1.3.1 .Mục đích xác định cơ sở thực tiễn
2.2. Các thí nghiệm cần có để dạy học Sinh học 11 – THPT
2.2.2. Thiết kế thí nghiệm
2.2.2.1.Khái niệm về thiết kế thí nghiệm Sinh học.
Thiết kế thí nghiệm sinh học được hiểu là từ mục đích thí nghiệm đã được xác định, đề xuất đối tượng làm thí nghiệm, đề xuất phương pháp tiến hành thí nghiệm sao cho kết quả thu được là chính xác, phù hợp mục đích của thí nghiệm, đề xuất các chỉ tiêu cần theo dõi và thu lại được, nêu được dự kiến kết quả của thí nghiệm. Nói cách khác thiết kế thí nghiệm là lập ra kế hoạch
thí nghiệm, baogồm mục đích thí nghiệm, nêu được đối tượng làm thí nghiệm phương pháp thí nghiệm phải làm lặp đi lặp lại bao lần thí nghiệm, cách theo dõi thí nghiệm, những chỉ tiêu theo dõi.
2.2.2.2. Nguyên tắc thiết kế thí nghiệm sinh - Quán triệt mục đích dạy học.
- Đảm bảo tính khoa học chính xác của nội dung. - Thể hiện con đường dẫn đến kết luận khoa học.
- Phát hiện năng lực thực nghiệm và nghiên cứu khoa học. 2.2.2.3. Quy trình thiết kế thí nghiệm
Quy trình chung: Qua nghiên cứu và tham khảo một số tác giả, chúng tơi
thấy quy trình thiết kế thí nghiệm như sau:
Sơ đồ 2.2. Quy trình thiết kế thí nghiệm
Bƣớc 1. Xác định mục đích dạy học
Bƣớc 3. Diễn đạt tên thí nghiệm
Bƣớc 4. Xác định đối tƣợng thí nghiệm
Bƣớc 5. Xác định phƣơng pháp bố trí TN
Bƣớc 6. Xác định các chỉ tiêu theo dõi kết quả TN
Bƣớc 7. Dự kiến kết luận khoa học từ thí nghiệ Bƣớc 2. Chọn TN để thực hiện mục đích dạy học
Giải thích quy trình
Quy trình thiết kế thí nghiệm gồm 6 bước cụ thể là:
Bƣớc 1. Xác định mục đích dạy học: Là chỉ ra được học thế nào mà kết luận
được bằng thí nghiệm.
Bƣớc 2.Chọn thí nghiệm thể hiện mục đích dạy học: Mục đích dạy học là lĩnh hội kiến thức, kĩ năng và cách phát hiện ra kiến thức kĩ năng. Do đó phải chọn thí nghiệm nhằm làm cứ liệu khoa học cho kết luận về nội dung học. Khi thực hiện thí nghiệm sẽ tạo được cách học và rèn luyện kĩ năng tương ứng với nội dung. Cũng có thể chọn thí nghiệm như đề tài khoa học, để kết quả nghiên cứu tìm ra nội dung học.
Bƣớc 3. Diễn đạt tên thí nghiệm: Là dùng mệnh đề để chỉ ra được vấn đề cần
nghiên cứu bằng thí nghiệm và thí nghiệm này nhằm mục đích xác định cứ liệu cho kết luận trong nội dung học, hay thí nghiệm là vấn đề khoa học cần nghiên cứu nó như một đề tài khoa học mà kết quả sẽ phát hiện được kiến thức cần học ít nhất như quy định trong chương trình.
Bƣớc 4. Xác định đối tượng nghiên cứu: Chỉ ra được dạng sinh vật nào để thí
nghiệm mới đạt mục đích thí nghiệm.
Bƣớc 5. Xác định phương pháp bố trí thí nghiệm: Xác định được cơng thức
thí nghiệm, cơng thức đối chứng, số lần lặp lại, cách sắp xếp các ơ thí nghiệm nếu nhắc lại nhiều lần.
Bƣớc 6. Xác định các chỉ tiêu theo dõi kết quả thí nghiệm: Kết quả thí
nghiệm là những biểu hiện của đối tượng thí nghiệm mà người thực hiện thu thập được. Theo dõi thí nghiệm là xác định được những đặc điểm gì phản ánh được kết quả thí nghiệm, nhằm đạt mục đích thí nghiệm. Các chỉ tiêu có thể là phản ánh về mặt định lượng, định tính.
Bƣớc 7. Dự kiến kết luận khoa học từ thí nghiệm: Là đưa ra lời nhận xét từ
tư liệu thu được ở kết quả và chỉ ra các mối liên hệ, những dấu hiệu bản chất, tính quy luật, đó là những chứng cứ của kết luận trong nội dung học.
2.2.2.4. Ví dụ minh họa
Thí nghiệm về thốt hơi nước
Bƣớc 1. Xác định mục đích dạy học: Với kết luận ở bài Thoát hơi nước là
“ nước thốt ra ngồi chủ yếu từ mặt dưới của lá”. Bằng cách nào xác định được như vậy?
Bƣớc 2. Chọn thí nghiệm thể hiện mục đích dạy học: Thí nghiệm xác định lá
là cơ quan thoát hơi nước và thoát ra chủ yếu ở mặt dưới của lá.
Bƣớc 3. Diễn đạt tên thí nghiệm: Nếu thí nghiệm này dùng vào mục đích sử
dụng như đề tài nghiên cứu để phát hiện kiến thức ta có thể diễn đạt như sau: 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 thoát ra ngoài bằng cơ quan nào? Hoặc đơn giản hơn: Bằng thí nghiệm như thế nào xác định được lá là cơ quan thoát hơi nước.
Bƣớc 4. Xác định đối tượng thí nghiệm: Cây có lá đang ở thời kì sinh trưởng
mạnh ( lá bánh tẻ) .Thí nghiệm này là chứng minh cho lí thuyết.
Bƣớc 5. Xác định phương pháp bố trí thí nghiệm:
- Dụng cụ:
+ Dùng 2 tấm giấy lọc tẩm coban clorua đã sấy khô( màu xanh da trời) + 2 kẹp để kẹp được 2 tấm kính trên 2 mặt lá của cây
+ 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 thốt hơi nước từ mặt dưới của lá. + Công thức đối chứng: Đo sự thoát 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.
+ Thời gian giấy chuyển từ màu xanh sang màu hồng
+ Diện tích giấy có màu hồng ở mặt trên và mặt dưới lá trong cùng 1 thời gian.
Bƣớc 7. Dự kiến kết luận khoa học từ thí nghiệm: mặt lá nào chuyển màu
nhanh hơn chứng tỏ sự thoát hơi nước diễn ra mạnh hơn.