Sinh thỏi học mới được đưa vào chương trỡnh sinh học phổ thụng từ cải cỏch giỏo dục (1980), nhưng đó cú nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu nhằm nõng cao chất lượng dạy học mụn học này.
Dương Tiến Sỹ (1999), đó nghiờn cứu“Giỏo dục mụi trường qua dạy học Sinh thỏi học lớp 11 phổ thụng trung học”, tỏc giả đó đề xuất một hướng mới về quỏ trỡnh dạy học sinh thỏi học, trong đú tiếp cận cấu trỳc - hệ thống là phương phỏp luận cho việc phõn tớch nội dung, xỏc định cỏc phương phỏp tớch hợp giỏo dục mụi trường qua dạy học sinh thỏi học khụng chỉ ở mức khỏi quỏt toàn bộ chương trỡnh mà cũn đuợc thể hiện ở việc tổ chức cho từng bài học, từng khỏi niệm cụ thể theo huớng phỏt huy cao độ tớnh tớch cực chủ động của học sinh, từ đú cho phộp tớch hợp hữu cơ giữa quỏ trỡnh dạy - học sinh thỏi học với giỏo dục mụi truờng theo cỏch tiếp cận cấu trỳc - hệ thống [21].
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Nguyễn Phỳc Chỉnh với Đề tài nghiờn cứu khoa học cấp Bộ, mó số B99-03-32 đó nghiờn cứu "Hỡnh thành một số biện phỏp nõng cao chất lượng dạy học sinh thỏi học ở cỏc trường trung học phổ thụng miền nỳi phớa Bắc" (2001) [3]. Trong đề tài này đó nghiờn cứu chuyển hoỏ graph toỏn học thành graph dạy học sinh thỏi học nhằm nõng cao chất lượng dạy học sinh thỏi học ở cỏc trường Trung học phổ thụng miền nỳi phớa Bắc. Cụng trỡnh này cũng đó thành cụng trong việc ứng dụng ma trận (maxtric) và graph trong việc hướng dẫn học sinh thiết lập chuỗi thức ăn và lưới thức ăn trong hệ sinh thỏi.
Lờ Thanh Oai, trong luận ỏn Tiến sĩ "Sử dụng cõu hỏi, bài tập để tớch cực hoỏ hoạt động nhận thức của học sinh trong dạy học sinh thỏi học lớp 11 trung học phổ thụng"(2003) đó tập trung nghiờn cứu hệ thống hoỏ cơ sở lý luận về bản chất, vai trũ của cõu hỏi - bài tập trong lý luận dạy học vận dụng vào dạy học sinh thỏi học; từ đú đề xuất nguyờn tắc, kỹ thuật thiết kế, quy trỡnh hợp lý giỳp giỏo viờn thiết kế cõu hỏi - bài tập nhằm tổ chức hoạt động nhận thức tớch cực sỏng tạo cho học sinh trong tất cả cỏc khõu của quỏ trỡnh dạy học; trờn cơ sở đú tỏc giả đó thiết kế, sử dụng cõu hỏi - bài tập để tổ chức dạy - học sinh thỏi học theo hướng phỏt triển tư duy tớch cực của học sinh [20].
