Hai là, phương pháp tiếp cận liên môn trong dạy học với mục tiêu: Nâng cao hứng thú học tập các môn học; Vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các vấn đề thực tiễn; Kết nối trường h[r]
(1)SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO HÀ TĨNH
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
ÁP DỤNG GIÁO DỤC STEM TRONG DẠY HỌC CHỦ ĐỀ “ENZIM VÀ VAI TRỊ CỦA ENZIM TRONG Q TRÌNH CHUYỂN HỐ VẬT CHẤT” (SINH HỌC 10 –
(2)(3)DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
TT Chữ viết tắt Chữ đầy đủ
1.
CNTT Công nghệ thông tin
2
ĐC Đối chứng
3
GDPT Giáo dục phổ thông
4
GV Giáo viên
5
HS Học sinh
6
NXB Nhà xuất
7
SL Số lượng
8
STEM Science, Technology, Engineering, Mathematics
(4)MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT i
MỤC LỤC ii
PHẦN I MỞ ĐẦU
1 Lí chọn đề tài
2 Đối tượng nghiên cứu
3 Phạm vi nghiên cứu
4 Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu
4.1 Mục đích nghiên cứu
4.2 Nhiệm vụ nghiên cứu
5 Giả thiết khoa học đề tài
6 Phương pháp nghiên cứu
6.1 Nghiên cứu lí thuyết
6.2 Nghiên cứu thực tiễn
7 Đóng góp đề tài
PHẦN II NỘI DUNG Cơ sở lý luận
1.1 Một số khái niệm
1.2 Vai trò, ý nghĩa giáo dục STEM
1.3 Quy trình xây dựng học STEM
1.4 Kĩ thuật tiến trình tổ chức hoạt động học STEM
1.5 Dạy học Sinh học theo định hướng phát triển lực học sinh
1.6 Định hướng giáo dục STEM để phát triển lực học sinh
2 Cơ sở thực tiễn
2.1 Những khó khăn dạy học chủ đề “Enzim vai trò enzim q trình chuyển hố vật chất” (Sinh học 10)
2.2 Thực trạng việc dạy học chủ đề “Enzim vai trò enzim trình chuyển hố vật chất”
2.3 Thực tế áp dụng giáo dục STEM dạy học 10
3 Dạy học chủ đề “Enzim vai trị enzim q trình chuyển hố vật chất” theo giáo dục STEM để phát triển lực học sinh 11
3.1 Xây dựng nội dung học tập chủ đề “Enzim vai trò enzim q trình chuyển hố vật chất” theo định hướng giáo dục STEM 11
3.2 Các hoạt động nhiệm vụ học tập học sinh 11
(5)4 Thực nghiệm sư phạm 19
4.1 Mục đích thực nghiệm 19
4.2 Kế hoạch thực nghiệm 19
4.3 Kết thực nghiệm sư phạm 20
PHẦN III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ21 Kết luận 21
(6)PHẦN I MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài
Ngành Giáo dục triển khai, thực Nghị số 29/NQ-TW về đổi toàn diện giáo dục đào tạo có kết định Trong đó, vấn đề quan trọng thực chuyển trình giáo dục từ xu hướng truyền thụ kiến thức sang nền giáo dục trọng về hình thành, phát triển lực, phẩm chất người học
Thực Nghị số 88/2014/QH13 về đổi chương trình, sách giáo khoa GDPT, góp phần đổi bản, toàn diện GD&ĐT, Chính phủ phê duyệt Đề án đổi chương trình, sách giáo khoa GDPT Chương trình GDPT xây dựng theo định hướng phát triển phẩm chất lực HS; tạo môi trường học tập rèn luyện giúp HS trở thành người học tích cực, làm chủ kiến thức phổ thông, biết vận dụng hiệu kiến thức, kĩ học vào đời sống tự học suốt đời; có phẩm chất tốt đẹp lực cần thiết để trở thành người công dân thời đại tồn cầu hố cách mạng cơng nghiệp
STEM phương thức giáo dục để chuyển tải chương trình giáo dục, giúp cho người học tự chiếm lĩnh tri thức biết vận dụng kiến thức vào giải vấn đề thực tiễn STEM nhà trường phương thức giáo dục giúp chuyển tải chương trình phổ thơng quốc gia cách tích cực hiệu nhất, đáp ứng yêu cầu phát triển phẩm chất lực HS giai đoạn
Những kiến thức về enzim trừu tượng, có nhiều thuật ngữ chuyên môn; nội dung thực hành đơn giản, thường sử dụng để củng cố kiến thức mà chưa tạo điều kiện để HS khám phá kiến thức Vì vậy, em dễ rơi vào tình trạng học thuộc lịng, ghi nhớ cách máy móc, khơng có hứng thú với kiến thức môn học
(7)Từ lý trên, chọn đề tài “Áp dụng giáo dục STEM dạy học chủ
đề “Enzim vai trị enzim q trình chuyển hoá vật chất” (Sinh học 10 – Cơ bản) để phát triển lực học sinh” nhằm mục đích góp phần thiết thực
vào việc đổi phương pháp, hình thức dạy học nay, nâng cao hiệu dạy học môn Sinh học trường phổ thơng, hình thành phát triển cho HS lực cần thiết trình học tập thực tiễn đời sống
2 Đối tượng nghiên cứu
- Vấn đề khai thác có hiệu giáo dục STEM dạy học chủ đề “Enzim vai trị enzim q trình chuyển hố vật chất” để phát triển lực HS
- Tiến hành khối lớp 10 trường THPT đơn vị 3 Phạm vi nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu áp dụng giáo dục STEM để tổ chức dạy học có hiệu chủ đề “Enzim vai trị enzim q trình chuyển hố vật chất” (Sinh học 10) để phát triển lực HS
4 Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu 4.1 Mục đích nghiên cứu
- Trên sở nghiên cứu lý luận thực trạng dạy học Sinh học 10, đề xuất quy trình áp dụng giáo dục STEM dạy học chủ đề “Enzim vai trò enzim q trình chuyển hố vật chất” Từ đó, phát triển lực cho HS
- Góp phần đổi phương pháp, hình thức tổ chức dạy học cấp THPT, đáp ứng yêu cầu đổi giáo dục theo định hướng phát triển lực người học, lấy HS làm trung tâm đặt bối cảnh
4.2 Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cấu trúc nội dung chương III: chuyển hóa vật chất lượng tế bào; Hệ thống hóa kiến thức 14 15 chương III, phần II, Sinh học 10
- Nghiên cứu vấn đề về giáo dục STEM, dạy học Sinh học theo hướng phát triển lực HS
- Thiết kế áp dụng quy trình giáo dục STEM dạy học chủ đề “Enzim vai trò enzim q trình chuyển hố vật chất” để phát triển lực HS
- Thực nghiệm sư phạm
(8)Nếu áp dụng giáo dục STEM tổ chức dạy học chủ đề “Enzim vai trị enzim q trình chuyển hố vật chất” phát triển lực cho HS lớp 10 THPT, giúp GV nâng cao lực tổ chức dạy học
6 Phương pháp nghiên cứu 6.1 Nghiên cứu lí thuyết
Sử dụng phương pháp phân tích, tổng hợp, khái quát hóa để tập hợp, phân tích tài liệu về vấn đề thuộc phạm vi nghiên cứu đề tài Nghiên cứu chủ chương chính sách Nhà nước, ngành Giáo dục; luận án, luận văn báo có liên quan đến đề tài
6.2 Nghiên cứu thực tiễn
Các phương pháp điều tra, phương pháp quan sát sư phạm, phương pháp TN sử dụng để điều tra về thực trạng dạy học môn Sinh học theo định hướng giáo dục STEM, hiểu biết GV về giáo dục STEM Xác định nhiệm vụ xây dựng nội dung, tiến hành hoạt động TN
7 Đóng góp đề tài
- Góp phần làm sáng tỏ sở lí luận thực tiễn đổi phương pháp dạy học theo hướng thiết kế quy trình giáo dục STEM
- Thiết kế quy trình giáo dục STEM dạy học chủ đề “Enzim vai trò enzim q trình chuyển hố vật chất” (Sinh học 10) làm tài liệu tham khảo cho GV trường THPT
(9)PHẦN II NỘI DUNG 1 Cơ sở lý luận
1.1 Một số khái niệm 1.1.1 STEM
STEM thuật ngữ viết tắt từ Science (Khoa học), Technology (Công nghệ), Engineering (Kĩ thuật) Mathematics (Toán học) Thuật ngữ lần giới thiệu Quỹ Khoa học Mỹ vào năm 2001
1.1.2 Giáo dục STEM
Với tiếp cận khác nhau, giáo dục STEM hiểu triển khai theo cách khác nhau:
