Nội dung câu hỏi
Kết quả khảo sát
Nội dung trả lời Số HS chọn Tỉ lệ HS chọn
Câu 1. Em có yêu thích mơn Sinh học khơng? Rất u thích 15 15,79% Bình thƣờng 75 78,95% Khơng u thích 5 5,26% Câu 2. Theo em, để
học tốt mơn Sinh học khó hay dễ? Rất khó 5 5,26% Khó 67 70,53% Khơng khó 23 24,21% Câu 3. Trong các giờ Sinh học, các thầy cơ có hay sử dụng TN không? Không 14 14,74% Có sử dụng trong các giờ TH 82 86,32% Có sử dụng trong các giờ TH và các giờ lí thuyết 0 0%
Câu 4. Các thầy cô thƣờng sử dụng TN Sinh học trong giờ học dƣới dạng:
Xem TN trên máy tính 44 46,32% Thí nghiệm ảo 10 10,53% Thí nghiệm thực tế 50 52,63% Câu 5. Theo em,
một giờ học Sinh học làm em hứng thú nhất là khi nào
GV sử dụng máy chiếu cho xem phim, ảnh, hình liên quan
42 44,21% GV sử dụng TN Sinh học 52 54,73% GV chỉ sử dụng sách giáo khoa 1 1,05% Câu 6.Hình thức nào em thích nhất nếu đƣợc học môn Sinh học qua các TN? GV sử dụng TN tại lớp 11 11,58% GV sử dụng TN ảo trên máy tính 3 3,16% Các em đƣợc trực tiếp làm TN 81 85,26% Câu 7. Theo em, học
lí thuyết Sinh học qua thực hành TN
Mất thời gian vì TN khó và dài 4 4,21% Thú vị nhƣng khó hiểu, khó làm 28 29,47% Dễ hiểu và dễ nhớ 63 66,32%
Tiểu kết chƣơng 1
- Qua chƣơng 1, luận văn xác định mục tiêu, xây dựng giả thuyết khoa học dẫn đến lựa chọn đƣợc vấn đề cốt lõi mà luận văn cần cần làm sáng tỏ, xác định cơ sở lý luận để làm cơ sở đề xuất các biện pháp trong chƣơng 2.
Những cơ sở lí luận và thực tiễn trong luận văn này cũng là cơ sở để triển khai việc thiết kế và sử dụng thí nghiệm trong dạy học chƣơng 1: Chuyển hóa vật chất và năng lƣợng, Sinh học 11 nhằm phát triển năng lực của học sinh.
- Cũng trong chƣơng này, chúng tôi xác định đƣợc thực trạng sử dụng thí nghiệm trong dạy học bộ môn Sinh học tại trƣờng THPT và mong muốn của học sinh đƣợc học tập bằng thí nghiệm. Đó là cơ sở để chúng tơi đƣa ra các biện pháp phù hợp trong chƣơng 2. Cụ thể: đại đa số GV đều nhận thấy mức độ quan trọng của việc sử dụng TN trong đổi mới phƣơng pháp dạy học môn Sinh học nhƣng lại chƣa thực hiện đƣợc trong thực tiễn. Đa số GV chỉ dừng lại ở việc sử dụng thí nghiệm trong các bài thực hành có sẵn trong sách giáo khoa nên chƣa phát huy đƣợc năng lực của HS. Bên cạnh đó, HS cũng mong muốn đƣợc học tập thông qua các thí nghiệm nhằm phát huy tính tích cực và tự giác của mình; phát triển năng lực bản thân và tạo hứng thú trong quá trình học.
