9. Cấu trúc luận văn
2.4. Quy trình rèn luyện năng lực vận dụng kiến thức liên môn vào thực tiễn
Hiện nay, môn Sinh học đã được tích hợp thành tổ hợp môn Khoa học tự nhiên trong dạy học THCS theo tinh thần đổi mới giáo dục theo hướng tiếp cận năng lực người học. Vận dụng KTLM trong dạy học Sinh học là sự kết hợp kiến thức của môn Sinh với kiến thức của các bộ môn khác có liên quan hình thành nên một nội dung thống nhất. Từ đó cần phải căn cứ vào nội dung bài học hay chủ đề để lựa chọn kiến thức tích hợp phù hợp, có liên quan và mang lại hiệu quả cao trong việc truyền đạt kiến thức và vận dụng kiến thức vào thực tiễn của học sinh.
Trong dạy học nội dung chương Chuyển hóa vật chất và năng lượng, các kiến thức lí, hóa, toán, văn học sẽ được vận dụng để làm sáng tỏ bản chất các
73
nguyên lí, quá trình sinh lí của cơ thể thực vật, động vật, từ đó áp dụng vào thực tiễn trồng trọt chăn nuôi tăng năng suất, bảo vệ sức khỏe của con người, bảo vệ môi trường sống.
Quy trình rèn luyện NLVD kiến thức liên môn vào thực tiễn cho HS gồm 5 bước:
Bước 1: Xác định mục tiêu bài học và các vấn đề thực tiễn có liên quan
- Giáo viên cần xác định mục tiêu bài dạy tức đặt câu hỏi: Ở bài học này, HS cần đạt được mục tiêu gì về năng lực, phẩm chất? Có những vấn đề thực tiễn gì liên quan đến bài học? Vận dụng được những kiến thức kĩ năng của các môn học nào để áp dụng vào thực tiễn đó? Vận dụng như thế nào? Từ đó GV thiết kế Bài dạy theo định hướng phát triển NLVD kiến thức liên môn vào thực tiễn cho HS.
Bước 2: Xác định mối quan hệ giữa nội dung kiến thức của bài học với kiến thức môn học khác.
- Giáo viên tìm tòi, khai thác các KTLM từ đó gợi mở, hướng dẫn HS huy động tổng hợp kiến thức môn Sinh học và kiến thức môn học khác có liên quan vào giải quyết vấn đề thực tiễn.
Bước 3: Xây dựng các công cụ phù hợp để rèn luyện NLVD kiến thức liên môn vào thực tiễn cho học sinh.
- Có nhiều công cụ và biện pháp để rèn luyện NLVD kiến thức liên môn vào thực tiễn cho HS. Trong đề tài nghiên cứu này chúng tôi lựa chọn các công cụ là
Bước 1
• Xác định mục tiêu bài học và các vấn đề thực tiễn có liên quan Bước
2
• Xác định mối quan hệ giữa nội dung kiến thức của bài học với kiến thức môn học khác
Bước 3
• Xây dựng các công cụ phù hợp để rèn luyện kiến thức liên môn vào thực tiễn cho học sinh. Bước 4 • HS nhận và hoàn thành nhiệm vụ học tập. Bước 5
74
Bài tập tích hợp thực tiễn, Bài học vận dụng KTLM, Bài học STEM, từ đó xây dựng thiết kế bài dạy, các câu hỏi, bài tập, tình huống gắn với thực tiễn để kích thích HS huy động tổng hợp KTLM giải quyết được vấn đề đưa ra.
Bước 4: HS nhận và hoàn thành nhiệm vụ học tập.
HS nhận nhiệm vụ dưới dạng các yêu cầu hoàn thành nhiệm vụ của cá nhân hay hoạt động nhóm trong Bài tập tích hợp thực tiễn, Bài học vận dụng KTLM, Bài học STEM. HS huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng các môn học vào vận dụng giải quyết vấn đề thực tiễn có hiệu quả dưới sự hướng dẫn, gợi mở của GV.
Bước 5: GV nhận xét,đánh giá, rút kinh nghiệm.
- GV đưa ra các tiêu chí đánh giá, phiếu chấm điểm, tổ chức chấm kết quả từ đó đánh giá, nhận xét năng lực vận dụng kiến thức liên môn vào thực tiễn của HS và rút kinh nghiệm đưa ra những điều chỉnh, thay đổi sao cho phù hợp.
