Bƣớc 1: lựa chọn nội dung dạy học có sử dụng thí nghiệm. Căn cứ vào
cấu trúc nội dung chƣơng trình, mục tiêu cần đạt trong mỗi lớp học, mục tiêu từng phần kiến thức để GV lựa chọn nội dung dạy học phù hợp sử dụng TN.
Ví dụ: trong chƣơng “Chuyển hóa vật chất và năng lƣợng” phần thực vật có các bài học rất phù hợp để thiết kế thí nghiệm dạy học nhƣ: trao đổi nƣớc và muối khoáng, thoát hơi nƣớc, dinh dƣỡng nitơ, quang hợp, hơ hấp.
Bƣớc 2. Phân tích nội dung, xác định các thí nghiệm. GV phân tích các
thành phần kiến thức của từng bài học, từ đó xác định các thí nghiệm có thể thực hiện đƣợc tƣơng ứng với từng nội dung. Cần phân tích mối quan hệ giữa kiến thức của bài học với các hiện tƣợng sinh học hay ứng dụng thực tiễn làm cơ sở cho việc thiết kế các bài thực hành.
Ví dụ: khi chọn bài “Thoát hơi nƣớc”, GV và HS cùng phân tích nội dung thành phần kiến thức của bài, xem xét mối quan hệ giữa kiến thức của
Tiến hành thí nghiệm
Thiết kế kế hoạch dạy học
Lựa chọn nội dung dạy học có sử dụng thí nghiệm
Phân tích nội dung, xác định các thí nghiệm
Thiết kế hoạt động thí nghiệm
bài với các hiện tƣợng sinh học gần gũi trong đời sống, từ đó làm cơ sở xác định 3 thí nghiệm tƣơng ứng với 3 phần kiến thức bài học:
Thí nghiệm 1 (ứng với nghiên cứu phần I): chứng minh thoát hơi nƣớc là động lực đầu trên của dòng mạch gỗ.
Thí nghiệm 2 (ứng với nghiên cứu phần II): so sánh tốc độ thoát hơi nƣớc ở các loại lá cây và ở 2 mặt trên - dƣới của lá cây.
Thí nghiệm 3 (ứng với nghiên cứu phần III): tìm hiểu ảnh hƣởng của các nhân tố ngoại cảnh đến q trình thốt hơi nƣớc.
Bƣớc 3. Thiết kế hoạt động thí nghiệm. GV lựa chọn và xác định các nội dung của TN nhƣ: nguyên liệu, dụng cụ, điều kiện tiến hành, giả thuyết, các bƣớc tiến hành và kết quả TN. GV có thể mã hóa các bƣớc của TN thành các khâu của q trình dạy học sao cho hợp lí, linh hoạt và đạt mục tiêu dạy học. Tùy đối tƣợng HS và tùy mức độ khó của thí nghiệm để GV xác định đối tƣợng thiết kế TN (GV hoặc GV hƣớng dẫn HS hoặc HS).
Ví dụ: trong TN chứng minh thốt hơi nƣớc ở lá là động lực đầu trên của dòng mạch gỗ, GV và HS cần: Chuẩn bị:
- Dụng cụ: 2 cốc nhựa trong 600ml, ống đong 100ml, kéo, thƣớc đo mm. - Mẫu vật: 2 cây đậu đều nhau
- Hóa chất: nƣớc, dầu ăn
Tiến hành: trồng 2 cây đậu trong 2 cốc nhựa trong với điều kiện sau: Cốc 1 Cây đậu + 500ml nƣớc, nhỏ dầu ăn phủ kín mặt nƣớc.
Cốc 2 Cây đậu đã cắt hết lá + 500ml nƣớc, nhỏ dầu ăn phủ kín mặt nƣớc.
Sau 2 đêm, đo và so sánh mực nƣớc còn lại ở 2 cốc. Phân tích thí nghiệm
- Nhỏ dầu ăn phủ kín mặt nƣớc tránh nƣớc bị bốc hơi qua bề mặt. - Cây trong cốc 2 bị cắt hết nhằm loại bỏ thoát hơi nƣớc qua lá.
