Luận án sử dụng thí nghiệm trong dạy học sinh thí thực vật cho sinh viên ngành sư phạm sinh học ở các trường cao đẳng sư phạm

1 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài 1.1 Xuất phát từ yêu cầu đổi phương pháp dạy học Định hướng đổi toàn diện giáo dục Việt Nam nêu rõ Văn kiện Đại hội lần thứ XI Đảng ta: "Tập trung nâng cao chất lượng giáo dục, đào tạo, coi trọng giáo dục đạo đức, lối sống, lực sáng tạo, kĩ thực hành, khả lập nghiệp”[47] Đổi giáo dục nhằm mục tiêu xây dựng giáo dục có tính dân tộc, đại, qn triệt ngun lý học đôi với hành, lý luận gắn liền với thực tiễn, theo định hướng coi trọng việc bồi dưỡng lực tự học học sinh tất cấp Đối với bậc đại học tự nghiên cứu, tạo điều kiện cho người học phát huy tư sáng tạo, rèn kĩ (KN) thực hành, tham gia nghiên cứu, thực nghiệm, ứng dụng 1.2 Xuất phát từ vai trị thí nghiệm q trình dạy học Sinh học Trong trình dạy học mơn khoa học tự nhiên, phương pháp quan sát, thí nghiệm (TN) có vai trị quan trọng việc phát hiện, tìm tịi, nghiên cứu tính chất, quy luật phát triển vật, tượng TN vừa nội dung vừa phương tiện trực quan giúp truyền tải kiến thức hình thành KN, kĩ xảo cho người học TN sử dụng tổ chức hoạt động nhận thức người học tất khâu trình dạy học: khâu hình thành kiến thức mới, khâu củng cố, hoàn thiện kiến thức khâu kiểm tra đánh giá Đặc biệt, học sinh tự phát tri thức TN sử dụng theo hướng tìm tịi nghiên cứu giúp phát triển tư sáng tạo, rèn KN thực hành thói quen giải vấn đề khoa học Dạy học TN có ý nghĩa quan trọng cấp thiết dạy học môn khoa học tự nhiên đáp ứng yêu cầu đổi giáo dục nhằm nâng cao lực sáng tạo KN thực hành cho người học Để phương pháp thực có hiệu người GV phải có KN, kĩ xảo làm TN vững vàng có KN dạy học thực hành TN tốt Do đó, TN trọng khai thác sử dụng trình đào tạo giáo viên (GV) trường Sư phạm 1.3 Thực tế dạy học thí nghiệm Sinh lí thực vật trường Cao đẳng Sư phạm Trong q trình dạy học Sinh học nói chung dạy Sinh lí thực vật (SLTV) nói riêng trường Cao đẳng Sư phạm (CĐSP) TN sử dụng để hình thành rèn luyện KN song song với việc hình thành kiến thức cho SV Ngồi ra, TN phương tiện để nghiên cứu khoa học Sinh học nhằm phát tri thức cho SV CĐSP Vì vậy, sử dụng TN vừa góp phần nâng cao chất lượng học tập môn vừa phát triển lực thực nghiệm cho SV Sư phạm sau trường – coi nhiệm vụ quan trọng giảng viên dạy môn trường Sư phạm đào tạo giáo viên Tuy nhiên, thực tế hoạt động dạy học thực hành TN trường CĐSP chưa đáp ứng nhu cầu đổi tăng cường dạy học thực hành TN cho người học Các TN chủ yếu sử dụng cuối bài, cuối chương có tính chất minh họa kiến thức mà chưa trọng khai thác theo hướng tìm tịi – nghiên cứu phát huy tính tích cực người học Nhiều GV cịn cảm thấy khó khăn việc tổ chức dạy học thực hành hình thành KN làm TN cho người học Từ ưu điểm TN trình dạy học đáp ứng yêu cầu đổi phương pháp dạy học nhằm tích cực hóa hoạt động người học, tiến hành đề tài nghiên cứu: “Sử dụng thí nghiệm dạy học Sinh lí thực vật cho sinh viên ngành Sư phạm Sinh học trường Cao đẳng Sư phạm” góp phần nâng cao chất lượng học tập kiến thức SLTV, rèn luyện kĩ làm TN, qua đó, phát triển KN dạy học TN SV ngành Sư phạm Sinh học trường CĐSP Mục tiêu nghiên cứu đề tài Sử dụng TN để tổ chức hoạt động học tập SV dạy học SLTV giúp SV vừa lĩnh hội kiến thức lý thuyết SLTV vừa rèn luyện KN làm thí nghiệm, qua đó, góp phần phát triển KN sử dụng TN dạy học Sinh học trường THCS Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng quy trình sử dụng TN SV tiến hành TN theo hướng tìm tịi kiến thức dạy học học phần SLTV giúp SV lĩnh hội kiến thức SLTV, nâng