Vận dụng tiếp cận sinh học hệ thống và quan điểm sinh thái, tiến hóa trong dạy học chương chuyển hóa vật chất và năng lượng sinh học 11 trung học phổ thông

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN KIỀU OANH VẬN DỤNG TIẾP CẬN SINH HỌC HỆ THỐNG VÀ QUAN ĐIỂM SINH THÁI, TIẾN HOÁ TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG SINH HỌC 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành: Lý luận phương pháp dạy học (Bộ môn Sinh học) Mã số LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM SINH HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Dương Tiến Sỹ HÀ NỘI - 2011 MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Đối tượng khách thể nghiên cứu Giả thuyết khoa học 6 Lịch sử vấn đề nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu 10 Phương pháp nghiên cứu 11 Những đóng góp luận văn 11 10 Cấu trúc luận văn 12 Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 13 1.1 Cơ sở lí luận 13 1.1.1 Tiếp cận sinh học hệ thống 13 1.1.2 Quan điểm sinh thái 22 1.1.3 Quan điểm tiến hóa 27 1.2 Cơ sở thực tiễn 30 1.2.1 Thực trạng hiểu biết phương pháp vận dụng tiếp cận SHHT, quan điểm sinh thái, tiến hố vào q trình dạy học sinh học trường THPT nói chung sinh học 11 nói riêng 30 1.2.2 Thực trạng dạy học sinh học 11 nói chung chương Chuyển hóa vật chất lượng nói riêng 35 1.2.3 Phân tích nguyên nhân thực trạng 37 Chương 2: VẬN DỤNG TIẾP CẬN SINH HỌC HỆ THỐNG VÀ QUAN ĐIỂM SINH THÁI, TIẾN HÓA TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG – SINH HỌC 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 40 2.1 Phân tích cấu trúc nội dung chương trình SGK Sinh học 11 THPT theo tiếp cận SHHT quan điểm sinh thái, tiến hóa 40 2.2 Vận dụng tiếp cận sinh học hệ thống dạy học chương Chuyển hóa vật chất lượng - Sinh học 11 THPT 48 2.2.1 Nguyên tắc vận dụng tiếp cận SHHT 48 2.2.2 Yêu cầu sư phạm thực 49 2.2.3 Phương pháp thực 49 2.3 Quán triệt quan điểm sinh thái, tiến hoá dạy học chương Chuyển hóa vật chất lượng - Sinh học 11 THPT 50 2.3.1 Nguyên tắc quán triệt quan điểm sinh thái, tiến hoá 50 2.3.2 Yêu cầu sư phạm thực 50 2.3.3 Phương pháp thực 51 2.4 Vận dụng tiếp cận sinh học hệ thống quan điểm sinh thái, tiến hoá để xác định phương pháp dạy học sinh học 11 THPT 52 2.5 Một số giáo án chương Chuyển hóa vật chất lượng - Sinh học 11 THPT thể vận dụng tiếp cận SHHT quan điểm sinh thái, tiến hóa 56 Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 76 3.1 Mục đích thực nghiệm 76 3.2 Nội dung phương pháp thực nghiệm 76 3.2.1 Nội dung thực nghiệm 76 3.2.2 Phương pháp thực nghiệm 76 3.3 Kết thực nghiệm 80 3.3.1 Phân tích định tính 80 3.3.2 Phân tích định lượng 82 3.4 Kết luận chung thực nghiệm sư phạm 92 ẾT LUẬN VÀ HUYẾN NGH 93 Kết luận 93 Khuyến nghị 94 TÀI LIỆU THAM HẢO 95 PHỤ LỤC CĐTCS : C CT-HT : C CTSH THPT : ĐC : C Đ GV : GDMT : HS : HST : MT : PPDH : QTSV : QXSV : SGK : S SH : SHHT : S S S ST THPT TH THCS TN TNKQ TNSP TV&ĐV : : Tr : T : T T : : : : - T T T MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài 1.1 Xuất phát từ quan điểm xây dựng chương trình môn SH phổ thông Các