9. Cấu trúc của luận văn
1.3.3. Thực tiễn khảo sát tổ chức HĐTN tại trường THPT Chuyên Bắc Kạn
Qua khảo sát thực tiễn tại trường THPT Chuyên Bắc Kạn cho thấy HĐTN diễn ra khá phong phú và đa dạng dưới nhiều hình thức tổ chức khác nhau. Tuy nhiên, đa số các HĐTN đều thực hiện tổ chức là HS giáo dục như trải nghiệm ngoài giờ học chính khóa, với việc lên kế hoạch, lịch trình và nội dung hoạt động cụ thể. Việc tổ chức HĐTN trong DH được thực hiện hiệu quả ở các bộ môn Văn, Sử, Địa và trải nghiệm của môn Lí, Hoá. Với môn Sinh học, có nhiều tiềm năng trong việc tổ chức HĐTN vì vậy KH HĐTN trong DH Sinh học được tiến hành tại khu trồng quýt tại xã Quang Thuận, huyện Bạch Thông, Bắc Kạn, do các thầy cô giáo ở bộ môn Sinh học và các thầy cô trong câu lạc bộ KHKT của trường tổ chức.
TIỂU KẾT CHƯƠNG 1
Việc phân tích số liệu khảo sát về hoạt động DH theo hướng HĐTN ở các trường THPT trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn có thể rút ra kết luận: Dạy học theo hướng theo hướng HĐTN ở một số trường THPT ở Tỉnh Bắc Kạn nói chung hiện nay gần như chưa được thực hiện, có nhiều lí do trong đó có lí do chủ quan là GV ngại thay đổi và lí do khách quan là HS chủ yếu không thi bài KHTN của kì thi THPT Quốc gia, cộng với áp lực của các kì thi nên HS chưa thực sự quan tâm đến việc vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Trong khi việc triển khai tập huấn về DH theo hướng HĐTN của sở GD&ĐT chưa được tổ chức bài bản nên nhiều GV còn hiểu rất lơ mơ về phương pháp dạy học này. Mặt khác, HS các trường THPT trện địa bàn tỉnh Bắc Kạn chủ yếu là HS nông thôn nên các em rất thích các HĐTN của bộ môn Sinh học do gắn liền với các sinh vật xung quanh. Đây chính là cơ sở, điều kiện để các GV và HS có thể tham gia các HĐTN một cách hiệu quả. Trường THPT Chuyên Bắc Kạn rất quan tâm đến tổ chức DH thông qua HĐTN nói chung cũng như vấn đề phát triển NL vận dụng kiến thức GQVĐ thực tiễn cho HS. Vì vậy, giải pháp để nâng cao chất hượng dạy và học môn Sinh học là thiết kế các chủ đề và tổ chức dạy học các chủ đề theo định hướng HĐTN. Do đó việc nghiên cứu và đề xuất mô hình dạy học theo hướng này trong bộ môn Sinh học là hoàn toàn phù hợp và thực hiện được với HS THPT nói chung và HS trường THPT Chuyên Bắc Kạn nói riêng.
Chương 2
THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC HOẠT ĐỘNG TRẢI NGHIỆM TRONG DẠY HỌC “SINH HỌC CƠ THỂ THỰC VẬT”
Ở TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC KẠN 2.1. Nội dung “Sinh học cơ thể thực vật”
2.1.1. Phân tích nội dung
Kiến thức Sinh học cơ thể thực vật nghiên cứu về các quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng, quá trình cảm ứng, quá trình sinh trưởng phát triển và quá trình sinh sản của thực vật. Chương trình gồm 4 chương [9]:
SINH HỌC CƠ THỂ THỰC VẬT CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT VÀ NL CẢM ỨNG SINH TRƯỞNG VÀ PHÁT TRIỂN SINH SẢN CƠ QUAN THAM GIA CHUYỂN HOÁ THÂN VẬN CHUYỂN CÁC CHẤT LÁ QUANG HỢP VÀ THOÁT HƠI NƯỚC RỄ HẤP THỤ NƯỚC VÀ KHOÁNG
Chương I. Chuyển hóa vật chất và năng lượng
Nghiên cứu các vấn đề: hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ, vận chuyển các chất trong cây, thoát hơi nước, vai trò của các nguyên tố khoáng và dinh dưỡng nitơ ở thực vật, quang hợp và hô hấp ở thực vật.