cao KN làm TN, từ góp phần phát triển KN sử dụng TN dạy học Sinh học trường THCS Đối tƣợng khách thể nghiên cứu 4.1 Đối tượng: thí nghiệm SLTV, quy trình sử dụng TN dạy học học phần SLTV 4.2 Khách thể: Phương pháp dạy học học phần SLTV Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài 5.1 Nghiên cứu tổng quan sở lý luận TN, sử dụng TN dạy học, KN thiết kế TN, KN làm TN KN dạy học TN 5.2 Điều tra thực trạng sử dụng TN để tổ chức dạy học SLTV việc rèn luyện KN làm TN, KN dạy học TN cho SV trường CĐSP 5.3 Xác định cấu trúc KN thiết kế TN, KN làm TN SV Sư phạm Sinh học 5.4 Xây dựng hệ thống thí nghiệm sử dụng dạy học Sinh lí thực vật 5.5 Xây dựng ngun tắc, quy trình sử dụng thí nghiệm dạy học Sinh lí thực vật 5.6 Xây dựng tiêu chí cơng cụ để đánh giá KN làm TN SV 5.7 Đề xuất biện pháp tích hợp rèn luyện nghiệp vụ sư phạm sử dụng thí nghiệm phổ thơng 5.8 Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm tra đánh giá hiệu việc sử dụng TN dạy học học phần SLTV Phƣơng pháp nghiên cứu 6.1 Nghiên cứu lý thuyết Nghiên cứu văn Nhà nước, Bộ Giáo dục đào tạo chiến lược phát triển đổi giáo dục Thu thập, phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa, đánh giá, bình luận tài liệu TN, sử dụng TN; hình thành đánh giá KN làm TN dạy học nói chung, dạy học Sinh học, dạy học SLTV nói riêng làm sở cho xây dựng sở lí luận cho đề tài 6.2 Điều tra sư phạm Để xác định thực trạng sử dụng TN trình dạy học Sinh học trường CĐSP, tiến hành lấy ý kiến số GV SV CĐSP qua phiếu điều tra qua vấn trực tiếp Nội dung điều tra bao gồm vấn đề sau: - Nhận thức GV CĐSP cần thiết mục đích sử dụng TN dạy học SLTV trường CĐSP - Mức độ sử dụng TN dạy học SLTV trường CĐSP - Việc hình thành KN thiết kế TN cho SV Sư phạm Sinh học - Việc hình thành KN làm TN cho SV Sư phạm Sinh học - Tích hợp rèn luyện nghiệp vụ sư phạm KN dạy học TN phổ thông Chúng thu kết điều tra GV SV phiếu điều tra thơng qua Google Docs Forms, sau đó, tiến hành xử lí số liệu phần mềm Excel Qua phân tích kết xử lí số liệu kết hợp với vấn trực tiếp GV SV CĐSP, đưa nhận định thực trạng dạy học TN SLTV trường CĐSP 6.3 Phương pháp tham vấn chuyên gia Trao đổi, xin ý kiến đóng góp giáo sư, nhà khoa học đầu ngành giáo dục học, lý luận, PPDH Sinh học SLTV vấn đề sau: - Phiếu điều tra thực trạng trình dạy học TN SLTV trường CĐSP - Cấu trúc KN thiết kế TN KN làm TN - Quy trình làm TN đánh giá KN làm TN - Quy trình sử dụng TN tổ chức dạy học học phần SLTV - Các nội dung triển khai thực nghiệm sư phạm để kiểm tra hiệu đạt 6.4 Thực nghiệm sư phạm Mục đích thực nghiệm: Thực nghiệm sư phạm nhằm kiểm tra tính đắn hiệu mà giả thuyết khoa học đề tài đặt Phƣơng pháp thực nghiệm: Đề tài triển khai thực nghiệm sư phạm năm học 2014 -2015 năm học 2015 – 2016, năm học 2016-2017 trường: CĐSP Sơn La, CĐSP Hưng Yên, CĐSP Nam Định, CĐSP Nghệ An Phương án thực nghiệm thực hiện: Các lớp SV CĐSP Sinh học dạy theo quy trình giáo án soạn theo hướng đề tài Chúng sử dụng công cụ đánh giá xây dựng để đánh giá thực nghiệm qua giai đoạn: trước thực nghiệm, trình thực nghiệm sau thực nghiệm - Sau thu thập số liệu minh chứng trình thực nghiệm sư phạm, chúng tơi tính tham số thống kê, phân tích số liệu qua phần mềm SPSS 18.0 đánh giá hiệu sử dụng TN dạy học SLTV cho SV Sư phạm Sinh học trường CĐSP 6.5 Phương pháp xử lí số liệu thống kê tốn học Số liệu thực nghiệm xử lý phần mềm SPSS 18.0: * Phân tích thống kê mơ tả: sử dụng công cụ Frequencies chức Descriptive Statistics Analyze Các tham số thống kê đặc trưng gồm: - Mean - giá trị trung bình: nhằm xác định điểm trung bình mức độ tiếp thu