(Luận án tiến sĩ) phát triển năng lực dạy học thực hành cho sinh viên ngành sư phạm sinh các trường đại học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI ĐỖ THÀNH TRUNG PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC DẠY HỌC THỰC HÀNH CHO SINH VIÊN NGÀNH SƯ PHẠM SINH HỌC CÁC TRƯỜNG ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Lý luận Phương pháp dạy học môn Sinh học Mã số: 9140111 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VĂN HIỀN TS LÊ THANH OAI HÀ NỘI - 2019 luan an LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Hiền TS Lê Thanh Oai Các kết quả, số liệu trình bày luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, tháng 10 năm 2019 Tác giả luận án ĐỖ THÀNH TRUNG luan an LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Văn Hiền TS Lê Thanh Oai tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu thực đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành thầy cô mơn Lí luận & Phương pháp dạy học Sinh học, Phòng Sau Đại học, Ban Giám hiệu Trường Đại học Sư phạm Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho tơi học tập, nghiên cứu hồn thiện luận án Tôi xin chân thành cảm ơn trường THPT, trường Đại học Sư phạm, giáo viên giảng viên nhiệt tình giúp đỡ tơi q trình điều tra thực trạng sư phạm Tơi xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Sinh học, thầy cô giáo khoa Sinh học, trường ĐHSP Hà Nội nơi công tác tạo điều kiện thuận lợi cho tơi nghiên cứu hồn thành luận án Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn thành viên gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên, giúp đỡ suốt trình thực luận án Hà Nội, tháng năm 2019 Tác giả luận án ĐỖ THÀNH TRUNG luan an DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT Kí hiệu, viết tắt BGD ĐHSP GV GiV HS KN PPDH SGK NLDH NLTH TH THPT TN THTN THQS THSH THTN Viết đầy đủ Bộ giáo dục Đại học Sư phạm Giáo viên Giảng viên Học sinh Kĩ Phương pháp dạy học Sách giáo khoa Năng lực dạy học Năng lực thực hành Thực hành Trung học phổ thơng Thí nghiệm Thực hành thí nghiệm Thực hành quan sát Thực hành Sinh học Thực hành thí nghiệm luan an MỤC LỤC PHẦN I MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu 3 Giả thuyết khoa học .3 Đối tượng khách thể nghiên cứu .3 Giới hạn nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu .4 Những đóng góp đề tài Cấu Trúc luận án PHẦN II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu có liên quan đến đề tài 1.1.1 Tổng quan lực dạy học, phát triển lực dạy học 1.1.1.1 Một số nghiên cứu giới .8 1.1.1.2 Một số nghiên cứu Việt Nam .11 1.1.2 Tổng quan thực hành, dạy học thực hành 15 1.1.2.1 Một số nghiên cứu giới 15 1.1.2.2 Một số nghiên cứu Việt Nam 18 1.2 Cơ sở lí luận 22 1.2.1 Thực hành Sinh học 22 1.2.1.1 Khái niệm thực hành Sinh học .22 1.2.1.2 Phân loại thực hành dạy học Sinh học phổ thông 23 1.2.1.3 Vai trò thực hành dạy học Sinh học .28 1.2.1.4 Quy trình thực hành Sinh học 30 1.2.2 Dạy học thực hành Sinh học 31 1.2.2.1 Khái niệm dạy học thực hành Sinh học 31 1.2.2.2 Cấu trúc dạy học thực hành Sinh học .32 1.2.2.3 Quy trình tổ chức dạy học thực hành Sinh học 33 1.2.3 Năng lực dạy học thực hành Sinh học .36 1.2.3.1 Khái niệm lực 36 luan an 1.2.3.2 Năng lực dạy học 38 1.2.3.3 Năng lực dạy học thực hành Sinh học 40 1.2.3.4 Cấu trúc lực dạy học thực hành Sinh học 41 1.3 Cơ sở thực tiễn đề tài .46 1.3.1 Thực trạng dạy học thực hành Sinh học phổ thông 47 1.3.1.1 Nhận thức cần