8. Cấu trúc của luận văn
2.2. Nội dung thực hành trong Sinh học 10
Chương trình Sinh học 10 có 52 tiết gồm: 36 tiết lí thuyết, 10 tiết thực hành và 6 tiết ôn tập kiểm tra. Các bài thực hành theo quy định trong Sinh học 10 được phân phối và có nội dung cụ thể như sau:
Bảng 2.2. Các bài thực hành trong sinh học 10
Phần hai. SINH HỌC TẾ BÀO
Chương Sinh học tế bào
Chương II. Cấu trúc của tế bào Bài 12. Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh
Chương III. Chuyển hóa vật chất
và năng lượng Bài 15. Một số thí nghiệm về enzim Chương IV. Phân bào Bài 20. Thực hành: Quan sát các kì của
nguyên phân trên tiêu bản rễ hành Phần ba. SINH HỌC VI SINH VẬT
Chương Sinh học vi sinh vật
Chương I. Chuyển hóa vật chất
và năng lượng ở vi sinh vật Bài 24. Thực hành: Lên men etilic và lactic Chương II. Sinh trưởng và sinh
sản của vi sinh vật
Bài 28. Thực hành: Quan sát một số vi sinh vật
Nhận xét:
- Số tiếtthực hành trong chương trình Sinh học 10 được quy định như trên theo chúng tôi là còn rất hạn chế. Mặt khác, các bài thực hành được bố trí ở cuối các chương, do đó các bài thực hành này thường chỉ mang tính chất ôn tập, củng cố, khắc sâu kiến thức, minh họa cho các kiến thức lý thuyết đã được trình bày trong các bài học trước đó và các bài thực hành phần lớn được trình bày dưới hình thức nêu sẵn từng bước trong quy trình thực hành cho học sinh, điều này mới chỉ có tác dụng rèn kĩ năng, thao tác chân tay trong thực hành cho HS là chủ yếu chưa kích thích được tư duy tích cực và sáng tạo của học sinh.
- Qua nghiên cứu chúng tôi nhận thấy rằng: theo phân phối chương trình thì các bài thực hành được bố trí trong thời lượng 45 phút của tiết học. Tuy nhiên, không phải bài thực hành nào GV cũng có thể tiến hành trong thời gian một tiết học, chẳng hạn như trong bài thực hành “Một số thí nghiệm về enzim”, với thí nghiệm về enzim catalaza, việc chuẩn bị mẫu vật mất khoảng 5 phút; việc luộc chín, cho khoai tây vào nước đá mất khoảng 30 phút; nhỏ H2O2, quan sát cũng mất khoảng 5 phút, như vậy chỉ một thí nghiệm với một loại enzim trong bài đã mất thời gian khoảng 45 phút, do đó GV rất khó để đạt được mục tiêu bài học. Mặt khác giá trị của các thí nghiệm không chỉ được khai thác trong các khâu ôn tập, củng cố kiến thức mà nó còn được khai thác có hiệu quả trong tất cả các khâu của quá trình dạy học như nghiên cứu tài liệu mới, kiểm tra đánh giá. Trên cơ sở đó chúng tôi tiến hành rà soát và đề xuất một số biện pháp tổ chức hoạt động học tập cho học sinh nhằm phát triển năng lực thực hành trong quá trình dạy học bộ môn. Đối với các bài thực hành theo quy định trong SGK, chúng tôi thiết kế lại về cách tiếp cận và quy trình tổ chức thực hiện theo mục tiêu phát triển năng lực thực hành, thí nghiệm cho học sinh.
2.3. Một số biện pháp nhằm phát triển năng lực thực hành, thí nghiệm cho học sinh trong dạy học Sinh học tế bào - Sinh học 10
2.3.1.Thiết kế quy trình hướng dẫn thực hành Sinh học
Dạy thực hành, mục đích là rèn luyện cho HS các kĩ năng thực hành, các đức tính kiên nhẫn, biết chấp nhận thử thách và tự tìm cách vượt qua các thách thức để đạt được mục tiêu của mình. Vì vậy HS phải tự mình làm thí nghiệm cho dù các thao tác ban đầu còn vụng về và có thể thất bại. Như vậy, nếu quan niệm thực hành chỉ là minh họa, trình diễn để HS xem thì việc tổ chức cho cả lớp học sinh vào một phòng thí nghiệm làm cùng lúc là được nhưng HS không thể hình thành được kỹ năng cũng như rèn luyện được những đức tính cần thiết của người làm khoa học. Còn nếu để HS tự làm thì lại phải chia lớp thành nhiều
nhóm nhỏ (tối đa khoảng 10 em) thì các em mới có thể tự làm thí nghiệm được và HS chỉ hình thành được kỹ năng khi được làm đi làm lại nhiều lần một kỹ năng nhất định.
