- Sinh học 11 củng cố, tiếp nối và phát triển những kiến thức Sinh học ở bậc Trung học cơ sở và lớp 10. Sinh học 11 đề cập các hoạt động sống, các quá trình sinh học cơ bản ở mức cơ thể như chuyển hóa vật chất và năng lượng, cảm ứng, sinh trưởng và phát triển, sinh sản, mối quan hệ phụ thuộc giữa các quá trình sinh học ở mức cơ thể và mức tế bào, tác động của môi trường đến các quá trình sinh học của cơ thể.
- Chương trình sinh học 11 gồm 4 chương, mỗi chương trong Sinh học 11 được chia thành 2 phần: phần A – Sinh học cơ thể thực vật, phần B – Sinh học cơ thể động vật, cụ thể như sau:
Bảng 2.1. Cấu trúc nội dung chương trình Sinh học 11, THPT Nội dung Số tiết Lí thuyết Bài tập Thực hành Ôn tập Kiểm tra Phần IV: Sinh học cơ thể
1. Chương I: Chuyển hóa vật chất và năng lượng
16 01 04 - 01
2. Chương II: Cảm ứng 09 - 02 01 01
3. Chương III: Sinh trưởng và
phát triển 06 - 01 - 01
4. Chương IV: Sinh sản 06 - 01 01 01
2.2. Phân tích mu ̣c tiêu , nô ̣i dung, cấu trúc “Chƣơng 1: Chuyển hóa vâ ̣t chất và năng lƣợng” - Sinh ho ̣c 11, THPT
2.2.1. Mục tiêu của “Chương 1: Chuyển h óa vật chất và năng lượng” - Sinh học 11, THPT
2.2.1.1. Kiến thức
- Nhận thức được chuyển hóa vật chất và năng lượng là cơ sở của sự sống. - Nêu được những quan hệ khăng khít trong hoạt động sống giữa các tế bào cũng như giữa các cơ quan với nhau.
- Trình bày được các quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng trong cơ thể động vật, thực vật.
- Nêu được sự giống nhau, khác nhau trong chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật với động vật.
2.2.1.2.Kĩ năng
Rèn luyện các kĩ năng thực hành, thí nghiệm:
- Biết được cách xác định cường độ thoát hơi nước ở thực vật. - Biết bố trí thí nghiệm về phân bón.
- Thực hành được một số thí nghiệm đơn giản về tiêu hóa, về hô hấp, về tuần hoàn ở động vật.
2.2.1.3. Thái độ.
Tiếp tục củng cố thế giới quan khoa học cho HS.
2.2.2. Cấu trú c “Chương 1: Chuyển hóa vật chất và năng lượng” - Sinh học 11, THPT
2.2.2.1. Cấu trúc nội dung chương 1, Sinh học 11
“Chương 1: Chuyển hóa vật chất và năng lượng” – Sinh học 11, THPT gồm 22 bài (từ bài 1 đến bài 22). Trong đó gồm 17 bài lý thuyết, 4 bài thực hành, và 1 bài ôn tập, nghiên cứu trên 2 nhóm đối tượng thuộc 2 giới là thực vật và động vật:
- Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật được nghiên cứu trong 14 bài (từ bài 1 đến bài 14). Trong đó có 11 bài lý thuyết, 3 bài thực hành. - Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở động vật được nghiên cứu trong 8 bài (từ bài 15 đến bài 22). Trong đó có 6 bài lý thuyết, 1 bài thực hành, 1 bài ôn tập.
- Các bài trong chương 1, Sinh học lớp 11 cụ thể như sau:
A. Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật
Bài 1. Sự hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ Bài 2. Vận chuyển các chất trong cây
Bài 3. Thoát hơi nước
Bài 4. Vai trò của các nguyên tố khoáng Bài 5. Dinh dưỡng nitơ ở thực vật
Bài 6. Dinh dưỡng nitơ ở thực vật (tiếp theo)
Bài 7. Thực hành: Thí nghiệm thoát hơi nước và thí nghiệm về vai trò của phân bón
Bài 8. Quang hợp ở thực vật
Bài 9. Quang hợp ở các nhóm thực vật C3, C4 và CAM
Bài 11. Quang hợp và năng suất cây trồng Bài 12. Hô hấp ở thực vật
Bài 13. Thực hành: Phát hiện diệp lục và carôtenôit Bài 14. Thực hành: Phát hiện hô hấp ở thực vật
B. Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở động vật
Bài 15. Tiêu hóa ở động vật
Bài 16. Tiêu hóa ở động vật (tiếp theo) Bài 17. Hô hấp ở động vật
Bài 18. Tuần hoàn máu
Bài 19. Tuần hoàn máu (tiếp theo) Bài 20. Cân bằng nội môi
Bài 21. Thực hành: Đo một số chỉ tiêu sinh lí ở người Bài 22. Ôn tập chương
2.2.2.2. Lôgic phát triển trong chương 1, Sinh học 11
Theo Nguyễn Đức Thành, Trần Hữu Lượng (2014) [31, tr. 148], trong chương 1, Sinh học 11, chuyển hóa vật chất và năng lượng được nghiên cứu ở cấp độ cơ thể, thông qua hai nhóm đối tượng thuộc hai giới là thực vật và động vật.
