ĐẠI HỌC HUẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HUẾ
----------

HOÀNG THỊ MỸ LINH

SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG
ĐỂ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
PHẦN SINH HỌC TẾ BÀO, SINH HỌC 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC
THEO ĐỊNH HƢỚNG NGHIÊN CỨU

HUẾ, 2017


ĐẠI HỌC HUẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HUẾ
----------

HOÀNG THỊ MỸ LINH

SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG
ĐỂ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC
PHẦN SINH HỌC TẾ BÀO, SINH HỌC 10

Chuyên ngành: Lý luận và phƣơng pháp dạy học bộ môn Sinh học
Mã số

: 60.14.01.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC
THEO ĐỊNH HƢỚNG NGHIÊN CỨU

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. TRỊNH ĐÔNG THƢ
HUẾ, 2017


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan bản Luận văn này là kết quả nghiên cứu của cá nhân tôi.
Các số liệu và tài liệu được trích dẫn trong Luận văn là trung thực. Kết quả
nghiên cứu này không trùng với bất cứ công trình nào đã được công bố trước đó.
Tôi chịu trách nhiệm với lời cam đoan của mình.

Huế, ngày 05 tháng 10 năm 2017
Tác giả Luận văn
Hoàng Thị Mỹ Linh


LỜI CÁM ƠN
Bằng tất cả lòng kính trọng và biết ơn, tôi xin gởi lời cám ơn chân thành nhất
đến Ban giám hiệu trường ĐHSP Huế, phòng Đào tạo Sau đại học, quý thầy cô đã
tận tình giảng dạy và tạo mọi điều kiện thuận lợi để các học viên hoàn thành khóa
học.
Tôi cũng xin gởi lời cám ơn chân thành nhất đến:
- TS. Trịnh Đông Thư, giảng viên khoa Sinh học, ĐHSP Huế. Cám ơn cô đã
giành rất nhiều thời gian, công sức và cả những lời chỉ bảo tận tình trong suốt quá
trình làm luận văn.
- Các thầy cô giáo ở trường THPT Cao Thắng đã giúp đỡ rất nhiều trong quá
trình thực nghiệm sư phạm đề tài.

Cuối cùng xin chân thành cám ơn gia đình, bạn bè, người thân đã luôn ủng
hộ, động viên để tôi hoàn thành tốt luận văn.
Huế, ngày 5 tháng 10 năm 2017
Tác giả luận văn

Hoàng Thị Mỹ Linh


BẢNG KÊ CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết đầy đủ

STT

Chữ viết tắt

1

ĐC

Đối chứng

2

GV

Giáo viên

3


HS

Học sinh

4

PTTQ

Phương tiện trực quan

5

SGK

Sách giáo khoa

6

SH

7

SHTB

Sinh học tế bào

8

THCS


Trung học cơ sở

9

THPT

Trung học phổ thông

10

TN

11

TNMP

Sinh học

Thực nghiệm
Thí nghiệm mô phỏng


MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài .....................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu ...............................................................................................2
3. Giả thiết khoa học ...................................................................................................2
4. Nhiệm vụ nghiên cứu ..............................................................................................2
5. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................................3

6. Đối tượng nghiên cứu..............................................................................................3
7. Phương pháp nghiên cứu.........................................................................................3
8. Những đóng góp của đề tài .....................................................................................5
9. Lược sử vấn đề nghiên cứu .....................................................................................5
9.1. Trên thế giới .........................................................................................................5
9.2. Trong nước ...........................................................................................................6
NỘI DUNG ................................................................................................................9
CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI .......................9
1.1. Cơ sở lý luận ........................................................................................................9
1.1.1. Trực quan và phương tiện trực quan .................................................................9
1.1.1.1. Trực quan .......................................................................................................9
1.1.1.2. Phương tiện trực quan ....................................................................................9
1.1.2. Thí nghiệm ......................................................................................................10
1.1.2.1. Khái niệm .....................................................................................................10
1.1.2.2. Phân loại thí nghiệm.....................................................................................11
1.1.2.3. Yêu cầu của thí nghiệm ................................................................................12
1.1.2.4. Vai trò của thí nghiệm ..................................................................................13
1.1.3. Thí nghiệm mô phỏng .....................................................................................15


1.1.3.1. Khái niệm .....................................................................................................15
1.1.3.2. Phân loại .......................................................................................................16
1.1.3.3. Đặc điểm ......................................................................................................17
1.1.3.4. Vai trò của thí nghiệm mô phỏng trong dạy học..........................................18
1.1.3.5. Nguyên tắc sử dụng thí nghiệm mô phỏng trong dạy học Sinh học ............20
1.2. Cơ sở thực tiễn của đề tài ...................................................................................22
1.2.1. Đánh giá của giáo viên về thực trạng của việc sử dụng thí nghiệm, thí nghiệm
mô phỏng trong dạy học Sinh học ở trường THPT...................................................22
1.2.2. Đánh giá của học sinh về các giờ học có sử dụng thí nghiệm mô phỏng ......26
CHƢƠNG 2: SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM MÔ PHỎNG ĐỂ TỔ CHỨC HOẠT

ĐỘNG DẠY HỌC PHẦN SINH HỌC TẾ BÀO, SINH HỌC 10 ......................29
2.1. Phân tích cấu trúc nội dung phần Sinh học tế bào, Sinh học 10 ........................29
2.2. Hệ thống các nội dung có thể sử dụng thí nghiệm mô phỏng trong quá trình dạy
học .............................................................................................................................30
2.3. Quy trình khai thác thí nghiệm mô phỏng trong dạy học Sinh học ở trường
Trung học phổ thông .................................................................................................30
2.3.1. Nguyên tắc xây dựng ......................................................................................30
2.3.2. Quy trình khai thác thí nghiệm mô phỏng trong dạy học Sinh học ở trường
Trung học phổ thông .................................................................................................31
2.4. Hệ thống các thí nghiệm mô phỏng đã khai thác để dạy phần sinh học tế bào ......33
2.4.1. Thí nghiệm nghiên cứu tính thấm và sự thẩm thấu của tế bào .......................33
2.4.1.1. Thí nghiệm mô phỏng tính thấm ở tế bào của quả trứng .............................33
2.4.1.2. Thí nghiệm mô phỏng sự thẩm thấu qua màng keo .........................................35
2.4.1.3. Thí nghiệm mô phỏng sự thẩm thấu ở tế bào của củ khoai tây ...................36
2.4.1.4. Thí nghiệm nghiên cứu tính thấm của tế bào sống và tế bào chết ở rễ mầm
hạt đậu xanh ..............................................................................................................37
2.4.2. Thí nghiệm nghiên cứu đặc tính của enzym ..................................................38
2.4.2.1. Thí nghiệm nhận biết sự có mặt của enzym catalaza ...................................38


