NỘI DUNG
Cơ sở lý luận của vấn đề
2.1.1 Khái niệm môi trường, nhân tố sinh thái, ổ sinh thái
Môi trường bao gồm tất cả những gì bao quanh sinh vật, tất cả các yếu tố vô sinh và hũu sinh có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên sự sống, phát triển và sinh sản của sinh vật.
Có 4 loại môi trường chủ yếu của sinh vật như sau:
+ Môi trường đất gồm các lớp đất sâu khác nhau, trong đó có các sinh vật đất sinh sống
+ Môi trường trên cạn bao gồm mặt đất và lớp khí quyển, là nơi sinh sống của phần lớn sinh vật trên Trái Đất.
+ Môi trường nước gồm những vùng nước ngọt, nước lợ và nước mặn có các sinh vật thuỷ sinh.
+ Môi trường sinh vật gồm có thực vật, động vật và con người, là nơi sống của các sinh vật khác như sinh vật kí sinh, cộng sinh.
Nhân tố sinh thái là tất cả những nhân tố môi trường có ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp tới đời sống của sinh vật.
Liên quan với môi trường, các nhân tố sinh thái được chia thành nhân tố vô sinh (vật lý, hóa học, khí hậu…) và các nhân tố hữu sinh (cơ thể sinh vật và các mối quan hệ giữa chúng, kể cả con người và những hoạt động của con người)
Theo ảnh hưởng tác động, nhân tố sinh thái còn được chia ra thành 2 nhóm:
+ Nhân tố không phụ thuộc mật độ khi tác động lên sinh vật thì ảnh hưởng tác động của chúng không phụ thuộc vào mật độ quần thể bị tác động Ví dụ: tác động của ánh nắng giữa trưa lên một người cũng giống như tác động lên hàng chục, hàng trăm người khi bị phơi nắng.
+ Nhân tố phụ thuộc mật độ khi tác động lên sinh vật thì ảnh hưởng tác động của chúng phụ thuộc vào mật độ quần thể bị tác động Ví dụ: tác động của dịch bệnh lên những nơi dân cư thưa thớt kém hơn nhiều so với những nơi dân cư quá đông
Nơi ở là địa điểm cư trú của loài Ổ sinh thái là cách sinh sống của loài đó, là một
“không gian sinh thái” (hay không gian đa diện) mà ở đó tất cả các nhân tố sinh thái của môi trường nằm trong giới hạn sinh thái cho phép loài đó tồn tại và phát triển Ví dụ trên cùng một cây cổ thụ, các loài chim khác nhau có sự phân hóa về ổ sinh thái dinh dưỡng như: kích thước thức ăn, loại thức ăn, hình thức bắt mồi, nơi kiếm ăn Sự khác biệt về ổ sinh thái dinh dưỡng dẫn tới sự khác biệt về kích thước, độ cứng và độ cong của mỏ Như vậy các loài có thể có cùng nơi ở nhưng ổ sinh thái là khác nhau.
Trong thiên nhiên, các loài có ổ sinh thái giao nhau hoặc không giao nhau Những loài có ổ sinh thái giao nhau, khi phần giao nhau càng lớn, sự cạnh tranh càng khốc liệt,dẫn đến có thể loại trừ nhau, tức là loài thua cuộc hoặc bị tiêu diệt hoặc phải rời đi nơi khác
Trong các ổ sinh thái thì ổ dinh dưỡng đóng vai trò quan trọng nhất bởi vì chức năng dinh dưỡng chi phối tất cả các chức năng khác
2.1.2 Các quy luật sinh thái cơ bản
2.1.2.1 Qui luật giới hạn sinh thái
Giới hạn sinh thái là khoảng giá trị xác định của một nhân tố sinh thái của môi trường mà trong đó sinh vật có thể tồn tại và phát triển ổn định theo thời gian
Trong giới hạn sinh thái đi từ điểm giới hạn dưới (min) đến điểm giới hạn trên (max), thông qua khoảng cực thuận (khoảng thuận lợi) và các khoảng chống chịu. Vượt ra ngoài giới hạn sinh thái, sinh vật sẽ chết
Khoảng thuận lợi là khoảng của các nhân tố sinh thái ở mức độ phù hợp, đảm bảo cho loài sinh vật thực hiện các chức năng sống tốt nhất
