Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Nghiên cứu Giáo dục, Tập 33, Số (2017) 65-69 Tích hợp kiến thức Di truyền học dạy học Tiến hóa (Sinh học 12) Trịnh Văn Thành1, Nguyễn Thế Hưng2,* Trường THPT Nguyễn Khuyến, Hà Nam, Việt Nam Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội, 41A Phú Diễn, Bắc Từ Liêm, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 26 tháng năm 2016 Chỉnh sửa ngày 08 tháng năm 2016; Chấp nhận đăng ngày 15 tháng 03 năm 2017 Tóm tắt: Di truyền học đưa số chứng gián tiếp nguyên nhân chế tiến hóa, đặt móng cho tích hợp Di truyền học Tiến hóa dạy học Sinh học Bài báo phân tích số ví dụ minh hoạ cho việc xác định mục tiêu, lựa chọn nội dung tích hợp, xác định mức độ tích hợp thiết kế học dạy học phần Tiến hóa (Sinh học 12) thơng qua tích hợp kiến thức Di truyền học Phương pháp không giúp người học hiểu rõ chất tượng sinh học mà giúp họ phát triển kĩ học tập phát triển kĩ giải vấn đề sống Từ khóa: Dạy học Sinh học; Dạy học Tiến hóa, Dạy học tích hợp; Sinh học 12 Trong Giáo dục, tích hợp (Integration) hiểu hành động liên kết đối tượng nghiên cứu, giảng dạy, học tập lĩnh vực vài lĩnh vực khác kế hoạch dạy học [1].* Ngày nay, xu hướng tích hợp thực nhiều bình diện, nhiều cấp độ trình phát triển chương trình giáo dục [2] Chương trình xây dựng theo quan điểm tích hợp, trước hết dựa quan điểm giáo dục nhằm phát triển lực người học (Rogier, 1996) [3] Ở Việt nam, chủ trương lớn Bộ Giáo dục Đào tạo công đổi toàn diện giáo dục đào tạo xây dựng chương trình phổ thơng theo hướng tích hợp mơn học Vì vậy, việc vận dụng quan điểm tích hợp vào dạy học khơng vấn đề cần thiết, mà thách thức người dạy người học Trong chương trình THPT hành, mơn Sinh học gồm nhiều phân mơn với kiến thức sâu, rộng Vì cách tốt là, phát triển chương trình đào tạo, người dạy phải biết sử dụng chủ đề cốt lõi để khâu nối phân mơn lại với cách hệ thống Trong báo này, chúng tơi phân tích số ví dụ minh họa cho việc xác định mục đích tích hợp, lựa chọn nội dung tích hợp, xác định mức độ tích hợp tổ chức dạy học tích hợp dạy học Tiến hóa (Sinh học 12) việc sử dụng kiến thức Di truyền học Cơ sở khoa học việc tích hợp kiến thức Di truyền học dạy học Tiến hóa Để chứng minh cho q trình tiến hóa, người ta phải sử dụng chứng trực _ * Tác giả liên hệ ĐT.: 84-977385080 Email: hung.dhqg@gmail.com 65 66 T.V Thành, N.T Hưng / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Nghiên cứu Giáo dục, Tập 33, Số (2017) 65-69 tiếp gián tiếp Nếu chứng trực tiếp cho phép ta xác minh kiện tiến hóa chứng gián tiếp lại sở quan trọng cho hiểu biết nguyên nhân chế tiến hóa Di truyền học chứng gián tiếp, có đóng góp quan trọng cho phát triển học thuyết tiến hóa đại Trước đây, Darwin sở khái quát kiện trực tiếp xây dựng thành công quan điểm phát triển lịch sử giới hữu Tuy nhiên, hạn chế trình độ khoa học đương thời, ông chứng minh cách thỏa đáng vấn đề nguyên nhân chế tiến hóa Phần lớn phản đối nhà khoa học thuyết Darwin xuất phát từ thiếu chứng thực nghiệm nguyên nhân chế tiến hóa Chính điều khiến cho học thuyết tiến hóa ơng có lúc rơi vào tình trạng khủng hoảng Từ Di truyền học đời, thiết lập mối quan hệ chặt chẽ với Tiến hóa Mối quan hệ này, trước hết xuất phát từ đối tượng nghiên cứu Di truyền học tìm hiểu chất tính biến dị di truyền - sở q trình