Lí do chọn đề tài
Ngành Giáo dục đang triển khai, thực hiện đổi mới căn bản và toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế, toàn ngành giáo dục đang ra sức nỗ lực thực hiện nhằm nâng cao chất lượng của nền giáo dục nước nhà Trong đó, vấn đề quan trọng được thực hiện là chuyển quá trình giáo dục từ xu hướng truyền thụ kiến thức sang nền giáo dục hình thành, phát triển năng lực, phẩm chất của người học.
Chương trình GDPT mới được xây dựng theo định hướng phát triển phẩm chất và năng lực của HS; tạo môi trường học tập và rèn luyện giúp HS trở thành người học tích cực, làm chủ kiến thức phổ thông, biết vận dụng hiệu quả kiến thức, kĩ năng đã học vào đời sống và tự học suốt đời; có những phẩm chất tốt đẹp và năng lực cần thiết để trở thành người công dân trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 ảnh hưởng sâu rộng vào mọi mặt đời sống, xã hội, giáo dục.
Giáo dục STEM trong nhà trường là một hoạt động giáo dục góp phần thực hiện mục tiêu giáo dục tổng quát và toàn diện, giúp cho người học có thể tự chiếm lĩnh tri thức và biết vận dụng kiến thức đó vào giải quyết các vấn đề trong thực tiễn, để nâng cao hứng thú, hình thành, phát triển năng lực và phẩm chất của người học.
Trong chương trình GDPT mới của môn Sinh học, nội dung kiến thức về enzim được xây dựng thành chủ đề: Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở tế bào Vì vậy, tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM sẽ giúp GV tiếp cận chương trình giáo dục phổ thông mới Đồng thời giúp HS biết vận dụng hiệu quả kiến thức, kĩ năng đã học vào đời sống.
Xuất phát từ những lí do trên tôi chọn đề tài : Vận dụng giáo dục STEM trong dạy học chủ đề “Sự chuyển hóa năng lượng và enzyme” để phát triển năng lực của học sinh (Sinh học 10 – Bộ sách cánh diều) Nhằm mục đích góp phần thiết thực vào việc đổi mới phương pháp, hình thức dạy học hiện nay, nâng cao hiệu quả dạy và học môn Sinh học trong trường phổ thông, hình thành và phát triển cho HS các năng lực cần thiết trong quá trình học tập và vận dụng vào thực tiễn.
Mục đích nghiên cứu
Trên cơ sở nghiên cứu lý luận và thực trạng dạy học Sinh học 10, đề xuất quy trình vận dụng giáo dục STEM trong dạy học: Chủ đề “Sự chuyển hóa năng lượng và enzyme” để phát triển năng lực của học sinh (Sinh học 10 – Bộ sách cánh diều) Nhằm đổi mới phương pháp, hình thức tổ chức dạy học ở cấp
THPT, đáp ứng yêu cầu đổi mới giáo dục theo định hướng phát triển năng lực người học, lấy HS làm trung tâm trong quá trình truyền thụ kiến thức.
Nghiên cứu lí thuyết
Sử dụng phương pháp phân tích, so sánh, tổng hợp, khái quát hóa để tập hợp các tài liệu, các vấn đề thuộc phạm vi nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu những chủ chương chính sách của Nhà nước, của ngành Giáo dục; các luận án,luận văn và các bài báo có liên quan đến đề tài.
Nghiên cứu thực tiễn
Vận dụng các phương pháp quan sát sư phạm, phương pháp điều tra, phương pháp thực nghiệm về thực trạng dạy học môn Sinh học theo định hướng giáo dục STEM, những hiểu biết của GV về giáo dục STEM Xác định nhiệm vụ và xây dựng nội dung, tiến hành các hoạt động thực nghiệm.
NỘI DUNG 2 1 Cơ sở lý luận
Một số khái niệm
STEM là thuật ngữ viết tắt của các từ Science (Khoa học), Technology(Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) và Mathematics (Toán học) Thuật ngữ này lần đầu tiên được giới thiệu bởi Quỹ Khoa học Mỹ vào năm 2001.