Khoảng chống chịu là khoảng của các nhân tố sinh thái gây ức chế cho hoạt động sinh lí của sinh vật, sinh vật vẫn tồn tại và phát triển được nhưng phải tiêu tốn nhiều năng lượng hơn
Theo giới hạn sinh thái, có loài có khoảng chống chịu rộng, có loài lại có khoảng chống chịu hẹp Do vậy, người ta đưa ra khái niệm rộng (eury) và hẹp (cteno), nhiều (poly), ít (oligo), ví dụ: rộng nhiệt (eurythermal) và hẹp nhiệt (ctenothermal); rộng muối (euryhaline) và hẹp muối (ctenohaline)…
2.1.2.2 Qui luật tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái
Sự tác động của nhiều nhân tố sinh thái lên một cơ thể sinh vật không phải là sự cộng gộp đơn giản các tác động của từng nhân tố sinh thái mà là sự tác động tổng hợp của cả phức hệ nhân tố sinh thái đó Ví dụ như mỗi cây lúa sống trong ruộng đều chịu sự tác động đồng thời của nhiều nhân tố (đất, nước, ánh sáng, nhiệt độ, gió và sự chăm sóc của con người ). Trong quá trình tác động cơ thể sinh vật, các nhân tố môi trường đều phụ thuộc và chi phối lẫn nhau Chẳng hạn, ánh sáng được coi là nhân tố cơ bản của môi trường vật lí Ánh sáng tao ra nhiệt, nhất là dải sóng hồng ngoại Đi kèm với gió là sự vận động của hơi nước. Khi hơi nước bốc lên cao gặp lạnh ngưng tụ thành mây, gây ra mưa trên lục địa và trên mặt đại dương
2.1.2.3 Qui luật tác động không đồng đều của nhân tố sinh thái lên chức phận sống của cơ thể
Các yếu tố sinh thái có ảnh hưởng khác nhau lên các chức phận sống của cơ thể, nó cực thuận đối với quá trình này nhưng có hại hoặc nguy hiểm cho quá trình khác Ví dụ như nhiệt độ không khí tăng đến 40 0 – 50 0 C sẽ làm tăng các quá trình trao đổi chất ở động vật máu lạnh nhưng lại kìm hãm sự di động của con vật.
Hình 2.1: Sơ đồ tổng quát mô tả giới hạn sinh thái của sinh vật
Có nhiều loài sinh vật trong chu kỳ sống của mình, các giai đoạn sống khác nhau có những yêu cầu sinh thái khác nhau, nếu không được thỏa mản thì chúng sẽ chết hoặc khó có khả năng phát triển Ví dụ loài tôm he (Penaeus merguiensis) ở giai đoạn thành thục sinh sản chúng sống ở biển khơi và sinh sản ở đó, giai đoạn đẻ trứng và trứng nở ở nơi có nồng độ muối cao (32 – 36 0 /00), độ pH = 8, ấu trùng cũng sống ở biển, nhưng sang giai đoạn sau ấu trùng (post-larvae) thì chúng chỉ sống ở những nơi có nồng độ muối thấp (10 – 25 0 /00) (nước lợ) cho đến khi đạt kích thước trưởng thành mới di chuyển đến nơi có nồng độ muối cao.
Các yêu cầu sinh thái của sinh vật cũng khác nhau phụ thuộc vào trạng thái sinh lí và bệnh lí của sinh vật.
2.1.2.4 Qui luật tác động qua lại giữa sinh vật và môi trường
Môi trường tác động thường xuyên lên cơ thể sinh vật, làm chúng không ngừng biến đổi, ngược lại sinh vật cũng tác động qua lại làm cải biến môi trường.
Sinh vật hình thành những đặc điểm thích nghi với môi trường, song, bản thân nó cũng tác động trở lại làm cải biến môi trường, tác động cải biến này có thể có lợi hoặc không có lợi cho chính bản thân sinh vật Ví dụ trên một khu đất trống, giàu ánh sáng trực xạ, các loài cỏ phát tán đến đầu tiên Hoạt động của các loài cỏ dại sẽ làm tăng lượng mùn cho đất, từ đó tạo điều kiện cho cây bụi phát triển Cây bụi là cây ưa sáng Nhưng dưới gầm cây bụi lại có điều kiện ít ánh sáng, tạo thuận lợi cho cây gỗ non sinh trưởng và phát triển,… Sự tăng lượng mùn lúc đầu là tạo điều kiện tốt cho cây cỏ phát triển Nhưng sau đó, sự xuất hiện của cây bụi và cây thân gỗ sẽ làm giảm lượng ánh sáng mà cỏ có thể hấp thụ, vì vậy gây bất lợi cho các loài cỏ ưa sáng.
