của các ion vào rễ
Cơ chế bám hút trao đổi: các ion mang điện trái dấu hút nhau trên bề mặt rễ hoặc nằm trong các khoảng không gian tự do của thành tế bào rễ, cơ chế này biểu hiện rõ ràng ở giai đoạn đầu tiên của q trình hút khống. Các ion đi vào rễ nhờ hút bám trên các gốc mang điện trái dấu trên thành xenluloz, màng chất nguyên sinh và nhờ việc đẩy ra ngoài một lượng tương đương các ion cùng dấu đã bám trên đó.
dưỡng cho cây thì cây cũng làm mơi trường đất bị biến đổi.
2. Hoạt động 2
- GV: yêu cầu HS quan sát các hình 3.1; 3.2a; 3.2b SGK → rút ra kết luận về các nguyên tố khoáng được hấp thụ từ đất vào cây theo những cách nào ? - HS: 2 cách hấp thụ bị động và chủ động 2. Các cách hấp thụ các ion khống ở rễ: - Có hai cách hấp thụ các ion khống ở rễ:
+ Hấp thụ bị động: không tiếu tốn năng lượng.
+ Hấp thụ chủ động: tiêu tốn năng lượng.
2.1. Hoạt động 3
- GV yêu cầu HS trả lời các câu hỏi: “ Thế nào là khuếch tán và thẩm thấu? Đặc điểm của hiện tượng khuếch tán và thẩm thấu?”
- HS có thể trả lời dựa trên các kiến thức các em đã được học ở bộ môn Vật lý về khuếch tán và thẩm thấu. - GV tiếp tục yêu cầu HS trình bày về cơ chế hấp thu thụ động thông qua các kiến thức về khuếch tán và thẩm thấu.
2.1. Hấp thu thụ động
Hình 2.26. Sơ đồ minh hoa cách hấp thụ thụ động các chất khoáng
- Cơ chế hấp thu bị động dựa vào gradient nồng độ chất tan
+ Các ion khoáng khuếch tán theo sự
72
+ Các ion khống hịa tan trong nước và theo nước vào rễ .
+ Các ion khoáng hút bám trên bề mặt keo đất và trên bề mặt rễ, trao đổi với nhau khi có sự tiếp xúc giữa rễ và dung dịch đất .
2.2. Hoạt động 4
- GV bổ sung cho HS các kiến thức về thuyết chất mang, sử dụng thuyết chất mang, GV có thể giúp HS giải thích được cơ chế hấp thụ chủ động các ngun tố khống có liên quan trực tiếp đến sự trao đổi chất của tế bào hút. Thuyết này khơng chỉ giải thích cơ chế hút và vận chuyển các cation, anion mà cả các chất hữu cơ. Thuyết này dựa trên sự có mặt trên bề mặt chất nguyên sinh một màng không thấm đối với các cation tự do và không cho các tion đã xâm nhập vào tế bào khuếch tán ra ngoài. - GV: Tại sao nói q trình hấp thụ nước và chất khoáng liên quan chặt chẽ với q trình hơ hấp của rễ ? Từ đó đã chứng minh điều gì ?
Giải thích: nhiều nghiên cứu xác
2.2. Hấp thụ chủ động
- Các chất khoáng vận chuyển từ nơi
có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ
cao ở rễ. Sự hấp thụ này cần năng
lượng ATP.
Hình 2.27. Sơ đồ minh họa cách hấp thụ chủ động các chất khoáng
định rằng khi hút ion nitrat có kèm theo sự thải CO2 và các sản phẩm cuối cùng của q trình hơ hấp ( các ion H+, HCO3-) đã đảm bảo sự trao đổi liên tục một lượng tương đương các anion và cation của mơi trường ngồi. Hô hấp là điều kiện cần thiết cho sự hút dinh dưỡng bởi hệ rễ, hô hấp cung cấp nguồn năng lượng để tập trung các chất hòa tan các chất nguyên sinh và hoạt hóa các phân tử trong chất nguyên sinh, đồng thời duy trì gradient nồng độ trong chúng.
+ Trên bề mặt hoạt động của thành tế bào luôn tồn tại một gradient thế oxi hóa khử (do phân tử xitocrom nằm trên bề mặt của màng bị oxi hóa, cịn xitocrom bị khử. Cịn các cation thì được vận chuyển thụ động dọc theo đường đi của các anion dưới ảnh hưởng của gradient điện tích do sự xâm nhập của anion tạo nên)
3. Hoạt động 5
- GV: Các nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu ở trong cây gồm
II. Vai trò của các nguyên tố khoáng đối với thực vật.
74 các nguyên tố đại lượng nào ?
