Luận án Vận dụng algorit sáng chế để tổ chức dạy học di truyền học (Sinh học 12 – trung học phổ thông)

ật nào? - Các quy luật di truyền này có mối quan hệ với nhau như thế nào? HS huy động các kiến thức đã học để trả lời các câu hỏi gợi ý của GV, tìm ra được logic kiến thức: - Về logic bản chất, các tính trạng do gen quy định, các quy luật di truyền trong nhân là do các gen trong nhân quy định, mối quan hệ giữa các gen trong nhân có thể xét trên hai khía cạnh, gen alen và gen không alen. Các gen tương tác sản phẩm với nhau để quy định tính trạng. Gen alen có thể tương tác theo kiểu trội lặn hoàn toàn, trội lặn không hoàn toàn, đồng trội hoặc gen gây chết, còn các gen không alen có thể tác động riêng rẽ hay tương tác, phối hợp với nhau để quy định tính trạng. Trong các gen tác động riêng rẽ thì tùy vào việc các cặp gen cùng nằm trên một NST hay nằm trên các NST khác nhau mà có những cách di truyền riêng. Các gen trong nhân có thể nằm trên NST thường hoặc nằm trên NST giới tính, việc nằm trên loại NST nào cũng tạo nên các quy luật di truyền khác nhau. - Từ mối quan hệ giữa các gen trong nhân, có nhiều quy luật di truyền do gen trong nhân chi phối: Quy luật phân li, quy luật phân li độc lập, quy luật di truyền tương tác gen, quy luật di truyền liên kết gen, quy luật di truyền liên kết với giới tính. Bước 3: Tổ chức HS tự xây dựng bản ghi algorit Để tổ chức HS tự thiết kế bản ghi algorit nhận biết các quy luật di truyền trong nhân, GV có thể hướng dẫn HS: (1) Liệt kê các dấu hiệu nhận biết của từng quy luật di truyền. (2) Sắp xếp các dấu hiệu riêng để nhận biết từng quy luật. HS có thể thảo luận nhóm hoặc làm việc cá nhân để thực hiện nhiệm vụ học tập. Về cơ bản, các quy luật di truyền có thể được nhận biết bằng các dấu hiệu riêng (hiện tượng của các quy luật) nên HS có thể dễ dàng xác định được các dấu hiệu bản chất để phân biệt các quy luật di truyền trong nhân sau khi đã trải qua bước 2. Tuy nhiên, tùy vào mức độ của HS, nếu các em gặp khó khăn, GV có thể gợi ý HS hoàn thiện bảng sau: Quy luật Dấu hiệu nhận biết Kết quả lai thuận – nghịch Biểu hiện tính trạng ở 2 giới Số cặp gen trên một cặp NST Số cặp gen quy định một cặp tính trạng MenĐen Tương tác gen Liên kết gen Liên kết với giới tính Sau khi hoàn thiện bảng, HS cần sắp xếp các dấu hiệu theo một trình tự hợp lí. Vai trò của GV trong hoạt động này là giúp đỡ các em khi các em gặp khó khăn. GV có thể hỏi các câu hỏi như: Tại sao lại sắp xếp như thế? Nếu không sắp xếp như thế thì sao? để HS khắc sâu thêm kiến thức. (3) Thiết kế sơ bộ algorit HS có thể dùng bút chì để phác họa sơ bộ algorit trên giấy. Đặt các dấu hiệu bản chất theo thứ tự, kẻ các mũi tên và tìm các câu dẫn để vẽ. (4) Kiểm tra và hoàn thiện Kết qủa lai thuận nghịch Giống nhau Biểu hiện của tính trạng ở 2 giới Biểu hiện của tính trạng ở 2 giới Quy luật liên kết giới tính Khác nhau Không đều nhau Đều nhau Quy luật liên kết gen Số cặp gen trên một cặp NST Đều nhau Nhiều cặp Một cặp Số cặp gen quy định số cặp tính trạng Nhiều cặp gen 1 cặp tính trạng Một cặp gen 1 cặp tính trạng Quy luật tương tác gen Quy luật MenĐen Quy luật gen đa hiệu