Sử dụng thí nghiệm để tổ chức dạy học một số bài trong chương trình sinh học trung học phổ thông

Đặc biệt với việc thay đổi nội dung chương trình, sách giáo khoa và phương pháp dạy học mới theo hướng tích cực hoá hoạt động của học sinh như hiện nay thì thí nghiệm càng được coi trọng

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HUẾ

KHOA SINH HỌC

TIỂU LUẬN

Chuyên đề: Sử dụng thí nghiệm trong dạy học sinh học

Đề tài: " Sử dụng thí nghiệm để tổ chức dạy học một số bài trong chương trình sinh học

nghiệm là cơ sở của việc học và để rèn kĩ năng thực hành Thông qua thí nghiệm, học sinh nắm kiến thức một các hứng thú, vững chắc và sâu sắc hơn Thí nghiệm trong dạy học sinh học còn có tác dụng phát triển tư duy, giáo dục thế giới quan duy vật biên chứng

và củng cố niềm tin khoa học cho học sinh, giúp hình thành những đức tính tốt: Thận trọng, ngăn nắp, trật tự, gọn gàng, cần cù, kiên trì, có ý thức kỷ luật, Đặc biệt với việc thay đổi nội dung chương trình, sách giáo khoa và phương pháp dạy học mới theo hướng tích cực hoá hoạt động của học sinh như hiện nay thì thí nghiệm càng được coi trọng, nhất là các thí nghiệm được tiến hành thực hiện bằng phương pháp nghiên cứu, học sinh nghiên cứu thí nghiệm do giáo viên biểu diễn hoặc nhóm học sinh tự nghiên cứu thí nghiệm để rút ra được kiến thức cần lĩnh hội

Vì vậy, để làm tốt điều này thì người giáo viên cần có kinh nghiệm và biết sử dụng thí nghiệm sao cho phù hợp với nội dung kiến thức và mục tiêu của bài học nhằm phát huy được tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh Bên cạnh đó, khi giáo viên tiến hành thực hiện các thí nghiệm biểu diễn thì phải đảm bảo các thí nghiệm đó thành công ở mức cao nhất

Xuất phát từ mục tiêu và vai trò quan trọng của thí nghiệm như đã nêu trên, đồng thời mong muốn ngày càng nâng cao chất lượng, sự thành công trong thí nghiệm, tôi lựa

chọn đề tài: “Sử dụng thí nghiệm để tổ chức dạy học một số bài trong chương trình Sinh học trung học phổ thông”.

PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN

1.1 Thí nghiệm là gì?

Theo từ điển Wikipedia thì thí nghiệm là một bước trong phương phápkhoa học dùng để phân minh giữa mô hình khoa học hay giả thuyết Thínghiệm cũng được sử dụng để kiểm tra tính chính xác của một lýthuyết hoặc một giả thuyết mới để ủng hộ chúng hay bác bỏ chúng Thínghiệm hoặc kiểm nghiệm có thể được thực hiện bằng phương pháp khoahọc để trả lời một câu hỏi hoặc khảo sát vấn đề

Theo Klaus (từ điển triết học Leipig 1976) thí nghiệm là cách thức làphương pháp mà bằng cách nào đó con người tác động có ý thức, hệ thốnglên các sự vật hiện tượng xảy ra trong một điều kiện nhất định

Theo lý thuyết thông tin, thí nghiệm là một hệ thống thông tin Nó baogồm một thiết bị thí nghiệm tác động qua lại chặt chẽ với bộ phận thứ haicủa hệ là hiện thực khách quan, tức đối tượng thí nghiệm (chẳng hạn mộtquá trình sinh học)

Như vậy thí nghiệm là những thử nghiệm được tiến hành trong điềukiện hay một số điều kiện được thay đổi nhằm đánh giá ảnh hưởng của cáctác động Các chỉ số được theo dõi, ghi chép lại để phân tích nhằm kiểmchứng, khám phá hay chứng minh sau bài học

Trong sinh học, thí nghiệm có thể được tiến hành trong lớp, trongphòng thí nghiệm, vườn trường, hay ở nhà Thí nghiệm có thể do giáo viênbiểu diễn hoặc do học sinh thực hiện Hiện nay, trong thực tế dạy học thì thínghiệm thường được sử dụng trong các buổi thực hành trên lớp hoặc để giảithích minh họa cho những kiến thức lý thuyết Giáo viên có thể căn cứ vàonội dung kiến thức cũng như điều kiện thực tế trong qua trình giảng dạy mà

sử dụng các thí nghiệm ở các khâu lĩnh hội tri thức, củng cố hay kiểm trađánh giá, từ đó rèn luyện cho học sinh phẩm chất của một nhà khoa học vàlàm cho các em thêm yêu môn học

