Đại cương về thí nghiệm trong dạy học sinh học

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TIỂU LUẬN CHUYÊN ĐỀ: SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC SINH HỌC TÊN ĐỀ TÀI: SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM ĐỂ HÌNH THÀNH KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC SINH HỌC GV hướng dẫn Học viên: Trương Minh Thuận TS. Trịnh Đông Thư Lớp LL&PPDHBM Sinh học – K22 Huế, tháng 11 năm 2014 MỞ ĐẦU Trong dạy học, phương pháp thí nghiệm là một trong banhóm phương pháp được sử dụng để tổ chức dạy học. Và đây là một trong những phương pháp không thể tách rời trong nghiên cứu khoa học nói chung và trong dạy học nói riêng. Trong dạy học sinh học, rèn luyện và phát triển kỹ năng là một trong ba nhiệm vụ trọng tâm. Xét chung về mặt kỹ năng, có thể nói thông qua thực hành thí nghiệm việc rèn luyện và trau dồi kỹ năng được bộc lộ một cách rõ nét nhất. Thí nghiệm giúp đi sâu nghiên cứu cơ chế của các hiện tượng sinh học, qua đó nhằm phát hiện ra mối tương quan đồng thời tìm hiểu được tính quy luật của các hiện tượng. Ban đầu thí nghiệm được chủ thể nhận thức đề ra các giả thuyết sau đó tách các hiện tượng để riêng cứu riêng lẽ rồi lại đặt nó vào một hệ thống vốn có để đi đến một kết luận chính xác và đầy đủ hơn. Như vậy thông qua việc làm thí nghiệm không chỉ rèn luyện được các thao tác thực hành mà kỹ năng làm thí nghiệm sẽ phát triển lên ở mức cao hơn như biết bố trí thí nghiệm, thay đổi đối tượng cũng như các điều kiện tác động để nghiên cứu, phân tích kết quả, đối chiếu, so sánh và kiểm chứng giả thuyết đã đề ra ban đầu. Hình thành khái niệm là toàn bộ nền tảng của quá trình hình thành và phát triển tri thức. Tri thức lại là tiền đề của mọi hoạt động hợp lý và có hiệu quả con người khi gặp những đối tượng, nhiệm vụ và điều kiện mới. Vì vậy sự hình thành khái niệm trở thành một nhiệm vụ cơ bản của hoạt động dạy và học. Một trong những cách hình thành khái niệm đó là sử dụng phương pháp thí nghiệm. phương pháp này rát hiệu quả và tạo sự hứng thú tìm tòi, học sinh tự hình thành khái niệm. Do đó, tôi chọn đề tài “Sử dụng thí nghiệm để hình thành khái niệm trong dạy học Sinh học" NỘI DUNG Chương I: Cơ sở lý luận của thí nghiệm 1.1. Đại cương về thí nghiệm trong dạy học sinh học. 1.1.1. Định nghĩa. Theo lý thuyết thông tin, thí nghiệm là một hệ thông tin. Nó bao gồm một thiết bị thí nghiệm tác động qua lại chặt chẽ với bộ phận thứ hai của hệ là hiện thực khách quan, tức đối tượng của thí nghiệm(chẳng hạn một quá trình sinh học). 1.1.2. Các dạng thí nghiệm a. Thí nghiệm sinh học Thí nghiệm sinh học là mô hình nhân tạo, mô phỏng quá trình cơ chế sinh học để qua đó con người hiểu biết bản chất của sự vật hiện tượng, đối tượng sống. b. Thí nghiệm đơn giản Thí nghiệm đơn giản là thí nghiệm được sử dụng để thiết lập nên các ,ối quan hệ có tính nhân quả, thông qua thí nghiệm người ta có thể đánh giá tính hiệu quả của phương pháp hoạt động. Trong thí nghiệm đơn giản các thành phần tham gia nghiên cứu được bố trí ngẫu nhiên về một trong hai nhóm, một nhóm là đối chứng không nhận được các tác động của thí nghiệm và nhóm thực hiện chiu sự tác động của các điều kiện thí nghiệm 1.1.3. Phân loại thí nghiệm Tùy thuộc vào mục đích sử dụng của thí nghiệm mà có nhiều quan điểm phân loại khác nhau. • Trong nghiên cứu