Một cặp gen nhiều cặp tính trạng HS cần kiểm tra lại độ chính xác của các mũi tên, các câu dẫn và các kết luận. Kiểm tra lại tính khoa học và hình thức của các bản ghi algorit rồi hoàn thiện. Vai trò của GV trong bước này là đánh giá, nhận xét và giúp HS chuẩn hóa kiến thức. 2.3.2.2. Sử dụng algorit trong dạy học bài tập Di truyền học Bài tập di truyền là phần vô cùng quan trọng trong DH DTH. Bài tập di truyền không chỉ là phương tiện mà còn là thước đo khả năng nắm bắt tri thức Sinh học của HS, bài tập di truyền góp phần nâng cao năng lực sáng tạo và tư suy logic cho HS. Bài tập di truyền gợi nên hứng thú học tập, niềm đam mê, yêu thích ở HS khi học môn Sinh học. Polya, một nhà toán học nổi tiếng đã đưa ra nhận định: Chỉ những phát minh lớn mới cho phép giải quyết những vấn đề lớn, nhưng trong việc giải một bài toán đều có ít nhiều những phát minh. Bài toán mà anh giải có thể bình thường nhưng nếu nó khêu gợi được trí tò mò và buộc anh phải sáng tạo và nếu tự mình giải lấy bài toán đó thì anh sẽ biết được cái quyến rũ của sự sáng tạo cùng niềm vui chiến thắng. Những tình cảm như vậy đến một tuổi nào đó có thể khuấy động sự ham thích công việc trí óc và mãi mãi để lại dấu vết trong cá tính của người học [36]. Trong DH DTH, có thể vận dụng algorit sáng chế trong dạy bài tập trên những phương diện sau: Vận dụng algorit sáng chế để xây dựng chương trình giải các bài toán di truyền. Vận dụng algorit sáng chế để xây dựng các bài tập sáng tạo Vận dụng algorit sáng chế để giải các bài tập sáng tạo. Sau đây là quy trình vận dụng algorit trong DH DTH mà chúng tôi đề xuất:  Giai đoạn 2 Sử dụng algorit để hướng dẫn HS giải bài tập DTH Hướng dẫn HS tự xây dựng các algorit giải bài tập DTH Vận dụng các NTST để xây dựng và giải các BTST Mức độ 1: GV xây dựng các BTST để HS luyện giải Mức độ 2: GV hướng dẫn HS tự xây dựng các BTST Bước 1: GV lựa chọn bài tập, giao nhiệm vụ Bước 2: Tổ chức HS xác lập mối quan hệ giữa giả thuyết và kết luận Bước 3: GV cung cấp chương trình giải bài toán Bước 4: HS giải bài toán theo chương trình Bước 1: GV lựa chọn bài tập, giao nhiệm vụ Bước 2: Tổ chức HS xác lập mối quan hệ giữa giải thiết và kết luận thức Bước 3: Tổ chức HS tự xây dựng chương trình giải bài toán Bước 4: Nhận xét, hoàn thiện chương trình giải Bước 1: Lựa chọn bài toán Bước 2: Nhận dạng và giải bài toán Bước 3: Dựa trên các NTST, GV giới thiệu các BTST Bước 4: Xây dựng chương trình giải và giải các BTST Bước 1: Lựa chọn bài toán Bước 2: Giải bài toán Bước 3: Tổ chức HS tự xây dựng BTST dựa trên các NTST Bước 4: HS xây dựng chương trình giải các BTST Bước 5: Luyện tập Bước 5: Luyện tập Bước 5: Nhận xét, kết luận Giai đoạn 1 Giai đoạn 3 Hình 2.19. Quy trình vận dụng algorit trong DH bài tập DTH Giải thích quy trình Giai đoạn 1: Vận dụng algorit để hướng dẫn HS giải bài tậpDTH Bước 1: GV lựa chọn bài tập và giao nhiệm vụ Căn cứ vào mục tiêu về kiến thức, kĩ năng, năng lực cần đạt được và căn cứ vào năng lực nhận thức của từng lớp HS, GV lựa chọn bài tập cho phù hợp. Bài tập được lựa chọn cần được xem xét về số lượng bài tập, nội dung, thời gian thực hiện, trình độ HS, trị