kiến thức, điểm KN thiết kế TN, KN làm TN SV qua giai đoạn thực nghiệm - Độ lệch chuẩn: nhằm xác định mức độ phân tán số liệu quanh giá trị trung bình - Mode: nhằm xác định giá trị có tần suất xuất nhiều tập hợp giá trị liệu - Median – trung vị: giá trị số liệu có vị trí nằm số liệu xếp theo trật tự Đây điểm phân phối - Phân tích tần số (frequency): số lần xuất giá trị Xi tổng số N số liệu Trong nghiên cứu, đại lượng thống kê sử dụng việc xác định xem có đối tượng, nội dung nghiên cứu xuất hiện/lựa chọn - Phân tích tần suất (percent): tỉ số tần số tổng số trường hợp: P i = ni/N (0 ≤ pi ≤ 1) Đây phương pháp để tính tỷ lệ % nội dung/phương án lựa chọn qua ý kiến thu thập * Thống kê suy luận: - Kiểm định Chi – Bình phương để kiểm định mối quan hệ biến: Đặt giả thuyết: H0: khơng có khác biệt điểm trung bình H1: có khác biệt điểm trung bình Để kết luận chấp nhận hay bác bỏ giả thuyết H0, ta dùng kiểm định phù hợp - Kiểm định giả thuyết giá trị trung bình tổng thể độc lập (Independent Samples T - test) (thủ thuật SPSS: vào Analyze  Compare Means  Independent Samples T - test) - Kiểm định giả thuyết giá trị trung bình tổng thể phụ thuộc hay phối hợp cặp (Paired-samples T-test) (thủ thuật SPSS: Analyze -> Compare means -> Paired-samples T-test) Dựa vào giá trị P (p-value) (SPSS viết tắt p-value sig.) để kết luận chấp nhận hay bác bỏ giả thuyết H0 p-value (sig.) ≤ α (mức ý nghĩa)  bác bỏ giả thuyết H0 Có nghĩa có mối quan hệ có ý nghĩa biến cần kiểm định p-value (sig.) > α (mức ý nghĩa)  chấp nhận H0 Khơng có mối quan hệ biến cần kiểm định - Phân tích hệ số tương quan Pearson: đo lường mức độ tương quan tuyến tính biến Hệ số tương quan Pearson (r) nhận giá trị từ +1 đến -1 r > cho biết tương quan thuận hai biến, nghĩa giá trị biến tăng làm tăng giá trị biến ngược lại r < cho biết tương quan nghịch hai biến, nghĩa giá trị biến tăng làm giảm giá trị biến ngược lại Những đóng góp đề tài 7.1 Xác định hệ thống hóa sở lý luận sở thực tiễn việc sử dụng TN dạy học học phần SLTV, đánh giá KN thiết kế TN, KN làm TN, KN liên hệ với dạy học TN phổ thông cho SV ngành Sư phạm Sinh học 7.2 Xác định hệ thống thí nghiệm chủ đề sử dụng dạy học SLTV 7.3 Đề xuất quy trình thực đánh giá KN làm TN cho SV ngành Sư phạm Sinh học trường CĐSP 7.4 Đề xuất quy trình sử dụng TN dạy học học phần SLTV 7.5 Xây dựng công cụ để đánh giá KN thiết kế TN, KN làm TN SV Cấu trúc luận án Ngoài phần mở đầu, phần kết luận đề nghị, phần tài liệu tham khảo phụ lục, nội dung luận án gồm chương: Chương Cơ sở lí luận thực tiễn đề tài Chương Sử dụng thí nghiệm dạy học Sinh lí thực vật cho sinh viên ngành Sư phạm Sinh học trường Cao đẳng Sư phạm Chương Thực nghiệm sư phạm KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Chƣơng CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Sự đời thí nghiệm nhận thức lồi người Nhiều sử gia triết gia nhấn mạnh tầm quan trọng thực nghiệm kỉ XVI – XVII đánh dấu xuất khoa học đại có gốc rễ từ triết học tự nhiên (Theo Dake (1981), Hacking (1983)) [59] Trước kỷ XVII, học thuyết dựa quan sát thụ động tự nhiên Sau cách mạng khoa học kỉ XVII xuất khái niệm “thí nghiệm” bao hàm nội dung biến đổi yếu tố điều kiện xác định để quan sát, tìm hiểu nghiên cứu hệ thống Những quan sát thụ động tiết lộ giới thao tác, hành động cần thiết để khám phá quy tắc, khả giới (Green, 1989) Sau này, I.P Pavlop – nhà sinh lí học kỷ thứ XX cho rằng: “Quan sát thu lượm tự nhiên trao cho, TN cho phép giành lấy tự nhiên người cần ” (dẫn theo Đinh Quang Báo, 2001) [3] Khoa học thực nghiệm bắt đầu quan tâm đến quan sát từ thao tác chủ động