thiết thực hành dạy học sinh học trường trung học phổ thông 47 1.3.1.2 Mức độ tự tin tiến hành thực hành sinh học giáo viên trung học phổ thông 47 1.3.1.3 Mức độ tự tin tổ chức dạy học thực hành Sinh học trung học phổ thông 49 1.3.2 Thực trạng rèn lực dạy học thực hành sinh học sinh viên trường đại học 50 1.3.2.1 Thực trạng việc rèn lực dạy học thực hành cho sinh viên trường đại học 50 1.3.2.2 Thực trạng nhu cầu rèn NL dạy học TH SV trường đại học sư phạm 53 1.3.2.3 Khái quát chương trình đào tạo cử nhân sư phạm học phần phương pháp dạy học .60 KẾT LUẬN CHƯƠNG I .62 Chương PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC DẠY HỌC THỰC HÀNH SINH HỌC THPT CHO SINH VIÊN SƯ PHẠM SINH CÁC TRƯỜNG ĐẠI HỌC 63 2.1 Phân tích nội dung thực hành chương trình đào tạo cử nhân sư phạm Sinh học chương trình Sinh học trung học phổ thơng .63 2.1.1 Nội dung thực hành chương trình đào tạo cử nhân sư phạm Sinh học.63 2.1.2 Nội dung thực hành chương trình Sinh học trung học phổ thông 66 2.1.2.1 Nội dung thực hành Sinh học chương trình giáo dục THPT 66 2.1.2.2 Nội dung kiến thức thiết kế thực hành .69 2.2 Quy trình rèn luyện lực dạy học thực hành Sinh học trung học phổ thông cho sinh viên sư phạm ngành Sinh học trường đại học 71 luan an 2.2.1 Nguyên tắc xây dựng quy trình rèn lực dạy học thực hành Sinh học THPT cho sinh viên sư phạm ngành Sinh học 71 2.2.2 Quy trình rèn luyện lực dạy học thực hành Sinh học trung học phổ thông cho sinh viên ngành sư phạm Sinh học 74 2.2.2.1 Giai đoạn 1: Củng cố lực thực hành 74 2.2.2.2 Giai đoạn – Rèn luyện lực chuẩn bị dạy thực hành lực tổ chức dạy học thực hành Sinh học cho sinh viên .85 2.3 Một số tập rèn luyện lực dạy học thực hành Sinh học trung học phổ thông cho sinh viên ngành sư phạm Sinh học trường đại học 92 2.3.1 Câu hỏi tập rèn kĩ xác định mục tiêu thực hành/ xác định giả thuyết khoa học thí nghiệm 92 2.3.2 Câu hỏi tập rèn KN xác định, chuẩn bị nguyên vật liệu cho thực hành; kĩ bố trí, thiết kế thí nghiệm 95 2.3.3 Câu hỏi, tập rèn kĩ dự đốn kết, giải thích kết thực hành 98 2.3.4 Câu hỏi, tập rèn kĩ tổ chức thực hành 99 2.3.5 Câu hỏi, tập rèn kĩ hướng dẫn học sinh thu thập số liệu, giải thích kết thực hành 100 2.4 Đánh giá lực dạy dạy học thực hành 101 2.4.1 Hệ thống lực dạy học thực hành Sinh học cần rèn luyện đánh giá sinh viên ngành sư phạm Sinh học trường Đại học 101 2.4.2 Xây dựng công cụ đánh giá mức độ đạt lực dạy học thực hành Sinh học cho sinh viên ngành Sư phạm Sinh học trường đại học .102 2.4.2.1 Nguyên tắc xây dựng tiêu chí đánh giá lực dạy học thực hành Sinh học 103 2.4.2.2 Bộ công cụ đánh giá lực dạy học thực hành Sinh học sinh viên ngành Sư phạm Sinh học trường đại học 103 KẾT LUẬN CHƯƠNG 121 Chương THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 122 3.1 Mục đích thực nghiệm 122 3.2 Nội dung thực nghiệm 122 3.3 Phương pháp thực nghiệm .122 3.3.1 Đối tượng thực nghiệm 122 luan an 3.3.2 Bố trí thực nghiệm 122 3.3.3 Phương pháp thu thập liệu đo lường 124 3.4 Kết thực nghiệm .127 3.4.1 Phân tích định lượng kết thực nghiệm 127 3.4.1.1 Đánh giá mức độ tiếp nhận tri thức thực hành, dạy học thực hành, tri thức phịng thí nghiệm 127 3.4.1.2 Đánh giá phát triển lực dạy học thực hành Sinh học sinh viên 132 3.4.2 Phân tích định tính 145 KẾT LUẬN CHƯƠNG 147 PHẦN III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 148 TÀI LIỆU THAM KHẢO 150 PHỤ LỤC luan an MỤC LỤC BẢNG Bảng 1.1 Yêu cầu cần đạt NL thực