GV thực hiện giáo dục STEM thông qua hoạt động dạy học dưới sự tổ chức của giáo viên, học sinh chủ động thực hiện các hoạt động học tập trong một không gian, thời gian cụ thể để giải quyết các vấn đề thực tiễn trên cơ sở vận dụng kiến thức, kĩ năng trong lĩnh vực STEM, góp phần hình thành và phát triển phẩm chất và năng lực cho HS.
Khi đề cập tới giáo dục STEM, cần nhận thức và hành động theo hai cách hiểu sau đây:
Một là, tư tưởng (chiến lược, định hướng) giáo dục, bên cạnh định hướng giáo dục toàn diện, thúc đẩy giáo dục 4 lĩnh vực: Khoa học, Công nghệ, Kỹ thuật, Toán với mục tiêu định hướng và chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của các ngành nghề liên quan, nâng cao sức cạnh tranh của nền kinh tế.
Hai là, phương pháp tiếp cận liên môn trong dạy học với mục tiêu: Nâng cao hứng thú học tập các môn học; Vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn; Kết nối trường học và cộng đồng; Định hướng hành động,trải nghiệm trong học tập; Hình thành và phát triển năng lực và phẩm chất người học.
Vai trò, ý nghĩa của giáo dục STEM
Đảm bảo giáo dục toàn diện: Khi triển khai giáo dục STEM, bên cạnh các môn học như Toán, Khoa học, các lĩnh vực Công nghệ thì tất cả các phương diện về đội ngũ GV, chương trình, cơ sở vật chất cũng sẽ được quan tâm, đầu tư.
Nâng cao hứng thú học tập các môn học STEM: Các dự án học tập trong giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn, HS được hoạt động, trải nghiệm và thấy được ý nghĩa của tri thức với cuộc sống, nhờ đó sẽ nâng cao hứng thú học tập của HS.
Hình thành và phát triển năng lực, phẩm chất cho HS: Khi triển khai các dự án học tập STEM, HS hợp tác với nhau, chủ động và tự lực thực hiện các nhiệm vụ học; được làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học Các hoạt động nêu trên góp phần tích cực vào hình thành và phát triển phẩm chất,năng lực cho HS.
Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu quả giáo dục STEM, cơ sở GDPT thường kết nối với các cơ sở giáo dục nghề nghiệp tại địa phương nhằm khai thác nguồn lực về con người, cơ sở vật chất Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông cũng hướng tới giải quyết các vấn đề có tính đặc thù của địa phương.
Hướng nghiệp: Tổ chức, thực hiện tốt giáo dục STEM ở trường phổ thông, HS sẽ được trải nghiệm trong các lĩnh vực STEM, đánh giá được sự phù hợp, năng khiếu, sở thích của bản thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM.
2.1.3 Quy trình xây dựng bài học STEM
Bài học STEM được xây dựng theo quy trình gồm các bước như sau: Bước 1: Lựa chọn chủ đề bài học Căn cứ vào nội dung kiến thức trong chương trình môn học, các hiện tượng, quá trình gắn với các kiến thức trong thực tiễn để lựa chọn chủ đề của bài học.
Bước 2: Xác định vấn đề cần giải quyết Xác định vấn đề để giao cho HS thực hiện sao cho khi giải quyết vấn đề đó, HS phải học được những kiến thức, kĩ năng cần dạy trong chương trình môn học đã được lựa chọn hoặc vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã biết để xây dựng bài học.
Bước 3: Xây dựng tiêu chí của thiết bị/giải pháp giải quyết vấn đề Phải xác định rõ tiêu chí của giải pháp/sản phẩm Những tiêu chí này là căn cứ quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải quyết vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm.
Bước 4: Thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động dạy học Hoạt động dạy học được thiết kế theo các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực Các hoạt động học tập được thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung và sản phẩm mà HS phải hoàn thành.
2.1.4 Kĩ thuật và tiến trình tổ chức các hoạt động trong bài học STEM
Hoạt động 1 Tìm hiểu thực tiễn, phát hiện vấn đề: HS tìm hiểu, thu thập thông tin, để từ đó có hiểu biết về một tình huống thực tiễn; xác định được vấn đề cần giải quyết hoặc đòi hỏi của thực tiễn theo nhiệm vụ được giao; xác định rõ tiêu chí của sản phẩm phải hoàn thành Gồm các bước:
Chuyển giao nhiệm vụ: GV thực hiện chuyển giao nhiệm vụ ban đầu cho
HS Nhiệm vụ phải đảm bảo tính vừa sức để lôi cuốn được HS tham gia thực hiện.