Galile (1564 – 1642) – nhà vật lí người Italia coi ơng tổ phương pháp thực nghiệm Ông cho “Muốn hiểu biết thiên nhiên phải trực tiếp quan sát thiên nhiên, phải làm TN, phải hỏi thiên nhiên hỏi Aristotle kinh thánh” [34] Sau đó, nhà khoa học Francis Bacon, Descartes sau Newton tiếp tục xây dựng phát triển phương pháp thực nghiệm cách có khoa học Trong kỉ tiếp theo, người ta sử dụng TN khám phá nhiều lĩnh vực Nhà hóa học người Pháp Antoine Lavoisier (1743-1794) coi người sáng lập hóa học đại Ơng tiến hành TN định lượng để nghiên cứu hóa học Sang kỉ XIX, với phương pháp thực nghiệm, Sinh học chuyển từ trình độ quan sát – mơ tả sang thực nghiệm – giải thích, làm sáng tỏ dần mối liên hệ nhân – tượng sinh học Việc cải tiến thiết kế phân tích TN diễn mạnh mẽ năm đầu kỷ 20, với đóng góp từ nhà thống kê Ronald Fisher, Jerzy Neyman, Oscar Kempthorne, Gertrude Mary Cox, William Gemmell Cochran nhiều nhà khoa học khác Các nhà khoa học tiến hành TN nhận thấy TN phải kiểm sốt yếu tố gây nhiễu hạn chế sai lệch kết TN Do tầm quan trọng việc kiểm sốt biến có khả gây nhiễu, người ta đề xuất xây dựng phòng TN để tránh yếu tố không liên quan ảnh hưởng đến kết TN [59] Lúc đầu, TN sử dụng ngành khoa học tự nhiên vật lý, thiên văn học, hóa học Sau đó, nhà khoa học bắt đầu sử dụng TN lĩnh vực sinh học, y tế, giáo dục,…thậm chí, ngành khoa học xã hội Như vậy, từ kỷ XVII, phương pháp thực nghiệm với tư cách phương pháp nhận thức khoa học đời tạo thành công cho nhiều ngành khoa học tự nhiên ngành khoa học xã hội 1.1.2 Một số nghiên cứu sử dụng thí nghiệm dạy học 1.1.2.1 Trên giới Ngay sau phương pháp thực nghiệm đời, có nhiều nhà khoa học nghiên cứu sử dụng TN trình dạy học Jan Amos Komensky (Séc), B.P Exipop (Nga), I.I Samova (Nga), Skinner (Mỹ), P.N Ximbixep …nhấn mạnh việc dạy học khám phá, tìm hiểu vật, tượng thực nghiệm Trong giáo dục phổ thông, định hướng giảng dạy TN Sinh học trình dạy học đầu kỉ XX Đến năm 1939, Châu Âu, có Ba Lan xuất nhiều ấn phẩm định hướng sử dụng phương pháp thực nghiệm dạy học Sinh học Tác giả Wieslaw Stawinski nghiên cứu hiệu TN giảng dạy Sinh học cho học sinh (HS) nên tham gia quan sát tiến hành TN cách độc lập có thể, sau đó, HS liệt kê kết thu được, giải thích chúng, kiểm tra giả thuyết giải vấn đề, rút tri thức cho thân Điều đem lại hiệu tích cực trình dạy học Sinh học [59] Sinh học môn khoa học thực nghiệm nên sử dụng phương tiện trực quan dạy học có vai trị quan trọng Theo B.P.Exipop “… Khơng thể hình dung việc giảng dạy sinh vật học nhà trường mà lại khơng có quan sát, khơng có TN học tập” [2] Quan điểm tầm quan trọng công việc phịng thí nghiệm bắt nguồn từ quan điểm vài nhà giáo dục người Mỹ vào năm đầu thập niên 60 mà nhấn mạnh tầm quan trọng cơng việc phịng thí nghiệm giảng dạy khoa học Nổi bật Bruner (1961), Gagne (1963) Schwab (1960), tất trí với quan điểm giảng dạy khoa học trình tìm hiểu khám phá Trong năm 60 kỷ XX, phương pháp dạy học (PPDH) tích cực dựa TN nghiên cứu, áp dụng cho việc giảng dạy môn khoa học tự nhiên phương pháp “Bàn tay nặn bột” (tiếng Anh “Hands on”, tiếng Pháp “La Main la Pate”) Phương pháp trọng đến việc hình thành kiến thức cho HS cách tìm tịi nghiên cứu để HS tìm câu trả lời cho vấn đề đặt thông qua tiến hành TN, quan sát, nghiên cứu tài liệu hay điều tra Với cách giảng dạy này, HS khơng tích lũy tri thức khoa học mà phát triển KN thực hành tư khoa học [20] Nghiên cứu giảng dạy khoa học Shulman Tamir (1973) xác định ba lý ủng hộ việc sử dụng TN giảng dạy khoa học: (1) đối tượng khoa học phức tạp trừu tượng, (2) SV cần phải tham gia vào trình nghiên cứu