10. Lược sử vấn đề
2.2.3. Các biện pháp thiết kế bài ôn tập chương nâng cao hiệu quả ôn tập
Trong quá trình hình thành khái niệm về các cấp tổ chức sống trên cơ thể, giáo viên phải luôn xem trọng vấn đề ôn tập tổng kết chương bởi các dấu hiệu bản chất của cấp tổ chức sống trên cơ thể được thể hiện chưa thật tường minh ở SGK. Với mục đích nâng cao chất lượng tổ chức bài ôn tập tổng kết chương, đáp ứng được mục tiêu của chương trình là khái quát được những dấu hiệu bản chất của tổ chức sống ở cấp độ trên cơ thể, chúng tôi xác định sử dụng các biện pháp sau: Biện pháp sử dụng bảng biểu, biện pháp sử dụng bản đồ tư duy và biện pháp so sánh - ẩn dụ (biện pháp liên hệ tương đồng) để thiết kế bài ôn tập chương phần Sinh thái học. Quán triệt quan điểm tiếp cận hệ thống trong thiết kế các bảng biểu, sơ đồ, bản đồ tư duy, hệ thống câu hỏi bài tập so sánh ẩn dụ sao cho thể hiện được các đặc trưng cơ bản của hệ sống ở các cấp độ quần thể, quần xã, sinh quyển. Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, chúng tôi xác định một số biện pháp như: biện pháp sử dụng bảng biểu, biện pháp so sánh - ẩn dụ và biện pháp thiết lập sơ đồ tư duy để hệ thống hóa kiến thức ôn tập chương phần Sinh thái học.
2.2.3.1. Biện phápsử dụng bảng biểu
Trên cơ sở vận dụng tiếp cận hệ thống, GV xác định được các dấu hiệu bản chất của cấp tổ chức sống nói chung và các cấp tổ chức sống trên cơ thể nói riêng
lượng với môi trường, hệ có khả năng tự điều chỉnh và hệ luôn vận động phát triển. Các dấu hiệu này được hệ thống hóa thành bảng.
Sau đây là các bảng hệ thống hóa dấu hiệu bản chất của cấp tổ chức sống quần thể, quần xã, sinh quyển:
Bảng 2.2. Các dấu hiệu bản chất của cấp tổ chức sống Quần thể Các dấu hiệu của cấp tổ
chức sống Quần thể Nội dung
Thành phần cấu tạo Tập hợp các cá thể cùng loài Tính xác định về mặt
không gian và thời gian
Sống trong một vùng địa lý nhất định, tại một thời điểm nhất định.
Cấu trúc - Sự phân bố của các cá thể trong không gian: mỗi quần thể đều có một khu vực sinh sống nhất định (khoảng không gian).
- Tỉ lệ giới tính của quần thể. Tỷ lệ giới tính đảm bảo hiệu quả sinh sản của quần thể. Tỷ lệ giới tính có thể thay đổi và chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố của môi trường sống, đặc điểm sinh lý và tập tính của loài …
- Thành phần nhóm tuổi: Quần thể gồm có ba nhóm tuổi sinh thái: nhóm trước sinh sản, nhóm đang sinh sản và nhóm sau sinh sản. Cấu trúc tuổi của quần thể thay đổi theo tuổi thọ quần thể, chu kỳ ngày đêm và chu kỳ mùa.
- Mật độ cá thể trong quần thể: Là một trong những đặc tính cơ bản của quần thể vì chúng có ảnh hưởng tới mức độ sử dụng nguồn sống trong môi trường, tới khả năng sinh sản và tử vong của cá thể. Mật độ cá thể trong quần thể không cố định mà thay đổi theo mùa, năm hoặc theo điều kiện môi trường sống.
thay đổi phụ thuộc vào: sức sinh sản, mức độ tử vong, số cá thể nhập cư và xuất cư.
- Thành phần kiểu gen: Mỗi quần thể có một vốn gen đặc trưng khác nhau. Vốn gen của các quần thể có thể thay đổi theo những cách thức khác nhau vì thế mà các quần thể tiến hóa khác nhau. Trong quần thể luôn luôn có nguồn biến dị di truyền, phản ánh trạng thái động của quần thể. Nguồn biến dị di truyền của quần thể suy cho cùng là do đột biến tạo ra. Vì vậy, thành phần kiểu gen của quần thể rất đa dạng, phong phú.
