Thiết kế và tổ chức dạy học chuyên đề công nghệ enzim​

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA SINH - KTNN ===  === ĐINH THỊ NHƢ QUỲNH THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGHỆ ENZIM (Theo chƣơng trình giáo dục phổ thơng mơn Sinh học) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Phƣơng pháp dạy học Sinh học HÀ NỘI, 2019 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA SINH - KTNN ===  === ĐINH THỊ NHƢ QUỲNH THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGHỆ ENZIM (Theo chƣơng trình giáo dục phổ thơng mơn Sinh học) KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Phƣơng pháp dạy học Sinh học Ngƣời hƣớng dẫn khoa học TS AN BIÊN THÙY HÀ NỘI, 2019 LỜI CẢM ƠN Trong q trình học tập, nghiên cứu hồn thành khóa luận tơi nhận dạy bảo, giúp đỡ tận tình thầy cơ, bạn bè gia đình Đặc biệt, khóa luận tơi hướng dẫn tận tình TS An Biên Thùy – giảng viên khoa sinh, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô ban chủ nhiệm khoa Sinh – KTNN thầy cô tổ môn phương pháp giảng dạy môn Sinh tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình hồn thành khóa luận Tôi xin gửi lời cảm ơn tới cô Nguyễn Thị Hiền – giáo viên tổ Hóa – Sinh- Công nghệ trường THPT Ngô Gia Tự ( Bắc Ninh) tận tình giúp đỡ tơi việc học tập, nghiên cứu giảng dạy chuyên đề nhà trường Trong q trình nghiên cứu thực hiện, cịn hạn chế thời gian bước đầu làm quen với phương pháp giảng dạy nên đề tài không tránh khỏi hạn chế, thiếu xót Tơi mong nhận ý kiến đóng góp cuả quý thầy bạn để đề tài hồn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2019 Sinh viên Đinh Thị Nhƣ Quỳnh LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan thông tin kết nghiên cứu khóa luận trung thực không lặp lại với đề tài khác Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu riêng hướng dẫn TS An Biên Thùy Nếu sai xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội, tháng năm 2019 Sinh viên Đinh Thị Nhƣ Quỳnh GV HS SGK PPDH SV THPT HĐKĐ HĐHTKT HĐVD HĐTT – MR DANH SÁCH BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ BẢNG, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 1.3 Bảng 1.4 Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 2.3 Bảng 3.1 Biều đồ 1.1 Biểu đồ 3.1 Sơ đồ 2.1 Sơ đồ 2.2 Sơ đồ 2.3 Sơ đồ 2.4 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu .2 Nhiệm vụ nghiên cứu Khách thể đối tượng nghiên cứu Giả thuyết khoa học Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Dự kiến đóng góp đề tài Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan nghiên cứu liên quan đến đề tài 1.1.1 Những nghiên cứu giới 1.1.2 Những nghiên cứu Việt nam 1.2 Cơ sở lí luận đề tài 1.3 Cơ sở thực tiễn đề tài .9 1.3.1 Khảo sát hoạt động thiết kế dạy học theo chuyên đề dạy học môn sinh học trường THPT 1.3.2 Nội dung phương pháp điều tra 10 1.3.3 Kết khảo sát 10 Kết luận chương .13 Chƣơng 2: THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ CÔNG NGHỆ ENZIM 14 2.1 Giai đoạn 1: Thiết kế tài liệu 14 2.2 Giai đoạn 2: Thiết kế hoạt động chuyên đề 20 Chƣơng THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 41 3.1 Mục đích thực nghiệm 41 3.2 Nội dung thực nghiệm 41 3.3 Địa điểm thời gian thực nghiệm 41 3.4 Phương pháp thực nghiệm 41 3.4.1 Chọn đối tượng tham gia 41 3.4.2 Phương pháp bố trí thực nghiệm .41 3.5 Kết thực nghiệm 41 3.5.1 Phân tích định lượng .41 3.5.2 Phân tích định tính 42 Kết luận chƣơng 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 PHỤ LỤC MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài 1.1 Xuất phát từ yêu cầu đổi giáo dục Chủ tịch Hồ Chí Minh nói: “Giáo dục quốc sách hàng đầu”, từ trước đến Đảng Nhà nước ta coi trọng công tác giáo dục đào tạo Để nâng cao chất lượng dạy học mơn nói chung mơn Sinh học nói riêng cần phải thực đổi chương trình, nội dung, phương pháp phương tiện dạy học nhằm nâng cao chất lượng dạy học Nghị Hội nghị Trung ương Khoá XI đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo xác định: “Tiếp tục đổi mạnh mẽ phương pháp dạy học học theo hướng đại, pháp huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo vận dụng kiến thức, kỹ người học, khắc phục lối truyền thụ áp đặt chiều, ghi nhớ máy móc Khác biệt lớn Chương trình Sinh học phổ thông sâu để cung cấp cho học sinh mơ hình, lý thuyết để giải thích thiết kế mơ hình ứng dụng công nghệ sinh học Công nghệ sinh học lĩnh vực đại cách mạng công nghiệp 4.0, xây dựng cốt lõi chương trình THPT mơn Sinh 1.2 Xuất phát từ ý nghĩa dạy học theo chuyên đề Sinh học môn khoa học thực nghiệm Các kiến thức sinh học cần hình thành phương pháp quan sát thực nghiệm Điều đòi hỏi người giáo viên cần phải lựa chọn phương pháp dạy học phù hợp để phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo học sinh Giáo dục phổ thông nước ta thực bước chuyển từ chương trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận lực người học, nghĩa từ chỗ quan tâm đến việc học sinh học đến chỗ quan tâm học sinh làm qua việc học Thay cho việc dạy học thực theo bài/tiết SGK nay, tổ/nhóm chun mơn vào chương trình SGK hành, lựa chọn nội dung để xây dựng chuyên đề dạy học phù hợp với việc sử dụng phương pháp dạy học tích cực điều kiện thực tế nhà trường 1.3 Xuất phát từ thực trạng dạy học môn Sinh học trường phổ thông Trong năm qua, phần lớn giáo viên tiếp cận với phương pháp kĩ thuật dạy học tích cực Tuy nhiên, việc nắm vững vận dụng chúng hạn chế, có cịn máy móc, lạm dụng Chính vậy, cố gắng việc sử dụng phương pháp dạy học tích cực chưa thực tổ chức hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo bồi dưỡng phương pháp tự học cho HS, chưa kết hợp đánh giá giáo viên đánh giá HS qúa trình dạy học 1.4 Xuất phát từ thực tiễn mức độ thiết kế giảng dạy theo chuyên đề “Công nghệ Enzim” trường phổ thông Hiện chưa có sách giáo khoa mới, giáo viên chưa tiếp cận chương trình, giáo viên cịn lúng túng việc tiếp cận với phương pháp dạy học mới- Dạy