để đánh giá thái độ phương pháp nghiên cứu SV, (3) công việc thực hành TN thú vị với SV Một nhà khoa học người Mỹ - Charles Pierce (1877 - 1958), người ủng hộ việc sử dụng phương pháp khoa học phương thức điều tra để làm thỏa mãn nghi ngờ người học Mục tiêu cuối đào tạo SV theo cách thực hành nhà khoa học để SV trở thành nhà khoa học giỏi tương lai Hiệp hội Sinh học Mỹ nhận định TN có vai trị quan trọng việc hỗ trợ thúc đẩy công tác nghiên cứu khoa học kích thích tị mị tư sáng tạo HS, giúp HS tiếp cận dần với phương pháp khoa học, khuyến khích khả suy nghĩ độc lập, chủ động giải vấn đề Dạy học có sử dụng TN hình thức học tập theo hướng hoạt động; Trọng tâm làm phần lớn hoạt động thực phòng TN sinh học Kĩ thuật giảng dạy thực nghiệm bao gồm việc quan sát, phân loại, đo lường, dự báo, mô tả, giả thuyết, TN suy diễn 1.1.2.2 Ở Việt Nam Ở Việt Nam, có nhiều cơng trình nghiên cứu sử dụng TN dạy học phổ 10 thông đào tạo GV nhằm phát huy tính tích cực người học nâng cao chất lượng dạy học môn môn khoa học tự nhiên Trong dạy học Vật lý, có nhiều nghiên cứu sử dụng TN nhằm bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm phát triển nhận thức, rèn KN làm TN cho HS phổ thông Các tác giả như: Thái Duy Tuyên [44], Phạm Thị Phú [33], Nguyễn Văn Hòa [14],… nghiên cứu việc bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho HS phổ thông Bồi dưỡng phương pháp thực nghiệm cho HS tức hướng HS tự phát tri thức theo đường nhà khoa học Theo tác giả Thái Duy Tun việc chuyển từ phương pháp khoa học nhà khoa học thành phương pháp tự học HS [44] Các tác giả Đồng Thị Diện (2005), Huỳnh Trọng Dương (2007), Võ Hoàng Ngọc (2008) [6], [7], [29] nghiên cứu xây dựng sử dụng TN vật lí theo hướng phát triển hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo học sinh THPT Trong dạy học Hóa học, tác giả Cao Cự Giác nghiên cứu phát triển tư rèn luyện kiến thức KN thực hành hóa học cho HS Trung học phổ thông (THPT) qua tập hóa học thực nghiệm [9] Trong dạy học Sinh học phổ thông, TN khai thác sử dụng nhằm phát triển tư sáng tạo, rèn luyện KN thực hành HS nâng cao chất lượng dạy học môn Tác giả Nguyễn Quang Vinh (1973) nghiên cứu cải tiến sử dụng số TN chương trình giải phẫu sinh lí người lớp (giai đoạn 1965-1980) tổ chức dạy theo hướng: sử dụng TN để minh họa kiến thức (TN biểu diễn – minh họa) sử dụng TN để nghiên cứu (TN nghiên cứu) [45] Cũng theo hướng nghiên cứu sử dụng TN dạy học, tác giả Trần Bá Hoành Đinh Quang Báo (1980) sử dụng lai cá cảnh đẻ để dạy học quy luật di truyền (bài viết Tạp chí Sinh học Nhà trường (Matxcơva)) Năm 1983, hai tác giả Nguyễn Quang Vinh, Bùi Văn Sâm đề cập việc nâng cao hiệu việc sử dụng TN khâu q trình dạy học mơn giải phẫu sinh lí vệ sinh người chương trình Sinh học lớp TN sử dụng để xác định nhiệm vụ nhận thức, tạo tình có vấn đề, tìm tịi kiến thức mới, củng cố, hoàn thiện tri thức thực hành củng cố, rèn luyện KN cho HS 72 PL vi lượng có ảnh hưởng nhiều mặt đến hơ hấp 3.2 Ảnh hƣởng điều kiện bên đến hơ hấp Các lồi khác có q trình hơ hấp khơng giống nhau: cường độ, đường, hệ số hô hấp ? Các yếu tố bên ảnh Hơ hấp cịn chịu ảnh hưởng q trình phát hưởng đến hơ hấp triển cá thể Thường già cường độ hô nào? hấp giảm, đường biến đổi chất chuyển từ - SV trả lời đường phân – chu trình Crebs sang pentozo P Cây già hiệu lượng giảm Các chất đIều hồ sinh trưởng có vai trị quan trọng tồn đời sống thực vật có hơ hấp Hoạt động Tìm hiểu mối liên quan hơ hấp với q trình sinh lí khác, hô hấp thực vật hoạt động sản xuất ngƣời Hoạt động dạy học Nội dung Hoạt động Tìm hiểu IV Hơ hấp trung tâm trình trao