Hệ mở, trao đổi chất và năng lượng với môi trường
- Cũng như bất kỳ tổ chức sống nào, quần thể thực hiện hoạt động trao đổi chất và năng lượng với môi trường nhằm sinh trưởng, phát triển và sinh sản, tăng sinh khối, duy trì sự tồn tại và vai trò của mình trong sinh giới.
Hệ có khả năng tự điều chỉnh
- Quần thể có khả năng tự điều chỉnh duy trì trạng thái cân bằng động.
- Các đặc trưng cấu trúc của quần thể như mât độ, tỷ lệ đực cái, thành phần nhóm tuổi … có bản chất như là những hằng số sinh học được quần thể điều chỉnh duy trì sự ổn định của cả hệ thống.
- Sự tự điều chỉnh của quần thể có giới hạn nhất định. Nếu tác động quá lớn, vượt ra khỏi sức chịu đựng của hệ, quần thể không thể tự điều chỉnh được và cuối cùng bị suy thoái và diệt vong.
Hệ có quá trình vận động và phát triển
Quần thể là đơn vị tiến hóa. Mỗi quần thể có một vốn gen riêng cùng các tần số gen đặc trưng. Trong mỗi quần thể luôn luôn có nguồn biến dị di truyền, phản ánh trạng thái động của quần thể. Bình thường tần số tương đối của các alen có khuynh hướng duy
trì không đổi. Nhưng trong thực tế, quá trình đột biến không ngừng diễn ra, quá trình chọn lọc tự nhiên không ngừng tiếp diễn, làm cho vốn gen và thành phần kiểu gen của quần thể bị biến đổi. Tuy cách ly một cách tương đối với các quần thể lân cận nhưng giữa các quần thể trong loài vẫn có khả năng trao đổi gen. Như vậy, quần thể có khả năng biến đổi cơ cấu di truyền (tần số alen và tần số kiểu gen) qua các thế hệ.
Bảng 2.3. Các dấu hiệu bản chất của cấp tổ chức sống Quần xã Các dấu hiệu của cấp tổ
chức sống Quần xã Nội dung
Thành phần cấu tạo Tổ hợp các quần thể sinh vật thuộc các loài khác nhau Tính xác định về mặt
không gian và thời gian
Phân bố trong một sinh cảnh xác định, vào một thời điểm xác định.
Cấu trúc
- Thành phần loài: Quần xã không phải là tổ hợp của các loài bất kỳ. Các quần thể khác loài trong quần xã tương tác gắn bó chặt chẽ với nhau bằng các mối quan hệ sinh học, đặc biệt là quan hệ dinh dưỡng và thích nghi với môi trường sống. Trong quần xã mỗi nhóm loài có vai trò nhất định.
- Đa dạng loài: Độ đa dạng được thể hiện qua sự phong phú về số lượng loài và số lượng cá thể của mỗi loài trong quần xã. Độ đa dạng của quần xã phụ thuộc vào các nhân tố sinh thái như sự cạnh tranh giữa các loài, mối quan hệ con mồi - vật ăn thịt và mức độ thay đổi của các nhân tố môi trường vô sinh. - Sự phân bố của các loài trong không gian: Phân bố cá thể các loài trong không gian của quần xã tùy thuộc vào nhu cầu sống của từng loài. Nhìn chung, sự phân bố cá thể các loài trong tự nhiên của quần xã có xu hướng làm giảm bớt mức độ cạnh tranh giữa các
loài và nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn sống của môi trường.
- Chức năng hoạt động của các nhóm loài: Quần xã gồm nhiều nhóm sinh vật có các chức năng dinh dưỡng khác nhau (tự dưỡng hoặc dị dưỡng). Tất cả các nhóm sinh vật hoạt động theo các chức năng của mình, tương tác với nhau và với môi trường để hình thành một đơn vị thống nhất có cấu trúc chặt chẽ, ở đó các loài có cơ hội để phân hóa và tiến hóa
Hệ mở, trao đổi chất và năng lượng với môi
trường
Quần xã thực hiện hoạt động chức năng trao đổi chất và năng lượng với môi trường, sinh trưởng và phát triển. Chu trình tuần hoàn vật chất là biểu hiện của quá trình trao đổi chất và năng lượng giữa quần xã với sinh cảnh, thông qua quá trình “đồng hóa” - tổng hợp các chất hữu cơ, chủ yếu là từ năng lượng mặt trời do các sinh vật tự dưỡng thực hiện và quá trình “dị hóa”, nhờ vậy vật chất được tuần hoàn để năng lượng được chuyển hóa liên tục bảo đảm cho quần xã tồn tại và phát triển ổn định.
