Rèn luyện cho sinh viên kĩ năng xử lí tình huống trong dạy học thực hành thí nghiệm sinh học ở trường trung học phổ thông

Kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy, cách thức để rèn luyện kĩ năng XLTH cho sinh viên là sự kết hợp một cách có hiệu quả quá trình dạy học thực hành ở các môn khoa học cơ bản và các môn nghiệp vụ ở trong trường sư phạm; giải pháp để rèn luyện cho sinh viên là dựa trên cơ sở các tình huống thu nhận được, giảng viên thiết kế thành các bài tập tình huống để đưa vào quá trình dạy học.

VJE Tạp chí Giáo dục, Số 484 (Kì - 8/2020), tr 44-48 ISSN: 2354-0753 RÈN LUYỆN CHO SINH VIÊN KĨ NĂNG XỬ LÍ TÌNH HUỐNG TRONG DẠY HỌC THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM SINH HỌC Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Phan Đức Duy1,+, Lê Minh Đức2 Article History Received: 06/7/2020 Accepted: 23/7/2020 Published: 20/8/2020 Keywords Biological experiments, casestudy exercises, problemsolving, problem-solving skills 1Trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế; Trường Đại học Sài Gòn +Tác giả liên hệ ● Email: duy1264@gmail.com ABSTRACT During the implementation and teaching of high school biological experiments, students and teachers always encounter situations that require them to have the skills to handle those situations In training, in order to practise the skills of handling situations for students, it is necessary to identify suitable ways and measures The research results show that the way to practise students' problem-solving skills is an effective combination of practical teaching in basic sciences and professional subjects in pedagogy school The solution to train students is based on the obtained situations, teachers design into case exercises to be included in the teaching process Mở đầu Trong q trình dạy học thực hành thí nghiệm (THTN) sinh học trường THPT, giáo viên thường xuyên gặp phải tình Các tình đa dạng, xuất nhiều tùy vào thí nghiệm cụ thể Nếu giáo viên khơng chủ động dự đốn phương án xử lí cách thấu đáo, ảnh hưởng đến hiệu giảng dạy thí nghiệm Để làm điều người dạy phải có kĩ xử lí tình (XLTH) cách thành thạo Thực tế cho thấy, trình đào tạo, thời gian rèn luyện kĩ XLTH dạy học THTN cho sinh viên khơng nhiều Vì vậy, việc thu thập, xây dựng cung cấp tình thực tế giả định giúp rèn luyện cho sinh viên sư phạm kĩ XLTH dạy học THTN cần thiết, góp phần nâng cao tay nghề cho giáo viên sinh học, tăng cường hiệu dạy học THTN trường phổ thông, đáp ứng yêu cầu dạy học chương trình giáo dục phổ thơng Để làm điều đó, chúng tơi sử dụng phương pháp phân tích, tổng hợp, phân loại hệ thống hóa lí thuyết để xác định cách thức giải pháp rèn luyện kĩ cho sinh viên Kết nghiên cứu cho thấy, cách thức để rèn luyện kĩ XLTH cho sinh viên kết hợp cách có hiệu q trình dạy học thực hành môn khoa học môn nghiệp vụ trường sư phạm; giải pháp để rèn