2.4.2.2. Thí nghiệm nghiên cứu tính đặc hiệu của enzym ureaza .............................39
2.4.2.3. Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ, pH đối với hoạt tính của
amilaza ......................................................................................................................40
2.4.3. Thí nghiệm về quá trình quang hợp ................................................................43
2.4.3.1. Thí nghiệm phát hiện sự có mặt của O2 trong quang hợp ............................43
2.4.3.2. Thí nghiệm chứng minh vai trò của CO2 và ánh sáng trong quá trình quang
hợp của Moll .............................................................................................................44
2.4.3.3. Thí nghiệm ảnh hưởng của cường độ ánh sáng đến quang hợp...................46
2.5. Quy trình sử dụng thí nghiệm mô phỏng trong dạy học Sinh học ở trường
Trung học phổ thông .................................................................................................47

2.6. Ví dụ minh họa ...................................................................................................48
2.6.1. Ví dụ 1 .............................................................................................................48
2.6.2. Ví dụ 2 .............................................................................................................49
2.6.3. Ví dụ 3 .............................................................................................................51
2.7. Tiêu chí đánh giá sự chuyển biến về mức độ nhận thức của học sinh ...............56
CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM .........................................................58
3.1. Mục đích thực nghiệm .......................................................................................58
3.2. Nội dung thực nghiệm ........................................................................................58
3.3. Phương pháp thực nghiệm .................................................................................58
3.3.1. Chọn trường, lớp thực nghiệm ........................................................................58
3.3.2. Bố trí thực nghiệm ..........................................................................................58
3.3.3. Phân tích kết quả thực nghiệm ........................................................................58
3.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm............................................................................60
3.4.1. Phân tích định tính ..........................................................................................60
3.4.2. Phân tích định lượng .......................................................................................61
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .........................................................................67
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................69


DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Kết quả điều tra đánh giá của giáo viên về thực trạng và vai trò của việc
sử dụng thí nghiệm, thí nghiệm mô phỏng trong dạy học Sinh học hiện nay ..........22
Bảng 1.2. Kết quả điều tra đánh giá của giáo viên về thực trạng vận dụng..............24
thí nghiệm mô phỏng trong dạy học Sinh học ở trường THPT ................................24
Bảng 1.3. Kết quả điều tra đánh giá của HS về thực trạng học môn Sinh học và các
tiết học có sử dụng thí nghiệm mô phỏng .................................................................26
Bảng 2.1. Hệ thống các nội dung có thể sử dụng TNMP trong quá trình dạy học ...30
Bảng 2.2. Đánh giá sự chuyển biến về mức độ nhận thức của học sinh ...................56
Bảng 2.3. Mức điểm tương ứng với từng tiêu chí .....................................................57

Bảng 3.1. Bảng thống kê các điểm số (Xi) của bài kiểm tra .....................................61
Bảng 3.2. Bảng phân phối tần suất ............................................................................62
Bảng 3.3. Bảng phân phối tần suất tích lũy ..............................................................62
Bảng 3.4. Bảng tổng hợp mức độ về các tiêu chí đánh giá sự chuyển biến về mức độ
nhận thức của học sinh ..............................................................................................63
Bảng 3.5. Bảng tổng hợp kết quả kiểm tra sự chuyển biến về mức độ nhận thức của
học sinh .....................................................................................................................63
Bảng 3.6. Bảng tổng hợp các tham số .......................................................................64


DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 2.1. Thí nghiệm sự thẩm thấu ở tế bào hồng cầu ............................................34
Hình 2.2. Thí nghiệm mô phỏng tính thấm ở tế bào của quả trứng .........................35
Hình 2.3. Thí nghiệm mô phỏng sự thẩm thấu qua màng keo .................................36
Hình 2.4. Thí nghiệm mô phỏng sự thẩm thấu ở tế bào của củ khoai tây ................37
Hình 2.5. Thí nghiệm nghiên cứu sự thẩm thấu của tế bào sống và tế bào chết. .....38
Hình 2.6. Thí nghiệm nhận biết sự có mặt của enzym catalaza ...............................39
Hình 2.7. Thí nghiệm nghiên cứu tính đặc hiệu của enzym ureaza .........................40
Hình 2.8. Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ, pH đối với hoạt tính của
amilaza ......................................................................................................................42
Hình 2.9. Thí nghiệm phát hiện sự có mặt của O2 trong quang hợp của Joseph
Priestley .....................................................................................................................43
Hình 2.10. Thí nghiệm chứng minh vai trò của CO2 và ánh sáng trong quá trình quang
hợp của Moll ..............................................................................................................45
Hình 2.11. Thí nghiệm ảnh hưởng của cường độ ánh sáng đến quang hợp .............47


DANH MỤC SƠ ĐỒ VÀ ĐỒ THỊ
Trang

Sơ đồ 2.1. Quy trình khai thác thí nghiệm mô phỏng trong dạy học Sinh học ở
trường Trung học phổ thông .....................................................................................33
Sơ đồ 2.2. Quy trình sử dụng thí nghiệm mô phỏng trong dạy học Sinh học ở
trường Trung học phổ thông .....................................................................................48

Đồ thị 3.1. Phân phối tần suất điểm của hai nhóm....................................................62
Đồ thị 3.2. Phân phối tần suất tích lũy hai nhóm ......................................................62
Đồ thị 3.3. Biều đồ biểu diễn các mức độ đạt được về sự chuyển biến về mức độ
nhận thức của học sinh ..............................................................................................63