1.2 Phân loại thí nghiệm

Thí nghiệm vừa là phương tiện vừa là nguồn cung cấp tri thức mới có vaitrò đặc biệt đối với sự phát triển tư duy sáng tạo của học sinh Thí nghiệm cóthể sử dụng ở những khâu khác nhau của quá trình dạy học Chẳng hạn, sửdụng thí nghiệm trong khâu đặt vấn đề, hình thành kiến thức mới, củng cố

ôn tập Trên thực tế có nhiều cách phân loại thí nghiệm khác nhau tùy thuộcvào dấu hiệu này hay dấu hiệu khác để phân loại

1.2.1 Phân loại trong nghiên cứu khoa học

Trong nghiên cứu khoa học, nhằm đánh giá đối tượng bằng các tác độngvào hiện tượng tự nhiên hay tạo ra các hiện tượng trong những điều kiệnkhác nhau để có thể quan sát chính xác hơn hay có thể kiểm chứng một giảthuyết Thí nghiệm có thể chia thành các dạng sau:

- Thí nghiệm trực tiếp: Là thí nghiệm ngay trên đối tượng được khảo sáthay các đối tượng cùng loại hoặc tiến hành cùng một thí nghiệm nhưngtrong các điều kiện khác nhau

- Thí nghiệm gián tiếp: Khi một giả thuyết không thể kiểm chứng trựctiếp thì sẽ được kiểm chứng gián tiếp bằng cách dùng phép diễn dịch, suy từgiả thiết ra những kết quả rồi kiểm chứng những kết quả đó Vì vậy phươngpháp này còn có tên là phương pháp diễn dịch hay phương pháp suy luậnthực nghiệm

- Thí nghiệm chứng minh: Là những thí nghiệm bố trí để làm sáng tỏmột giả thuyết phải kiểm chứng, buộc phải kiểm soát được các hợp phần vàsản phẩm của thí nghiệm cũng như các điều kiện chi phối thí nghiệm cả vềđịnh tính và định lượng làm sáng tỏ giả thuyết đặt ra

- Thí nghiệm đối chứng: Là thí nghiệm bố trí song song với thí nghiệmchứng minh chỉ khác ở một hợp phần tham gia hay một điều kiện chi phốithí nghiệm để so sánh rút ra sai khác tin cậy được và có thể lặp lại để đạt kếtquả tương tự Vì thí nghiệm sinh học có tính chất phức tạp nên phải theophương pháp phân tích tách từng phần chỉ tiêu cấn so sánh thành từng cặpthí nghiệm chứng minh và thí nghiệm đối chứng song song rồi tổng hợpchúng lại để chứng minh giả thuyết.

- Thí nghiệm lặp lại: Mỗi thí nghiệm phải bố trí lặp lại nhiều lần để độtin cậy cao theo xác xuất thống kê

1.2.2 Phân loại theo mục đích sử dụng

- Thí nghiệm mở bài: Là những thí nghiệm được tiến hành vào đầu bàihọc hay đầu một vấn đề nhằm định hướng vấn đề nghiên cứu Sử dụng đểtạo tình huống có vấn đề, tạo sự hứng thú, tạo động cơ học tập cho học sinh

- Thí nghiệm trong khâu dạy bài mới: Bao gồm thí nghiệm nghiên cứu

và thí nghiệm minh họa

- Thí nghiệm nghiên cứu: Là những thí nghiệm nhằm đi tới phát hiện vàtìm ra những thuộc tính của sự vật hiện tượng Con đường nhận thức trongtrường hợp này là con đường quy nạp, thường là không đầy đủ Tuy nhiên,học sinh lại được bắt gặp những vấn đề mới lạ, những điều bất ngờ lý trútrong thí nghiệm, mà chính nó gây ra và duy trì hứng thú cho học sinh tiếptục đi tìm kiến thức mới

- Thí nghiệm minh họa: Là thí nghiệm nhằm xác định kết quả đã có bằngnhững thí nghiệm và những phép tư duy logic Vì vậy con đường nhận thứctrong trường hợp này là con đường suy luận diễn dịch Chính những thínghiệm này đã củng cố niềm tin khoa học cho học sinh

- Thí nghiệm củng cố: Là thí nghiệm được sử dụng vào cuối mỗi phầnbài học hoặc cuối giờ học nhằm củng cố khắc sâu các kiến thức, kỹ năng đã

được học, tập dượt trước đó

- Thí nghiệm về nhà: Là những thí nghiệm yêu cầu học sinh làm ở nhàthường dưới dạng một bài tập vận dụng những kiến thức, kỹ năng đã có hoặc

để giải thích các hiện tượng thực tế, nhờ đó có thể đào sâu mở rộng kiếnthức, kỹ năng của học sinh, cũng có thể tìm hiểu trước một thí nghiệm liênquan đến những bài học sau