luyện cho sinh viên dựa sở tình thu nhận được, giảng viên thiết kế thành tập tình để đưa vào trình dạy học Kết nghiên cứu 2.1 Cách thức rèn luyện cho sinh viên kĩ xử lí tình dạy học thực hành thí nghiệm Q trình giải tình dạy học THTN sinh viên thực chất trình tư sư phạm, dựa tảng kiến thức khoa học kết hợp lí luận dạy học Qua tìm hiểu chúng tơi nhận thấy, tình dạy học THTN nảy sinh tất khâu: Chuẩn bị thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm, giảng dạy thí nghiệm Các tình thường có dạng sau: - Tình xuất phát từ ý tưởng xây dựng thí nghiệm như: Đặt mục tiêu, xây dựng giả thiết khoa học, lựa chọn mẫu vật, bố trí thí nghiệm, dự đốn kết quả, phân tích thí nghiệm, đánh giá kết thí nghiệm; - Tình thao tác tiến hành thí nghiệm như: Xử lí mẫu vật; sử dụng hóa chất, dụng cụ, thiết bị; - Tình xảy tổ chức giảng dạy thí nghiệm; - Tình thao tác xử lí cố an tồn phịng thí nghiệm; - Tình xảy giáo viên tiến hành cải tiến thí nghiệm (Nguyễn Thị Kim Liên, 2011) Như vậy, tình xuất đa dạng phong phú, xảy thời điểm trước, sau tiến hành giảng dạy thí nghiệm Cần trọng rèn luyện kĩ XLTH q trình đào tạo thơng qua học phần khoa học học phần phương pháp dạy học trường sư phạm Vai trị chương trình đào tạo giáo viên việc rèn luyện kĩ XLTH cho sinh viên thể thông qua sơ đồ 44 VJE Tạp chí Giáo dục, Số 484 (Kì - 8/2020), tr 44-48 ISSN: 2354-0753 Sơ đồ Vai trò chương trình đào tạo giáo viên việc rèn luyện cho sinh viên kĩ XLTH dạy THTN Để hình thành phát triển kĩ XLTH cho sinh viên, giảng viên cần nghiên cứu xây dựng tình thực tiễn hay tình giả định Các tình tình có sẵn, có phương án xử lí, u cầu sinh viên vận dụng kiến thức để phân tích, đánh giá việc XLTH tình chưa có cách giải để sinh viên tư duy, vận dụng kiến thức, đưa hướng xử lí thích hợp (Nguyễn Thị Kim Liên, 2011) Thơng qua việc xử lí tình huống, sinh viên tự rèn kĩ dự đoán tình xảy thực tế, kĩ xây dựng tình giả định, kĩ XLTH hiệu 2.2 Giải pháp rèn luyện cho sinh viên kĩ xử lí tình dạy học thực hành thí nghiệm Qua nghiên cứu, chúng tơi xác định nhiều giải pháp khác để rèn luyện kĩ XLTH dạy học THTN cho sinh viên, biện pháp sử dụng tập tình mang lại hiệu cao 2.2.1 Quy trình thiết kế tập tình Bài tập tình dạy học tình khác đã, xảy q trình dạy học, cấu trúc lại dạng tập, sinh viên giải tập vừa có tác dụng củng cố kiến thức, vừa rèn luyện kĩ dạy học cần thiết (Phan Đức Duy, 1999) Quy trình thiết kế tập tình để rèn luyện kĩ cho sinh viên gồm bước: - Bước Xác định kĩ cần rèn luyện cho sinh viên: Kĩ XLTH dạy học THTN sinh học phổ thông - Bước Nghiên cứu thực tiễn để xác định tình huống: Nghiên cứu THTN sinh viên, giáo viên thực hành, nghiên cứu hướng dẫn thực hành sách giáo khoa… - Bước Xử lí sư phạm thành tập tình đưa vào giảng dạy 2.2.2 Một số tập tình rèn luyện kĩ xử lí tình dạy học thực hành thí nghiệm cho sinh viên Trên sở phân tích chương trình mơn Sinh học