số giữa giả thiết và kết luận cho thật phù hợp để đảm bảo giá trị DH. GV có thể giao nhiệm vụ cho HS trong quá trình tổ chức HS lĩnh hội tri thức mới hoặc cũng có thể giao nhiệm vụ sau khi HS lĩnh hội tri thức để luyện tập hoặc cũng có thể giao cho HS thực hiện ở nhà. Để hoạt động nhận thức của HS diễn ra thuận lợi hơn, GV có thể định hướng HS bằng những câu hỏi nhằm hướng HS xác định đúng mục tiêu học tập. Ví dụ: Khi dạy bài quy luật di truyền MenĐen, GV có thể nêu bài tập: Ở đậu Hà Lan, cây thân cao là trội so với cây thân thấp, cho cây thân cao giao phân với nhau thu được ở đời con có 75% cây thân cao, 25% cây thân thấp. Tính trạng chiều cao cây đậu Hà Lan di truyền theo quy luật nào? Biện luận và viết sơ đồ lai? Với bài tập này GV có thể nêu câu hỏi như: Phép lai trong bài tập có mấy tính trạng? Tính trạng đang xét có mấy trạng thái KH? Kết quả lai cho ta kết luận gì? .. Với HS, sau khi tiếp nhận nhiệm vụ học tập, HS cần phân tích các dữ liệu, huy động các kiến thức và xác định vấn đề cần giải quyết. Việc xác định được vấn đề cần giải quyết là khâu quan trọng vì nó định hướng cho tư duy và quyết định hiệu quả giải quyết vấn đề của HS. Bước 2: Tổ chức HS thiết lập mối quan hệ giữa giả thiết và kết luận Việc xác lập mối quan hệ giữa giải thiết và kết luận thực chất là việc HS đi phân tích bài toán để huy động các kiến thức đã biết, xác định được yêu cầu của bài toán và tư duy cách giải bài toán. Hoạt động của GV trong bước này là người định hướng, giúp đỡ HS, GV đóng vai trò là người cố vấn, giúp các em tìm kiếm, huy động các kiến thức liên quan bằng cách nêu các câu hỏi, tình huống,... Tùy vào trình độ của từng đối tượng HS mà GV có thể thiết kế các câu hỏi với số lượng và mức độ phù hợp. Ví dụ: Với bài tập ở bước 1, GV có thể nêu các câu hỏi như: giả thiết đã cho ta bao nhiêu giữ kiện? Là những giữ kiện nào? Bài tập yêu cầu ta thực hiện bao nhiêu nhiệm vụ? Là những nhiệm vụ nào? Hoạt động của HS trong bước này dựa vào sự hướng dẫn của GV, phân tích bài toán, xác định được điều đã biết và điều cần làm, tư duy để tìm hiểu xem đâu là giữ liệu trực tiếp, cái gì là giữ liệu gián tiếp, cần huy động những kiến thức nào để thực hiện giải bài toán. Trong ví dụ trên, HS phân tích được Giả thiết bài toán gồm: - Trạng thái gen: thân cao là trội so với thân thấp. - Phép lai bố mẹ: thân cao với thân cao - Kết quả con lai: 75% thân cao : 25% thân thấp Kết luận bài toán gồm: - Xác định quy luật di truyền chi phối - Viết sơ đồ lai Giữ kiện trực tiếp là trạng thái gen và KH của bố mẹ, giữ kiện gián tiếp là KG của bố mẹ. Bước 3: GV cung cấp chương trình giải bài toán Trong giai đoạn 1, GV cần xây dựng các chương trình giải mẫu để HS làm quen với cách thức học, học cách xây dựng các chương trình học tập tiếp theo. Ví dụ trong bài toán ở bước 1, khi đã xác định được giả thiết, kết luận, những giữ kiện trực tiếp và gián tiếp ở bước 2, HS đã xác định được dạng bài toán: Quy luật di truyền phân ly của MenĐen và GV giới thiệu chương trình giải bài toán MenĐen (Hình 2.12), áp dụng chương trình chung giải bài toán di truyền MenĐen, GV có thể xây dựng chương trình giải cho ví