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay, khoa học kỹ thuật có tốc độ phát triển cực kì nhanh chóng. Sự phát
triển như vũ bão của cuộc cách mạng khoa học và công nghệ đã làm cho khối lượng
tri thức của nhân loại được tăng lên rất nhanh, cứ 4 đến 5 năm thì khối lượng tri
thức lại tăng gấp đôi. Với nhu cầu xã hội hóa tri thức, sản phẩm của lao động là sản
phẩm tư duy sáng tạo, đòi hỏi người lao động là những con người thực sự tích cực,
chủ động và sáng tạo, có khả năng học tập tiếp thu kiến thức khoa học mới. Để
không bị tụt hậu trong chặng đường này đòi hỏi giáo dục phải có sự đổi mới để tạo
ra những con người đáp ứng được yêu cầu của thời đại.
Đổi mới chương trình giáo dục là đổi mới một cách đồng bộ trên nhiều
phương diện từ mục tiêu, nội dung, phương pháp, phương tiện đến cách thức đánh
giá kết quả dạy học, trong đó, đổi mới phương pháp dạy học là một trong những
công cụ quan trọng góp phần cải thiện, nâng cao chất lượng đào tạo con người theo
mục tiêu giáo dục.
Trong lý luận dạy học, sự thống nhất giữa trực quan và tư duy trừu tượng là
một luận điểm có tính nguyên tắc nhằm đảm bảo cho quá trình dạy học đạt được
hiệu quả cao. Phương tiện trực quan là nguồn thông tin phong phú và đa dạng giúp
học sinh lĩnh hội tri thức một cách cụ thể, chính xác là con đường tốt nhất giúp học

sinh tiếp cận hiện thực khách quan góp phần khắc sâu, mở rộng, củng cố tri thức,
phát triển năng lực tư duy, khả năng tìm tòi, khám phá và vận dụng tri thức.
Sinh học là môn khoa học thực nghiệm. Hầu hết các hiện tượng, khái niệm,
quy luật, quá trình trong Sinh học đều bắt nguồn từ thực tiễn. Cho nên để nghiên
cứu đối tượng này thì việc sử dụng phương tiện trực quan mà cụ thể là sử dụng thí
nghiệm vào dạy học là một phương pháp thích hợp.
Việc sử dụng một cách linh hoạt thí nghiệm vào quá trình dạy học Sinh học sẽ
làm tăng tính trực quan, kích thích hứng thú học tập và sự chú ý ở mức độ cao đối
với học sinh, giúp giáo viên giảm thời gian thuyết trình. Trong thực tế có rất nhiều
các thí nghiệm nguy hiểm, các thí nghiệm diễn ra rất nhanh hoặc rất chậm, hoặc
1


những thí nghiệm có tính trừu tượng thì việc thay thế chúng bằng các thí nghiệm mô
phỏng là cần thiết.
Tuy nhiên, thực tế dạy học Sinh học ở trường trung học phổ thông hiện nay,
việc sử dụng thí nghiệm đặc biệt là thí nghiệm mô phỏng còn rất hạn chế và không
được diễn ra thường xuyên do đó chưa thực sự mang lại hiệu quả trong quá trình tổ
chức hoạt động dạy học.
Nội dung SGK Sinh học THPT nói chung và phần Sinh học tế bào, Sinh học
10 nói riêng đều rất đa dạng, mang nhiều kiến thức mới và có thể gây khó khăn
cho HS, có những thí nghiệm, những hiện tượng khó quan sát, nhận biết, hình
dung, đòi hỏi HS phải tư duy và làm việc tích cực hơn, do đó giáo viên cần thường
xuyên sử dụng và sử dụng có hiệu quả các thí nghiệm mô phỏng trong quá trình
dạy học Sinh học.
Xuất phát từ những lí do trên, với mong muốn góp phần nâng cao hiệu quả dạy
học Sinh học tôi chọn đề tài: “Sử dụng thí nghiệm mô phỏng để tổ chức hoạt động
dạy học phần Sinh học tế bào, Sinh học 10”.
2. Mục đích nghiên cứu
Sử dụng thí nghiệm mô phỏng để tổ chức hoạt động dạy học nhằm nâng cao

hiệu quả dạy học phần Sinh học tế bào, Sinh học 10 nói riêng và chương trình Sinh
học ở Trung học phổ thông nói chung.
3. Giả thiết khoa học
Nếu khai thác được các thí nghiệm mô phỏng để tổ chức hoạt động dạy học
phần Sinh học tế bào theo một quy trình hợp lý sẽ tích cực hóa hoạt động học tập
của học sinh trong dạy học môn Sinh học ở THPT.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
4.1. Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của việc sử dụng thí nghiệm mô
phỏng trong dạy học Sinh học ở trường phổ thông.
4.2. Điều tra thực trạng sử dụng thí nghiệm mô phỏng trong dạy học Sinh học ở
THPT
4.3. Phân tích mục tiêu, nội dung, kiến thức phần Sinh học tế bào, Sinh học 10
để xác định các nội dung có thể sử dụng thí nghiệm mô phỏng trong dạy học.
2


4.4. Xây dựng quy trình vận dụng thí nghiệm mô phỏng để tổ chức hoạt động
dạy học cho HS trong dạy học phần Sinh học tế bào, Sinh học 10.
4.5. Thiết kế bài dạy có sử dụng thí nghiệm mô phỏng để tổ chức hoạt động
dạy học một số kiến thức phần Sinh học tế bào, Sinh học 10.
4.6. Thực nghiệm sư phạm để đánh giá tính khả thi, rút ra những kết luận và
hiệu quả của hướng nghiên cứu.
5. Phạm vi nghiên cứu
Phần Sinh học tế bào, Sinh học 10, Cơ bản
6. Đối tƣợng nghiên cứu
6.1. Đối tượng
Các thí nghiêm mô phỏng và sử dụng thí nghiệm mô phỏng trong dạy học
Sinh học lớp 10 bậc THPT.
6.2. Khách thể
Học sinh lớp 10 THPT

