Nghiên cứu và đổi mới một số thí nghiệm sinh học 10 theo hướng phát triển năng lực thực hành cho học sinh

Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ Lí chọn đề tài Xã hội ngày phát triển việc hình thành kĩ năng, lực để đáp ứng yêu cầu phát triển ngày trở nên quan trọng cần thiết, trở thành vấn đề đáng quan tâm toàn xã hội nói chung hệ thống giáo dục nước nhà nói riêng Trong định hướng đổi chương trình phương pháp giáo dục để phù hợp với phát triển giáo dục giới, quan điểm giáo dục xem trọng điểm phát triển lực toàn diện người học Năng lực quan niệm kết hợp cách linh hoạt có tổ chức kiến thức, kĩ với thái độ, tình cảm, giá trị, động cá nhân… nhằm chinh phục nội dung kiến thức định Năng lực thể vận dụng kết hợp nhiều yếu tố (phẩm chất, kiến thức kĩ năng) thể qua hoạt động cá nhân để chiếm lĩnh tri thức Đổi PPDH theo hướng phát triển lực học sinh đạt nhiều bước tiến Trong PPDH tích cực theo hướng phát triển lực học sinh sử dụng phương tiện trực quan xem giải pháp mang tính thực tiễn đạt hiệu Phương pháp trực quan áp dụng rộng rãi nước khu vực giới, đặc biệt nước có giáo dục tiên tiến với phương châm "học đơi với hành, lí luận gắn liền với thực tiễn" Có thể nói phương pháp giúp người học trực tiếp khám phá vật, tượng để tìm chất giải thích dựa hiểu biết Sử dụng thí nghiệm dạy học biện pháp dạy học mang lại hiệu tối ưu dùng rộng rãi nhiều lĩnh vực toán học, vật lí, hóa học, sinh học, y học, tâm lí học… Thí nghiệm thực hành giúp học sinh trực tiếp tiếp xúc khám phá vật tượng cụ thể, thực tế gắn với kiến thức học từ hiểu rõ chất nội dung tri thức để từ ứng dụng linh hoạt sống Sinh học môn khoa học thực nghiệm, phương pháp chủ yếu quan sát làm thí nghiệm Sử dụng TN dạy học sinh học PPDH trực quan, sinh động giúp phát triển tư duy, lực học Kiến thức sinh học đa dạng phong phú, để tìm hiểu rõ chất kiến thức đòi hỏi phải tiến hành nhiều thí nghiệm khác Hầu hết trường THPT nước gặp nhiều bất cập tiết dạy thực hành Đối với TN cần phải lưu ý mục đích thí nghiệm, nguyên liệu dụng cụ dễ tìm, dễ tiến hành phù hợp với thời lượng tiết học Nghiên cứu thực hành chương trình sinh học 10 nay, tơi nhận thấy : - Ở vài thí nghệm, nguyên liệu thí nghệm hạn chế, khơng phù hợp với địa phương, vùng miền, thời điểm TN - Các dụng cụ hóa chất chưa đáp ứng đủ cho thực hành - Cách thức tiến hành TN phức tạp, rườm rà, không đảm bảo thời lượng cho tiết học - Một số thí nghiệm chưa phát huy lực, kĩ người học Vì vậy, việc dạy thực hành khó khả thi hiệu chưa cao, xuất phát từ quan điểm nên tơi chọn đề tài: "Nghiên cứu đổi số thí nghiệm sinh học 10 theo hướng phát triển lực thực hành cho học sinh" Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu sở lí luận thực tiễn việc đổi số đối tượng dụng cụ, hóa chất TN, từ đề xuất số phương án TN đơn giản, dễ sử dụng dạy học để dạy số thực hành chương trình sinh học 10 (nâng cao) theo hướng phát triển lực cho học sinh - Sử dụng phương án TN để thiết kế tiến trình dạy học số thực hành chương trình sinh học 10 (nâng cao) theo hướng tổ chức hoạt động học nhằm phát triển lực cho HS - Đánh giá tính khả thi thơng qua khả tư duy, nhận thức, thao tác thí nghiệm HS hiệu thực tế phương án TN tiết thực hành Đối tượng, phạm vi nghiên cứu * Đối tượng: - Một số TN thực hành chương trình sinh học 10 (nâng cao) - Khách thể: Học sinh lớp 10 - THPT * Phạm vi nghiên cứu: - Đề tài nghiên cứu số TN thuộc thực hành chương trình sinh học 10 (nâng cao) - Nghiên cứu đổi số đối tượng, dụng cụ, hóa chất TN đề xuất phương án TN số thực hành chương trình sinh học 10 (nâng cao) Phương pháp nghiên cứu * Phương pháp nghiên cứu lí thuyết: Thu thập, nghiên cứu hệ thống lại tài liệu có liên quan đến đề tài để làm sở nghiên cứu thực nghiệm * Phương pháp thực nghiệm sư phạm: - Tiến hành thực nghiệm đối tượng, dụng cụ hóa chất lựa chọn q trình nghiên cứu - Khảo sát tính khả thi phương án thí nghiệm buổi thực nghiệm sư phạm * Phương pháp thống kê xử lí số liệu: Xử dụng cơng thức tốn thống kê để xử lí số liệu thu thập nhằm đánh giá kết thực nghiệm Những điểm sáng kiến kinh nghiệm - Đổi số thí nghiệm thực hành sinh học 10 ( nâng cao) - Đổi thí nghiệm theo hướng phát triển lực thực hành cho học sinh Phần 2: NỘI DUNG Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Cơ sở lí luận việc sử dụng thí nghiệm dạy học trường THPT 1.1 Thí nghiệm sinh học 1.1.1 Khái niệm thí nghiệm sinh học Thí nghiệm sinh học mơ hình nhân tạo, mơ q trình chế sinh học để qua người hiểu biết chất tượng, đối tượng sống [1] - Thí nghiệm cầu nối lí thuyết với thực tiễn.Vì vậy, TN phương tiện giúp học sinh hình thành kĩ năng, kĩ xảo thực hành tư kĩ thuật [2] : + Kĩ lắp ráp sử dụng dụng cụ thí nghiệm + Kĩ thao tác tiến hành thí nghiệm + Kĩ phân tích tượng xảy thí nghiệm + Kĩ sử dụng phương pháp thống kê, xử lí kết TN để rút kết luận - TN giúp học sinh tìm hiểu chất tượng hay trình sinh học - TN sử dụng để tổ chức hoạt động nhận thức học sinh với mức độ tích cực, tự lực sáng tạo khác thơng báo, tái hiện, tìm tòi, nghiên cứu [2] 1.1.2 Phân loại thí nghiệm sinh học Căn vào mục đích sử dụng thí nghiệm nhóm phương pháp dạy học khác Thí nghiệm phân loại sau[2]: - Thí nghiệm chứng minh: Thí nghiệm sử dụng nhóm trực quan với vai trò minh họa cho lời giảng giáo viên - Thí nghiệm nghiên cứu: Thí nghiệm sử dụng nhóm trực quan với vai trò nguồn dẫn đến tri thức cho người học - Thí nghiệm thực hành: Thí nghiệm sử dụng nhóm thực hành với vai trò củng cố tri thức, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo cho người học 1.1.3 Yêu cầu thí nghiệm - Trước tiến hành TN giáo viên phải rõ mục đích TN, vai trò dụng cụ thí nghiệm [1] - Thí nghiệm phải đơn giản, dễ tiến hành, vừa sức với học sinh, tránh nhừng thí nghiệm phức tạp [1] - Số lượng thí nghiệm, thời gian thí nghiệm phải hợp lí, hạn chế kéo dài thí nghiệm thời lượng cho phép tiết học [1] - Sau tiến hành TN phải tổ chức cho học sinh thảo luận dựa kết quan sát câu hỏi nêu từ trước Những kết luận học sinh phải giáo viên bổ sung xác hóa [1] 1.2 Thí nghiệm thực hành 1.2.1 Khái niệm thí nghiệm thực hành Thí nghiệm thực hành thí nghiệm học sinh tự tiến hành theo hướng dẫn giáo viên, sử dụng để hình thành kiến thức củng cố hoàn thiện tri thức, rèn luyện kĩ cho học sinh [3] Thí nghiệm thực hành có loại: - Thí nghiệm thực hành nghiên cứu - Thí nghiệm thực hành củng cố 1.2.2 Vai trò thí nghiệm thực hành - TN thực hành phương pháp nghiên cứu đối tượng tượng điều kiện nhân tạo nhằm tìm hiểu ảnh hưởng hay vài yếu tố xác định nhằm theo dõi vài trình sinh học định [1] [9] - TN thực hành cho phép học sinh sâu tìm hiểu chất vấn đề cần nghiên cứu Vì vậy, có tác dụng giúp học sinh nắm vững khắc sâu kiến thức [2] - Trong tiến hành TN học sinh phải trực tiếp tác động vào đối tượng TN, chủ động thay đổi điều kiện TN, lắp ráp dụng cụ TN tự tiến hành tất thao thác TN Vì vậy, ngồi tác dụng mặt trí dục, TN thực hành có tác dụng rèn luyện số kĩ năng, kĩ xảo như: kĩ lựa chọn đối tượng TN, kĩ lắp ráp dụng cụ TN, kĩ thao tác thực hành đối tượng nghiên cứu [2] 1.2.3 Yêu cầu phương pháp thực hành thí nghiệm - Để TN thu kết tốt, giáo viên cần xác định rõ mục đích yêu cầu, hướng dẫn cách thức tiến hành, theo dõi, thu thập số liệu, phân tích kết Giáo viên nên có phiếu dẫn in sẵn viết lên bảng để học sinh có định hướng q trình thí nghiệm [9] - Sau tiến hành xong TN, giáo viên cần tổ chức cho học sinh thảo luận, giải thích, thiết lập mối quan hệ nhân tượng sinh học Trên sở học sinh vạch chất bên vật, tượng nghiên cứu Yêu cầu học sinh viết tường trình thực hành để đánh giá mức độ lĩnh hội tri thức em [8] Thực trạng việc sử dụng thí nghiệm dạy học sinh học trường THPT 2.1.Thực trạng sở vật chất Trong tiến trình đổi PPDH theo hướng phát triển lực học sinh, thiết bị dạy học trang bị tương đối đầy đủ, phần đáp ứng yêu cầu trường THPT Tuy vậy, thực trạng thiết bị dạy học nhiều hạn chế, thể hiện: - Thiết bị dạy học thiếu nhiều