tiến hóa Di truyền học khoa học thực nghiệm Các cơng trình nghiên cứu mặt thực nghiệm lí luận q trình di truyền tiến hóa chứng minh tính đắn học thuyết Darwin, đặc biệt di truyền học quần thể Cùng với phát triển Di truyền học, học thuyết tiến hóa Darwin ngày bổ sung, hồn thiện có nhiều bước phát triển Những luận điểm thuyết tiến hóa đại trở nên phù hợp với kiện Di truyền học, Phân loại học Cổ sinh học khiến người ta khơng thể nghi ngờ tính chất đắn chúng Sinh học 12 đề cập đến tượng di truyền biến dị, tiến hóa mối quan hệ Sinh thái học với tất cấp độ tổ chức sống (từ cấp độ phân tử đến cấp độ cá thể, quần thể, quần xã, hệ sinh thái sinh quyển) Vì vậy, người dạy tích hợp kiến thức Di truyền học vào tổ chức dạy học Tiến hóa để giúp người học vừa nắm vững kiến thức vừa vận dụng kiến thức cách hiệu 1.1 Dạy học phần Tiến hóa (Sinh học 12 THPT) việc tích hợp kiến thức Di truyền học Khi dạy học tích hợp, người dạy phải tuân theo quy trình chặt chẽ: Xác định mục đích tích hợp → Xác định nội dung tích hợp → Xác định mức độ tích hợp → Tổ chức dạy học theo nội dung tích hợp xác định Ví dụ 1: Dạy học nội dung "Thuyết tiến hóa trung tính" “Thuyết tiến hóa đại” (Sinh học 12) [4] ● Mục đích tích hợp: Trên sở người học nghiên cứu tượng đồng trội alen, đột biến gen, đột biến NST phần Di truyền học, người dạy đưa dẫn liệu Di truyền học liên quan để người học hiểu rõ chất Tính đa hình bổ sung học thuyết trung tính với học thuyết tiến hóa đại, học thuyết Darwin Thông qua cách tổ chức dạy học này, kiến thức sinh học hàn lâm cụ thể hóa tường minh qua việc phân tích ví dụ ● Tổ chức dạy học: Người dạy yêu cầu người học nghiên cứu SGK trình bày nội dung Thuyết tiến hóa trung tính M Kimura (Kimura để xuất quan niệm đại đa số đột biến cấp độ phân tử trung tính, nghĩa khơng có hại, khơng có lợi, chứng khơng chịu tác dụng chọn lọc tự nhiên) Người dạy bổ sung ví dụ nghiên cứu Harris, 1970 (Trên 59 mẫu biến dị chuỗi polipeptít anpha chuỗi polipeptit bêta T.V Thành, N.T Hưng / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Nghiên cứu Giáo dục, Tập 33, Số (2017) 65-69 phân tử hêmôglobin người, phát 43 mẫu khơng gây hậu sinh lí, mẫu có thay axit amin xảy gần nhân hem Chỉ có 11 trường hợp đột biến làm cho Hb có cấu trúc khơng bền, gây thiếu máu tiêu huyết mức độ khác nhau) yêu cầu người học phân tích dẫn liệu chứng minh cho Thuyết tiến hóa trung tính M Kimura Tại tiến hóa diễn cố định ngẫu nhiên đột biến trung tính, khơng liên quan tới tác dụng tích luỹ chọn lọc tự nhiên lại khơng phủ nhận thuyết tiến hóa Darwin? Sau tổ chức người học nghiên cứu sách giáo khoa tượng đa hình cân bằng, người dạy yêu cầu người học trả lời hệ thống câu hỏi: 67 - Thế tượng đa hình? Bản chất tượng đa hình? Người dạy yêu cầu người học quan sát giải thích Bảng 1: Sự phân bố nhóm máu số quần thể người (Các alen IA, IB, Io nhũng alen trung tính mặt chọn lọc Trong quần thể người, tỉ lệ nhóm máu đặc trưng trì ổn định qua nhiều hệ Điều chứng tỏ đột biến trung tính trì ổn định quần thể không tác dụng chọn lọc tự nhiên mà có củng cố ngẫu nhiên đột biến trung tính) Ví dụ 2: Dạy học nội dung “Giao phối không ngẫu nhiên” “Các nhân tố tiên hóa” (Sinh học 12) [4] Bảng Sự phân bố nhóm máu số quần thể người Dân tộc Nga Ấn Độ Nhật Thổ dân úc Viêt Nam O 32,9 39,2 32,1 54,3 48,3 ● Mục