hành SH SV loại TH 42 Bảng 1.2 Yêu cầu cần đạt NL chuẩn bị TH 44 Bảng 1.3 Yêu cầu cần đạt NL tổ chức dạy học thực hành 45 Bảng 1.4 Bảng cấu trúc lực dạy học thực hành Sinh học 46 Bảng 1.5 Kết điều tra nhận thức cần thiết TH dạy học SH 47 Bảng 1.6 Kết điều tra mức độ tự tin thực hành SH GV THPT 48 Bảng 1.7 Kết điều tra mức độ tự tin tổ chức TH GV SH THPT49 Bảng 1.8 Kết điều tra nhận thức GiV cần thiết TH đào tạo SV ngành sư phạm Sinh học 50 Bảng 1.9 Kết điều tra mức độ rèn thao tác TH cho SV học phần sở đào tạo 50 Bảng 1.10 Kết điều tra cách dạy thực hành GiV 51 Bảng 1.11 Kết điều tra mức độ ưu tiên tiêu chí đánh giá kết TH GiV SV 52 Bảng 1.12 Kết mức độ quan tâm, liên hệ GiV tới nội dung kiến thức SH phổ thông dạy thực hành cho SV 52 Bảng 1.13 Kết điều tra mức độ SV tham gia THSH trường ĐHSP 53 Bảng 1.14 Kết khảo sát mong muốn SV việc rèn kĩ TH Sinh học 53 Bảng 1.15 Kết điều tra mức độ rèn NLTH SV trường ĐHSP 54 Bảng 1.16 Mức độ rèn kĩ tổ chức dạy học thực hành Sinh học cho SV .55 Bảng 1.17 Mức độ rèn KN tổ chức dạy học THSH cho SV 56 Bảng 1.18 Kết điều tra mức độ quan tâm, liên hệ SV tới nội dung kiến thức SH phổ thông tham gia TH sở đào tạo 57 Bảng 1.19 Kết mức độ tự tin SV TH tổ chức dạy TH 57 Bảng 1.20 Kết khảo sát tỉ lệ thực hành/lý thuyết học phần số trường Đại học .59 Bảng 1.21 Kết khảo sát TH/LT học phần PPDH số Trường Đại học 60 Bảng 2.1 Nội dung thực hành Sinh học học phần 63 Bảng 2.2 Nội dung TH chương trình Sinh học 10 67 Bảng 2.3 Nội dung TH chương trình Sinh học 11 68 Bảng 2.4 Nội dung thực hành chương trình Sinh học 12 .69 Bảng 2.5 Nội dung kiến thức SH THPT thiết kế thực hành .70 luan an Bảng 2.6 Phương pháp đánh giá phát triển NLDH thực hành Sinh học 104 Bảng 2.7 Rubric đánh giá sử dụng để đánh giá KN thực thao tác TH 112 Bảng 2.8 Rubric đánh giá sử dụng để đánh giá KN xác định chủ đề mục tiêu TH .113 Bảng 2.9 Rubric đánh giá sử dụng để đánh giá KN xác định chuẩn bị điều kiện tổ chức dạy học TH 113 Bảng 2.10 Rubric đánh giá sử dụng để đánh giá KN xác định tiến trình tổ chức HS thực hành .114 Bảng 2.11 Rubric đánh giá sử dụng để đánh giá KN dự kiến đánh giá hoạt động TH HS 115 Bảng 2.12 Rubric đánh giá sử dụng để đánh giá KN hướng dẫn HS thực thao tác TH 115 Bảng 2.13 Bảng mô tả mức độ đạt NLDH thực hành SH .117 Bảng 2.14 Biểu mức độ thang đo phát triển NLDH thực hành SH 119 Bảng 3.1 Nội dung đo cơng cụ sử dụng q trình thực nghiệm 124 Bảng 3.2 Thang đo mức độ phát triển NLDH thực hành Sinh học .126 Bảng 3.3 Phân phối tần xuất điểm Xi kiểm tra lần 127 Bảng 3.4 Phân phối tần xuất điểm Xi kiểm tra lần 128 Bảng 3.5 Phân phối tần xuất điểm Xi kiểm tra lần 128 Bảng 3.6 Kết điểm tra kiến thức qua lần kiểm tra .130 Bảng 3.7 Điểm trung bình lần kiểm tra 130 Bảng 3.8 Tỉ lệ % mức độ kiến thức qua lần kiểm tra 131 Bảng 3.9 Kết kiểm định giá trị trung bình điểm kiểm tra kiến thức .132 Bảng 3.10 Bảng tổng hợp kết đánh giá KN thực bước TH 133 Bảng 3.11 Bảng tổng hợp kết đánh giá KN xác định chủ đề mục tiêu TH .134 Bảng 3.12 Bảng tổng hợp kết đánh giá KN xác định chuẩn bị điều kiện TH 135 Bảng 3.13 Bảng tổng hợp kết đánh giá KN xác định tiến trình tổ chức HSTH 136 Bảng 3.14 Bảng tổng hợp kết đánh giá KN dự kiến đánh giá hoạt động TH 138 Bảng 3.15 Bảng tổng hợp kết đánh giá KN hướng dẫn HS thao tác TH 139 Bảng 3.16 Bảng phát triển NLDH thực hành Sinh học qua lần đánh giá 141 Bảng 3.17 Tỉ lệ % mức độ đạt NLDHTHSH qua lần đánh giá 142 Bảng 3.18 