quy mô, hệ thống trường THPT rộng lớn yêu cầu chương trình SGK hành Do đó, tình trạng "Dạy chay - học chay" phổ biến nhiều địa phương, nhiều vùng miền - Có chênh lệch việc trang bị sử dụng thiết bị dạy học thành phố, thị xã, với vùng nông thôn miền núi - Chất lượng thiết bị dạy học nhiều hạn chế: Nhiều thiết bị dạy học không đảm bảo chất lượng, không đạt yêu cầu tối thiểu tính khoa học tính thẩm mĩ, có nhiều thiết bị dạy học mua mà không sử dụng Mặt khác, nhiều thiết bị dạy học trường THPT cũ nên tiến hành TN cho kết thiếu xác [5] Ở Thanh Hóa, tiến trình đổi đổi PPDH quan tâm đầu tư vài năm trở lại đây, bước triển khai trường THPT Chính vậy, việc sử dụng TN phương tiện trực quan dạy học quan tâm Tuy nhiên, so với số lượng học sinh mức độ đầu tư thiết bị dạy học thiếu gặp nhiều khó khăn Ở trường THPT Lê Hồn chúng tơi, tình trạng chung sở vật chất cho tiết thực hành nhiều hạn chế như: + Khơng có phòng thực hành riêng cho môn đặc thù : môn sinh học, hóa học, vật lí… + Các dụng cụ hóa chất TN khơng đầy đủ, khơng đảm bảo chất lượng cho tiết thực hành, nhiều hóa chất hạn sử dụng, thiết bị cũ, hỏng cho kết khơng xác + Thiếu giáo viên phụ trách thiết bị, dụng cụ cho môn,… + Nhiều giáo viên có tâm lí ngại dạy tiết thực hành có nhiều bất cập Với thực trạng sở vật chất, thiết bị dạy học Trong phạm vi nghiên cứu đề tài, giới thiệu đổi số điều kiện TN, dụng cụ, hóa chất, đưa phương án TN đơn giản, dễ làm giúp học sinh thực TN đạt hiệu cao 2.2 Thực trạng sử dụng thí nghiệm dạy học sinh học trường THPT Mặc dù TN có vai trò quan trọng dạy học nói chung dạy học sinh học nói riêng, thực tế TN chưa mang lại hiệu mong muốn Trên thực tế, nhiều thực hành TN tiến hành chưa đạt mục tiêu đề ra, phương tiện TN, dụng cụ TN đại hạn chế, đặc biệt thiếu thốn dụng cụ, hóa chất TN vùng nơng thôn, vùng núi, vùng sâu, vùng xa Sự đơn điệu TN có sẵn dẫn đến tình trạng ''dạy chay - học chay", gò ép học sinh cơng nhận kiến thức Mặt khác ta thấy, giáo viên dạy khoa học tự nhiên nói chung giáo viên sinh học nói riêng khơng muốn tiến hành TN dụng cụ, hóa chất TN khơng đầy đủ, khơng đảm bảo cho tiết thực hành, tốn thời gian, kĩ thực hành kém… Tôi nhận thấy việc sử dụng TN dạy học sinh học trường THPT huyện Thọ Xuân trường THPT Lê Hoàn, THPT Thọ Xuân, THPT Lê Lợi, THPT Thọ Xuân 5, THPT Lam Kinh … chưa có hiệu thiếu thốn sở vật chất để tiến hành TN đề cập trên, gây nhiều khó khăn cho giáo viên q trình dạy học Từ khó khăn trên, tơi mạnh dạn nghiên cứu đổi số thí nghiệm nội dung sau: + Thay số nguyên liệu phù hớp với địa phương, vùng miền, mùa với thời điểm thí nghiệm + Thay số hóa chất, dụng cụ thực hành dễ kiếm, rẻ tiền tận dụng vật dụng xung quanh đời sống + Xây dựng phương án TN đơn giản, thao tác dễ tiến hành giúp giáo viên học sinh dễ dàng tiến hành thí nghiệm mà đảm bảo mục tiêu thực hành, đồng thời khắc phục phần bất cập nêu Chương 2: ĐỔI MỚI MỘT SỐ THÍ NGHIỆM TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 10 (NÂNG CAO) 1.Thí nghiệm đơn giản 1.1 Khái niệm: Thí nghiệm đơn giản thí nghiệm tiến hành với vật liệu, dụng cụ thông thường, dễ kiếm, rẻ tiền, giáo viên học sinh sưu tầm, thiết kế sử dụng tượng đơn giản thuộc phạm vi chương trình phổ thơng, đảm bảo thời lượng tiết học mục tiêu học [6] Thí nghiệm đơn giản có đặc điểm: đơn giản, dễ làm, tiện lợi, phù hợp nên tính khả thi cao TN tiến hành với nguyên liệu gần gũi, dụng cụ cải tiến, dễ kiếm, không tốn phù hợp với trường dụng cụ, thiết bị TN hạn chế Hoặc thay hóa chất phù hợp, khơng độc, dễ kiếm, nhanh cho kết quả, song đảm bảo mục tiêu TN Do đó, TN đơn giản góp phần đáng kể việc tăng cường tính trực quan dạy học sinh học trường THPT[12] 1.2 Vai trò thí nghiệm đơn giản - Tránh tính chất giáo điều, hình thành logic giảng chặt chẽ, phát huy vai trò tự tìm tòi khám phá học sinh - Kích thích hứng thú học tập học sinh, từ dụng cụ hóa chất đơn giản dễ tìm học sinh tự tiến hành nhà tiến hành phương án thí nghiệm khác để khắc