Chương II. Cảm ứng
Nghiên cứu về qua trình cảm ứng ở thực vật gồm có hướng động và ứng động. Ứng động là phản ứng của cây trước tác nhân kích thích không định hướng giúp cây thích nghi đa dạng với sự biến đổi của môi trường và đảm bảo cây tồn tại và phát triển. Hướng động là phản ứng của cơ quan thực vật đối với tác nhân kích thích từ một hướng xác định: hướng sáng, hướng trọng lực, hướng hóa, hướng nước, hướng tiếp xúc,…
Chương III. Sinh trưởng và phát triển
Nghiên cứu sinh trưởng và phát triển của thực vật và động vật. Sinh trưởng của thực vật là quá trình tăng lên về kích thước (chiều dài, bề mặt, thể tích) của cơ thể do tăng số lượng và kích thước tế bào. Sinh trưởng của động vật là sự gia tăng về kích thước và khối lượng cơ thể động vật (cả ở mức độ tế bào, mô, cơ quan và toàn bộ cơ thể) theo thời gian. Các nhân tố ảnh hưởng đến sinh trưởng vả phát triển ở động vật như các nhân tố bên trong và các hoocmon sinh trưởng và phát triển.
Chương IV. Sinh sản
Nghiên cứu về các hình thức và quá trình sinh sản của thực vật. Gồm 2 hình thức là sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính. Sinh sản ở thực vật là quá trình tạo ra những cá thể mới đảm bảo sự phát triển liên tục của loài. Gồm sinh sản bào tử và sinh sản sinh dưỡng. SGK 11 nghiên cứu sinh sản ở thực vật có hoa.
Với chương trình Sinh học 11, HS được tìm hiều về phần Sinh học cơ thể học sinh tìm hiểu được các đặc tính của chung của tổ chức sống được thể hiện ở cấp độ cơ thể, trong đó phần sinh học cơ thể động vật chú trọng cơ thể người. Từ đó học sinh được làm quen với các ứng dụng liên quan đến trồng trọt, chăn nuôi, y học, bảo vệ sức khoẻ. Sinh học 11 được trình bày theo các quá trình
sống cấp độ cơ thể tương đồng ở thực vật và động vật, ở mỗi quá trình sống thể hiện khái quát những đặc điểm chung cho cấp độ cơ thể, sau đó đi sâu nghiên cứu những điểm khác biệt ở cơ thể thực vật và cơ thể động vật.
Như vậy, các quá trình sinh lí chính của cây như: Sinh sản, trao đổi chất và năng lượng, cảm ứng, sinh trưởng và phát triển, hô hấp… đều diễn ra hành ngày, hàng giờ, các quá trình trên không tách rời nhau mà mà diễn ra với mối quan hệ mật thiết với nhau. Trong đó “Chuyển hóa vật chất và NL ở sinh vật” là tiền đề để để cây hoàn thành chu kì sống, sinh trưởng phát triển, ra hoa, kết quả để lại thế hệ sau. Để có sinh trưởng và sinh sản đòi hỏi cây phải được cung cấp đầy đủ ánh sáng, nước, các nguyên tố khoáng và bộ máy quang hợp (lá) phải hoạt động tốt để quá trình quang hợp được diễn ra. Điều này đối với cây trồng càng trở nên khó khăn nếu không có sự chăm sóc của con người, muốn vậy con người phải cung cấp đầy đủ các nhu cầu cần thiết cho cây quang hợp mới thu được năng suất cao. Vậy với nghề trồng cây nông, lâm nghiệp người dân cần quan tâm đến sự sinh trưởng và phát triển của bộ rễ, của bộ lá bằng cách bón phân, tưới nước, tỉa cành…đây là những kĩ thuật tối thiểu trong nghề nông nghiệp. Với mỗi HS khi ngồi trên ghế nhà trường các em nếu chỉ học tập trên lớp thì chỉ thu được những kiến thức lí thuyết trong sách vở mà không thể hình dung ra được các tình huống thực tế nên sau khi tốt nghiệp THPT cũng như tốt nghiệp các trường chuyên nghiệp thì khả năng vận dụng kiến thức vào thực tế là không nhiều. Vậy học tập thông qua các HĐTN ở phần sinh học cơ thể thực vật sẽ giúp các em biết được quá trình trao đổi chất và năng lượng ở thực vật khác nhau giữa lí thuyết và thực tế như thế nào để từ đó các em tự đặt ra được những tình huống thực tiễn và đề xuất các cách giải quyếtc các vấn đề đó.