cấp THPT qua thực tiễn dạy học, chúng tơi thu thập tình thực giảng dạy thí nghiệm sinh học xử lí sư phạm thành tập tình để đưa vào trình đào tạo Sau tập tình điển hình: - Bài tập tình rèn kĩ thiết kế, tiến hành thí nghiệm: Bài tập 1: Khi chuẩn bị nội dung thực hành áp suất thẩm thấu tế bào, giáo viên thường nghiên cứu đối tượng tế bào thài lài tía lẻ bạn Tuy nhiên, địa phương khó kiếm hai loại mẫu vật này, lại có nhiều tảo silic Theo em, giáo viên sử dụng tảo silic nước nước mặn để thực nghiên cứu áp suất thẩm thấu tế bào khơng? Thí nghiệm nên thiết kế thực nào? (Bài 12: Thực hành: Thí nghiệm co phản co nguyên sinh - Sinh học 10) Bài tập 2: Trong nội dung thực hành quan sát số vi sinh vật, bên cạnh phương pháp làm tiêu quan sát vi khuẩn khoang miệng người, chủ động nhân ni loại vi khuẩn gói men tiêu hóa (men vi sinh), men bánh mì, men rượu thị trường giúp học sinh quan sát lồi vi khuẩn như: Bacillus 45 VJE Tạp chí Giáo dục, Số 484 (Kì - 8/2020), tr 44-48 ISSN: 2354-0753 subtillis, Bacillus Clausii, Lactobacillus, nấm men hay không? Theo em, quan sát vi khuẩn khoang miệng men tiêu hóa có ưu, nhược điểm gì? Em dự đốn tình biện pháp xử lí dạy nội dung thực hành này? (Bài 28: Thực hành: Quan sát số vi sinh vật - Sinh học 10) Bài tập 3: Bạn Cảnh nuôi trùng cỏ (một loài động vật nguyên sinh) nước ao để thí nghiệm, sau khoảng 2-3 ngày thấy nhiều trùng cỏ soi kính hiển vi Tuy nhiên, đến ngày thứ 10, bạn khơng tìm thấy trùng cỏ nữa, thấy nhiều trùng bánh xe cốc nuôi Cảnh thật lo lắng nguyên nhân Em giải thích tượng trên? Có thể sử dụng trùng cỏ để thiết kế thí nghiệm tính cảm ứng giới hạn sinh thái sinh vật hay khơng? Cần thiết kế bố trí thí nghiệm nào? Có thể sử dụng phương pháp nhân nuôi động vật nguyên sinh để thiết kế thí nghiệm diễn sinh thái hay khơng? Vì sao? (Thực hành thí nghiệm minh họa kiến thức Chương I Cá thể quần thể sinh vật; Chương Quần xã sinh vật - Sinh học 12) Bài tập 4: Để quan sát động vật nguyên sinh nước ao hồ, người ta tiến hành cắt cỏ khô; rơm khơ cỏ tươi (kích thước khoảng 1-2cm) cho vào lọ nhựa chứa nước ao, hồ cá Trong ngày đầu xuất nhiều tảo đơn bào, trùng roi, vi khuẩn, trùng cỏ, amip Sau 7-10 ngày nuôi, lượng amip trùng cỏ tảo đơn bào giảm dần, bắt đầu xuất nhiều trùng bánh xe (thuộc động vật đa bào - ngành Giun tròn) nấm men Những ngày trùng cỏ khơng cịn xuất mẫu nước Dựa vào q trình nhân ni động vật nguyên sinh, thiết kế nội dung thực hành chuỗi thức ăn hệ sinh thái ao hồ hay khơng? Vì sao? Hãy dự đốn tình xảy thực thí nghiệm, đề xuất biện pháp xử lí thích hợp (Thực hành thí nghiệm minh họa kiến thức Chương III Hệ sinh thái, sinh bảo vệ môi trường - Sinh học 12) (Vũ Văn Vụ cộng sự, 2008) Bài tập 5: Khi dạy nội dung thực hành: “Tính kích thước quần thể cá mè trắng ao theo phương pháp đánh bắt - thả lại” Cách tiến hành sau: + Sử dụng hạt đậu xanh thay cho cá mè trắng thí