2.1.3 Ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái lên đời sống của sinh vật
Biện pháp tiến hành giải quyết vấn đề
Từ tất cả những phân tích ở trên, tôi xin chia sẻ cách giảng dạy nội dung Sinh thái học trong bồi dưỡng HSG và ôn tập thi TN THPT của bản thân mình
2.3.1 Giảng dạy lý thuyết nội dung Sinh thái học Đối với việc giảng dạy nội dung Sinh thái học, tôi cần 4 buổi (khoảng 20 giờ) cho việc trao đổi kiến thức với học sinh (như đã trình bày trong phần hệ thống kiến thức) và luyện tập các dạng câu hỏi
+ Buổi thứ nhất học các nội dung về cá thể và quần thể (từ mục 2.1.1 đến 2.1.7) và luyện tập các câu hỏi về nội dung này.
+ Buổi thứ hai: học nội dung quần xã (từ mục 2.1.8 đến 2.1.11) và các dạng bài tập Sinh thái
+ Buổi thứ ba: học các nội dung còn lại (từ mục 2.1.12 đến 2.1.15) và luyện tập các câu hỏi tổng hợp.
+ Buổi thứ tư: luyện tập các câu hỏi tổng hợp.
Trong quá trình tìm hiểu những kiến thức này, để học sinh nhớ lâu hơn, chúng tôi vừa học, vừa sâu chuỗi kiến thức lại với nhau, vừa tự đặt ra các câu hỏi vận dụng trên cơ sở lý thuyết học Với việc học sinh có thể chủ động “làm đề”, học sinh rất hứng thú và không bị
“ngại” khi gặp câu hỏi “lạ” trong đề thi, điều này rất quan trọng với đội tuyển dự thi học sinh giỏi quốc gia (đề thi thường mới, lạ).
Việc giảng dạy lý thuyết không chỉ đơn thuần là dạy lý thuyết, đối với tôi ở mỗi phần dạy, tôi đều đưa ví dụ bài tập vào, gợi ý cho các em những nội dung thầy, cô thường khai thác để ra được đề thi Tôi cũng liên tục thay đổi các dạng câu hỏi từ một nội dung kiến thức. Với cách dạy này học sinh vừa không mệt vì phải học lượng kiến thức nhiều, vừa nhớ rất sâu và lâu nội dung kiến thức đó, đặc biệt những học sinh tốt còn có thể định hướng được các dạng đề thi mới. Để nâng cao chất lượng làm bài thi của các em, việc luyện tập các câu hỏi dạng tư duy, có nhiều hình ảnh, bảng số liệu, biểu đồ… để học sinh phân tích là việc vô cùng quan trọng. Để làm tốt điều này, trước hết giáo viên cần hướng dẫn học sinh phân tích các ví dụ mẫu Ở mỗi bài giáo viên cần chỉ ra những điểm đặc biệt, những điểm quan trọng để học sinh có thể khai thác giúp trả lời câu hỏi Giáo viên cũng cần sưu tầm nhiều nguồn đề, nhiều dạng đề, thay đổi cách hỏi liên tục từ những đề có sẵn… Giáo viên sẽ mất khá nhiều thời gian để chuẩn bị, nhưng sau đó bản thân của giáo viên cũng học hỏi được rất nhiều.
2.3.2 Luyện tập hiệu quả câu hỏi
2.3.2.1 Các bước luyện tập câu hỏi cho học sinh
Việc giải các ví dụ cụ thể sau khi học lý thuyết là bắt buộc giúp cho học sinh tổng hợp và nắm vững kiến thức vừa học Tuy nhiên để việc luyện tập câu hỏi đạt hiệu quả cao thì chúng ta nên thực hiện các bước sau:
- Bước 1: Phân tích câu hỏi
Bước này đối với tôi là rất quan trọng Nó giúp học sinh định hướng trả lời câu hỏi, đồng thời vạch nhanh những ý cần trả lời, học sinh không bị sót ý.
