3.3.2. TN sự thẩm thấu của tế bào
Bài 20: Thực hành TN sự thẩm thấu và tính thấm của tế bào
(Trang 69 - SGK SH10 NC)
a) Mục tiêu của TN
a) Theo SGK b) Cải tiến Hình 3.5. Đặt trong cốc nước ấm pH < 7 Hình 3.6. Đặt trong cốc nước ấm pH > 7 Hình3. 4. Đặt trong cốc nước ấm pH = 7
- Quan sát được hiện tượng thẩm thấu của tế bào.
- Chứng minh được màng tế bào sống có tính thấm chọn lọc còn màng tế bào chết mất khả năng thấm chọn lọc.
b) Cơ sở khoa học của TN
- Màng tế bào được cấu tạo bởi lớp photpholipit kép, có các kênh prôtêin đặc hiệu và có các bơm prôton nên màng tế bào chỉ cho một số phân tử này đi qua mà không cho các phân tử khác đi qua.
- Ở tế bào sống, màng tế bào là các màng thấm chọn lọc nên màng tế bào sống có khả năng thấm một cách chọn lọc.
- Ở tế bào chêt, màng tế bào mất khả năng thấm chọn lọc. Do đó, các phân tử trở nên thấm một cách tự do.
- Ngoài chịu ảnh hưởng của građien nồng độ, sự thẩm thấu phụ thuộc vào các yếu tố sau:
+ Khoảng cách khuếch tán + Diện tích khuếch tán + Cấu trúc khuếch tán
+ Kích thước và kiểu các phần tử khuếch tán.
c) Thử nghiệm TN theo SGK
- Hoá chất
Dung dịch đường đặm đặc
- Dụng cụ
Đĩa peptri, đèn cồn, cốc thủy tinh chịu nhiệt, dao cắt, diêm.
- Mẫu vật:
Củ khoai lang
- Cách tiến hành
Bảng 3.10. Cách tiến hành thí nghiệm theo chương trình SGK
Bước Cách tiến hành
củ
( A và B). Đặt 2 cốc làm bằng củ khoai (A và B) vào 2 đĩa Petri
2
- Lấy 1 củ khoai có kích thước tương tự chưa gọt vỏ luộc chin trong 5 phút
- Gọt vỏ rồi cắt đôi củ khoai, khoét ruột rồi đặt trong đĩa Petri khác
3 - Rót nước cất vào các đĩa Petri
4 - Rót dung dịch đường đậm đặc vào các cốc B và C
5 - Đánh dấu mực nước đường bằng cách dùng ghim gắn vào thành của
cốc khoai. Cốc A vẫn để rỗng
6 Quan sát hiện tượng sau 24h
- Kết quả
Sau 5 lần thử nghiệm theo SGK, chúng tôi thu được kết quả màu sắc dung dịch trong các ống nghiệm được thể hiện ở hình sau:
Hình 3.7: Kết quả thí nghiệm thực hiện theo SGK
- Nhận xét
Qua kết quả trên ta thấy, nếu tiến hành theo SGK thì các cốc được tạo ra có kích thước không bằng nhau, không thẩm mĩ. Khó tiến hành quá trình khoét bỏ ruột trong của cốc do mẫu vật là củ khoai lang cứng. Nồng độ hóa chất không
được xác định rõ nên cho mực nước trong củ khoai lang thay đổi chưa rõ ràng. Bất tiện trong quá trình đun nấu do không có nồi nấu ở trường THPT.
- Đánh giá thử nghiệm TN theo SGK
Bảng 3.11. Đánh giá thử nghiệm TN theo SGK
Tiêu chí Nhận xét Đề nghị
Mẫu vật
- Dùng củ khoai lang - Dùng mẫu vật là cà rốt vì dễ tạo
cốc và dễ quan sát sự thay đổi mực nước trong khoang cốc. Ngoài ra có thể dùng khoai tây, củ cải hoặc su hào.
- Không nên dùng khoai lang vì khoai lang sống cứng, rất khó tạo cốc.
Hoá chất
- Dung dịch đường đậm đặc
- Không định lượng lượng nước cho vào đĩa Petri
- Định lượng nồng độ dung dịch đường đậm đặc là 50% để mực nước trong khoang cốc thay đổi rõ ràng hơn.
- Định lượng mực nước cho vào đĩa petri.
Dụng cụ
- Chưa nêu rõ số lượng dụng cụ dùng cho 1 nhóm HS.
- Thiếu một số dụng cụ như: kiềng đun, lưới amiăng, cốc đong 50 ml, đèn cồn, ống nhỏ giọt. - Dùng nồi đun cách thuỷ khó thao tác TN.
- Định rõ số lượng cần thiết cho 1 nhóm HS.