HS tìm tòi, nghiên cứu: HS tìm hiểu quy trình/thiết bị được giao để thu thập thông tin, xác định vấn đề cần giải quyết và kiến thức liên quan để giải quyết vấn đề.
Báo cáo và thảo luận: Căn cứ vào kết quả hoạt động tìm tòi, nghiên cứu của HS, GV tổ chức cho các nhóm HS báo cáo, thảo luận, xác định vấn đề cần giải quyết.
Nhận xét, đánh giá: GV đánh giá, nhận xét, giúp HS nêu được các câu hỏi/vấn đề cần tiếp tục giải quyết, xác định được các tiêu chí cho giải pháp cần thực hiện để giải quyết vấn đề đặt ra Từ đó định hướng cho hoạt động tiếp theo của HS.
Hoạt động 2 Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền: Hoạt động này trang bị cho HS kiến thức, kĩ năng theo yêu cầu cần đạt của chương trình GDPT Gồm các bước:
Học kiến thức mới: HS nghiên cứu SGK, tài liệu, làm thực hành, thí nghiệm để chiếm lĩnh kiến thức và rèn luyện kĩ năng theo yêu cầu của chương trình để xây dựng và thực hiện giải pháp giải quyết vấn đề đặt ra.
Dạy học Sinh học theo định hướng phát triển năng lực học sinh
Năng lực là khả năng vận dụng những kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng, thái độ và hứng thú để hành động một cách phù hợp và có hiệu quả trong các tình huống đa dạng của cuộc sống.
Dạy học theo định hướng phát triển năng lực là dạy học định hướng kết quả đầu ra Trong đó không quy định những nội dung chi tiết mà quy định kết quả đầu ra của quá trình dạy học Kết quả đầu ra cuối cùng của quá trình dạy học là HS vận dụng được kiến thức, kĩ năng đã học để giải quyết những vấn đề trong thực tiễn cuộc sống.
Chương trình môn Sinh học góp phần hình thành và phát triển cho HS các năng lực chung (tự chủ và tự học; giao tiếp và hợp tác; giải quyết vấn đề và sáng tạo) và các năng lực đặc thù của bộ môn như:
Năng lực tìm hiểu thế giới sống: Tìm tòi, khám phá các hiện tượng trong tự nhiên, đời sống liên quan đến sinh học Bao gồm: đề xuất và đặt câu hỏi cho vấn đề tìm tòi, khám phá; xây dựng giả thuyết; lập kế hoạch; thực hiện kế hoạch; trình bày báo cáo và thảo luận; đề xuất các biện pháp giải quyết vấn đề.
Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng: Giải thích những hiện tượng thường gặp trong tự nhiên và đời sống hàng ngày liên quan đến sinh học; giải thích, bước đầu nhận định, phản biện một số ứng dụng tiến bộ sinh học nổi bật trong đời sống.
Như vậy, khi tổ chức dạy học từng chủ đề nội dung môn Sinh học, GV dựa vào yêu cầu cần đạt để thiết kế một chuỗi các tình huống yêu cầu HS giải quyết để bộc lộ năng lực vì HS phải sử dụng tích hợp các kiến thức, kĩ năng khác nhau theo các phạm vi khác nhau Ngoài ra, trong dạy học cần sử dụng các phương pháp dạy học tích cực như dự án, trải nghiệm, thực hành, STEM nhằm phát triển năng lực người học.
Định hướng giáo dục STEM để phát triển năng lực học sinh
Giáo dục STEM đặt HS trước những vấn đề thực tiễn với những kiến thức, công nghệ hiện có, đòi hỏi HS phải tìm tòi, vận dụng kiến thức để đưa ra các giải pháp chiếm lĩnh kiến thức mới Phương pháp học ấy còn giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng để từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM:
Năng lực nhận thức khoa học: khi được trang bị những kiến thức về các khái niệm, các cơ sở lý thuyết của khoa học, HS có khả năng liên kết các kiến thức này để thực hành, sử dụng kiến thức để giải quyết các vấn đề trong thực tế.