dụ trên để HS quan sát và học tập. Cụ thể, chương trình giải cho ví dụ trên là: Trạng thái gen Kiểu hình P Tỉ lệ con lai Giả thiết Quy ước gen Xác định quy luật di truyền Viết sơ đồ lai Kết luận Xác định KG Bước 4: HS giải bài tập theo chương trình Ở bước này, GV đóng vai trò là người định hướng, giúp đỡ HS khi thực hiện giải bài toán. HS thực hiện theo các bước mà chương trình đã hướng dẫn. Với HS có lực học trung bình, yếu, khi được cung cấp các chương trình giải sẽ giúp các em tự tin hơn, có hứng thú học tập hơn khi giải được bài toán, từ đó các em thêm yêu thích môn học hơn. Với HS khá giỏi, đây có thể được xem là bước đệm để các em tích lũy thêm kiến thức, kinh nghiệm chuẩn bị cho việc tự mình thiết kế các chương trình học tập theo algorit. Trong ví dụ trên, dựa vào chương trình giải, HS thực hiện các thao tác như sau: - Từ giải thiết về trạng thái gen quy ước gen A: quy định tính trạng thân cao trội so với gen a quy định tính trạng thân thấp. - Từ giải thiết bố mẹ đều thân cao, kết quả lai xấp xỉ 3 thân cao : 1 thân thấp nên kết luận tính trạng chiều cao cây di truyền theo quy luật phân li của MenĐen. - Xác định kiểu gen của P: Bố mẹ đều thân cao nhưng con lai có tính trạng thân thấp có KG aa nên bố mẹ có kiểu gen Aa. - Viết sơ đồ lai: P: Aa x Aa F1: Tỉ lệ GK: 1 AA : 2 Aa : 1 aa Tỉ lệ KH: 3 thân cao : 1 thân thấp Bước 5: Luyện tập GV có thể nêu các bài tập tương tự để HS luyện giải theo chương trình đã lập. Việc làm này giúp HS ghi nhớ lâu bền kiến thức hơn và rèn luyện các thao tác tư duy theo algorit. Giai đoạn 2: Hướng dẫn HS tự xây dựng các algorit giải bài tập DTH Bước 1, Bước 2 trong giai đoạn này về cơ bản giống với giai đoạn 1. Tuy nhiên, trong giai đoạn này, HS đã quen với cách giải bài toán DTH theo algorit, bước đầu làm quen với tư duy logic theo algorit nên GV có thể nâng cao dần mức độ khó của bài toán để giao nhiệm vụ cho HS. Bước 3: Tổ chức HS tự xây dựng chương trình giải bài toán Trong bước này, khi HS tự thiết kế algorit, thì các algorit là sản phẩm quá trình hoạt động tư duy của HS, HS tự mình suy nghĩ, viết và vẽ ra theo ngôn ngữ của mình nên huy động tối đa tiềm năng của bộ não. Mặt khác, do được tự chế tạo nên tạo được hứng thú học tập cho HS. Cách làm này trước hết là giúp HS hiểu bài và ghi nhớ bài tốt hơn sau đó là rèn luyện cho HS cách suy nghĩ logic, mạch lạc để trước các tình huống khác các em biết cách giải quyết vấn đề một cách khoa học. Đây chính là cái đích cần đạt được của việc sử dụng algorit trong DH. Hoạt động của GV trong giai đoạn này vẫn là hướng dẫn, chỉ đạo, cố vấn cho HS để các em tự xây dựng các chương trình giải bài toán. GV lưu ý HS cần chú ý vào các mâu thuẫn có trong bài toán, những điều đã biết và những điều chưa biết để huy động các kiến thức. GV có thể gợi ý HS với những câu hỏi như: Bài toán thuộc dạng nào? Bài toán cho cái gì? Cái đó để làm gì? Cái gì cần phải biết? Biết bằng cách nào?,. HS có thể làm việc theo nhóm hoặc cá nhân huy động và sàng lọc kiến thức, sử dụng các phương pháp, thuật toán để tự xây dựng cho mình các chương trình giải bài toán một cách hợp lí, khoa học, phù hợp với trình