- Bổ sung các dụng cụ còn thiếu.
- Thay thế bằng cốc nước đun sôi cách thuỷ.
Cách tiến hành
- Không nêu rõ các bước tạo cốc, các bước tiến hành thí nghiệm - Theo dõi mực nước trong 24h
- Nêu rõ các bước tạo cốc, nêu rõ các bước tiến hành TN.
41
30
TN nước trong 12h đã cho kết quả.
- Thử nghiệm phương án cải tiến
- Mẫu vật
Cà rốt 1củ
- Hoá chất
Bảng 3.12. Thống kê hóa chất chuẩn bị cho một nhóm TH
Hoá chất Nồng độ Số lượng
Đường 50% 10 ml
Nước cất - 100 ml
- Dụng cụ
Bảng 3.13. Thống kê hóa chất chuẩn bị cho một nhóm TH
STT Dụng cụ Số lượng STT Dụng cụ Số lượng
1 Đĩa petri 3 cái 7 Cốc đong 50 ml 1 cái
2 Kiềng đun 1 cái 8 Lưới amiăng 1 cái
3 Tăm nhọn 2 cái 9 Dụng cụ tạo cốc 1 bộ
4 Đèn cồn 1 cái 10 Cốc thuỷ tinh chịu nhiệt 100ml 1 cái
5 Dao cắt 1 cái 11 Tăm nhọn chia vạch tới 20mm 1 cái
6 Bút ghi 1 cái 12 Ống nhỏ giọt 1 cái
- Các bước tiến hành
* Tạo cốc:
Các bước để tạo 1 cốc làm TN được tiến hành như sau:
1 - Cắt 1 đầu củ cà rốt.
2 - Cắt 1 đoạn củ có độ dài 15 mm (đo
bằng tăm nhọn đã chia vạch).
3 - Lấy đi phần lõi bên trong khoang cốc
bằng dụng cụ khoét cốc.
Hình 3.8. Kích thước của cốc
(Đơn vị: mm)
4 Luộc chín 1 cốc trong nước sôi 5 phút.
* Cách tiến hành
Bước Nội dung
1 - Lấy 3 đĩa petri, đánh dấu các đĩa Petri để 3 cốc A, B và C.
- Đánh dấu mực nước định mức trên đĩa petri là 10mm.
2
- Đặt các cốc vào các đĩa petri tương ứng: + Đĩa A và B: Đặt cốc sống.
+ Đĩa C: Đặt cốc chín.
3 - Đổ nước vào đĩa petri đến vạch định mức.
4 - Nhỏ 5 giọt dung dịch đường 50% vào khoang cốc B, C.
5 - Dùng tăm nhọn đánh dấu mực nước đường.
6 - Quan sát sự thay đổi mực nước trong 12h.
* Lưu ý:
- Chọn củ cà rốt có đường kính ≥30 mm, thuôn dài đều
- Chọn dao nhỏ, phẳng để dễ cắt gọt. - Trong quá trình tạo đáy cốc và mặt cốc, nên dùng dao vừa cắt vừa lăn tròn.
Một số hình ảnh đối chứng TN theo SGK và TN chuẩn:
Hình 3.10 .Cốc khoai tây không sử dụng dụng cụ tạo cốc
a) Cốc A b) Cốc B c) Cốc C
Hình 3.11. TN chuẩn: Sự thay đổi mực nước sau 12h ở cà rốt.
- Kết luận
- Qua hình ở trên ta thấy, nếu tiến hành TN theo SGK, trên đối tượng là khoai tây thì đa số các cốc tạo ra có kích thước không bằng nhau. Do đó làm ảnh hưởng đến các bước tiến hành TN tiếp theo.
- Thực hiện TN theo qui trình chuẩn tạo ra các cốc TN có kích thước tương đối đều nhau. Thời gian cho kết quả TN nhanh, có thể quan sát thấy sự thay đổi mực nước sau 12h.
- Sau 12h, mực nước các cốc thay đổi như sau:
+ Khoang ruột cốc A vẫn không có nước. Điều đó chứng tỏ sự thẩm thấu không xảy ra khi không có sự sai khác về nồng độ giữa 2 mặt của các mô sống.
+ Khoang ruột cốc B mực nước dâng cao lên đến tận miệng cốc. Điều này được giải thích là do màng tế bào sống là màng có tính thấm chọn lọc, chỉ cho
nước đi qua một chiều do đó nước chui qua củ khoai rồi vào trong ruột củ khoai bằng cách thẩm thấu làm dung dịch đường dâng cao trong khoang cốc B.