- HS: C, H, O, N, P, K, S, Ca, Mg (9 nguyên tố)
- GV: Sử dụng bảng 3 SGK, trình bày vai trị của các nguyên tố đại lượng ?
- GV: Các nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu ở trong cây gồm các nguyên tố vi lượng nào ?
- HS: Mn, B, Cl, Zn, Cu, Mo (7 nguyên tố)
- GV: Sử dụng bảng 3 SGK, trình bày vai trò của các nguyên tố vi lượng ?
- GV: Các nguyên tố dinh dưỡng khoáng thiết yếu ở trong cây gồm các nguyên tố siêu vi lượng nào ? - HS: Au, Ag, Pt, Hg, I (5 nguyên tố)
- GV: Sử dụng bảng 3 SGK, trình bày vai trị của các ngun tố siêu vi lượng ?
lượng :
- Cấu trúc trong tế bào.
- Là thành phần của các đại phân tử (P,L,G). Các ngun tố khống cịn ảnh hưởng đến tính chất hệ thống keo trong chất nguyên sinh.
2. Vai trò của các nguyên tố vi lượng và siêu vi lượng:
- Nguyên tố vi lượng là thành phần của các enzim.
- Hoạt hóa cho các enzim. - Có vai trị trong trao đổi chất.
- Nguyên tố siêu vi lượng có vai trị trong nuôi cấy mô.
KẾT LUẬN CHƯƠNG II
Trong chương II, đề tài đã đưa ra được các nguyên tắc của việc dạy học sử dụng tích hợp liên mơn từ đó xây dựng nên một quy trình dạy học tích hợp liên mơn gồm 5 bước.
Chúng tơi cũng đưa ra một số các ví dụ minh họa có sử dụng tích hợp các kiến thức Tốn, Lý, Hóa,… để dạy học các kiến thức thuộc về nội dung Sinh lý thực vật - Sinh học 11 - THPT.
Xây dựng được một số các chủ đề và giáo án sử dụng tích hợp liên mơn trong dạy học nội dung Sinh lý thực vật - Sinh học 11 - THPT.
76 CHƯƠNG 3
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 3.1. Mục đích thực nghiệm
Kiểm tra tính khả thi của các đề xuất trong cơ sở lý luận. 3.2. Nhiệm vụ thực nghiệm
Xác định hiệu quả của việc sử dụng tích hợp liên môn trong dạy học nội dung Sinh lý thực vật Sinh học 11 THPT.
3.3. Nguyên tắc tiến hành thực nghiệm
- Phải đảm bảo tính khoa học, khách quan về khối lượng kiến thức trong SGK Sinh học 11 nâng cao do nhà xuất bản Giáo Dục phát hành.
- Tuân thủ theo chương trình giảng dạy do Bộ Giáo dục và Đào tạo quy định. Đảm bảo kiến thức cơ bản của bài dạy trong SGK.
- Việc dạy thực nghiệm phải tơn trọng thời khố biểu của nhà trường không làm ảnh hưởng tới hoạt động dạy và học của lớp được chọn để tiến hành thực nghiệm.
- Đảm bảo tính thực tiễn: các giờ dạy thực nghiệm được tiến hành ở các trường có điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất và phương tiện dạy học.
- Quá trình thực nghiệm và kết quả thực nghiệm được xử lý theo phương pháp thống kê toán học.
3.4. Nội dung thực nghiệm
STT Bài Nội dung
1 Bài 1+2 Trao đổi nước ở thực vật
2 Bài 3 Trao đổi dinh dưỡng khống và nito ở thực vật Chúng tơi đã soạn đề kiểm tra chất lượng học tập của HS trong và sau TN. Sau mỗi bài, chúng tôi tiến hành kiểm tra chất lượng lĩnh hội và khả năng vận dụng kiến thức của HS ở cả 2 nhóm lớp ĐC và lớp TN với cùng thời gian, cùng đề và cùng biểu điểm.
3.5. Phương pháp thực nghiệm
3.5.1. Chọn trường thực nghiệm
TN được tiến hành trong năm học 2014 - 2015, học kì 1 tiến hành ở 4 lớp 11 tại trường THPT Trần Hưng Đạo, trong đó có 2 lớp TN và 2 lớp ĐC.
3.5.2. Chọn học sinh thực nghiệm
Số lượng, trình độ và chất lượng học tập của các lớp này là gần tương đương nhau (dựa vào kết quả điểm học tập bộ môn và phân loại HS theo đánh giá của GV bộ môn và GV chủ nhiệm).