Về giỏo trỡnh đào tạo giỏo viờn sinh học, Giỏo sư Trần Bỏ Hoành đó lưu ý việc dựng thuật ngữ "dạy học đặt và giải quyết vấn đề" bổ sung bờn cạnh thuật ngữ“Dạy học giải quyết vấn đề” để lưu ý hai yếu tố quan trọng trong phương phỏp dạy học phỏt huy tớnh tớch cực này gồm "đặt" và "giải quyết" vấn đề , đồng thời đó phõn biệt bốn mức độ sử dụng phương phỏp dạy học này theo cấu trỳc chung của bài học theo trỡnh tự: Đặt vấn đề, Giải quyết vấn đề, Kết luận [11, tr. 80-81]. Đú là một kiến nghị cú ý nghĩa khả thi trong thực tiễn dạy học sinh học hiện nay nhưng tỏc giả mới nờu gợi ý như vậy chung cho giỏo viờn Sinh học trung học cơ sở và trung học phổ thụng chứ chưa đề cập ỏp dụng vào một giỏo trỡnh cụ thể nào.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Túm tắt chƣơng 1
1. Trong chương này tập trung vào việc nghiờn cứu phõn tớch cơ sở triết học, cơ sở lụgic học, cơ sở tõm lý học và cơ sở lý luận dạy học; phõn tớch khỏi niệm dạy học theo vấn đề và hệ thống hoỏ vai trũ, ý nghĩa, bản chất, chức năng, đặc trưng của dạy học theo vấn đề làm cơ sở cho việc nghiờn cứu một cỏch cú hệ thống từ việc đề xuất cỏc nguyờn tắc, đến việc xỏc lập một quy trỡnh dạy học theo vấn đề hợp lý giỳp giỏo viờn vận dụng dạy học theo vấn đề trong dạy học dạy tỡnh huống gúp phần nõng cao chất lượng dạy học bộ mụn và bồi dưỡng năng lực giải quyết vấn đề cho học sinh.
2. Cỏc nghiờn cứu về dạy học theo vấn đề của cỏc tỏc giả nước ngoài cho thấy: Dạy học theo vấn đề là một trong những hướng phỏt huy tớnh tớch cực học tập của học sinh,nõng cao chất lượng dạy học.
3. Ở Việt Nam đó cú một số tỏc giả nghiờn cứu về cỏc phương phỏp và biện phỏp nhằm nõng cao chất lượng dạy học sinh thỏi học ở trường trung học phổ thụng nhưng chưa cú tỏc giả nào nghiờn cứu một cỏch hoàn chỉnh về lý luận và thực tiễn vận dụng dạy học theo vấn đề trong dạy học Sinh thỏi học.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chƣơng 2
VẬN DỤNG DẠY HỌC THEO VẤN ĐỀ TRONG DẠY HỌC SINH THÁI HỌC Ở TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THễNG
2.1. Cấu trỳc chƣơng trỡnh sinh thỏi học 12 ở trƣờng trung học phổ thụng và thành phần kiến thức cơ bản.
Chương trỡnh sinh thỏi học 12 bao gồm cú 3 chương với 14 bài, trong đú cú 13 bài lý thuyết và 01 bài thực hành.
Thành phần kiến thức của phần sinh thỏi học bao gồm:
Chƣơng 1: Cỏ thể và quần thể sinh vật
Nhõn tố sinh thỏi là những nhõn tố mụi trường cú ảnh hưởng trực tiếp hoặc giỏn tiếp tới đời sống sinh vật
Cú hai nhúm nhõn tố sinh thỏi cơ bản: nhõn tố vụ sinh và nhõn tố hữu sinh. Cỏc nhõn tố sinh thỏi tỏc động lờn cơ thể sinh vật theo cỏc quy luật:
Quy luật giới hạn sinh thỏi: Mỗi loài cú một giới hạn chịu đựng đối với một nhõn tố sinh thỏi nhất định. Ngoài giới hạn sinh thỏi, sinh vật khụng thể tồn tại được.
Sự tỏc động qua lại giữa sinh vật và cỏc nhõn tố sinh thỏi qua nhiều thế hệ hỡnh thành ở sinh vật những đặc điểm thớch với cỏc điều kiện khỏc nhau của mụi trường về hỡnh thỏi, giải phẫu, sinh lớ và tập tớnh hoạt động.
Trong quần thể cú cỏc mối quan hệ hỗ trợ và cạnh tranh cựng loài: Quan hệ hỗ trợ: Là mối quan hệ giữa cỏc cỏ thể cựng loài hỗ trợ lẫn nhau trong hoạt động sống như lấy thức ăn, chống lại kẻ thự, sinh sản…
Quan hệ hỗ trợ đảm bảo cho quần thể tồn tại ổn định, khai thỏc tối ưu nguồn sống của mụi trường, làm tăng khả năng sống sút và sinh sản của cỏ thể.