quan điểm xây dựng phát triển chương tr nh đư c n r tr ng CTSH THPT 2006 sa : chương trình thể đư c tri thức bản, đại tr ng lĩnh vực sinh học, cấp độ tổ chức sống, đồng thời phải lựa chọn vấn đề thiết yếu sinh học có giá trị thiết thực ch thân học sinh cộng đồng, ứng dụng sức kh ẻ, bả tiến hóa Các đối tư ng t m hiể cấ tạ chức n ng, thể mô đư c tr nh b nhóm có tổ chức phức tạp” [3, tr 7] kiến thức sinh học đư c tr nh bày th nhỏ đến hệ lớn: tế bà thái - sinh sống th an điể xây dựng chương tr nh an điểm sinh thái, tiến hóa 1.2 Xuất phát từ yêu cầu đổi PPDH iệt d am đan m c d hưởng y iệt am ch giá cạnh tranh tr ng thị trường la giá dục 200 giá dục ch m đổi mới, ch m đại hóa t nh hàn lâm, kinh viện, n ng thi c n ng lực thực hành hướng nghiệp” c a H vấn đề đó, việc cải cách t nh m đạt mục ti đức, tr t ệ, thể chất, th m nhân, t nh n ng động sáng tạo” [ 5, tr 8] ổi PP Giá dục 2005 n t nh t ch cực, tự giác, ch t ng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, tự rèn l v n dụng kiến thức hứng th học t p ch s ốt đời” “giá thống giá dục phổ thông c đổi phương pháp dạy học 1.3 Xuất phát từ vai trò lý thuyết hệ thống dạy học sinh học Tiếp c n T - HT cách thức x m xét đối tư ng phát triển động t sinh thành phát triển thông tại, d tương tác h phát triển c a đối tư ng t Q an điểm tiếp c n T-HT SH x m sinh giới hệ thống sống, tr ng tồn nhiề an hệ ch ng chịt, t này, v t chất sống đư sống phức tạp, có mối tương tác hệ thống khác cấp ca thấp [19] ác nhà bi n s ạn chương tr nh sách giá kh a tr n giới nói ch ng iệt am nói ri ng v n dụng an điểm tiếp c n T - HT để xây dựng chương tr nh sinh học trường phổ thông cách kh a học h p lý: b c tr ng học phổ thông, chương tr nh sinh học đư hệ thống kiến thức mang t nh đại cương (hệ thống bổ dọc) Hầ sinh v t đề chức n ng c đư c nghi n tr nh sống đư cấp độ thể đa bà , yển [20] đến nội d ng kiến thức tr Trong dạy học, y t m mối nội d ng t c a thầy tr tr ng học nh m gi hệ thống 1.4 Xuất phát từ vai trò quan điểm sinh thái, tiến hóa dạy học SH nói ch ng, đối tư l p mà phải đ t tr thời phải xét đối tư nghi n sinh học, hay cấp độ tổ chức sống t với môi trường; tr ng c ng thể, có mối li n hệ ch t ch , h ạt động phối h p cách nhịp nhàng, cấ trúc c a ph n đề ph h p với chức n ng c a gi p ch sinh v t th ch nghi với môi trường Hơn nữa, môi trường sống l ôn biến đổi ké biến đổi c a sinh v t t tr ng tiếp th sinh v t th Tr ng nội d ng chương tr nh SH THPT, hai dụng thể đồng thời hai sống ch n trưởng phát triển 1.5 Xuất phát từ thực trạng dạy học môn Sinh học nhìn từ góc độ vận dụng tiếp cận SHHT quan điểm sinh thái, tiến hoá Q a tra thấy r ng nhiề tr ng dạy học H nói ch ng tr ng dạy học phần ởi lý d đơn giản, họ chưa hiể g n n việc v n dụng c sinh thái tiến hóa tr đư c ngh b ổi t p h việc đưa phần lớn G hững bất c p hạn chế chất lư ng dạy học H THPT 1.6 Xuất phát từ đặc điểm chương trình SGK sinh học 11 nội dung kiến thức chương Chuyển hóa vật chất lượng T àn chương tr nh sinh học cụ thể thể đa bà nhiề học cấp tổ chức tr ng gian mô, an, hệ an ch t p tr ng v t động v t sâ - h yển hóa v t chất n ng