2.1.2. Phân tích chủ đề “Chuyển hoá vật chất và năng lượng ở thực vật” phù hợp với HĐTN hợp với HĐTN
Chủ đề “Trao đổi chất và chuyển hóa NL ở thực vật” bao gồm 15 bài với các kiến thức cơ bản liên quan đến sinh trưởng phát triển và sinh sản ở thực vật
như: Bài 1: Sự hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ, 2: Sự vận chuyển các chất trong cây, Thoát hơi nước, Vai trò của các nguyên tố khoáng, Dinh dưỡng nitơ ở thực vật, thí nghiệm về thoát hơi nước và vai trò của các nguyên tố khoáng, Quang hợp ở thực vật, Quang hợp ở các nhóm thực vật C3, C4, CAM, Ảnh hưởng của các nhân tố đến quang hợp, Quang hợp với năng suất cây trồng, Hô hấp ở thực vật, Thực hành phát hiện ra diệp lục và carotenoit, Thực hành phát hiện hô hấp ở thực vật. Từ các bài trên có thể thiết kế thành 3 chủ đề nhỏ: (1)Trao đổi nước và dinh dưỡng khoáng; (2) Quang hợp với năng suất cây trồng, (3) Hô hấp và vấn đề bảo quản nông sản. Trong đó vật chất mà thực vật cần cho sự sinh trưởng là nước và các chất khoáng hoà tan trong nước, quá trình hấp thụ nước sẽ kéo theo quá trình hấp thụ các ion khoáng. Vậy TV phải có cơ quan hấp hấp thụ nước phát triển để thực hiện được chức năng trên, đặc biệt là với cây trên cạn. Quá trình hấp thụ nước và các chất khoáng bị chi phối bởi nhiều yếu tố như cấu tạo mạch dẫn, lượng lỗ khí trên bề mặt là, lượng nước, khoáng trong đất, độ ẩm không khí… Các loài TV trong đó có cả cây trồng chúng đề cần các loại khoáng đa lượng và vi lượng cho sự phát triển của mình, trong tự nhiên các phân tử khoáng được tuần hoàn theo chu trình vật chất, nhưng trong trồng cấy thì con người phải cung cấp hầu hết các loại khoáng này thông qua phân bón. Năng lượng mà TV chuyển hoá chủ yếu là quang năng thành hoá năng hoặc (quá trình quang hợp), hoá năng thành hoá năng (qúa trình hô hấp)… mà cơ quan chuyển hoá quan trọng nhất là lá cây vậy trong quá trình trồng cây cần cung cấp đầy đủ ánh sáng (trồng đúng khoảng cách, tỉa cành), cho cây phát triển tối đa bộ lá và chọn được những giống sao cho khả năng tích luỹ các sản phẩm vào cơ quan dự trữ là cao nhất. Quá trình hô hấp xảy ra ở mọi cơ quan nhưng của TV và cũng là quá trình tất yếu để giúp TV tồn tại và phát triển và quá trình này xảy ra ở cả những sản phẩn đã thu hoạch.
HĐTN ở vườn cây ăn quả (vườn quýt) là đại diện của 1 loài thực vật có hoa, là 1 đặc sản được cấp chỉ dẫn địa lí, khi đi trải nghiệm HS sẽ được quan sát trực tiếp các hiện tượng thực tế giúp cây trồng sinh trưởng và phát triển, ra hoa kết quả, được thấy địa hình được người dân địa phương lựa chọn để trồng qua đây thấy được lượng nước cây quýt cần khi ở đồi dốc, cách bón phân, chăm sóc… Thấy được khoảng cách giữa các cây để có đủ ánh sáng cho quang hợp, quan sát cách thu hái, bảo quản, chế biến quýt sau thu hoạch để từ đó trả lời được câu hỏi “Làm thế nào để nâng cao năng suất cây trồng và bảo quản nông sản để tăng hiệu quả kinh tế trong trồng trọt cho người dân địa phương”.
2.2. Quy trình tổ chức HĐTN phát triển NL VDKT vào thực tiễn
2.2.1. Nguyên tắc thiết kế quy trình tổ chức HĐTN trong dạy học sinh học
* Nguyên tắc đảm bảo những yêu cầu cần đạt về kiến thức, kĩ năng theo quy định của Bộ Giáo dục và Đào tạo: Khi xây dựng chủ đề DH có tổ chức HĐTN phải đảm bảo đạt được những yêu cầu cần đạt (trước đây là chuẩn kiến thức kĩ năng) theo quy định của Bộ GD&ĐT.
* Nguyên tắc tạo được hứng thú học tập cho người học: Khi thiết kế và tổ chức HĐTN, cần tạo điều kiện, môi trường để HS được trải nghiệm ở thiên nhiên. Tại đó các em được tự do tìm hiểu, khám phá và sáng tạo.
* Nguyên tắc HS được trải nghiệm thực tiễn: thông qua HĐTN, HS sẽ củng cố được kiến thức lý thuyết đồng thời vận dụng kiến thức các lĩnh vực có liên quan để giải quyết các vấn đề phát hiện trong thực tiễn. Phần chuyển hóa vật chất và NL ở thực vật bao gồm các cơ chế, quá trình sống vì vậy không thể thiếu sự quan sát các yếu tố của môi rường ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của thực vật. Vậy các HĐTN sẽ rất phù hợp những thức mắc của HS sau khi hoàn thiện kiến thức cơ bản trên lớp.