đổi mối liên quan hơ hấp chất với q trình sinh lí khác Qua q trình hơ hấp, chất biến đối thành sản phẩm trung gian Từ sản phẩm trung gian làm nguyên liệu cho trình tổng hợp tạo nên ? Tại nói hơ hấp trung chất hữu khác tế bào tâm trao đổi lượng? - SV nghiên cứu trả lời 4.1 Hô hấp trung tâm trao đổi lƣợng Quang hợp chuyển lượng ánh sáng thành lượng hố học chứa đựng HCHC Cơ thể khơng thể sử dụng trực tiếp lượng hoá học mà phải nhờ hơ hấp chuyển đỏi lượng hố học thành lượng ATP sử dụng Năng lượng ATP hô hấp tạo nên sử dụng cho hoạt động sống thể Không có ATP 73 PL hoạt động sống khơng thực nên sống tồn 4.2 Hô hấp với hoạt động sinh lý khác Do hơ hấp q trình tạo sở vật chất lượng thể có vai trò quan trọng hoạt động sinh lý khác - Hơ hấp với dinh dƣỡng khống, trao đổi nƣớc Hô hấp tạo sản phẩm tham gia trực tiếp vào chế hút khoáng, nước vận chuyển chất qua màng tế bào rễ Hơ hấp cịn cung cấp lượng cho q trình hút chất khống, nước theo ? Phân tích ý nghĩa hô chế chủ động hấp thực tiễn? - SV trả lời: - Hô hấp với quang hợp Hơ hấp quang hợp hai q trình sinh lý trung tâm thực vật Mối quan hệ hơ hấp với - Do vai trị quan trọng quang hợp phức tạp Đó quan hệ vừa cạnh hô hấp thực vật nên tranh vừa hỗ trợ lần Hơ hấp vừa có lợi vừa có trồng trọt cần có hại cho quang hợp biện pháp thích hợp 4.3 Ý nghĩa thực tiến hô hấp tạo điều kiện thuận lợi cho - Hô hấp với trồng trọt hô hấp tiến hành hợp lý Do vai trị quan trọng hơ hấp thực - Bảo quản lương thực, thực vật nên trồng trọt cần có biện pháp thích phẩm khoa học liên quan hợp tạo điều kiện thuận lợi cho hô hấp tiến hành hợp đến nhiều lĩnh vực, lý Với hơ hấp sáng có hại cho suất cần có biện quan trọng hô hấp pháp hạn chế hay triệt tiêu Hô hấp q trình sinh lý - Hơ hấp với vấn đề bảo quản liên quan trực tiếp đến việc bảo quản Bảo quản lương thực, thực phẩm khoa học liên quan đến nhiều lĩnh vực, quan trọng hơ hấp Hơ hấp q trình sinh lý liên quan 74 PL trực tiếp đến việc bảo quản Để trì hơ hấp mức độ thấp cho nguyên liệu bảo quản cần tác động vào ngun liệu bảo quản nhân tó sinh thái thích hợp Tuỳ đối tượng bảo quản, thời gian cần bảo quản, mục đích bảo quản mà có phương pháp bảo quản thích hợp - Bảo quản độ ẩm thấp - Bảo quản nhiệt độ thấp - Bảo quản bàng khí CO2 - Bảo quản bẳng hố chất ức chế hô hấp C Luyện tập vận dụng Phân tích đường trao đổi hơ hấp? Tại nói hơ hấp trung tâm trao đổi lượng? Bạn Hoa bố trí thí nghiệm “Xác định cường độ hô hấp thực vật theo Boisen - Jensen” sau: - Dùng bình nhau: bình thí nghiệm, bình đối chứng Mở nắp bình chao chao lại để khơng khí bình - Lấy 20 ml dung dịch Ba(OH)2 0,1N cho vào bình - Cân g mẫu vật (giá đỗ) cho vào túi lưới móc treo nắp cuả bình Đậy nắp bình Để bình nhiệt độ 25-30oC 30 phút - Sau đó, lấy bình mở nắp đậy chặt lại nút không mẫu vật - Lắc trịn bình 10 phút để bazo phản ứng hết với CO2 - Lấy ml cho vào bình tam giác để chuẩn độ với H2SO4 (có nhỏ giọt phenolphtalein) - Thu số liệu tính theo cơng thức: mg CO2/g/h 75 PL V1: Số ml dùng chuẩn độ kiềm dư thừa bình đối chứng V2: Số ml dùng chuẩn độ kiềm dư thừa bình thín nghiệm P: Trọng lượng mẫu t: thời gian Theo em, bạn Hoa bố trí thí nghiệm để xác định cường độ hô hấp hợp lí chưa? Nếu chưa, em bố trí lại cho hợp lí D Tìm tịi mở rộng - Tại ngƣời ta thƣờng sử dụng biện pháp bảo quản khô hạt giống? Tại hàm lƣợng CO2 cao mơi trƣờng làm cho q trình hơ hấp bị ức chế? III Công cụ kiểm tra đánh giá Bảng ma trận yêu cầu cần đạt sau học xong chuyên đề Nhận biết Thông hiểu Vận dụng Vận dụng cao Nội dung Tìm hiểu khái quát hơ hấp - Nêu phương trình - Phân tích - Thiết kế TN hơ hấp phương