- Các nhà quản lý đề xuất chính sách để thúc đẩy giáo dục STEM, quan tâm việc chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng yêu cầu phát triển khoa học, cơng nghệ
- Người làm chương trình quán triệt giáo dục STEM theo cách quan tâm tới nâng cao vai trò, vị trí, phối hợp mơn học có liên quan chương trình
- GV thực giáo dục STEM thông qua hoạt động dạy học để kết nối kiến thức học đường với giới thực, giải vấn đề thực tiễn, để nâng cao hứng thú, để hình thành phát triển lực phẩm chất cho HS
Khi đề cập tới STEM, giáo dục STEM, cần nhận thức theo hai cách hiểu sau đây:
Một là, tư tưởng (chiến lược, định hướng) giáo dục, bên cạnh định hướng giáo dục toàn diện, thúc đẩy giáo dục lĩnh vực: Khoa học, Cơng nghệ, Kỹ thuật, Tốn với mục tiêu định hướng chuẩn bị nguồn nhân lực đáp ứng nhu cầu ngày tăng ngành nghề liên quan, nâng cao sức cạnh tranh nền kinh tế
Hai là, phương pháp tiếp cận liên môn dạy học với mục tiêu: Nâng cao hứng thú học tập môn học; Vận dụng kiến thức liên môn để giải vấn đề thực tiễn; Kết nối trường học cộng đồng; Định hướng hành động, trải nghiệm học tập; Hình thành phát triển lực phẩm chất người học
1.2 Vai trò, ý nghĩa giáo dục STEM
Theo đánh giá Bộ GD&ĐT việc đưa giáo dục STEM vào trường phổ thông mang lại nhiều ý nghĩa, phù hợp với định hướng đổi GDPT Cụ thể là:
(10)mơn học Tốn, Khoa học, lĩnh vực Cơng nghệ, Kỹ thuật tất phương diện về đội ngũ GV, chương trình, sở vật chất quan tâm, đầu tư
- Nâng cao hứng thú học tập môn học STEM: Các dự án học tập giáo dục STEM hướng tới việc vận dụng kiến thức liên môn để giải vấn đề thực tiễn, HS hoạt động, trải nghiệm thấy ý nghĩa tri thức với sống, nhờ nâng cao hứng thú học tập HS
- Hình thành phát triển lực, phẩm chất cho HS: Khi triển khai dự án học tập STEM, HS hợp tác với nhau, chủ động tự lực thực nhiệm vụ học; làm quen hoạt động có tính chất nghiên cứu khoa học Các hoạt động nêu góp phần tích cực vào hình thành phát triển phẩm chất, lực cho HS
- Kết nối trường học với cộng đồng: Để đảm bảo triển khai hiệu giáo dục STEM, sở GDPT thường kết nối với sở giáo dục nghề nghiệp địa phương nhằm khai thác nguồn lực về người, sở vật chất Bên cạnh đó, giáo dục STEM phổ thông hướng tới giải vấn đề có tính đặc thù địa phương
- Hướng nghiệp, phân luồng: Tổ chức, thực tốt giáo dục STEM trường phổ thông, HS trải nghiệm lĩnh vực STEM, đánh giá phù hợp, khiếu, sở thích thân với nghề nghiệp thuộc lĩnh vực STEM
1.3 Quy trình xây dựng học STEM
Bài học STEM xây dựng theo quy trình gồm bước sau:
Bước 1: Lựa chọn chủ đề học Căn vào nội dung kiến thức chương trình mơn học tượng, q trình gắn với kiến thức tự nhiên; quy trình thiết bị cơng nghệ có sử dụng kiến thức thực tiễn để lựa chọn chủ đề học
Bước 2: Xác định vấn đề cần giải Xác định vấn đề để giao cho HS thực cho giải vấn đề đó, HS phải học kiến thức, kĩ cần dạy chương trình mơn học lựa chọn vận dụng kiến thức, kỹ biết để xây dựng học
Bước 3: Xây dựng tiêu chí thiết bị/giải pháp giải vấn đề Phải xác định rõ tiêu chí giải pháp/sản phẩm Những tiêu chí quan trọng để đề xuất giả thuyết khoa học/giải pháp giải vấn đề/thiết kế mẫu sản phẩm
(11)thiết kế theo phương pháp kĩ thuật dạy học tích cực Các hoạt động học tập thiết kế rõ ràng về mục đích, nội dung sản phẩm mà HS phải hoàn thành
1.4 Kĩ thuật tiến trình tổ chức hoạt động học STEM
Hoạt động Tìm hiểu thực tiễn, phát vấn đề: HS tìm hiểu, thu thập thơng tin, để từ có hiểu biết về tình thực tiễn; xác định vấn đề cần giải đòi hỏi thực tiễn theo nhiệm vụ giao; xác định rõ tiêu chí sản phẩm phải hoàn thành Gồm bước:
- Chuyển giao nhiệm vụ: GV thực chuyển giao nhiệm vụ ban đầu cho HS Nhiệm vụ phải đảm bảo tính vừa sức để lôi HS tham gia thực
- HS tìm tịi, nghiên cứu: HS tìm hiểu quy trình/thiết bị giao để thu thập thơng tin, xác định vấn đề cần giải kiến thức liên quan để giải vấn đề
- Báo cáo thảo luận: Căn vào kết hoạt động tìm tịi, nghiên cứu HS, GV tổ chức cho nhóm HS báo cáo, thảo luận, xác định vấn đề cần giải
- Nhận xét, đánh giá: GV đánh giá, nhận xét, giúp HS nêu câu hỏi/vấn đề cần tiếp tục giải quyết, xác định tiêu chí cho giải pháp cần thực để giải vấn đề đặt Từ định hướng cho hoạt động HS
Hoạt động Hoạt động nghiên cứu kiến thức nền: Hoạt động trang bị cho HS kiến thức, kĩ theo yêu cầu cần đạt chương trình GDPT Gồm bước:
- Học kiến thức mới: HS nghiên cứu SGK, tài liệu, làm thực hành, thí nghiệm để chiếm lĩnh kiến thức rèn luyện kĩ theo yêu cầu chương trình để xây dựng thực giải pháp giải vấn đề đặt
- Giải thích về quy trình: Vận dụng kiến thức vừa học kiến thức biết từ trước, HS cố gắng giải thích về quy trình tìm hiểu Qua xác định vấn đề cần tiếp tục hoàn thiện theo yêu cầu nhiệm vụ học tập
- Báo cáo, thảo luận: GV tổ chức HS trình bày kiến thức tìm hiểu vận dụng chúng để giải thích kết tìm tịi, khám phá Hoạt động
- Nhận xét, đánh giá: Căn vào kết HS, GV nhận xét, đánh giá, "chốt" kiến thức, kĩ để HS ghi nhận sử dụng; làm rõ vấn đề cần giải quyết; xác định rõ tiêu chí sản phẩm ứng dụng mà HS phải hoàn thành Hoạt động
(12)GV tổ chức cho HS trao đổi, thảo luận để lựa chọn hướng phù hợp Gồm bước: - Đề xuất giải pháp giải vấn đề: HS thảo luận để đề xuất ý tưởng khác nhau, sau thống lựa chọn giải pháp khả thi để giải vấn đề
- Thử nghiệm giải pháp: HS lựa chọn dụng cụ thí nghiệm tiến hành thí nghiệm theo phương án thiết kế; phân tích số liệu thí nghiệm; rút kết luận
- Báo cáo thảo luận: GV tổ chức nhóm HS báo cáo kết thảo luận - Nhận xét, đánh giá: Trên sở sản phẩm học tập HS, GV nhận xét, đánh giá; HS ghi nhận kết tiếp tục chỉnh sửa, bổ sung, hoàn thiện sản phẩm
1.5 Dạy học Sinh học theo định hướng phát triển lực học sinh
Năng lực hiểu khả vận dụng kiến thức, kinh nghiệm, kĩ năng, thái độ hứng thú để hành động cách phù hợp có hiệu tình đa dạng sống
Dạy học theo định hướng phát triển lực dạy học định hướng kết đầu Trong khơng quy định nội dung chi tiết mà quy định kết đầu trình dạy học Kết đầu cuối trình dạy học HS vận dụng kiến thức, kĩ học để giải vấn đề thực tiễn sống
Chương trình mơn Sinh học góp phần hình thành phát triển cho HS lực chung (tự chủ tự học; giao tiếp hợp tác; giải vấn đề sáng tạo) lực đặc thù môn như:
- Năng lực tìm hiểu giới sống: Tìm tịi, khám phá tượng tự nhiên, đời sống liên quan đến sinh học Bao gồm: đề xuất đặt câu hỏi cho vấn đề tìm tịi, khám phá; xây dựng giả thuyết; lập kế hoạch; thực kế hoạch; trình bày báo cáo thảo luận; đề xuất biện pháp giải vấn đề
- Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng: Giải thích tượng thường gặp tự nhiên đời sống hàng ngày liên quan đến sinh học; giải thích, bước đầu nhận định, phản biện số ứng dụng tiến sinh học bật đời sống