đích tích hợp Thơng qua phân tích thay đổi cấu trúc di truyền quần thể tập di truyền học quần thể, người dạy giúp người học nắm vai trò giao phối khơng ngẫu nhiên tiến hóa: Mặc dù giao phối không ngẫu nhiên không làm thay đổi tần số alen coi nhân tố tiến hóa qua giao phối làm thay đổi thành phần kiểu gen quần thể Qua chọn lọc tự nhiên, tần số alen thành phần kiểu gen quần thể thay đổi Việc dạy học tích hợp giúp người học tự thu nhận kiến thức thông qua việc giải tập di truyền ● Tổ chức dạy học Người dạy đưa tập: Bảng biểu diễn thành phần kiểu gen quần thể qua hệ tự thụ phấn liên tiếp Tần số nhóm máu (%) A B AB 35,8 23,2 8,1 24,5 37,2 8,1 36,7 22,7 9,5 40,9 3,8 1,0 19,4 27,9 4,2 y Bảng Thành phần kiểu gen quần thể tự thụ phấn Thế hệ I II III AA 0,25 0,375 Aa 1,0 0,5 0,25 aa 0,25 0,375 - Hãy nhận xét thay đổi thành phần kiểu gen tần số alen quần thể - Tại giao phối khơng ngẫu nhiên lại coi nhân tố tiến hóa - Giả sử ví dụ trên, kiểu gen aa khơng có khả sinh sản điều xảy ra? Ví dụ 3: Dạy học nội dung “Nhân tố tiến hóa: Các yếu tố ngẫu nhiên” “Các nhân tố tiến hóa (Sinh học 12) [4] ● Mục đích tích hợp: Qua việc làm tập di truyền học quần thể để xác định tần số alen, thành phần kiểu gen quần thể qua hệ, từ người học có T.V Thành, N.T Hưng / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Nghiên cứu Giáo dục, Tập 33, Số (2017) 65-69 68 thể tự đưa nhận xét vai trò yếu tố ngẫu nhiên tiến hóa Vì vậy, người học khơng củng cố kiến thức, mà quan trọng hơn, người học rèn kĩ xử lí thơng tin tạo hứng thú học tập ● Tổ chức dạy học Người dạy yêu cầu người học làm tập di truyền quần thể: Kết nghiên cứu thay đổi thành phần kiểu gen quần thể qua hệ liên tiếp chịu tác động đột ngột nhiễm mặn nước biển tràn vào đồng ruộng ghi Bảng Xác định tần số alen quần thể qua hệ Từ đó, đưa nhận xét thay đổi Bảng Thành phần kiểu gen quần thể chịu tác động yếu tố ngẫu nhiên Thế hệ F1 F2 F3 F4 Kiểu gen AA 0,49 0,49 0,4 0,25 Kiểu gen Aa 0,42 0,42 0,2 0,5 Kiểu gen aa 0,09 0,09 0,4 0,25 Người dạy tổ chức người học trả lời hệ thống câu hỏi: - Yếu tố ngẫu nhiên có phải nhân tố tiến hóa khơng?Vì sao? - Việc thay đổi tần số alen thành phần kiểu gen quần thể ví dụ có theo hướng xác định khơng? Vì sao? - Cho ví dụ khác tác động yếu tố ngẫu nhiên? - Tác động yếu tố ngẫu nhiên có hiệu quần thể có kích thước nhỏ quần thể có kích thước lớn? Ví dụ 4: Dạy học nội dung “Nhân tố tiến hóa: Di nhập gen” “Các nhân tố tiến hóa” (Sinh học 12) [4] ● Mục đích tích hợp Người dạy sử dụng tập kiến thức di truyền học quần thể để giúp người học hiểu rõ chất thay đổi tần số alen thành phần kiểu gen quần thể q trình di nhập gen Đó lí tượng di - nhập gen xếp vào nhân tố tiến hóa vơ hướng Ngồi ra, việc tích hợp giúp người học phát triển kĩ phân tích, tổng hợp ● Tổ chức dạy học Người dạy tổ chức cho người học làm tập: Khi nghiên cứu tượng di - nhập gen quần thể, kết thu thành phần kiểu gen hai quần thể qua hệ ghi Bảng Dựa kết tính tốn, trả lời câu hỏi: - Nhận xét thay đổi tần số alen hai quần thể trên? - Hiện tượng Di - nhập gen có nhân tố tiến hóa khơng? Vì sao? Bảng Thành phần kiểu gen quần thể nghiên cứu di nhập gen Thế hệ F1 F2 F3 F4 Quần thể I Kiểu gen AA Aa aa 0,49 0,42 0,09 0,49 0,42 0,09 0,65 0,3 0,05 0,64 0,32 0,04 Thế hệ F1 F2 F3 F4 Quần thể II Kiểu gen AA Aa aa 0,64 0,32 0,04 