7. Phƣơng pháp nghiên cứu
7.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Nghiên cứu các tài liệu về định hướng đổi mới phương pháp day học: Nghị quyết
Trung ương 4 khóa VII (1 - 1993), Nghị quyết Trung ương 2 khóa VIII (12 - 1996),
Luật Giáo dục (12 - 1998), chỉ thị số 15 của Bộ Giáo dục và Đào tạo (4 - 1999).
- Nghiên cứu các tài liệu lý luận và phương pháp dạy học; các tài liệu liên
quan thí nghiệm, thí nghiệm mô phỏng.
- Nghiên cứu tài liệu giáo khoa và tài liệu chuyên môn liên quan đến nội dung
kiến thức phần sinh học tế bào để phân tích và xác định được kiến thức môn học.
7.2. Phương pháp điều tra
Sử dụng phiếu điều tra để điều tra về thực trạng sử dụng thí nghiệm mô phỏng
vào dạy học Sinh học lớp 10.
- Đối với giáo viên:
Chúng tôi tiến hành thăm dò ý kiến của các HS đang học tập ở một số trường
THPT. Tìm hiểu phương pháp dạy học, những khó khăn và thực trạng sử dụng thí
nghiệm mô phỏng trong quá trình dạy học của giáo viên thông qua:
3


+ Sử dụng phiếu trưng cầu ý kiến
+ Tiếp xúc, trao đổi với giáo viên
- Đối với học sinh:
Chúng tôi tiến hành thăm dò ý kiến của các GV giảng dạy ở một số trường
THPT để tìm hiểu những khó khăn của các em khi học tập môn sinh học cũng như
hứng thú học tập của các em đối với phương pháp day học có sử dụng thí nghiệm
mô phỏng thông qua:
+ Sử dụng phiếu điều tra để tìm hiểu thực trạng học tập của học sinh
+ Trao đổi trực tiếp với một số học sinh
7.3. Phương pháp quan sát sư phạm
Tiến hành dự giờ một số tiết học để tìm hiểu thực trạng việc sử dụng thí

nghiệm mô phỏng trong dạy học Sinh học 10.
7.4. Phương pháp chuyên gia
- Gặp gỡ, trao đổi và xin ý kiến của các chuyên gia về lĩnh vực nghiên cứu.
Lắng nghe sự tư vấn, định hướng của các chuyên gia để giúp cho việc triển khai
nghiên cứu đề tài.
- Tham khảo kinh nghiệm của các giáo viên bộ môn Sinh học về vấn đề liên
quan trong quá trình điều tra thực trạng và thực nghiệm sư phạm.
7.5. Phương pháp thực nghiệm sư phạm
- Tiến hành thực nghiệm sư phạm để đánh giá hiệu quả của việc sử dụng thí
nghiệm mô phỏng để tổ chức hoạt động dạy học Sinh học lớp 10 cho HS.
- Thực nghiệm tại trường THPT Cao Thắng.
Tại trường tiến hành dạy 4 lớp, 2 lớp thực nghiệm và 2 lớp đối chứng:
+ Đối với lớp TN: Giáo án được thiết kế trong đó có sử dụng thí nghiệm mô
phỏng trong quá trình tổ chức hoạt động dạy học.
+ Đối với lớp ĐC: Giáo án được thiết kế trong đó không sử dụng thí nghiệm
mô phỏng trong quá trình tổ chức hoạt động dạy học.
7.6. Phương pháp thống kê toán học
- Sử dụng thống kê toán học để xử lý, phân tích, đánh giá kết quả điều tra và
kết quả thực nghiệm sư phạm.
4


8. Những đóng góp của đề tài
- Hệ thống các thí nghiệm mô phỏng trong phần sinh học tế bào, Sinh học 10.
- Quy trình vận dụng thí nghiệm mô phỏng để tổ chức hoạt động dạy học cho
HS trong dạy học phần sinh học tế bào, Sinh học 10.
- Thiết kế các nội dung có sử dụng thí nghiệm mô phỏng để tổ chức hoạt động
dạy học phần sinh học tế bào, Sinh học 10.
9. Lƣợc sử vấn đề nghiên cứu
9.1. Trên thế giới

Phương pháp thực nghiệm được xây dựng ở thế kỷ XVII và rất có hiệu quả
trên con đường đi tìm chân lý. Ông tổ xây dựng phương pháp này chính là Galile –
nhà vật lý học. Ông cho rằng “Muốn hiểu biết thiên nhiên phải trực tiếp quan sát
thiên nhiên, phải làm thí nghiệm”. Về sau, các nhà khoa học khác đã kế thừa
phương pháp đó và xây dựng nó cho hoàn chỉnh hơn. Phương pháp này được thâm
nhập vào nhiều ngành khoa học tự nhiên cũng như các ngành khoa học xã hội khác.
Nghiên cứu phương pháp thực hành trong dạy học không phải là một vấn đề
mới. Ngay sau khi Galile xây dựng phương pháp thực nghiệm, J.A Konmenxki, một
nhà sư phạm lỗi lạc của thế kỷ XVII đã đưa ra những biện pháp dạy học bắt học
sinh phải tìm tòi suy nghĩ để nắm được bản chất của các sự vật hiện tượng, trong đó
có phương pháp thực hành thí nghiệm, J.J Ruxo cũng cho rằng phải hướng học sinh
tích cực tự giành lấy kiến thức bằng cách tìm hiểu, khám phá và sáng tạo.
Vận dụng phương pháp thực hành vào dạy học đã được nhiều nhà giáo dục
trên thế giới quan tâm nghiên cứu như: B.P Exipop, M.A Danilop, M.N Scattin, I.F
Kharlamov, I.I Samova, M.N Veczelin (Nga), Skinner (Mỹ), Okon (Ba Lan).
Skinner (1968) cho rằng: Dạy học là quá trình tự khám phá và ông đã đưa ra mô
hình dạy học khám phá bằng việc sử dụng thí nghiệm thực hành.
Dạy học bằng phương pháp thực hành thí nghiệm đã được sử dụng ở nhiều
nước tiên tiến trên thế giới (từ Anh, Pháp, Mỹ, Đức,…), bắt đầu áp dụng từ thế kỷ
XX và phát triển rầm rộ từ nửa sau của thế kỉ này. Ở Pháp vào những năm 1980 –
1990, đã có nhiều trường sử dụng phương pháp thực hành thí nghiệm trong dạy học
và được xem là phương pháp trọng tâm của các môn khoa học tự nhiên ở các trường
5