Các câu hỏi liên quan đến nội dung Sinh thái học càng ngày càng có xu hướng khó, phức tạp, mới lạ, nếu giáo viên chỉ dạy lý thuyết sau đó cho học sinh tự trả lời các câu hỏi hoặc tự đọc các đáp án câu hỏi thì sẽ không mang lại hiệu quả cao: học sinh không có kỹ năng phân tích thông tin, bị “bỡ ngỡ” khi gặp các câu mới, lạ khác Do vậy giáo viên cần phân tích dạng câu hỏi, phân tích mẫu những điểm mấu chốt trong câu hỏi, gợi ý cho học sinh những kiến thức lý thuyết đã học có thể vận dụng để trả lời câu hỏi Trong lúc phân tích câu hỏi, giáo viên và học sinh có thể nảy sinh nhiều ý tưởng cho các hướng hỏi các câu hỏi khác, điều này khá thú vị đối với học sinh, các em sẽ cảm thấy hiểu sâu sắc với kiến thức lý thuyết mình học cũng như “dạn” đề, không bị bối rối khi gặp một câu hỏi phức tạp và lạ. Một số học sinh thường sai lầm vì cho rằng việc dành thời gian phân tích câu hỏi là phí phạm, vì đề thi xu hướng thường dài, nên không cần phân tích mà làm luôn Điều này lại vô tình có tác dụng ngược, học sinh chưa bao quát toàn bộ câu hỏi, chưa tìm được “chìa khóa” có sẵn trong câu hỏi, chưa liên hệ được giữa các ý trong câu hỏi (có nhiều câu hỏi, ý b đề hỏi giúp tìm ra hướng giải ý a Kết quả là rất nhiều học sinh không trả lời đủ ý ở các câu hỏi của nội dung này, mất quá nhiều thời gian để làm câu hỏi, trình bày lộn xộn giữa các ý, thậm chí viết lan man không đi vào trọng tâm vấn đề Trong khi đó, nếu học sinh học chắc lý thuyết, tư duy tốt, chỉ cần mất 1 đến 2 phút để vạch ra ý tưởng trả lời các câu hỏi này.
- Bước 2: Học sinh tiến hành trả lời các câu hỏi
Học sinh có thể chọn hình thức thảo luận nhóm để phát huy khả năng làm việc nhóm.Đối với những câu hỏi phức tạp, cần đòi hỏi khả năng phân tích, biện luận để giải thích thì cách này rất phù hợp, học sinh có thể tận dụng được khả năng tư duy của tập thể để hoàn thiện câu hỏi, rút ra kinh nghiệm cho bản thân sau khi làm việc chung, đặc biệt là những hạn chế của bản thân mình để khắc phục ở những câu hỏi khác.
Học sinh cũng có thể trả lời độc lập sau khi đã nghe giáo viên phân tích đề Giáo viên có thể dựa vào câu trả lời của học sinh để đánh giá mức độ hiểu bài và tư duy của học sinh đội tuyển Đây cũng là một trong những tiêu chí lựa chọn đội tuyển trong quá trình dạy bồi dưỡng. Ở bước này, mặc dù học sinh làm việc chính nhưng giáo viên lại rất quan trọng, ngoài việc quan sát học sinh, thì việc ghi nhận ý tưởng của các em sẽ giúp làm nên thành công của đội tuyển Giáo viên không nên cứng nhắc đáp án có sẵn mà vô tình “thui chột” ý tưởng của các em học sinh Ngược lại chúng ta cần khuyến khích học sinh mạnh dạn tư duy và phát biểu.
- Bước 3: Đối chiếu đáp án, ghi chú những điều quan trọng của câu hỏi, sữa những lỗi sai.
Giáo viên hướng dẫn học sinh ghi chú những điểm mấu chốt của câu trả lời, sửa sai và rút kinh nghiệm cho từng học sinh Giáo viên hướng dẫn học sinh không “học thuộc lòng” đáp án, “học vẹt”…
Dưới đây, tôi xin chia sẻ một số câu hỏi dưới 2 hình thức: câu hỏi tự luận ôn thi HSG (có phân tích câu hỏi và đáp án chi tiết) và câu hỏi trắc nghiệm mức độ VD và VDC ôn thi TN THPT (có đáp án chi tiết từng ý)
2.3.2.2 Câu hỏi tự luận nội dung Sinh thái học
Câu 1: Đa dạng loài của quần xã sinh vật phụ thuộc vào số lượng loài và mức đồng đều về phong phú của các loài Một trong những cách để đánh giá định lượng độ đa dạng của quần xã là sử dụng chỉ số Shanon-
Wiener (H’) Chỉ số Shanon-Wiener đạt tối đa (H’ max) khi độ phong phú của các loài trong quần xã là giống nhau Chỉ số cân bằng
E thể hiện mức độ cân bằng về độ phong phú của các loài trong quần xã E được tính bằng tỉ số giữa độ đa dạng của quần xã H’ và độ đa dạng tối đa H’ max
Một nghiên cứu được tiến hành ở một khu vực đồng cỏ có 8 loài thực vật từ A đến H được ghi nhận ban đầu (giai đoạn I) Đồng cỏ được bón phân ở các giai đoạn II đến IV Độ phong phú tương đối của các loài thực vật ở các giai đoạn được trình bày ở bảng 1. a Tính chỉ số H’ và so sánh độ đa dạng của quần xã thực vật ở hai giai đoạn I và IV. b Tính chỉ số cân bằng E của quần xã thực vật ở bốn giai đoạn khác nhau (I, II, III,
IV) Sắp xếp các giai đoạn của quần xã theo thứ tự giảm dần mức độ cân bằng về độ phong phú của các loài. c Nêu và giải thích tác động của sự gia tăng hàm lượng dinh dưỡng trong đất đến thành phần loài và sự đa dạng của quần xã thực vật nói trên.