Một quan niệm không đúng về dạy thực hành là GV thường không đưa ra các tình huống khác thường để dạy HS cách phân tích rút ra các kết luận phù hợp cũng như không biết cách tìm ra nguyên nhân khi thí nghiệm không ủng hộ giả thuyết ban đầu. Ví dụ, khi làm bài thực hành chứng minh ảnh hưởng của cường độ ánh sáng đến tốc độ quang hợp ở cây thủy sinh là rong đuôi chó. Cường độ quang hợp được tính bằng lượng O2 thoát ra (đếm bằng số bọt khí/phút hoặc bằng khối lượng O2 thu được trong ống nghiệm) còn cường độ ánh sáng có thể được thay đổi bởi khoảng cách chiếu sáng hoặc bởi công suất của bóng đèn. Trong bài học này ngoài thí nghiệm trên, GV có thể tạo ra tình huống trong đó cùng một cây rong đuôi chó ở thí nghiệm trước tạo ra rất nhiều O2 thì trong thí nghiệm khác lại không nhả ra một bọt khí O2 nào cho dù có cho đèn vào gần hơn hoặc công suất bóng đèn tăng lên nhiều lần. Học sinh được yêu cầu phải tìm ra nguyên nhân (đưa ra giả thuyết) và làm thí nghiệm ủng hộ giả thuyết của mình là đúng. Như vậy, mục đích cốt lõi của dạy thực hành là rèn các kỹ năng khéo léo trong các thao tác tay chân, các kỹ năng bố trí thí nghiệm, thu thập kết quả, giải thích kết quả thực nghiệm, lý giải đưa ra các giả thuyết và tự tiến hành các thí nghiệm ủng hộ hay bác bỏ giả thuyết của mình chứ không đơn thuần là minh họa cho các bài lý thuyết. Dạy thực hành phát triển các kĩ năng tổng hợp và do vậy tất cả các HS cần được dạy thực hành. Điểm của học sinh cao hay thấp không phụ thuộc nhiều vào thiết bị (trừ khi học sinh chưa được làm quen với thiết bị đó). Vì sử dụng thiết bị hiện đại cũng chỉ để thu thập số liệu, trong khi đó các kĩ năng đơn giản như pha loãng hóa chất, xử lý số liệu thu được như vẽ đồ thị, rút ra các kết luận phù hợp, biết cách sắp xếp thời gian hợp lý vv… lại quyết định kết quả cuối cùng.
Qui trình làm thí nghiệm có thể gồm các bước như sau:
- Bước 1. Chuẩn bị thí nghiệm: GV phải có kế hoạch đảm bảo chuẩn bị đầy đủ dụng cụ, hóa chất, mẫu vật và các điều kiện cần thiết khác để thí nghiệm thành công. Có thể giao cho HS chuẩn bị nhưng phải kiểm tra.
- Bước 2. Phổ biến nội qui an toàn phòng thí nghiệm: Ngay khi bắt đầu một bài thực hành, giáo viên cần phải hướng dẫn cho học sinh về qui tắc an toàn trong phòng thí nghiệm. Điều này là hết sức cần thiết và phải làm ngay mỗi lần học sinh vào phòng thí nghiệm. Bên cạnh đó cũng cần phổ biến cách cấp cứu trong những trường hợp cần thiết như bỏng hóa chất, băng bó khi bị thương vv…
- Bước 3. Giáo viên giới thiệu qui trình thí nghiệm: Học sinh có thể tự đọc qui trình thí nghiệm (nếu có sẵn trong bài thực hành) hoặc giáo viên giới thiệu cho học sinh. Sau đó học sinh tự kiểm tra các loại hóa chất thiết bị, mẫu vật xem có đáp ứng được với yêu cầu bài thực hành hay không.
- Bước 4. Tiến hành thí nghiệm: Học sinh tự tiến hành thí nghiệm theo qui trình đã cho để thu thập số liệu.
- Bước 5: Mô tả kết quả thí nghiệm. HS viết ra (hoặc nói ra) các kết quả quan sát thấy trong quá trình làm thí nghiệm.
- Bước 6. Xử lý số liệu thực nghiệm: Học sinh xử lý số liệu và viết báo cáo thí nghiệm nộp cho giáo viên. Cuối buổi GV có thể đưa ra các tình huống khác với thí nghiệm để học sinh suy ngẫm và tìm cách lý giải. Phần này GV có thể tham khảo sách Sinh học của Campbell & Reece ở mục “Điều gì nếu?” sau mỗi thí nghiệm mà sách đưa ra.