Quan hệ cạnh tranh: Khi mật độ cỏ thể của quần thể tăng lờn quỏ cao, nguồn sống của mụi trường khụng đủ cung cấp cho mọi cỏ thể trong quần thể
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
dẫn đến cỏc cỏ thể tranh giành nhau thỳc ăn, nơi ở, ỏnh sỏng và cỏc nguồn sống khỏc; cỏc con đực tranh giành con cỏi.
Quan hệ cạnh tranh làm cho số lượng và phõn bố của cỏ thể trong quần thể được duy trỡ ở mức phự hợp với nguồn sống, đảm bảo sự tồn tại và phỏt triển của quần thể.
Quần thể cú cỏc đặc trƣng cơ bản sau:
+ Mật độ cỏ thể của quần thể: Số lượng cỏ thể của quần thể trờn một đơn vị diện tớch hay thể tớch của quần thể. Mật độ cỏ thể cú ảnh hưởng tới mức độ sử dụng nguồn sống trong mụi trường, tới khả năng sinh sản và tử vong của quần thể.
+ Sự phõn bố cỏ thể: Cú 3 kiểu phõn bố cỏ thể trong quần thể. Phõn bố theo nhúm hỗ trợ nhau qua hiệu quả nhúm.
Phõn bố đồng đều gúp phần làm giảm cạnh tranh gay gắt giữa cỏc cỏ thể. Phõn bố ngẫu nhiờn tận dụng được nguồn sống tiềm tàng trong mụi trường. + Tỉ lệ giới tớnh: Tỉ lệ giữa số cỏ thể đực và cỏi trong quần thể. Tỉ lệ giới tớnh thay đổi và chịu ảnh hưởng của nhiều nhõn tố (điều kiện sống của mụi trường, đặc điểm sinh sản, sinh lớ và tập tớnh của sinh vật...).
+ Nhúm tuổi: Quần thể cú cấu trỳc tuổi đặc trưng nhưng thành phần nhúm tuổi thay đổi theo loài và điều kiện sống. Cú 3 nhúm tuổi chủ yếu: Trước sinh sản, sinh sản, sau sinh sản.
+ Kớch thước quần thể: Số lượng cỏ thể (hoặc sản lượng hay năng lượng) của quần thể. Cú hai trị số kớch thước quần thể mà quần thể cú thể đạt được, phự hợp với khả năng cung cấp nguồn sống của mụi trường.
Kớch thước quần thể phụ thuộc vào sức sinh sản, mức độ tử vong, sự phỏt tỏn cỏ thể (xuất cư, nhập cư) của quần thể sinh vật.
Tăng trưởng kớch thước quần thể trong điều kiện mụi trường khụng bị giới hạn (điều kiện mụi trường hoàn toàn thuận lợi): Quần thể cú tiềm năng
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
sinh học cao tăng trưởng theo tiềm năng sinh học (đường cong tăng trưởng hỡnh chữ J).
Tăng trưởng kớch thước quần thể trong điều kiện mụi trường bị giới hạn (điều kiện mụi trường hoàn toàn thuận lợi): Quần thể tăng trưởng giảm (đường cong tăng trưởng hỡnh chữ S).
Tăng trưởng của quần thể người: Dõn số thế giới tăng liờn tục trong suốt quỏ trỡnh phỏt triển lịch sử. Dõn số tăng nhanh là nguyờn nhõn làm chất lượng mụi trường giảm sỳt.
Số lượng cỏ thể của quần thể cú thể bị biến động theo chu kỡ hoặc khụng theo chu kỡ.
+ Biến động số lượng cỏ thể của quần thể theo chu kỡ là biến động xảy ra do những thay đổi cú tớnh chu kỡ của mụi trường.
+ Biến động số lượng cỏ thể của quần thể khụng theo chu kỡ là biến động mà số lượng cỏ thể của quần thể tăng hoặc giảm một cỏch đột ngột do những thay đổi bất thường của mụi trường tự nhiờn hay do hoạt động khai thỏc tài nguyờn quỏ mức của con người.