(13)1.6 Định hướng giáo dục STEM để phát triển lực học sinh
Giáo dục STEM đặt HS trước vấn đề thực tiễn với kiến thức, cơng nghệ có, địi hỏi HS phải tìm tịi, vận dụng kiến thức để đưa giải pháp chiếm lĩnh kiến thức Phương pháp học giúp kết nối trường học, cộng đồng để từ phát triển lực lĩnh vực STEM:
- Năng lực nhận thức khoa học: trang bị kiến thức về khái niệm, định luật sở lý thuyết khoa học, HS có khả liên kết kiến thức để thực hành, sử dụng kiến thức để giải vấn đề thực tế
- Năng lực vận dụng cơng nghệ: HS có khả sử dụng, quản lý, hiểu biết, truy cập công nghệ, từ vật dụng đơn giản bút, quạt đến hệ thống phức tạp mạng internet, robot
- Năng lực áp dụng kỹ thuật: HS có khả phân tích, tổng hợp kết hợp để biết cách làm để cân yếu tố liên quan để có giải pháp tốt thiết kế xây dựng quy trình Ngồi HS cịn có khả nhìn nhận nhu cầu phản ứng xã hội vấn đề liên quan đến kỹ thuật
- Năng lực tri thức toán học: Là khả nhìn nhận nắm bắt vai trị tốn học khía cạnh tồn giới HS có khả áp dụng khái niệm kĩ toán học vào sống ngày
Trong thời đại Cách mạng cơng nghiệp 4.0, địi hỏi người phải có đủ lực để thích ứng, là: lực tự chủ tự học; lực giao tiếp hợp tác; lực giải vấn đề sáng tạo; lực ngôn ngữ, tính tốn, tìm hiểu tự nhiên xã hội, cơng nghệ, tin học, thẩm mĩ Đây chính lực cần hình thành phát triển cho HS mơ tả chương trình GDPT
2 Cơ sở thực tiễn
2.1 Những khó khăn dạy học chủ đề “Enzim vai trò enzim trong q trình chuyển hố vật chất” (Sinh học 10)
(14)khá thụ động, quen trả lời lí thuyết thuộc lịng mà khơng hiểu rõ chất kiến thức Các kiến thức ứng dụng thực tế chưa coi trọng, nặng về lí thuyết suông
Về nội dung thực hành, SGK có thí nghiệm Thí nghiệm với enzim catalaza thực kiểm chứng ảnh hưởng nhiệt độ lên hoạt động enzim Nội dung đơn giản, HS thực theo bước hướng dẫn SGK mà khơng có tính chất khám phá, nghiên cứu để giúp HS hứng thú, hoạt động chủ động, tích cực, sáng tạo để qua phát triển kỹ cần thiết Thí nghiệm sử dụng enzim dứa tươi để tách chiết ADN theo tài liệu hướng dẫn thực chuẩn kiến thức, kỹ mơn Sinh học lớp 10 “rất khó, khơng thể có đủ thời gian điều kiện để làm”; mặt khác, nội dung thực hành, thí nghiệm kỳ thi HS giỏi cấp tỉnh năm vừa qua không yêu cầu thực thí nghiệm
2.2 Thực trạng việc dạy học chủ đề “Enzim vai trị enzim trong q trình chuyển hố vật chất” nay
Về góc độ chương trình: Trong sách giáo khoa Sinh học 10, chương trình nội dung về enzim bố trí 14 15 chương III (Chuyển hóa vật chất lượng tế bào) Vì vậy, nội dung chương III thường kết hợp lại thành chủ đề Qua thực tiễn dạy học, tơi nhận thấy tách 14 15 để xây dựng chủ đề “Enzim vai trị enzim q trình chuyển hố vật chất” HS dễ dàng lĩnh hội kiến thức Mặt khác, việc xếp giúp GV tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM
Về phương pháp hình thức tổ chức dạy học, nhận thấy đa số GV chú trọng truyền thụ kiến thức theo kiểu thuyết trình xen kẽ hỏi đáp, nặng về thông báo, giảng giải kiến thức, nhẹ về phát huy tính tích cực phát triển tư duy; HS thụ động lĩnh hội tri thức Ngoài ra, hình thức tổ chức dạy học cịn đơn điệu, dạy học theo lớp chủ yếu Các hình thức dạy học theo cá nhân, theo nhóm chưa thực thực chưa có hiệu quả, ít sử dụng hoạt động thực hành
(15)Do HS thường học kiến thức lý thuyết cách thức truyền đạt chiều từ GV nên HS tiếp thu kiến thức cách thụ động, điều làm cho HS không hứng thú với việc học tập dẫn đến em không hiểu bài, không nắm chất vấn đề không áp dụng kiến thức học vào thực tiễn Từ em thường chán bỏ rơi mơn học từ mục tiêu học không đạt Mặt khác, HS bị hạn chế hình thành phát triển kỹ mà cơng cụ hiệu để chiếm lĩnh tri thức môn khoa học khác
2.3 Thực tế áp dụng giáo dục STEM dạy học nay
Từ năm 2014, Bộ GD&ĐT triển khai chương trình thí điểm giáo dục STEM cho số trường trung học Ngày 4/5/2017, Thủ tướng Chính phủ ban hành Chỉ thị về việc tăng cường lực tiếp cận cách mạng công nghiệp lần thứ tư, có giải pháp nhiệm vụ thúc đẩy giáo dục STEM Việt Nam
Theo đánh giá nhà chuyên môn, bình diện lý luận thực tiễn, giai đoạn ứng dụng mơ hình giáo dục STEM khó khăn Gần đây, STEM bắt đầu quan tâm thành phố lớn nhận thức cán quản lý, GV về STEM hạn chế Các chủ đề STEM chưa thay tiết học truyền thống, chưa trọng khâu “thiết kế”, nhiều dự án làm lại theo mẫu, theo quy trình có sẵn
Dựa yêu cầu giáo dục STEM, hiệu tích hợp môn học vận dụng thực tế thấy chương trình GDPT Việt Nam chưa thực có giáo dục STEM mơn học độc lập, chương trình môn xây dựng theo cách tiếp cận nội dung, chưa coi trọng yêu cầu hình thành phát triển lực Do thiếu gắn kết kiến thức, kĩ mơn học nên chương trình mơn Khoa học tự nhiên cịn nặng về kiến thức hàn lâm, nhẹ về yêu cầu thực hành, vận dụng dẫn đến tình trạng phần lớn HS thiếu kĩ thực hành nghề nghiệp, ứng dụng CNTT, thiếu chủ động, sáng tạo, hạn chế vận dụng kiến thức vào sản xuất đời sống
Trong hướng dẫn thực nhiệm vụ cấp THPT năm học 2018-2019, Sở GD&ĐT Hà Tĩnh đạo về việc đổi phương pháp, hình thức tổ chức dạy học: “Tiếp tục quán triệt tinh thần giáo dục tích hợp khoa học - cơng nghệ - kĩ thuật - tốn (STEM) việc thực chương trình GDPT mơn học liên quan”
(16)THPT địa bàn phiếu điều tra (Phụ lục 2) Phân tích kết quả, tơi thấy khơng có nhiều GV biết về STEM Chỉ có gần 37% GV nghe hay biết về STEM, đặc biệt khơng có GV áp dụng giáo dục STEM trình dạy học
3 Dạy học chủ đề “Enzim vai trò enzim q trình chuyển hố vật chất” theo giáo dục STEM để phát triển lực học sinh
3.1 Xây dựng nội dung học tập chủ đề “Enzim vai trị enzim trong q trình chuyển hố vật chất” theo định hướng giáo dục STEM
Trên sở nguyên tắc xây dựng nội dung dạy học theo định hướng giáo dục STEM nội dung môn học liên quan, nghiên cứu xây dựng bảng nội dung kiến thức thuộc môn học liên quan cho chủ đề “Enzim vai trò enzim q trình chuyển hố vật chất” sau:
Hóa học Sinh học Cơng nghệ Tốn học
- Cách pha dung dịch đệm có độ pH khác nhau; pha dung dịch H2O2,
dịch chiết enzim nồng độ khác
- Tốc độ phản ứng hóa học Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng
- Các kiến thức về enzim - Catalaza enzim có mặt tế bào hiếu khí, tham gia khử độc cách xúc tác phân giải H2O2 Enzim hoạt
động khoảng pH từ – 10, nhiệt độ - 40ºC
- Biết xây dựng thực quy trình thí nghiệm về ảnh hưởng yếu tố đến hoạt tính enzim catalaza - Cách thức sử dụng bút đo độ pH, nhiệt kế,
- Cách xác định khoảng tối ưu enzim
- Tính thể tích nước cất, dung dịch H2O2
để pha dung dịch có nồng độ khác - Thống kê, vẽ biểu đồ về ảnh hưởng yếu tố đến hoạt tính enzim 3.2 Các hoạt động nhiệm vụ học tập học sinh
Có nhiều quy trình giáo dục STEM khác áp dụng, đề tài này, tổ chức HS hoạt động theo quy trình giáo dục STEM sau:
Bước Xác định mục tiêu.
