1.3.1 .Mục đích xác định cơ sở thực tiễn
2.3. Sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học 11
2.3.1. Nguyên tắc sử dụng thí nghiệm
Việc thiết kế các quy trình sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học phải bảo đảm các nguyên tắc sau:
- Nguyên tắc 1. Đảm bảo mục tiêu của từng chương, từng bài về kiến thức, kĩ năng và thái độ.
Nhiệm vụ của quá trình dạy học được cụ thể hóa bằng mục tiêu của từng chương, từng bài trong chương trình. Nên giáo viên phải chú ý căn cứ vào mục tiêu bài học để thiết kế quy trình sử dụng TN sao cho phù hợp mà vẫn đảm bảo nội dung bài học mà chất lượng và hiệu quả các bài thí nghiệm nâng cao, như vậy mới phát huy được năng lực tư duy sáng tạo và năng lực tự học của học sinh.
- Nguyên tắc 2. Phát huy tính chủ động, tích cực, sáng tạo, bồi dưỡng hứng thú học tập, phát triển năng lực nghiên cứu của học sinh nhưng phải phù hợp với đặc điểm tâm sinh lí của học sinh.
Các yếu tố tâm lí, hứng thú, tự giác, tích cực hoạt động sáng tạo có tác động thúc đẩy qua lại lẫn nhau, chúng vừa là nguyên nhân lại vừa được kích thích bởi chính những thành cơng mà HS đạt được.
- Nguyên tắc 3. Đảm bảo sự thống nhất giữa phương pháp khoa học và phương pháp dạy bộ môn. Sinh học là môn khoa học thực nghiệm , tri
thức được hình thành bằng các phương pháp quan sát thí nghiệm, thực hành… Muốn cho học sinh tìm tịi phát hiện kiến thức thì tốt nhất cho HS thực hiện các phương pháp đó.
- Nguyên tắc 4. Đảm bảo tính khả thi của hoạt động thí nghiệm trong nhiều hồn cảnh khác nhau
2.3.2. Quy trình sử dụng thí nghiệm
2.3.2.1. Quy trình chung
Quy trình sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học được hiểu là trình
tự thực hiện các thao tác hướng dẫn học sinh khám phá kiến thức, kĩ năng mới qua nghiên cứu thí nghiệm.
Quy trình sử dụng thí nghiệm trong dạy học là sử dụng thí nghiệm để tổ
chức HS hoạt động học tập
Qua nghiên cứu và tham khảo tài liệu liên quan đến đề tài, chúng tôi đề xuất quy trình sử dụng thí nghiệm để tổ chức hoạt động trong dạy học như sơ đồ 2.3 sau:
Sơ đồ 2.3. Quy trình sử dụng thí nghiệm để rèn luyện năng lực nghiên cứu
aBƣớc 1. Nêu nhiệm vụ nhận thức cho HS
Bƣớc 3. Đề xuất giả thuyết khoa học
Bƣớc 4. Nêu cách thiết kế thí nghiệm để chứng minh giả thuyết
Bƣớc 5. Xác định cách thực hiện thí nghiệm
Bƣớc 6. HS nhận xét kết quả và đƣa ra kết luận khoa học
2.3.2.2. Giải thích quy trình
Bƣớc 1. Nêu nhiệm vụ nhận thức cho HS
Nêu nhiệm vụ nhân thức cho HS thực chất là nêu rõ mục đích học tập mà con đường đạt tới bằng thí nghiệm. Thực hiện điều này GV phải dựa vào nội dung học tập cần bằng thí nghiệm mới xác định được như thế nào, từ kết quả rút ra kết luận khoa học gì hay chứng minh được điều gì.
Bƣớc 2. Học sinh nhận ra nhiệm vụ cần giải quyết.
Từ nhiệm vụ học tập được GV nêu, HS tự suy ngẫm, kết nối thông tin liên quan đã học , nêu ra được vấn đề cần chứng minh được hoặc cần xác định được, xác định được điều cần học .
Bƣớc 3. Nêu giả thuyết khoa học.
Nêu giả thuyết khoa học là xác định xem nhân tố nào hay nguyên nhân nào tác động mà các nhà khoa học xác định được hay kết luận được thế này. Nêu giả thuyết khoa học trong trường hợp này là kết quả đã có ta phải giả sử xem giải pháp nào ( yếu tố nào hay nguyên nhân nào) đem lại kết quả này.
Bƣớc 4. Học sinh nêu thiết kế thí nghiệm:
Nêu cách thiết kế thí nghiệm là xác định được đối tượng thí nghiệm là cây hay con gì làm thí nghiệm sẽ có kết quả nhanh. Từ nhân tố hay nguyên nhân gây ra kết quả ( nội dung học) thì cần bố trí thí nghiệm như thế nào đến kết quả mang lại chính xác. Do đó phải nêu được cơng thức thí nghiệm, cơng thức đối chứng, tiêu chí cần xác định để thu được số liệu hay hiện tượng trong thí nghiệm.
