chung của cách thức tổ chức dạy học hệ thống các khái niệm DTH là hình thành và
phát triển khái niệm then chốt và xây dựng các chủ đề dạy học tích hợp. Dạy học theo chủ đề
được thực hiện bằng đề tài NCKH hoặc theo mô hình và con đường NCKH thể hiện sự tích
hợp mạnh các tri thức sinh học và tri thức các môn khoa học liên quan. Để nâng cao hiệu quả
dạy học khái niệm DTH, năng lực chuyển hóa tri thức nghiên cứu thành tri thức dạy học và
năng lực tin sinh học cần được hình thành và phát triển ở các giáo viên sinh học phổ thông
hiện nay.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Banet E, Ayuso E. (2000). Teaching genetics at secondary school : A strategy for teaching
about the location of inheritance information. Teaching Genetics, 314-351. John Wiley &
Sons, Inc.
[2] Bộ giáo dục và Đào tạo (2017). Chương trình giáo dục phổ thông: Chương trình tổng thể.
[3] Bộ giáo dục và Đào tạo (2018). Dự thảo chương trình giáo dục phổ thông môn sinh học.
[4] Courtois MP, Handel MA. (1998). A collaborative approach to teaching genetics
information sources. Research Strategies, 16(3), 211-220.
[5] Fischer CN (2011). Changing the Science Education Paradigm: From teaching Facts to
Engaging the Intellect. Yale Journal of Biology and Medicine, 84, 247-251.
[6] Kimberly Tanner and Deborah Allen (2006). Approaches to Biology Teaching and
Learning: On Integrating Pedagogical Training into the Graduat Experiences of Future
Science Faculty. CBE—Life Sciences Education 5, 1– 6.
[7] Knippels MCPJ, Waarlo AJ, Boersma KT (2010). Design criteria for learning and teaching
genetics, Journal of Biological Education 39(3), 108-112.
[8] Lê Đình Lương (2018). Di truyền học phổ thông. Nxb Khoa học và Kỹ thuật (72 trang).
[9] Lê Đình Trung (2018). Dạy học tích hợp bằng các chủ đề sinh học và ví dụ minh họa ở
phần di truyền học (Sinh học 12). Báo cáo khoa học về nghiên cứu và giảng dạy sinh học,
Hội nghị khoa học quốc gia lần thứ 3, Quy Nhơn 5/2018. NXB Khoa học tự nhiên và Công
nghệ, 1264-1271.
[10] Smith MK and Wood WB. (2016). Teaching Genetics: Past, Present, and Future. Genetics,
204, 5– 10.
Title: THE KEY CONCEPTS AND ORGANIZATION OF TEACHING AND LEARNING THE
GENETIC CONCEPTS IN THE NEW EDUCATION PROGRAM FOR GENERAL SCHOOLS
Abstract: The questions for the organization of teaching and learning genetics in the new education
program for general schools are what concepts are key concepts, core concepts, and how to teach these to
develop at students the capacity of knowledge cognition, exploration, discovery and application
biological knowledge in reality. In this work, concepts of gene, chromosomal activities in mitosis and in
meiosis have been identified as key concepts in the system of genetic concepts. In teaching the genetic
concepts, it is very important for us to focus on key concepts and organization teaching activities
following integrated themes. Teaching and learning through scientific projects or the model and pathway
of scientific research is a demonstration of the strong integration of the biological knowledge and the
knowledge of related other sciences. In order to improve the effectiveness of the genetic teaching, it is
very necessary to form and develop the capacity of transforming researching knowledge into teaching
knowledge and bioinformatics for the currently biological teachers in Vietnam.
Keywords: Biological capacity, integrated teaching, genetic concept, key concept, thematic teaching.
27
nguon tai.lieu . vn