CHƢƠNG 2
THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM DẠY HỌC CHƢƠNG 1: CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƢỢNG - SINH HỌC 11,
TRUNG HỌC PHỔ THƠNG 2.1. Phân tích chƣơng trình Sinh học 11
2.1.1 Mục tiêu chương trình Sinh học 11
Chƣơng trình Sinh học 11 củng cố, bổ sung, hoàn thiện và nâng cao các tri thức mang tính tổng hợp về cơ thể mà học sinh đã học ở Trung học cơ sở. Cụ thể là:
2.1.1.1. Về kiến thức
- Trình bày đƣợc những kiến thức phổ thông, cơ bản, hiện đại, thực tiễn về cấp độ tổ chức cơ thể của sự sống chủ yếu là thực vật và động vật.
- Trình bày đƣợc các kiến thức cơ bản về trao đổi chất và năng lƣợng, tính cảm ứng, sinh trƣởng và phát triển, sinh sản của động vật và thực vật.
- Nêu và giải thích đƣợc các cơ chế tác động, các q trình sinh lí trong hoạt động sống ở mức cơ thể động vật và thực vật có liên quan mật thiết đến mức độ phân tử, tế bào cũng nhƣ với môi trƣờng sống của chúng.
- Nhận thấy đƣợc sự khác biệt nhƣng thống nhất của các hoạt động sống giữa động vật và thực vật.
2.1.1.2. Về kĩ năng
- Thành thạo các kĩ năng: quan sát, mô tả các hiện tƣợng sinh học cơ bản, TH sinh học.
- Vận dụng đƣợc các kiến thức đã học để giải quyết các tình huống thực tiễn: trồng cây, ni con vật, bảo vệ cây rừng và động vật hoang dã.
- Thành thạo các các kĩ năng học tập, đặc biệt là kĩ năng tự học nhƣ: biết thu thập, chọn lọc và xử lí thơng tin; lập bảng biểu; vẽ đồ thị và sơ đồ tƣ duy; làm việc và báo cáo cá nhân hay nhóm,…
2.1.1.3. Về thái độ
- Biết vận dụng các kiến thức cơ bản vào thực tiễn sản xuất và đời sống nhằm nâng cao năng suất cây trồng, vật ni; bảo vệ mơi trƣờng và góp phần nâng cao chất lƣợng cuộc sống.
- Củng cố niềm tin vào khả năng của khoa học hiện đại trong nhận thức và giải thích bản chất và tính quy luật của các hiện tƣợng của thế giới sống.
- Xây dựng ý thức tự giác và thói quen bảo vệ thiên nhiên, bảo vệ mơi trƣờng sống; có thái độ và hành vi đúng đắn đối với chính sách của Đảng và pháp luật của Nhà nƣớc về dân số, sức khỏe sinh sản, kế hoạch hóa gia đình.
2.1.2. Cấu trúc chương trình Sinh học 11
Chƣơng trình Sinh học 11 gồm một phần là phần bốn đề cập đến sinh học cơ thể đa bào (gồm thực vật và động vật). Các kiến thức Sinh học 11 ở cấp độ cơ thể nối tiếp cấp độ nguyên tử, phân tử, bào quan, tế bào ở Sinh học 10 nhằm hoàn thiện chƣơng trình của THPT đƣợc trình bày theo các cấp độ tổ chức của thế giới sống từ đơn giản đến phức tạp.
Sinh học 11 có bốn nội dung tƣơng ứng với bốn đặc trƣng cơ bản sự sống là: chuyển hóa vật chất và năng lƣợng, cảm ứng, sinh trƣởng và phát triển, sinh sản. Chƣơng 1 đề cập đến sự chuyển hóa vật chất và năng lƣợng ở mức độ cơ thể với lƣu lƣợng kiến thức nhiều nhất, chƣơng 2 đề cập tính cảm ứng của cơ thể, chƣơng 3 đề cập đến sinh trƣởng và phát triển, chƣơng 4 trình bày về sinh sản của cơ thể. Trong mỗi chƣơng đều có các bài thực hành nhằm minh họa kiến thức hoặc củng cố hoặc phát triển nhận thức của HS về nội dung của chƣơng trình. Nhìn chung, chƣơng trình Sinh học 11 nói riêng và Sinh học THPT nói chung đã kế thừa đƣợc tinh hoa của những chƣơng trình cũ và đƣợc cấu trúc lại, có tham khảo chƣơng trình giáo dục của một số nƣớc, đảm bảo kiến thức hiện đại, cập nhật.
