3. Ý nghĩa khoa học của đề tài
3.1.4. xuất phương án sử dụng BTNT trong dạy học Sinh thái học
Trong mỗi tiết học, căn cứ vào cách bố trí số lượng và tính chất các đơn vị kiến thức, chúng tôi đề xuất phương án sử dụng BTNT vào các nội dung như sau:
a. Sử dụng BTNT để dạy kiến thức mới
* Sử dụng BTNT để hướng dẫn HS nghiên cứu trước tài liệu ở nhà
Ví dụ: Dạy khái niệm Diễn thế sinh thái
Bước 1: GV ra BTNT sau vào PHT và phát cho HS sau bài học trước
Trong một khu rừng đước, người ta phát hiện có 5 quần thể chim ăn cá sinh sống với tập tính bắt mồi như sau:
- Diệc nâu: Lội theo các lạch nhỏ để tìm mồi ở đáy - Diệc xám: rình mồi một cách thụ động trên cây đước - Cò bạch: Dùng chân xua nước để bắt cá
- Cò xanh làm lớn: Lớn, chân cao, mỏ dài nên có thể lội xuống bắt cá ở những chỗ sâu mà loài khác không thể tìm mồi được.
- Cò lửa: Dùng chân xua nước, dang cánh che ánh sáng làm cá sợ hãi để bắt mồi dễ dàng.
Yêu cầu
Hãy cho biết các loài này có cạnh tranh về nơi ở và thức ăn không? Điều gì xảy ra giữa các quần thể chim nếu số lượng cá trong khu vực tăng lên đáng kể?
Hãy cho biết diễn biến tạo ra khu rừng đước nói trên. Bước 2: HS hoàn thành bài toán nhận thức trên ở nhà
Bước 3: Lên lớp GV cho HS báo cáo kết quả chuản bị ở nhà, thảo luận trên lớp, nêu thắc mắc
Bước 4: GV và HS giải đáp thắc mắc và đưa ra đáp án đúng cho mỗi lệnh trong BTNT
Đáp án:
Mỗi loài có một ổ sinh thái riêng. Chúng khác nhau về cách sinh sống, cách kiếm mồi, nơi kiếm ăn. Các loài cạnh tranh với nhau về nơi ở, nơi làm tổ, không cạnh tranh thức ăn.
Khi số lượng cá tăng lên kéo theo sự tăng lên về số lượng các cá thể chim nhờ nguồn thức ăn phong phú, tỉ lệ sinh sản cao. Sau một thời gian, số lượng chim tăng lên đến mức gây thiếu chỗ ở, thiếu chỗ làm tổ, sử dụng thức ăn lớn làm tỉ lệ tử vong của cá tăng lên. Sự thiếu thức ăn làm các sức sinh sản của chim giảm xuống, tăng tỉ lệ tử vong của chim hoặc khiến các loài chim di chuyển đi nơi khác kiếm sống.
Khi vùng nước sâu được bồi tụ tạo thành các bãi bùn còn lùng nhùng yếm khí... không thích hợp cho đời sống nhiều loài thực vật, duy có các loài bần trắng, mắm lưỡi đồng...là những loài cây tiên phong đến bám trụ ở đây. Sự có mặt và phát triển của chúng làm cho nền đất được củng cố và tôn cao, đặc biệt ở giai đoạn trưởng thành, quần xã này đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự xuất hiện đước. Đước phát triển, tạo điều kiện cho các loài cá làm nơi trú ẩn, nơi kiếm ăn, kéo theo đó là các loài chim ăn cá đổ về đây tìm kiếm thức ăn.
GV rút ra kết luận: Như vậy quá trình hình thành quần thể đước trên chính là một quá trinh diễn thế sinh thái.
GV hướng dẫn HS phát biểu khải niệm diễn thế sinh thái.
* Sử dụng BTNT để dạy kiến thức mới bằng việc tổ chức hoạt động học tập tự lực của HS trên lớp
Ví dụ: Dạy kiến thức phần Khống chế sinh học
Bước 1: GV ra BTNT sau đây vào PHT và phát cho HS trong tiết học Cho biểu đồ sau:
Yêu cầu:
Dựa vào biểu đồ trên, trả lời các câu hỏi sau:
- Từ các đường biểu diễn, em thấy chu kì biến động số lượng vật ăn thịt so với con mồi, chu kì nào xảy ra trước? Vì sao?
- Chu kì biến động của loài nào có biên độ thấp hơn? Vì sao?
- Giải thích mối quan hệ giữa biến thiên số lượng cá thể chó sói và nai sừng tấm?
- Hiện tượng trên gọi là khống chế sinh học. Vậy theo em khống chế sinh học là gì?
- Theo em, hiện tượng khống chế sinh học có mối quan hệ như thế nào tới trạng thái cân bằng sinh học trong quần xã?