Năng lực vận dụng công nghệ: HS có khả năng sử dụng, quản lý, hiểu biết, và truy cập được công nghệ, từ những vật dụng đơn giản như cái bút, chiếc quạt đến những hệ thống phức tạp như mạng internet, robot
Năng lực áp dụng kỹ thuật: HS có khả năng phân tích, tổng hợp và kết hợp để biết cách làm thế nào để cân bằng các yếu tố liên quan để có được một giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình Ngoài ra HS còn có khả năng nhìn nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến kỹ thuật.
Năng lực tri thức toán học: Là khả năng nhìn nhận và nắm bắt được vai trò của toán học trong mọi khía cạnh tồn tại trên thế giới HS sẽ có khả năng áp dụng các khái niệm và kĩ năng toán học vào cuộc sống hằng ngày.
Trong thời đại Cách mạng công nghiệp 4.0, đòi hỏi con người phải có đủ năng lực để thích ứng, đó là: năng lực tự chủ và tự học; năng lực giao tiếp và hợp tác; năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo; năng lực ngôn ngữ, tính toán, tìm hiểu tự nhiên và xã hội, công nghệ, tin học, thẩm mĩ Đây cũng chính là những năng lực cần hình thành và phát triển cho HS và đã được mô tả trong chương trình GDPT mới.
Thực trạng của việc dạy học chủ đề “Sự chuyển hóa năng lượng và enzyme” hiện nay
Trong chương trình sách giáo khoa Sinh học 10, nội dung về enzim được bố trí ở bài 10 Sự chuyển hóa năng lượng vả enzyme (Chủ đề 6 Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở tế bào) Qua thực tiễn dạy học, tôi nhận thấy GV có thể tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM
Về phương pháp và hình thức tổ chức dạy học, tôi nhận thấy đa số GV vẫn chú trọng truyền thụ kiến thức theo kiểu thuyết trình xen kẽ hỏi đáp, nặng về thông báo, giảng giải kiến thức, nhẹ về phát huy tính tích cực và phát triển tư duy; HS thụ động lĩnh hội tri thức Ngoài ra, các hình thức tổ chức dạy học còn đơn điệu, dạy học theo lớp là chủ yếu Các hình thức dạy học theo cá nhân, theo nhóm chưa được thực hiện hoặc thực hiện chưa có hiệu quả, ít sử dụng các hoạt động thực hành.
Phương pháp dạy học như trên đã ảnh hưởng tới chất lượng các bài học. Việc tiếp thu những kiến thức sinh học mà cụ thể ở đây là ở HS lớp 10 đạt kết quả không cao Trong giờ học các em thường kém sôi nổi phát biểu ý kiến, làm việc riêng.
Do HS thường chỉ được học kiến thức lý thuyết và cách thức truyền đạt một chiều từ GV nên HS tiếp thu kiến thức một cách thụ động, điều này làm cho
HS không hứng thú với việc học tập dẫn đến không nắm được bản chất vấn đề và cũng không áp dụng được các kiến thức đã học vào thực tiễn Từ đó các em thường chán và bỏ rơi môn học và cũng từ đó mục tiêu của bài học đã chưa đạt được yêu cầu đề ra.
Giải pháp tôi đưa ra là GV thực hiện giáo dục STEM thông qua hoạt động dạy học dưới sự tổ chức của GV, HS chủ động thực hiện các hoạt động học tập trong một không gian, thời gian cụ thể để giải quyết các vấn đề thực tiễn trên cơ sở vận dụng kiến thức, kĩ năng trong lĩnh vực STEM, góp phần hình thành và phát triển phẩm chất và năng lực cho HS.