khoa học Trong nghiên cứu khoa học, nhằm đánh giá đối tượng bằng cách tác động vào hiện tượng tự nhiên hay tạo ra các hiện tượng trong những điều kiện khác nhau để có thể quan sát chính xác hơn hay cũng có thể kiểm chứng một giả thuyết. thí nghiệm có thể chia làm hai dạng sau: - Thí nghiệm gián tiếp. - Thí nghiệm trực tiếp. Thí nghiệm có thể là sự khảo sát một sự kiện trong những điều kiện do nhà khoa học đặt ra, nhằm mục đích hoặc tìm hiểu sự kiện một cachs chính xác hơn, hoặc kiểm chứng một giả thuyết có liên quan với sự kiện. Vì vậy, cần phải phân biệt hai loại thí nghiệm sau: - Thí nghiệm để xem - Thí nghiệm để kiểm chứng - Thí nghiệm chứng minh - Thí nghiệm đối chứng - Thí nghiệm lặp lại • Trong quá trình dạy học Trong nhà trường phổ thông, thí nghiệm thường được sử dụng dưới những dạng chính sau đây: 1. Thí nghiệm biểu diễn bởi giáo viên. 2. Thí nghiệm do học sinh tiến hành với những biến dạng sau đây: a. Thí nghiệm biểu diễn khi học bài mới. b. Thí nghiệm luyện tập trong quá trình vận dụng kiến thức vừa lĩnh hội. c. Thực hành trong phòng thí nghiệm thường tổ chức sau một loạt bài và vào cuối kỳ mang tính chất tổng hợp. d. Thí nghiệm tại nhà, một hình thức thực nghiệm đơn giản nhưng dài ngày giao cho học sinh tự làm tại nhà. Thí nghiệm chứng minh: được sử dụng trong nhóm trực quan với vai trò minh họa cho lời giảng của giáo viên. Thí nghiệm chứng minh: được sử dụng trong nhóm trực quan với vai trò là nguồn dẫn đến tri thức cho người học. Thí nghiệm thực hành: được sử dụng trong nhóm phương pháp thực hành với vai trò củng cố kiến thức, rèn luyện kỹ năng, kỷ xảo cho người học. Thí nghiệm ảo là tập hợp các tài nguyên số đa phương tiện dưới hình thức đối với phương tiện học tập, nhằm mô phỏng các hiện tượng vật lý, hóa học, sinh học… xảy ra trong tự nhiên hay trong phong thí nghiệm, đặc điểm là có tính năng lượng tương tác cao, giao diện thân thiện với người sử dụng và có thể mô phỏng những quá trình, điều kiện tới hạn khó xảy ra trong tự nhiên hay khó thu được trong phòng thí nghiệm. Thí nghiệm mô phỏng: để giúp người học hiểu rõ bản chất của một số vấn đề khoa học mà người học không thể tư duy trực tiếp bằng các giác quan thì chúng ta có thể sử dụng thí nghiệm mô phỏng. 1.2. Yêu cầu của thí nghiệm. Khi tiến hành thí nghiệm, giáo viên cần tuân thủ một số nguyên tắc sau:  Đảm bảo tính an toàn cho giáo viên và học sinh.  Đảm bảo tính khoa học của thí nghiệm: có sự chuẩn bị chu đáo, thí nghiệm nên lặp lại nhiều lần để chọn ra điều kiện tốt nhất, giải thích được diễn biến và kết quả của thí nghiệm.  Bố trí thí nghiệm ở vị trí sao cho cả lớp đều có thể quan sát. Đặc biệt là kết quả của thí nghiệm.  Thí nghiệm đơn giản, vừa sức với học sinh.  Thời gian cho mỗi thí nghiệm đưuọc tính toán cẩn thận và không kéo dài nhằm đảm bảo thời gian chung cho cả tiết học.  