Sự tương quan điểm kiểm tra kiến thức với NLDH thực hành SH qua lần đánh giá 143 Bảng 3.19 Kết kiểm định đánh giá mức độ đạt NLDH thực hành SH nhóm thực nghiệm 144 Bảng 3.20 Kết khảo sát định tính sau q trình TN sư phạm .145 luan an PL66 qua màng sinh chất Bài 20 Thực + Bố trí thí nghiệm để chứng hành: thí minh tính thấm tế bào nghiệm với tế bào sống tế bào thẩm thấu chết tính thấm chọn + Phát triển kí thiết kế lọc tế bào thí nghiệm, thực thao tác, thu thập kết quả, xử lý số liệu, giải thích kết Bài 27: thực rút kết luận khoa học + Bố trí thí nghiệm để chứng Chuyển hóa vật hành số thí hành số thí minh hoạt tính enzim chát nghiệm nghiệm số yếu tố ảnh hưởng tới lượng enzim enzim hoạt tính enzim Chương III Bài 15: Thực nhiệt độ, độ pH… + Thí nghiệm chứng minh tính đặc hiệu enzim + Phát triển kí thiết kế thí nghiệm, thực thao tác, thu thập kết quả, xử lý số liệu, giải thích kết Chương IV Bài 18 Thực Bài 31 Thực rút kết luận khoa học + Bài thực hành tập với nội Phân bào hành: Quan sát hành: Quan sát dung tạp trung vào quan sát kì kì kì nguyên phân nguyên phân nguyên phân tiêu cố định tiêu rễ qua tiêu + Bố trí thí nghiệm rễ hành tạm thời hay cố hành làm tiêu tạm thời định để phát kì nguyên phân + Phát triển kĩ thu thập kết quả, xử lý số liệu, giải thích kết rút kết luan an PL67 Phần III Sinh Bài 24 Thực Bài 36 Thực luận khoa học + Các thí nghiệm để chứng học vi sinh vật hành: Lên men hành lên men minh q trình chuyển hóa Chương I etylic lên etylic tinh bột, đường thành sản Chuyển hóa vật men lactic Bài 37 Thực phẩn hữu cơ, đồng thời nhấn chất hành: lên men mạnh ý nghĩa thực tiễn lượng VSV lactic q trình chuyển hóa vật chất lượng VSV + Phát triển kí thiết kế thí nghiệm, thực thao tác, thu thập kết quả, xử lý số liệu, giải thích kết Chương II Bài 28 Thực Bài 42 Thực rút kết luận khoa học + Làm tiêu bản, quan sát Sinh trưởng hành quan sát hành: Quan sát số VSV hình thái, cấu sính sản vi số VSV số VSV trúc sinh vật + Phát triển kĩ sử dụng kính hiển vi,làm tiêu bản, Chương III Vi Bài 47: Thực quan sát + Bài thực hành có nội dung rút bệnh hành: Tìm hiểu chủ yếu giúp HS tìm hiểu truyền nhiễm số bệnh số bệnh lây truyền phổ truyền nhiễm biến các biện pháp phổ biến địa phòng chữa bệnh hợp lý phương + Giúp phát triển kĩ thu thập xử lí thơng tin Kĩ ứng dụng CNTT luan an PL68 Nội dung thực hành chương trình Sinh học 11 Bảng Các thực hành Sinh học 11 Chương Sinh học 11 Chương 1: Bài Chuyển hóa hành: vật chất lượng Sinh học 11 Nội dung (CB) (NC) Thực Bài 6: Thực + Nội dung thực hành Thí hành: Thốt cách bố trí thí nghiệm để nghiệm nước bố trí chứng minh nước thí thí nghiệm nước qua giấy tẩm nghiệm vai trị phân bón dung dịch CoCl2 bố trí thí phân bón nghiệm chứng minh vai trị N,P,K tới sinh trưởng phát triền thực vật + Bố trí thí nghiệm để tách chiết sắc tố quang hợp qua đó, phát có sắc tố quang hợp Bài 13 Thực Bài 13 Thực Củng cố lý thuyết học hành: Phát hành: diệp lục Tách sắc tố quang hợp chiết sắc tố + Bố trí thí nghiệm để chứng carotenoit tách minh sản phẩm hơ hấp nhóm sắc phương tỏa nhiệt Củng cố kiến thức pháp hóa học tố CO2 q trình hơ hấp hơ hấp + Thực hành cách xác định nhịp tim cách đo huyết áp Bài 14 Thực Xác định nhịp tim trung hành: Phát bình, xác định huyết áp hơ hấp thực vật Bài 14 Thực tối đa, huyết áp tối thiểu hành: Chứng + Mổ ếch, bố trí thí minh q trình nghiệm quan sát nhịp tim hơ hấp tỏa nhiệt ếch, tính tự động tim ếch, quan sát vận chuyển Bài 21 