- Thí nghiệm thực hành: Là những thí nghiệm được tiến hành tại lớp, saumột bài học, cuối mỗi chương hay một vài chương Các thí nghiệm nàythường được tiến hành theo nhóm Trong đó các nhóm có thể cùng tiến hànhmột thí nghiệm hay mỗi nhóm tiến hành một thí nghiệm khác nhau và sau đóhoán đổi vị trí các nhóm theo thời gian thực hành

1.2.3 Phân loại thí nghiệm theo người tiến hành

Trong dạy học nói chung có thể phân loại thí nghiệm theo người tiếnhành như sau:

- Thí nghiệm của giáo viên: Là thí nghiệm do giáo viên tiến hành chohọc sinh quan sát Thông thường các thí nghiệm này thường phức tạp, nguyhiểm và đòi hỏi thời gian nhanh Khi tiến hành thí nghiệm giáo viên cần chú

ý sử dụng các thiết bị có kích thước lớn để học sinh dễ dàng quan sát

Trong thực tế, không phải lúc nào các thí nghiệm cũng có thể tiến hànhtrên mẫu vật thật để học sinh quan sát trực tiếp bằng các giác quan, mà một

số thí nghiệm rất khó hoặc không thể thực hiện được với các đối tượng sống.Với các thí nghiệm có tính chất như trên, muốn để học sinh hiểu biết sâu sắchơn về quá trình hay hiện tượng sinh học diễn ra bên trong đối tượng sốngngười ta có thể sử dụng các thí nghiệm sau:

* Thí nghiệm ảo: Là tập hợp các tài nguyên số đa phương tiện dưới hình

thức đối tượng học tập, nhằm mô phỏng các hiện tượng vật lý, sinh học,…xảy ra trong tự nhiên hay trong phòng thí nghiệm, có đặc điểm là có tính

năng tương tác cao, giao diện thân thiện với con người và có thể mô phỏngnhững quá trình, điều kiện khó xảy ra trong tự nhiên hay khó thu được trongphòng thí nghiệm Thí nghiệm ảo giúp giảm thiểu việc học chay, dạy chaythường gặp do thiếu phương tiện, điều kiện thí nghiệm giúp người học chủđộng học tập phù hợp với tinh thần người học là trung tâm của giáo dụchiện đại.

* Thí nghiệm mô phỏng: Trong sinh học, để giúp cho người học hiểu rõ

bản chất của một vấn đề khoa học mà người học không thể tư duy trực tiếpbằng các giác quan thì chúng ta có thể sử dụng thí nghiệm mô phỏng

Theo Lawrence Leemis, thí nghiệm mô phỏng được sử dụng bắt chướctheo một hệ thống điển hình nào đó Mặc dù không nhất thiết phải đượcthực hiện trên máy tính Thí nghiệm mô phỏng khác với mô hình mẫu,trong đó người điều khiển được vận hành tại một môi trường thực tế Đốivới thí nghiệm mô phỏng, các mô hình được góp nhặt từ những thông tin

mà hệ thống quan tâm và sau đó phát triển thành các phương trình và cácthuật toán để mô phỏng theo hệ thống

Theo định nghĩa này thì bản chất của thí nghiệm mô phỏng không phải

là một thí nghiệm thật hoặc thay đổi hệ thống thực Thay vào đó làm việcvới một mô hình toán học của hệ thống thực tế

- Thí nghiệm của học sinh: Thí nghiệm do học sinh tiến hành với cácbiến dạng sau

+ Thí nghiệm biểu diễn bài học mới

+ Thí nghiệm luyện tập trong quá trình vận dụng kiến thức lĩnh hội.+ Thực hành trong phòng thí nghiệm thường tổ chức sau một loạt bài vàvào cuối kỳ mang tính chất tổng hợp

+Thí nghiệm tại nhà, một hình thức thực nghiệm đơn giản nhưng dài

ngày giao cho học sinh tự làm tại nhà.

1.3 Vai trò của thí nghiệm

Mục đích giáo dục ở nhà trường không chỉ đào tạo ra những con ngườinắm vững các kiến thức khoa học, mà còn cần giỏi thực hành, có bàn taykhéo léo để thực hiện những điều bộ óc suy nghĩ Nếu không có những điều

đó thì những hiểu biết của con người chỉ dừng lại ở mức độ nhận biết líthuyết, chưa tác động vào thực tiễn để tái tạo thế giới và cải tạo nó Nhậnthức lý luận và vận dụng lý luận vào thực tiễn là hai mặt của một quá trìnhnhận thức nhưng giữa chúng có khoảng cách rất xa mà chúng ta không thểvượt qua nếu không thông qua hoạt động thực hành, thí nghiệm