nghiệm + Dùng chén nhỏ đong chén đậu xanh cho vào hũ gạo trộn Lấy chén lớn đong chén hỗn hợp đổ khay nhựa Đó xem lần lấy mẫu cá (hay mẻ lưới) ao Đếm số lượng hạt đậu xanh vừa thu khay nhựa ghi chép lại; sau đó, thay tất hạt đậu xanh vừa đếm thành hạt đậu đen Như vậy, ta đánh dấu tất cá mè trắng bị bắt lần thứ Đổ hạt đậu đen vào hũ gạo ban đầu, trộn lại thật + Dùng chén lớn đong lại lần thứ 2, cho khay đếm riêng số lượng hạt đậu xanh hạt đậu đen Ghi chép lại cẩn thận + Sử dụng công thức Seber (1982) để tính số lượng cá thể quần thể cá mè trắng ao rút kết luận (M + 1)(C + 1) N= −1 R+1 Trong đó: N số lượng hạt đậu xanh hay số cá thể quần thể cá mè trắng cần tính; M số lượng hạt đậu xanh thu lần mà chúng thay hạt đậu đen; C tổng số hạt đậu xanh đậu đen, xem số cá mè trắng bị đánh bắt lần thứ hai; R số hạt đậu đen hay số cá thể mè trắng đánh dấu bị bắt lần thứ hai Khi làm thí nghiệm trên, bạn học sinh đề xuất ý tưởng cho đếm số mọt gạo có hũ Theo em, đề xuất thực hay khơng, sao? Nếu thực hiện, em xây dựng phương án thực chi tiết cho thí nghiệm trên? (Thực hành: Tính độ phong phú lồi kích thước quần thể theo phương pháp đánh bắt, thả lại (Sinh học 12 Nâng cao) - Bài tập tình rèn kĩ XLTH cải tiến thí nghiệm: Bài tập 6: Để quan sát tế bào tế bào khí khổng (lỗ khí) Trong thực hành, em học sinh gặp nhiều khó khăn tách lớp biểu bì Có ý tưởng lấy sơn móng tay màu trắng quét lên, để khô vài giây tiếp tục quét để khô đến lần nữa; dùng kim mũi mác tách lớp sơn móng tay; đưa lên lam kính có sẵn giọt nước; quan sát kính hiển vi (Nguyễn Thành Đạt cộng sự, 2006a) Theo em, ý tưởng có tính khả thi hay khơng? Em dự đốn tình xảy tiến hành nội dung thực hành này? (Bài 12: Thực hành: Thí nghiệm co phản co nguyên sinh - Sinh học 10) Bài tập 7: Khi chuẩn bị tập giảng nội dung thực hành quan sát trình nguyên phân rễ hành, bạn An thử làm tiêu theo quy trình sau: Trồng hành đất ẩm → lấy 4-5 rễ hành cho vào đĩa kính có dung dịch acetocarmine 2% → đun nóng đèn cồn phút (không cho sôi), chờ 30-40 phút → đặt lên phiến kính 01 giọt acid acetic 45%, dùng kim mũi mác lấy rễ hành đặt lên phiến kính, dùng dao cạo cắt đầu rễ khoảng 1,5-2mm bổ đơi 46 VJE Tạp chí Giáo dục, Số 484 (Kì - 8/2020), tr 44-48 ISSN: 2354-0753 → Đậy kính lên mẫu, dùng giấy thấm hút hết acid acetic thừa, dùng đầu cán gỗ kim mũi mác chà lên kính theo chiều để tế bào dàn thành lớp → quan sát tiêu kính hiển vi (Nguyễn Thành Đạt cộng sự, 2006b) Khi thực xong, An cho rằng, thời gian 40 phút để học sinh làm tiêu khó để hồn thành mục tiêu học tiết Nếu em An, em làm để giảm thời gian thực tiêu bản? Thời gian làm tiêu khoảng phút phù hợp với tiết dạy 45 phút? (Bài 20: Quan sát kì nguyên phân tiêu rễ hành Sinh học 10) Bài tập 8: Trong thực hành, em học sinh làm tiêu hiển vi quan sát trình nguyên phân theo trình tự sau: Lấy 4-5 rễ hành cho vào đĩa kính có dung dịch aceto-carmine 