Trong chƣơng trình Sinh học 11, các kiến thức đƣợc đề cập ở mức độ đại cƣơng một cách tổng hợp dƣới dạng một cấp độ của tổ chức sống: các nguyên
tắc tổ chức, những quy luật vận động của ba nhóm chính là thực vật, động vật và con ngƣời. Để tìm hiểu và nắm vững phần kiến thức này thì kiến thức tế bào học ở lớp 10 là cơ sở, là nền tảng hết sức logic và cần thiết. Mặt khác, kiến thức sinh học cơ thể ở chƣơng trình Sinh học 11 lại là nền tảng để nghiên cứu tiếp các cấp độ tổ chức sống cao hơn trong Sinh học 12 (quần thể-loài, quần xã, hệ sinh thái).
Sinh học 11 giới thiệu về cấp độ tổ chức cơ thể với hai phần thực vật và động vật riêng biệt bởi chúng có những đặc điểm đặc trƣng riêng cho mỗi giới (cũng nhƣ giới thiệu riêng phần Vi sinh vật ở cuối chƣơng trình lớp 10 và xem nhƣ nghiên cứu cơ thể đơn bào). Khi phân tách nhƣ vậy, HS sẽ dễ tiếp thu và so sánh sự khác nhau giữa hai giới cũng nhƣ nhận thấy sự thích nghi hợp lí của hai giới này. Mặt khác, những đặc điểm chung của hai giới cũng phản ánh sự thống nhất của sinh giới.
2.1.3. Cấu trúc sách giáo khoa Sinh học 11
Chƣơng trình Sinh học 11 bao gồm tồn bộ phần IV – Sinh học cơ thể với bốn chƣơng nhƣ sau (bảng 2.1):
Bảng 2.1. Chương trình Sinh học 11 Chƣơng Số bài học Số tiết học 1.Chuyển hóa vật chất và năng lƣợng
A.Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật
14 15
B.Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở động vật 8 9 2.Cảm ứng A.Cảm ứng ở thực vật 3 3 B.Cảm ứng ở động vật 8 8 3. Sinh trƣởng và phát triển
A.Sinh trưởng và phát triển ở thực vật 3 3
B.Sinh trưởng và phát triển ở động vật 4 4
4. Sinh sản A. Sinh sản ở thực vật 3 3
Cuối mỗi một nhóm nội dung đều thiết kế bài TH nhằm minh họa củng cố hoặc phát triển nhận thức của HS về nội dung chƣơng trình. Cụ thể nhƣ sau: (bảng 2.2)
Bảng 2.2. Các bài thực hành theo chương trình sinh học 11
STT Chƣơng Bài thực hành 1
Chƣơng I. Chuyển hóa vật chất và năng lƣợng
Bài 7. Thí nghiệm thốt hơi nƣớc và thí nghiệm về vai trị của phân bón
2 Bài 13. Phát hiện diệp lục và carôtenôit 3 Bài 14. Phát hiện hô hấp ở thực vật
4 Bài 21. Đo một số chỉ tiêu sinh lí ở ngƣời 5 Chƣơng II. Cảm
ứng
Bài 25. Hƣớng động
6 Bài 33. Xem phim về tập tính của động vật 7 Chƣơng III. Sinh
trƣởng và phát triển
Bài 40. Xem phim về sinh trƣởng và phát triển ở động vật
8 Chƣơng IV. Sinh sản
Bài 43. Nhân giống vơ tính ở thực vật bằng giâm, chiết, ghép
2.1.4. Mục tiêu, nội dung chương trình và cấu trúc phần Chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật, Sinh học 11 chất và năng lượng ở thực vật, Sinh học 11
2.1.3.1. Mục tiêu
a. Về kiến thức
- Trình bày đƣợc những cơ chế cơ bản về: hấp thụ, vận chuyển, trao đổi nƣớc, muối khoáng ở rễ; sự vận chuyển chất hữu cơ trong cây; thoát hơi nƣớc và vai trị của thốt hơi nƣớc đối với cây.