0,64 0,32 0,04 0,6 0,2 0,2 0,49 0,42 0,09 Kết luận 1) Việc sử dụng kiến thức chuyên ngành khoa học dạy học Sinh học vừa xu hướng tất yếu, vừa phương pháp dạy học có hiệu Việc Di truyền học đưa chứng gián tiếp nguyên nhân chế tiến hóa coi sở khoa học quan trọng việc tích hợp kiến thức Di truyền học dạy học Tiến hóa 2) Khi tổ chức dạy học Tiến hóa qua việc sử dụng kiến thức Di truyền học, người dạy cần phải tuân thủ số nguyên tắc bản: Kiến thức tích hợp phải có mối quan hệ logic chặt chẽ với nội dung kiến thức học; Nội dung tích hợp phải đảm bảo tính vừa sức, có giá trị giúp người học hiểu tạo hứng thú cho người học; Người dạy cần giúp người học huy động cách tối đa, linh hoạt kiến thức học vào giải nhiệm vụ học tập 3) Việc sử dụng kiến thức Di truyền học dạy học phần Tiến hóa (Sinh học 12) không giúp người học hiểu rõ chất T.V Thành, N.T Hưng / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Nghiên cứu Giáo dục, Tập 33, Số (2017) 65-69 quy luật, tượng sinh học, mà giúp người học phát triển kĩ học tập, nâng cao lực giải vấn đề thực tiễn đời sống Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Thế Hưng, “Phương pháp phân tích nội dung sách giáo khoa để thiết kế giảng Sinh học”, Tạp chí Giáo dục, số 160 (2007) 39 69 [2] Đào Trọng Quang, “Biên soạn sách giáo khoa theo quan điểm tích hợp - Cơ sở lý luận số kinh nghiệm”, Tạp chí Nghiên cứu Giáo dục, số 11 (199) 24 [3] Xavier Roegiers, Khoa sư phạm tích hợp hay làm để phát triển lực nhà trường, (Đào Trọng Quang Nguyễn Ngọc Nhị dịch), NXB Giáo dục, Hà Nội, 1996 [4] Nguyễn Thành Đạt (Tổng Chủ biên), Sinh học 12, NXB Giáo dục, Hà Nội, 2003 Incorporating Genetics into the Teaching of “Evolution” (Grade 12 Biology) Trinh Van Thanh1, Nguyen The Hung2 HUNRE Hanoi University of Natural Resources and Enviroment VNU University of Education, 144 Xuan Thuy, Cau Giay, Hanoi, Vietnam Abstract: That Genetics offers some indirect proof about the cause and the mechanism of evolution lays the most essential foundation for the intergration of Genetics and Evolution in Biology teaching The paper analyzes a number of examples which illustrate the defining of the purpose, the choosing of the incorporation content, the setting of the level of incorporation and the designing of the lessons in teaching “Evolution” (Grade 12 Biology) with the integrating of Genetics knowledge This method does not only help learners fully and clearly understand the nature of biological phenomena, but also assists them in developing learning skills as well as ameliorating their problem-solving ability in real life Keywords: Teaching and learning Biology, teaching and learning “Evolution”, integrated teaching, Grade 12 Biology  ... việc tích hợp kiến thức Di truyền học dạy học Tiến hóa 2) Khi tổ chức dạy học Tiến hóa qua việc sử dụng kiến thức Di truyền học, người dạy cần phải tuân thủ số nguyên tắc bản: Kiến thức tích hợp. .. dạy tích hợp kiến thức Di truyền học vào tổ chức dạy học Tiến hóa để giúp người học vừa nắm vững kiến thức vừa vận dụng kiến thức cách hiệu 1.1 Dạy học phần Tiến hóa (Sinh học 12 THPT) việc tích. .. dụ 4: Dạy học nội dung “Nhân tố tiến hóa: Di nhập gen” “Các nhân tố tiến hóa (Sinh học 12) [4] ● Mục đích tích hợp Người dạy sử dụng tập kiến thức di truyền học quần thể để giúp người học hiểu