Ở thực vật, chuyển hóa vật chất và năng lượng được phát triển theo hướng: - Dạng vật chất thu nhận theo cơ quan: Nước và ion khoáng; O2 và CO2 - Cơ quan thu nhận: Rễ hấp thụ nước và ion khoáng; lá hấp thụ O2 và CO2. - Con đường thu nhận: Con đường gian bào và con đường tế bào chất (ở rễ); qua khí khổng (ở lá).
- Cơ chế thu nhận: Khuếch tán; thẩm thấu, hấp thụ chủ động.
- Con đường vận chuyển: Mạch gỗ vận chuyển nước, ion khoáng từ rễ lên lá; mạch rây vận chuyển các chất được tổng hợp từ lá đến cơ quan sử dụng hay dự trữ
- Cơ chế vận chuyển: Dòng mạch gỗ do ba loại lực (lực đẩy áp suất rễ, lực hút do thoát hơi nước ở lá, lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và với thành mạch); dòng mạch rây do sự chênh lệch áp suất thẩm thấu.
- Chuyển hóa: Gồm đồng hóa và dị hóa
+ Đồng hóa: Các muối khoáng tham gia cấu tạo các hợp chất hữu cơ của cơ thể. Đồng hóa nitơ (là quá trình chuyển NH4+, NO3- thành các axit amin và prôtêin đặc trưng của cơ thể). Khái niệm chuyển hóa ni tơ được mở rộng thành biến đổi nitơ trong không khí, nitơ ở dạng phân tử (N2) được các vi sinh vật cố định đạm chuyển thành NH3 để cây hấp thụ. Đồng hóa CO2 và chuyển hóa năng lượng quang năng thành hóa năng được gọi là quá trình quang hợp. Đồng hóa CO2 hay cố định CO2, tùy loại thực vật khác nhau mà con đường cố định CO2 khác nhau, từ đó hình thành khái niệm thực vật C3, thực vật C4, thực vật CAM.
+ Dị hóa: Về bản chất các con đường giống như hô hấp ở sinh học tế bào và vi sinh vật. Hô hấp ở thực vật trong Sinh học 11 được bổ sung thêm một số khái niệm, chẳng hạn, khái niệm hô hấp sáng và khái niệm đào thải nước. Hô hấp sáng được hiểu là: khi ánh sáng cao, tại lục lạp của thực vật C3 lượng CO2 cạn kiệt, O2 tích lũy cao diễn ra oxi hóa ribulôzơ 1,5 diphôtphat đến CO2. Hô hấp sáng gây lãng phí sản phẩm của quang hợp. Đào thải nước: Nước đào thải qua lá, một số chất tiết qua lỗ tiết ở một số cơ quan.
Ở động vật, quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng cũng gồm các giai đoạn như ở thực vật đã nêu, nhưng ở động vật nghiên cứu chuyển hóa vật chất và năng lượng không dựa vào cơ thể điển hình mà theo các đơn vị phân loại (ngành, lớp...) phát triển từ thấp đến cao, vì mỗi nhóm này thu nhận một loại vật chất khác nhau, cơ quan thu nhận, biến đổi vật chất trong cơ quan thu nhận, đến cách vận chuyển vật chất hấp thụ được cũng khác nhau. Do đó, cách dinh dưỡng được nghiên cứu theo dạng vật chất thu nhận và trình tự phát triển của các nhóm động vật trên thang tiêu hóa. Chẳng hạn:
- Cơ quan thu nhận phát triển từ túi đến ống tiêu hóa, ống tiêu hóa chưa phân hóa đến phân hóa thành các cơ quan khác nhau.
- Cách biến đổi thức ăn: từ tiêu hóa nội bào đến vừa nội bào vừa ngoại bào đến ngoại bào.
- Cơ chế biến đổi từ biến đổi hóa học dến phối hợp cơ học, hóa học rồi cơ học, hóa học và sinh học.
