Mục tiêu của đề tài Rèn luyện cho sinh viên kỹ năng thiết kế và sử dụng thí nghiệm trong dạy học sinh học trung học phổ thông là đi sâu nghiên cứu việc áp dụng các giải pháp để rèn luyện kỹ năng thiết kế và sử dụng thí nghiệm nhằm nâng cao chất lượng đào tạo giáo viên ở các trường ĐHSP.
Kỹ năng sử dụng thí nghiệm vào dạy học Sinh học 15 1 Kỹ năng thiết kế thí nghiệm trong dạy học Sinh học 15 2 Kỹ năng sử dụng thí nghiệm vào dạy học Sinh học Is
Năng lực dạy học là tổng hợp các đặc điểm, thuộc tính tâm lý của cá nhân người dạy phù hợp với yêu cầu đặc trưng của hoạt động dạy học Sinh học nhằm đảm bảo cho hoạt động đó đạt hiệu quả cao Năng lực được hình thành trên cơ sở của các tư chất tự nhiên của cá nhân và do hoạt động, công tác và rèn luyện
Năng lực dạy học Sinh học được rèn luyện và thể hiện qua các kỹ năng, kỹ xảo về nghề nghiệp của người dạy như: Kỳ năng, kỹ xảo cơ bản về dạy học Sinh học, kỹ năng thực hành thí nghiệm Sinh học, kỹ năng sử dụng thiết bị thí nghiệm trong dạy học vào dạy học Sinh học
1.1.3.1 Kỹ năng thiết kế thí nghiệm trong dạy học Sinh học
Kỹ năng iết kế thí nghiệm trong dạy học Sinh học bao gồm các kỹ năng thành phần sau:
~ Dự kiến được các tình huống hướng dẫn học sinh tự thấy được nhu cầu cần phải tiễn hành thí nghiệm để giải quyết vấn đề đặt ra (xác định được mục đích thí nghiệm)
~ Dự kiến được cách thức hướng dẫn học sinh tự đề xuất hay điều chỉnh phương án thí nghiệm phủ hợp với điều kiện đã cho
~ Dự kiến được cách thức hướng dẫn học sinh tự đề xuất việc lựa chọn các dụng cụ thí nghiệm phù hợp với phương án thí nghiệm đã đưa ra
~ Dự kiến được cách thức hướng dẫn học sinh tự đề xuất quy trình tiến hành thí nghiệm
~ Dự kiến được cách thức hướng dẫn học sinh tự đề xuất cách thức quan sát, thu thập số liệu
~ Dự kiến được cách thức hướng dẫn học sinh tự đề xuất cách thức trình bày số liệu (trình bày bảng, đồ thị
~ Dự kiến được cách thức hướng dẫn học sinh để xuất cách thức phân tích, xử lý số liệu để rút ra kết luận mong muốn
~ Dự kiến cách thức hướng dẫn học sinh đánh giá chung về quá trình thí nghiệm 1.1.3.2 Kỹ năng sử dụng thí nghiệm vào dạy học Sinh học
"Để đảm bảo thành công của bài học có sử dụng TN, bản thân sinh viên cần phải
~ Hiểu được sâu sắc các đặc điểm, yêu cầu của từng loại TN trong day hoc Sinh học
~ Xây dựng kế hoạch bài học theo hướng triệt dé khai thác sử dụng TN làm phương tiện nhận thức cho học sinh (Kỹ năng này được đánh giá thông qua số lượng bài học có sit dung TN),
+ Sử dụng TN tạo tình huống có vấn đề, tạo động cơ hứng thú nhu cầu nhận thức của học sinh (TN mở đầu bài học)
+ Sử dụng TN trong quá trình nghiên cứu kiến thức mới
+ Sử dụng TN để củng cố kiến thức mới
+ Sử dụng TN để kiếm tra, đánh giá kiến thức và kỹ năng của học sinh
~ Thực thì bài học có sử dụng TN
~ Sử dụng TN đúng mục đích, đúng lúc, đúng chỗ, đúng cường độ
~ Tiến hành TN thành công
~ Sử dụng TN đảm bảo yêu cầu về các mặt khoa học Sinh học và khoa học sư phạm
Theo mé hinh DACUM (Develop/Designing A Curriculum), thong qua việc phân tích các hoạt động dạy học của giáo viên trong dạy học với các TN, dựa vào các chuẩn nghề nghiệp giáo viên THPT, cần xây dựng hệ thống kỹ năng sử dụng/dạy học TN cho sinh viên sư phạm đáp ứng nhu cầu của thực tiễn Hệ thống kỹ năng này cần được rèn luyện, hình thành và phát triển đồng bộ theo hai nhóm Bang 1.1 Hệ thống kỹ năng cần được rèn luyện trong dạy học thí nghiệm cho sinh viên sư phạm
Kỹ năng thực hành thí nghiệm Kỹ năng học thí nghiệm
Lap kế hoạch sử dụng thiết bị thí nghiệm Lập kế hoạch dạy học thí nghiệm
“Thực hiện các quy trình của thí nghiệm TO chức thực hiện, quản lý các quy trình, triển khai thí nghiệm Đánh giá kết quả thí nghiệm
~ Viết báo cáo Đánh giá kết quả của học sinh thông qua thí nghiệm:
~ Đánh giá kỹ năng quan sát của học sinh
~ Đánh giá ý kiến, nhận xét của học sinh
~ Đánh giá kỹ năng viết báo cáo của học sinh Đánh giá cải tiên thí nghiệm
16 ‘Danh giá cải tiên việc dạy học thí nghiệm
Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học được nêu lên ở các cấp độ khác nhau và được thể hiện như sau
'ác cấp độ trong việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học
Cấp đội Kỹ năng thiết kế
(Thiết kế sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học)
(Sử dụng thí nghiệm trong day học Sinh học)