độ nhận thức của mình dưới sự hướng dẫn của GV. Trong bước này, HS phải khai thác tối đa năng lực tư duy, năng lực phân tích, tổng hợp, khái quát để giải bài tập nên tri thức mà HS chiếm lĩnh được trở nên sâu sắc hơn, lâu bền hơn và phát triển được các năng lực tư duy. Bước 4: Nhận xét, hoàn thiện chương trình giải GV tổ chức cho HS báo các kết quả của mình và những bài học rút ra. GV tổng hợp các ý kiến sau đó chuẩn hóa giúp HS hoàn thiện chương trình giải. Trong bước này, GV cũng có thể thúc đẩy HS tư duy bằng cách yêu cầu các em khái quát bài tập thành dạng tổng quát. Giai đoạn 3: Vận dụng các NTST để xây dựng và giải các BTST Mức độ 1: GV xây dựng các BTST để HS luyện giải Bước 1: Lựa chọn bài toán Việc lựa chọn bài toán trong giai đoạn này cũng giống với hai giai đoạn trên. GV cũng cần chú ý đến mục tiêu bài học, trình độ HS để lựa chọn bài toán sao cho phù hợp. Ví dụ: khi dạy bài quy luật phân li MenĐen, GV có thể lựa chọn bài toán: Ở đậu Hà Lan, gen A quy định hạt vàng trội hoàn toàn so với gen a quy định hạt xanh. Biết không có đột biến xảy ra, cho giao phấn giữa cây hạt vàng thuần chủng với cây hạt xanh, tỉ lệ KG, tỉ lệ KH ở cây F1, F2 sẽ như thế nào? Bước 2: Phân tích và giải bài toán Bài toán được lựa chọn ở bước 1 là bài toán xuất phát. GV tổ chức HS nhận dạng bài toán thuộc dạng bài nào của phần DTH: Bài toán về cơ sở vật chất di truyền, bài toán cơ chế di truyền, bài toán về cơ chế biến dị, bài toán quy luật di truyền,... HS cần huy động các kiến thức đã biết để phân tích bài toán và xác định dạng bài toán cần giải. Bài tập trên thuộc dạng bài tập quy luật di truyền, liên quan đến sự di truyền một tính trạng theo quy luật di truyền phân ly MenĐen, tính trội lặn hoàn toàn. Để xác định được tỉ lệ KG, KH ở đời lai, chúng ta cần xác định được KG của bố mẹ. Từ phân tích này HS xác lập được mối quan hệ giữa giả thiết và kết luận: Bài toán đã cho quy ước gen, cho một cặp tính trạng, cho biết KH của bố mẹ và yêu cầu xác định tỉ lệ KG, KH ở đời con. Để giải quyết bài toán, ta cần xác định KG của bố mẹ, viết sơ đồ lai và tìm các yêu cầu của bài toán. Từ đó xây dựng chương trình giải bài toán và thực hiện giải bài toán theo chương trình đã lập. Quy ước gen KH của bố mẹ KG của bố mẹ Sơ đồ lai Xác định F1, F2 Giả thiết Kết luận Bước 3: Dựa trên các NTST GV giới thiệu các BTST GV nêu các dạng BTST có thể được chế biến từ bài tập xuất phát dựa trên các NTST. Khi nêu các BTST, GV nên nêu rõ bài tập đó được tạo ra như thế nào, dựa vào NTST nào để HS dễ hình dung và tư duy theo. Ví dụ với bài tập xuất phát từ bước 1, GV có thể giới thiệu với HS các BTST như sau: Dựa vào nguyên tắc đảo ngược: Thay đổi giả thiết thành kết luận và ngược lại ta có BTST 1: Ở đậu Hà Lan, gen A quy định hạt vàng trội hoàn toàn so với gen a quy định hạt xanh. Hai cây bố mẹ đều có KH hạt vàng, đời con thu được một số cây hạt vàng, một số cây hạt xanh. Xác định KG của cây bố, mẹ và những cây con? Dựa vào nguyên tắc thay đổi các thông số lí hóa: Ta xây dựng BTST 2: Ở đậu Hà Lan, gen A quy định hạt vàng trội hoàn toàn so với gen a quy định hạt xanh. Biết không có đột biến xảy ra, cho