Bước 2: HS thảo luận nhóm, hoàn thành bài tập theo các lệnh hướng dẫn Bước 3: Các nhóm báo cáo kết quả, thảo luận trên lớp
Bước 4: GV công bố đáp án, hướng dẫn HS rút ra những kiến thức về khái niệm khống chế sinh học và ứng dụng khống chế sinh học vào thực tiễn.
Đáp án:
Chu kì biến động số lượng của con mồi xảy ra trước, vì khi số lượng của con mồi tăng thì mới có nguồn thức ăn dồi dào cung cấp cho vật ăn thịt.
Chu kì của chó sói có biên độ thấp hơn do chó sói có số lượng ít hơn so với tai sừng tấm.
Trong điều kiện thuận lợi, các cá thể nai sừng tấm sinh trưởng và phát triển tốt, nên tiến hành sinh sản gia tăng số lượng. Điều này kéo theo sự gia tăng số lượng của chó sói, là loài động vật ăn thịt nai sừng tấm. Tuy nhiên, một thời gian sau, khi số lượng cá thể nai sừng tấm giảm do cạnh tranh nhau về thức ăn, nơi ở, bị sói ăn thịt, kéo theo sự suy giảm số lượng chó sói khi phải cạnh tranh nguồn thức ăn. Số lượng sói giảm, các cá thể nai ít khả năng bị kẻ thù săn đuổi, nên chúng lại phục hồi số lượng cá thể.
Khống chế sinh học là hiện tượng số lượng cá thể của một loài bị khống chế ở một mức nhất định, không tăng cao quá hoặc giảm thấp quá do tác động của các mối quan hệ hỗ trợ hoặc đối kháng giữa các loài trong quần xã.
Sự khống chế sinh học làm cho số lượng cá thể của mỗi quần thể trong quần xã dao động trong một thế cân bằng, từ đó toàn bộ quần xã sinh vật cũng dao động trong thế cân bằng, tạo nên trạng thái cân bằng sinh học trong quần xã. Nhờ khống chế sinh học mà đảm bảo cho kích thước của mỗi quần thể trong quần xã, trong chuỗi và lưới thức ăn giữ được mức tương quan chung, đảm bảo sự cân bằng về sinh thái.
* Sử dụng BTNT để hướng dẫn HS tự lực nghiên cứu một đơn vị kiến thức của bài học
Ví dụ: Dạy mục Các thành phần của hệ sinh thái
Bước 1: GV ra BTNT sau đây vào PHT và phát cho HS trong tiết học
Khi nuôi gà chúng ta đều chọn những giống gà tốt. Tùy theo mục đích nuôi mà chọn theo hướng lấy trứng hoặc lấy thịt. Trong quá trình chăm sóc chú ý: cho thức ăn đầy đủ: Thóc, bột cá, ngô, giun. Và nuôi chúng trong chuồng cao với ánh sáng, nhiệt độ thích hợp và cho chúng uống nước đầy đủ.
Yêu cầu:
- Có mấy loại nhân tố sinh thái?
- Những loại nhân tố nào ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của gà? - Hãy sắp xếp những nhân tố trên theo phân loại đó?
- Hãy cho biết quy luật tác động tổng hợp của các nhân tố sinh thái trên được thể hiện như thế nào?
Bước 2: HS nghiên cứu SGK, tìm hiểu kĩ thế nào là nhân tố vô sinh, nhân tố hữu sinh và quy luật tác động của 2 nhân tố trên lên đời sống của sinh vật để trả lời câu hỏi, hoàn thành bài toán nhận thức trong vòng 10 phút.
Bước 3: HS báo cáo kết quả, thảo luận trên lớp. Bước 4: GV công bố đáp án
* Có 2 loại nhân tố sinh thái: Vô sinh và hữu sinh
Các nhân tố ảnh hưởng đến sinh trưởng, phát triển và sinh sản của gà là:
+ Nhân tố vô sinh: Chuồng cao ráo, sạch sẽ, độ ẩm, gió, nhiệt độ, ánh sáng đầy đủ, nước.
+ Nhân tố hữu sinh: Thức ăn: bột cá, thóc, ngô, giun
* Chứng minh quy luật tác động tổng hợp của các nhân tố lên sự sinh trưởng, phát triển của gà:
+ Nhân tố vô sinh: Chuồng cao ráo, sạch sẽ, ánh sáng đầy đủ ảnh hưởng tốt đến sinh trưởng, phát triển của gà dẫn đến gà cho sản phẩm chất lượng cao.
+ Nhân tố hữu sinh: Bột cá, thóc, ngô, giun là thức ăn có thành phần dinh dưỡng cao cũng ảnh hưởng tốt đến sự sinh trưởng, phát triển của gà, làm cho gà có sản phẩm chất lượng cao.
* Nhận xét: Vậy tất cả các nhân tố sinh thái đều đã tạo nên một tác động tổng hợp lên cơ thể gà để gà cho sản phẩm có chất lượng. Nếu một trong các nhân tố sinh thái trên không tốt đối với gà cũng làm ảnh hưởng đến sản phẩm thu hoạch.