3.5.3. Chọn giáo viên dạy thực nghiệm
GV tham gia TN là những GV có thâm niên và trình độ giảng dạy tương đối đồng đều và đã khá thành thạo việc sử dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy.
Chúng tôi tiến hành thỏa luận và thống nhất ý đồ về phương pháp và tiến trình thực hiện với GV dạy thực nghiệm, có rút kinh nghiệm trước khi dạy thực nghiệm chính thức.
3.5.4. Phương án thực nghiệm
Phương án thực nghiệm được tiến hành theo phương pháp song song trên 2 lớp ĐC và TN. Lớp TN, ĐC đều do cùng một GV dạy, khác nhau ở chỗ:
- Lớp TN: sử dụng giáo án có tích hợp liên mơn trong dạy học với các phương pháp dạy học thích hợp.
- Lớp ĐC: Dạy học bằng giáo án thông thường với các phương pháp thích hợp.
3.6. Kết quả thực nghiệm
3.6.1. Kết quả định lượng
Sau mỗi bài thực nghiệm, chúng tôi tiến hành kiểm tra, chấm điểm và xử lý số liệu theo phương pháp thống kê toán học:
78
- Biểu diễn các đường đặc trưng phân phối. - Tính các tham số đặc trưng thống kê:
+ Tính trung bình ( x ): 10 0 1 i i i x x f n Trong đó:
xi : biến cố biểu thị điểm bài kiểm tra ( xi nhận giá trị từ 0 đến 10) fi : là số bài kiểm tra có điểm là xi
n : là số bài làm
Trung bình cộng là một trị số đặc trưng tiêu biểu cho toàn bộ các phần tử trong tập hợp. Trung bình cộng có thể đại diện một cách khá đầy đủ và chặt chẽ cho một tập hợp nếu tập hợp đó có độ đồng nhất cao. Tuy nhiên, trung bình cộng chưa biểu thị được đặc điểm phân tán của tập hợp.
+ Số trội (Mod) : là giá trị mơ tả quan trọng, nó cho biết giá trị thường
gặp nhất của biến số trong một mẫu, nghĩa là trị số của xi gặp nhiều lần nhất.
Với dãy số liệu thu gọn, thì Mod chính là giá trị xi mà ứng với nó có mi lớn nhất. Với dãy số liệu phân lớp (ai, a(j+1)), thì cơng thức tính Mod như sau :
1 1 1 i i i i i i i i m m Mod a d m m m m Trong đó :
mi : tần số của lớp chứa Mod mi-1: tần số dưới lớp chứa Mod mi+1: tần số trên lớp chứa Mod
+ Khoảng biến thiên (R) : biểu thị độ phân tán của các giá trị đại lượng
nào đó một cách đơn giản nhất. Khoảng biến thiên được tính theo cơng thức:
max min
Khoảng biến thiên chỉ ra độ dao động của các giá trị xi khác nhau. Thông thường, khoảng biến thiên càng nhỏ, giá trị trung bình càng đại diện tốt cho giá trị của dãy thử.
+ Phương sai (S2) : Phương sai của một mẫu trung bình là độ lệch bình
phương của các giá trị mẫu so với giá trị trung bình cộng là tham số đặc trưng cơ bản nhất tính chất phân tán của số liệu.
10 2 2 1 1 ( ) i i i S f x x n
+ Độ lệch tiêu chuẩn (S) : là căn bậc hai của phương sai, biểu thị mức độ phân tán của các số liệu quanh giá trị trung bình cộng.
10 2 1 1 ( ) i i i S f x x n + Hệ số biến thiên (Cv):
Khi có hai giá trị trung bình cộng khác nhau, độ lệch chuẩn khác nhau thì phải xét hệ số biến thiên:
.100% v S C x
Hệ số biến thiên thường được sử dụng để đánh giá mức độ phân tán của các số liệu của hai dãy số liệu không cùng thứ nguyên.
Cv % có giá trị trong khoảng (0 - 10%): dao động nhỏ, độ tin cậy cao (10 - 30%): dao động trung bình
(30 - 100%):dao động lớn,độ tin cậy thấp. - Ước lượng phương sai (α):
Xác định khoảng tin cậy (KTC) của phương sai tổng thể dựa vào các tham số trên:
α = 0,05 KTC = S2 ± 2 S2 (2/n)0,5 α = 0,01 KTC = S2 ± 2,6 S2 (2/n)0,5
80 α = 0,001 KTC = S2
± 3,3 S2 (2/n)0,5
- Kiểm định giả thuyết thống kê bằng phương pháp U:
Trong thống kê toán học, phương pháp này được sử dụng khi cần so sánh về giá trị trung bình, phương sai hay xác suất của các tổng thể để đưa ra một kết luận về sự khác biệt của các đặc trưng thống kê.