Bƣớc 5. Xác định cách thực hiện thí nghiệm
Dựa vào mục đích của thí nghiệm và dựa vào đối tượng của thí nghiệm, dựa vào cách bố trí thí nghiệm mà học sinh nhờ giáo viên hướng dẫn thực hiện theo nhóm hay cá nhân, ở trên lớp hay ở nhà do giáo viên hướng dẫn. Cá nhân hay nhóm đặt tên thí nghiệm, tiến hành ghi chép lại những kết quả, làm cơ sở cho kết luận.
Trong bước thực hiện thí nghiệm nếu thuận lợi thì GV cùng HS làm thí nghiệm thật, nếu khó khăn có thể thay bằng mơ tả cách thực hiện thí nghiệm.
Bƣớc 6. HS nhận xét kết quả và đưa ra kết luận khoa học
Nhận xét kết quả TN là giáo viên hướng dẫn, tổ chức để học sinh dựa vào các số liệu hay hiện tượng thu được ở thí nghiệm, phát hiện mối quan hệ, phát hiện xu thế biểu hiện qua số liệu hay hiện tượng, khái quát hóa những cứ liệu để tìm ra dấu hiệu bản chất. Đưa ra kết luận khoa học là giáo viên hướng dẫn để học sinh dựa vào những nhận xét ở kết quả thí nghiệm, sử dụng thuật ngữ khoa học để diễn đạt thành mệnh đề khẳng định mang tính khoa học và phù hợp với mục đích thí nghiệm.
2.3.3. Ví dụ minh họa
Bước 1. Nêu nhiệm vụ nhận thức cho HS.
Từ kết luận, nước được cây hấp thụ, có khoảng 2% lượng nước hấp thụ được tham gia xây dựng nên cơ thể, vậy khoảng 98% nước thoát ra khỏi cơ thể. Nước thốt ra ngồi qua lá, nhưng lá có mặt trên và mặt dưới và mỗi mặt có cấu tạo khác nhau. Vậy mặt nào nước thốt nhiều? Vì sao?
Bước 2. Học sinh nhận ra nhiệm vụ cần giải quyết.
Thiết kế thí nghiệm thế nào để xác định được mặt trên hay mặt dưới của lá thốt hơi nước nhanh hơn? Giải thích vì sao?
Bước 3. Học sinh đề xuất giả thuyết khoa học.
Giáo viên gợi ý HS kết nối kiến thức cấu tạo của lá và thoát hơi nước và nêu giả thuyết :“ Mặt nào trên lá cũng thốt hơi nước nhưng mặt nào có nhiều khí khổng sẽ thốt hơi nước nhiều hơn ”
Bước 4. Học sinh nêu cách thiết kế thí nghiệm.
Sau khi xác định được giả thuyết TN, HS tiến hành các bước thiết kế thí nghiệm để chứng minh giả thuyết
- Mục đích thí nghiệm: Bằng thí nghiệm chứng minh được nước thốt ra ngồi chủ yếu từ mặt dưới của lá
- Chọn thí nghiệm thể hiện mục đích dạy học: Thiết kế thí nghiệm để xác định “ Lá là cơ quan thoát hơi nước và thoát ra chủ yếu ở mặt dưới của lá”.
- Diễn đạt tên thí nghiệm: Người ta làm thí nghiệm đã thấy khối lượng nước cây hút gấp nhiều lần khối lượng của cây. Vậy phần nước không tham gia cấu tạo nên cây đã thốt ra ngồi bằng cơ quan nào? Hoặc đơn giản hơn: Bằng thí
nghiệm như thế nào xác định được lá là cơ quan thoát hơi nước. - Xác định đối tượng thí nghiệm: Lá cây đang sinh trưởng mạnh
- Phương pháp bố trí thí nghiệm: * Dụng cụ:
+ Dùng 2 tấm giấy lọc tẩm coban clorua đã sấy khô ( màu xanh da trời). + 2 bản kính mỏng , trong suốt.
+ Cây cùng tuổi trồng vào 5 chậu giống nhau. + Đồng hồ bấm giây.
*Bố trí thí nghiệm: + Cơng thức thí nghiệm: Đo sự thoát hơi nước từ mặt dưới của lá. + Cơng thức đối chứng: Đo sự thốt hơi nước từ mặt trên của cùng lá. + Số lần lặp lại: Mỗi cây chọn 2 lá, tổng số lần lặp lại là 2 x 5 = 10 lần. + Kĩ thuật tiến hành: Cây 2 lá nguyên vẹn, phát triển tốt, có vị trí tương đương trên thân.
Bước 5. Xác định cách thực hiện thí nghiệm
- Tùy điều kiện HS thực hiện thí nghiệm thật hoặc chỉ mơ tả cách thực hiện
thí nghiệm.
- Học sinh hoạt động theo nhóm ( 4- 6 HS/Nhóm).
Bước 6. HS nhận xét kết quả và đưa ra kết luận khoa học.
- Nhận xét từ kết quả thí nghiệm cho thấy: mặt dưới của lá chuyển màu nhanh hơn chứng tỏ sự thoát hơi nước diễn ra mạnh hơn.
- Kết luận khoa học: Cả hai mặt lá đều thoát hơi nước nhưng nước thoát qua mặt dưới của lá là chủ yếu vì ở đó có nhiều lỗ khí.