Các giải pháp đã sử dụng dạy học chủ đề “Sự chuyển hóa năng lượng và enzyme” để phát triển năng lực của học sinh
lượng và enzyme” để phát triển năng lực học sinh
2.3.1 Xây dựng nội dung học tập chủ đề “Sự chuyển hóa năng lượng và enzyme” theo định hướng giáo dục STEM
Trên cơ sở các nguyên tắc xây dựng nội dung dạy học theo định hướng giáo dục STEM và nội dung các môn học liên quan, tôi nghiên cứu xây dựng bảng nội dung kiến thức thuộc các môn học liên quan cho chủ đề “Sự chuyển hóa năng lượng và enzyme” như sau:
Hóa học Sinh học Công nghệ Toán học
- Cách pha dung dịch trong ống nghiệm khi dung dịch là amilase và dung dịch là tinh bột
- Tốc độ phản ứng khi thủy phân tinh bột dưới tác dụng của enzyme amylase.
Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng như:
Nhiệt độ thích hợp cho câc hoạt động xúc tác của enzyme amylase.
- Các kiến thức cơ bản về enzyme.
- Amylase là enzyme có trong ống tiêu hóa của người, tham gia xúc tác thủy phân tinh bột thành đường mantose
Enzyme hoạt động trong khoảng pH từ 6 – 8, nhiệt độ tối ưu 25 0 C - 40 0 C
- Biết xây dựng và thực hiện quy trình thí nghiệm về sự ảnh hưởng của các yếu tố đến hoạt tính của amylase.
- Cách thức sử dụng bút đo độ pH, dung dịch, ống nghiệm, pipet nhựa,
- Cách xác định khoảng tối ưu của enzyme.
- Dung dịch tinh bột, dung dịch HCl, dung dịch NaHCO3, thuốc thử Lugol, nước cất,
- So sánh kết quả màu dung dịch.
2.3.2 Các hoạt động và nhiệm vụ học tập của học sinh
Có nhiều quy trình giáo dục STEM khác nhau đang được áp dụng, trong đề tài này, tôi tổ chức HS hoạt động theo quy trình giáo dục STEM như sau:
Bước 1 Xác định mục tiêu.
Bước 2 Xác định giải pháp: Nghiên cứu kiến thức nền và tìm ra giải pháp.
Bước 3 Lựa chọn giải pháp: Các HS trong nhóm trao đổi, thảo luận để lựa chọn giải pháp tối ưu nhất để thực hiện hoạt động.
Bước 4 Thực hiện: HS tiến hành hoạt động theo giải pháp mà nhóm đã thảo luận, thống nhất.
Bước 5 Đánh giá: Phân tích, đánh giá kết quả với mục tiêu của hoạt động.
Bước 6 Lặp lại các bước 2-5 đến khi đạt được mục tiêu của hoạt động. Bước 7 Chia sẻ: Báo cáo, thảo luận, trả lời các câu hỏi.
Trong quá trình học tập đề tài “Sự chuyển hóa năng lượng và enzyme” theo định hướng giáo dục STEM, HS phải hoàn thành các nhiệm vụ học tập
2.3.3 Xây dựng kế hoạch bài dạy tổ chức dạy học
I Mục tiêu của chủ đề: Sau khi học xong chủ đề này HS có khả năng:
- Nêu được khái niệm chuyển hóa năng lượng trong tế bào.
- Phân biệt được các dạng năng lượng trong chuyển hóa tế bào.
- Giải thích được năng lượng được tích lũy và sử dụng cho các hoạt động sống của tế bào là dạng năng lượng hóa học.
- Phân tich được cấu tạo và chức năng của ATP về giá trị năng lượng sinh học.
- Trình bày được quá trình tổng hợp và phân giải ATP gắn liền với quá trình tích lũy, giải phóng năng lượng.
- Trình bày được vai trò của enzim trong quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng.
- Nêu được khái niệm, cấu trúc và cơ chế tác động của enzime.
- Phân tích được yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động xúc tác của enzime.
- Làm thí nghiệm phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố đến hoạt tính của enzyme, kiểm tra hoạt tính thủy phân tinh bột của amylase.
- Năng lực tự chủ và tự học: Chủ động, tích cực nghiên cứu SGK, quan sát hình ảnh nhằm tìm hiểu về chuyển hóa năng lượng trong tế bào Tự hoàn thiện kiến thức về ATP, enzyme thông qua nghiên cứu SGK, thảo luận nhóm, làm thực hành.