2% → đun nóng đèn cồn phút (không cho sôi), chờ 30-40 phút → Đặt lên phiến kính 01 giọt acid acetic 45%, dùng kim mũi mác lấy rễ hành đặt lên phiến kính, dùng dao cạo cắt đầu rễ khoảng 1,5-2mm bổ đôi → Đậy kính lên mẫu, dùng giấy thấm hút hết acid acetic thừa, dùng đầu cán gỗ kim mũi mác chà lên kính theo chiều để tế bào dàn thành lớp → quan sát tiêu kính hiển vi Tuy nhiên, tiêu học sinh làm thường bị hư, không quan sát nhiễm sắc thể (hình 1) Nếu giáo viên, em dự đoán nguyên nhân tiêu bị hư? Cần làm để khắc phục nguyên nhân này? (Bài 20: Quan sát kì nguyên phân tiêu rễ hành - Sinh học 10) - Bài tập tình rèn kĩ XLTH giảng dạy thí nghiệm: Bài tập 9: Khi tách chiết ADN nội dung thực hành “Một số thí nghiệm enzim” (Sinh học 10), xuất tình sau: + Tình 1: Các phân tử ADN kết tủa cồn thường có màu nâu lẫn nhiều chất khác + Tình 2: Học sinh thu phân tử ADN màu trắng đục kết tủa cồn, số em thắc mắc để chứng minh phân tử ADN? Em đề xuất biện pháp để xử lí tình Hãy dự đốn tình xuất tiến hành b giảng dạy thí nghiệm (Nguyễn Xuân Viết, 2016; Harvey a Lodish et al., 2019) (Bài 15: Thực hành: Một số thí nghiệm enzim - Sinh học 10) Bài tập 10: Trong tiết thực hành, bạn học sinh nhóm quan sát q trình nguyên phân tế bào rễ hành tiêu hiển vi hình (Lê Minh Đức Phan Đức Duy, 2018) Khi hỏi, bạn Liên cho rằng: tế bào a kì giữa; tế bào b kì sau Bạn Minh cho rằng: tế bào a b kì nguyên phân Nếu giáo viên, em nhận định câu trả lời trên? Cần làm để học sinh nhận định kì nguyên phân tiêu hiển vi? (Bài 20: Quan sát kì nguyên phân tiêu rễ hành - Sinh học 10) Bài tập 11: Một bạn học sinh tên Lộc trồng hành để thu hoạch rễ làm tiêu quan sát nguyên phân Lộc thấy, thu hoạch rễ vào buổi sáng từ 6-8 thấy nhiều tế bào phân chia buổi khác ngày, buổi sáng khí hậu mát mẻ nên rễ mọc tốt Lộc khẳng định với lớp rằng, buổi sáng tế bào phân chia nhiều Bạn Nam cho rằng, kết luận vội khơng có sở Theo em, nhận định bạn đúng? Nếu giáo viên, em hướng dẫn bố trí, phân tích kết thí nghiệm để khẳng định thời gian ngày tế bào rễ hành phân chia nhiều nhất? (Bài 20: Quan sát kì nguyên phân tiêu rễ hành - Sinh học 10) 2.2.3 Quy trình rèn luyện cho sinh viên kĩ xử lí tình dạy học thực hành thí nghiệm Q trình hình thành kĩ gồm giai đoạn: - Giai đoạn 1: Kĩ thể dạng tri thức, người học hiểu, tái kĩ cách có ý thức; - Giai đoạn 2: Kĩ hoàn thiện dần việc luyện tập, bao gồm việc giải nhiệm vụ điều kiện mới; - Giai đoạn 3: Kĩ trở nên thành thục trở thành kĩ xảo tình tương tự bối cảnh khác Có thể nhận thấy, việc hình thành phát triển kĩ tri thức luyện tập Muốn rèn luyện kĩ XLTH cho sinh viên, giảng viên cần xây dựng hệ thống tập, tập tình cách khoa học; đảm 47 VJE Tạp chí Giáo dục, Số 484 (Kì - 8/2020), tr 44-48 ISSN: 2354-0753 bảo tính vừa sức; tính khả thi; tính phổ biến; có tính kế thừa; đảm bảo sinh viên rèn luyện kĩ thường xuyên suốt trình đào tạo (Đỗ Thành