trình chứng minh khí - Trình bày hơ chất hô hấp tham gia, thải hấp với đời sống - vào q trình hơ hấp Nội dung Tìm hiểu đƣờng trao đổi hô hấp: đƣờng phân + chu trình Krebs, đƣờng pentozophotphat - Viết phương trình - So sánh - Giải thích vai trị giai đoạn đường trao đổi hơ đường trao đường hô hấp hấp đổi hô hấp Nội dung Mối liên quan hô hấp với q trình sinh lí khác, hơ hấp thực vật hoạt động sản xuất người 76 PL Nêu mối liên quan Chứng minh hô hô hấp với q hấp trung tâm trình sinh lí khác, q trình hơ hấp thực vật trao đổi chất hoạt động sản xuất người Nội dung Hô hấp suất trồng Nêu yếu tố ảnh Phân tích yếu Đề xuất biện hưởng đến hô hấp tố ảnh hưởng đến pháp bảo quản hô hấp nông sản trồng Câu hỏi tập Cơ chế q trình hơ hấp thực vật Năng lượng hô hấp thực vật a Hệ số hơ hấp? Nêu vai trị hệ số hô hấp b Cho chất hữu cơ: C6H12O6, C18H36O2, C4H6O5 Xác định hệ số hô hấp chúng, Cho biết hợp chất hữu thuộc nhóm c Có học sinh xác định hệ số hô hấp hạt họ lúa hạt hướng hương ghi kết vội vàng bạn ghi RQ1 = 0,3 RQ2 = 1,0 Theo em hệ số hô hấp hạt họ lúa hạt hướng dương? Giải thích Thiết kế TN chứng minh: hơ hấp TV tạo khí CO2, hấp thụ khí O2 tỏa nhiệt Bố trí thí nghiệm chứng minh axit pyruvic khơng phải glucose vào ti thể để thực hô hấp hiếu khí? Bạn Hoa bố trí thí nghiệm “Xác định cường độ hô hấp thực vật theo Boisen Jensen” sau: - Dùng bình nhau: bình thí nghiệm, bình đối chứng Mở nắp bình chao chao lại để khơng khí bình - Lấy 20 ml dung dịch Ba(OH)2 0,1N cho vào bình 77 PL - Cân g mẫu vật (giá đỗ) cho vào túi lưới móc treo nắp cuả bình Đậy nắp bình Để bình nhiệt độ 25-30oC 30 phút - Sau đó, lấy bình mở nắp đậy chặt lại nút không mẫu vật - Lắc trịn bình 10 phút để base phản ứng hết với CO2 - Lấy ml cho vào bình tam giác để chuẩn độ với H2SO4 (có nhỏ giọt phenolphtalein) - Thu số liệu tính theo cơng thức: mg CO2/g/h V1: Số ml dùng chuẩn độ kiềm dư thừa bình đối chứng V2: Số ml dùng chuẩn độ kiềm dư thừa bình thín nghiệm P: Trọng lượng mẫu t: thời gian Theo em, bạn Hoa bố trí thí nghiệm để xác định cường độ hơ hấp hợp lí chưa? Nếu chưa, em bố trí lại cho hợp lí Ở thực vật phân giải kị khí xảy trường hợp nào? Có chế để thực vật tồn điều kiện thiếu oxi tạm thời khơng? Vì số thực vật vùng đầm lầy có khả sống môi trường thường xuyên thiếu oxi? a) Sự tạo thành ATP hơ hấp hiếu khí thực vật diễn theo đường nào? b) Trong tế bào thực vật hợp chất NADHH+, FADH2, hình thành sử dụng trình nào? Chứng minh mối liên quan chặt chẽ trình hơ hấp với q trình dinh dưỡng khống trao đổi nitơ xanh a) Xianua chất độc gây chết Nó kết hợp với cytocrom a3 thành phức hợp ngăn cản vận chuyển e đến O2 Những tác động xảy tế bào bị nhiễm xianua? 10 a Trong phản ứng sử dụng O2 giải phóng CO2 hơ hấp sáng: 78 PL - Viết phương trình phản ứng (ghi rõ tên nguyên liệu sản phẩm) - Các phản ứng diễn bào quan xúc tác enzim nào? b Tại người ta thường sử dụng biện pháp bảo quản khô hạt giống? Tại hàm lượng CO2 cao môi trường làm cho q trình hơ hấp bị ức chế? 11 Trình bày mối quan hệ hơ hấp q trình trao đổi khống cây? 12 a Dựa vào đặc điểm hô hấp thực vật, nêu sở khoa học phương pháp bảo quản nông sản: bảo quản lạnh, bảo quản khô bảo quản mơi trường khí biến đổi 13 Khi nghiên cứu hệ số hô hấp hạt hạt hướng dương, hạt thầu dầu, người ta nhận thấy: giai đoạn đầu nảy mầm, hệ số hô hấp xấp xỉ 1, sau hệ số hơ hấp giảm xuống tới 0,3- 0,4, sau hệ số hơ hấp lại tăng lên 0,7- 0,8 gần Hãy giải thích? 