- Năng lực giao tiếp và hợp tác: Thông qua thực hành biết cách phân công công việc hợp lý trong nhóm, đánh giá được kết quả hoạt động nhóm
- Năng lực nhận thức sinh học: Thông qua các câu hỏi, bài tập trình bày được khái niệm chuyển hoá năng lượng trong tế bào; Phân biệt được các dạng năng lượng; Trình bày được cấu trúc, vai trò của ATP, enzyme; Làm được thí nghiệm nhằm phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố đến hoạt tính của enzyme.
- Chăm chỉ: Tích cực nghiên cứu SGK, quan sát tranh, video thực hiện các nhiệm vụ nhằm tìm hiểu về sự chuyển hóa năng lượng và enzyme.
- Trách nhiệm: Tôn trọng ý kiến của thành viên trong nhóm, phân công công việc trong nhóm hợp lí, động viên các thành viên thực hiện tốt nhiệm vụ.
- Trung thực: Thẳng thắn nhận ra sai sót trong học tập Trung thực trong đánh giá bản thân và bạn.
II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU:
- Hình ảnh về các dạng năng lượng và sự chuyển hóa năng lượng (nguồn SGK Cánh diều và internet).
- Bản đồ khái niệm ATP.
- Sơ đồ tư duy về enzyme.
- Giấy A1, A3, bút dạ (bút phớt).
- Mẫu vật, hóa chất và dụng cụ thực hành.
- Chuẩn bị đầy đủ SGK, giấy, bút để ghi chép và phân công hoạt động nhóm.
- Nghiên cứu bài trước khi lên lớp.
III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC:
Hoạt động 1 Xác định vấn đề học tập tìm hiểu sự chuyển hóa năng lượng và enzyme a Mục tiêu:
- Giúp học sinh xác định được vấn đề học tập là sự chuyển hóa năng lượng.
- Tạo tâm thế sẵn sàng tìm hiểu kiến thức mới. b Nội dung:
- Quan sát hình 10.1 – SGK và nêu các dạng năng lượng trong quá trình quang hợp? - Trong quá trình đó, năng lượng được chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác? c Sản phẩm: Câu trả lời của học sinh
- Các dạng năng lượng trong quá trình quang hợp: quang năng (năng lượng ánh sáng), hóa năng.
- Trong quá trình quang hợp, năng lượng được chuyển hóa từ quang năng sang hóa năng. d Tổ chức thực hiện:
* Bước 1 Giao nhiệm vụ học tập:
- GV:Yêu cầu học sinh quan sát hình 10.1 – SGK.
- GV: Cho học sinh hoạt động chia theo nhóm đôi.
- GV: Nêu các dạng năng lượng trong quá trình quang hợp? Trong quá trình đó, năng lượng được chuyển hóa từ dạng này sang dạng khác?
- HS: Tiếp nhận nhiệm vụ của giáo viên giao.
* Bước 2 Thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV: Quan sát hoạt động của học sinh.
- HS: Hoạt động nhóm đôi, quan sát tranh, thảo luận trả lời câu hỏi.
* Bước 3 Báo cáo, thảo luận
- GV: Lựa chọn học sinh trả lời.
- HS: Đại diện nhóm trả lời.
- HS: Các nhóm khác nhận xét, bổ sung.
* Bước 4 Kết luận, nhận định
- GV: Nhận xét về kết quả hoạt động của học sinh
+ Sử dụng câu trả lời của học sinh để chuyển sang hoạt động hình thành kiến thức: Trong quang hợp, năng lượng ánh sáng được chuyển hóa thành năng lượng hóa học trong các hợp chất hữu cơ Vậy trong tế bào có những dạng năng lượng nào? Các dạng năng lượng đó có thể chuyển hóa qua lại được không? Dạng năng lượng nào tế bào thường sử dụng? Chúng ta sẽ cùng nghiên cứu qua bài học hôm nay.
- HS: Lắng nghe và tiếp nhận vấn đề học tập mới
Hoạt động 2 Hình thành kiến thức
Hoạt động 2.1 Tìm hiểu các dạng năng lượng và sự chuyển hóa năng lượng trong tế bào a Mục tiêu:
- Nêu được khái niệm chuyển hóa năng lượng trong tế bào.