So sánh số trung bình cộng:
Với các ý tưởng, phương pháp sư phạm được đưa ra thử nghiệm, có hai giả thuyết được đặt ra (H0 và H1). Người nghiên cứu phải lựa chọn 1 trong hai giả thuyết này để khả năng sai lầm là ít nhất. Vì chấp nhận hay bác bỏ một giả thuyết chỉ dựa trên mẫu, do đó có 2 loại sai lầm có thể mắc phải. Ta phải khống chế khả năng phạm một loại sai lầm và cố gắng hạn chế tối đa khả năng phạm sai lầm kia, khi cho trước một độ tin cậy α nào đó.
Giả thuyết
Quyết định
H0 được chấp nhận H1 được chấp nhận
H0 Đúng Sai
H1 Sai Đúng
Giả thuyết H0: Mẫu A (có n1 số liệu, trung bình cộng x1
) và mẫu B (có n2 số liệu, trung bình cộng x2) được rút ra từ một tổng thể. Tức là, biến sai d = x1- x2≠0 chỉ là do ngẫu nhiên. Nếu H0 sai, thì 2 mẫu thuộc hai tổng thể khác nhau. Tuy nhiên, cần xác định những chỉ số giới hạn có ý nghĩa của d để giả thuyết H0 đúng. Ngoài giới hạn này, giả thuyết H0 bị phủ nhận. Nghĩa là có sự sai khác giữa trung bình của hai tổng thể.
- So sánh số lượng với trung bình mẫu lớn (n>30) d = x1
- x2
Nếu H0 đúng, thì. 0,5 2 2 1 2 1 2 d S S s n n
và U = d/Sd có phân phối gần chuẩn
với x = 0 và S2 = 1. Nếu cho trước α có thể xác định được Uα/2.
Nếu /2 d d U U S thì ta bác bỏ H0 (chấp nhận d ≠ 0); U ≥ Uα/2 thì chấp nhận d > 0 (12 ); U ≤ Uα/2 thì chấp nhận d <0 (12 ). Nếu α = 0,05 & U >1,96
Nếu α = 0,01 & U >2,6 thì giả thuyết H0 phủ nhận Nếu α = 0,001 & U >3,3
- Chú thích:
+ n1, n2 là số HS được kiểm tra ở các khối lớp TN và ĐC + 2 1 S , 2 2
S là phương sai của các khối lớp TN và ĐC
+ x1, x2 là điểm trung bình bài kiểm tra của các khối lớp TN và ĐC
3.6.1.1. Kết quả các bài kiểm tra trong thực nghiệm
Chúng tôi tiến hành làm 2 bài kiểm tra 15 phút trong quá trình TN. - Bài kiểm tra số 1: TN1 và ĐC1
- Bài kiểm tra số 2: TN2 và ĐC2
Kết quả tổng hợp các bài kiểm tra TN được tổng hợp trong bảng 3.1
Bảng 3.1. Thống kê điểm các bài kiểm tra trong TN
Phương án Xi ni 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X TN1 91 0 0 0 1 2 11 19 43 9 6 7.67 ĐC1 93 0 0 1 4 10 28 27 16 5 2 6.65 TN2 91 0 0 0 2 3 10 24 37 10 5 7.54 ĐC2 93 0 0 2 2 9 37 25 10 6 2 6.55
82
Thơng qua bảng 3.1, ta có thể dễ dàng nhận thấy được rằng điểm trung bình của bài kiểm tra cả hai lần 1 và 2 thì lớp TN đều cao hơn lớp ĐC. Điều này thể hiện rõ ràng hơn thông qua đồ thị dưới đây:
Biểu đồ 3.1. Đồ thị điểm trung bình các bài kiểm tra trong TN Bảng 3.2. Bảng so sánh các tham số đặc trưng giữa các lớp ĐC và TN Bảng 3.2. Bảng so sánh các tham số đặc trưng giữa các lớp ĐC và TN
của 2 bài kiểm tra.
Phương án n X S2 S
TN1 91 7.67 1.33 1.15
ĐC1 93 6.65 1.77 1.33
TN2 91 7.54 1.49 1.22
ĐC2 93 6.55 1.7 1.3