HS tự ghi chép kiến thức lĩnh hội được thông qua việc hoàn thành BTNT.
b. Sử dụng BTNT để ôn tập, củng cố kiến thức
Trong khâu ôn tập, củng cố, chúng tôi chỉ tập trung xây dựng một số bài toán giúp HS tự củng cố kiến thức.
Ví dụ: Củng cố cho HS kiến thức bài Mối quan hệ dinh dưỡng Bước 1: GV ra BTNT cho HS
Khi tiến hành nghiên cứu một quần xã sinh vật trong hệ sinh thái đồng cỏ gồm các loài A, B, C, D, E, một nhà nghiên cứu thực hiện một số thí nghiệm sau:
- Thí nghiệm 1: nếu loại bỏ hoàn toàn loài A ra khỏi quần xã thì theo thời gian các loài B, C bị suy giảm chỉ còn lại loài D, E và cuối cùng chúng cũng bỏ đi.
- Thí nghiệm 2: nếu loại bỏ loài hoàn toàn loài E ra khỏi quần xã thì theo thời gian các loài D, A phát triển nhanh chóng, các loài B, C lại giảm dần.
Yêu cầu:
Hãy giải thích các kết quả của hai thí nghiệm trên Cho ví dụ minh họa về các loài A, B, C, D, E
Bước 2: HS vận dụng những kiến thức đã học để hoàn thành BTNT
Bước 3: GV yêu cầu học sinh đại diện trình bày sản phẩm. Sau đó GV cho các HS khác nhận xét, bổ sung.
Bước 4: GV công bố đáp án. HS đối chiếu kết quả bài làm với đáp án, tự đánh giá, tự điều chỉnh.
Đáp án
- Loài A là sinh vật sản xuất, nguồn cung cấp vật chất và năng lượng cho cả hệ sinh thái nên khi mất loài A thì các loài khác lần lượt suy thoái hoặc bỏ đi nơi khác.
- Loài E là loài ăn thịt đầu bảng, chúng khai thác loài D làm thức ăn. Sự có mặt của loài E làm cho số lượng loài D được điều chỉnh. Khi loại bỏ loài E, thì số lượng của 2 loài D không bị khống chế nên chúng sẽ phát triển nhanh và sử dụng cạn kiệt các loài B, C để làm thức ăn, còn loài A, do loài B, C bị khai thác nên có điều kiện để phát triển nhanh chóng.
VD: loài A: Cỏ, loài B: côn trùng ăn thịt, loài C: sâu bọ ăn thực vật, loài D: chim nhỏ ăn côn trùng, loài D: chim lớn ăn thịt.
GV yêu cầu HS viết lưới thức ăn dựa vào các loài nói trên.
c. Sử dụng BTNT để kiểm tra kiến thức
Trong khâu kiểm tra, đánh giá, chúng tôi xây dựng một số BTNT giúp GV kiểm tra – đánh giá chất lượng lĩnh hội kiến thức của HS, đối chiếu với mục tiêu dạy học từ đó phát hiện, củng cố và bổ sung kiến thức cho HS.
Ví dụ: Kiểm tra kiến thức cũ bài Dòng năng lượng trong hệ sinh thái Bước 1:GV ra BTNT sau đây
Cho biết:
Detrit là những mảnh vụn hữu cơ
Bivalvia là thân mềm 2 mảnh vỏ sống ở tầng đáy
Copepoda là động vật phù du
Polychaeta là 1 loài giun biển sống ở tầng nước Yêu cầu:
- Các loài Polychaeta, Copepoda, Moi và Bivalvia đều sử dụng nguồn thức ăn là tảo. Vậy chúng có cạnh tranh với nhau không? Giải thích?
- Cá mập có mấy con đường lấy thức ăn mà năng lượng đỡ bi hao phí nhất theo lí thuyết? Đó là những con đường nào?
- Trong trường hợp nguồn thức ăn ban đầu là tảo bị khánh kiệt, cá mập có thể chọn con đường thức ăn nào tốt nhất thay thế cho tảo?
Bước 2: HS vận dụng những kiến thức đã học để hoàn thành bài toán Bước 3: GV công bố đáp án, nhận xét bàn làm của HS, cho điểm.
- Các loài Polychaeta, Copepoda, Bivalvia và moi cạnh tranh với nhau để giành nguồn thức ăn vì chúng cùng sử dụng nguồn thức ăn là tảo.
- Cá mập có 7 con đường khai thác thức ăn đỡ tốn năng lượng là: + Tảo Tôm he Cá nhồng cá mập
+ Tảo Tôm he Cá khế cá mập + Tảo Tôm he Cá hồng cá mập + Tảo Copepoda Cá trích cá mập
+ Tảo Moi Cá trích cá mập + Detrit Moi Cá trích cá mập + Detrit Bivalvia Cá hồng cá mập
- Khi nguồn thức ăn sơ cấp (tảo) khánh kiệt, thì con đường tốt nhất mà cá mập khai thác là: Detrit Bivalvia Cá hồng cá mập.