- Nêu đƣợc vai trò của các ngun tố khống, đặc biệt là ngun tố nitơ. Trình bày đƣợc quá trình dinh dƣỡng nitơ ở thực vật và vai trị của phân bón đối với cây trồng và môi trƣờng.
- Khái quát đƣợc quá trình quang hợp ở cây xanh. Phân biệt đƣợc sự thích nghi của các loại cây C3, C4, CAM trong quang hợp với môi trƣờng sống.
- Nêu đƣợc các nhân tố ngoại cảnh ảnh hƣởng đến quang hợp, từ đó có biện pháp điều chỉnh quang hợp để tăng năng suất cây trồng.
- Phân biệt đƣợc hô hấp với hô hấp sáng và quang hợp ở cây xanh. Chỉ rõ sự thống nhất của 3 quá trình này trong đời sống của cây.
b. Về kĩ năng
- Rèn đƣợc kĩ năng: quan sát, mô tả các hiện tƣợng sinh học cơ bản, thực hành sinh học.
- Vận dụng đƣợc các kiến thức đã học để giải quyết các tình huống thực tiễn: trồng cây và bảo vệ cây rừng.
- Thành thạo các các kĩ năng học tập, đặc biệt là kĩ năng tự học; làm việc cá nhân hay nhóm,…
c. Về thái độ
- Biết vận dụng các kiến thức cơ bản vào thực tiễn sản xuất và đời sống nhằm nâng cao năng suất cây trồng, bảo vệ môi trƣờng
- Xây dựng ý thức tự giác và thói quen bảo vệ thiên nhiên, bảo vệ mơi trƣờng sống.
2.1.3.2. Nội dung chương trình
Sinh học 11 có 4 nội dung tƣơng ứng với 4 đặc trƣng cơ bản sự sống là: chuyển hóa vật chất và năng lƣợng, cảm ứng, sinh trƣởng và phát triển, sinh sản. Trong bốn nội dung này thì chuyển hóa vật chất đƣợc nghiên cứu đầu tiên trong chƣơng 1 bởi đây là đặc trƣng đầu tiên của sự sống. Chuyển hóa vật chất và năng lƣợng ở thực vật đƣợc đƣa lên trƣớc.
Trong phần chuyển hóa vật chất và năng lƣợng ở thực vật đề cập đến các vấn đề: trao đổi nƣớc, trao đổi chất khống, các hiện tƣợng quang hợp, hơ hấp cũng nhƣ các yếu tố gây ảnh hƣởng đến quang hợp và hô hấp của cây xanh và ứng dụng kĩ thuật tăng năng suất cây trồng. Để nghiên cứu về các vấn đề này thì cơ sở chính là phần tế bào học, nó thuận lợi trong việc nhắc lại các kiến thức sinh học đã học ở lớp 10 một cách căn bản. Mặt khác, khi nghiên cứu về
chuyển hóa vật chất và năng lƣợng ở thực vật sẽ là cơ sở để so sánh với chuyển hóa vật và năng lƣợng ở động vật trong nội dung tiếp theo và là kiến thức nền tảng để nghiên cứu các đặc trƣng còn lại của sinh vật nhƣ cảm ứng, sinh trƣởng và phát triển, sinh sản.
2.1.3.3. Cấu trúc sách giáo khoa
Phần chuyển hóa vật chất và năng lƣợng ở thực vật gồm 14 bài học (bảng 2.3) giới thiệu về trao đổi nƣớc, trao đổi khống, quang hợp, hơ hấp và các yếu tố ảnh hƣởng đến các cơ chế đó. Trong đó có 3 bài thực hành nhằm củng cố kiến thức cũng nhƣ khắc sâu những nội dung ứng dụng thực tiễn.