trung học. Năm 1996, các ông Georges Chapak, Pierre Lesna, Yves Quere viện hàm
lâm khoa học Pháp khởi xướng phương pháp LAMAP bắt nguồn từ thực trạng
xuống cấp của sinh viên các ngành khoa học tự nhiên. Với phương pháp này Viện
hàn lâm mong muốn mang đến một cơ hội để người học tiếp cận khoa học bằng các
bài học thực tiễn chứ không phải các bài giảng thuần túy lí thuyết. Theo phương

pháp này, lớp học được chia thành nhiều nhóm (4 học sinh/nhóm). Mỗi nhóm được
giao các tài liệu và các yêu cầu khác nhau liên quan đến các bài học. Căn cứ vào
yêu cầu, các nhóm sẽ lựa chọn các vật dụng cần thiết cho việc thực hành thí nghiệm,
các vật dụng thường đơn giản dễ tìm. Các nhóm sẽ thảo luận cách thức thực hiện
các bài thí nghiệm, trình bày các hiểu biết mà mình khám phá được. Trong suốt quá
trình các nhóm làm việc, giáo viên chỉ đóng vai trò là người quan sát hướng dẫn.
Tại một số nước Châu Á như Trung Quốc, Nhật Bản, Malaysia, Bộ Giáo dục
và Đào tạo các nước này cũng đã đưa ra phương pháp LAMAP vào chương trình
học chính khóa trong trường phổ thông [10], [15].
9.2. Trong nƣớc
Sinh học là một môn khoa học thực nghiệm. Vì vậy sự xuất hiện của ngành
Sinh học sẽ đi liền với các thí nghiệm sinh học.
Trong lĩnh vực Sinh học, vấn đề sử dụng thí nghiệm trong quá trình dạy học ở
trường THPT đã được nghiên cứu rộng rãi và vận dụng có hiệu quả:
Năm 1993, tác giả Đào Như Phú nghiên cứu đưa ra cách sử dụng bộ thí
nghiệm sinh học biểu diễn ở trường phổ thông trung học.
Năm 1999, Trịnh Bích Ngọc và Phan Minh Tiến cũng đã nghiên cứu việc tổ
chức các hoạt động quan sát, thí nghiệm trong dạy học Sinh học ở trường THCS. Từ
đó các tác giả đã đề xuất qui trình tổ chức cho HS quan sát và tiến hành thí nghiệm,
theo hướng tích cực hóa hoạt động của HS [42].
Thí nghiệm trong quá trình dạy học nói chung và dạy học SH nói riêng đã đề
xuất biện pháp, qui trình sử dụng thí nghiệm trong dạy học kiến thức hình thái, sinh
lí thực vật SH 6 [22].

6


Năm 2005, Hoàng Thị Kim Huyền đã xây dựng cấu trúc bài thực hành
phương pháp dạy học SH nhằm nâng cao chất lượng thực hành và bồi dưỡng năng
lực tự học cho sinh viên trường đại học sư phạm [29].

Năm 2006, Nguyễn Thị Thắng đã đề xuất một số kinh nghiệm thực hiện thành
công các thí nghiệm thực hành trong dạy học SH 8 [36].
Năm 2007, Dương Tiến Sỹ trên cơ sở phân tích những khó khăn trong quá
trình dạy học SH, đặc điểm tâm lí nhận thức của HS lớp 6, những hạn chế của các
thí nghiệm trường diễn đã đề xuất biện pháp sử dụng thí nghiệm ảo đề tích hợp giáo
dục môi trường trong dạy học SH 6 [31].
Năm 2009, tác giả Hoàng Việt Cường đã đề xuất các biện pháp nâng cao hiệu
quả sử dụng thí nghiệm trong dạy học phần SHTB, Sinh học 10 [7].
Năm 2010, tác giả Nguyễn Thái Dũng đã nghiên cứu ứng dụng phần mềm
Powerpoint thiết kế mô hình động dạy học phần di truyền Sinh học 9 THCS [9].
Năm 2011, tác giả Nguyễn Thị Hà Ly nghiên cứu, đề xuất các biện pháp nâng
cao chất lượng dạy học thí nghiệm thực hành trong dạy học sinh học vi sinh vật
(Sinh học 10) [25].
Năm 2012, tác giả Trịnh Đông Thư nghiên cứu đưa ra các giải pháp nâng cao
kỹ năng thực hành thí nghiệm cho sinh viên khoa Sinh ở các trường Sư phạm [35].
Tác giả Phan Đức Duy đề xuất các biện pháp rèn luyện kỹ năng tư duy cho học sinh
thông qua bài tập thực hành thí nghiệm Sinh học. Tác giả Đặng Thị Dạ Thủy đề
xuất biện pháp sử dụng bài tập thí nghiệm trong khâu nghiên cứu tài liệu mới trong
dạy học môn Sinh học ở trường phổ thông [11], [38].
Năm 2016, tác giả Trịnh Đông Thư đã có nghiên cứu sử dụng thí nghiệm trong
dạy học sinh học và nghiên cứu về việc sử dụng thí nghiệm mô phỏng để tổ chức dạy
học sinh học ở bậc trung học phổ thông [40], [41].
Bên cạnh đó việc sử dụng thí nghiệm trong quá trình dạy học giai đoạn hiện
nay, được nghiên cứu trên các môn khoa học khác.
Trong lĩnh vực Vật lí, đã có những tác giả sau: Năm 2005, Mai Khắc Dũng đã
tiến hành nghiên cứu, tự làm một số thí nghiệm trong dạy học Vật lí 11 thí nghiệm
đã đưa ra qui trình hướng dẫn HS giải các bài tập thí nghiệm Vật lí [8], [12].