- Cơ quan thu nhận O2 từ da đến ống khí, đến mang, cuối cùng là phổi. - Cơ quan vận chuyển từ chưa có hệ tuần hoàn, đến có hệ tuần hoàn hở rồi tuần hoàn kín một vòng sang tuần hoàn kín hai vòng.
- Cơ chế vận chuyển: từ chênh lệch áp suất thẩm thấu sang chênh lệch áp lực.
- Cơ quan đào thải: từ không bào đến có những cơ quan riêng biệt như Hệ bài tiết.
Tóm lại, chuyển hóa vật chất và năng lượng trong Sinh học 11 được nghiên cứu ở cấp độ cơ thể, dù ở thực vật hay động vật đều nghiên cứu theo quá trình trao đổi chất, đó là những điểm chung ở cả thực vật hay động vật. Nhưng lại có điểm khác nhau ở thực vật và động vật là: thực vật nghiên cứu trên một loại cơ thể điển hình (thực vật có hoa), còn động vật xét theo nhóm động vật, phát triển từ thấp lên cao nên mỗi khâu của quá trình có điểm riêng phụ thuộc vào dạng vật chất mà cơ thể thu nhận.
2.3. Một số điểm lƣu ý về phƣơng pháp dạy ho ̣c
2.3.1. Định hướng phương phá p dạy học Sinh học 11
Điểm đổi mới cơ bản của chương trình và SGK hiện nay là phải phát huy tính chủ động, tích cực của HS trong học tập dưới sự hướng dẫn của GV. Tạo điều kiện để HS chủ động tham gia quá trình học tập, cùng khám phá, chiếm lĩnh kiến thức hơn là dạy cho HS theo cách ghi nhớ thụ động.
GV cần tăng cường rèn luyện cho HS các kĩ năng sống như biết cách làm việc độc lập nhưng cũng phải biết làm việc hợp tác theo nhóm. Làm việc nhóm có tác dụng rèn luyện năng lực hợp tác ở HS. Trong hoạt động hợp tác theo nhóm, mục tiêu hoạt động là chung của toàn nhóm nhưng mỗi cá nhân được phân công một nhiệm vụ cụ thể. Trong nhóm nhỏ, mỗi cá nhân phải nỗ
lực, không ỷ lại vào người khác, toàn nhóm phải phối hợp với nhau để đạt mục tiêu chung. Điều này có tác dụng chuẩn bị cho HS thích ứng với đời sống xã hội, trong đó mỗi người sống và làm việc theo sự phân công hợp tác với tập thể, cộng đồng.
Cần chú trọng rèn luyện phương pháp tự học ở HS. Hướng dẫn các kĩ năng nghiên cứu SGK cho HS. SGK được biên soạn theo hướng đổi mới, có kênh chữ và kênh hình phong phú, có nhiều câu hỏi phát huy tính tích cực và khả năng tự học của HS là điều kiện thuận lợi để tổ chức các hoạt động học tập cho HS.
HS cần được hướng dẫn kĩ năng đọc và phân tích các bảng số liệu, biểu đồ, đồ thị trong SGK, hoặc thiết lập sơ đồ về sự liên quan giữa các khái niệm. Trên cơ sở đó, phát triển ở HS các năng lực quan sát, so sánh, phân tích, tổng hợp...
Hướng dẫn HS thông qua thực hành hay qua các qua các tình huống có trong thực tiễn đời sống và sản xuất. Chú trọng vận dụng kiến thức vào thực tiễn để HS thấy được mối liên hệ biện chứng giữa cấu tạo và chức năng của cơ thể sinh vật, tăng khả năng giải thích, dự đoán lý thuyết, vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức, tư duy của HS. HS sẽ nắm bắt kiến thức tốt hơn nếu được trực tiếp tiếp xúc với đối tượng nghiên cứu, trực tiếp làm thí nghiệm với các đối tượng sống, hoặc ít nhất là với mô hình, phim ảnh. Chính vì vậy, cần chú ý tổ chức cho HS tiến hành thực hành quan sát, thực hành trong phòng thí nghiệm hoặc ngoài thiên nhiên. Tăng cường sử dụng các phương tiện trực quan, rèn luyện cho HS khả năng quan sát, thiết lập sơ đồ. Sinh học là một khoa học thực nghiệm, kiến thức sinh học thường được hình thành bằng phương pháp quan sát và thực nghiệm. Do đó, phương pháp dạy và học sinh học đòi hỏi phải có thiết bị dạy học tương ứng, đảm bảo tính trực quan.