+ Đun sôi cốc C trong 5 phút đã làm chết các mô tế bào. Do đó, cốc C không còn tác động như một màng bán thấm có chọn lọc và hiện tượng thẩm thấu không diễn ra, chúng trở nên thấm một cách tự do. Nước đi vào trong khoang củ khoai và một lượng dung dịch đường bị khuếch tán ra ngoài. Kết quả là mực đường trong khoang cốc C bị hạ thấp.
Như vậy, so sánh kết quả TN theo SGK và TN theo qui trình chuẩn và đối chứng với cơ sở khoa học có thể thấy rằng, TN chuẩn cho kết quả phù hợp với cơ sở khoa học. Đồng thời, TN chuẩn có các bước tiến hành dễ làm hơn, thời gian thực hiên TN và thời gian cho kết quả đều ngắn hơn, kết quả TN lại rõ ràng và dễ quan sát.
3.4. Kết quả xây dựng các bài hướng dẫn thực hành, thí nghiệm bằng phương pháp hiện thực ảo:
Qua quá trình phân tích nội dung, kiến thức và dựa trên cơ sở thực tiễn của đề tài chúng tôi đã tiến hành xây dựng 4 bài giảng thực hành thí nghiệm bằng phương pháp hiện thực ảo, ngoài ra chúng tôi còn xây dựng 4 giáo án, 60 câu hỏi trắc nghiệm khách quan để củng cố sau mỗi bài thực hành.
Kết quả xây dựng được thể hiện theo bảng 3.10:
Bảng 3.14. Kết quả xây dựng hướng dẫn thực hành thí nghiệm chương trình
sinh học 10 (NC) - THPT.
Bài Video clip Giáo án Trắc nghiệm
12 3 video: thí nghiệm nhận biết một số
thành phần hóa học của tế bào 1 giáo án 15 câu
19
2 video: thí nghiệm quan sát tế bào dưới kính hiển vi, thí nghiệm co và phản co nguyên sinh
20 2 video: thí nghiệm sự thẩm thấu và
tính thấm của tế bào 1 giáo án 15 câu
27 2 video: thí nghiệm về enzim 1 giáo án 15 câu
3.5. Đề xuất phương pháp sử dụng hệ thống giáo án, câu hỏi trắc nghiệm và phim hỗ trợ dạy học thực hành thí nghiệm môn sinh học lớp 10 chương trình phim hỗ trợ dạy học thực hành thí nghiệm môn sinh học lớp 10 chương trình nâng cao – THPT bằng phương pháp hiện thực ảo
Có nhiều cách để khai thác và sử dụng các video hướng dẫn thực hành thí nghiệm bằng phương pháp hiện thực ảo.
- Đối với HS: HS có thể sử dụng các video hướng dẫn thực hành để học ở nhà, vì thời gian một tiết thực hành rất hạn chế nên nhiều HS không nắm được thao tác, lúng lúng trong quá trình thực hiện. Do đó nếu HS được xem trước ở nhà bài thí nghiệm được làm như thế nào thì các em sẽ thành thạo trong quá trình thực hiện, thao tác nhanh và cho kết quả tốt. Ngoài ra các em còn có thể sử dụng các đoạn video để củng cố bài thí nghiệm thực hành nếu thời gian trên lớp không cho phép.
- Đối với GV có thể sử dụng các đoạn video để thiết kế giáo án giảng dạy những bài thí nghiệm thực hành nếu ở trường THPT không có đủ điều kiện cơ sở vật chất để tiến hành làm thí nghiệm. Nhiều GV kỹ năng thực hành kém có thể sử dụng các video để rèn luyện và nâng cao khả năng làm thí nghiệm của mính từ đó nâng cao chất lượng giảng dạy thực hành.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
Thông qua quá trình thử nghiệm và cải tiến các TN, xây dựng các bài hướng dẫn thực hành trong phần SH tế bào-SH10 THPT bằng phương pháp hiện thực ảo, so sánh với mục tiêu ban đầu đề ra, đề tài đã giải quyết được một số vấn đề sau:
- Khảo sát sơ bộ 10 trường THPT trên địa bàn thành phố Đà Nẵng về việc tiến hành thực hành thí nghiệm để có cơ sơ thực tế tiến hành đề tài
- Phân tích nội dung các bài TNTH và đề xuất được các phương án cải tiến cả về dụng cụ, hóa chất, cách tiến hành, mẫu vật phù hợp với nội dung chương trình giảng dạy các bài thực hành. Từ đó chúng tôi cũng đề xuất xây dựng qui trình TN chuẩn, có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo cho GV và HS.