- Sau 2 đêm, thƣớc đo để so sánh lƣợng nƣớc còn lại trong 2 cốc nhựa trong. Qua đó chứng minh vai trị của thốt hơi nƣớc đối với việc hút nƣớc của rễ cây và vận chuyển của mạch gỗ.
Điều kiện: 2 cây đậu đều nhau, các điều kiện khác giống nhau ở 2 cốc. Bƣớc 4. Tiến hành thí nghiệm. GV và HS thực hiện TN đã xác định ở bƣớc 3. Sử dụng máy ảnh, máy quay, sổ ghi chép để thu thập đầy đủ thông tin nhƣ: cách bố trí, hiện tƣợng, kết quả thí nghiệm và báo cáo kết quả. Tùy đối tƣợng HS, độ khó của mỗi thí nghiệm, điều kiện cơ sở vật chất mà GV có thể tự làm TN hoặc hƣớng dẫn HS hoặc yêu cầu HS tự làm TN tại phòng TN hoặc ở lớp hoặc ở nhà hoặc vƣờn trƣờng.
Ví dụ: TN “chứng minh thoát hơi nước là động lực đầu trên của dòng
mạch gỗ” rất dễ làm, GV yêu cầu HS tự thiết kế và làm ở nhà, chụp ảnh kết
quả TN để báo cáo hoặc mang sản phẩm đến lớp. Nhƣng TN “so sánh tốc độ
thoát hơi nước ở các loại lá cây và ở 2 mặt lá cây” địi hỏi nhiều dụng cụ, hóa
chất, giấy tẩm nên cần hƣớng dẫn cụ thể để TN thành công và nên làm ngay tại lớp cho dễ quan sát kết quả.
Bƣớc 5. Thiết kế kế hoạch dạy học bài học có sử dụng các hoạt động thí
nghiệm. Trong q trình GV thiết kế bài học, hoạt động thí nghiệm đƣợc coi là phƣơng thức dạy học chủ chốt. Căn cứ vào mục đích dạy học, GV cần xác định hoạt động thí nghiệm sẽ đƣợc sử dụng trong nội dung nào, khâu nào của quá trình dạy học. GV cần xác định các TN đƣợc tổ chức theo cá nhân hay nhóm HS và có cần sự giúp đỡ của GV không; địa điểm thực hiện (ở nhà, phịng thí nghiệm, lớp học hay ngoài thực địa). Trên những cơ sở đó, GV soạn kế hoạch dạy học cho phù hợp.
Ví dụ: trong bài “Thốt hơi nƣớc”, chúng tơi sử dụng 3 thí nghiệm trên làm phƣơng thức dạy học tƣơng ứng với 3 nội dung lớn trong bài. HS đƣợc GV hƣớng dẫn tiếp cận và chinh phục kiến thức thông qua thực hành thí
nghiệm. Mỗi nhóm sẽ thực hiện một TN nhƣng nghiên cứu cả 3 TN theo kĩ thuật trạm, sau đó hồn thành các phiếu học tập để chốt kiến thức.
Bƣớc 6. Tiến hành kế hoạch dạy học. GV tổ chức dạy học thơng qua các thí nghiệm. Bƣớc này cần sự linh hoạt tùy đối tƣợng HS, cơ sở vật chất, thời gian sao cho phù hợp.
Ví dụ: trong phần 2.4.1 dƣới đây chúng tơi thiết kế kế hoạch dạy học bài “Thốt hơi nƣớc” có sử dụng 3 thí nghiệm làm phƣơng tiện dạy học. Đối tƣợng HS có nhận thức rất tốt nên chúng tôi chọn phƣơng án hƣớng dẫn HS thiết kế TN để khai thác bài học. Các dụng cụ và mẫu vật hoàn toàn do HS chuẩn bị, GV chỉ cung cấp giấy lọc, dung dịch coban clorua, bản kính và kẹp gỗ. Thời gian hoạt động trên lớp chỉ có 45 phút nhƣng HS phải chuẩn bị sẵn TN 1, 2, 3 ở nhà trƣớc lần lƣợt 2 ngày, 1 giờ và 4 tuần.