Cấp độ I Tai tạo (nhớ, hiệu): Đưa ra thiết kế phù hợp với lý luận dạy học một cách đơn giản, chưa quan tâm đúng mức tới việc phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo của học sinh
Tâm được: cô găng làm việc theo đúng thiết kế, một cách rập khuôn máy móc Thao tác, động tác thừa, cần có sự trợ giúp
Cấp độ 2 Van dung: Dua ra thiết kế phù hợp với lý luận đạy học, quan tâm đúng mức tới việc phát huy tính tích cực, tự lực, sáng tạo của học sinh
Làm chính xác: Thực hiện theo đúng thiết kế với tốc độ và chất lượng tốt, không cần sự trợ giúp, không có động tác thừa, có biến đổi thích nghỉ với tình huống
Sáng tạo: đưa ra các thiết kế khác nhau phù hợp với lý luận dạy học, phân tích, đánh giá ưu nhược điểm của từng thiết kế trong từng tình huống sư phạm khác nhau Trong đó, quan tâm nhiều đến việc phát huy tính tích cực, tự lực, sắng tao của học sinh
Làm thuần thục, biển hóa: thực hiện công việc với tốc độ và chất lượng cao, có sự linh hoạt và thích nghỉ với các tình huống mới, vấn đề đặc biệt
Cơ sở thực tiễn 17 1 Cơ sở vật chất, trang thiết bị, dụng cụ, hóa chất phục vụ cho thực hành bộ môn Sinh học 18 2 Nhận thức của sinh viên về vai trò của thực hành thí nghiệm trong dạy và học bộ môn Sinh học ở trưởng phỏ thông 2222 ss2reerrseerrreerreererev T9) 3 Nhận thức của sinh viên về mục đích của việc thiết kế và sử dụng thí nghiệm
Kết quả điều tra, phân tích, xử lý số liệu từ phiếu điều tra của 150 sinh viên khoa Sinh, trường đại học Quảng Nam thu được kết quả như sau
1.2.1 Cơ sở vật chất, trang thiết bị, dụng cụ, hóa chất phục vụ cho thực hành bộ môn Sinh học
Bảng 1.3 Kết quả điều tra về cơ sở vật chất, trang thiết bị, dụng cụ, hóa chất phục vụ cho thực hành bộ môn Sinh học
Nội dung Kết quả điều tra
Phòng thực hành, [Có 150 100% thí nghiệm của nhà | Không tung 0 0%
Trang thiết bi, | Day da 87 38% dụng cụ, hóa chất | Chưa đây đù 6 42% phục vụ thực hành, [Đảm bảo chất thí nghiệm lượng để đạt được 79 52.67% kết quả thí nghiệm
Chưa đảm bảo chất lượng để đạt được 7 47.33% kết quả thí nghiệm
Những khó khăn | Thiết bị, dụng cụ “ 26% chủ yếu về cơ sở | Hóa chất 82 54.67% vat chit dé dap img [Mau vat 1 thực hành tí nghiệm 103 68.67%
Kết quả trên cho thấy có 58% sinh viên cho rằng trường học được trang bị đầy đủ các trang thiết bị, dụng cụ hóa chất phục vụ cho dạy và học thực hành môn Sinh học, 42% sinh viên lại cho rằng trang thiết bị của phòng thực hành vẫn còn thiếu Khi được hỏi trang thiết bị của phòng thực hành có đáp ứng được chất lượng để bảo đảm việc thực hành các bộ môn hay không thì có 47.3% sinh viên cho rằng chưa đảm bảo chất lượng để sinh viên thực hành Có 68.67% sinh viên cho rằng khó khăn chủ yếu để đáp ứng thực hành thí nghiệm trong nhà trường hiện nay là vấn để mẫu vật, trong khi đó 54.67% sinh viên cho rằng nguyên nhân là do hóa chất và nguyên nhân do thiết bị dụng cụ chiếm 42.67% sinh viên tham gia trả lời Qua đó có thể thấy những khó khăn về trang thiết bị, dụng cụ, hóa chất mẫu vật có ảnh hưởng không nhỏ đến mức độ tổ chức thực hành thí nghiệm trong dạy học bộ môn Sinh học
18 Để rèn luyện kỹ năng sử dụng thí nghiệm vào dạy học, trường đại học Quảng Nam đã nhập nhiều thiết bị phục vụ công tác dạy và học thực hành, các thiết bị được nhập về bao gồm cả thí nghiệm truyền thống và thí nghiệm hiện đại, các thí nghiệm nhập vẻ đề phục vụ cho việc rèn luyện kỹ năng sử dụng thí nghiệm vào dạy học được trang bị cho hai phòng thực hành bộ môn Sinh học Một số trang thiết bị chưa được khai thác sử dụng, hoặc đã bị hỏng hay không còn phù hợp với nội dung dạy học đã được đưa vào kho Hằng năm, tổ bộ môn làm công tác đẻ xuất tham kịp thời các trang thiết bị, dụng cụ, hóa chất phục vụ cho việc dạy và học của giáo viên và sinh viên Sinh học mưu cho lãnh đạo nhà trường mua mới, thay thế cung
1.2.2 Nhận thức của sinh viên về vai trò của thực hành thí nghiệm trong dạy và học bộ môn Sinh học ở trưởng phổ thông
Kết quả xử lý câu hỏi điều tra nhận thức của 150 sinh viên về vai trò của thực hành thí nghiệm trong dạy và học bộ môn Sinh học ở trường phồ thông được thể hiện qua bảng sau:
Bang 1.4 Kết quả điều tra nhận thức của sinh viên về vai trò của thực hành
‘TN trong dạy và học bộ môn SH ở trường phổ thông
Nội dung điều tra Số lượng tana Ty