Ví dụ 1: Vận dụng KTLM vào thực tiễn trong dạy học Bài 5 + Bài 6: Dinh dưỡng Nito ở thực vật( Sinh học 11, Chương Chuyển hóa vật chất và năng lượng).
Bước 1: Xác định mục tiêu và và các vấn đề thực tiễn có liên quan
Mục tiêu: Sau khi học xong bài, HS cần: 1. Kiến thức
- Nêu được vai trò sinh lí của nguyên tố Nitơ, nguồn cung cấp Nitơ tự nhiên cho cây.
- Trình bày được các con đường cố định Nitơ và vai trò của quá trình cố định Nitơ bằng con đường sinh học đối với thực vật và ứng dụng thực tiễn trong ngành trồng trọt.
- Trình bày được vai trò của phân bón với năng suất cây trồng và môi trường 2. Năng lực
2.1. Năng lực chung
- Tự chủ và tự học: Tích cực chủ động tìm kiếm tài liệu về dinh dưỡng nitơ đối với cây trồng.
- Giao tiếp và hợp tác: Phân công và thực hiện các nhiệm vụ cá nhân, nhóm - Giải quyết vấn đề và sáng tạo: Đề xuất các biện pháp bón đạm hợp lý cho cây trồng
75 2.2. Năng lực chuyên biệt
- Năng lực sinh học: Trình bày được vai trò sinh lý của nitơ, các nguồn cung cấp Nitơ cho cây. Trình bày được quá trình chuyển hóa nitơ trong đất và cố định nitơ trong khí quyển. Giải thích được sự bón phân hợp lí tạo năng suất cao ở cây trồng và tránh ô nhiễm môi trường.
- Năng lực tìm hiểu thế giới sống: Quan sát hình ảnh, mẫu vật ở cây trồng khi thiếu ni tơ.
- Năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng đã học: Giải thích một số hiện tượng thực tiễn liên quan đến dinh dưỡng nitơ. Có ý thức bảo vệ sức khỏe nhờ hiểu biết về lượng nitơ dư thừa trong rau, củ, quả.
+ Năng lực vận dụng kiến thức liên môn vào thực tiễn: giải thích kinh nghiệm trồng trọt qua một số câu ca xưa, ứng dụng các biện pháp khoa học kĩ thuật trong sản xuất nông nghiệp ….
3. Phẩm chất
- Yêu thích và tìm hiểu thế giới sống, có niềm tin vào khoa học về triển vọng tăng năng suất cây trồng và bảo vệ môi trường.
- Tích cực nghiên cứu tài liệu, Có trách nhiệm thực hiện các nhiệm vụ khi được phân công, Có ý thức báo cáo trung thực, khách quan về kết quả đã làm.
* Các vấn đề thực tiễn có liên quan đến bài học: Phân bón với năng suất cây trồng và môi trường.
Bước 2: Xác định mối quan hệ giữa nội dung kiến thức của bài học với kiến thức môn học khác.
Nội dung kiến thức bài Nội dung kiến thức các môn học có liên quan
1. Vai trò của Nitơ
- Nitơ là một nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu của thực vật. Nito được rễ cây hấp thụ từ môi trường đất ở dạng NH4+ và NO3-.Trong cây NO3- được khử thành NH4+ .
Môn Vật lí, Hóa học 11:
- Công thức phân tử của Nitơ: N2 , có 3 liên kết cộng hóa trị bền vững giữa 2 nguyên tử nitơ: N ≡ N - Dạng Nitơ rễ cây hấp thụ: NH4+, NO3-
+ các hạt keo đất tích điện âm nên dạng NO3- dễ bị nước mưa rửa trôi ( do tích điện cùng dấu đẩy nhau), dạng NH4+ được các hạt keo đất tích điện âm
76
Nội dung kiến thức bài Nội dung kiến thức các môn học có liên quan
- Nitơ có vai trò quan trọng đối với đời sống của thực vật: tham gia điều tiết quá trình trao đổi chất và trạng thái ngậm nước của tế bào, ảnh hưởng đến mức độ hoạt động của tế bào thực vật.
2. Nguồn cung cấp Nito tự nhiên cho cây
- Nitơ trong không khí: N2 ( nitơ phân tử) cây không hấp thụ được, nhờ vi sinh vật có enzim nitrogennaza cố định thành NH3- cây hấp thụ.
