9. Cấu trúc luận văn
2.3. Quy trình dạy học Sinh học có sử dụng thí nghiệm
Quy trình dạy học Sinh học có sử dụng TN là trình tự thực hiện các thao tác hƣớng dẫn HS nghiên cứu TN nhằm khám phá kiến thức và kĩ năng mới hoặc củng cố, mở rộng kiến thức và nâng cao các kĩ năng đã có. Nói cách khác, quy trình dạy học Sinh học có sử dụng TN là dùng TN để tổ chức hoạt động học tập cho HS nhằm phát triển các tri thức, kĩ năng, kĩ xảo cho HS.
Dạy học TN đƣợc sử dụng trong các bài nghiên cứu kiến thức mới có thể đƣợc thực hiện dƣới nhiều cách tiếp cận khác nhau, mỗi cách đều có những điểm tích cực đối với quá trình dạy học. Song, tùy vào điều kiện cụ thể với mục tiêu và nội dung riêng của từng bài để lựa chọn phƣơng pháp hợp lí nhằm đạt hiệu quả tối ƣu.
Dựa trên tài liệu tham khảo “Thiết kế hoạt động thực hành TN theo định hƣớng phát triển năng lực nghiên cứu khoa học của HS trong dạy học phần sinh học cơ thể - Sinh học 11” của nhóm tác giả Đặng Thị Dạ Thủy – Trần Văn Bảo trên tạp chí Giáo dục [29], chúng tôi đã nghiên cứu và phát triển tiến trình dạy học có sử dụng TN theo định hƣớng phát triển năng lực cho HS nhƣ trên sơ đồ hình 2.1:
Sơ đồ 2.1. Tiến trình dạy học có sử dụng thí nghiệm
Bƣớc 1: lựa chọn nội dung dạy học có sử dụng thí nghiệm. Căn cứ vào cấu trúc nội dung chƣơng trình, mục tiêu cần đạt trong mỗi lớp học, mục tiêu từng phần kiến thức để GV lựa chọn nội dung dạy học phù hợp sử dụng TN.
Ví dụ: trong chƣơng “Chuyển hóa vật chất và năng lƣợng” phần thực vật có các bài học rất phù hợp để thiết kế thí nghiệm dạy học nhƣ: trao đổi nƣớc và muối khoáng, thoát hơi nƣớc, dinh dƣỡng nitơ, quang hợp, hô hấp.
Bƣớc 2. Phân tích nội dung, xác định các thí nghiệm. GV phân tích các thành phần kiến thức của từng bài học, từ đó xác định các thí nghiệm có thể thực hiện đƣợc tƣơng ứng với từng nội dung. Cần phân tích mối quan hệ giữa kiến thức của bài học với các hiện tƣợng sinh học hay ứng dụng thực tiễn làm cơ sở cho việc thiết kế các bài thực hành.
Ví dụ: khi chọn bài “Thoát hơi nƣớc”, GV và HS cùng phân tích nội dung thành phần kiến thức của bài, xem xét mối quan hệ giữa kiến thức của
Tiến hành thí nghiệm
Thiết kế kế hoạch dạy học
Lựa chọn nội dung dạy học có sử dụng thí nghiệm
Phân tích nội dung, xác định các thí nghiệm
Thiết kế hoạt động thí nghiệm
bài với các hiện tƣợng sinh học gần gũi trong đời sống, từ đó làm cơ sở xác định 3 thí nghiệm tƣơng ứng với 3 phần kiến thức bài học:
Thí nghiệm 1 (ứng với nghiên cứu phần I): chứng minh thoát hơi nƣớc là động lực đầu trên của dòng mạch gỗ.
Thí nghiệm 2 (ứng với nghiên cứu phần II): so sánh tốc độ thoát hơi nƣớc ở các loại lá cây và ở 2 mặt trên - dƣới của lá cây.
Thí nghiệm 3 (ứng với nghiên cứu phần III): tìm hiểu ảnh hƣởng của các nhân tố ngoại cảnh đến quá trình thoát hơi nƣớc.
Bƣớc 3. Thiết kế hoạt động thí nghiệm. GV lựa chọn và xác định các nội dung của TN nhƣ: nguyên liệu, dụng cụ, điều kiện tiến hành, giả thuyết, các bƣớc tiến hành và kết quả TN. GV có thể mã hóa các bƣớc của TN thành các khâu của quá trình dạy học sao cho hợp lí, linh hoạt và đạt mục tiêu dạy học. Tùy đối tƣợng HS và tùy mức độ khó của thí nghiệm để GV xác định đối tƣợng thiết kế TN (GV hoặc GV hƣớng dẫn HS hoặc HS).
Ví dụ: trong TN chứng minh thoát hơi nƣớc ở lá là động lực đầu trên của dòng mạch gỗ, GV và HS cần: Chuẩn bị:
- Dụng cụ: 2 cốc nhựa trong 600ml, ống đong 100ml, kéo, thƣớc đo mm.