Nếu thí nghiệm để minh họa thì nội dung của thí nghiệm phải phù hợp với chủ đề của bài học. 1.3. Vai trò của thí nghiệm. Thí nghiệm là mô hình đại diện cho hiện thực khách quan, là cơ sở điểm xuất phát cho quá trình học tập – nhận thức của học sinh. Từ đó, xuất phát quá trình nhận thức cảm tính của học sinh, để rồi từ đó diễn ra sự trừu tượng hóa và sự tiến lên từ trừu tượng đến cụ thể trong tư duy. Trong dạy học Sinh học, thí nghiệm được sử dụng khi nghiên cứu các quá trình sinh lí, ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái lên sinh vật. Học sinh tự mình khám phá ra những điều mới mẻ từ tác động chủ ý của các em lên đối tượng thí nghiệm, qua đó kích thích hứng thú học tập, tạo sự say mê, niềm tin yêu khoa học. Các em thấy được vai trò của con người trong việc chinh phục cải tạo tự nhiên. Thí nghiệm giữ vai trò rất quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo, trong việc hình thành nhân cách của học sinh và phát huy được tính tự giác, tự lực, sáng tạo của học sinh, cụ thể: - Thí nghiệm do giáo viên trình bày sẽ là mẫu mực về thao tác cho học sinh học tập mà bắt chước để rồi học sinh tự mình làm thí nghiệm. - Qua thí nghiệm, học sinh có điều kiện tự tìm mối quan hệ giữa cấu trúc và chức năng, giữa hiện tượng và bản chất, giữa nguyên nhân và kết quả, do đó giúp các em nắm vững tri thức, phát triển các khái niệm. - Thí nghiệm tạo sự tò mò, ham hiểu biết của học sinh trong quá trình học tập. Trong khi lập các phương án để tiến hành thí nghiệm, học sinh thường dự đoán quá trình xảy ra của hiện tượng hay kết quả thí nghiệm. Nếu kết quả đúng như dự kiến làm cho học sinh tin tưởng vào sự phù hợp giữa lí thuyết và thực nghiệm. Nếu thí nghiệm xảy ra không đúng như dự đoán sẽ gây nên sự ngạc nhiên, thu hút các em tìm lời giải thích. Đây chính là các yếu tố gây nên các tình huống có vấn đề trong tư duy, kích thích sự tò mò ham hiểu biết của học sinh, tạo niềm tin và hứng thú học tập. - Thí nghiệm tạo điều kiện cho học sinh quan sát, tiếp xúc sử dụng các thiết bị thí nghiệm nên nó là phương pháp có ưu thế nhất để rèn luyện các thao tác tư duy, các kỹ năng, kỹ xảo bộ môn và ứng dụng tri thức vào đời sống. Do đó, nó là điều kiện tốt nhất để thực hiện nguyên lý học đi đôi với hành, đáp ứng yêu cầu giáo dục kỹ thuật tổng hợp. - Thí nghiệm còn có tác dụng rèn luyện đức tính tự lực, cẩn thận, tỉ mỉ, kiên trì, ý chí và nhân cách, mang lại cho người học niềm say mê học tập. Qua đó có thể phát hiện, bồi dưỡng học sinh có năng khiếu về bộ môn Sinh học. Tóm lại, thí nghiệm cung cấp cho học sinh cả kiến thức, cả phương thức giành lấy kiến thức và mang lại niềm vui sướng của sự phát hiện. Do đó, bài tập thực hành vừa là mục đích, vừa là nội dung, vừa là phương pháp dạy học hiệu nghiệm nhằm phát huy tính tích cực sáng tạo của học sinh và rèn luyện được các kỹ năng kỹ xảo cần thiết. Bài tập thực hành có tác dụng toàn diện về cả 3 mặt: giáo dục, giáo dưỡng, giáo dục kỹ thuật tổng hợp, đáp ứng được yêu cầu đổi mới phương pháp dạy và học hiện nay. Chương II. Sử dụng thí nghiệm để hình thành khái niệm trong dạy học sinh học. 2.1. Hệ thống thí nghiệm sử dụng trong dạy học Sinh học. 2.1.1. Thí nghiệm chứng minh sự hô hấp ở thực vật. a. Mục đích Chứng minh quá trình hô hấp ở thực vật tạo ra khí là CO 2 . b. Nguyên liệu, dụng cụ, hóa chất Chậu cây xanh, chuông thủy tinh, cốc nước vôi trong. c. Cách tiến hành Lấy hai cốc nước vôi trong giống nhau, đặt lên hai tấm kính ướt rồi dùng hai chuông thủy tinh A và B úp vào, trong chuông A có đặt một chậu cây. Cho cả hai chuông thí nghiệm vào chỗ tối. d. Hướng dẫn học sinh quan sát Hãy quan sát sự thay đổi của hai cốc nước vôi trong. e. Kết quả, yêu cầu Kết quả Cốc nước vôi trong ở chuông A bị đục. Cốc nước vôi trong ở chuông B không bị đục Yêu cầu Giải thích hiện tượng đã xảy ra. 2.1.2. Thí