Thực luan an máu động mạch, PL69 hành: Đo số tĩnh mạch mao mạch tiêu sinh lý + Tìm hiểu chế điều hịa người hoạt động tim ếch chế thần kinh chế thể dịch + Phát triển kĩ bố trí thí Bài 21 Thực nghiệm, thiết kế thí nghiệm, hành: Tìm hiểu thực thao tác thí số hoạt nghiệm, quan sát, thu thập động tim kết quả, giải thích kết Chương II Bài Cảm ứng ếch rút kết luận khoa học 25.Thực Bài 25 Thực +Bố trí thí nghiệm hướng hành: Hướng hành hướng trọng lực rễ (SH 11 động động bản) thí nghiệm chứng minh tính hướng đất, hướng sáng, hướng nước, hướng hóa + Phát triển kĩ bố trí thí nghiệm, thiết kế thí nghiệm, thực thao tác thí nghiệm, quan sát, thu thập kết quả, giải thích kết Chương Sinh III Bài 40 rút kết luận khoa học Thực Bài 40 Quan + Nội dung thực hành trưởng hành: Xem phim sát sinh trưởng sử dụng CD ROM, phát triển sinh trưởng và phát triển video, băng hình sinh phát triển động vật Chương Sinh sản IV Bài động vật 43: hành: số trưởng phát triển động vật + Rèn KN quan sát, phân tích Thực Bài 43 Thực + Bố trí TN nhân Nhân hành: Nhân giống vơ tính giâm, giống vơ tính giống giâm, chiết, ghép HS củng cố thực vẩ chiết, ghép lại sở khoa học kĩ luan an PL70 giâm, chiết, ghép thực vật thuật + Phát triển kĩ bố trí thí nghiệm, thiết kế thí nghiệm, thực thao tác thí nghiệm, quan sát, thu thập kết quả, giải thích kết rút kết luận khoa học Nội dung thực hành chương trình Sinh học 12 Bảng Các thực hành Sinh học 12 Phần/Chương Sinh học 12 Sinh học 12 (CB) Phần năm Di (NC) Bài Thực + Sử dụng CD ROM, băng truyền học hành: Xem hình trình nhân Chương I Cơ phim chế đôi ADN, phiên mã, dịch mã chế di truyền nhân đôi ADN, để củng cố lại kiến thức lý biến dị phiên mã Nội dung thuyết phần dich mã Bài + Sử dụng tiêu có Thực sẵn NST khổng lồ hành: Quan sát Bài 10 Thực ruồi giấm làm tiêu dạng đột hành: Quan sát tạm thời để quan sát NST biến NST dạng đột + Phát triển kĩ quan sát, tiêu định cố biến NST phân tích, thực bước tiêu tiêu tạm thời định cố thí nghiệm tiêu tạm thời Chương II Tính Bài 14 Thực Bài 19 Thực + Rèn kĩ bố trí thí quy luật hành: Lai giống hành: lai giống nghiệm nghiên cứu di tượng di truyền Bố trí thí nghiệm truyền lai, tạo dịng thuẩn chủng,đánh giá kết thí nghiệm phương pháp thống kê + Rèn phương pháp nghiên luan an PL71 cứu di truyền thơng qua băng hình, ghi lại q trình lai tạo giống, sauddos Phần sáu: Tiến đánh giá kết lai Bài 46 Thực + Sử dụng đĩa CD ROM, hóa hành: Bằng tranh ảnh phóng to, mơ hình chứng xương người, lồi linh gốc trưởng để giúp HS củng cố Chương III.Sự phát sinh nguồn phát triển động vật người lại kiến thức lý thuyết sống trái trình phát sinh, phát triển đất tiến hóa lồi trái đất + Rèn kĩ quan sát, phân tích Phần bảy: Sinh Bài 46 Thực Bài 50 Thực + Rèn kĩ quan sát, phân thái học hành: quản lí hành: Khảo sát tích, tổng hợp đánh giá sử dụng bền vi khí hậu sản phẩm thu vững nguồn tài khu vực nguyên nhiên thiên Bài 59 Thực hành: Tính độ phong phú lồi kích thước quần thể theo phương pháp đánh bắt thả lại luan an PL72 PHỤC LỤC 11 TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH SINH HỌC THPT Tài liệu hướng dẫn TH cho SV phải đảm bảo: - Cấu trúc theo bố cục logic, phù hợp với nội dung SGK - Chứa đựng nội dung hướng dẫn trước chuẩn bị TH việc sử dụng, bảo quản trang thiết bị có liên quan đến nội dung thực hành - Mục tiêu mặt kiến thức, đặc biệt kĩ thí nghiệm mà người thực cần đạt - Các mẫu vật, dụng cụ, hóa chất cho TH, TN - Quy trình chuẩn cho