7



Một số tác giả như: Phạm Xuân Quế, Nguyễn Thành Chung; Đặng Trần
Chiến; Nguyễn Trọng Bé; Nguyễn Trọng Hưng; Trần Ngọc Chất; Nguyễn Mạnh
Thảo, … lại đi sâu nghiên cứu cách thức cải tiến và chế tạo các thí nghiệm trong
quá trình dạy học Vật lí ở trường THPT, đặc biệt là các thí nghiệm ảo và việc ứng
dụng công nghệ thông tin trong dạy các bài thực hành Vật lí [2], [21].
Đã có nhiều tác giả cũng xây dựng, khai thác và sử dụng thí nghiệm mô phỏng
nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức của học sinh như Hà Quốc Khanh (2009),
Nguyễn Xuân Thành, Đinh An Sơn, Lê Hồng Hà (2013)…[16], [22].
Trong lĩnh vực Hóa học, đã có những tác giả sau: Năm 1994, Nguyễn Ngọc
Quang đã hệ thống phương tiện trực quan trong môn Hóa học gồm: thí nghiệm và
phòng thí nghiệm (dụng cụ thiết bị, hóa chất) và đồ dùng trực quan (mẫu vật, mô
hình, hình vẽ, bảng biểu). Từ đó tác giả đã đề xuất các biện pháp, qui trình sử dụng
phương tiện trực quan đạt hiệu quả cao [29]. Năm 2004, tác giả Hoàng Thị Chiên đã
đề xuất phương án sử dụng thí nghiệm để rèn luyện ngôn ngữ Hóa học cho HS,
nâng cao hứng thú và chất lượng học tập môn Hóa học thí nghiệm để thiết kế các
bài tập Hóa học thực nghiệm nhằm nâng cao chất lượng các giờ thực hành trong dạy
học Hóa học ở trường THPT [16].
Tuy nhiên, trong các hướng nghiên cứu trên chúng tôi thấy rằng chưa có đề tài
nào tập trung vào việc nghiên cứu sử dụng thí nghiệm mô phỏng vào dạy học phần
Sinh học tế bào, mặc khác phần Sinh học tế bào có những nội dung, hiện tượng khó
quan sát, khó tư duy trực tiếp bằng các giác quan và mang tính trừu tượng cao, gây
khó khăn cho hoạt động nhận thức của HS. Vì vậy, chúng tôi chọn hướng này để
làm đề tài nghiên cứu.

8


NỘI DUNG
CHƢƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.1. Cơ sở lý luận
1.1.1. Trực quan và phương tiện trực quan
1.1.1.1. Trực quan
- Dưới góc độ Triết học, trực quan là những đặc điểm, tính chất của nhận thức
loài người. Quy luật nhận thức của loài người được phản ánh trong công thức nổi
tiếng của V.I.Lê-nin: “Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, từ tư duy
trừu tượng đến thực tiễn, là con đường biện chứng của sự nhận thức chân lý, nhận
thức hiện thực khách quan”[23].
- Khái niệm “trực quan” thường được sử dụng rộng rãi trong dạy học và theo
quan điểm triết học, “trực quan” là những đặc điểm, tính chất của nhận thức loài
người. Trực quan là đặc tính đối với nhận thức con người, trực quan phản ánh
trong thực tế, mà thực tế có th ể biểu hiện ở dạng hình tượng cảm tính [3].
- Theo từ điển Giáo khoa Sinh học: “Trực quan trong dạy học đó là một
nguyên tắc lí luận dạy học mà theo nguyên tắc này thì dạy học phải dựa trên
những hình ảnh cụ thể, được HS trực tiếp tri giác” [19].
- Còn theo từ điển tiếng Việt của Hoàng Phê (chủ biên), trực quan được định
nghĩa như sau “Trực quan nghĩa là dùng những vật cụ thể hay ngôn ngữ, cử chỉ làm
cho HS có được hình ảnh cụ thể về những điều đã học”[27].
Như vậy có thể kết luận: Trực quan là một khái niệm biểu thị tính chất của hoạt
động nhận thức, trong đó thông tin thu nhận được về các sự vật và hiện tượng của thế
giới bên ngoài được cảm nhận trực tiếp từ các cơ quan cảm giác của con người.
1.1.1.2. Phương tiện trực quan
- Khái niệm phương tiện trực quan trong dạy học được nhiều tác giả quan tâm.
Theo Wright và Haleem (1991, T.1), PTTQ là tất cả những gì có thể nhìn thấy
được, có tác dụng phục vụ cho những mục đích khác nhau của người nói. Việc sử
dụng PTTQ làm cho phần nội dung mà người thuyết trình muốn truyền tải đến người
nghe rõ ràng và hấp hẫn hơn. Bên cạnh đó, không khí trong bài thuyết trình sẽ sôi nổi
và người nghe sẽ chú ý đến lời nói của người thuyết trình nhiều hơn [54].
9