Vai trồ của thực | Không cần thiết 0 0% hành thí nghiệm |Bìnhthường 2 1533 trong dạy và học | Căn thiết ” 32.67 bộ môn Sinh hoc 6 [Ritedn hi’ môn Sinh học ở | Rất 5 Ì co trường phổ thông
Kết quả thăm đò cho thấy hầu hết sinh viên đều đánh giá cao vai trò của thực hành thí nghiệm trong dạy và học bộ môn Sinh học ở trường phổ thông với 52%, sinh viên cho rằng rất cần thiét, 32.67% sinh viên cho rằng cần thiết, chỉ 15.33% sinh viên cho rằng bình thường và không sinh viên nào cho rằng không cần thiết
Sinh viên được tiếp cận làm việc với nhiều bài thí nghiệm trong quá trình đào tạo Đại học, nhưng đa phần sinh viên ra trường với kỹ năng sử dụng thí nghiệm vào dạy học còn nhiều hạn chế Ngay cả việc vận hành sử dụng các bộ thí nghiệm tối thiểu mà bộ Giáo dục và Đào tạo trang bị cho các trường phổ thông cũng gặp một số khó khăn Có thể chỉ ra một vài nguyên nhân như sau:
~ Các kỹ năng sử dụng thí nghiệm vào dạy học được hình thành chủ yếu trong quá trình đào tạo đại học Nhưng trên thực tế, không ít sinh viên chưa thực sự quan tâm đúng mức đến học thực hành, một số thí nghiệm đưa vào giảng dạy không phù hợp, không đáp ứng với thực tế dạy học về sau ở trường phổ thông
~ Tác phong làm thí nghiệm ở một số sinh viên mang tính đối phó, hầu như không chuẩn bị trước lý thuyết ở nhà, cách học quá phụ thuộc vào người day
~ Do sự hạn chế của phân chia tiết dạy thực hành, một số bài thí nghiệm của sinh viên được tiếp cận đã giảm độ chính xác đáng kể làm ảnh hưởng đến chất lượng học
~ Để nâng cao chất lượng sử dụng thí nghiệm trong dạy học cho sinh viên, cần đưa thêm các bài thí nghiệm sử dụng trong trường phô thông vào giảng dạy, một mặt rèn luyện kỹ năng sử dụng thí nghiệm cho sinh viên, một mặt giúp sinh viên làm quen với việc dạy thực hành sau nay
1.2.3 Nhận thức của sinh viên về mục đích của việc thiết kế và sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học
Bảng 1.5 Kết quả điều tra nhận thức của sinh viên về mục đích việc thiết kế và sử dụng TN trong dạy học SH
Việc thiết kế và sử | Để tô chức cho học dụng thí nghiệm | sinh học tập chiếm 31 20.67% trong dạy học Sinh | lĩnh kiến thức mới học ở trưởng phổ | Để cũng cỗ Kiến ` B 48.67% thông nhằm mục | thức cho học sinh đích chủ yếu là De rèn luyện những kỹ năng, phát triển tư duy thực hành thí nghiệm cho học sinh Để kiểm tra, đánh giá học sinh
'Từ những số liệu trên có thể thấy, bài tập thí nghiệm được sinh viên nhận định được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau, vào nhiều khâu khác nhau của quá trình đạy học Trong đó, phần lớn sinh viên cho rằng thực hành thí nghiệm có mục đích chủ yếu là rèn luyện những kỹ năng, phát triển tư duy thực hành thí nghiệm cho học sinh
Từ nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài cho thay:
Thi nghiệm có vai trò hết sức quan trọng trong dạy và học bộ môn Sinh học, đặc biệt là đối với sinh viên các trường sư phạm
“Thí nghiệm có thể được sử dụng ở khâu nghiên cứu bài học mới, củng cố và kiểm tra đánh giá
Qua khảo sát thực tế cho thấy kỹ năng sử dụng thí nghiệm vào dạy học của sinh viên còn nhiều hạn chế Từ đó cho thấy tằm quan trọng của việc rèn luyện cho sinh viên kỹ năng thiết kế và sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học
CHƯƠNG 2: REN LUYEN CHO SINH VIEN KY NANG THIET KE
VA SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC SINH HỌC
Phân tích đặc điểm, nội dung của chương trình Sinh học 11 Trung học phổ thông 22 1 Mục tiêu chương trình Sinh học 11 THPT
Nội dung của chương trình Sinh hoc 11 THPT 23 2.2 Rèn luyện kỹ năng thiết kế thí nghiệm trong dạy học Sinh học 27 2.2.1 Nguyên tắc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh hoc 11 27 2.2.2 Quy trình rèn luyện kỹ năng thiết kế thi nghiệm trong dạy học Sinh học
Nội dung của sách giáo khoa Sinh học 11 được thể hiện qua bảng sau:
Bảng 2.1 Cấu trúc, nội dui ¡ng chương trình Sinh học 11
Tên chương, Nội dung chính
Chương I Chuyên hóa vật chất và năng lượng (22 bai trong đó có 4 bài thực hành)
~ Vai trò của sự chuyên hóa vật chất và năng lượng đối với cơ thể động vật và thực vat
~ Phân biệt mối quan hệ giữa sự trao đôi chất và môi trường, sự chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào
~ Quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào (trao đôi nước, trao đổi khoáng, quang hợp và hô hấp) và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đó
~ Quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng ở động vật (tiêu hóa, hô hấp, tuần hoàn, bài tiết, cân bằng nội môi )
~ So sánh quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng giữa thực vật và động vật
- Ung dụng quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng vào sản xuất và đời
~ Các bài thực hành: ống +Bài 6: Thực hành: Thoát hơi nước và bố trí thí nghiệm về phân bón
+ Bài 13: Thực hành: Tách chiết sắc tố từ lá và tách các nhóm sắc tố bằng phương pháp hóa học
+ Bài 14: Thực hành: Chứng mỉnh quá trình hô hắp tỏa nhiệt + Bai 21: Tìm hiểu hoạt động của tim ếch
Chương II Cảm ứng (11 bài trong đó có
- Khái niệm cảm ứng, vai trò của cảm ứng đối với cơ thể thực vật và động vật
Khái niệm, cơ chế của các hình thức cảm ứng ở thực vật (hướng động, ứng động)
- Khái niệm, cơ chế các hình thức cảm ứng ở động vật, chiều hướng tiến hóa trong các hình thức cảm ứng của các nhóm động vật có tổ chức khác nhau
~ Khái niệm điện thế nghỉ, điện thế hoạt động, xinap, tập tính ở động vật, phân biệt các đạng tập tính chủ yếu ở động vật
~ Mối liên hệ giữa cảm ứng ở mức cơ thể và mức tế bào.Ứng dụng kiến thức cảm ứng vào đời sống sản xuất
+ Bài 25: Thực hành: Hướng động
+ Bài 33: Thực hành: Xem phim về một số tập tính ở động vật
Chương IIL Sinh trường và phát triển (7 bài trong đó có | bài thực hành)
- Khái niệm, cơ chẽ, mỗi quan hệ của sinh trưởng, phát triển ở thực vật, động vật và sinh vật
~ Phân biệt sinh trưởng sơ cấp và sinh trưởng thứ cắp ở thực vật, phát triển qua biến thái và không qua biến thái, biến thái hoàn toàn và biến thái không biến thái ở động vật Ảnh hướng của môi trường đối với sự sinh trưởng và phát triển ở thực vật và động vật
~ So sánh sinh trưởng và phát triển giữa
25 động vật và thực vật
- Ung dụng kiến thức sinh trưởng vào sản xuất, đời sống
+ Bài 40:Thực hành: Quan sát sinh trưởng và phát triển của một số động vật
Chương IV Sinh sản (8 bài trong đó có
~ Khai niệm, vai trò, cơ sở tế bảo học, bản chất của sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính ở động vật và thực vật
~ Phân biệt sinh sản vô tính và sinh sản hữu tính ở thực vật
- Cơ chế điều hòa sinh sản, cơ sở khoa học của việc ứng dụng kiến thức sinh sản vào thực tiễn sản xuất chăn nuôi và trồng trọt, chăm sóc sức khỏe sinh sản và sinh đẻ có kế hoạch ở người
~ Chiều hướng tiến hóa của sinh sản hữu tính ở sinh vật
+Bài 43: Thực hành: nhân giống giâm, chiết, ghép ở thực vật
Phân tích nội dung chương trình sách giáo khoa 1 cho thấy, nội dung các bài trong chương trình sách giáo khoa sinh học 11 phần lớn được sắp xếp theo một cấu trúc chung: khái niệm về chức năng, sự phù hợp giữa cấu trúc và chức năng, cơ chế thực hiện chức năng, ảnh hưởng của môi trường đến việc thực hiện chức năng và ứng dụng các kiến thức về chức năng sống của sinh vật vào sản xuất và đời sống Nội dung kiến thức Sinh học I1 có tính kế thừa và phát triển theo kiêu đồng tâm mở rộng từ những kiến thức đã được học ở cấp THCS Các kiến thức về cơ chết của quá trình sống chủ yếu được giới thiệu bằng các thí nghiệm hoặc mô tả thí nghiệm, thông báo kết quả thí nghiệm, yêu cầu học sinh giải thích nguyên nhân, kết
26 quả đi đến kết luận về cơ chế thực hiện các chức năng, sự thống nhất giữa cấu trúc và chức năng sống trong cơ thể thông qua các bài thực hành hoặc các nội dung kiến thức gắn với thực hành thí nghiệm
Tuy nhiên, số tiết thực hành trong chương trình Sinh học 11 được quy định rất hạn chế Các bài thực hành đều được bố trí ở cuối các chương, do đó các bài thực hành hành này chỉ mang tính chất củng cố, minh họa cho các kiến thức lý thuyết đã được trình bày trong các bài trước đó và các bài thực hành này phần lớn được trình bày dưới hình thức nêu sẵn từng bước trong quy trình thực hành cho học sinh, điều này mới chỉ có tác dụng rèn luyện các kỹ năng, thao tác chân tay trong thực hành là chủ yếu mà chưa kích thích được tư duy tích cực và sing tạo cho học sinh
2.2 Rèn luyện kỹ năng thiết kế thí nghiệm trong dạy học Sinh hoc
2.2.1 Nguyên tắc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học 11 Để tổ chức dạy học cho học sinh có hiệu quả thì người dạy phải nghiên cứu chương trình, sách giáo khoa, tài liệu tham khảo để xác định mục tiêu, lựa chọn kiến thức cơ bản, xác định hình thức tổ chức và phương pháp, phương tiện dạy học thích hợp Việc sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học cần dựa trên những nguyên tắc sau:
~ Các hoạt động dạy học cần đảm bảo bám sát mục tiêu cụ thể của bài học đặt ra để định hướng hoạt động dạy học Mục tiêu dạy học ở đây là cái đích đặt ra Mục lêu à cái đích đạt tới sau mỗi bài, mỗi chương, mỗi phần do người dạy cho học sinh cần đạt được, tức là sản phẩm mà học sinh có được sau mỗi bai học Mục tiêu dạy học đó sẽ chỉ đạo toàn bộ nội dung, phương pháp dạy học và mục tiêu đó gồm 3 thành tố: kiến thức, kỹ năng và thái độ Vì vậy, trước khi sử dụng thí nghiệm trong dạy học, người dạy cần xác định mục tiêu cần đạt được sau khi thực hiện thí nghiệm hoặc qua bài học đó, người dạy cần hình thành kiến thức, kỹ năng gì cho học sinh
~ Khi tổ chức hoạt động dạy học cần sử dụng thí nghiệm phối hợp với nhiều phương pháp dạy học tích cực Trong đó, thí nghiệm được đặt trong toàn bộ hệ thống các phương pháp dạy học nhằm phát huy sức mạnh tổng thể của toàn bộ hệ thống
~ Tăng cường sử dụng thí nghiệm theo hướng nị cứu Thí nghiệm làm phương tiện, công cụ và là nguồn trì thức để học sinh nghiên cứu, khai thác, tìm tôi kiến thức
~ Khi sử dụng thí nghiệm để tổ chức hoạt động dạy học cần hướng đến việc phát huy năng lực tư duy, tính tính cực hoạt động của học sinh
~ Việc tổ chức và tiến hành hoạt động là hết sức linh hoạt, tùy thuộc trình độ va các điều kiện cụ thể
~ Sử dụng thí nghiệm kết hợp với các phương tiện kỹ thuật hiện đại một cách hợp lý, phù hợp với nội dung bài học
2.2.2 Quy trình rèn luyện kỹ năng thiết kế thí nghiệm trong dạy học Sinh học
Qua nghiên cứu, tham khảo các tài liệu, chúng tôi kỹ năng thiết kế thí nghiệm trong dạy học Sinh học như sau:
Xác định nội dung kiến thức có thê sử dụng thí nghiệm
Tìm kiếm các tư liệu, đề xuất lựa chọn phương án thí | nghiệm, chuẩn bị nguyên vật liệu, dụng cụ cần thiết
Sơ đồ 2.1 Quy trình rèn luyện kỹ năng thiết kế thí nghiệm trong dạy học SH
Bước 1: Xac định nội dung kiến thức có thể sử dụng thí nghiệm tích quy trình:
Phân tích mục tiêu của chương, bài ở sách giáo khoa, đặc biệt chú trọng mục tiêu về mặt rèn luyện và phát triển kỹ năng tư duy thực nghiệm Nghiên cứu nội dung của chương và bài có liên quan đến thí nghiệm, những thí nghiệm sinh viên có thể làm được Sau đó, hệ thống hóa lại tất cả các nội dung dạy học có sử dụng thí nghiệm và xác định các thí nghiệm tương ứng với từng nội dung trong chương trình Sinh học trung học phổ thông
Bước 2: Tìm kiếm các tư liệu về quá trình thí nghiệm, đẻ xuất lựa chọn phương án thí nghiệm, chuẩn bị nguyên vật liệu, dụng cụ cần thiết
Căn cứ vào mục tiêu bài học và tình hình các trang thiết bị hiện có mà người dạy có thể đề xuất, lựa chọn phương án thí nghiệm Việc đề xuất, lựa chọn phương án thí nghiệm có thể được thực hiện theo 3 cách sau
~ Phương án thí nghiệm có sẵn, tự thiết kế, chế tạo và lắp ráp thí nghiệm
~ Phương án thí nghiệm có sẵn, cải tiến một số thiết bị cho phù hợp với nội dung day hoc
~ Tự đề xuất phương án thí nghiệm và tự tạo thí nghiệm
Dựa trên phương án thí nghiệm đã đề xuất, người dạy tiến hành tìm kiếm, chuẩn bị các nguyên vật liệu, dụng cụ cần thiết để đảm bảo tính khả thi của thí nghiệm
Bước 3: Tiến hành thí nghiệm
Một số thí nghiệm có thể được sử dụng trong day học Sinh học 11 trung học phổ thông 30 2.2.4 Sử dụng quy trình trong dạy học Sinh học trung học phổ thông 41 2.3 Rèn luyện kỹ năng sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học Trung học phổ thông 4 2.3.1 Những yêu cầu của công tác thực hành đối với giáo viên 4 2.3.2 Quy trình sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học
học phỗ thông học I1 trung
Bài 1: Sự hấp thụ nước và muối khoáng ở rễ
~ Thí nghiệm I; Rễ là cơ quan hút nước và muối khoáng
Chứng minh vai trò của rỄ trong quá trình hút nước và muối khoáng
“Trồng hai cây đậu vào hai chậu nhỏ, những ngày đầu tưới nước đều cho cả hai chậu Sau đó, tưới nước hằng ngày cho chậu thứ nhất nhưng không tưới nước cho chậu thứ hai
“Theo dõi thí nghiệm và quan sát hình thái, tốc độ sinh trưởng ở hai chậu cây
Bai 2: Vận chuyến các chất trong cây
= Thi nghiệm 1: Quá trình vận chuyển nước ỡ thân
Thi nghiệm chứng minh dòng nước trong cây được vận chuyển từ dưới lên bằng con đường qua mạch gỗ