Hệ có khả năng tự điều chỉnh
Quần xã có khả năng tự điều chỉnh duy trì trạng thái cân bằng động. Các đặc trưng sinh học của quần xã như: thành phần loài, độ đa dạng, sự phân bố của các loài trong không gian, quan hệ dinh dưỡng của quần xã … có bản chất như là những hằng số sinh học được quần xã điều chỉnh duy trì sự ổn định của cả hệ thống. Sự tự điều chỉnh của quần xã có giới hạn nhất định, nếu sự tác động vượt quá giới hạn, quần xã mất khả năng tự điều chỉnh và hậu quả là suy thoái và bị phá hủy.
Hệ có quá trình vận động và phát triển
Quần xã có quá trình vận động phát triển. Diễn thế sinh thái là quá trình phát triển tiến hóa của quần xã, trong đó có sự thay thế lần lượt của quần xã này bằng quần xã khác để có được quần xã cuối cùng tương đối ổn định. Trong quá trình diễn thế xảy ra những thay đổi lớn về cấu trúc thành phần loài, cấu trúc phân tầng, các mối quan hệ trong quần xã…, đó chính là quá trình giải quyết các mâu thuẫn phát sinh trong nội bộ quần xã và giữa quần xã với môi trường, đảm bảo sự thống nhất toàn vẹn giữa quần xã với môi trường.
Bảng 2.4. Các dấu hiệu bản chất của cấp tổ chức sống Sinh quyển Các dấu hiệu của cấp tổ
chức sống Sinh quyển Nội dung
Thành phần cấu tạo Bao gồm các sinh vật sống trong các lớp đất, nước và không khí của trái đất.
Tính xác định về mặt không gian và thời gian
Phân bố trong các lớp đất, nước và không khí của trái đất.
Cấu trúc
- Cấu trúc về các mối quan hệ sinh học: Tất cả sinh vật trên Trái Đất tương tác, gắn bó chặt chẽ với nhau bằng các mối quan hệ sinh học, đặc biệt là quan hệ dinh dưỡng và thích nghi với môi trường sống. Mối quan hệ này được thiết lập ngay khi sự sống và các nhóm sinh vật xuất hiện, đồng thời trải qua một quá trình tiến hóa lâu dài và ngày càng hoàn thiện, thiết lập nên các nhóm sinh vật phụ thuộc vào nhau một cách mật thiết về mặt sinh thái như thực vật và động vật ăn thực vật, những động vật và vi sinh vật sống cộng sinh với nhau, kí sinh - vật chủ, vật dữ - con mồi… Chính mối tương tác này tạo nên các đặc điểm cấu trúc của Sinh quyển. - Cấu trúc dinh dưỡng với nhóm sinh vật tự dưỡng và nhóm sinh vật dị dưỡng thực hiện chức năng trao
đổi chất và năng lượng của Sinh quyển.
- Đa dạng sinh học (đa dạng về gen, đa dạng về loài và đa dạng về hệ sinh thái)
Hệ mở, trao đổi chất và năng lượng với môi trường
Cũng như tất cả các cấp độ tổ chức sống khác, Sinh quyển là hệ mở, có quá trình trao đổi chất và năng lượng thông qua chu trình tuần hoàn vật chất và chuyển hóa năng lượng trên phạm vi toàn cầu. Sinh quyển có quá trình “đồng hóa” – quá trình tổng hợp vật chất (bằng phương thức quang hợp và hóa tổng hợp), và quá trình “dị hóa” – quá trình phân giải vật chất (nhờ quá trình hô hấp hiếu khí của tất cả các loài động vật, thực vật, hô hấp kị khí hoặc lên men của các vi sinh vật), nhờ vậy vật chất được quay vòng còn năng lượng được chuyển hóa.
Hệ có khả năng tự điều chỉnh
Sinh quyển có khả năng tự điều chỉnh, giữ cân bằng các chất có trong môi trường (tỉ phần khí CO2,
O2 trong khí quyển…), điều hòa cán cân nhiệt - ẩm (nhiệt độ trên trái đất), điều tiết khí hậu toàn cầu, đảm bảo cho sự trường tồn, sự đa dạng của tất cả các hệ sinh thái, đó là nhờ sự hiện diện của chu trình tuần hoàn vật chất và sự chuyển hóa năng lượng. Hai quá trình này giúp cho Sinh quyển tồn tại phát triển, đạt đến trạng thái trưởng thành, cân bằng ổn định như ngày nay nếu như không bị con người hủy hoại.