Bước Xác định giải pháp: Nghiên cứu kiến thức nền, động não tìm giải pháp. Bước Lựa chọn giải pháp: Các HS nhóm trao đổi, thảo luận để lựa chọn giải pháp tối ưu để thực hoạt động
(17)Bước Đánh giá: Phân tích, đánh giá kết quả với mục tiêu hoạt động
Bước Lặp lại bước 2-5 đến đạt được mục tiêu hoạt động
Bước Chia sẻ: Báo cáo, thảo luận, trả lời các câu hỏi
Trong trình học tập chủ đề “Enzim vai trò enzim q trình chuyển hố vật chất” theo định hướng giáo dục STEM, HS phải hoàn thành nhiệm vụ học tập trình bày Phụ lục
3.3 Thiết kế giáo án tổ chức dạy học I Nội dung chủ đề
1 Mô tả chủ đề: Chủ đề “Enzim vai trị enzim q trình chuyển hoá vật chất” thuộc chương III (Sinh học 10), bao gồm nội dung bài:
Bài 14 Enzim vai trị enzim q trình chuyển hoá vật chất Bài 15 Thực hành: Một số thí nghiệm về enzim
2 Mạch kiến thức chủ đề 2.1 Khái niệm enzim
2.2 Cấu trúc enzim 2.3 Cơ chế tác động
2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzim
2.5 Vai trị enzim q trình chuyển hóa vật chất
2.6 Thí nghiệm về yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzim catalaza 3 Thời lượng
- Hoạt động chung lớp: Thực tiết tập trung lớp học
- Hoạt động nhóm HS: Các em tự bố trí xếp thời gian thống nhóm thời hạn tuần
II Mục tiêu chủ đề: Sau học xong chuyên đề HS có khả năng: 1 Kiến thức
- Trình bày khái niệm về enzim, thành phần cấu trúc enzim - Trình bày chế tác động enzim
(18)- Nêu vai trò enzim tế bào
2 Kĩ năng: HS hình thành phát triển kĩ năng: tư phản biện và giải vấn đề; kỹ trao đổi, cộng tác; kỹ sáng tạo phát kiến; kỹ làm việc theo nhóm; kỹ thuyết trình; kỹ thực hành trải nghiệm thực tế
3 Thái độ: Hiểu tầm quan trọng enzim vận dụng hợp lí kiến thức chủ đề vào thực tiễn đời sống chăm sóc sức khỏe, bảo vệ môi trường sống,
4 Định hướng lực hình thành 4.1 Năng lực chung
TT Năng lực Các kỹ thành phần
1 Tự học
Xác định mục tiêu học tập
Xây dựng kế hoạch học tập chủ đề (HS thực theo mẫu): Nhóm:……
TT Người thựchiện Nhiệm vụ Thời gian phẩmSản … Sưu tầm tài liệu Chuẩn bịcác dụng cụ, hóa chất, Đề xuất ý tưởng, thảo luậnthống nhất … Phân tích số liệu để viết báo
cáo
Cả nhóm Viết báo cáo
2
Phát
giải vấn đề
- Phân tích để nhận biết có mặt enzim, ảnh hưởng yếu tố đến hoạt tính enzim
- Phân biệt enzim với chất xúc tác hóa học
- Vận dụng kiến thức về enzim giải thích kinh nghiệm thực tiễn đời sống
- Thu thập thông tin từ sách, báo, internet, thư viện, thực địa để thực báo cáo
3
Nghiên cứu khoa
học
- Quan sát, thu thập thông tin: Nghiên cứu kiến thức nền; phân tích hình ảnh, video; tìm kiếm tài liệu về vấn đề liên quan chủ đề; Thu thập thông tin liên quan đến enzim (catalaza)
- Nghiên cứu, thử nghiệm, điều chỉnh hoàn thiện thao tác - Lập bảng biểu, tính toán, xử lý số liệu, vẽ biểu đồ liên quan Tư
sáng tạo
(19)- Áp dụng kiến thức về enzim thực tiễn đời sống sản xuất Giao
tiếp
Sử dụng ngơn ngữ nói phù hợp ngữ cảnh giao tiếp HS với HS (thảo luận), HS với GV (thảo luận, hỗ trợ kiến thức), Sử dụng
CNTT
- Sử dụng sách, báo, internet tìm kiếm thơng tin liên quan - Sử dụng thiết bị để quay phim, chụp ảnh
- Sử dụng phần mềm: Word, Exel, PowerPoint, để ghi chép, phân tích số liệu, trình chiếu sản phẩm, trình bày báo cáo
7 Hợp tác - Hợp tác với bạn nhóm, lớp; hợp tác với GV - Biết lắng nghe, chia sẻ quan điểm thống với kết luận Tính
toán
- Thành thạo phép tính - Xử lí số liệu, lập bảng biểu, vẽ đồ thị Ngôn
ngữ
- Sử dụng chính xác thuật ngữ chuyên ngành về enzim
- Trình bày kết hoạt động, báo cáo văn phong khoa học, rõ ràng, logic
10 Tự quản lý
- Quản lí thân:
+ Thời gian, kinh phí: lập thời gian biểu cá nhân dành cho chủ đề nội dung học tập khác phù hợp, chủ động thu chi học tập + Biết cách thực biện pháp đảm bảo an toàn
+ Xác định quyền nghĩa vụ học tập chủ đề: chủ động thực nhiệm vụ phân cơng, tích cực đóng góp ý kiến xây dựng, - Quản lí nhóm: Phân cơng cơng việc phù hợp với lực, điều kiện cá nhân nhóm
4.2 Năng lực chuyên biệt
- Quan sát: Quan sát kết tiến hành hoạt động
- Tìm mối liên hệ: liên hệ yếu tố môi trường hoạt tính enzim
- Xử lí trình bày số liệu: bao gồm thống kê, lập bảng, vẽ đồ thị, trình bày biểu đồ cột, sơ đồ, ảnh chụp, số liệu
- Đưa khái niệm: enzim, trung tâm hoạt động, côenzim - Năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn
III Bảng mô tả mức độ nhận thức hình thành theo chủ đề
Nội dung Nhận biết Thông hiểuCác mức độ nhận thứcVận dụng Vận dụng cao Khái niệm
enzim
Nêu khái niệm enzim
(20)xúc tác hóa học
Cấu trúc enzim
- Nêu thành phần enzim
- Biết khái niệm về trung tâm hoạt động, côenzim
Phân biệt loại enzim dựa vào thành phần cấu tạo
Cơ chế tác động
Nêu chế tác động enzim
- Giải thích enzim thường xúc tác cho phản ứng - Vẽ sơ đồ về chế tác động enzim
Giải thích enzim
(amilaza, ) tác dụng với chất định
Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzim
Kể tên yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzim
Phân tích ảnh hưởng yếu tố đến tốc độ phản ứng enzim
Vận dụng kiến thức học vào việc giải thích thay đổi tốc độ phản ứng xúc tác enzim Vai trị
của enzim q trình chuyển hóa vật chất
- Nêu vai trị enzim q trình chuyển hóa vật chất
- Nêu khái niệm ức chế ngược
Trình bày nguyên nhân dẫn đến bệnh rối loạn chuyển hóa người
Vận dụng kiến thức về enzim giải thích được: - Cơ chế tự điều chỉnh trình chuyển hóa vật chất tế bào - Một số tượng thực tế bổ sung enzim vào sản phẩm, sâu bọ kháng
Vận dụng kiến thức về enzim giải thích
các kinh
(21)thuốc trừ sâu, giặt sinh học; Thực hành:
Thí nghiệm yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzim catalaza
- Trình bày dụng cụ, hóa chất cần thiết cho thí nghiệm
- Trình bày bước tiến hành thí nghiệm
Thực thí nghiệm theo bước
Giải thích chế thí nghiệm
- Biết cải tiến thí nghiệm - Biết vận dụng để giải thích tượng thực tiễn - Thiết kế quy trình sản xuất liên quan IV Hệ thống câu hỏi kiểm tra đánh giá
1 Mức độ nhận biết Câu 1.1 Enzim gì?
Câu 1.2 Enzim gồm thành phần nào?