cây hạt vàng có KG dị hợp tự thụ phấn, tỉ lệ KG, tỉ lệ KH ở cây F1, F2 sẽ như thế nào? Dựa vào nguyên tắc kết hợp - chuyển bài toán về dạng tổng quát ta xây dựng được BTST 3: Theo MenĐen, khi cho bố mẹ thuần chủng, tương phản, khác nhau bởi một cặp tính trạng, kết quả phân li KH, KH ở F1, F2, F3 sẽ như thế nào? Bước 4: Xây dựng chương trình và giải các BTST Mức độ 2: GV hướng dẫn HS tự xây dựng các BTST Về cơ bản, bước 1 và bước 2 trong mức độ 2 cũng giống với bước 1 và bước 2 ở giai đoạn 1. Bước 3: Tổ chức HS tự xây dựng các BTST Dựa vào chu trình sáng tạo của Razumôpxki [31], dựa vào hệ thống các nguyên tắc sáng tạo, việc xây dựng các BTST trong luận án được tiến hành như sau: (1) Lựa chọn bài tập xuất phát. (2) Phân tích giả thuyết (dữ kiện) của bài tập xuất phát, nhận xét về lời giải và kết luận của bài tập xuất phát. (3) Xây dựng chương trình giải các bài tập xuất phát. (4) Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo để xây dựng các bài tập mới bằng cách trả lời các câu hỏi: Nhóm câu hỏi 1: Có thể phát biểu bài tập theo cách khác không? (áp dụng nguyên tắc linh động). Nhóm câu hỏi 2: Có thể thay đổi giả thuyết thành kết luận và ngược lại có trở thành bài tập mới hay không? (áp dụng nguyên tắc đảo ngược). Nhóm câu hỏi 3: Có thể thay đổi một số thông số của bài tập để trở thành bài tập khác hay không? (áp dụng nguyên tắc thay đổi các thông số lí - hóa). Nhóm câu hỏi 4: Có thể tăng mức độ phân nhỏ của bài toán được không? (áp dụng nguyên tắc phân nhỏ). Nhóm câu hỏi 5: Có thể chuyển bài tập thành bài tập tổng quát hay không? Có thể kết hợp các bài tập lại thành bài tập tổng quát hay không? Có thể sử dụng thêm bài tập có liên quan để xây dựng thêm các bài tập mới không? (áp dụng nguyên tắc kết hợp). Nhóm câu hỏi 6: Bài tập có ứng dụng thực tiễn như thế nào? (áp dụng nguyên tắc linh động). Khái niệm, quy luật Bài tập xuất phát Xây dựng phương pháp giải, tìm kết quả NTST Đặt câu hỏi và trả lời Bài tập sáng tạo Nhóm câu hỏi 7: Có thể làm cho bài tập đơn giản hơn hoặc phức tạp hơn bằng cách tác động lên các yếu tố gây nhiễu hay không? (áp dụng nguyên tắc tác động lên nhiễu. Hình 2.20. Quy trình xây dựng bài tập sáng tạo Vai trò của GV trong bước này là hướng dẫn, tổ chức HS tự xây dựng các BTST dựa trên các NTST theo quy trình trên. Việc xây dựng các BTST này GV có thể hướng dẫn HS sau đó yêu cầu HS tiến hành ở nhà để các em rèn luyện năng lực tự học. HS huy động các kiến thức, vận dụng các NTST và áp dụng quy trình xây dựng các BTST để tự thiết kế các bài tập cho riêng mình nhằm tự học, tự rèn luyện, tự củng cố kiến thức và thể hiện tư duy sáng tạo của mình. Như vậy, hiệu quả của việc vận dụng algorit trong DH phụ thuộc vào mức độ HS tham gia thiết kế các algorit, từ mức độ GV thiết kế và cung cấp cho HS các algorit để tổ chức các hoạt động học tập đến mức độ HS có khả năng tự học bằng việc tự thiết kế các algorit. Từ mức độ GV xây dựng các BTST để HS luyện giải đến mức độ các em tự sáng tạo các bài tập cho riêng mình. Điều này có ý nghĩa không những đối với các bài học ở trên lớp mà còn có ý nghĩa đối với việc tự học suốt đời của HS. 2.3.2.3. Sử