Các hoạt động 1, 2, 3 lần lƣợt đƣợc khai thác dƣới dạng 3 TN của các nhóm HS nhằm chiếm lĩnh tri thức và hình thành năng lực cho HS.
2.4. Một số kế hoạch dạy học Sinh học có sử dụng thí nghiệm
2.4.1. Kế hoạch dạy học “Bài 3. Thoát hơi nước”
I. Trọng tâm của bài
Trọng tâm của bài là cấu tạo của lá thích nghi với sự THN và sự điều tiết hơi nƣớc của cây qua điều tiết độ mở khí khổng.
II. Mục tiêu: Sau khi HS học xong bài này cần:
a. Về mặt kiến thức:
- Nêu đƣợc vai trị của q trình THN đối với đời sống của cây.
- Trình bày đƣợc cơ chế điều tiết độ mở khí khổng và các tác nhân ảnh hƣởng tới quá trình THN.
- Phân biệt đƣợc thốt hơi nƣớc qua khí khổng và qua cutin.
- Xử lí đƣợc khi ghép cành hoặc chuyển vị trí cây trồng tránh tình trạng cây chết héo.
b. Về mặt kĩ năng
- Rèn kĩ năng tƣ duy logic, phân tích, tổng hợp, so sánh. - Phát triển kĩ năng thuyết trình, phản biện và hợp tác.
c. Về mặt ý thức
- Nhận thấy đƣợc vai trị của nƣớc và THN đối với cây, từ đó biết vận dụng để chăm sóc và tƣới tiêu hợp lí cho cây trồng.
- Có ý thức làm việc tập thể, u thích mơn Sinh học.
d. Về năng lực
Phát triển năng lực tự học, năng lực thực hành, năng lực hợp tác. III. Phƣơng pháp
- Thuyết vấn. - Hoạt động nhóm. IV. Phƣơng tiện
1. Đối với GV
- Giáo án, kiến thức liên quan. - Hình 3.1; hình 3.4 SGK phóng to.
- Giao nhiệm vụ cho các nhóm trƣớc 1 tuần để HS chủ động chuẩn bị. - Phiếu học tập.
2. Đối với HS
Nhóm 1: chuẩn bị TN 1 trƣớc ở nhà.
Mục tiêu của TN: chứng minh THN ở lá là động lực đầu trên của dòng mạch gỗ.
Chuẩn bị:
- Dụng cụ: 2 cốc nhựa trong 600ml, ống đong 100ml, kéo, thƣớc đo mm. - Mẫu vật: 2 cây đậu đều nhau
- Hóa chất: nƣớc, dầu ăn
- Quy trình thí nghiệm
Trồng 2 cây đậu trong 2 cốc nhựa trong:
Cốc 1 Cây đậu + 500ml nƣớc, nhỏ dầu ăn phủ kín mặt nƣớc.
Cốc 2 Cây đậu cắt hết lá + 500ml nƣớc, nhỏ dầu ăn phủ kín mặt nƣớc Sau 2 đêm, đo và so sánh mực nƣớc còn lại ở 2 cốc.
- Thu hoạch:
Đo và so sánh mực nƣớc cịn lại ở 2 cốc. Giải thích.
Qua kết quả TN, nêu vai trò của THN đối với dịng mạch gỗ. Ngồi ra, THN cịn có vai trị gì đối với cây?
Giải thích tại sao khi chuyển nơi ở của cây, ngƣời ta thƣờng cắt bớt lá.
- Phân tích thí nghiệm
Nhỏ dầu ăn phủ kín mặt nƣớc tránh nƣớc bị bốc hơi qua bề mặt.
Cây trong cốc 2 bị cắt hết nhằm loại bỏ thoát hơi nƣớc qua lá.
Sau 2 đêm, so sánh lƣợng nƣớc còn lại trong 2 cốc. Qua đó chứng minh vai trị của THN đối với việc hút nƣớc của rễ cây và vận chuyển của mạch gỗ.