Các tác giả cho rằng : “Phương tiện trực quan là tất cả những cái gì có thể
được lĩnh hội (tri giác) nhờ sự hỗ trợ của hệ thống tín hiệu thứ nhất và thứ hai của
con người. Tất cả các đối tượng nghiên cứu được tri giác trực tiếp nhờ các giác
quan đều là phương tiện trực quan [21, 89]. “Phương tiện trực quan là tất cả các
đối tượng nghiện cứu được tri giác trực tiếp nhờ các giác quan” [1].
Phương tiện trực quan được hiểu là những vật (sự vật) hoặc sự biểu hiện của
nó bằng hình tượng (biểu tượng) với những mức độ qui ước khác nhau. Những sự
vật và những biểu tượng của sự vật trên được dùng để thiết lập (hình thành) ở HS
những biểu tượng động hoặc tĩnh về sự vật nghiên cứu [3, 11].
Như vậy, các tác giả đã có sự thống nhất về khái niệm phương tiện trực
quan. Có thể kết luận: Phương tiện trực quan là những công cụ (phương tiện) mà
người thầy giáo và HS sử dụng trong quá trình dạy học nhằm xây dựng cho HS
những biểu tượng về sự vật, hiện tượng, hình thành khái niệm thông qua sự tri giác
trực tiếp bằng các giác quan của người học.
1.1.2. Thí nghiệm
1.1.2.1. Khái niệm
- Thí nghiệm được xem là một trong những phương tiện trực quan quan trọng
hàng đầu trong dạy học nói chung và dạy học SH nói riêng. Thí nghiệm giúp HS trực
tiếp quan sát các hiện tượng, quá trình, tính chất của các đối tượng nghiên cứu [1].
- Thí nghiệm được hiểu là gây ra một hiện tượng, một sự biến đổi nào đó
trong điều kiện nhất định để tìm hiểu, nghiên cứu, kiểm tra hay chứng minh
[13, 55].
- Thí nghiệm là phương pháp nghiên cứu để kiểm tra những giả thuyết khác
nhau bằng những thử nghiệm và tiến hành dưới những điều kiện được tạo ra và
kiểm soát bởi các nhà nghiên cứu. Trong suốt quá trình thí nghiệm, một hoặc một số
điều kiện được thay đổi (điều kiện không phụ thuộc) so với trật tự sắp xếp thì dẫn
đầu kết quả là điều kiện liên quan (điều kiện phụ thuộc) cũng thay đổi được đo lại,
ghi lại theo logic hợp lý và phân tích kết quả để kết luận vấn đề [41].
- Thí nghiệm là một thử nghiệm hay quan sát đặc biệt, nó xác nhận hay bác bỏ

những vấn đề còn nghi ngờ…được các nhà nghiên cứu tiến hành trong những điều
10


kiện nhất định, là một hoạt động hoặc một quá trình hoạt động để khám phá ra
những nguyên lý, hiệu ứng, kiểm tra, chứng minh, minh họa cho một vài ý kiến
hoặc sự thật chưa được biết đến hay thực hành sau bài học [41].
Tóm lại thí nghiệm là sự tác động những điều kiện khác nhau lên đối tượng
nghiên cứu nhằm tìm hiểu ảnh hưởng của một hoặc một vài yếu tố xác định, tập
trung theo dõi một vài khía cạnh nhất định, thông qua đó để xác nhận hay bác bỏ
những vấn đề còn nghi ngờ.
1.1.2.2. Phân loại thí nghiệm [41]
Tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng của thí nghiệm mà có nhiều quan điểm phân
loại thí nghiệm khác nhau. Sau đây là một số quan điểm phân loại thí nghiệm đối
với quá trình dạy học:
* Đối với quá trình dạy học
Trong nhà trường phổ thông, thí nghiệm thường được sử dụng dưới những
dạng chính sau đây:
* Thí nghiệm biểu diễn bởi giáo viên
Thí nghiệm chứng minh: Thí nghiệm được sử dụng trong nhóm trực quan với
vai trò minh họa cho lời giảng của giáo viên.
Thí nghiệm nghiên cứu: Thí nghiệm được sử dụng trong nhóm trực quan với
vai trò là nguồn dẫn đến tri thức mới cho người học.
Thí nghiệm thực hành: Thí nghiệm được sử dụng trong nhóm phương pháp
thực hành với vai trò củng cố tri thức, rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo cho người học.
Trong thực tế, không phải lúc nào các thí nghiệm cũng có thể tiến hành trên
mẫu vật thật để học sinh quan sát trực tiếp bằng các giác quan, mà một số thí
nghiệm rất khó hoặc không thể thực hiện được với các đối tượng sống. Với các thí
nghiệm có tính chất như trên, muốn để học sinh hiểu biết sâu sắc hơn về quá trình
hay hiện tượng sinh học diễn ra bên trong đối tượng sống người ta có thể sử dụng

các thí nghiệm sau:
- Thí nghiệm ảo: đối với một số quá trình sinh học khi không thể minh hoạ
bằng thí nghiệm thật thì giáo viên có thể sử dụng thí nghiệm ảo để minh họa và
củng cố cho bài học. Là tập hợp các tài nguyên số đa phương tiện dưới hình thức
11


đối tượng học tập, nhằm mô phỏng các hiện tượng vật lý, sinh học,… xảy ra trong
tự nhiên hay trong phòng thí nghiệm, có đặc điểm là có tính năng tương tác cao,
giao diện thân thiện với con người và có thể mô phỏng những quá trình, điều kiện
tới hạn khó xảy ra trong tự nhiên hay khó thu được trong phòng thí nghiệm. Thí
nghiệm ảo giúp giảm thiểu việc học chay, dạy chay thường gặp do thiếu phương
tiện, điều kiện thí nghiệm giúp người học chủ động học tập phù hợp với tinh thần
người học là trung tâm của giáo dục hiện đại.
- Thí nghiệm mô phỏng: Trong Sinh học, để giúp cho người học hiểu rõ bản
chất của một vấn đề khoa học mà người học không thể tư duy trực tiếp bằng các
giác quan thì chúng ta có thể sử dụng thí nghiệm mô phỏng.
*Thí nghiệm do học sinh tiến hành
- Thí nghiệm biểu diễn khi học bài mới.
- Thí nghiệm luyện tập trong quá trình vận dụng kiến thức vừa lĩnh hội.
- Thực hành trong phòng thí nghiệm thường tổ chức sau một loạt bài và vào
cuối kỳ mang tính chất tổng hợp.
- Thí nghiệm tại nhà, một hình thức thực nghiệm đơn giản nhưng dài ngày
giao cho học sinh tự làm tại nhà riêng.
1.1.2.3. Yêu cầu của thí nghiệm [41]
Khi tiến hành thí nghiệm, giáo viên cần chú ý đến một số nguyên tắc sau:
- Đảm bảo tính an toàn cho cả giáo viên và học sinh.
- Đảm bảo tính khoa học của thí nghiệm: sự chuẩn bị chu đáo, thí nghiệm nên
lặp lại nhiều lần để chọn ra điều kiện tốt nhất, giải thích được diễn biến và kết quả
thí nghiệm.