Một trong những mục tiêu của phần này là rèn kĩ năng thực hành nhƣng số lƣợng các bài thực hành rất ít (3 bài), lƣợng kiến thức lại nhiều, đặc biệt rất nhiều kiến thức có thể vận dụng thực tiễn. Chính vì vậy, chúng tơi thiết kế và sử dụng các TN trong nội dung này nhằm khắc phục những hạn chế trên.
Bảng 2.3. Cấu trúc phần chuyển hóa vật chất và năng lượng ở thực vật
Bài Nội dung
1. Sự hấp thụ nƣớc và muối khoáng ở rễ.
- Cơ quan hấp thu nƣớc và muối khoáng. - Cơ chế hấp thu nƣớc và muối khoáng ở rễ 2. Vận chuyển các chất
trong cây
- Dòng mạch gỗ vận chuyển nƣớc và muối khống.
- Dịng mạch rây vận chuyển chất hữu cơ. - Thoát hơi nƣớc qua lá và vai trị của thốt hơi nƣớc.
- Các nhân tố ảnh hƣởng tới vận chuyển các chất và thốt hơi nƣớc.
- Tƣới tiêu hợp lí cho cây trồng. 3. Thốt hơi nƣớc
4. Vai trị của các ngun tố khống
- Vai trị của các nguyên tố khoáng và nguồn cung cấp các nguyên tố khống.
- Vai trị sinh lí của nguyên tố nitơ, nguồn cung cấp nitơ cho cây.
- Quá trình chuyển hóa nitơ trong đất và cố định nitơ.
- Phân bón với năng suất cây trồng và môi trƣờng
5-6. Dinh dƣỡng nitơ ở thực vật
7. TH: TN thoát hơi nƣớc và TN về vai trị của
phân bón
8. Quang hợp ở thực vật - Khái quát về quang hợp ở thực vật.
- Quang hợp ở các nhóm thực vật C3, C4,CAM.
- Ảnh hƣởng của các nhân tố ngoại cảnh lên quang hợp.
- Quang hợp quyết định năng suất cây trồng. Tăng năng suất cây trồng thông qua điều khiển quang hợp. 9. Quang hợp ở các nhóm thực vật C3, C4, CAM 10. Ảnh hƣởng của các nhân tố ngoại cảnh đến quang hợp 11. Quang hợp và năng suất cây trồng
12. Hô hấp ở thực vật - Khái quát hô hấp ở thực vật. - Con đƣờng hô hấp ở thực vật. - Hô hấp sáng.
- Quan hệ giữa hô hấp, quang hợp và môi trƣờng.
13. TH: Phát hiện diệp lục và carotenoit
- Chiết rút diệp lục và carotenoit trong các dung môi khác nhau.
- Phát hiện hô hấp ở thực vật 14. TH: Phát hiện hơ hấp
ở thực vật
2.2. Thiết kế thí nghiệm
2.2.1. Quy trình cơ bản của một thí nghiệm
Trên cơ sở nghiên cứu các tài liệu liên quan, chúng tơi đƣa ra 3 quy trình cơ bản của một thí nghiệm nhƣ sau:
2.2.1.1. Dạy học thí nghiệm theo phương pháp nghiên cứu
Đây là phƣơng tiện, phƣơng pháp giúp HS nghiên cứu những khái niệm, quy luật, đặc trƣng của sự sống hoặc xác minh tính đúng đắn của những giả thuyết khoa học mà sách giáo khoa đƣa ra. Sử dụng TN theo phƣơng pháp này còn giúp HS phát triển tƣ duy sáng tạo, kĩ năng nghiên cứu tự giác và độc lập, năng lực tự học và thực hành. Qua đó giúp các em chinh phục kiến thức