TH/ TN - Cơ sở khoa học thí nghiệm - Bổ sung thêm số TH nhằm làm phong phú tài liệu, giúp cho người thực có chọn lựa nhiều thí nghiệm khác đảm bảo mục tiêu học - Một số câu hỏi định hướng khai thác kiến thức TH - Một số gợi ý sử dụng thí nghiệm khâu trình dạy học  Tài liệu hướng dẫn dạng thực hành thí nghiệm o TN chứng minh q trình hô hấp thực vật Mục tiêu - Chứng minh q trình hơ hấp thực vật hút O2 - Rèn kĩ bố trí thí nghiệm, hợp tác nhóm, làm thí nghiệm chứng q trình hô hấp thực vật Cơ sở khoa học Trong q trình hơ hấp, thực vật sử dụng ơxi khơng khí Có thể phát hút ơxi hạt nẩy mầm nhiều cách: Định lượng ôxi phản ứng trì cháy Mẫu vật, dụng cụ, hóa chất Mẫu vật: (Cho nhóm – HS): 400g thóc nhú mầm Dụng cụ: (Cho nhóm – HS): Dụng cụ Chai nhựa (dung tích lít) Nến Dây thép nhỏ giữ nến Bật lửa, băng dính, kéo Số lượng chai đoạn dây (dài khoảng 15cm) Mỗi loại luan an PL73 Các bước tiến hành Qui trình TN chuẩn (Chọn đại diện 200 g – 2h) * Các bước tiến hành: Bước Tiến hành Chia 400g thóc chuẩn bị thành phần Đun phần hạt sôi phút để hạt chết hẳn, phần lại giữ nguyên trạng thái Cho phần hạt vào chai nhựa dán chặt ô cắt Sau giờ: Mở băng dính dán chai ra, kéo cửa ô xuống đưa nến cháy vào, sau đậy cửa lại Quan sát thượng chai, ghi lại giải thích kết TN * Lưu ý: - Phải cắt có kích thước phù hợp với kích thước mẩu nến, tránh nến chạm vào thành ô, gây tắt nến - Thao tác đưa nến vào không làm mạnh để nến khơng bị gió làm tắt Một số câu hỏi định hướng khai thác thí nghiệm (1) Mục đích thí nghiệm gì? Dựa vào sở để chứng minh hô hấp sử dụng Ô xi? (2) So sánh dụng cụ, mẫu vật, bước tiến hành thí nghiệm tài liệu với SGK, giải thích lại có thay đổi đó? Thực nghiệm lại theo SGK rút nhận xét? Và so sánh với quy trình chuẩn thời gian, tượng, kết quả? (3) Thí nghiệm tổ chức cho HS lĩnh hội kiến thức nào? Hãy thiết kế hoạt động tổ chức cho HS lĩnh hội kiến thức thơng qua thí nghiệm? (4) Hãy soạn giáo án tổ chức dạy thí nghiệm thực hành ? o Thí nghiệm chứng minh q trình hơ hấp tỏa nhiệt Mục tiêu TN Chứng minh q trình hơ hấp hạt nhú mầm sinh nhiệt Cơ sở khoa học TN Hô hấp trình ơxi hóa hợp chất hữu để giải phóng lượng sinh học (ATP, chứa khoảng 50% lượng ngun liệu hơ hấp) số cịn lại lượng dạng nhiệt Trong hạt nhú mầm, q trình hơ hấp diễn mạnh q trình hơ hấp cung cấp lượng chất trung gian cho trình hình thành rễ mầm, thân mầm cá thể tương lai Chính vậy, theo dõi nhiệt độ vào thời điểm hợp lí luan an PL74 Mẫu vật, dụng cụ, hóa chất Mẫu vật (Cho nhón HS) kg hạt thóc nhú mầm Dụng cụ (Cho nhón HS) Dụng cụ Hộp nhựa (3 lít) Nhiệt kế Hộp xốp to cách nhiệt Mùn cưa Nến Bật lửa Các bước tiến hành Số lượng cái túi (1kg) Bước Cách tiến hành Cho 100g hạt thóc nhú mầm vào hộp nhựa Hình ảnh minh họa Bước Cắm nhiệt kế trực tiếp vào khối hạt Bước Đặt hộp có chứa thóc với nhiệt kế vào hộp xốp cách nhiệt Đổ mùn cưa vào hộp xốp, lèn chặt để giữ nhiệt Theo dõi nhiệt độ lúc bắt đầu cắm nhiệt kế sau 1, 2, Bước * Lưu ý: - Dùng nến nhỏ kín xung quanh lỗ cắm nhiệt kế Sau lần kiểm tra phải nhỏ lại nến cho kín, tránh nhiệt - Mùn cưa dùng để ủ phải đảm bảo khô, tơi xốp Một số câu hỏi định hướng khai thác thí nghiệm (1) Tìm điều cải tiến TN so với TN SGK SH111 nâng cao? luan an PL75 (2) Có thể thiết kế TN khác thay cho TN mà đảm bảo mục đích TN? (3) TN liên quan đến nội dung chương trình SH 11? Hãy thiết kế hoạt động sử dụng TN để tổ chức cho HS lĩnh hội kiến thức đó? (5) Thiết kế kiểm tra có sử dụng TN