- Bố trí thí nghiệm ở vị trí sao cho cả lớp đều có thể quan sát được. Đặc biệt là
kết quả thí nghiệm.
- Thí nghiệm đơn giản, vừa sức học sinh.
- Thời gian cho mỗi thí nghiệm được tính toán cẩn thận và không kéo dài
nhằm đảm bảo thời gian chung cho cả tiết học.
- Nếu làm thí nghiệm để minh họa thì nội dung của thí nghiệm phải phù hợp
với chủ đề bài học.
12


1.1.2.4. Vai trò của thí nghiệm
Mục đích giáo dục ở nhà trường không chỉ đào tạo ra những con người nắm vững
các kiến thức khoa học, mà còn cần giỏi thực hành, có bàn tay khéo léo để thực hiện
những điều bộ óc suy nghĩ. Nếu không có những điều đó thì những hiểu biết của con
người chỉ dừng lại ở mức độ nhận biết lí thuyết, chưa tác động vào thực tiễn để tái tạo
thế giới và cải tạo nó. Nhận thức lý luận và vận dụng lý luận vào thực tiễn là 2 mặt của
một quá trình nhận thức nhưng giữa chúng có khoảng cách rất xa mà chúng ta không
thể vượt qua nếu không thông qua hoạt động thực hành, thí nghiệm.
Trong quá trình thí nghiệm, thực hành, các kiến thức lý thuyết mà học sinh
tiếp thu được trên lớp thường ở dạng hỗ trợ làm cho chúng trở nên sinh động, làm lộ
rõ bản chất và khả năng của chúng. Nhờ vậy học sinh sẽ thấy rõ vị trí, vai trò của
từng kiến thức trong hoạt động thực tiễn.
Như vậy, thí nghiệm đóng vai trò hết sức quan trọng trong quá trình dạy học
nói chung và dạy học sinh học nói riêng, bởi Sinh học là môn khoa học thực
nghiệm, kiến thức lý thuyết luôn gắn liền với giải quyết vấn đề của thực tiễn đời
sống xã hội. Do đó việc nâng cao hiệu quả của thí nghiệm trong dạy học sinh học là
hết sức cần thiết.
Từ đó ta có thể thấy được vai trò của thí nghiệm như sau [5]:
- Thí nghiệm là mô hình đại diện cho hiện tượng khách quan, là cơ sở, điểm
xuất phát cho nhận thức của học sinh. Từ đây xuất phát quá trình nhận thức cảm

tính của trò, để rồi từ đó diễn ra sự trừu tượng hóa và tiến lên sự trừu tượng cụ thể
trong tư duy.
Các hiện tượng sinh học có thể mô phỏng lại dưới dạng các thí nghiệm. Học
sinh trực tiếp tiến hành các thí nghiệm, tự lực tìm hiểu cấu tạo trong mối quan hệ với
chức năng, tìm ra bản chất của các sự vật hiện tượng và trực tiếp giúp cho các em tin
tưởng và hiểu sâu sắc tri thức được lĩnh hội. Trong quá trình thực hành, thí nghiệm,
học sinh phải sử dụng nhiều cơ quan cảm giác, đồng thời học sinh phải động não suy
nghĩ giúp phát triển tư duy sáng tạo ở học sinh. Từ trực quan sinh động đến tư duy
trừu tượng là con đường nhận thức cơ bản mà học sinh cần hướng tới.
- Thí nghiệm do giáo viên trình bày sẽ là mẫu mực về thao tác cho học trò học
13


tập mà bắt chước, để rồi sau đó khi làm thí nghiệm học sinh sẽ học được cách thức
làm thí nghiệm.
- Thí nghiệm là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn. Vì vậy nó là phương tiện
duy nhất giúp học sinh hình thành kĩ năng, kỹ xảo thực hành và tư duy kỹ thuật.
Qua hoạt động thực hành, thí nghiệm, học sinh hiện thực hóa được những kiến
thức lý thuyết đã học, làm cho những kiến thức đó trở nên thiết thực và gần gũi với
thực tiễn. Được tự mình tiến hành các thí nghiệm, suy nghĩ tìm tòi bản chất của các
sự vật hiện tượng giúp cho học sinh có những hiểu biết sâu sắc và đầy đủ về các vấn
đề Sinh học, thực tiễn. Do những yêu cầu chặt chẽ của thí nghiệm đã giúp học sinh
hình thành nên những phẩm chất tốt đẹp của người lao động, hình thành và phát
triển các kỹ năng, kỹ xão và tư duy lao động kĩ thuật.
- Thí nghiệm giúp học sinh đi sâu tìm hiểu bản chất của các sự vật hiện tượng,
các quá trình. Do các hiện tượng sinh học thường xảy ra đồng thời trong mối quan
hệ phức tạp, nên để phát hiện các mối quan hệ nhân quả, tìm hiểu quy luật của hiện
tượng người ta phải tổ chức các thí nghiệm trong đó chủ thể nhận thức chủ động đề
xuất giả thuyết và trên cơ sở đó tách ra hiện tượng để nghiên cứu cho đơn giản hơn,
sau đó đặt nó vào hệ thống vốn có của sự vật để cuối cùng nhận thức đầy đủ.

- Thí nghiệm có thể được sử dụng để tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh
với các mức độ tích cực, tự lực và sáng tạo khác nhau.
Thí nghiệm có thể sử dụng được trong cả 5 phương pháp dạy học: các phương
pháp dạy học dùng trong nghiên cứu tài liệu mới; các phương pháp dạy học dùng trong
củng cố kiến thức; các phương pháp dạy học dùng khi vận dụng phức hợp kiến thức, kỹ
năng, kỹ xảo; các phương pháp dạy học dùng trong khái quát hóa và hệ thống hóa kiến
thức; các phương pháp dạy học dùng trong kiểm tra - đánh giá. Thí nghiệm biểu diễn
của giáo viên có thể sử dụng trong 3 khâu của quá trình dạy học [41]:
+ Trong khâu nghiên cứu tài liệu mới.
+ Trong khâu củng cố hoàn thiện kiến thức.
+ Trong kiểm tra - đánh giá kiến thức.
- Ngoài ra, thí nghiệm còn giúp học sinh thêm yêu môn học, có đức tính của
người lao động: cần cù, kiên trì, có ý thức kỷ luật, …
14