14 a Sự tạo thành ATP hơ hấp thực vật diễn theo đường nào? ATP sử dụng vào trình sinh lý cây? b Rubisco gì? Trong điều kiện đầy đủ CO2 thiếu (nghèo) CO2 hoạt động Rubisco Phiếu giao nhiệm vụ chủ đề: PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ nhóm Chủ đề: HƠ HẤP THỰC VẬT TN1: Q trình hơ hấp có tỏa nhiệt khơng? Dụng cụ, hóa chất, mẫu vật: Lọ/ chai 500ml có nắp đậy , nhiệt kế, hạt đỗ xanh nảy mầm Cách tiến hành: - B1: Ngâm hạt đỗ xanh 300g nước khoảng Ủ -3 ngày để hạt nảy mầm khăn ẩm (ngày lần ngâm nước, phút/ lần, sau đổ nước đi) - B2: Cho hạt nảy mầm vào chai (chai lavie 500ml) Lấy nhiệt kế ghi lại nhiệt độ ban đầu Cho nhiệt kế vào chai, đậy kín chai, để chai vào tối 3-5 79 PL B3: Lấy nhiệt kế ghi lại nhiệt độ  Rút kết luận Nhiệt độ nhiệt kế lúc ban đầu…………………………………………….……… Nhiệt độ nhiệt kế sau 3-5 :…………………………………………… …… Kết luận:……… ………………………………… …………………………………………………………………………………… TN2 Quá trình hơ hấp hấp thụ khí gì? Dụng cụ, hóa chất, mẫu vật: Lọ/ chai 500ml có nắp, hạt đỗ nảy mầm; que đóm/diêm, bật lửa Cách tiến hành: - B1: Ngâm hạt đỗ xanh 300g nước khoảng Ủ -3 ngày để hạt nảy mầm khăn ẩm (ngày lần ngâm nước, phút/ lần, sau đổ nước đi) (lấy hạt đỗ nảy mầm TN1) - B2: Cho hạt nảy mầm vào chai Chai đậy kín chai Chai đổ nước nóng vào chai 10 phút, sau đổ nước Để chai hạt vào tối khoảng 57 - B3: Lấy que đóm cháy dở cho vào chai hạt (vừa mở nắp chai) Thu thập liệu: Quan sát tượng: Cho que đóm/diêm cháy dở cho vào chai hạt: Chai 1:…………………………………………………………………………… Chai 2: ………………………………………………………………………… Phân tích giải thích kết thí nghiệm - Mục đích đổ nước nóng vào chai hạt thứ 2:…………………………………… ……………………………………………………………………………………… - Giải thích kết TN:……………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Kết luận:…………………………………………………………………………… 80 PL PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ nhóm Chủ đề: HƠ HẤP THỰC VẬT TN Q trình hơ hấp sinh khí gì? Dụng cụ, hóa chất, mẫu vật: Lọ/ chai 500ml có nắp, hạt đỗ nảy mầm, bóng bay, ống hút to nhựa, cốc nước vôi trong, kéo Cách tiến hành: - B1: Ngâm hạt đỗ xanh nước khoảng Ủ -3 ngày để hạt nảy mầm khăn ẩm (ngày lần ngâm nước, phút/ lần, sau đổ nước đi) - B2: Cho hạt nảy mầm vào chai Dùng bóng bay nối với ống hút to chụp lên miệng chai (sao cho thật kín, chặt) Để khoảng 5-7 tối Quan sát tượng B3: Giữ bóng cắt đoạn ống hút chuyển khí từ bóng bay sang cốc nước vơi Quan sát tượng xảy giải thích Thu thập liệu: ? Quả bóng bay nối với ống hút to chụp lên miệng chai đựng hạt nảy mầm để 5-7 tối có tượng:……… ……………………………………… …………………………………………………………………………………… Giữ bóng cắt đoạn ống hút chuyển khí từ bóng bay sang cốc nước vôi Quan sát tượng xảy giải thích:…………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… Kết luận: ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… 81 PL PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM 82 PL 83 PL TN xác định sức hút nước theo biến đổi nồng độ dung dịch bên (phương pháp Sacdacov) 84 PL TN sắc kí giấy sắc tố quang hợp thực vật 85 PL TN chứng minh thải oxi quang hợp 86 PL TN xác định cường độ hô hấp thực vật theo Boisen – Jensen ... người học, chúng tơi tiến hành đề tài nghiên cứu: ? ?Sử dụng thí nghiệm dạy học Sinh lí thực vật cho sinh viên ngành Sư phạm Sinh học trường Cao đẳng Sư phạm? ?? góp phần nâng cao chất lượng học tập... kiến thức về: Tế bào học, Hóa Sinh học, Vi sinh vật học, Di truyền học, Thực vật học, Sinh lí thực vật học, Động vật học, Sinh lí động vật học, Sinh thái học Phương pháp dạy học Các phần kiến thức... thí nghiệm dạy học Sinh lí thực vật cho sinh viên ngành Sư phạm Sinh học trường Cao đẳng Sư phạm Chương Thực nghiệm sư phạm KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Chƣơng CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tổng