này? o TN phát hơ hấp qua thải khí cacbonic Mục tiêu TN - Phát hô hấp thực vật qua thải CO2 Cơ sở khoa học TN Khí CO2 phản ứng với Ca(OH)2 tạo thành CaCO3 kết tủa Phản ứng xảy sau: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O Dựa vào phản ứng để phát CO2 hình thành hơ hấp Mẫu vật, dụng cụ, hóa chất Mẫu vật (Chuẩn bị cho nhóm HS) Tùy điều kiện cụ thể mà GV HS lựa chọn khối lượng hạt phù hợp: 50g 100g thóc nhú mầm Hóa chất Nước vôi [Ca(OH)2] nồng độ 30% * Lưu ý: Để pha nước vơi với nồng độ xác cơng việc phức tạp (vì vơi bột chất tan đặc biệt, hịa vào nước, vơi khơng tan hết nên việc xác định nồng độ xác khó), chuẩn độ nước vơi cần dùng tới axit, thao tác địi hỏi độ xác Việc khó áp dụng trường phổ thơng, nên sử dụng cách pha thơng dụng sau: Hóa chất Nồng độ Qui định pha 10% 10g vôi bột + 90g nước cất 20% 20g vôi bột + 80g nước cất Ca(OH)2 30% 30g vôi bột + 70g nước cất Nước vôi pha cần phải để lắng nhiều lần, gạn lấy nước Sau pha xong bảo quản bình kín, tránh để nước vơi tiếp xúc với khơng khí bên ngồi dẫn tới ơxi hóa, tạo váng bề mặt, ảnh hưởng tới kết TN Dụng cụ (Chuẩn bị cho nhóm HS) Dụng cụ Hộp nhựa suốt 500ml Nắp hộp nhựa bên Số lượng cái luan an PL76 Dây truyền dịch y tế Phễu thủy tinh Cốc có mỏ (dung tích ≥ 100ml) Ống nghiệm Ống hút nước (thẳng) Bông Nến Bật lửa Panh Cách tiến hành đoạn dây không bị gấp khúc cái cái cái * Chuẩn bị: - Khoan lỗ nắp hộp nhựa cho vừa với ống dây truyền phễu thủy tinh - Cắt đoạn dây truyền, khoảng cách vừa đủ từ hộp đến ngập nước vôi ống nghiệm, đút đầu dây qua nắp hộp vào hộp - Chuẩn bị 100g hạt thóc nhú mầm, cho vào hộp nhựa suốt, đậy nắp lại Hình 2.6: chuẩn bị hạt dụng cụ TN - Ủ hạt 2h * Lưu ý: Sau cho hạt vào hôp đậy nắp lại, phải nhỏ nến cho kín chỗ tiếp xúc cuống phễu ống dây dẫn khí với hộp, ngồi ra, dùng bơng nút kín lỗ đổ nước phễu nút kín đầu ngồi dây dẫn khí nhỏ nến lên (tránh khí từ bình ngồi) - Lấy gần nửa ống nghiệm Ca(OH)2, 30% (Lưu ý: Gần đến thời điểm tiến hành TN lấy Ca(OH)2 vào ống nghiệm lấy sớm phải dùng nilon bị kín miệng ống nghiệm, tránh nước vơi bị ơxi hóa, tạo váng cứng mặt nước, ảnh hưởng tới kết TN) * Cách tiến hành: Bước Tiến hành luan an Hình ảnh minh họa PL77 Vào thời điểm bắt đầu TN: Mở nút bơng, cho đầu ngồi dây dẫn khí ngập nước vơi suốt chuẩn bị sẵn ống nghiệm Hình 2.7: Tiến hành bước Mở nút phễu, cạy nến, rót từ từ 100ml nước qua phễu vào bình chứa hạt Quan sát tượng xảy ống nghiệm, giải thích kết Hình 2.8: Tiến hành bước Để so sánh, lấy ống nghiệm có chứa nước vơi suốt thở miệng vào qua ống nhựa Nước vơi trường hợp vẩn đục Rút kết luận hô hấp thực vật Một số câu hỏi định hướng khai thác thí nghiệm (1) Xác định điểm cải tiến TN vừa trình bày? Giải thích lại cần cải tiến dụng cụ, mẫu vật, cách tiến hành vậy? (2) Giải thích phải sử dụng thóc nhú mầm? Có thể thay thóc nhú mầm chậu không? sao? Nếu thay được, bố trí TN khác để chứng minh q trình hơ hấp qua thải khí cacbonic (3) TN tổ chức cho HS lĩnh hội kiến thức nội dung nào? Hãy thiết kế hoạt động để tổ chức dạy học có sử dụng TN hai khâu: Khâu hình thành kiến thức khâu củng cố, minh họa kiến thức? (4) Soạn giáo án tổ chức TN dạy lý thuyết (hình thành kiến thức mới)? luan an PL78  Tài liệu hướng dẫn dạng thực hành quan sát Tài liệu hướng dẫn TH quan sát NST phân bào nguyên phân TV Mục tiêu - Quan sát biến đổi hình thái NST trình phân bào - Vẽ tế bào kì ngun phân qua quan sát kính hiển vi - Rèn luyện KN làm tiêu hiển