- Xây dựng được 4 bài giảng TNTH với 9 video bằng phương pháp hiện thực ảo, xây dựng 4 giáo án, bộ gồm 60 câu trắc nghiệm nhiều lựa chọn được chia làm 4bài (mỗi bài gồm 15 câu) tương ứng với 4 bài giảng thực hành
2. Kiến nghị
Từ các kết quả thu được chúng tôi có một số đề nghị sau:
- Tiến hành thực nghiệm Sư phạm để tìm hiểu mức độ đáp ứng việc nghiên cứu giảng dạy thực hành ở trường THPT
- Sau khi được thẩm tra qua thực nghiệm sư phạm, GV nên áp dụng qui trình TN chuẩn trên để đảm bảo hiệu quả giờ dạy học thực hành.
- Tiến hành phát triển xây dựng hướng dẫn thực hành cho các chương trình lớp 10, 11, 12 tạo nguồn tư liệu giảng dạy thực hành
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt
1. Đinh Quang Báo, Nguyễn Đức Thành (2003) Lí luận dạy học sinh học - phần đại cương, NXB Giáo dục.
2. Trần Quang Dần, Xây dựng bài giảng thực hành thí nghiệm môn học Nuôi cấy mô tế bào thực vật bằng phương pháp hiện thực ảo. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Trường, 2011.
3. TS Nguyễn Kim Dung, Ứng dụng công nghệ thông tin trong chương trình đào tạo, năm 2006
4. Trịnh Khắc Đức, Xây dựng chương trình hướng dẫn bài thí nghiệm bằng công nghệ video và flash cho phòng thí nghiệm khoa Sinh – Môi trường, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Trường, 2010.
5. Phạm Xuân Hậu, Phạm Văn Danh, Ứng dụng CNTT để nâng cao hiệu quả dạy-học và Nghiên cứu khoa học trong các trường Đại học Sư phạm, năm 2010
6. TS Ngô Văn Hưng (chủ biên), Tài liệu thí nghiệm thực hành môn Sinh học ở trường Phổ thông, Bộ giáo dục và Đào tạo, Hà Nội, 9/2011
7. Trần Khánh Ngọc (2005) Xây dựng và sử dụng “Bộ tư liệu hỗ trợ dạy học sinh học 10 THPT” theo hướng tích cực hoá hoạt đông học tập của học sinh. Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục, Hà Nội.
8. Mai Thị Thanh, (2005). Thử nghiệm và cải tiến các thí nghiệm nhằm nâng cao chất lượng dạy học các bài thực hành Sinh học 10, chương trình thí điểm ban KHTN, bộ sách thứ 2. Khoá luận tốt nghiệp.
9. Trần Khánh Phương (2008), Thiết kế bài giảng Sinh học 10 Nâng cao tập 2, NXB Hà Nội.
10.Đỗ Thị Trường, Bài giảng phương pháp giảng dạy Sinh học đại cương
12.Vũ Văn Vụ, Vũ Đức Lưu, Nguyễn Như Hiền, Ngô Văn Hưng, Nguyễn Đình Quyến, Trần Quý Thắng (2010), Sách giáo khoa Sinh học 10 Nâng cao, NXB Giáo dục.
13.Vũ Văn Vụ, Vũ Đức Lưu, Nguyễn Như Hiền, Ngô Văn Hưng, Nguyễn Đình Quyến, Trần Quý Thắng (2010), Sách giáo viên Sinh hoc 10 Nâng cao, NXB Giáo dục
14.Nguyễn Thị Hải Yến, (2011) Xây dựng bài hướng dẫn thực hành thí nghiệm môn Sinh lý thực vật bằng phương pháp hiện thực ảo Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Trường,
PHỤ LỤC 1: GIÁO ÁN HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM TRONG CHƯƠNG I, II, III THUỘC PHẦN SHTB MÔN SH 10 – THPT
Bài 12: THỰC HÀNH
THÍ NGHIỆM NHẬN BIẾT MỘT SỐ THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TẾ BÀO
I. MỤC TIÊU:
Sau khi học xong bài này học sinh phải:
1. Kiến thức:
- Nhận biết một số thành phần khoáng của tế bào như K, S, P…
- Nhận biết một số chất hữu cơ của tế bào như cacbohidrat, lipit, protein. - Thực hiện được một số thí nghiệm đơn giản.
2. Kĩ năng:
- Rèn luyện kĩ năng phân tích – tổng hợp, so sánh vấn đề. - Rèn luyện thao tác thực hành, tính tỉ mỉ trong công việc.
3. Thái độ:
- Có quan niệm duy vật biện chứng về nguồn gốc sự sống
II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH:
1. Giáo viên:
- Nghiên cứu SGK, SGV, sách tham khảo.
- Các dụng cụ, hóa chất và nguyên liệu chuẩn bị cho bài thực hành.
2. Học sinh:
- Nghiên cứu SGK.
- Chuẩn bị các mẫu vật theo sự phân công.