Trên cơ sở nghiên cứu các quy trình thiết kế và tổ chức HĐTN của nhiều tác giả [10], [20] chúng tôi đưa ra quy trình tổ chức HĐTN cho HS trong DH Sinh học ở trường phổ thông. Quy trình được thể hiện ở hình 2.1:
Bước 1. Phân tích nội dung và xác định nhu cầu tổ chức HĐTN phù hợp với địa phương.Trên cơ sở những yêu cầu cần đạt theo quy định của Bộ GD&ĐT, Chương trình nhà trường gắn với địa phương, trên cơ sở phân tích và lựa chọn những nội dung đề xuất HĐTN phù hợp trong DH chủ đề Sinh học.
Bước 2. Lập KH tổ chức DH và HĐTN chung cho chủ đề. Đây là kế hoạch tổng thể cho việc tổ chức DH và HĐTN cho cả chủ đề với thời lượng và điều kiện thực hiện cho phép.
Bước 3. Lập kế hoạch tổ chức HĐTN cho chủ đề. Trên cơ sở xác định mục tiêu cụ thể của HĐTN, Nhiệm vụ chính của bước này là thiết kế các hoạt động (HĐ) để HS thực hiện, thông qua việc thực hiện các HĐ, HS hứng thú học tập, hứng thú khám phá thế giới tự nhiên, thỏa sức sáng tạo. HS sẽ chủ động khắc sâu kiến thức đồng thời rèn luyện các kĩ năng và phát triển NL. Việc thiết kế các
HĐ có thể được thực hiện bởi các quy trình khác nhau trong đó thực hiện theo quy trình kĩ thuật phù hợp với HSPT. Với quy trình này, Những nhà nghiên cứu xuất phát từ đòi hỏi thực tiễn, sử dụng tích hợp các kiến thức khoa học, toán học… đã sáng chế hoặc cải tiến các giải pháp công nghệ từ đó ứng dụng các giải pháp đó để GQVĐ của thực tiễn. Việc thực hiện quy trình kĩ thuật được tiến hành theo các bước: Quan sát thực tiễn xác định vấn đề (thực tiễn đòi hỏi) - Giải pháp (Ý tưởng giải quyết, đề xuất và thực hiện thiết kế) - Thử nghiệm - Kết luận [6].
Bước 4. Thực hiện tổ chức HĐTN theo kế hoạch. Chính là việc tổ chức HS thực hiện một cách linh hoạt các hoạt động mà kế hoạch đã đề ra. Trong đó nhấn mạnh tư duy và cách làm của các nhà nghiên cứu đó là: Quan sát nhạy bén phát hiện vấn đề; Đặt các câu hỏi thắc mắc từ sự quan sát nhạy bén; Đưa ra những ý tưởng để giải quyết vấn đề; Thiết kế được gải pháp GQVĐ… Kết quả là sáng chế hoặc cải tiến được vấn đề bất cập trong thực tiễn tạo ra các sản phẩm như vấn đề, giải pháp, giải pháp đã được thiết kế thành bản vẽ, mô hình hoặc sản phẩm... Các HĐ sẽ được thực hiện bởi GV, HS và các lực lượng có liên quan. Nhiệm vụ chính của GV là tạo hứng thú, gợi ý để chính các em là người xác định vấn đề, đề xuất giải pháp... từ đó giao nhiệm vụ, tư vấn hỗ trợ HS thực hiện nhiệm vụ, tổ chức báo cáo, đánh giá và đưa ra kết luận. HS hứng thú, tích cực tham gia vào việc phát hiện vấn đề, đề xuất giải pháp; Nghiên cứu tài liệu để thiết kế giải pháp và thực hiện giải pháp, báo cáo và thảo luận với sự tư vấn hỗ trợ của GV và các bên liên quan.
Bước 5: Đánh giá và điều chỉnh kế hoạch. Để đánh giá được mức độ đạt được của việc thực hiện kế hoạch so với yêu cầu của mục tiêu ban đầu đề ra, từ đó phát triển kế hoạch HĐTN cho hợp lý.
2.2.3. Vận dụng Quy trình tổ chức HĐTN trong DH chủ đề “Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng ở thực vật” (SH 11) ở Trường THPT Chuyên Bắc chuyển hóa năng lượng ở thực vật” (SH 11) ở Trường THPT Chuyên Bắc Kạn - Tỉnh Bắc Kạn