+ Hai bình thủy tỉnh; Dao con; Kính lúp
+ Hai cành hoa màu trắng
+ Lấy hai bình thủy tinh chứa nước, bình thứ nhất có pha mực màu xanh, bình thứ hai không pha màu
+ Cắm vào mỗi bình một cành hoa màu trắng, dé ra chỗ thoáng
+ Sau một thời gian, quan sát, nhận xét sự thay đôi màu sắc ở cánh hoa
+ Dùng dao cắt ngang cành hoa, quan sát, giải thích hiện tượng
Hình 2.1 Thí nghiệm ở hoa cúc trắng
~ Thí nghiệm 1; Lá là cơ quan thoát hơi nước
Chứng tỏ nước trong cây thoát ra ngoài chủ yếu qua lá
+ Hai chậu cây giống nhau
Cho hai chậu cây: chậu thứ nhất có đầy đủ rễ, thân, lá; chậu 2 ngắt bỏ hết tất cả các lá Dùng tii polietilent bit kin đến tận gốc cây, để vào chỗ sáng trong 1 giờ Quan sat va giải thích hiện tượng
= Thi nghiệm 2: Thoát hơi nước chủ yếu ở
Chứng minh được nước thoát ra ngoài chủ yếu từ mặt dưới lá
+ Chậu cây có phiến lá to
+ Giấy thấm; Máy sấy; Cặp nhựa hoặc cặp gỗ: Bản kính hoặc lam kính; Đồng hd bam giây
+ Dùng giấy thấm cắt thành những bản vuông nhỏ bằng nhau, nhúng vào dung dich CoCl; 5% cho thấm màu đều rồi sấy trong tủ hoặc dùng máy sấy tóc sấy cho thật khô để giấy có màu xanh da trời Sau đó cho giấy thám CoCl; vào lọ khô bảo quản + Đặt hai miếng giấy thắm CoC; đối xứng nhau qua hai mặt của lá, tiếp theo dùng cặp nhựa hoặc cặp gỗ ép hai lam kính vào hai miếng giấy thấm ở cả hai mặt của lá tạo thành hệ thống kín
+ Dùng đồng hồ bắm giây để so sánh kết quả thí nghiệm ở mặt trên và mặt dưới của lá trong cùng một thời gian
+ Thí nghiệm được lặp lại nhiều lần dé kiém tra
Hình 2.2 Thí nghiệm thoát hoi nước ở lá
Bài 4: Vai trò của các nguyên tố khoáng
~ Thí nghiệm 1:Vai trò của muối khoáng trong cây
Chứng minh được vai trò dinh dưỡng của muối khoáng đối với sự sinh trưởng và phát triển của cây
+ Phân bón đạm, kali, lân
+ Chọn 3 chậu cây trồng các cây sinh trưởng nhanh
+ Chậu thứ 1: Có đủ các muối khoáng hòa tan như đạm, kali, lân ; Chậu thứ 2: Chỉ có lân và kali; Chậu thứ 3: chỉ có đạm và kali
+ Sau 2 tuần, quan sát và giải thích hiện tượng
Bài 8: Quang hợp ở thực vật
~ Thí nghiệm 1: Quang hợp tạo tỉnh bột
“Thí nghiệm chứng minh quang hợp tạo tỉnh bột
+ Bình thủy tinh, ng nghiệm, băng dính đen; Cồn
+ Chau cây thi nghiệm được đặt trong tối 2-3 ngày
+ Dũng giấy đen bịt kín một vài lá
+ Đưa cây ra ngoài sáng khoảng 12 giờ
+ Ngắt I lá không bị bịt kín và lá bị bịt kin cho vào bình đun sôi trong vài phút + Chuyển 2 lá vào 2 ống nghiệm có chứa cồn, đặt vào bình nước sôi trong vòng 10 phút
+ Vớt 2 lá ra, rửa bằng nước, để ráo
+ Nhỏ dung dịch iot vào mỗi lá
+ Quan sát kết quả sau một vài phút lg£| ~ * Hình 2.3 Thí nghiệm quang hợp tạo tỉnh bột
~ Thí nghiệm 2; Quang hợp ở thực vật thải ra khí O;
Chứng minh được quá trình quang hợp có thải ra khí O; hay không
+2 bình thủy tinh có nắp đậy; Đồng hỗ; Nến
+ Cho vào hai bình thủy tỉnh 2 cục nền nhỏ, đốt cháy
+ Cho | cay nhỏ vào 1 bình thủy tỉnh, bình kia không có
+ Đậy nắp kín cả 2 bình
+ Dùng đồng hỗ đo thời gian cháy của hai cục nến
+ Quan sit va gidi thích hiện tượng
+ Lap lại thí nghiệm 3-5 lần
Hình 2.4 Thí nghiệm quang hợp thải khí O;
~ Thí nghiệm 3:Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng đến cường độ quang hợp
Thí nghiệm chứng minh ảnh hưởng của cường độ ánh sáng tới cường độ quang hợp
+ Ông nghiệm; Cốc thủy tinh; Đèn bàn 100w; Dung dịch NaHCO;
+ Đỗ đầy nước vào các cốc thủy tỉnh
+ Cho vào mỗi ống nghiệm chứa dung dich Natri bicacbonat (NaHCO;)_ một cành rong đuôi chó, đốc ngược ống nghiệm trong mỗi cốc nước
+ Đặt ngọn đèn bàn 100W ở khoảng cách khác nhau so với các ống nghiệm
+ Ở mỗi khoảng cách, chờ ít phút cho đến đến khi bột khí ra đều đặn
+ Đềm số bột khí thoát ra trong vòng 1 phút
+ Đếm vài lần và lấy giá trị trung bình
Vẽ đồ thị và giải thích hiện tượng
Bài 12: Hô hấp ở thực vậ
~ Thí nghiệm 1:Hô hấp là một quá trình tỏa nhiệt
“Thí nghiệm chứng minh hô hắp là một quá trình có tỏa nhiệt
+ Thùng xốp; Bình thủy tỉnh lớn; Nhiệt kế
+ 0.5kg hat dau nay mam
+ Cho 0.5kg hạt đậu nảy mắm vào bình thủy tỉnh
+ Cắm nhiệt kế trực tiếp vào khối hạt, bịt kín bình
+ Đặt bình thủy tỉnh vào thùng xốp
+ Theo dõi nhiệt độ lúc bắt đầu cắm nhiệt kế và sau 1, 2, 3 giờ
Quan sát, giải thích hiện tượng
~ Thí nghiệm 2: Quá trình hô hấp hấp thu O;
Thí nghiệm chứng minh quá trình hô hắp hắp thu khí O;