nghiệm 2. Thí nghiệm về enzim a. Mục đích Chứng minh vai trò của enzim trong các điều kiện khác nhau. b. Nguyên liệu, dụng cụ, hóa chất 5 ống nghiệm, ống nhỏ giọt, đèn cồn, dung dịch tinh bột, dung dịch iôt 0,3%, dung dịch HCl 5%, enzim pepsin, nước đá, nhiệt kế. c. Cách tiến hành Ống nghiệm 1: 5 ml dung dịch tinh bột + 1 ml nước bọt để vào nước ấm 37 0 C. Ống nghiệm 2: 5 ml dung dịch tinh bột + 1 ml nước bọt đã đun sôi trên đèn cồn. Ống nghiệm 3: 5 ml dung dịch tinh bột + 1 ml nước bọt + 1 ml dung dịch HCl để vào nước ấm 37 0 C. Ống nghiệm 4: 5 ml dung dịch tinh bột + 1 ml nước bọt để vào nước đá. Ống nghiệm 5: 5 ml dung dịch tinh bột + enzim pepsin để vào nước ấm 37 0 C. Nhỏ vài giọt dung dịch iôt 0,3% vào các ống nghiệm 1, 2, 3, 4, 5. (Biết rằng tinh bột phản ứng với iot cho màu xanh tím). d. Hướng dẫn học sinh quan sát Quan sát hiện tượng xảy ra giữa các ống nghiệm và so sánh kết quả giữa các ống nghiệm. e. Kết quả, yêu cầu Hãy so sánh kết quả của các ống nghiệm? Giải thích vì sao có sự khác nhau giữa các ống nghiệm. 2.1.3. Thí nghiệm 3: Thí nghiệm chứng minh tính thẩm thấu của tế bào a. Mục đích Chứng minh tính thẩm thấu của tế bào b. Nguyên liệu, dụng cụ, hóa chất Cốc thủy tinh, 1 quả trứng gà, giấm ăn và dd xiro dâu c. Cách tiến hành Ngâm 1 quả trứng gà sống trong cốc giấm trong 3 ngày, giấm sẽ làm tan vỏ CaCO 3 của trứng, quả trứng chỉ còn lại lớp vỏ lụa mềm. Cho quả trứng vào cốc chứa dd xiro dâu 20%. Sau 45 phút lấy quả trứng ra khỏi cốc, cho vào cốc chứa nước cất trong 15 phút. d. Hướng dẫn học sinh quan sát Quan sát hiện tượng xảy ra. e. Kết quả, yêu cầu Giải thích hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm trên. 2.1.4. Thí nghiệm 4: Quang hợp ở thực vật. a. Mục đích Chứng minh quá trình quang hợp ở thực vật tạo ra khí là O 2 [...]... duy cho học sinh như kỹ năng quan sát, kỹ năng phân tích , kỹ năng so sánh, phán đoán và suy luận… Tuy nhiên, để thí nghiệm đạt hiệu quả cao trong dạy học đòi hỏi giáo viên phải gia công sư phạm phù hợp với từng đối tượng nhận thức nghiên cứu sử dụng các thí nghiệm đúng nội dung, mục tiêu bài học và giá trị kiến thức học sinh lĩnh hội Có như vậy, việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học mới thúc... mê, tính tích cực, chủ động và sáng tạo trong học tập của HS, giúp đạt được mục đích của quá trình dạy học TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Đặng Thị Dạ Thủy (2013), Bài giảng hình thành và phát triển khái niệm 2 sinh học, NXB Đại học Huế Phan Đức Duy (2013), Phát triển lý luận dạy học sinh học, Trường ĐHSP Huế 3 Trịnh Đông Thư (2010), Sử dụng thí nghiệm trong dạy học sinh học, Trường 4 ĐHSP Huế Vũ Văn Vụ (Tcb),... vi sinh vật Từ đó liên hệ với một số kiến thức liên quan trong bài đó là: Môi trường nuôi cấy KẾT LUẬN Sử dụng thí nghiệm để hình thành khái niệm là phương pháp dạy học tích cực, phù hợp với quá trình đổi mới phương pháp dạy học Thông qua thí nghiệm học sinh không những lĩnh hội kiến thức nhanh nhất, kích thích hứng thú học tập, tìm tòi sáng tạo để tìm ra cái mới, khám phá tự nhiên Bên cạnh đó, thí nghiệm. .. với môi trường như thế nào? Bước 2: Tổ chức cho học sinh hành động Giáo viên trình bày thí nghiệm như trên Bước 3: Dẫn dắt học sinh Giải thích các hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm trên? Bước 4: Đưa dấu hiệu bản