học theo chuyên đề Thiết kế nội dung sinh học góp phần phát triển học sinh lực gắn khoa học với sống Quan tâm tới nội dung gần gũi với sống ngày học sinh; tăng cường vận dụng kiến thức khoa học vào thực tiễn , giúp học sinh thấy sinh học vừa gần gũi, thiết thực với sống người, vừa lĩnh vực hứa hẹn nhiều thành tựu lý thuyết công nghệ đại bối cảnh cách mạng công nghiệp 4.0 Nhận thức tầm quan trọng vấn đề này, chọn đề tài nghiên cứu “Thiết kế tổ chức dạy học chun đề Cơng nghệ enzim” Mục đích nghiên cứu Thiết kế chuyên đề Công nghệ enzim nhằm nâng cao chất lượng dạy học, phát huy lực học tập học sinh Nhiệm vụ nghiên cứu 3.1 Nghiên cứu sở lí luận phương pháp dạy học chuyên đề định hướng phát triển lực học sinh 3.2 Điều tra thực tế tổ chức dạy học chuyên đề trường phổ thông 3.3 Xác định nội dung kiến thức kỹ cần đạt chuyên đề Công nghệ enzim xuất bơ, sữa Lên men rau Cơng nghệ cá Đóng gói thịt Quả nước Tinh bột Công nghệ xuất Alcol Ví dụ 1: Quy trình cơng nghệ sản xuất bắp cải muối Bắp cải muối thực phẩm lên men phổ biến sử dụng thường xuyên bữa ăn hàng ngày số ưu điểm như: hàm lượng calo thấp, hàm lượng chất xơ cao, giàu yếu tố vi lượng khơng PL24 chất béo Quy trình: Thu hoạch bắp cải => loại bỏ xanh, lõi, hỏng, dập=> rửa sạch, để ráo=> cắt nhỏ thành sợi => cho thêm muối, đường theo tỉ lệ => nén chặt => lên men => sản phẩm Ví dụ 2: Quy trình làm ánh mì Các loại hạt ngũ cốc lúa mì, lúa nước, bắp (ngơ), khoai mì( sắn) nguồn ngun liệu để làm bánh Trong đó, có bột từ lúa mì nguyên liệu sản xuất bánh mì Trước bánh mì phổ biến nước Tây âu, vài thập niên gần đây, bánh mì coi phần lương thực Việt Nam Trong sản xuất bánh mì, enzim coi chất phụ gia cho vào trình làm bánh để tăng chất lượng bánh mì., giải số vấn đề như: + Làm tăng nhanh thể tích bánh + Làm màu sắc bánh đẹp + Làm tăng mùi thơm cho bánh PL25 Trong trình sản xuất bánh mì, người ta sử dụng loại enzim sau: Enzim protease: sử dụng nhằm làm giảm độ nhớt bột nhào gluten gây ra, làm tăng hệ số tiêu hóa protein Protease sử dụng sản xuất bánh mì protease trung tính Enzim amylase: có tác dụng thủy phân tinh bột thành đường Nhờ nấm men Saccharomyces cerevisiae dễ dàng chuyển hóa chúng thành cồn, CO 2, làm tăng thể tích bánh tạo màu sắc, hương vị thơm ngon cho bánh Ngồi ra, người ta cịn sử dụng enzim lipoxygenase từ đậu nành để tăng khả làm trắng bột, phospholipase từ nguồn động vật, hemicellulase để làm tăng chất lượng bột Tùy theo hoạt tính enzim điều kiện xử lý bột mà người ta cho lượng enzim khác Thông thường, để làm bánh mì người ta thường cho 2gam/100kg bột, bánh biscuit 15 gam/100kg bột Ý nghĩa quan trọng việc sử dụng chế phẩm enzim sản xuất bánh mì ta sử dụng enzim, nhờ họa động mà lượng đường tạo thành từ từ, khơng tập trung nhiều giai đoạn đầu giai đoạn cuối q trình nhào bột Chính mà enzim chất điều hòa suốt trình kỹ thuật Như vậy, góc độ ta sử dụng enzim sản xuất bánh mì yếu tố điều khiển kỹ thuật cho trình sản xuất