Lƣu ý trong quá trình thí nghiệm: Chọn 2 cây đậu đều nhau. Nhóm 2: chuẩn bị TN 2 trƣớc
Mục tiêu của TN: HS biết sử dụng giấy lọc thấm coban clorua để so sánh tốc độ thoát hơi nƣớc ở 3 loại lá cây: lá non, lá bánh tẻ, lá già và so sánh tốc độ thoát hơi nƣớc ở 2 mặt trên và dƣới của lá cây. Giải thích đƣợc nguyên nhân, từ đó có biện pháp chăm sóc cây trồng hợp lý.
Chuẩn bị.
- Dụng cụ: 1 bộ kẹp gỗ, bản kính, đồng hồ bấm giây, giấy lọc. - Hóa chất: dung dịch coban clorua 5%
- Mẫu vật: 1 cây cao khoảng 40cm có lá bản rộng. Tiến hành thí nghiệm
- Quy trình thí nghiệm
Dùng giấy lọc tẩm coban clorua đã sấy khô đặt đối xứng nhau qua 2 mặt lá, dùng kẹp gỗ ép 2 bản kính vào 2 miếng giấy này ở 2 mặt của lá tạo thành hệ thống kín. Thực hiện trên 3 loại lá: 1 lá già, 1 lá non và 1 lá bánh tẻ.
Dùng đồng hồ bấm giây để so sánh thời gian giấy chuyển màu trên 2 mặt của 3 loại lá.
- Thu hoạch: Dùng đồng hồ bấm giây để so sánh thời gian giấy chuyển
màu trên 2 mặt lá trên 3 loại lá rồi thống kê vào bảng sau, qua đó phát hiện hơi nƣớc thốt ra ở đâu nhanh và nhiều hơn.
Chỉ tiêu so sánh Lá non Lá bánh tẻ Lá già Mặt trên Mặt dƣới Mặt trên Mặt dƣới Mặt trên Mặt dƣới Thời gian giấy lọc chuyển màu
Diện tích giấy lọc chuyển màu
Nhóm 3: chuẩn bị trƣớc TN 3.
Mục tiêu của TN: HS biết sử dụng các dụng cụ và mẫu vật đơn giản để nghiên cứu ảnh hƣởng của các nhân tố ngoại cảnh đến quá trình THN.
Chuẩn bị.
- Dụng cụ: 4 chậu nhựa trong, túi nilon, thƣớc đo mm. - Hóa chất: nƣớc sạch, dầu ăn
- Mẫu vật: 4 cây ngô bằng nhau Tiến hành thí nghiệm
- Quy trình thí nghiệm: trồng 4 cây ngô trong 4 chậu nhựa trong với các
điều kiện khác nhau.
Chậu 1 Đất khô cằn Trùm túi nilon trong, để qua đêm rồi quan sát lƣợng hơi nƣớc trong túi. Chậu 2 Đất ẩm ƣớt
Chậu 3 500ml nƣớc, để ngoài sáng Qua một ngày, lấy thƣớc mm đo lƣợng nƣớc còn lại trong chậu.
- Thu hoạch:
So sánh lƣợng hơi nƣớc thoát ra ở chậu 1 và 2, giải thích.
So sánh lƣợng nƣớc cịn lại của chậu 3 và 4, giải thích.
Qua TN, hãy rút ra các yếu tố quan trọng ảnh hƣởng tới THN của cây.
Giải thích tại sao ngƣời ta khơng tƣới cây vào buổi trƣa nắng gắt.
- Phân tích thí nghiệm
Chậu 1 và 2 nhằm nghiên cứu ảnh hƣởng của yếu tố “hàm lƣợng nƣớc” đến lƣợng hơi nƣớc thoát ra.
Chậu 3 và 4 nhằm nghiên cứu ảnh hƣởng của yếu tố “ánh sáng” đến lƣợng hơi nƣớc thoát ra.
Lƣu ý trong q trình thí nghiệm.
- Các cây phải cùng lồi và có kích thƣớc giống nhau. - Chậu 1 và 2 chỉ khác nhau về hàm lƣợng nƣớc.