vi, sử dụng kính hiển vi, quan sát tiêu kính hiển vi Cơ sở khoa học TH Quá trình nguyên phân hình thức phân bào chủ yếu tế bào nhân thực Quá trình gồm giai đoạn phân chia nhân phân chia tế bào chất Quá trình phân chia nhân, thực chất trình liên tục, chia làm kì: Kì đầu, kì giữa, kì sau kì cuối Trong đó, hình thái NST có biến đổi qua kì Tuy nhiên, hình thái nhiễm sắc thể quan sát rõ kì Quá trình thể hinh sau: Hình Quá trình nguyên phân sinh vật nhân thực Mẫu vật, dụng cụ, hóa chất (chuẩn bị cho nhóm HS) Dụng cụ Dụng cụ Kính hiển vi Lam kính + lamen Kim mũi mác Lưỡi dao cạo Cốc thủy tinh Giấy thấm, panh, kéo Đèn cồn Bật lửa Số lượng 01 Mỗi loại 01 01 02 Mỗi loại 01 01 01 luan an PL79 Hóa chất - Dung dịch cố định (tỉ lệ ethanol: axit axetic đậm đặc = 3:1), HCl 1N - Dung dịch thuốc nhuộm Schiff 1%, axeto –carmin 2% Mẫu vật củ hành ta (Allium ascafolium) Cách tiến hành Bước Tiến hành Lưu ý Chọn củ hành già, khô, ngâm củ hành vào nước Ở bước này, ngâm hành không cho rễ trước ngày tiến hành TH 3-5 ngày ngâm ngập nước  củ hành thối Hoặc trồng củ hành cát ẩm ẩm Thu mẫu rễ: Khi rễ củ hành dài khoảng cm, Đoạn rễ khoảng 0,8cm từ chop rễ dùng dao lam cắt đoạn rễ đầu để tiến hành xử lý Tiền xử lý: bước có tác dụng làm tế bào Bước không tiến chất làm mềm mô, phân ly nhiễm sắc thể hành, vào mục đích làm sáng rõ eo sơ cấp Tiền xử lý có hiệu tập trung tế bào phân chia kỳ cao nhất, thông qua ức chế hình thành thoi vơ sắc Cố định: Rễ thu được, ta tiến hành cố định Để hiệu cố định ta thường cố dung dịch định hình Cố định khoảng định qua đêm Sau cố định, ta tiến hành rửa nước cất vài lần Nếu rễ cố dịnh chưa dùng, ta có để để loại bỏ hết dung dịch cố định trước tiến thể lưu trữ cồn 700, bảo hành thủy phân quan tủ lạnh Thủy phân: Rễ thủy phân dung dịch axit Ta để 3-5 phút dung axetic 45% nóng khoảng 30 giây, dịch HCl 1N điều kiện 600C lửa đèn cồn Rễ thủy phân nhuộm dung dịch Ta nhuộm dung dịch Schiff 1% khoảng 15 phút carmin2% khoảng Lấy rễ nhuộm đặt lên lam kính, dùng dao lam Phần định rễ nhuộm đậm cắt bỏ chóp rễ, sau cắt lát mỏng phần đỉnh sinh trưởng Nhỏ giọt axit axetic 45% phủ kín mẫu lamen Đưa lam kính hơ nhẹ lửa đèn cồn khoảng Không để lam kính q nóng làm 10-15 giây khơ mẫu, khơng khí lọt vào làm Đặt lam kính tờ giấy thấm gấp đôi, dùng hỏng tiêu luan an PL80 panh gõ nhẹ thẳng góc 900 lên mẫu Dùng đầu ngón tay ép thẳng góc lên lamen qua lớp giấy thấm, quan sát kính hiển vi Một số câu hỏi định hướng khai thác TH (1) Quan sát vẽ hình NST kì (2) Tại phải cố định tiêu bản? không cố định tiêu ta quan sát hình thái NST kì nguyên phân không? (3) Hãy đưa phương án tổ chức dạy học TH trường phổ thông? Nếu tổ chức thực hành cần phải chuẩn bị gì, có lưu ý để tổ chức thành công TH cho HS (những bước chuẩn bị trước, bước GV chuẩn bị, bước HS chuẩn bị) (4) Soạn giáo án tổ chức dạy TH luan an ... cụ đánh giá lực dạy học thực hành Sinh học cho sinh viên ngành sư phạm Sinh học trường đại học - Xây dựng quy trình rèn luyện lực dạy học thực hành sinh học THPT cho sinh viên ngành sư phạm Sinh. .. để thực mục tiêu dạy học  Dạy học thực hành Sinh học Từ khái niệm thực hành, thực hành sinh học, dạy học thực hành đưa khái niệm dạy học thực hành Sinh học: Dạy học thực hành Sinh học trình sư. .. NL dạy học thực hành SH cho SV ngành sư phạm Sinh học trường đại học 6.3 Xác định cấu trúc lực dạy học thực hành Sinh học 6.4 Xây dựng quy trình phát triển lực dạy học thực hành Sinh học THPT cho