sâu kiến thức - Thông qua tiến hành thí nghiệm giúp học sinh hình thành khái niệm, trình hay quy luật sinh học, giúp học sinh chiếm lĩnh tri thức khoa học 1.3 Yêu cầu việc xây dựng sử dụng thí nghiệm đơn giản - Thí nghiệm phải đảm bảo tính trực quan cao, số lượng dụng cụ phải đủ, dụng cụ thí nghiệm đủ lớn để quan sát rõ tượng thí nghiệm Như thí nghiệm phải bố trí hợp lí, khoa học, dễ quan sát [2] [12] - Thí nghiệm phải gắn với kiến thức giảng, phải thí nghiệm cần thiết chương trình sách giáo khoa hợp logic lập luận giáo viên [3] - Thí nghiệm phải ngắn gọn thời lượng tiết học có hạn (45 phút) Nếu thí nghiệm làm trước nhà đem lên lớp để quan sát, giáo viên phải hướng dẫn học sinh thực trước để đảm bảo chất lượng thực hành [3] - Thí nghiệm phải đảm bảo thành cơng, lần thí nghiệm phải cho kết gần nhau, phù hợp với thực tiễn, đảm bảo uy tín giáo viên tạo niềm tin vào khoa học cho học sinh [12] - Thí nghiệm phải có sức thuyết phục, tượng xảy phải đặc trưng thể đặc tính cụ thể sinh vật, TN phải đảm bảo tính khoa học, đắn, khơng áp đặt kết Nếu có sử dụng hóa chất phải đảm bảo an toàn sử dụng [12] Đổi xây dựng phương án thí nghiệm đơn giản 2.1 Thí nghiệm nhận biết số thành phần hóa học tế bào Thí nghiệm 1: Nhận biết tinh bột * Phương án 1: a Nguyên liệu: Khoai lang, khoai tây, sắn, củ từ, nước vo gạo (hay dung dịch hồ tinh bột gạo)… b Dụng cụ, hóa chất: - Dụng cụ: Ống nghiệm, giá đựng ống nghiệm - Hóa chất: Dung dịch lugol (2g KI + 1g I2/300 ml H2O) c Cách tiến hành [11]: - Khoai lang cắt thành mẫu nhỏ cho vào cối sứ nghiễn nhuyễn - Cho thêm 5ml H2O lọc lấy dịch tinh bột cho vào ống nghiệm (hay cho 5ml nước vo gạo vào ống nghiệm) - Sau nhỏ vào giọt lugol vào ống nghiệm - Quan sát tượng giải thích d Kết quả: Dung dịch ống nghiệm chuyển sang màu xanh tím Hình 2.1: Dịch tinh bột khoai lang bắt màu xanh tím e Kết luận: Trong dung dịch có tinh bột *Phương án 2: a Nguyên liệu: Khoai lang, khoai tây, sắn, ngô hạt, củ cải, củ từ, cà rốt… b Dụng cụ hóa chất: -Dụng cụ: Dao, đĩa đựng ( đĩa sứ đĩa petri) - Hóa chất: Dung dịch lugol (2g KI + 1g I2/300 ml H2O) c Cách tiến hành [7]: - Dùng dao cắt củ khoai lang thành khúc có độ dày 0,5-1cm - Nhỏ vài giọt lugol lên bề mặt lát cắt - Quan sát tượng giải thích d Kết quả: Trên bề mặt lát cắt chuyển thành màu xanh tím a)Trên lát khoai lang Hình 2.2: Nhận biết tinh bột e Kết luận: Trong thành phần củ khoai lang khoai tây có tinh bột * Phương án 3: a Nguyên liệu: - Bột mì, bột lọc, bột khoai lang, bột gạo… - Củ khoai lang, củ khoai tây, củ sắn, củ từ, củ đậu,… b Dụng cụ hóa chất: - Dụng cụ: Kính hiển vi, lam kính, lamen, dao, đèn cồn, thìa nhỏ (thìa cà phê) - Hóa chất: Nước (H2O) c Cách tiến hành [7]: - Cắt lát khoai lang, sau dùng thìa nạo lấy bột (có thể hòa bột mì với nước) - Lấy bột lên lam kính với giọt nước đậy lamen lại - Quan sát kính hiển vi d Kết quả: Quan sát thấy: Hạt tinh bột có nhiều hình dạng khác như: hình tròn, bầu dục,hình khối đa diện, …Các hạt tinh bột có màu sáng Hình 2.3: Nhận biết hạt tinh bột khoai lang kính hiển vi (X10, X40) e Kết luận: Tế bào thực vật có hạt tinh bột với nhiều hình dạng khác *Phương án 4: a Nguyên liệu: Các loại như: rau cải, lúa, ngô, sắn, khoai lang, … b Dụng cụ hóa chất:- Dụng cụ: đèn cồn, ống nghiệm, kẹp ống nghiệm - Hóa chất: Cồn 960, dd KI (hay dd lugol) c Cách tiến hành [7]: - Cho khoai lang vào ống nghiệm, cho tiếp cồn vào ngập - Đun sôi ống nghiệm lửa đèn cồn để rút hết diệp lục làm tinh bột chuyển thành hồ tinh bột - Lấy nhúng vào dung lịch KI loãng (hay dung dịch lugol) - Quan sát tượng giải thích d Kết quả: Mơ chuyển sang màu xanh tím Hình 2.4: Nhận biết tinh bột khoai lang e Kết luận: - Trong có tinh bột, - Tinh bột tác dụng với iốt tạo hợp chất màu xanh tím ► Nhận xét phương án thí nghiệm: Các phương án thí nghiệm chúng tơi đề xuất khác sgk song đảm bảo mục đích nội dung thí nghiệm nhận biết tinh bột - Các phương án thí nghiệm đưa nhiều nguyên liệu dạng lá, củ, bột… đa