PL26 Ví dụ 2: Quy trình sản xuất phomat từ sữa tƣơi Pho mát hay gọi phô mai thực phẩm làm cách kết đơng lên men sữa bị, trâu, dê, cừu… Tên Thanh trùng Pasteur Bổ giống khởi động chất đông tụ sữa Cắt gel PL27 Tên Khuấy trộn rút an đầu Gia nhiệt khuấy trộn Loại bỏ nƣớc lý tƣơi Nén phomat PL28 Tên ƣớc Muối phomat Làm chín phomat Hình ảnh phomat tươi Ví dụ 3: ứng dụng enzim pectinase sản xuất nước hoa rượu vang Trong sản xuất nước rượu vang, người ta thường sử dụng sáu PL29 nhóm enzim sau: Nhóm chế phẩm enzim dùng để sản xuất nước hoa đục Mục đích sử dụng nhóm chế phẩm enzim làm tăng hiệu suất trích ly để thu lượng sản phẩm lớn Nhóm chế phẩm enzim dùng để sản xuất nước trong, khơng chứa pectin Mục đích sử dụng nhóm chế phẩm làm tăng hiệu suất trích ly thủy phân hoàn toàn chất protein., làm giảm độ nhớt làm triệt tiêu nguyên nhân làm đục nước Nhóm chế phẩm enzim dùng để tăng khả đồng hóa nước thịt quả, làm tăng khả trích ly nước Nhóm chế phẩm enzim dùng để sản xuất bán sản phẩm rượu vang, nhằm tăng hiệu suất trích ly bán sản phẩm Nhóm chế phẩm enzim dùng vào mục đích chống lại đường hóa sản xuất siro thành phẩm Nhóm enzim làm ngăn cản q trình oxy hóa làm cản trở phát triển VSV hiếu khí phát triển nước quả, rượu vang Cơ chế tác động enzim pectinase: + Phá vỡ thành tế bào thực vật nhằm nâng cao hiệu suất thu nước + Làm ổn định chất lượng nước: nước sau tách khỏi tế bào thường chứa nhiều chất khác nhau, chất pectin chiếm lượng đáng kể pectin thường gây nhớt gây đục nước Nho loai trái thơm ngon mà vô bổ dưỡng, nho không cung cấp lượng đường cần thiết cho thể mà giúp ngăn ngừa lão hóa loại bệnh tật Quy trình sản xuất rượu vang nho sau PL30 Nho tươi Rửa, chọn lọc Nghiền xé E pectinase Gia nhiệt, t= 60- 630C Xử lý enzim, t= 30-60 phút Dịch lọc Trộn Tách cặn, gia nhiệt 80- 850 C, t= phút Tinh lọc loại bỏ cặn Thanh trùng Đóng chai bảo quản, sử dụng - Trong nho có nhiều xơ, hemicellulose gây đục sản phẩm, sử dụng enzim nhằm cắt khối lượng phân tử lớn thành khối lượng phân tử nhỏ Như hàm lượng cặn giảm đi, trình làm đơn giản nhiều PL31 - Enzim pectinase đóng vai trị chuyển hóa propectin thành pecin hịa tan, sử dụng vỏ nho làm chất Nhờ tạo điều kiện thuận lợi cho trình chiết thu dịch nho, dịch nho thu nhiều hơn, chất lượng tốt Phương pháp thu nhiều chất có lợi cho công nghệ như: chất màu, tanin - Bổ sung SO2 với tác dụng làm dịch nho, làm chậm oxy hóa Hình ảnh minh họa nước nho ép 3.2 Ứng dụng công nghệ enzim y dược Trong y học sử dụng enzim để chữa bệnh, để sản xuất sinh tố chất kháng sinh Ví dụ: Có thể dùng enzim để tăng thêm lượng enzim cho thể, chữa bệnh thiếu enzim bẩm sinh, làm nội quan nhân tạo, dùng enzim để chữa bệnh, tiêu hóa để loại bỏ phần mô bị hỏng, bị thối ổ viêm, vết thương, hòa tan cục máu đơng làm tắc nghẽn mạch máu Ngồi dùng enzim để phân giải thuốc thể bị dị ứng mạnh với thuốc Ví dụ dùng penixinaza thể bị dị ứng mạnh với pinixilin,… Chữa bệnh siêu vi trùng gây nên