- Mẫu vật: 2 cây đậu đều nhau
- Hóa chất: nƣớc, dầu ăn
Tiến hành: trồng 2 cây đậu trong 2 cốc nhựa trong với điều kiện sau: Cốc 1 Cây đậu + 500ml nƣớc, nhỏ dầu ăn phủ kín mặt nƣớc.
Cốc 2 Cây đậu đã cắt hết lá + 500ml nƣớc, nhỏ dầu ăn phủ kín mặt nƣớc.
Sau 2 đêm, đo và so sánh mực nƣớc còn lại ở 2 cốc. Phân tích thí nghiệm
- Nhỏ dầu ăn phủ kín mặt nƣớc tránh nƣớc bị bốc hơi qua bề mặt. - Cây trong cốc 2 bị cắt hết nhằm loại bỏ thoát hơi nƣớc qua lá.
- Sau 2 đêm, thƣớc đo để so sánh lƣợng nƣớc còn lại trong 2 cốc nhựa trong. Qua đó chứng minh vai trò của thoát hơi nƣớc đối với việc hút nƣớc của rễ cây và vận chuyển của mạch gỗ.
Điều kiện: 2 cây đậu đều nhau, các điều kiện khác giống nhau ở 2 cốc. Bƣớc 4. Tiến hành thí nghiệm. GV và HS thực hiện TN đã xác định ở bƣớc 3. Sử dụng máy ảnh, máy quay, sổ ghi chép để thu thập đầy đủ thông tin nhƣ: cách bố trí, hiện tƣợng, kết quả thí nghiệm và báo cáo kết quả. Tùy đối tƣợng HS, độ khó của mỗi thí nghiệm, điều kiện cơ sở vật chất mà GV có thể tự làm TN hoặc hƣớng dẫn HS hoặc yêu cầu HS tự làm TN tại phòng TN hoặc ở lớp hoặc ở nhà hoặc vƣờn trƣờng.
Ví dụ: TN “chứng minh thoát hơi nước là động lực đầu trên của dòng
mạch gỗ” rất dễ làm, GV yêu cầu HS tự thiết kế và làm ở nhà, chụp ảnh kết
quả TN để báo cáo hoặc mang sản phẩm đến lớp. Nhƣng TN “so sánh tốc độ thoát hơi nước ở các loại lá cây và ở 2 mặt lá cây” đòi hỏi nhiều dụng cụ, hóa chất, giấy tẩm nên cần hƣớng dẫn cụ thể để TN thành công và nên làm ngay tại lớp cho dễ quan sát kết quả.
Bƣớc 5. Thiết kế kế hoạch dạy học bài học có sử dụng các hoạt động thí nghiệm. Trong quá trình GV thiết kế bài học, hoạt động thí nghiệm đƣợc coi là phƣơng thức dạy học chủ chốt. Căn cứ vào mục đích dạy học, GV cần xác định hoạt động thí nghiệm sẽ đƣợc sử dụng trong nội dung nào, khâu nào của quá trình dạy học. GV cần xác định các TN đƣợc tổ chức theo cá nhân hay nhóm HS và có cần sự giúp đỡ của GV không; địa điểm thực hiện (ở nhà, phòng thí nghiệm, lớp học hay ngoài thực địa). Trên những cơ sở đó, GV soạn kế hoạch dạy học cho phù hợp.
Ví dụ: trong bài “Thoát hơi nƣớc”, chúng tôi sử dụng 3 thí nghiệm trên làm phƣơng thức dạy học tƣơng ứng với 3 nội dung lớn trong bài. HS đƣợc GV hƣớng dẫn tiếp cận và chinh phục kiến thức thông qua thực hành thí
nghiệm. Mỗi nhóm sẽ thực hiện một TN nhƣng nghiên cứu cả 3 TN theo kĩ thuật trạm, sau đó hoàn thành các phiếu học tập để chốt kiến thức.
Bƣớc 6. Tiến hành kế hoạch dạy học. GV tổ chức dạy học thông qua các thí nghiệm. Bƣớc này cần sự linh hoạt tùy đối tƣợng HS, cơ sở vật chất, thời gian sao cho phù hợp.
Ví dụ: trong phần 2.4.1 dƣới đây chúng tôi thiết kế kế hoạch dạy học bài “Thoát hơi nƣớc” có sử dụng 3 thí nghiệm làm phƣơng tiện dạy học. Đối tƣợng HS có nhận thức rất tốt nên chúng tôi chọn phƣơng án hƣớng dẫn HS thiết kế TN để khai thác bài học. Các dụng cụ và mẫu vật hoàn toàn do HS chuẩn bị, GV chỉ cung cấp giấy lọc, dung dịch coban clorua, bản kính và kẹp gỗ. Thời gian hoạt động trên lớp chỉ có 45 phút nhƣng HS phải chuẩn bị sẵn TN 1, 2, 3 ở nhà trƣớc lần lƣợt 2 ngày, 1 giờ và 4 tuần.
Các hoạt động 1, 2, 3 lần lƣợt đƣợc khai thác dƣới dạng 3 TN của các nhóm HS nhằm chiếm lĩnh tri thức và hình thành năng lực cho HS.