lư ng - inh trưởng phát triển - ảm ứng - inh sản T đư y nhi n, h ạt động sinh lý thực v t c G cấ tr nh bày tr sinh l cụ thể ph , d h c – chức động v t thể tr nh th v t th chưa đư c thể r h ạt động sinh lý tr thấp đến ca đư ụ thể tr ng chương : t p tr ng nghi n & , sa H tr ng ch yển hóa v t chất n ng lư hấp thụ nước, m ối kh áng, cácb nic, ôxy c a c ng có chất chức n ng sống tương tự ti hóa, hấp thụ thức n, hô hấp, tra đổi kh thể động v t với môi trường ng ài ác đ c trưng sống đề thể b ng dấ hiệ ch ng như: chế th nh n chất t môi trường ng ài, tổng h p chất sống t ch l y n ng lư ng, v n ch yển phân phối chất tr ng môi trường tr ng c a thể, phân giải chất giải phóng n ng lư ng ch h ạt động sống chế thải chất môi trường ng ài G c n viết ri ng thực v t động v t n n G việc khai thác ch y n sâ dễ sa đà đ c điểm thực v t động v t mà chưa ch ý tới phần kiến thức trọng tâm nói tr n iề làm hạn chế chất lư ng dạy học sinh học nói ch ng phần sinh học thể nói ri ng ất phát t l d tr n, ch ng chọn đề tài: “Vận dụng tiếp cận sinh học hệ thống quan điểm sinh thái, tiến hoá dạy học chương Chuyển hóa vật chất lượng - Sinh học 11 trung học phổ thông” Mục đích nghiên cứu ghi n để t m ng y n tắc phương pháp v n dụng tiếp SHHT an điểm sinh thái, tiến h và n ng lư ng - inh học tr nh dạy học chương h yển hóa v t chất THPT nh m nâng ca chất lư ng dạy - học Phạm vi nghiên cứu hương h yển hóa v t chất n ng lư ng - inh học 11 THPT Đối tượng khách thể nghiên cứu 4.1 Đối tượng nghiên cứu Tiếp c n HHT an điểm sinh thái, tiến h chương h yển hóa v t chất n ng lư ng - inh học tr nh dạy học THPT 4.2 Khách thể nghiên cứu Q tr nh dạy học inh học thể, sinh học THPT Giả thuyết khoa học ế v n dụng tiếp c n HHT an điểm sinh thái, tiến h vào tr nh dạy học chương h yển hóa v t chất n ng lư ng - inh học THPT th s góp phần nâng ca chất lư ng dạy học sinh học cấp độ thể Lịch sử vấn đề nghiên cứu 6.1 Trên giới Marx tr ng việc v n dụng phương pháp tiếp c n hệ thống tư ng phức tạp xã hội tự nhi n T p “Tư bản” c a mẫ mực kinh điển nghi n hệ thống xã hội tư ch nh lĩnh vực khác nha c a đời sống xã hội, thể tr nghi n t A ATP, NADPH B ATP, NADPH CO2 C ATP, NADPH O2 D ATP, NADP+ O2 II Phần tự luận (6 điểm) Câu Câu hấp động v t? Câu sống g ? ĐÁP ÁN I Phần trắc nghiệm khách quan Câu áp án Câu áp án II Phần tự luận Câu (2 điểm): Nội dung so sánh Giống Khác Câu (2 điểm): Đ c điểm so sánh hác Câu (2 điểm): ác dấ hiệ đ c trưng ch yển hóa v t chất n ng lư ng thể sống: - Th nh n chất t môi trường ng ài - n ch yển chất tr ng thể - Tổng h p chất t ch l n ng lư ng - Phân giải chất sống, giải phóng n ng lư ng ch h ạt động sống - Thải chất môi trường ng ài - Tự điề ch nh môi trường b n tr ng thể (cân b ng nội môi) PHỤ LỤC MỘT SỐ GIÁO ÁN THỰC NGHIỆM Bài 12: HÔ HẤP Ở THỰC VẬT I Mục tiêu: a học x ng học sinh phải Kiến thức: - đư c chất c a HH thực v t, viết đư c PTTQ vai tr c a HH thể thực v t - Phân biệt đư c c n đường hô hấp thực v t li n an với điề kiện có hay khơng có oxi - Mơ tả đư c mối - an hệ hô hấp ang h p đư c v dụ ảnh hưởng c a nhân tố môi trường hô hấp Kĩ năng: - Rèn l