- Phân biệt được các dạng năng lượng trong ở tế bào. b Nội dung:
- Học sinh quan sát hình ảnh các dạng năng lượng trong tế bào, nghiên cứu SGK,hoạt động nhóm đôi và trả lời các câu hỏi:
Hình 10.1 Sự dẫn truyền xung thần kinh
Hình 10.2 Sự chuyển hóa năng lượng trong một số hoạt động sống của tế bào
Hình 10.3 Quá trình phân giải glucose
Câu 1 Có những dạng năng lượng nào trong các hình ảnh 10.1 – 10.3?
Câu 2 Em hiểu thế nào là quá trình chuyển hóa năng lượng?
Câu 3 Quan sát hình 10.2, 10.3 cho biết năng lượng được chuyển hóa từ dạng nào sang dạng nào? Sự chuyển hóa này có ý nghĩa gì với tế bào?
Câu 4 Tại sao năng lượng tích lũy và sử dụng cho các hoạt động sống của tế bào là năng lượng hóa học?
Câu 5 Nêu 1 số hoạt động tế bào cần sử dụng năng lượng Trong các hoạt động đó, năng lượng được chuyển hóa như thế nào? c Sản phẩm: Câu trả lời của học sinh:
Câu 1 Hình 10.1: Năng lượng điện; Hình 10.2, 10.3: Năng lượng hóa học, năng lượng nhiệt.
Câu 2 Khái niệm chuyển hóa năng lượng trong tế bào: quá trình biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác, từ năng lượng trong hợp chất này thành năng lượng trong hợp chất khác.
Câu 3 Năng lượng được chuyển hóa từ năng lượng hóa học trong chất hữu cơ phức tạp thành năng lượng hóa học trong các phân tử đơn giản (ATP) và nhiệt. bào.
Câu 4 Năng lượng tích lũy và sử dụng cho các hoạt động sống của tế bào là hóa năng vì dễ tích lũy, dễ sử dụng Khi tổng hợp chất → liên kết được hình thành → năng lượng được tích lũy; khi phân giải chất →liên kết bị phá vỡ → năng lượng được giải phóng, sử dụng cho các hoạt động sống.
Câu 5 Một số hoạt động tế bào cần sử dụng năng lượng: Tổng hợp các chất:
- Vận chuyển các chất qua màng; co cơ; dẫn truyền xung thần kinh,… d Tổ chức thực hiện:
* Bước 1 Giao nhiệm vụ học tập
- GV: Yêu cầu học sinh quan sát hình 10.1 – 10.3, nghiên cứu SGK trả lời các câu hỏi của giáo viên.
- HS: Tiếp nhận nhiệm vụ của giáo viên giao.
* Bước 2 Thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV: Quan sát và có thể giúp đỡ những cặp đôi đôi có khả năng tự học.
- HS: Thảo luận nhóm đôi hoàn thành bài tập.
* Bước 3 Báo cáo, thảo luận
- GV: Lựa chọn nhóm học sinh trả lời.
- HS: Đại diện nhóm trả lời.
- HS: Nhóm khác nhận xét, bổ sung.
* Bước 4 Kết luận, nhận định
- GV: Nhận xét về kết quả hoạt động của học sinh.
- HS: Tiếp thu kiến thức, ghi chép vào vở.
Hoạt động 2.2 Tìm hiểu về ATP – "đồng tiền" năng lượng a Mục tiêu
- Giúp học sinh phân tích được cấu tạo và chức năng của ATP; trình bày được quá trình tổng hợp và phân giải ATP. b Nội dung
- Học sinh quan sát các hình 10.4; 10.5, nghiên cứu SGK, hoạt động nhóm đôi và trả lời các câu hỏi.
- Học sinh thảo luận nhóm, nghiên cứu SGK điền khuyết và sửa sai cho bản đồ khái niệm về ATP
Trả lời các câu hỏi sau:
Câu 1 Quan sát hình 10.4 và cho biết chức năng của ATP trong tế bào? Giải thích.