- Nitơ ở dạng NO, NO2 gây độc cho cây
- Nitơ trong đất tồn tại ở 2 dạng: + Nitơ khoáng: dạng NH4+ và NO3- cây hấp thụ trực tiếp
+ Nitơ hữu cơ( xác sinh vật): cây không hấp thụ trực tiếp được, nhờ vi sinh vật đất khoáng hóa thành dạng NH4+ và NO3- 3. Phân bón với năng suất cây trồng và môi trường
- Bón phân hợp lí có tác dụng làm tăng năng suất cây trồng và không gây ô nhiễm môi trường. - Các phương pháp bón phân:
giữ lại ( do trái điện tích hút nhau) - Con đường hóa học cố định Nitơ: t0 = 2000C, p = 200atm
N2+ H2 ---NH3
- Phân bón hóa học: phân đạm: chứa NTDD N, phân lân: chứa NTDD P, phân kali: chứa NTDD: Kali, phân NPK: phân hỗn hợp
- Các phản ứng hóa học xảy ra khi bón phân đạm cùng với vôi :
(NH2)2CO + 2H2O -> (NH4)2CO3
(NH4)2CO3 + Ca(OH)2 -> CaCO3 + NH3 + H2O Nguyên tố N bị hao hụt dưới dạng khí NH3 nên làm mất tác dụng của phân đạm
- Công thức hóa học của 1 số loại phân bón: ure (NH2)2CO, phân đạm NH4NO3
Môn Văn học:
Ca dao, thành ngữ, tục ngữ về kinh nghiệm sản xuất trong trồng trọt:
“Người đẹp vì lụa, lúa tốt vì phân” “Muốn cho lúa nảy bông to.
Cày sâu bừa kĩ phân tro cho nhiều”
“ Nhất nước, nhì phân, tam cần, tứ giống” “ Lúa chiêm lấp ló đầu bờ
Hễ nghe tiếng sấm phất cờ mà lên”
Môn Toán học: tính toán lượng phân bón cần sử dụng để tăng năng suất cây trồng
VD: Tính lượng phân đạm NH4NO3 cần bón cho lúa để đạt năng suất 50 tạ/ha.Biết rằng để thu được 1 kg thóc cần bón 14gN.Hệ số sử dụng N trong đất là
77
Nội dung kiến thức bài Nội dung kiến thức các môn học có liên quan
bón qua rễ ( bón lót, bón thúc), bón qua lá
- Phân bón và môi trường: lượng phân bón dư thừa làm thay đổi tính chất hóa lí của đất, ô nhiễm nông phẩm, ô nhiễm môi trường.
60%.N còn tồn dư trong đất là 0kg/ha?
Số mol N cần để thu được 1kg thóc: 14 : 14 = 1 mol 50 tạ = 5000kg,Hệ số sử dụng N là 60%
Vậy số mol N cần dùng là: 5000 : 60% = 5
6 . 104 mol Mà 1 mol NH4NO3 có 2 mol N, do đó số lượng phân đạm cần dùng là:
5
6 . 104 : 2 (14+4+ 14 + 16.3) = 333333,33 kg
Bước 3: Xây dựng các công cụ phù hợp để rèn luyện năng lực vận dụng kiến thức liên môn vào thực tiễn cho học sinh.
Ví dụ: GV sử dụng công cụ là Bài tập tích hợp thực tiễn giao cho HS làm dưới dạng Phiếu học tập trong giảng dạy phần củng cố hay vận dụng, mở rộng để rèn luyện NLVD kiến thức liên môn cho HS:
Phiếu học tập (Bài tập tích hợp thực tiễn) Câu 1: Cây hấp thụ nitơ ở dạng:
A. N2 và NO3- B. NO3- và NH4+ C. N2 và NH3+ D. NO3+ và NH4-
Câu 2. Phương trình hóa học biểu thị sự cố định nitơ tự do là: A. N2 + 3H2 −> 2NH3. B. 3N2 + 8H2 −> 6NH4. C. N2 + O2 -> 2NO. D. N2 + 2O2 -> 2NO2
Câu 3: Tính lượng phân đạm NH4NO3 cần bón cho lúa để đạt năng suất 50 tạ/ha.Biết rằng để thu được 1 kg thóc cần bón 14gN. Hệ số sử dụng N trong đất là 60%. N còn tồn dư trong đất là 0kg/ha?