yện kĩ n ng an sát, phân t ch, s sánh Vận dụng thực tiến: - iết cách bả AI Phương ản l ại nông sản tiện dạy học: - đồ mối an hệ hơ hấp - Hình 12.1, 12.2, 12.3 sách giáo khoa - Phiế học t p số , số ang h p III Phương pháp dạy học chủ yếu: - Phương pháp làm việc với G , vấn đáp t m t i kết h p trực n - Tổ chức h ạt động thả l an nhóm IV Tiến trình dạy học: Kiểm tra cũ: - biện pháp t ng n ng s ất trồng thông ang h p? a điề khiển Bài mới: * Hoạt động G ch H ? Hãy mô tả th nghiệm a, b, c Các TN nh m chứng minh điề g ? HS mô tả th nghiệm n T a: chứng minh hạt nảy mầm thải CO2 (cách lắp thiết bị nh m l c + a môi trường) TN b: nh m phát hạt nảy mầm hấp thụ Oxi T c: phát hạt nảy mầm thải nhiệt GV: Hô hấp g ? ản chất c a tư ng hô hấp? H s y nghĩ tr nh bày đư hô hấp: Là tr nh phân giải h àn t thành lư ng G : giải th ch th m thực chất c tr nh hô hấp * Hoạt động G : ựa kiến thức học lớp kết ả phân t ch th tr n viết phương tr nh hô hấp tổng quát? H HS khác bổ s ng * Hoạt động viết phương tr nh, sa G ch G ch học sinh đọc mục kết h p với lên men) kiến thức học lớp - iề kiện: hi thiế ôxy Hãy ch biết hô hấp có vai tr g ? C6H12O6 + NAD + ADP thể thực v t? H thả l n n đư c ý bản: Tạ ng lư ng để d y tr h ạt động sống c n ường phân: - 2C3H4O3 + 2ATP + 2NADH Lên men a thể T * Hoạt động 3H4O3 2C2H5OH + CO2 Giá vi n: Q an sát h nh 2.2 đ t câ C3H6O3 hỏi: Ở thực v t xảy c n (axit lactic) đường hô hấp nà ? H s y nghĩ n đư c c n đường: hô hấp hiế kh hô hấp kị kh G iễn tr ng tế bà chất - Hơ hấp hiếu khí iề kiện: có ơxy - ch H - Gồm rp 2.2: ? Hãy phân biệt phân giải kị kh tr phân giải hiế kh ? H ng hô hấp: h thả l chất c thông tin th ch h Điểm phân biệt 2CH3COCOOH+ 5O2 +H2O h Ôxi xảy màng tr ản ph m + ng lư G gọi đại diện PHT ch nh n xét, bổ s ng Một phân t gl c z qua phân giải hiế kh giải phóng 38 ATP nhiệt lư ng III Hô hấp sáng - Là tr nh hấp thụ O2 giải phóng CO2 ng ài sáng IV Quan hệ hô hấp với QH môi trường G câ (?) Hô hấp sáng g ? H - HH QH tr nh phụ th ộc sáng? lẫn nha HH c ng cấp n ng HS: lư ng ng y n liệ - Là ch ang h p ngư c lại QH c ng cấp ng y n CO2 ng ài sáng liệ ch hô hấp… - Gây lãng ph sản ph m * ối quan hệ gi a HH QH Hoạt động -G y lời câ h p có mối ối quan hệ gi a HH môi trường a Nước: ước cần ch hô hấp, nước làm giảm cường độ hô hấp b Nhiệt độ: hi nhiệt độ t ng, Quang hợp cường độ hô hấp t ng th đến giới hạn H2O + CO2 ATP HS - an sát trả lời đư c: HH c ng cấp ng y n liệ ch QH ngư c lại QH c ng cấp ng y n liệ ch hô hấp c Oxi: cần để phân giải chất hữ d Hàm lượng CO2: CO2 sản ph m c a hô hấp v v y nế O2 đư c t ch lại (> 40 ) s ức chế hô hấp → bả ( Hãy n yế tố c a môi trường ảnh hưởng đến hô hấp c a thực v t? - HS làm việc với y -G G trả lời đư c O2 đư c s dụng tr ng ả nông sản Củng cố: - Hô hấp hiế - Phân biệt l ctr n b ng cách điền PHT số ị tr g y n liệ ng lư ng Hướng dẫn nhà: - Trả lời câ hỏi Đáp án phiếu học tập: xảy ản ph m ng lư ng Điểm phân biệt ị tr g y n liệ ng lư ng Bài 17: HÔ HẤP Ở ĐỘNG VẬT I Mục tiêu: Sau học x ng học sinh phải Kiến thức: - đư c đ c điểm ch ng c a bề m t hô hấp - Tr nh bày đư c - an hô hấp c a động