Câu 2 Dựa vào hình 10.5 cho biết ATP được tổng hợp và phân giải như thế nào? Đặc điểm nào có thể ví ATP là "đồng tiền" năng lượng trong tế bào? c Sản phẩm: Câu trả lời của học sinh
Câu 1 Chức năng của ATP trong tế bào:
- Cung cấp năng lượng cho quá trình tổng hợp các chất
- Cung cấp năng lượng cho quá trình vận chuyển các chất qua màng.
- Cung cấp năng lượng cho vận chuyển các túi tiết.
- ATP được tổng hợp bằng cách liên kết ADP với 1 nhóm phosphate.
- ATP được phân giải bằng cách phá vỡ liên kết giữa 2 nhóm phosphate tạo ADP và Pi.
- Khi liên kết giữa 2 nhóm phosphate của ATP bị phá vỡ, năng lượng được chuyển hóa trực tiếp cho các hoạt động cần năng lượng của tế bào Sự phân giải các hợp chất dự trữ năng lượng cung cấp năng lượng cho sự hình thành liên kết giữa các gốc phosphate trong phân tử ATP Vì vậy, ATP đóng vai trò là "đồng tiền" năng lượng của tế bào.
- Bản đồ khái niệm hoàn chỉnh về ATP d Tổ chức thực hiện:
* Bước 1 Giao nhiệm vụ học tập
- GV: Chia lớp thành các nhóm học tập từ 4 – 6 học sinh
- GV: Yêu cầu học sinh thảo luận hoàn thành bản đồ khái niệm ATP và trả lời các câu hỏi
- HS: Tiếp nhận nhiệm vụ của giáo viên giao.
- HS: Phân công nhóm trưởng, thư kí và các thành viên tham gia hoạt động nhóm.
* Bước 2 Thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV: Quan sát hoạt động của các nhóm Gợi ý nếu các nhóm gặp khó khăn trong tự nghiên cứu.
- HS: Nghiên cứu SGK thảo luận nhóm để hoàn thành nhiệm vụ.
* Bước 3 Báo cáo, thảo luận
- GV: Gọi ngẫu nhiên các nhóm trình bày bản đồ khái niệm ATP và trả lời câu hỏi.
- HS: Các nhóm dán kết quả lên bảng (hoặc chỉ cần viết các khái niệm, từ nối đúng)
- HS: Các nhóm khác nhận xét, bổ sung.
* Bước 4 Kết luận, nhận định
- GV: Đưa bản đồ khái niệm ATP hoàn chỉnh, đáp án câu hỏi. học sinh.
- HS: Các nhóm tự chấm điểm và chấm điểm của nhóm khác theo đáp án giáo viên đưa ra.
- GV: Chốt lại kiến thức.
Hoat động 2 3: Tìm hiểu về enzyme a Mục tiêu:
- Nêu được khái niệm, cấu trúc và cơ chế tác động của enzyme.
- Trình bày được vai trò của enzyme trong quá trình trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng.
- Phân tích được các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme. b Nội dung:
- Nghiên cứu SGK, thảo luận nhóm hoàn thành sơ đồ tư duy về enzyme.
- Trả lời các câu hỏi sau:
Câu 1 Người ta tiến hành thí nghiệm đun sôi 200ml dung dịch tinh bột với 5ml chất xúc tác HCl 1N trong thời gian 1 giờ Kết quả cho thấy tinh bột bị phân giải thành đường Khi nhai cơm, ta thấy có vị ngọt vì tinh bột được phân giải thành đường nhờ enzyme amylase Nhận xét về điều kiện và tốc độ của 2 phản ứng trên?
Câu 2 Nếu không có enzyme, các phản ứng hóa học và quá trình chuyển hóa năng lượng trong tế bào có diễn ra được không? Điều gì sẽ xảy ra nếu 1 trong chuỗi phản ứng do nhiều enzyme xúc tác mà có 1 enzyme không hoạt động? Câu 3 Phản ứng do enzyme xúc tác thay đổi như thế nào khi trung tâm hoạt động của enzyme bị thay đổi hình dạng không phù hợp với cơ chất?
Câu 4 Dựa vào hình 10.6, mô tả 3 bước cơ bản trong cơ chế tác động của enzyme đến phản ứng mà nó xúc tác?