chất và logic vào định nghĩa Khi đưa quả trứng đã ngâm giấm vào cốc chứa dd xiro dâu 20% thì dd xiro sẽ thấm vào bên trong quả trứng hoặc nước trong quả trứng sẽ thấm ra ngoài Đó được gọi là... dạng vi sinh vật Nấm mốc Nấm men 2.2 Sử dụng thí nghiệm trong dạy học hình thành khái niệm Thí nghiệm 1: Thí nghiệm chứng minh sự hô hấp ở thực vật a Mục đích sử dụng Hình thành khái niệm hô hấp ở thực vật b Tiến trình tổ chức Bước 1: Đặt vấn đề Quá trình quang hợp tạo ra các hợp chất hữu cơ cần thiết cho cây Vậy quá trình nào đã diễn ra để phân giải các chất hữu cơ đó tạo ra năng lượng cho cây sinh trưởng... cầu trong vài phút và để nguội cả hai bình Sau vài ngày ông quan sát cả hai bình cầu chứa nước canh thịt thì thấy rằng: - Nước canh thịt ở bình cầu thứ nhất bị vẫn đục Nước canh thịt ở bình cầu thứ hai vẫn còn trong veo Tại sao lại có hiện tượng đó Bước 2: Tổ chức cho học sinh hành động Giáo viên trình bày thí nghiệm như trên Bước 3: Dẫn dắt học sinh Hình dạng kích thước của các sinh vật quan sát Sinh. .. của hệ tiêu hóa Thức ăn đã được tiêu hóa một phần là do đâu Bước 2: Tổ chức cho học sinh hành động Giáo viên trình bày thí nghiệm như trên Bước 3: Dẫn dắt học sinh Hãy so sánh kết quả của các ống nghiệm? Giải thích vì sao có sự khác nhau giữa các ống nghiệm Bước 4: Đưa dấu hiệu bản chất và logic vào định nghĩa Các ống nghiệm có kết quả là khác nhau và quá trình tinh bột bị biến đổi là do ảnh hưởng... học sinh hành động Giáo viên trình bày thí nghiệm như trên Bước 3: Dẫn dắt học sinh Tại sao ở chuông B chỉ có cốc nước vôi? Điều đó chứng tỏ điều gì? So sánh hiện tượng xảy ra ở 2 chuông Tại sao ở chuông có cây xanh, cốc nước vôi trong bị đục? Bước 4: Đưa dấu hiệu bản chất và logic vào định nghĩa Chuông B chỉ có cốc nước vôi trong để chứng tỏ không có sự phân giải các chất hữu cơ làm cốc nước vôi trong. .. hiện tượng xảy ra trong 1h, 2h, và 3h e Kết quả, yêu cầu Kết quả Bong bóng sẽ phình lên Yêu cầu Quan sát và lý giải hiện tượng xảy ra trong 1h, 2h, và 3h Thí nghiệm 5: Quan sát một số vi sinh vật Mục đích 2.1.5 a Quan sát một số đối tượng vi sinh vật b Nguyên liệu, dụng cụ, hóa chất Vỏ các loại trái cây bị mốc, cơm nguội bị mốc, mẩu bánh mì bị mốc… Nấm men: bột men bánh mì nuôi trong nước đường 1... liên quan trong bài đó là: Cơ chế tác động của enzim Vai trò của enzim trong quá trình chuyển hóa vật chất Thí nghiệm 3: Thí nghiệm chứng minh tính thẩm thấu của tế bào a Mục đích sử dụng Hình thành khái niệm thẩm thấu, môi trường ưu trương và môi trường nhược trương b Tiến trình tổ chức Bước 1: Đặt vấn đề Đổ nước lên một tờ giấy thấm sau một thời gian nước sẽ thấm qua và rỉ giọt xuống Vậy trong cơ . đề tài “Sử dụng thí nghiệm để hình thành khái niệm trong dạy học Sinh học& quot; NỘI DUNG Chương I: Cơ sở lý luận của thí nghiệm 1.1. Đại cương về thí nghiệm trong dạy học sinh học. 1.1.1. Định. ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TIỂU LUẬN CHUYÊN ĐỀ: SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC SINH HỌC TÊN ĐỀ TÀI: SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM ĐỂ HÌNH THÀNH KHÁI NIỆM TRONG DẠY HỌC SINH HỌC GV hướng. loại thí nghiệm sau: - Thí nghiệm để xem - Thí nghiệm để kiểm chứng - Thí nghiệm chứng minh - Thí nghiệm đối chứng - Thí nghiệm lặp lại • Trong quá trình dạy học Trong nhà trường phổ thông, thí nghiệm