Trung, 2019) Quy trình rèn luyện cho sinh viên kĩ XLTH dạy học THTN gồm bước: - Bước 1: Giảng viên giới thiệu mục tiêu tập, tập tình huống; - Bước 2: Phân tích tình huống, xác định nguyên tắc xử lí; - Bước 3: Tập luyện xử lí tập tình mẫu với hướng dẫn giảng viên; - Bước 4: Củng cố, giải tập tình tương tự bối cảnh mới; - Bước 5: Yêu cầu sinh viên dự đốn, xử lí tình xảy dạy học THTN hoàn cảnh khác Kết luận Trong trình đào tạo sinh viên sư phạm, việc rèn luyện kĩ XLTH cho sinh viên dạy học THTN có vai trị môn môn phương pháp giảng dạy Đề tài xây dựng 11 tình khác giúp sinh viên rèn kĩ dự đốn tình xảy ra; kĩ XLTH hiệu quả; kĩ xây dựng tập tình dạy học THTN cấp THPT Các tình sử dụng giảng dạy môn môn phương pháp giảng dạy Việc hình thành phát triển kĩ nhà trường sư phạm giúp sinh viên tự tin tiết dạy THTN giảng dạy trường phổ thơng, góp phần nâng cao chất lượng dạy học môn Sinh học Tài liệu tham khảo Đỗ Thành Trung (2019) Phát triển lực dạy học thực hành cho sinh viên ngành sư phạm sinh học trường đại học Luận án tiến sĩ Khoa học giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Harvey Lodish, Arnold Berk, Chris A Kaiser, Monty Krieger et al (2019) Molecular cell biology - Sinh học phân tử tế bào (tập 3) NXB Trẻ Lê Minh Đức, Phan Đức Duy (2018) Xử lí tình thực tiêu hiển vi tạm thời quan sát đột biến số lượng nhiễm sắc thể thực vật Tạp chí Giáo dục, số 424, tr 51-54 Mai Sĩ Tuấn cộng (2013) Thực hành sinh học trường phổ thông NXB Giáo dục Việt Nam Nguyễn Thanh Đạt (tổng chủ biên), Lê Đình Tuấn (chủ biên), Nguyễn Như Khanh (2006a) Sinh học 11 NXB Giáo dục Nguyễn Thanh Đạt (tổng chủ biên), Phan Văn Lập (chủ biên), Trần Dụ Chi, Trịnh Nguyên Giao, Phạm Văn Ty (2006b) Sinh học 10 NXB Giáo dục Nguyễn Thị Kim Liên (2011) Thực trạng giải pháp rèn luyện kĩ xử lí tình sư phạm cho sinh viên sư phạm Tạp chí Giáo dục, số 260, tr 43-45 Nguyễn Xuân Viết (2016) Giáo trình Thực hành sinh học tế bào NXB Đại học Sư phạm Phan Đức Duy (1999) Sử dụng tập tình để rèn luyện cho sinh viên kĩ dạy học Sinh học Luận án tiến sĩ Giáo dục học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Vũ Văn Vụ (tổng chủ biên), Nguyễn Như Hiền, Vũ Đức Lưu (đồng chủ biên), Trịnh Đình Đạt, Chu Văn Mẫn, Vũ Trung Tạng (2008) Sinh học 12 nâng cao NXB Giáo dục 48 ... qua việc xử lí tình huống, sinh viên tự rèn kĩ dự đốn tình xảy thực tế, kĩ xây dựng tình giả định, kĩ XLTH hiệu 2.2 Giải pháp rèn luyện cho sinh viên kĩ xử lí tình dạy học thực hành thí nghiệm. .. hướng dẫn thực hành sách giáo khoa… - Bước Xử lí sư phạm thành tập tình đưa vào giảng dạy 2.2.2 Một số tập tình rèn luyện kĩ xử lí tình dạy học thực hành thí nghiệm cho sinh viên Trên sở phân tích... rễ hành - Sinh học 10) 2.2.3 Quy trình rèn luyện cho sinh viên kĩ xử lí tình dạy học thực hành thí nghiệm Quá trình hình thành kĩ gồm giai đoạn: - Giai đoạn 1: Kĩ thể dạng tri thức, người học