dụng algorit để phát triển năng lực tư duy sáng tạo và năng lực giải quyết vấn đề cho HS trong dạy học Di truyền học (Sinh học 12 - THPT) Trong DH DTH, việc sử dụng algorit để phát triển năng lưc tư duy sáng tạo và năng lực giải quyết vấn đề được bộc lộ rõ nhất trong dạy bài tập di truyền, nhất là khi các em xây dựng và giải các BTST. Khi HS thực hiện giải các BTST, các em sẽ đứng trước các vấn đề mới và đòi hỏi phải giải quyết để thu nhận, vận dụng kiến thức mới. Lúc này, các em giống như các nhà khoa học: phát minh, sáng chế ra một kiến thức hay một sản phẩm mới có ích cho nhân loại. Theo mô hình sáng tạo của Phan Dũng [12], hai giai đoạn khó khăn hơn cả, đòi hỏi sự sáng tạo là giai đoạn từ sự kiện khởi đầu đến việc xây dựng mô hình giả thuyết trừu tượng và giai đoạn chuyển từ tiên đề lí thuyết và những quy luật nhất định của những sự vật, hiện tượng sang việc kiểm tra bằng TN. Tư duy của HS trong giải BTST cũng trải qua các giai đoạn trong chu trình sáng tạo khoa học. Khi giải các bài tập sáng tạo, các em biết: - Phát hiện vấn đề mới và nêu được các dự đoán có căn cứ. - Đề xuất được giải pháp giải quyết vấn đề. - Phân tích, đánh giá được ưu, nhược điểm của các giải pháp nhằm lựa chọn được giải pháp tối ưu nhất để giải bài tập hoặc giải quyết các vấn đề đặt ra trong bài toán. - Thực hiện thành công theo phương án hoặc giải pháp đã lựa chọn hoặc có cải tiến hơn so với mô hình đã xây dựng. Trong luận án này, tác giả xây dựng phương pháp hướng dẫn HS giải các bài tập sáng tạo với các nội dung sau: + Nhận dạng các bài tập sáng tạo; + Phân tích đề bài để phát hiện các vấn đề cần giải quyết bằng cách trả lời các câu hỏi: bài tập cho gì? cần tìm cái gì? có liên quan đến những kiến thức nào? + Sử dụng các NTST đề xuất các phương án giải quyết vấn đề; + Đánh giá phương án đề ra và lựa chọn phương án khả thi; + Thực hiện theo phương án đã chọn; + Đánh giá phương án đã lựa chọn và rút ra bài học cho bản thân. Hướng dẫn HS giải bài toán sáng tạo có sử dụng NTST của TRIZ là hướng dẫn HS biết cách nhận biết các BTST, biết tác động lên các yếu tố của bài tập để nó trở nên dễ hơn (nguyên tắc linh động, nguyên tắc tác động lên nhiễu); HS biết nhận ra vấn đề mới trong tình huống quen thuộc (nguyên tắc thay đổi các thông số lí - hóa); HS biết sử dụng hiệu quả các yếu tố trung gian (nguyên tắc sử dụng trung gian); HS biết phân bài tập thành những bài tập nhỏ để có thể dễ dàng giải quyết hơn (nguyên tắc chia nhỏ),... Quá trình vận dụng các NTST hướng dẫn HS giải các BTST diễn ra theo quy trình sau:  Bài tập sáng tạo Nhận dạng Thiết lập mối quan hệ giữa giả thiết và kết luận Đề xuất các phương án Lựa chọn phương án tối ưu Kết quả Bài học NTST Đánh giá Thực hiện Nhận xét Phân tích Phân tích Hình 2.21. Quy trình giải các bài tập sáng tạo Năng lực tư duy sáng tạo và năng lực giải quyết vấn đề trong DH được hình thành và phát triển ở mức độ nào còn tùy thuộc vào người sử dụng và sử dụng ở khâu nào của quá trình DH. Sử dụng algorit trong khâu hình thành kiến thức mới Algorit được sử dụng trong DH kiến thức vừa có tác động giúp HS định hướng nghiên cứu SGK tìm ra kiến thức