Hệ có quá trình vận động và phát triển
Chu trình vật chất và biến đổi năng lượng diễn ra với tốc độ ngày càng nhanh, đi qua mạng lưới thức ăn ngày càng đa dạng phức tạp, tăng sinh khối, đa dạng hóa các tổ chức sống, mở rộng phạm vi tồn tại của sự sống. Sự phát sinh và phát triển của sinh giới qua các đại địa chất chính là quá trình lịch sử hình thành phát triển tiến hóa của Sinh quyển và cũng chính là quá trình diễn thế sinh thái của Sinh quyển. Sinh quyển được xem như là một hệ sinh thái khổng lồ và duy nhất của Trái đất.
► Quy trình ôn tập bằng biện pháp sử dụng bảng biểu:
Bước 1: Xác định chủ đề cần lập bảng:
Sử dụng biện pháp bảng biểu để hệ thống hóa các dấu hiệu bản chất của các cấp tổ chức sống quần thể, quần xã, sinh quyển.
Bước 2: GV đưa ra các tiêu chí hoặc hướng dẫn HS tự đưa ra tiêu chí để lập bảng và hoàn thành bảng:
Trong quá trình tổ chức ôn tập, tùy theo trình độ nhận thức của HS, GV có thể đưa ra các tiêu chí, HS dựa vào kiến thức đã học, hoàn thiện nội dung các tiêu chí đó. Ở mức độ cao nhất, GV có thể yêu cầu HS tự đưa ra tiêu chí để thiết lập bảng và hoàn thiện nội dung của bảng. Trong quá trình hoàn thiện bảng, HS sử dụng thao tác phân tích, tổng hợp, hệ thống và khái quát hóa toàn bộ nội dung của bảng.
Bước 3: Tổ chức thảo luận:
Bước 4: GV chính xác hóa kiến thức:
► Ví dụ:
Ôn tập chương IV. Hệ sinh thái, Sinh quyển và Sinh thái học với quản lí tài nguyên thiên nhiên:
+Bước 1: Xác định chủ đề cần lập bảng.
GV đặt vấn đề: Cũng giống như TB, CT, QT và QX, SQ cũng là một cấp độ tổ chức sống. Vậy, ở cấp SQ các dấu hiệu sống được thể hiện như thế nào?
Yêu cầu HS sử dụng biện pháp bảng biểu để hệ thống hóa các dấu hiệu bản chất của cấp tổ chức sống sinh quyển.
+ Bước 2: GV đưa ra các tiêu chí hoặc hướng dẫn HS tự đưa ra tiêu chí để lập bảng và hoàn thành bảng.
Sinh quyển là tập hợp sinh vật và các nhân tố môi trường vô sinh trên Trái Đất hoạt động như một hệ sinh thái lớn nhất. Cũng như tất cả các cấp độ tổ chức sống khác, Sinh quyển là hệ mở, có quá trình trao đổi chất và năng lượng thông qua chu trình tuần hoàn vật chất và chuyển hóa năng lượng trên phạm vi toàn cầu. Nhờ sự hiện diện của chu trình tuần hoàn vật chất và sự chuyển hóa năng lượng, Sinh quyển có khả năng tự điều chỉnh đảm bảo cho sự trường tồn, sự đa dạng của tất cả các hệ sinh thái. Sự phát sinh và phát triển của sinh giới qua các đại địa chất chính là quá trình lịch sử hình thành phát triển tiến hóa của Sinh quyển và cũng chính là quá trình diễn thế sinh thái của Sinh quyển.
Các dấu hiệu bản chất của cấp tổ
chức sống sinh quyển Nội dung
Thành phần cấu tạo
Tính xác định về mặt không gian và thời gian
Cấu trúc
Hệ mở, trao đổi chất và năng lượng với môi trường
Hệ có khả năng tự điều chỉnh
Hệ có quá trình vận động và phát triển +Bước 3: Tổ chức thảo luận
+Bước 4: GV chính xác hóa kiến thức. (Sử dụng bảng 2.4)
2.2.3.2. Biện pháp so sánh - ẩn dụ (Biện pháp liên hệ tương đồng)
Tạo ra sự liên hệ tương đồng là quá trình nhận ra mối quan hệ giữa các quan hệ. Thông thường, sự tương đồng có dạng: A đối với B cũng tương tự như C đối D. Liên hệ tương đồng là phép thay thế tên gọi hoặc chuyển đặc điểm, thuộc tính của sự vật, hiện tượng này sang sự vật, hiện tượng khác loại dựa trên cơ sở sự liên tưởng đồng nhất hoá chúng theo đặc điểm, thuộc tính nào đó cùng có ở chúng. Nhờ