+ Hai bình thủy tỉnh lớn; Nước nóng; Que đóm
+ Chia déu 0.5kg hat nay mam vào hai bình thủy kinh
“+ Cho nước nóng vào bình thứ nhất, bình thứ hai để nguyên, đậy kín cả hai bình
+ Chờ trong 2 tiếng, sau đó cho vào 2 bình 2 que đóm
Quan sát và giải thích hiện tượng xây ra
Hình 2.5 Thí nghiệm hô hấp hấp thu khí O;
~ Thí nghiệm 3; Quá trình hô hấp thải khí CO;
'Thí nghiệm chứng minh quá trình hô hắp thải khí CO;
+2 hộp kin hoi; 2 cốc nước vôi trong
+ Đặt 2 cốc nước vôi trong vào 2 hộp
+ Đặt vào hộp thứ nhất 1 chậu cây con
+ Đậy kín cả 2 hộp, để 2 hộp trong bóng tối khoảng 6 tiếng
Quan sát, giải thích hiện tượng xảy ra
Hình 2.6 Thí nghiệm hô hấp hấp thải khí CO;
~ Thí nghiệm I: Tính hướng đất của cây
Chứng minh ảnh hưởng của trọng lực tới sự vận động của cây
+ Hạt đậu đã nảy mầm
+ Đất; Bông; Cốc trồng cây; Dây buộc; Nước
+ Đục 2 lỗ ở tâm đáy cốc
+ Dùng 1 sợi dây luồn qua 2 lỗ và buộc chặt lại
+ Cho đất vào cốc nén chặt
+ Trồng vào giữa cốc 2-3 hạt đậu đang nảy mim
Quan sát hiện tượng và giải thích
Hình 2.7 Thí nghiệm tính hướng đất của cây
= Thi nghiệm 2: Tính hướng sáng của cây
“Thí nghiệm chứng minh ảnh hưởng của ánh sáng tới sự vận động của cây
+ Hat dau da nay mam
+ Đất, bìa giấy; Cốc trồng cây; Túi bóng màu đen; Chai nước uống 0.5I; Nước
+ Trồng 2-3 hạt đậu đang nảy mầm vào cốc đắt và tưới âm
+ Cắt 2 dau, lấy phần giữa của chai nước suối
+ Cắt miếng bìa thành 3-4 hình tròn có đường kính bằng chai nước suối và khoét đi một góc
+ Dùng băng dính đính các mảnh bìa vào bên trong lòng chai nước suối theo các bậc với khoảng cách đều nhau và có lỗ khoét so le
+ Chụp đoạn chai nước suối vào cốc trồng hạt đậu
+ Dùng túi đen chụp vào chai nước suối
+ Đem ra ngoài ánh sáng
Quan sát hiện tượng sau vài ngày
+ 3 chậu đất âm có gieo các hạt đậu
“Tiền hành đặt 3 chậu có đánh số thứ tự trong các điều kiện ánh sáng khác nhau
+ Chau 1: Dat trong hộp catton có khoét 1 lỗ, chậu cây được chiếu sáng từ một phía
+ Chau 2: Dat trong tối hoàn toàn
+ Chậu 3: Đặt bên ngoài môi trường có ánh sáng chiếu từ nhiều phía
Sau 1 tuần, ghi chép lại kết quả thí nghiệm
Hình 2.9 Thí nghiệm sự sinh trưởng của cây với tác nhân ánh sáng
“Thí nghiệm 3: Tính hướng nước của cây
Chứng mình ảnh hưởng của nước tới sự vận động của cây
+ Hạt đậu đã nay mam
+ Mạt mùn cưa; Khay lưới thép lỗ nhỏ hình chữ nhật; Dây buộc; Nước
+ Trải một lớp giấy ăn vào trong khay lưới
+ Cho mùn cưa vào và rải đều
+ Cho một số hạt đậu đang nảy mẫm vào một phía của khay và tưới âm ở phía đối diện
+ Treo khay nghiêng một góc 45" sao cho phía các hạt đậu đang nảy mầm ở phía trên khay
Quan sắt sự sinh trưởng của rễ cây
~ Thí nghiệm 4: Tính hướng hóa của cây
Chứng minh ảnh hưởng của các chất hóa hóc đối với sự vận động của cây
+ Hạt đậu đã nảy mầm
+ Đất; Cốc trồng cây; Nước; Phân đạm NPK
+ Cho phân NPK vào một túi bóng nhỏ, châm thủng nhiều lỗ
+Đặt túi NPK vào một góc của đáy cốc
+ Cho dat day vào cốc
+ Trồng 2-3 hạt đậu nảy mầm vào phía đối diện so với túi đựng phân NPK
'Quan sát hiện tượng rễ mọc về phía phân bón, giải thích
+ Dùng que hoặc tay chạm nhẹ vào lá cây trinh nữ iệm ở cây trinh nữ
+ Quan sit hign tượng xảy ra
+ Thí nghiệm 2: Ứng động ở cây bắt mỗi
Chứng minh hiện tượng ứng động ở cây bắt mỗi
+ Chọn 2 cây bắt mỗi cùng độ tuổi
+ Đặt một con chuồn chuồn vào lá của cây bắt mỗi thứ nhất và một que thủy tỉnh vào lá của cây bắt mỗi thứ hai
~ Thí nghiệm l; Vai trò cia auxin
Chứng minh vai trò của auxin đối với thực vật
+ Cắt đỉnh ngọn của hai cây, sau đó bôi AIA lên lát cắt của cây thứ nhất, cây thứ hai để nguyên
+ Sau 1-2 tuần, theo đõi sự mọc chỗi nách của cả hai cây
Giải thích hiện tượng quan sát được
2.2.4 Sử dụng quy trình trong đạy học Sinh học trung học phố thông
'Vận dụng quy trình rèn luyện kỹ năng thiết kế thí nghiệm trong dạy học Sinh học, chúngtôi thiết kế các bài tập thí nghiệm trong chương trình Sinh học 11 trung học phổ thông
'Ví dụ 1: Rèn luyện kỹ năng thiết kế thí nghiệm trong dạy học bài hấp ở thực vật”
Bước 1: Xác định nội dung kiến thức có thê sử dụng thí nghiệm
Các thí nghiệm có thể mình họa cho nội dung trong bài như sau:
~ Thí nghiệm hô hấp là một quá trình tỏa nhiệt
~ Thí nghiệm hô hấp thải khí CO;
~ Thí nghiệm hô hấp hắp thu khí O;
Bước 2: Tìm kiếm các tư liệu, đề xuất lựa chọn phương án thí nghiệm, chuẩn bị nguyên vật liệu, dụng cụ cẩn thiết