dạng, nguyên liệu chế biến sẵn bột mì, bột gạo… ,các loại tự nhiên dùng đời sống ngày loại cây, hay thực phẩm người (nước vo gạo, nước cơm…) Đây nguyên liệu phổ biến đời sống ngày mùa có, địa phương có Các phương án thí nghiệm tạo nên tính tiện lợi để tiến hành thí nghiệm, tạo nên linh hoạt sử dụng phương án thí nghiệm phù hợp với trường, địa phương - Các phương án thí nghiệm sử dụng dụng cụ mà tối thiểu phòng thí nghiệm có - Các phương án thí nghiệm hóa chất sử dụng linh hoạt Ví dụ: sử dụng dạng nguyên liệu nhận biết nhiều hóa chất khác nhau, hay loại hóa chất sử dụng cho nhiều phương án thí nghiệm khác nhau… - Ở trường có đầy đủ thiết bị dụng cụ thí nghiệm, tiến hành nhận biết tinh thể (hạt) tinh bột kính hiển vi nêu phương án 3, địa phương khác hạn chế trang thiết bị dạy học sử dụng phương án nêu Thí nghiệm 3: Nhận biết prơtêin * Phương án 1: a.Ngun liệu: Lòng trắng trứng (prơtêin trứng) b.Dụng cụ hóa chất: - Dụng cụ: Ống nghiệm, giá đựng ống nghiệm, giấy thấm - Hóa chất: Tinh thể muối ăn (NaCl) c Cách tiến hành [11]: - Cho vào ống nghiệm 3ml prôtêin trứng - Cho tiếp NaCl vào đạt nồng độ bão hòa (tức NaCl không tan thêm nữa) - Để khoảng phút Quan sát tượng giải thích d Kết quả: Trong ống nghiệm xuất kết tủa prơtêin Hình 2.5: Prơtêin trứng kết tủa NaCl bão hòa e.Kết luận: Có prơtêin lòng trắng trứng, loại prôtêin không tan muối bão hòa *Phương án 2: a.Nguyên liệu:- Lòng trắng trứng (prôtêin trứng) - Dung dịch tươi, đậu nành (hay loại hạt giàu prôtêin) b Dụng cụ hóa chất: - Dụng cụ: Ống nghiệm, giá đựng ống nghiệm, cối chày sứ, đèn cồn - Hóa chất: + Dung dịch NaOH 10%, + Dung dịch CuSO4 0,2%, + Tinh thể urê -CO (NH2)2 c Cách tiến hành [11]: - Cho vào ống nghiệm vài tinh thể urê, cho thêm 2ml H 2O vào để hòa tan urê Thêm 1ml dung dịch NaOH 10% vào ống nghiệm, sau thêm giọt CuSO 0,2% Quan sát tượng - Cho 1ml dung dịch prôtêin trứng vào ống nghiệm (hay thay tươi hay đậu nành nghiền nhuyễn cho thêm nước vào lọc lấy dịch) Thêm 2ml dung dịch NaOH 10% vào ống nghiệm 2, sau thêm tiếp giọt dung dịch CuSO4 0,2% Quan sát tượng d Kết quả: - Ống nghiệm xuất màu xanh tím đặc trưng phản ứng biurê - Ống nghiệm xuất màu xanh tím đặc trung phản ứng biurê a)Urê 5% b) Prôtêin trứng c) Prôtêin Hình 2.6: Phản ứng biurê nhận biết prơtêin ►Nhận xét phương án thí nghiệm: - Ở Thí nghiệm nhận biết prơtêin chúng tơi lựa chọn bổ sung thêm phương án thí nghiệm để nhận biết prôtêin thành phần tế bào Việc sử dụng lòng trắng trứng tươi khoai lang, rau cải bẹ (hay số loại hạt giàu prơtêin hạt đậu nành) hợp lí tiến hành đối tượng điển hình thực vật động vật - Việc chuẩn bị nguyên liệu loại tươi (lá họ đậu…) giáo viên yêu cầu học sinh chuẩn bị trước nhà (chia theo tổ) Mỗi phương án thí nghiệm thể cách thức để nhận biết prôtêin khác có tính thiết thực, khả thi Đặc biệt phương án sử dụng nguyên liệu, dụng cụ, hóa chất cách tiến hành đơn giản nên học sinh tự làm nhà hay làm lớp cách nhanh chóng dễ dàng, đảm bảo mục đích, nội dung kết thí nghiệm 2.2 Thí nghiệm quan sát tế bào kính hiển vi *Phương án 1: a Nguyên liệu: loại đu đủ chín, ớt đỏ, cà chua chín, hồng, cà rốt, xồi chín… b Dụng cụ: Dao lam, kính hiển vi, lam kính, lamen, kim mũi mác c Cách tiến hành [11]: - Dùng dao lam lấy mẫu nhỏ phần thịt cà chua chín (hay thịt đu đủ chín, hồng… ) - Đặt lên lam kính, đậy lamen, sau dùng tay miết nhẹ lamen để dàn tế bào 10 - Đưa tiêu lên kính hiển vi quan sát, ban đầu quan sát tế bào độ bội giác X10, sau định vị vị trí tế bào chuyển sang độ bội giác X40 - Quan sát vẽ hình dạng tế bào quan sát d Kết quả: Thấy tế bào cà chua chín có màu hồng nhạt, hình bầu dục hình tròn a)Tế bào thịt cà chua b) Tế bào thịt xồi Hình 2.7: Hình dạng tế bào kính hiển vi (X40) e Kết luận: Các tế bào thực vật có vách xenllulơzơ, có nhiều hình dạng khác * Phương án 2: a Nguyên liệu: - Gan động vật sống (gà, lợn, vịt, ngỗng…) - Máu động vật b Dụng cụ: Kính hiển vi, lam kính, lamen, dao, cối chày sứ c Cách