Câu 1.3 Thế trung tâm hoạt động enzim? Câu 1.4 Enzim có cấu trúc nào?
Câu 1.5 Cơ chất gì? Câu 1.6 Cơenzim gì?
Câu 1.7 Cơ chế tác động enzim nào?
Câu 1.8 Hoạt tính enzim chịu ảnh hưởng yếu tố nào? Câu 1.9 Enzim có vai trị gì?
Câu 1.10 Thế ức chế ngược? 2 Mức độ thông hiểu
Câu 2.1 Enzim khác so với chất xúc tác hóa học?
Câu 2.2 Dựa vào thành phần cấu tạo, enzim gồm loại nào? Câu 2.3 Vì enzim thường xúc tác cho phản ứng?
Câu 2.4 Hãy phân tích ảnh hưởng yếu tố đến tốc độ phản ứng enzim. Câu 2.5 Nguyên nhân dẫn đến bệnh rối loạn chuyển hóa người?
Câu 2.6 Hãy vẽ sơ đồ tổng quát về chế tác động enzim. 3 Mức độ vận dụng
Câu 3.1 Với lượng enzim xác định, tăng nồng độ chất tốc độ phản ứng nào?
(22)thì hoạt tính enzim lại bị giảm, chí bị hoàn toàn?
Câu 3.3 Thơng qua enzim, tế bào tự điều chỉnh q trình chuyển hóa vật chất cách nào?
Câu 3.4 Tại enzim amilaza tác dụng với tinh bột mà không tác dụng với các chất khác?
Câu 3.5 Tại số người không uống sữa?
Câu 3.6 Tại sản xuất bột giặt nhà sản xuất lại cho nhiều loại enzim? Câu 3.7 Tại nhiều lồi trùng kháng thuốc trừ sâu?
4 Mức độ vận dụng cao
Câu 4.1 Bằng kiến thức sinh học em giải thích câu tục ngữ “ăn kỹ no lâu”. Câu 4.2 Khi xào thịt bò người ta thường cho vài lát dứa tươi vào xào Tương tự ăn thịt bị khơ người ta hay ăn với nộm đu đủ Em giải thích sở khoa học biện pháp trên?
Câu 4.3 Con hổ bắt mồi ăn phủ tạng bên trước, thỏ thường ăn lại phân chúng Vận dụng kiến thức về enzim giải thích tượng Câu 4.4 Các nhà khoa học khuyên ăn thức ăn rau tươi, trái tươi, thịt cá tươi để có sức khoẻ tốt Hãy giải thích sở khoa học lời khuyên
Câu 4.5 Nước giặt sinh học
Nước giặt sinh học dung dịch làm tạo việc sử dụng công nghệ enzim tạo loại enzim có khả loại bỏ vết bẩn khỏi quần áo Chất tẩy rửa sinh học đời coi thay hồn hảo cho loại hóa chất tẩy rửa vốn coi độc hại, không tốt cho sức khỏe bột giặt, thuốc tẩy mà đảm bảo hiệu giặt giũ, tăng độ bền cho máy giặt
(Nguồn Internet)
Từ thông tin trên, em giải thích sở khoa học nhận định sau đây:
a Khi sử dụng nước giặt sinh học, nên ngâm quần áo khoảng thời gian lâu so với chất tẩy rửa hóa học
b Chất tẩy rửa sinh học hoạt động tốt nhiệt độ thấp nên không cần phải giặt nước ấm đạt hiệu cao
c Việc sử dụng nước giặt sinh học không gây ô nhiễm môi trường an toàn đối với sức khỏe người
(23)GV HS chuẩn bị dụng cụ, hóa chất, mẫu vật theo hoạt động chủ đề IV Tiến trình tổ chức hoạt động dạy học
Tiến trình Hoạt động học sinh Hỗ trợ giáo viên 1 Nghiên cứu nhiệm vụ (10 phút)
Chia nhóm
Phân cơng nhóm trưởng, thư kí GV chia 3-5 HS/nhóm để thực nhiệm vụ học tập
Chuyển giao nhiệm vụ
Khảo sát sơ lược về enzim, enzim có mặt đâu? Thường bị ảnh hưởng yếu tố nào? Làm để chứng minh khảo sát ảnh hưởng nhân tố đó?
Gợi ý số cách thực việc khảo sát, đánh giá
Nghiên cứu, trả lời câu hỏi
HS nhóm đề xuất ý tưởng, trình bày ý tưởng với
Lưu ý HS nên tìm hiểu số liệu để đưa giải pháp thuyết phục
Báo cáo, thảo luận
Các nhóm báo cáo, thảo luận ý tưởng thực
Gợi ý hướng dẫn HS thảo luận để thống
Nhận xét, đánh giá
Dựa vào kết nhóm đưa nhận xét chung về diện enzim, cách chiết xuất Đưa số ý tưởng để chứng minh khảo sát ảnh hưởng nhân tố đến hoạt tính enzim
Lưu ý cách đo tốc độ phản ứng: Miếng giấy thấm catalaza chìm dung dịch H2O2,
khi phản ứng xảy ra, bọt khí oxi tạo tập trung bám bề mặt mẩu giấy làm lên tính cho tốc độ phản ứng 2 Nghiên cứu về enzim (25 phút)
Nghiên cứu kiến thức mới
Nghiên cứu kiến thức về enzim: Khái niệm, cấu trúc, chế tác động, vai trị enzim chuyển hóa vật chất
Tổ chức hoạt động, hướng dẫn HS nghiên cứu sách giáo khoa để nắm vững kiến thức
Thảo luận Trao đổi, thảo luận vấn đề vướng mắc, chưa hiểu rõ
Tổ chức HS thảo luận Giải thích thống kiến thức
3 Chuyển giao nhiệm vụ thực hoạt động (10 phút) Giao
nhiệm vụ
Phân công nhiệm vụ thành viên nhóm
Chuẩn bị nguyên vật liệu cần thiết để thực hoạt động Lập kế hoạch hoạt động
(24)Thống nhất phương án
thực hiện
HS thảo luận thống phương án thực hoạt động đánh giá ảnh hưởng yếu tố đến hoạt tính enzim catalaza
Yêu cầu HS thiết kế phương án trước thử nghiệm, thực quy định về an toàn thí nghiệm thực
4 Giải vấn đề (1 thực theo nhóm, 45 phút báo cáo thảo luận lớp)
Thử nghiệm
Các nhóm thử ý tưởng, giải pháp thực ghi lại kết
Quản lí điều phối nhóm thực
Báo cáo, thảo luận
Các nhóm trình bày quy trình thực thí nghiệm, báo cáo kết quả, thảo luận trả lời câu hỏi Phụ lục 2, 3,
Gợi ý hướng dẫn HS thảo luận để thống kiến thức về ảnh hưởng yếu tố đến hoạt tính enzim
Tổng kết, giao nhiệm vụ
về nhà
Nhận nhiệm vụ về nhà Tổng kết thảo luận, đánh giá Giao nhiệm vụ về nhà: Tìm hiểu ảnh hưởng yếu tố đến hoạt tính enzim khác 4 Thực nghiệm sư phạm
4.1 Mục đích thực nghiệm