A. 222,22kg B. 2222,22kg C. 22222,22kg D. 333333,33 kg
Câu 4: Rơm rạ là nguồn cung cấp nitơ cho cây vì: A. Rơm rạ có nguồn gốc từ thực vật
B. Rơm, rạ sau khi bị phân hủy sẽ tạo ra NH4+ cung cấp cho cây C. Rơm, rạ được vi khuẩn sử dụng để đồng hóa nitơ
78
Câu 5: Ca dao Việt Nam có câu: “ Muốn cho lúa nảy bông to. Cày sâu bừa kĩ phân tro cho nhiều” muốn nói đến các biện pháp nào dưới đây?
A. Biện pháp kĩ thuật, bón phân B. Biện pháp lai tạo giống mới C. Biện pháp chế biến nông sản D. Biện pháp bảo quản nông sản
Câu 6: Mẹ em sử dụng dung dịch phân bón qua lá cho cây cảnh trong vườn. Để bón phân hợp lí, mẹ em cần thực hiện bao nhiêu chỉ dẫn hợp lí sau đây?
I. Bón đúng liều lượng
II. Không bón khi trời nắng gắt
III. Không bón khi trời đang mưa
IV. Bón phân phù hợp với thời kỳ sinh trưởng của cây A. 3 B. 1 C. 2 D. 4
Câu 7: Trong các loại phân bón hoá học sau loại nào là phân đạm ? A. KCl B. K3PO4 C.K2SO4 D. KNO3
Câu 8: Không nên bón phân đạm cùng với vôi cho rau trồng vì:
A. Trong nước phân đạm làm kết tủa vôi nên cây trồng không hấp thụ được. B. Trong nước phân đạm phản ứng với vôi tạo khí NH3 làm mất tác dụng của đạm. C. Trong nước phân đạm phản ứng với vôi và tỏa nhiệt làm cây trồng chết vì nóng. D. Trong nước phân đạm phản ứng với vôi tạo ra NO gây độc cho cây.
Câu 9: Ure, (NH2)2CO là một loại phân bón hóa học quan trọng và phổ biến trong nông nghiệp. Ure thuộc loại phân bón hóa học nào sau đây?
A. Phân NPK B. Phân lân C. Phân kali D. Phân đạm
Câu 10: Dựa vào kiến thức đã học hãy giải thích ý nghĩa hóa – sinh học của câu ca dao “Lúa chiêm lấp ló đầu bờ. Hễ nghe tiếng sấm phất cờ mà lên”?
Bước 4: HS nhận và hoàn thành nhiệm vụ học tập.
HS nhận nhiệm vụ theo yêu cầu của GV, từ đó huy động tổng hợp kiến thức, kĩ năng các môn học vào thực tiễn.
Bước 5: Giáo viên nhận xét, đánh giá, rút kinh nghiệm.
GV đưa ra đáp án và biểu điểm chấm các câu hỏi: mỗi câu hỏi đúng được 1 điểm: Câu hỏi Câu 1-A, Câu 2-B, Câu 3-D, Câu 4- B, Câu 5- A, Câu 6 – Mỗi câu
79 trắc
nghiệm (1,0 điểm)
D, Câu 7-D, Câu 8- B, Câu 9- D đúng
được 1,0 điểm Câu hỏi tự luận: Câu 10 (1,0 điểm)
Lúa chiêm là giống lúa được gieo vào tháng giêng và thu hoạch vào tháng 5 âm lịch. Khi mùa mưa bắt đầu, ( khoảng tháng 2,3) có nhiều sấm sét sinh ra tia lửa điện xúc tác các phản ứng hóa học của nitơ diễn ra trong bầu khí quyển: N2 + O2 -> 2NO,
2NO + O2 -> 2NO2
Khí NO2 hòa tan trong nước mưa tạo ra HNO3 rơi xuống đất tác dụng với các chất kiềm có trong đất tạo ra muối nitrat theo các phương trình phản ứng:
4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3
2HNO3 + Ca(OH)2 → Ca(NO3)2 + 2H2O Câu ca dao thể hiện sự quan sát tinh tế của người nông dân. Khi vụ lúa chiêm đang trổ đòng mà có trận mưa rào kèm theo sấm chớp thì lúa xanh tốt rất nhanh và cho năng suất cao.
0,5 điểm
0,5 điểm