mới, vừa có tác dụng làm ra một sản phẩm tri thức rút gọn từ SGK. Biện pháp sử dụng algorit vào dạy kiến thức mới là biện pháp quy nạp: Quy nạp là logic tư duy đi từ việc nhận thức các hiện tượng đơn lẻ đến việc nhận thức cái chung. Nhờ so sánh, phân tích các nhóm đối tượng cùng loại mà người ta phát hiện được thuộc tính, dấu hiệu chung của các đối tượng đơn lẻ đó. Quy nạp chỉ có kết quả khi đã tích lũy được đầy đủ những sự kiện đã quát sát, phân tích, so sánhđối tượng cùng loại để rút ra kết luận khái quát cao cho loại đối tượng ấy. Như vậy, DH thông qua con đường quy nạp sẽ nhanh chóng phát triển năng lực cho HS. Để việc sử dụng algorit trong dạy kiến thức mới có hiệu quả cần tiến hành các bước cụ thể sau: Bước 1: Trong DH kiến thức mới, algorit được sử dụng làm phương tiện DH nên cần xây dựng các algorit sao cho có thể phát huy tối đa khả năng tìm tòi của HS cả lớp, phải xây dựng hệ thống câu hỏi tự lực định hướng cho HS làm việc với SGK để xác định rõ nội dung kiến thức, đảm bảo cho HS chiếm lĩnh tri thức nhanh và bền vững. Bước 2: Dựa vào algorit, xây dựng các câu hỏi tự lực hoặc các phiếu học tập để HS làm việc độc lập với SGK. Câu hỏi tự lực hay phiếu học tập xây dựng phải tùy thuộc vào nội dung kiến thức SGK, vào thời lượng phân bố của mỗi phần học trong một giờ lên lớp và phụ thuộc vào đối tượng DH. Bước 3: Đưa câu hỏi tự lực, phiếu học tập đến HS trong giờ lên lớp. Dựa vào câu hỏi tự lực, phiếu học tập, HS tự lực nghiên cứu SGK, từ đó hiểu được logic nội dung kiến thức, giải quyết các nhiệm vụ học tập, đề xuất thắc mắc. Từ việc hiểu nội dung SGK, HS sẽ tự tìm lĩnh hội tri thức. Bước 4: Tổ chức thảo luận toàn lớp để thống nhất ý kiến, giải đáp những thắc mắc của từng nhóm HS và kết luận chính xác hóa kiến thức. GV cho các nhóm HS báo cáo kết quả, phản biện lẫn nhau. Việc giải đáp các thắc mắc trước tiên phải để HS trong lớp cùng nhau giải quyết, không có sự can thiệp của GV. GV là người cuối cùng thống nhất ý kiến của các nhóm HS, chuẩn hóa kiến thức và giải đáp những thắc mắc mà lớp chưa giải quyết được. Bước 5: Vận dụng kiến thức và phương pháp học tập vừa lĩnh hội giải quyết những vấn đề tương tự để củng cố, hoàn thiện kiến thức đã học. Sau khi đã lĩnh hội được kiến thức trong SGK, HS cần tập sử dụng kiến thức đã học vào từng tính huống cụ thể, tương tự hoặc tính huống khác. Quá trình này được hình thành trong các bước của quá trình DH kiến thức mới. Sử dụng algorit trong khâu củng cố, hoàn thiện kiến thức Đây là khâu quan trọng trên con đường nhận thức của người học nhằm rèn luyện việc sử dụng các kiến thức đã chiếm lĩnh vào các tình huống cụ thể. Việc làm này nhằm củng cố quy trình chiếm lĩnh tri thức, đưa kiến thức ra phục vụ cho những yêu cầu thực tiễn, tạo ra sản phẩm tương tự sản phẩm đã có hay cao hơn, mới hơn sản phẩm ban đầu. Đây cũng là giai đoạn củng cố các kỹ năng để biến những kỹ năng thành kĩ xảo, đích cuối cùng của việc học đi đôi với hành. Algorit củng cố hoàn thiện kiến thức có thể đưa vào ngay trong giảng bài mới, sau mỗi mục hoặc đưa vào cuối mỗi bài nghiên cứu tài liệu mới. hoặc đưa vào một chương, thậm chí sau nhiều chương