TN nhằm kiểm tra tính đắn giả thuyết khoa học đề ra; đánh giá tính khả thi, hiệu giá trị thực tiễn đề xuất về dạy chủ đề “Enzim vai trị
của enzim q trình chuyển hoá vật chất” theo định hướng giáo dục STEM để
phát triển lực HS sở phân tích khách quan, khoa học kết TN 4.2 Kế hoạch thực nghiệm
- Địa điểm: Quá trình TN tiến hành trường THPT - Thời gian: Học kỳ I năm học 2017-2018 2018-2019
- Đối tượng: Tiến hành đối tượng HS lớp 10 đơn vị Lựa chọn cặp lớp ĐC lớp TN theo yêu cầu tương đương về chất lượng học tập
- Xử lí kết quả: Số liệu nhập xử lí phần mềm Excel 4.3 Kết thực nghiệm sư phạm
(25)Sau tổ chức dạy học chủ đề “Enzim vai trị enzim q trình chuyển hố vật chất” theo phương pháp truyền thống lớp ĐC (10B2, 10B10) theo định hướng giáo dục STEM lớp TN (10B1, 10B9), tiến hành khảo sát kiểm tra để đánh giá trình độ nhận thức HS sau có tác động sư phạm Kết thu thể bảng đây:
Nhóm Lớp HSSố
Mức độ nhận thức
Yếu Trung bình Khá Giỏi
SL % SL % SL % SL %
TN 10B1 34 0,0% 23,5% 16 47,1% 10 29,4%
10B9 32 0,0% 18,8% 14 43,8% 12 37,5%
Tổng số 66 0,0% 14 21,2% 30 45,5% 22 33,3%
ĐC 10B2 33 3,0% 18 54,5% 10 30,3% 12,1%
10B10 31 0,0% 14 45,2% 12 38,7% 16,1%
Tổng số 64 1,6% 32 50,0% 22 34,4% 14,1%
Sau tiến hành TN, mức độ nhận thức khả lĩnh hội tri thức HS lớp TN tốt so với lớp ĐC Tỉ lệ HS nhận thức khá, giỏi chiếm tỉ lệ vượt trội (78,8%/48,4%), tỉ lệ HS có nhận thức trung bình yếu giảm cách rõ nét
Kết chứng tỏ đối tượng HS với đặc điểm, trình độ tương đương ngang nhau, em HS nhóm TN nắm kiến thức sâu hơn, kết học tâp cao nhóm ĐC Kết khẳng định tính hiệu quả, tính khả thi việc áp dụng giáo dục STEM tổ chức dạy học chủ đề “Enzim vai trò enzim trình chuyển hố vật chất”
(26)PHẦN III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1 Kết luận
Trên kinh nghiệm mà thân đúc rút công tác giảng dạy qua kiểm nghiệm thực tế, phạm vi áp dụng đề tài cịn hẹp góp phần đổi phương pháp hình thức tổ chức dạy học môn Sinh học, tạo hứng thú phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo HS; hình thành phát triển lực, đáp ứng yêu cầu đổi giáo dục theo định hướng phát triển lực người học, lấy HS làm trung tâm giai đoạn
Việc vận dụng giáo dục STEM dạy học chủ đề theo hướng phát triển lực người học có tác dụng gây hứng thú, kích thích tính tò mò, khả tư óc sáng tạo HS Trong q trình học tập, HS tổ chức thực hoạt động học tập để giải nhiệm vụ học tập; GV nâng cao vai trò tích cực, chủ động HS việc chiếm lĩnh tri thức Qua đó, làm cho nội dung kiến thức về enzim trở nên gần gũi, dễ hiểu, dễ nhớ HS Quá trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM tăng cường hoạt động học tập HS, làm cho ý thức tinh thần thái độ HS nâng cao
Dạy học chủ đề “Enzim vai trò enzim trình chuyển hố vật chất” theo định hướng giáo dục STEM tăng thời gian hoạt động nhóm HS, tăng cường việc trao đổi, thảo luận HS HS, GV HS HS chủ động sáng tạo việc đưa ý tưởng, phương án giải nhiệm vụ học tập hướng dẫn điều khiển GV Từ đó, phát triển lực tư sáng tạo, lực hợp tác, tự chủ, tự nhận thức, đánh giá điều chỉnh hành vi, lực giao tiếp; tự tin, tự lập, có ý thức phấn đấu vượt qua thách thức tinh thần trách nhiệm
2 Kiến nghị
Các nhà trường cần tăng cường công tác truyền thông, tổ chức lớp tập huấn, báo cáo chuyên đề để nâng cao nhận thức, lực đội ngũ GV về giáo dục STEM Quan tâm khuyến khích, tạo điều kiện thuận lợi cho việc áp dụng triển khai STEM thực tế dạy học
(27)TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Ban Chấp hành Trung ương, Nghị số 29-NQ/TW ngày 4/11/2013 Hội nghị Trung ương khóa XI
2 Bộ Giáo dục Đào tạo, Công văn số 791/HD-BGDĐT ngày 25 tháng năm 2013
3 Bộ Giáo dục Đào tạo, Công văn số 5555/BGDĐT-GDTrH ngày 08 tháng 10 năm 2014
4 Lê Xuân Quang (2017), Dạy học môn Công nghệ phổ thông theo định hướng
giáo dục STEM, Luận án tiến sĩ giáo dục học, trường Đại học Sư phạm, Hà Nội
5 Ngô Văn Hưng (chủ biên), Lê Hồng Điệp, Nguyễn Thị Hồng Liên (2009)
Hướng dẫn thực chuẩn kiến thức, kỹ môn Sinh học lớp 10.
6 Nguyễn Thành Đạt, Phạm Văn Lập, Trần Dụ Chi, Trịnh Nguyên Giao, Phạm Văn Ty (2014), Sinh học 10, NXB Giáo dục Việt Nam.
7 Nguyễn Thành Đạt, Phạm Văn Lập, Trần Dụ Chi, Trịnh Nguyên Giao, Phạm Văn Ty (2012), Sinh học 10, sách giáo viên, NXB Giáo dục Việt Nam.
8 Nguyễn Xuân Trường (chủ biên), Nguyễn Đức Chuy, Lê Mậu Quyền, Lê Xuân Trọng (2015), Hóa học 10, NXB Giáo dục Việt Nam.
9 Phạm Thu Hương, Lê Thị Thủy, Đinh Nho Thái, Nguyễn Thị Hồng Loan,
Nghiên cứu tinh xác định số tính chất catalase từ Bacillus subtilis PY79, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 33, Số 1S
(2017) 268-276
10 Trần Văn Hạo (Tổng Chủ biên), Vũ Tuấn (Chủ biên), Doãn Minh Cường, Đỗ Mạnh Hùng, Nguyễn Tiến Tài (2010), Đại số 10, NXB Giáo dục Việt Nam.