Tiến hành các thí nghiệm đã được xác định ở bước I, linh hoạt thay đổi nguyên vật liệu, dung cụ hóa chất cho phù hợp với điều kiện sẵn có Đề xuất các phương án thí nghiệm có thể có Dựa trên phương án thí nghiệm đã đề xuất, sinh viên tiến hành tìm kiếm, chuẩn bị các nguyên vật liệu, dụng cụ cần thiết để đảm bảo tính khả thì của thí nghiệm
Bước 3: Tiến hành thí nghiệm
Dựa trên nguồn tư liệu đã có ở bước 2, sinh viên sẽ tự lực gia công sư phạm để tiến hành các thí nghiệm mà mình đã đề xuất
Bước 4: Đánh giá kết quả
Người dạy dựa trên kết quả quá trình thực hiện thí nghiệm của sinh viên, đưa ra những đánh giá khách quan giúp sinh viên phát triển kỹ năng thiết kế thí nghiệm của mình
Sau đây, xin được minh họa một số bài tập thí nghiệm nhằm rèn luyện kỹ năng thiết kế thí nghiệm cho sinh viên trong dạy học bài “Hô hap ở thực vật”
Bài tập thí nghiệm 1: Cho các nguyên vật liệu sau
+ 2 hộp kín hơi; 2 cốc nước vôi trong
Dựa vào các nguyên vật liệu đã cho ở trên, hãy thiết kế phương án thực nghiệm để chứng minh quá trình hô hấp của thực vật thải khí CO;
Bài tập thí nghiệm 2: Cho các nguyên vật cơ bản sau:
+ Bình thủy tỉnh lớn; Nhiệt kế
+ 0.Skg hạt đậu nảy mầm
Hãy hoàn thiện các nguyên vật liệu cho thí nghiệm và thiết kế phương án thí nghiệm để chứng minh hô hắp là một quá trình tỏa nhiệt
Ví dụ 2: Rèn luyện kỹ năng thiết kế thí nghiệm trong dạy học bài “Hướng động”
Bước 1: Xác định nội dung kiến thức có thể sử dụng thí nghiệm
Các thí nghiệm có thể minh họa cho nội dung trong bai như sau:
~ Thí nghiệm hướng sáng của thực vật
~ Thí nghiệm hướng trọng lực của thực vật
~ Thí nghiệm hướng hướng hóa của thực vật
Bước 2: Tìm kiếm các tư liệu, đề xuất lựa chọn phương án thí nghiệm, chuân bị nguyên vật liệu, dụng cụ cần thiết
Tiến hành các thí nghiệm đã được xác định ở bước 1, linh hoạt thay đổi ều kiện sẵn có Đề xuất các nguyên vật liệu, dung cụ hóa chất cho phù hợp với phương án thí nghiệm có thể có Dựa trên phương án thí nghiệm đã đề xuất, sinh viên tiến hành tìm kiếm, chuẩn bị các nguyên vật liệu, dụng cụ cần thiết để đảm bảo tính khả thì của thí nghiệm
Bước 3: Tiến hành thí nghiệm
Dựa trên nguồn tư liệu đã có ở bước 2, sinh viên sẽ tự lực gia công sư phạm để tiến hành các thí nghiệm mà mình đã đề xuất
Bước 4: Đánh giá kết quả
Người dạy dựa trên kết quả quá trình thực hiện thí nghiệm của sinh viên, đưa ra những đánh giá khách quan giúp sinh viên phát triển kỹ năng thiết kế í nghiệm của mình
Sau đây, xin được minh họa một số bài tập thí nghiệm nhằm rèn luyện kỹ năng thiết kế thí nghiệm cho sinh viên trong dạy học bài “Hướng động”
Bài tập thí nghiệm 1: Cho các nguyên vật liệu và cách tiến hành của một thí nghiệm như sau:
+ Hat dau da nay mim
+ Mat main cua; Khay lưới thép lỗ nhỏ hình chữ nhật, Dây buộc; Nước
+ Trải một lớp giấy ăn vào trong khay lưới
+ Cho mùn cưa vào và rải đều
+ Cho một số hạt đậu đang nảy mầm vào một phía của khay và tưới âm ở phía đối diện
+ Treo khay nghiêng một góc 45” sao cho phía các hạt đậu đang nảy mầm ở phía trên khay a Thí nghiệm trên nhằm mục đích gì? b Hãy dự đoán hiện tượng xảy ra ở thí nghiệm trên và giải thích kết qua? e, Hãy tiến hành các thao tác thí nghiệm để kiểm chứng phán đoán trên? Bài tập thí nghiệm 2: Hãy thiết kế phương án thí nghiệm để chứng minh ảnh hưởng của trọng lực đến sự vận động của cây
2.3 Rèn luyện kỹ năng sử dụng thí nghiệm trong dạy học Sinh học Trung học phổ thông
2.3.1 Những yêu cầu của công tác thực hành đối với giáo viên Để tiến hành các hoạt động thí nghiệm, thực hành đạt hiệu quả cao, người giáo viên cần thực hiện những yêu cầu sau:
~ Phải xác định rõ mục đích của thí nghiệm đối với quá trình dạy học
~ Hướng dẫn trình tự các bước của quá trình thực hiện thí nghiệm
~ Tiến hành tổ chức lớp: phân chia nhóm, phân chia dụng cụ, mẫu vật Việc phân chia phải chu đáo, có kế hoạch ti mi để trong suốt quá trình thí nghiệm học sinh phải thật sự bắt tay vào thực hiện các bước theo trình tự đề tìm ra được kết luận khoa học
= Cần nghiên cứu kỹ nội dung và tiến hành trước quá trình thực hiện thí nghiệm để đảm bảo thành công khi hướng dẫn cho học sinh Cần lường trước những khó khăn, thất bại mà học sinh có thể gặp phải, tìm hiểu nguyên nhân thất bại và cách khắc phục để chủ động, không bị lúng túng khi học sinh thắc mắc