Quần thể luụn cú xu hướng tự điều chỉnh số lượng cỏ thể bằng cỏch làm giảm hoặc kớch thớch làm tăng số lượng cỏ thể.
Sự biến động số lượng cỏ thể của quần thể được điều chỉnh bởi sức sinh sản, tỉ lệ tử vong, xuất cư, nhập cư.
+ Khi điều kiện mụi trường thuận lợi (hoặc số lượng cỏ thể quần thể
thấp) mức tử vong giảm, sức sinh sản tăng, nhập cư tăng tăng số lượng
cỏ thể của quần thể.
+ Khi điều kiện mụi trường khú khăn (hoặc số lượng quần thể quỏ
cao) mức tử vong tăng, sức sinh sản giảm, xuất cư tăng giảm số lượng
cỏ thể của quần thể.
Trạng thỏi cõn bằng của quần thể: Quần thể luụn cú khả năng tự điều chỉnh số lượng cỏ thể khi số cỏ thể tăng quỏ cao hoặc giảm quỏ thấp dẫn tới
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn trạng thỏi cõn bằng (trạng thỏi số lượng cỏ thể ổn định và phự hợp với khả năng cung cấp nguồn sống của mụi trường).
Chƣơng 2: Quần xó sinh vật
Quần xó là tập hợp cỏc quần thể sinh vật thuộc nhiều loài khỏc nhau, cựng sống trong khụng gian và thời gian nhất định, cỏc sinh vật cú mối quan hệ gắn bú với nhau như một thể thống nhất và do vậy quần xó cú cấu trỳc tương đối ổn định.
Quần xó cú cỏc đặc trƣng cơ bản sau: + Đặc trưng về thành phần loài:
. Số lượng loài, số lượng cỏ thể của mỗi loài biểu thị mức độ đa dạng của quần xó. Quần xó ổn định thường cú số lượng loài lớn và số lượng cỏ thể trong mỗi loài cao.
. Loài đặc trưng là loài chỉ cú ở một quần xó nào đú, hoặc cú số lượng nhiều hơn hẳn và vai trũ quan trọng hơn loài khỏc.
. Loài ưu thế (loài chủ chốt) là loài đúng vai trũ quan trọng trong quần xó do số lượng cỏ thể nhiều, sinh khối lớn hoặc hoạt động mạnh.
+ Đặc trưng về phõn bố khụng gian (theo chiều ngang, theo chiều thẳng đứng).
Diễn thế sinh thỏi: Là quỏ trỡnh biến đổi tuần tự của quần xó qua cỏc giai đoạn tương ứng với sự biến đổi của mụi trường.
Nguyờn nhõn gõy ra diễn thế sinh thỏi:
+ Nguyờn nhõn bờn ngoài như sự thay đổi cỏc điều kiện tự nhiờn, khớ hậu... + Nguyờn nhõn bờn trong do sự tương tỏc giữa cỏc loài trong quần xó (như sự cạnh tranh gay gắt giữa cỏc loài trong quần xó, quan hệ sinh vật ăn sinh vật...).
Ngoài ra hoạt động khai thỏc tài nguyờn của con người cũng gõy ra diễn thế sinh thỏi.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Diễn thế sinh thỏi bao gồm diễn thế nguyờn sinh và diễn thế thứ sinh.
+ Diễn thế nguyờn sinh là diễn thế khởi đầu từ mụi trường chưa cú sinh
vật và kết quả là hỡnh thành nờn quần xó tương đối ổn định.
+ Diễn thế thứ sinh là diễn thế xuất hiện ở mụi trường đó cú một quần xó sinh vật từng sống. Tuỳ theo điều kiện thuận lợi hay khụng thuận lợi mà diễn thế cú thể hỡnh thành nờn quần xó tương đối ổn định hoặc bị suy thoỏi.
í nghĩa của nghiờn cứu diễn thế sinh thỏi:
Giỳp hiểu được quy luật phỏt triển của quần xó sinh vật. Từ đú cú thể chủ động xõy dựng kế hoạch trong việc bảo vệ, khai thỏc và phục hồi nguồn tài nguyờn, cú biện phỏp khắc phục những biến đổi bất lợi của mụi trường, sinh vật và con người.