11 Vụ Giáo dục Trung học (2018), Định hướng giáo dục STEM trường trung học, Tài liệu tập huấn
(28)Phụ lục CÁC NHIỆM VỤ HỌC TẬP CỦA HỌC SINH
Nhiệm vụ Đánh giá ảnh hưởng nhiệt độ đến hoạt tính enzim catalaza Mục
tiêu
- Chứng minh ảnh hưởng nhiệt độ đến hoạt tính enzim - Khảo sát phụ thuộc hoạt tính enzim vào yếu tố nhiệt độ Thách
thức
HS tự lựa chọn thiết bị, hóa chất, mẫu vật cần thiết để bố trí thí nghiệm kiểm chứng, đánh giá ảnh hưởng nhiệt độ đến hoạt tính enzim
Yêu cầu
Bố trí thí nghiệm vẽ đồ thị biểu diễn về ảnh hưởng nhiệt độ đến hoạt tính enzim catalaza
Chuẩn bị
- Dụng cụ: Dao, ống nhỏ giọt, nhiệt kế, bình giữ nhiệt, ấm đun nước - Hóa chất: dung dịch H2O2, nước
- Mẫu vật: Lá xanh tươi (khoai lang, sắn, ) cà chua, khoai tây
Kiến thức khoa học
Nhiệt độ cung cấp lượng cho phản ứng xảy Mỗi enzim có nhiệt độ tối ưu, enzim có hoạt tính tối đa làm cho tốc độ phản ứng xảy nhanh Đa số enzim hoạt động nhiệt độ tối ưu từ 40 - 45ºC Khi nhiệt độ tăng cao so với nhiệt độ tối ưu tăng nhiệt độ làm tốc độ phản ứng giảm dần hoàn toàn hoạt tính, đa số enzim khoảng 60ºC Do nhiệt độ cao prôtêin bị biến tính nên trung tâm hoạt động enzim bị biến đổi nên hoạt tính xúc tác
Enzim bị làm lạnh không hẳn hoạt tính mà giảm hay ngừng tác động Khi nhiệt độ ấm lên enzim lại hoạt động bình thường
Đánh giá
Bố trí thí nghiệm phù hợp Vẽ đồ thị biểu diễn về ảnh hưởng nhiệt độ đến hoạt tính enzim catalaza
Quy trình
thực hiện
Chuẩn bị:
- Các hộp giữ nhiệt có nhiệt độ ổn định 0ºC, 15ºC, 30ºC, 45ºC, 60ºC - Chuẩn bị dung dịch catalaza:
+ Cân 5g tươi khoai tây, cà chua cho vào cối nghiền chày, thêm từ từ 2-3ml nước ít CaCO3 để trung hòa dung dịch chiết
(đến ngừng tạo bọt CO2)
+ Chuyển toàn mẫu nghiền vào bình định mức, thêm nước cất đến 100ml, lắc đều, để lắng khoảng 30 phút, lọc thu dung dịch
- Cắt 15 mẩu giấy lọc có kích thước 5mm x 5mm Sử dụng kẹp để tránh chạm tay lên mẩu giấy lọc
Tiến hành:
(29)15ºC, 30ºC, 45ºC, 60ºC khoảng 20-30 phút nước sôi khoảng phút Cho 5ml dung dịch H2O2 3% vào ống nghiệm khác tương ứng
3 Dùng kẹp lấy mẩu giấy lọc nhúng vào ống nghiệm dịch chiết
4 Đưa mẩu giấy lọc xuống đáy ống nghiệm chứa dung dịch H2O2
bấm đồng hồ tính đến mẩu giấy lên bề mặt dung dịch Ghi lại thời gian vào bảng lặp lại bước 3, lần Làm theo bước – cho giá trị nhiệt độ khác
7 Vẽ biểu đồ thể thời gian để mẩu giấy lên với nhiệt độ
Thu hoạch
Hãy ghi kết vào bảng sau: Nhiệt
độ
Thời gian để mẩu giấy lọc lên trên
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình Ghi chú 0ºC
15ºC 30ºC 45ºC 60ºC
100ºC Đun sôi
Thảo luận
- Nghiên cứu tài liệu, thảo luận nhóm trả lời câu hỏi:
Câu hỏi Trả lời
1 Nhiệt độ ảnh hưởng đến hoạt tính enzim? Khoảng nhiệt độ tối ưu bao nhiêu?
2 Tác động việc đun sơi dịch chiết gì?
3 Tại mẩu giấy lọc cần có kích thước giống nhau? Nguyên nhân dẫn đến sai sót kết thí nghiệm
Nhiệm vụ Đánh giá ảnh hưởng độ pH đến hoạt tính enzim catalaza
Mục tiêu
- Chứng minh ảnh hưởng độ pH đến hoạt tính enzim - Khảo sát phụ thuộc hoạt tính enzim vào yếu tố độ pH Thách
thức
HS tự lựa chọn thiết bị, hóa chất, mẫu vật cần thiết để bố trí thí nghiệm kiểm chứng, đánh giá ảnh hưởng độ pH đến hoạt tính enzim
Yêu cầu
Bố trí thí nghiệm vẽ đồ thị biểu diễn về ảnh hưởng độ pH đến hoạt tính enzim catalaza
Chuẩn bị
- Dụng cụ: Dao, ống nhỏ giọt, bút đo độ pH (hoặc giấy quỳ)
- Hóa chất: dung dịch H2O2, nước cất, dung dịch đệm có pH khác
- Mẫu vật: Lá xanh tươi (khoai lang, sắn, ) cà chua, khoai tây Kiến
thức
(30)khoa học
trong pH thích hợp (đa số từ – 8)
Hoạt tính enzim cao độ pH tối ưu, độ pH thay đổi dẫn đến kìm hãm phá hủy enzim Liên kết tĩnh điện có enzim nhạy cảm với nồng độ ion H+ Dung dịch có nhiều ion H+ phân tử enzim
tích điện âm ít tích điện dương nhiều, làm ảnh hưởng đến liên kết ion liên kết hiđrô cấu trúc enzim
Dung dịch đệm dạng dung dịch có khả trì độ pH ban đầu dung dịch không đổi tác động tác nhân làm thay đổi môi trường từ bên
Đánh giá
Bố trí thí nghiệm phù hợp Vẽ đồ thị biểu diễn về ảnh hưởng độ pH đến hoạt tính enzim catalaza
Quy trình
thực hiện
Chuẩn bị: Pha dung dịch đệm photphat:
- Pha dung dịch NaH2PO4 0,2M (a): hòa tan 27,8g NaH2PO4 bình định
mức, thêm nước cất đến 1000 ml
- Pha dung dịch Na2HPO4 0,2M (b): hòa tan 53,05g Na2HPO4.7H2O
71,7g Na2HPO4.12H2O bình định mức, thêm nước cất đến 1000 ml
Dung dịch đệm photphat có pH khác phụ thuộc vào số ml dung dịch (a) số ml dung dịch (b) với tổng thể tích 200 ml:
(a) (b) pH (a) (b) pH (a) (b) pH 93,5 6,5 5,6 62,5 37,5 6,6 13,0 87,0 7,6 87,7 12,3 6,0 39,0 61,0 7,0 5,3 94,7 8,0 Tiến hành:
1 Ghi nhãn ống nghiệm giá trị pH 5,6; 6,0; 6,6; 7,0; 7,6; 8,0 Cho 5ml dung dịch H2O2 3% vào ống nghiệm
3 Thêm 5ml dung dịch đệm có pH tương ứng vào ống nghiệm Dùng kẹp lấy mẩu giấy lọc nhúng vào dịch chiết
5 Đưa mẩu giấy lọc xuống đáy ống nghiệm chứa dung dịch H2O2
dung dịch đệm pH = 5,6 bấm đồng hồ tính đến mẩu giấy lên bề mặt dung dịch
6 Ghi lại thời gian vào bảng lặp lại bước 4, lần Làm theo bước – cho giá trị pH khác
(31)pH Thời gian để mẩu giấy lọc lên trên
Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình Ghi chú 5,6
6,0 6,6 7,0 7,6 8,0
Thảo luận
- Nghiên cứu tài liệu, thảo luận nhóm trả lời câu hỏi:
Câu hỏi Trả lời
1 Enzim có giá trị pH tối ưu khơng? Giá trị kết cho thấy điều đó?
2 Kết thí ngiệm có chứng minh cho giả thuyết đặt ra, bác bỏ giả thuyết? Nguyên nhân dẫn đến sai sót kết thí nghiệm
Nhiệm vụ Đánh giá ảnh hưởng chất đến hoạt tính enzim catalaza Mục
tiêu
Chứng minh khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất (H2O2) đến
hoạt tính enzim Thách
thức
HS lựa chọn thiết bị, hóa chất, mẫu vật cần thiết để bố trí thí nghiệm kiểm chứng, đánh giá ảnh hưởng nồng độ chất đến hoạt tính enzim Yêu
cầu
Bố trí thí nghiệm vẽ đồ thị biểu diễn về ảnh hưởng nồng độ chất đến hoạt tính enzim catalaza
Chuẩn bị
- Dụng cụ: Dao, ống nhỏ giọt, bình giữ nhiệt, tủ đá, ấm đun nước - Hóa chất: dung dịch H2O2, nước cất,
- Mẫu vật: Lá xanh tươi (khoai lang, sắn, ) cà chua, khoai tây
Kiến thức khoa học
Tốc độ phản ứng biến đổi theo nồng độ chất làm thay đổi xác suất va chạm hiệu chất enzim Ở nồng độ chất thấp, nhiều phân tử enzim có trung tâm hoạt động chưa liên kết với chất nên tốc độ phản ứng tăng lên tăng nồng độ chất Khi nồng độ chất cao, hầu hết trung tâm phản ứng liên kết với chất làm cho số phân tử enzim trở thành yếu tố giới hạn tốc độ phản ứng ít phụ thuộc vào nồng độ chất có khuynh hướng đạt cực đại nồng độ enzim định
Đánh giá
- Bố trí thí nghiệm phù hợp
(32)Quy trình
thực hiện
1 Cho 5ml dung dịch H2O2 nồng độ 1%, 5%, 10%, 20%, 30% vào ống
nghiệm ghi nhãn
2 Dùng kẹp lấy mẩu giấy lọc nhúng vào ống nghiệm dịch chiết
3 Đưa mẩu giấy lọc xuống đáy ống nghiệm chứa dung dịch H2O2
bấm đồng hồ tính đến mẩu giấy lên bề mặt dung dịch
4 Ghi lại thời gian vào bảng lặp lại bước 2, lần nồng độ khác dung dịch chất (H2O2)
5 Vẽ biểu đồ thể thời gian để mẩu giấy lên với trường hợp
Thu hoạch
Hãy ghi kết vào bảng sau: Nồng độ
H2O2
Thời gian để mẩu giấy lọc lên trên
Lần 1 Lần 2 Lần Trung bình Ghi chú 1%
5% 10% 20% 30%
Thảo luận
Nghiên cứu tài liệu, thảo luận nhóm trả lời câu hỏi:
Câu hỏi Trả lời
1 Nồng độ H2O2 ảnh hưởng
đến hoạt tính enzim?