- Bước 7. Giải thích các hiện tượng quan sát được: đây là giai đoạn có nhiều thuận lợi để tổ chức HS học theo phương pháp tích cực. GV có thể dùng hệ thống câu hỏi dẫn dắt theo kiểu nêu vấn đề giúp HS tự giải thích các kết quả. - Bước 8. Rút ra kết luận cần thiết: GV yêu cầu HS căn cứ vào mục tiêu ban đầu trước khi làm thí nghiệm để đánh giá công việc đã làm.
Chú ý: Các thí nghiệm Sinh học có thể là thí nghiệm định tính hay định lượng. Các thí nghiệm định tính thì không nên quá tiết kiệm nguyên liệu, sẽ khó quan sát kết quả. Các thí nghiệm định lượng thì cần chính xác hàm lượng các chất làm thí nghiệm mới có kết quả. Ví dụ: khi làm thí nghiệm tách chiết ADN, nếu cho ít dịch lọc hay ít chất tẩy rửa hoặc quá ít nước cốt dứa thì sẽ rất khó có kết quả khả quan.
Qui trình cho một bài thực hành có thể gồm các bước cơ bản như sau: - Bước 1. Xác định mục tiêu (cho GV và cho HS). Yêu cầu của bước này là HS phải nhận thức được và phát biểu rõ mục tiêu (trả lời câu hỏi: để làm gì?)
- Bước 2. Kiểm tra kiến thức cơ sở và kiểm tra sự chuẩn bị thực hành (trả lời câu hỏi: có làm được không?).
- Bước 3. Xác định nội dung thực hành (trả lời câu hỏi: làm như thế nào?) - Bước 4. Tiến hành các hoạt động thực hành (trả lời câu hỏi: quan sát thấy gì? Thu được kết quả ra sao?).
- Bước 5. Giải thích và trình bày kết quả, rút ra kết luận (trả lời câu hỏi: tại sao? Mục tiêu đã hoàn thành hay chưa?).
- Bước 6. Viết báo cáo thực hành.
2.3.2. Sử dụng thí nghiệm Sinh học để phát triển năng lực thực hành, thínghiệm cho học sinh trong dạy học Sinh học tế bào - Sinh học 10 nghiệm cho học sinh trong dạy học Sinh học tế bào - Sinh học 10
- Để nâng cao hiệu quả sử dụng của thí nghiệm trong quá trình dạy học, ngoài việc khắc phục những khó khăn, thiếu sót của các thí nghiệm trong SGK, giáo viên cần sử dụng thí nghiệm trong tất cả các khâu của quá trình dạy học. Có như thế mới khai thác hết giá trị dạy học của các thí nghiệm.
- Trong quá trình dạy học, GV căn cứ vào nội dung bài học, năng lực tổ chức của bản thân, điều kiện cơ sở vật chất hiện có mà sử dụng thí nghiệm sao cho hợp lí với các mục đích dạy học khác nhau. Thực tế hiện nay cho thấy trong SGK Sinh học 10, tất cả các thí nghiệm đều được đặt ở cuối mỗi chương. Điều này chứng tỏ các thí nghiệm được sử dụng để củng cố kiến thức lí thuyết, ôn tập
cho HS. Tuy nhiên, GV cũng có thể sử dụng thí nghiệm với tính chất nêu vấn đề, giúp HS lĩnh hội tri thức mới hoặc cũng có thể sử dụng với mục đích kiểm tra, đánh giá quá trình nhận thức của HS.
Sau đây là một số thí nghiệm, bài tập thí nghiệm phần Sinh học tế bào được thiết kế để sử dụng trong khâu nghiên cứu tài liệu mới:
Ví dụ 1, dạy mục “Cấu trúc của prôtêin” (Bài 5) - GV có thể thiết kế một bài tập thí nghiệm như sau: + Lấy một ít lòng trắng trứng, cho vào nước và đun nóng. + Đun nóng nước gạch cua.
- GV hỏi
+ Hiện tượng gì sẽ xảy ra? Giải thích hiện tượng đó?
+ Bài tập TN này nhằm giúp HS biết các yếu tố gây biến tính prôtêin - GV có thể đưa ra hệ thống câu hỏi định hướng như sau:
+ Câu hỏi 1. Lòng trắng trứng, gạch cua có bản chất là gì?
+ Câu hỏi 2. Ở nhiệt độ thường, lòng trắng trứng và nước gạch cua có bịvón cục lại không?
Câu hỏi 3. Nhiệt độ có vai trò gì trong các hiện tượng trên? Ví dụ 2, dạy mục “Đặc điểm chung của tế bào nhân sơ” (Bài 7) - GV có thể thiết kế và biểu diễn thí nghiệm sau:
+ Lấy một củ khoai lang đã gọt vỏ, cắt thành các khối lập phương vớicác cạnh có độ dài khác nhau (1cm, 2 cm, 3cm).