Chƣơng 3. Hệ sinh thỏi, sinh quyển và bảo vệ mụi trƣờng 1. Hệ sinh thỏi:
Hệ sinh thỏi bao gồm quần xó sinh vật và sinh cảnh của quần xó, trong đú cỏc sinh vật tỏc động qua lại với nhau và với cỏc thành phần của sinh cảnh tạo nờn cỏc chu trỡnh sinh địa hoỏ. Nhờ đú, hệ sinh thỏi là một hệ thống sinh học hoàn chỉnh và tương đối ổn định.
Cú cỏc kiểu hệ sinh thỏi chủ yếu: Hệ sinh thỏi tự nhiờn (trờn cạn, dưới nước) và nhõn tạo (trờn cạn, dưới nước).
Chuỗi thức ăn là một dóy cỏc loài sinh vật cú mối quan hệ với nhau về mặt dinh dưỡng, trong đú loài này ăn loài khỏc phớa trước và là thức ăn của loài tiếp theo phớa sau.
Cú 2 loại chuỗi thức ăn:
+ Chuỗi thức ăn bắt đầu bằng sinh vật tự dưỡng.
Vớ dụ: Cỏ Chõu chấu Ếch Rắn
+ Chuỗi thức ăn bắt đầu bằng sinh vật ăn mựn bó hữu cơ .
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Lưới thức ăn là tập hợp cỏc chuỗi thức ăn trong hệ sinh thỏi, cú những mắt xớch chung.
Bậc dinh dưỡng: Bậc dinh dưỡng là những loài cựng mức năng lượng và sử dụng thức ăn cựng mức năng lượng trong lưới thức ăn (hoặc chuỗi thức ăn).
Thỏp sinh thỏi: Bao gồm nhiều hỡnh chữ nhật xếp chồng lờn nhau, cỏc hỡnh chữ nhật cú chiều cao bằng nhau, cũn chiều dài biểu thị độ lớn của mỗi bậc dinh dưỡng. Thỏp sinh thỏi cho biết mức độ dinh dưỡng ở từng bậc và toàn bộ quần xó.
Cú 3 loại hỡnh thỏp sinh thỏi :
+ Hỡnh thỏp số lượng xõy dựng dựa trờn số lượng cỏ thể sinh vật ở mỗi bậc dinh dưỡng.
+ Thỏp sinh khối xõy dựng dựa trờn khối lượng tổng số của tất cả cỏc sinh vật trờn một đơn vị diện tớch hay thể tớch ở mỗi bậc dinh dưỡng.
+ Thỏp năng lượng xõy dựng dựa trờn số năng lượng được tớch luỹ trờn một đơn vị diện tớch hay thể tớch trong một đơn vị thời gian ở mỗi bậc dinh dưỡng.
Hiệu suất sinh thỏi là tỉ lệ phần trăm chuyển hoỏ năng lượng giữa cỏc bậc dinh dưỡng trong hệ sinh thỏi.
Chu trỡnh sinh địa hoỏ: Là chu trỡnh trao đổi cỏc chất trong tự
nhiờn. Một chu trỡnh sinh địa hoỏ gồm cú cỏc thành phần : Tổng hợp cỏc
chất, tuần hoàn chất trong tự nhiờn, phõn giải và lắng đọng một phần vật chất (trong đất, nước...).
Năng lượng của hệ sinh thỏi chủ yếu được lấy từ năng lượng ỏnh sỏng mặt trời. Năng lượng từ ỏnh sỏng mặt trời đi vào quần xó ở mắt xớch đầu tiờn là sinh vật sản xuất sinh vật tiờu thụ cỏc cấp sinh vật phõn huỷ trả lại mụi trường. Trong quỏ trỡnh đú năng lượng giảm dần qua cỏc bậc dinh dưỡng.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
2. Sinh quyển:
Sinh quyển gồm toàn bộ sinh vật và mụi trường vụ sinh trờn trỏi đất hoạt