2.3.2. Qui trình lựa chọn phương pháp dạy học
- Bước 1: Xác định mục tiêu của chương, bài (căn cứ vào chuẩn kiến thức kĩ năng).
- Bước 2: Tìm hiểu các nội dung, kiến thức kĩ năng mà HS đã biết có liên quan đến bài học.
- Bước 3: Từ nội dung trọng tâm, kiến thức kĩ năng cần hình thành, kết hợp với điều kiện cơ sở vật chất, đối tượng HS để lựa chọn phương pháp, biện pháp dạy học phù hợp.
- Bước 4: Triển khai vận dụng các phương pháp, biện pháp dạy học theo nội dung của bài.
2.4. Vận du ̣ng mô ̣t số phƣơng pháp, biện pháp dạy học tích cực trong dạy học “Chƣơng 1: Chuyển h óa vật chất và năng lƣợng” - Sinh học 11, THPT
2.4.1. Vận dụng dạy học nêu vấn đề
Khi sử dụng dạy học nêu vấn đề, thì việc xây dựng tình huống có vấn đề là quan trọng nhất. Trong dạy học “Chương 1: Chuyển hóa vật chất và năng lượng” – Sinh học 11, tôi đã lựa chọn xây dựng một số tình huống có vấn đề nhằm tích cực hóa hoạt động nhận thức cho HS. Quy trình thực hiện dạy học nêu vấn đề cụ thể trong từng tình huống theo 3 bước sau:
- Bước 1: Tạo tình huống có vấn đề - Bước 2: Giải quyết vấn đề
- Bước 3: Kết luận
Ví dụ 1: Dạy học nội dung “Hấp thụ ion khoáng” (Bài 1: Sự hấp thụ nƣớc và muối khoáng ở rễ)
Mục tiêu:
+ Nêu được các cơ chế hấp thụ ion khoáng ở thực vật.
+ Trình bày được cơ chế hấp thụ ion khoáng thụ động và chủ động. + Rèn kỹ năng quan sát, phân tích, tổng hợp và xử lý tình huống.
Sử dụng tình huống có vấn đề trong dạy học
* Nội dung: Phần II.1.b. Hấp thụ ion khoáng (Bài 1: Sự hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ).
- Bước 1: Tạo tình huống có vấn đề GV yêu cầu HS làm bài tập sau:
a. Hãy chỉ ra chiều hấp thụ ion K+
khi nồng độ ion K+ trong đất cao hơn nồng độ ion K+ trong tế bào lông hút của rễ?
b. Hãy chỉ ra chiều hấp thụ ion K+
khi nồng độ ion K+ trong đất thấp hơn nồng độ ion K+
trong tế bào lông hút của rễ?
HS dựa vào những kiến thức đã học trả lời:
+ Mô tả quá trình hấp thụ ion K+ : Ion K+ sẽ di chuyển từ đất nơi có nồng độ K+ cao vào tế bào lông hút nơi có nồng độ ion K+ thấp hơn.
+ HS có thể dự đoán sai là: ion K+ sẽ di chuyển từ tế bào lông hút nơi có nồng độ K+
cao ra đất nơi có nồng độ ion K+ thấp hơn. GV nêu tình huống có vấn đề:
Như vậy, theo nguyên tắc khuếch tán, cây có thể hấp thụ được những chất ở môi trường ngoài có nồng độ cao hơn trong tế bào (hình 2.1.a). Cho HS quan sát hình ảnh mô phỏng thí nghiệm để thấy rằng, ion K+
vẫn được tế bào lông hút hấp thụ khi nồng độ của nó trong môi trường đất nhỏ hơn trong tế bào lông hút (hình 2.1.b).
Hình 2.1. Cơ chế hấp thụ ion khoáng ở rễ thực vật
GV nêu câu hỏi phát hiện vấn đề:
Vì sao ion K+
được hấp thụ từ đất vào tế bào lông hút ngược với sự chênh lệch nồng độ? K+ K+ Đất K+ Lông hút K+ K+ K+ K + K+ K+ K+ a K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ K+ Đất K+ Lông hút b
- Bước 2: Giải quyết vấn đề + Lập kế hoạch giải quyết vấn đề:
GV tổ chức dạy học theo phương pháp làm việc nhóm. Phân chia lớp học thành 4 nhóm và giao nhiệm vụ cho từng nhóm làm việc với phiếu học tập. HS sẽ dựa vào những hiểu biết về cơ chế vận chuyển thụ động, vận chuyển chủ động qua màng tế bào và hấp thụ nước ở rễ cây để thực hiện các