+ Cho các khối khoai lang vừa cắt vào dung dịch Iốt khoảng 2 đến 3phút sau thì vớt ra.
+ Tiếp tục cắt các khối khoai lang thành 4 phần bằng nhau để quan sátdiện tích khoai lang bị bắt màu.
- Câu hỏi:
+ Câu hỏi 1. So sánh tỉ lệ S/V (diện tích bề mặt/ thể tích) giữa các khối khoai lang?
+ Câu hỏi 2. So sánh diện tích bị bắt màu giữa các khối khoai lang? + Câu hỏi 3. Tìm mối quan hệ giữa tỉ lệ S/V với sự bắt mầu của các khối khoai lang?
+ Câu hỏi 4. Tương tự như vậy, tế bào nhân sơ có kích thước nhỏ hơn rất nhiều so với tế bào nhân thực. Kích thước nhỏ đem lại ưu thế gì cho các tế bào nhân sơ?
Ví dụ 3, dạy mục “Cấu tạo của tế bào nhân sơ” (Bài 7) - GV có thể mô tả thí nghiệm như sau:
+ Có các vi khuẩn hình cầu, hình que, hình sợi. Người ta loại bỏ thành tế bào của các vi khuẩn này rồi cho vào dung dịch có nồng độ các chất tương đương với nồng độ các chất tan có trong tế bào.
- Câu hỏi:
+ Câu hỏi 1. Dự đoán hình dạng của tế bào sau khi ngâm? + Câu hỏi 2. Kết quả đó cho phép rút ra kết luận gì?
Ví dụ 4, dạy mục “Nhân tế bào” (Bài 8)
- GV mô tả thí nghiệm:Một nhà khoa học đã tiến hành phá hủy nhân tế bào trứng loài ếch A. Sau đó lấy tế bào sinh dưỡng loài ếch B cấy vào trứng (đã mất nhân) của loài A.
- Câu hỏi:
+ Câu hỏi 1. Theo em, nhà khoa học sẽ nhận được các con ếch con có đặc điểm của loài nào?
+ Câu hỏi 2. TN này cho phép rút ra kết luận gì về nhân tế bào? Ví dụ 5, dạy bài “Tế bào nhân thực” (Bài 10)
- GV hướng dẫn HS vào nội dung bài mới bằng việc giới thiệu một thí nghiệm được miêu tả như sau: thí nghiệm lai (dung hợp) tế bào chuột với tế bào người.
Tế bào người Tế bào lai
Tế bào chuột
- Câu hỏi: Hãy dự đoán sự phân bố prôtêin ở tế bào lai nào là đúng? Giảithích?
Ví dụ 6, dạy mục “Vận chuyển thụ động” (Bài 11) - GV tiến hành biểu diễn TN:
+ Mở nắp lọ nước hoa.
+ Nhỏ một vài giọt mực vào cốc nước lọc. - Câu hỏi:
+ Câu hỏi 1. Hiện tượng gì đã xảy ra?
+ Câu hỏi 2. Hiện tượng đó là hiện tượng khuếch tán. Vậy thế nào là hiện tượng khuếch tán? Do đâu có sự khuếch tán?
+ Câu hỏi 3. Hiện tượng trên xảy ra đối với màng sinh chất của tế bào thì được gọi là vận chuyển thụ động. Vậy thế nào là vận chuyển thụ động? Vận chuyển thụ động diễn ra theo nguyên lí nào?
- Kết thúc phần này, GV có thể ra bài tập về nhà cho HS Thiết kế thí nghiệm: + Lấy một miếng da ếch sống, bịt kín miệng một phễu thủy tinh sao cho mặt trong úp vào miệng phễu.
+ Đặt úp miệng phễu đã bịt kín vào một chậu thủy tinh chứa nước. + Rót nước vào ống phễu.
- Từ thí nghiệm trên, hãy giải thích một số hiện tượng sau:
+ Hiện tượng 1. Tại sao khi ngâm sấu với đường, sau một thời gian cả nước và sấu đều có vị ngọt, chua?
+ Hiện tượng 2. Tại sao rau muống chẻ ngâm vào nước sẽ bị cong lại theo một chiều nhất định?
2.3.3. Xây dựng và sử dụng bài tập thực nghiệm để phát triển năng lựcthực hành, thí nghiệm cho học sinh trong dạy học Sinh học tế bào - Sinh thực hành, thí nghiệm cho học sinh trong dạy học Sinh học tế bào - Sinh học 10
2.3.3.1. Nguyên tắc tuyển chọn và xây dựng bài tập thực nghiệm
Bài tập thực nghiệm cần đáp ứng các nguyên tắc chung của bài tập để sử dụng trong dạy học như: tính chính xác khoa học; đảm bảo mục tiêu dạy học …