tiến hành : - Gan loại bỏ lớp màng ngoài, cắt miếng nhỏ cho vào cối sứ nghiền nhuyễn, thêm nước vào lọc lấy dịch lọc (có thể sử dụng máu động vật hòa lỗng) - Nhỏ giọt dịch lọc lên lam kính đậy lamen lại - Quan sát tế bào độ bội giác X10 X40 d Kết quả: - Các tế bào gan xếp thành tập hợp mô - Các tế bào máu tế bào hồng cầu có hình đĩa dẹp màu hồng Hình 2.8: Hình dạng tế bào gan e Kết luận: Các tế bào động vật khơng có vách xenllulơzơ ►Nhận xét phương án thí nghiệm: Ở phương án thí nghiệm, chúng tơi tìm hiểu lựa chọn thêm số đối tượng có kích thước tế bào lớn, có màu sắc dễ quan sát nhằm làm phong phú thêm nguồn nguyên vật liệu thí nghiệm Mặt khác giúp giúp học sinh nhận biết so sánh khác tế bào động vật tế bào thực vật - Trong tiết thực hành giáo viên cho học sinh tiến hành thí nghiệm đối tượng tế bào thực vật tế bào động vật thí nghiệm khơng u cầu thao tác thí nghiệm phức tạp nên học sinh tiến hành thí nghiệm cách nhanh chóng, thời gian quan sát lâu hơn, kĩ đối tượng thí nghiệm Thời lượng thực hành đảm bảo thực tiết học 2.3 Thí nghiệm thẩm thấu tính thấm tế bào Thí nghiệm 1: Sự thẩm thấu tế bào a Nguyên liệu: Khoai lang, cà rốt su su, củ từ… b Dụng cụ hóa chất: 11 - Dụng cụ: đĩa sứ chén sứ, đèn cồn (đèn dầu, bếp ga mini…), cốc thủy tinh nồi nhôm, dao - Hóa chất: đường kính trắng c Cách tiến hành [4], [13]: - Khoai lang để nguyên vỏ luộc chín, để nguội, cắt thành hình cốc ( hình) (Cốc A) - Lấy khoai lang sống cắt thành cốc (cốc B C) - Đặt cốc khoai lang vào đĩa sứ, đổ nước vào đĩa, tiếp đến cho đường tinh thể vào cốc A cốc B, cốc C khơng bỏ đường - Quan sát tượng xảy sau thời điểm 10 phút, 20 phút, 30 phút d Kết quả: Qua thời điểm khác ta thấy: Cốc A: nước không vào; Cốc B: nước vào cốc; Cốc C: nước không vào cốc a)Sau 10 phút b) sau 20 phút c) sau 30 phút Hình 2.9: Thí nghiệm thẩm thấu tế bào (cốc khoai lang) e Kết luận: - Cốc A ( khoai lang chín có đường): nước không vào tế bào bị chết bị luộc chín → khả thẩm thấu ( chúng trở nên thấm tự do) - Cốc B (khoai lang sống có đường): Nước vào cốc chênh lệch áp suất thẩm thấu tế bào sống nên màng tế bào có tính thấm chọn lọc - Cốc C: (khoai lang sống không đường): nước không vào cốc → thẩm thấu khơng xảy khơng có chênh lệch nồng độ → Như vậy, thấy thẩm thấu xảy tế bào sống có chệnh lệch áp suất thẩm thấu ►Nhận xét phương án thí nghiệm: - Chúng tơi tiến hành thí nghiệm nhiều đối tượng, tiến hành nhiều lần nhận thấy để thí nghiệm thành cơng cần lưu ý: loại củ thí nghiệm nên để ngun vỏ luộc chín, sau cắt thành cốc - Ta tận dụng dụng cụ thường ngày đĩa sứ, bếp ga, đèn dầu, nồi…Như vậy, việc sử dụng linh hoạt đối tượng dụng cụ thí nghiệm giáo viên dễ dàng có tiết thực hành hiệu ln đảm bảo nội dung chương trình Thí nghiệm 2: Tính thấm tế bào sống tế bào chết a.Nguyên liệu: Giá đỗ tươi, rễ phong lan, rễ si… b Dụng cụ hóa chất: Dụng cụ: KHV, lam kính, lamen, đèn cồn,dao lam Hóa chất: Xanh mêtilen đỏ fucsin (hay mực xanh thiên long) c Cách tiến hành [10], [13]: Dùng dao lam tách 10 rễ phong lan (hoặc rễ giá đỗ) dài khoảng -3 mm chia thành phần: 12 + Phần 1: để sống đem ngâm xanh mêtilen + Phần 2: cho vào ống nghiệm đun sôi cách thủy phút để giết chết tế bào Để nguội sau đem ngâm xanh mêtilen - Ngâm sau 5-7 phút lấy phần rửa nước Ở phần lấy mẫu, dùng dao lam cắt thành lát cắt mỏng đưa lên lam kính với giọt nước, đậy lamen Quan sát tượng giải thích d Kết quả: - Tiêu chóp rễ sống (phần 1) khơng bắt màu thuốc nhuộm - Tiêu chóp rễ chết (phần 2) bắt màu xanh mêtilen a)Rễ phong lan sống b) Rễ giá đỗ sống Hình 2.10: Tính thấm tế bào giá đỗ phong lan e Kết luận: Các tế bào sống có khả thấm chọn lọc ngăn cản chất độc hại xâm nhập vào tế bào ( xanh mêtilen, đỏ fucsin, mực xanh…) nên tế bào không bị nhuộm màu Các tế bào chết khả thấm chọn lọc nên thuốc nhuộm xâm nhập vào tế bào chất ►Nhận xét phương án thí nghiệm: Nếu thí nghiệm tiến hành sgk khơng khả thi vì: Cần chuẩn bị trước phơi nảy nầm vài ngày, thời gian ngâm mẫu