- Chậu 3 và 4 chỉ khác nhau về ánh sáng, các yếu tố cịn lại giống nhau. V. Tiến trình bài dạy
1. Ổn định lớp
- Kiểm tra sĩ số.
- Nhắc nhở và động viên đầu giờ.
- Kiểm tra sự chuẩn bị TN của các nhóm. 2. Kiểm tra bài cũ
Câu 1. Phân biệt 2 dòng vận chuyển vật chất trong cây.
Câu 2. Lực nào là chính giúp dịng nước có thể vận chuyển từ rễ lên
ngọn những cây cao hàng trăm mét? Nước sau khi lên lá sẽ đi đâu?
3. Bài mới
- GV chia lớp thành 3 nhóm. Các nhóm đã chuẩn bị trƣớc TN của nhóm mình theo hƣớng dẫn của GV.
- GV tổ chức cho các nhóm lần lƣợt học tập theo các nội dung nhỏ của bài “Thốt hơi nƣớc”.
- GV ln giám sát, định hƣớng sao cho cuộc thảo luận đúng hƣớng và cuối cùng chuẩn hóa kiến thức.
HOẠT ĐỘNG NỘI DUNG
Hoạt động 1: nhóm 1 tổ chức học tập nội dung “vai trị của q trình thốt hơi nước”
- Nhóm 1 trình bày TN của nhóm mình (3 phút) cho cả lớp cùng nghe. Nêu rõ kết quả TN thu đƣợc. Các nhóm cịn lại lắng nghe, thảo luận nhóm (5 phút) và hoàn thành phiếu học tập.
- Nhóm 1 tổ chức, điều hành cho các nhóm cịn lại trả lời, phản biện theo câu hỏi trong phiếu học tập. Các nhóm 2, 3 cử đại diện lên trình bày ý kiến của nhóm mình. Các nhóm có thể bổ sung, góp ý và phản biện lẫn nhau để đi đến kết quả thống nhất. - Phiếu học tập số 1: Thảo luận và trả lời các câu hỏi sau:
Giải thích tại sao mực nƣớc còn lại trong hai cốc lại khác nhau?
Qua kết quả TN, nêu vai trò của THN với dịng mạch gỗ. Ngồi ra, THN cịn có vai trị gì với cây?
Giải thích tại sao khi chuyển nơi ở
I. VAI TRỊ CỦA Q TRÌNH THỐT HƠI NƢỚC.
- THN là động lực đầu trên của dòng mạch gỗ:
Vận chuyển nƣớc và ion khoáng từ rễ lên các bộ phận của cây.
Tạo môi trƣờng liên kết các bộ phận của cây.
Tạo độ cứng cho thực vật thân thảo.
- THN làm khí khổng mở cho CO2 vào cung cấp cho quang hợp.
- THN giúp làm mát bề mặt lá đảm bảo hoạt động sinh lí bình thƣờng.
của cây, ngƣời ta thƣờng cắt bớt lá của cây cần chuyển?
Hoạt động 2: nhóm 2 tổ chức học tập nội dung “thoát hơi nước qua lá”
- Tƣơng tự, nhóm 2 trình bày TN của nhóm mình, đặt câu hỏi, tổ chức và điều hành cho các nhóm cịn lại trả lời, phản biện theo phiếu học tập số 2. - Phiếu học tập số 2:
So sánh tốc độ và lƣợng hơi nƣớc thoát ra giữa mặt trên và mặt dƣới của 3 loại lá. Qua đó có thể rút ra kết luận gì về con đƣờng THN qua lá?
THN qua lá diễn ra chủ yếu bằng con đƣờng nào? Vì sao?
- Nhóm 2 trình bày kĩ hơn về cơ chế THN qua khí khổng và sự khác biệt cơ bản giữa hai con đƣờng THN qua khí khổng và qua cutin.
- GV cho HS quan sát cơ chế đóng mở của khí khổng trên máy chiếu. Giải thích kĩ hơn và chốt kiến thức.
II. THOÁT HƠI NƢỚC QUA LÁ