Kết quả đạt được
Với việc sử dụng tài liệu này vào bồi dưỡng học sinh giỏi: đội tuyển học sinh giỏi trường THPT chuyên Nguyễn Chí Thanh và đội tuyển HSG tỉnh Đăk Nông tham gia thi chọn học sinh giỏi Quốc gia (năm 2018-2023), đội tuyển học sinh giỏi trường THPT chuyên Lê Quý Đôn (Bà Rịa – Vũng Tàu) thi chọn học sinh giỏi Quốc gia (2022- 2023), chúng tôi nhận thấy đã mang lại hiệu quả rõ rệt Học sinh sau khi học vững kiến thức lý thuyết, hầu hết đều trả lời được 80% trở lên các câu hỏi liên quan đến Sinh thái học trong các đề thi Theo ý kiến của học sinh, nên học lý thuyết thật kỹ, dành nhiều thời gian làm các ví dụ mẫu thật chi tiết, đặc biệt là rèn luyện các kỹ năng làm đề sinh học…
Thành công lớn nhất của tôi khi áp dụng sáng kiến này vào công tác bồi dưỡng đó là học sinh đội tuyển, đặc biệt là đội tuyển học sinh giỏi tỉnh tham gia thi chọn học sinh giỏi quyết” các câu này trong thời gian ngắn, không bị rối và kết quả tương đối chuẩn so với đáp án Kết quả đạt được cụ thể như sau:
- Kết quả HSG môn Sinh học của trường THPT chuyên Nguyễn Chí Thanh, Đăk Nông (từ năm 2018 - 2023)
+ Đội tuyển dự thi học sinh giỏi cấp tỉnh (năm 2018): 5 giải/5 học sinh dự thi, trong đó có 3 giải Nhất và 2 giải Ba.
+ Đội tuyển dự thi học sinh giỏi cấp tỉnh (năm 2019): 3 giải/3 học sinh, trong đó có 1 giải nhất và 2 giải nhì.
+ Đội tuyển học sinh giỏi tỉnh Đăk Nông tham gia thi chọn học sinh giỏi Quốc gia 2018: 1 giải/6 học sinh dự thi, 1 giải Ba.
+ Đội tuyển học sinh giỏi tỉnh Đăk Nông tham gia thi chọn học sinh giỏi Quốc gia 2019: 2 giải/6 học sinh dự thi, trong đó có 1 giải Ba và 1 giải khuyến khích.
+ Đội tuyển học sinh giỏi tỉnh Đăk Nông tham gia thi chọn học sinh giỏi Quốc gia 2020: 1 giải/6 học sinh dự thi, 1 giải khuyến khích.
+ Đội tuyển học sinh giỏi tỉnh Đăk Nông tham gia thi chọn học sinh giỏi Quốc gia 2021: 3 giải/6 học sinh dự thi, 1 giải Ba, 2 giải khuyến khích.
+ Đội tuyển dự thi học sinh giỏi cấp tỉnh (năm 2021): 5 giải/5 học sinh dự thi, trong đó có 2 giải Nhất, 2 giải Nhì và 1 giải khuyến khích.
+ Đội tuyển học sinh giỏi tỉnh Đăk Nông tham gia thi chọn học sinh giỏi Quốc gia 2022: 4 giải/ 6 học sinh dự thi, 1 giải Ba và 3 giải khuyến khích.
+ Đội tuyển học sinh giỏi tỉnh Đăk Nông tham gia thi chọn học sinh giỏi Quốc gia 2023: 3 giải/ 6 học sinh dự thi, 3 giải khuyến khích.
- Kết quả HSG môn Sinh học của trường THPT chuyên Lê Quý Đôn, Bà Rịa – Vũng Tàu (năm 2022 - 2023):