2 Hãy giải thích thay đổi tốc độ phản ứng thí nghiệm
3 Nếu tiếp tục tăng nồng độ chất (H2O2) có tượng gì?
4 Ngoài nồng độ H2O2, kết thí nghiệm
này phụ thuộc vào yếu tố nào?
Nhiệm vụ Đánh giá ảnh hưởng chất ức chế đến hoạt tính enzim catalaza Mục
tiêu
Chứng minh khảo sát ảnh hưởng chất ức chế đến hoạt tính enzim
Thách thức
HS tự lựa chọn thiết bị, hóa chất, mẫu vật cần thiết để bố trí thí nghiệm nhằm kiểm chứng, đánh giá ảnh hưởng chất ức chế nồng độ khác đến hoạt tính enzim
Yêu cầu
Bố trí thí nghiệm vẽ đồ thị biểu diễn về ảnh hưởng nồng độ chất đến hoạt tính enzim catalaza
(33)bị - Hóa chất: dung dịch H2O2, nước cất, Fe
2+ (FeSO 4)
- Mẫu vật: Lá xanh tươi (khoai lang, sắn, ) cà chua, khoai tây
Kiến thức khoa học
Hoạt tính enzim bị thay đổi có mặt chất ức chế Có loại:
- Các chất ức chế cạnh tranh: chất có cấu trúc hình dạng tương tự cấu trúc chất, có khả kết hợp vào trung tâm hoạt động enzim chiếm chỗ kết hợp chất, làm giảm số lượng phân tử enzim kết hợp với chất
- Các chất ức chế không cạnh tranh: Chất kết hợp với enzim chỗ khác với trung tâm hoạt động làm thay đổi cấu trúc không gian phân tử enzim ảnh hưởng cho hoạt tính xúc tác làm giảm tốc độ phản ứng
Thực tế, enzim catalaza bị ức chế NaN3, FeCl3, FeSO4, NaCl
Đánh giá
Bố trí thí nghiệm phù hợp về ảnh hưởng chất ức chế đến hoạt tính enzim catalaza
Quy trình
thực hiện
1 Cho 5ml dịch chiết vào ống nghiệm ghi nhãn
2 Thêm vào ống nghiệm 5ml dung dịch FeSO4 nồng độ 1%,
5%, 10%, 15%; cho 5ml nước cất vào ống nghiệm lại
3 Dùng kẹp lấy mẩu giấy lọc nhúng vào ống nghiệm dịch chiết
4 Đưa mẩu giấy lọc xuống đáy ống nghiệm chứa dung dịch H2O2
bấm đồng hồ tính đến mẩu giấy lên bề mặt dung dịch
5 Ghi lại thời gian vào bảng lặp lại bước 3, lần với nồng độ khác chất ức chế (FeSO4)
6 Vẽ biểu đồ thể thời gian để mẩu giấy lên với trường hợp
Thu hoạch
Hãy ghi kết vào bảng sau: Nồng độ
CuSO4
Thời gian để mẩu giấy lọc lên trên Ghi chú Lần 1 Lần 2 Lần 3 Trung bình
0% 5ml nước cất
1% 5% 10% 15% Thảo
luận
Nghiên cứu tài liệu, thảo luận nhóm trả lời câu hỏi:
Câu hỏi Trả lời
1 Nồng độ CuSO4 ảnh hưởng đến
hoạt tính enzim?
(34)ứng thí nghiệm
3 Nếu tiếp tục tăng nồng độ CuSO4 có
hiện tượng gì? Giải thích
Nhiệm vụ Đánh giá ảnh hưởng nồng độ enzim đến hoạt tính enzim Mục
tiêu
Chứng minh khảo sát ảnh hưởng nồng độ enzim đến hoạt tính enzim
Thách thức
HS tự lựa chọn thiết bị, hóa chất, mẫu vật cần thiết để bố trí thí nghiệm nhằm kiểm chứng, đánh giá ảnh hưởng nồng độ enzim khác đến hoạt tính enzim
Yêu cầu
Bố trí thí nghiệm vẽ đồ thị biểu diễn về ảnh hưởng nồng độ enzim đến hoạt tính enzim catalaza
Chuẩn bị
- Dụng cụ: Dao, ống nhỏ giọt, bình giữ nhiệt, tủ đá, ấm đun nước - Hóa chất: dung dịch H2O2, nước cất,
- Mẫu vật: Lá xanh tươi (khoai lang, sắn, ) cà chua, khoai tây Kiến
thức khoa học
Tốc độ phản ứng biến đổi theo nồng độ enzim Mỗi enzim có trung tâm hoạt động để liên kết làm biến đổi chất, có nhiều enzim nhiều chất biến đổi Với lượng chất xác định, nồng độ enzim cao hoạt tính xúc tác enzim tăng Khi số phân tử enzim tăng tốc độ phản ứng cực đại tăng lên tương ứng
Đánh giá
Bố trí thí nghiệm phù hợp về ảnh hưởng nồng độ enzim đến hoạt tính enzim catalaza
Quy trình
thực hiện
1 Pha loãng dịch chiết enzim ban đầu nước cất theo tỉ lệ (v/v): : 1; : 2; : 3; : 4; :
2 Cho 5ml dịch chiết tỉ lệ pha loãng vào ống nghiệm ghi nhãn; 5ml dịch chiết gốc vào ống nghiệm thứ
3 Dùng kẹp lấy mẩu giấy lọc nhúng vào ống nghiệm dịch chiết
4 Đưa mẩu giấy lọc xuống đáy ống nghiệm chứa dung dịch H2O2
bấm đồng hồ tính đến mẩu giấy lên bề mặt dung dịch
5 Ghi lại thời gian vào bảng lặp lại bước 3, lần với nồng độ khác enzim
6 Vẽ biểu đồ thể thời gian để mẩu giấy lên với trường hợp Thu
hoạch
Hãy ghi kết vào bảng sau: Tỉ lệ pha
loãng
(35)1 : 2 1 : 3 1 : 4 1 : 5
Thảo luận
Nghiên cứu tài liệu, thảo luận nhóm trả lời câu hỏi:
Câu hỏi Trả lời
1 Tỉ lệ pha loãng dịch chiết (nồng độ enzim) ảnh hưởng đến hoạt tính enzim?
2 Hãy giải thích thay đổi tốc độ phản ứng thí nghiệm
(36)Phụ lục PHIẾU KHẢO SÁT Ý KIẾN GIÁO VIÊN
Kính gửi Q Thầy/Cơ giáo!
Để thực cho mục đích nghiên cứu đề tài SKKN, xin Thầy/Cơ vui lịng cho biết ý kiến về số vấn đề cách đánh dấu chéo (X) vào ô lựa chọn Mong nhận ủng hộ Thầy/Cô giáo Xin chân thành cảm ơn!
– Thầy/Cô công tác trường:… ……… … Tỉnh:…… …… – Số năm công tác:……… ……… ……… Thầy/Cô đọc hay nghe nói về vấn đề sau chưa?
Có Chưa
STEM
Giáo dục STEM
2 Thầy/Cô tổ chức dạy học theo định hướng giáo dục STEM thực tế chưa? Đã áp dụng Chưa áp dụng
2 STEM có ý nghĩa với Thầy/Cô?
Không quan tâm
Mới nghe nói đến
Rất muốn tìm hiểu
Đang tìm hiểu
Đang nghiên cứu về STEM Theo Thầy/Cơ, giáo dục STEM gì?
……… …
……… ………
4 Theo Thầy/Cô, giáo dục STEM dạy học Trung học phổ thơng nước ta có quan trọng hay khơng? Tại sao?
Có quan trọng Khơng quan trọng
Thầy/Cơ vui lịng cho biết lí do:
(37)(38)Phụ lục MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM
Hình 1, Mẩu giấy lọc tẩm H2O2 lên dịch chiết lá
Hình 3, Quá trình thực nhiệm vụ học sinh