lâu (2 giờ) không đảm bảo tiết thực hành Trên sở , chúng tơi nghiên cứu tìm hiểu thêm số đối tượng để khắc phục bất cập trên, song đảm bảo mục đích nội dung TN Mặt khác, nhờ nguồn nguyên liệu phong phú mà GV HS hồn tồn chủ động cho tiết thực hành Cách tiến hành đơn giản mang lại hiệu cao, đồng thời khai thác phát triển lực thực hành, tự tìm tòi, tự học HS Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM Mục đích thực nghiệm - Tìm hiểu kĩ năng, thái độ, phản ứng học sinh trước thực hành có sử dụng thí nghiệm đơn giản - Kiểm chứng hiệu quả, tính khả thi việc sử dụng TN đơn giản khai thác trình nghiên cứu nhằm phát triển lực thực hành cho học sinh chương trình sinh học 10 (nâng cao) Nội dung thực nghiệm - Nội dung thực nghiệm tiến hành học kì I năm học 2018-2019 trường THPT Lê Hồn- Thọ Xn - Thanh Hóa - Ở tiết thực hành lớp, giáo viên sử dụng giáo án soạn để hướng dẫn theo dõi học sinh tiến hành thao tác thí nghiệm - Các dạy thực nghiệm là: 13 + Bài 12: Thực hành: Thí nghiệm nhận biết số thành phần tế bào + Bài 20: Thực hành: Thí nghiệm thẩm thấu tính thấm tế bào Phương pháp thực nghiệm: 3.1 Chọn đối tượng thực nghiệm - Sau trao đổi với giáo viên sinh học dạy lớp khối 10 (ban A), Tôi chọn lớp 10 gồm lớp đối chứng lớp thực nghiệm Trong đó: Lớp đối chứng: Lớp 10A2 (n = 41); lớp 10A4 (n = 43) Lớp thực nghiệm: Lớp 10A1 (n = 42); lớp 10A3 ( n = 44) Các lớp đối chứng thực nghiệm có sĩ số ngang nhau, kết học tập tương đương nhau, điều kiện tổ chức dạy học tương đối đồng 3.2 Tiến hành thực nghiệm - Ở lớp thực nghiệm lớp đối chứng giáo viên dạy - Lớp thực nghiệm giáo viên dạy theo giáo án soạn - Lớp đối chứng giáo viên dạy theo giáo án giáo viên đứng lớp soạn - Tôi trực tiếp dự tất buổi thực hành lớp đối chứng thực nghiệm Quan sát ghi chép hoạt động dạy học giáo viên học sinh để đánh giá kết thực nghiệm sư phạm qua mặt: + Về chất lượng: Kiểm tra thao tác kĩ thuật thục hành, chất lượng thu hoạch, số câu trả lời + Về thái độ: Tạo khơng khí sơi tiết thực hành thơng qua hoạt động nhóm, thảo luận trao đổi ý kiến, nhận xét kết thí nghiệm + Bài kiểm tra: Sau thực hành giáo viên cho học sinh làm kiểm tra 15 phút để đánh giá kết Qua đó, GV đánh giá mức độ tiếp thu kiến thức sử dụng đối tượng, dụng cụ, hóa chất phương án TN Từ đánh giá tính khả thi đề tài Kết thực nghiệm sư phạm 4.1 Xử lí số liệu thống kê toán học - Sư dụng số cơng thức tốn thống kê để xử lí số liệu, thống kê, đánh giá kết thực nghiệm - Sử dụng dạng đồ thị, biểu đồ hình chữ nhật, biểu đồ đường gấp khúc để so sánh kết thực nghiệm - Lập bảng thống kê vẽ đồ thị - Các tham số đặc trưng: i =n + Giá trị trung bình cộng ( X ): X = ∑ i =1 ni X i n Trong đó: n số học sinh tham gia kiểm tra ni số học sinh đạt điểm Xi Xi điểm số thang điểm 10 + Phương sai (S ) : ( n.X −X S =∑ i i n −1 i =1 i=n ) 14 + Độ lệch chuẩn (S): + Hệ số biến thiên (Cv): ( S = ∑ ni X i − X n −1 i =1 S Cv = 100% X i=n ) Trong đó: Cv = - 10% : độ dao động thấp- độ tin cậy cao Cv = 10 - 30% : độ dao động trung bình- đáng tin cậy Cv = 30 - 100% : độ dao động cao- độ tin cậy thấp + Sai số trung bình cộng (m): m= S n 4.2 Đánh giá kết quả: - Tơi tiến hành kiểm tra đánh giá thức thực hành với 170 học sinh tham gia gồm lớp 10A1 (45 HS); 10A2 (44 HS); 10A3 (44 HS); 10A4 (45 HS) - Tổng số thực hành 178 lần (89 bài), lần (89 bài) Bài 12: Thực hành : Nhận biết số thành phần tế bào - Lớp đối chứng (ĐC): Lớp 10A2(n= 44) - Lớp thực nghiệm (TN): Lớp 10A1(n= 45) * Bảng phân phối thực nghiệm: phương xi 10 án ni ĐC 44 0 12 TN 45 0 0 13 10 * Bảng phân phối tần suất (w%) phương xi 10 án ni ĐC 44 0 4,5 13,36 18,18 27,27 20,4 9,09 6,82 2,27 5 TN 45 0 0 2,22 8,89 17,78 28,89 22,20 13,33 6,67 * Bảng tham số đặc trưng: Tham số X ± m S Cv (%) tđ Lớp ĐC 6,14±0,24 1,62 26,38 3,48 TN 7,27 ±0,21 1,44 19,81 * Biểu đồ: ni 15 Xi Hình 3.1: Biểu đồ tần suất kết tổng hợp thực nghiệm số ► Nhận xét: Căn vào kết qủa thực nghiệm : - Điểm trung bình lớp TN (7,27) cao lớp