loại enzim phân giải axit PL32 nucleic( nucleaza) Dùng kẹo cao su có chứa loại enzim( lactat dehydrogenaza invectaza) để chống sâu Hai loại enzim có khả phân giải, hịa tan lớp keo bền chân liên cầu khuẩn gây Dùng enzim chuẩn đoán nhanh số bệnh dùng glucooxydaza peroxydaza với phụ liệu khác tạo giấy thị cực nhanh để kiểm tra bệnh tiểu đường Giấy làm xenluloza đặc biệt, tẩm dung dịch enzim chất tiếp nhận sinh màu octodiamizin octotoluidin Khi nhúng giấy thị vào nước tiểu, nước tiểu có chứa glucoza sau 1- phút nhấc giấy khỏi dung dịch nước tiểu, giấy chuyển từ mầu trắng sang xanh, sang màu khác Cơ chế chuyển màu sau: Glucoza + O2 Glucoxydaza Axit gluconic + H2O H2O + chất tiếp nhận sinh màu Peroxidaza chất tiếp nhận sinh màu (khơng màu) ( có màu) ( tr 9- Giáo trình cơng nghệ sản xuất enzim, protein ứng dụng PGS – TS.Nguyễn Thị Hiền Một số sản phẩm sanr xuất công nghệ enzim PL33 PL34 3.3 Ứng dụng công nghệ enzim kĩ thuật di truyền Enzim- kéo keo gắn kì diệu tay nhà sinh học phân tử Các nhà sinh học phân tử từ lâu có ý tưởng chuyển gen từ loài sang loài khác thay gen bị hỏng gây bệnh người gen lành Tuy nhiên vấn đề để cắt tách gen cần chuyển để gắn vào nhiễm sắc thể tế bào nhận? Chiếc kéo cắt gen keo gắn gen gì, lấy đâu? Cuối họ tìm enzim đặc biệt vi khuẩn làm “kéo” đặc chủng để tách gen tìm enzim làm “keo dính” để gắn gen Với cơng cụ nhà khoa học cắt rời gen từ lồi chuyển sang lồi để tạo nên sinh vật chưa có tự nhiên Ví dụ, thuốc cấy gen “ phát sáng” lấy từ đom đóm phát sáng đêm Một số loại enzim thường sử dụng kĩ thuật di truyền như: a Enzim giới hạn - Là ezim có khả nhận biết đoạn trình tự AND định cắt AND điểm hay điểm kế cận b Các enzim polymerase - Enzim polymerase xúc tác cho trình chép axit nucleic (ADN ARN) Các enzim tổng hợp axit nucleic cách nối nucleotid với theo NTBS dựa theomạch khn Q trình tổng hợp mạch bổ sung diễn theo chiều 5’→3’ khởi đầu cần đầu 3’-OH tự - ADN polymerase: tổng hợp ARN mồi có nhóm 3’-OH tự - ARN polymerase: enzim xúc tác tổng hợp ARN từ mạch khuôn ADN theo chiều 5’-3’ (mạch khuôn có chiều 3’- 5’) c Enzim phiên mã ngược: - Là enzim có khả tổng hợp ADN mạch từ khuôn mARN PL35 d Enzim nối (ligase) - Là enzim nối quan trọng tế bào, enzim xúc tác hình thành liên kết photphodieste để nối đoạn axit nucleic với - Có hai loại: ADN ligase ARN ligase.[4] PL36 ... trình thiết kế tổ chức dạy học chuyên đề cách khoa học hiệu đề xuất sau : Sơ đồ 2.1 Các giai đoạn thiết kế tổ chức chuyên đề dạy học 2.1 Giai đoạn 1: Thiết kế tài liệu Đặc điểm dạy học chuyên đề. .. siro ngon gì? Bước 4: Thiết kế tiến trình dạy học theo chuyên đề: gồm hoạt động phần tổ chức dạy học chuyên đề cho học sinh 2.3 Giai đoạn 3: Tổ chức dạy học chuyên đề Công nghệ Enzim trường phổ... trạng thiết kế tổ chức dạy học theo chuyên đề dạy học môn Sinh học trường THPT điều cần trọng dựa vào nội dung phương pháp điều tra kết khảo sát Những vấn đề vận dụng thiết kế chuyên đề : ? ?Công nghệ