v t nước cạn Nêu đư c đ c điểm th ch nghi tr ng cấ tạ chức n ng c a an hô hấp nhóm động v t tr ng điề kiện sống khác - Phân biệt đư c hô hấp động v t hô hấp thực v t Kĩ năng: - Rèn l yện kĩ n ng an sát, phân t ch, s sánh làm việc nhóm Thái độ: - ó ý thức bả vệ ch m sóc động v t II Phương tiện dạy học: - Tranh phóng t h nh đến 7.5 ách giá kh a - Phiế học t p số số III Phương pháp dạy học chủ yếu: - Phương pháp vấn đáp t m t i kết h p trực an - Tổ chức h ạt động nhóm IV Tiến trình dạy học: Kiểm tra cũ: - khác nha cấ tạ ống ti n c thức a th n thịt th n thực v t? Bài mới: * Hoạt động GV đ t câ hóa tr nh ti hóa lời: Hơ hấp g ? Liệt k hấp c a động v t nước cạn? Sau HS trả lời, G c a học * Hoạt động Giá vi n ch (?) ề m t tra nà ? (?) c điểm ng y n tắc tra bề m t hô hấp? Học sinh sa -N đư c tầm bề m t tra đổi kh (?) Những đ c điểm tr n kh có tác dụng gì? Học sinh giải th ch đư - T ng độ h tan c a chất kh - T ng diện t ch tiếp x khí * Hoạt động Giá vi n ch mục (?) n T thành kiể ? kiể nà ? HS: ác h nh thức T * Q a bề m t thể * Qua mang * Q a hệ thống ống kh HS: V mang ch tra đổi kh h tan tr ng * Q a phổi (?) Hãy điền thông tin th ch h dấ (?) phiế Kiểu hô hấp * ( ?) * * * Miệng, nắp mang h/đ tạ d ng H2O chảy li n tục, ( ?)miệng mang * ắp xếp ma mạch có d ng * triển(đ/nhiệt) * hoành H : thả l ( Tại sa mang cá th ch h p tra đổi kh nước không th ch h p tra cạn? đổi kh - ác ống kh phân bố đến t n tế bà kh - ại diện: châ chấ (?) Hãy nh n xét mối già chức n ng Hô hấp b ng mang - v t nà ? ấ tạ c a mang: Gồm nhiề tia mang H : cấ mạng lưới ma mạch phân bố dày đ c ó Củ Phối h p nhịp nhàng miệng xương nắp mang để tạ d ng nước lư - thông - ại diện: cá - H àn thành PHT số 2: Phân biệt hô hấp thực v t động v t: Hô hấp b ng phổi Phổi gồm nhiề t i phổi n n Đ c điểm bề m t tra đổi kh lớn - - Hô h kh ph a sa Con đường tra đổi kh phổi, n n h t và thở đề có khơng kh già chế tra đổi kh xi để tra đổi Hiệ h ý: Lưỡng cư (ếch) th ch nghi với đời sống v a nước v a cạn => v a hô hấp a phổi v a hô hấp a da nước đư c lư (?) hiệ HS: - Giải th ch đư c cấ phổi người có nhiề bề m t tiếp x c lớn - Ở chim nhờ có hệ thống t i kh phổi, n n h t an hô hấp Ở chim nhờ có hệ thống t i sa ả tra đổi kh Hướng dẫn nhà - ọc trước bài: T ần h àn má Đáp án phiếu học tập: PHT số 1: Kiểu hô hấp Hô hấp a bề m t thể Hô hấp b ng mang Hơ hấp hệ thống ống khí Hơ hấp phổi b ng b ng PHT số 2: Đ c điểm Con đường tra đổi kh chế tra đổi kh an hô hấp Hiệ ả tra đổi kh ... 37 Chương 2: VẬN DỤNG TIẾP CẬN SINH HỌC HỆ THỐNG VÀ QUAN ĐIỂM SINH THÁI, TIẾN HÓA TRONG DẠY HỌC CHƯƠNG CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG – SINH HỌC 11 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 40 2.1... dung chương trình SGK Sinh học 11 THPT theo tiếp cận SHHT quan điểm sinh thái, tiến hóa 40 2.2 Vận dụng tiếp cận sinh học hệ thống dạy học chương Chuyển hóa vật chất lượng - Sinh học 11 THPT... l d tr n, ch ng chọn đề tài: ? ?Vận dụng tiếp cận sinh học hệ thống quan điểm sinh thái, tiến hố dạy học chương Chuyển hóa vật chất lượng - Sinh học 11 trung học phổ thơng” Mục đích nghiên cứu