ĐC (6,14) - Hệ số biến thiên lớp TN (19,81) thấp lớp ĐC (26,38) Chứng tỏ độ phân tán lớp TN giảm so với lớp ĐC Tỉ lệ học sinh đạt điểm khá, giỏi tăng lên rõ rệt lớp TN, đồng thời số học sinh điểm yếu trung bình lớp TN giảm - Để khẳng định kết ngẫu nhiên hay áp dụng TN, tiến hành tính tốn đại lượng kiểm định td = 3,18 tα = 1,96 (với α = 0,05 theo bảng phân phối student) bậc tự f = 45 + 43 - = 86, t d > tα chứng tỏ sai khác X TN X ĐC có ý nghĩa thống kê Bài 20: Thực hành: Thí nghiệm thẩm thấu tính thấm tế bào Lớp đối chứng: 10A4 (n = 45) Lớp thực nghiệm: 10A3 (n = 44) * Bảng phân phối thực nghiệm phương xi 10 án ni ĐC 45 0 10 10 TN 44 0 0 10 * Bảng phân phối tần suất (w%) phương xi 10 án ni ĐC 45 0 4,44 11,11 22,22 22,22 20,00 8,89 6,67 4,44 TN 44 0 0 2,27 11,36 18,18 22,73 20,4 15,91 9,09 * Bảng tham số đặc trưng: Tham số X ± m S Cv (%) tđ Lớp ĐC 6,18 ± 0,26 1,72 27,83 3,28 TN 7,32 ± 0,24 1,56 21,31 * Biểu đồ: ni 16 Xi Hình 3.2: Biểu đồ tần suất kết tổng hợp thực nghiệm số ► Nhận xét: Căn vào kết qủa thực nghiệm : - Điểm trung bình lớp TN (7,32) cao lớp ĐC (6,18) - Hệ số biến thiên lớp TN (21,31) thấp lớp ĐC (27,83) Chứng tỏ độ phân tán lớp TN giảm so với lớp ĐC Tỉ lệ học sinh đạt điểm khá, giỏi tăng lên rõ rệt lớp TN, đồng thời số học sinh điểm yếu trung bình lớp TN giảm rõ rệt - Để khẳng định kết ngẫu nhiên hay áp dụng TN, tơi tiến hành tính toán đại lượng kiểm định td = 3,04 tα = 1,96 (với α = 0,05 theo bảng phân phối student) bậc tự f = 45 + 43 - = 86, t d > tα chứng tỏ sai khác X TN X ĐC có ý nghĩa thống kê Tóm lại, việc sử dụng thí nghiệm đơn giản dạy học giúp cho giáo viên học sinh chủ động tiết thực hành, vừa giảm trở ngại cho giáo viên, vừa tăng hứng thú học tập cho học sinh, phát triển lực thực hành cho học sinh, góp phần quan vào tiến trình đổi phương pháp dạy học Phần 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau thời gian nghiên cứu, thực mục đích nhiệm vụ đề tài đặt ban đầu Tôi nhận thấy đề tài đạt số kết sau: Bổ sung sở lí luận thực tiễn việc nghiên cứu, xây dụng thí nghiệm đơn giản dạy học sinh học theo hướng phát triển lực thực hành cho học sinh Đề xuất số phương án thí nghiệm đơn giản thực hành thuộc chương trình sinh học 10 (nâng cao) Thiết kế giáo án có sử dụng phương án thí nghiệm đơn giản Nhận thấy học sinh phát huy khả tái hiện, củng cố kiến thức, phát triển kĩ thao tác thực hành, góp phần nâng cao chất lượng mũi nhọn cho HS học chương trình sinh học 10 (nâng cao) 17 Thực nghiệm sư phạm cho thấy việc sử dụng thí nghiệm đơn giản đem lại hiệu cao có tính khả thi, áp dụng linh hoạt dạy học sinh học trường THPT Kiến nghị Qua trình nghiên cứu đề tài tơi có số kiến nghị sau: - Đổi ứng dụng thí nghiệm đơn giản để dạy lí thuyết nhằm thấy rõ tính hiệu phương án thí nghiệm đơn giản dạy học - Khuyến khích giáo viên khai thác sử dụng thí nghiệm đơn giản phù hợp với điều kiện địa phương, vùng miền, trường nâng cao chất lượng theo hướng phát triển lực thực hành cho học sinh góp phần thực hóa phương châm giáo dục “học đơi với hành, lí thuyết gắn liền với thực tiễn” Qua đó, nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện cho học sinh Tôi xin trân thành cảm ơn XÁC NHẬN CỦA HIỆU TRƯỞNG Thanh hóa, ngày 28 tháng 05 năm 2019 Tơi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác Người viết Nguyễn Thị Luyến 18 ... tơi chọn đề tài: "Nghiên cứu đổi số thí nghiệm sinh học 10 theo hướng phát triển lực thực hành cho học sinh" Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu sở lí luận thực tiễn việc đổi số đối tượng dụng cụ,... lí số liệu thu thập nhằm đánh giá kết thực nghiệm Những điểm sáng kiến kinh nghiệm - Đổi số thí nghiệm thực hành sinh học 10 ( nâng cao) - Đổi thí nghiệm theo hướng phát triển lực thực hành cho. .. dụng thí nghiệm đơn giản dạy học sinh học theo hướng phát triển lực thực hành cho học sinh Đề xuất số phương án thí nghiệm đơn giản thực hành thuộc chương trình sinh học 10 (nâng cao) Thiết kế giáo