Trong quá trình thí nghiệm, thực hành, các kiến thức lý thuyết mà họcsinh tiếp thu được trên lớp thường ở dạng hỗ trợ làm cho chúng trở nên sinhđộng , làm lộ rõ bản chất và khả năng của chúng Nhờ vậy học sinh sẽ thấy

rõ vị trí, vai trò của từng kiến thức trong hoạt động thực tiễn

Như vậy, thí nghiệm đóng vai trò hết sức quan trọng trong quá trình dạyhọc nói chung và dạy học sinh học nói riêng, bởi sinh học là môn khoa họcthực nghiệm, kiến thức lý thuyết luôn gắn liền với giải quyết vấn đề của thựctiễn đời sống xã hội Do đó việc nâng cao hiệu quả của thí nghiệm trong dạyhọc sinh học là hết sức cần thiết

Từ đó ta có thể thấy được vai trò của thí nghiệm như sau:

- Thí nghiệm là mô hình đại diện cho hiện tượng khách quan, là cơ sở,điểm xuất phát cho nhận thức của học sinh Từ đây xuất phát quá trình nhậnthức cảm tính của trò, để rồi từ đó diễn ra sự trừu tượng hóa và tiến lên sựtrừu tượng cụ thể trong tư duy

Các hiện tượng sinh học có thể mô phỏng lại dưới dạng các thí nghiệm.Học sinh trực tiếp tiến hành các thí nghiệm, tự lực tìm hiểu cấu tạo trongmối quan hệ với chức năng, tìm ra bản chất của các sự vật hiện tượng và trực

tiếp giúp cho các em tin tưởng và hiểu sâu sắc tri thức được lĩnh hội Trongquá trình thực hành, thí nghiệm học sinh phải sử dụng nhiều cơ quan cảmgiác, đồng thời học sinh phải động não suy nghĩ giúp phát triển tư duy sángtạo ở học sinh Từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng là con đườngnhận thức cơ bản mà học sinh cần hướng tới.

- Thí nghiệm do giáo viên trình bày sẽ là mẫu mực về thao tác cho họctrò học tập mà bắt chước, để rồi sau đó khi làm thí nghiệm học sinh sẽ họcđược cách thức làm thí nghiệm

- Thí nghiệm là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn Vì vậy nó là phươngtiện duy nhất giúp học sinh hình thành kĩ năng, kỹ xảo thực hành và tư duy

kỹ thuật

Qua hoạt động thực hành, thí nghiệm, học sinh hiện thực hóa đượcnhững kiến thức lý thuyết đã học, làm cho những kiến thức đó trở nên thiếtthực và gần gũi với thực tiễn Được tự mình tiến hành các thí nghiệm, suynghĩ tìm tòi bản chất của các sự vật hiện tượng giúp cho học sinh có nhữnghiểu biết sâu sắc và đầy đủ về các vấn đề sinh học, thực tiễn Do những yêucầu chặt chẽ của thí nghiệm đã giúp học sinh hình thành nên những phẩmchất tốt đẹp của người lao động, hình thành và phát triển các kỹ năng, kỹ xão

và tư duy lao động kỹ thuật

- Thí nghiệm giúp học sinh đi sâu tìm hiểu bản chất của các sự vật hiệntượng, các quá trình

Do các hiện tượng sinh học thường xảy ra đồng thời trong mối quan hệphức tạp, nên để phát hiện các mối quan hệ nhân quả, tìm hiểu quy luật củahiện tượng người ta phải tổ chức các thí nghiệm trong đó chủ thể nhận thứcchủ động đề xuất giả thuyết và trên cơ sở đó tách ra hiện tượng để nghiêncứu cho đơn giản hơn, sau đó đặt nó vào hệ thống vốn có của sự vật để cuốicùng nhận thức đầy đủ

- Thí nghiệm có thể được sử dụng để tổ chức hoạt động nhận thức củahọc sinh với các mức độ tích cực, tự lực và sáng tạo khác nhau.

Thí nghiệm có thể sử dụng được trong cả 5 phương pháp dạy học: Cácphương pháp dạy học dùng trong nghiên cứu tài liệu mới; các phương phápdạy học dùng trong củng cố kiến thức; các phương pháp dạy học dùng khivận dụng phức hợp kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo; các phương pháp dạy họcdùng trong khái quát hóa và hệ thống hóa kiến thức; các phương pháp dạyhọc dùng trong kiểm tra – đánh giá Thí nghiệm biểu diễn của giáo viên cóthể sử dụng trong 3 khâu của quá trình dạy học:

+ Trong khâu nghiên cứu tài liệu mới

+ Trong khâu củng cố hoàn thiện kiến thức

+ Trong kiểm tra – đánh gái kiến thức

- Ngoài ra, thí nghiệm còn giúp học sinh them yêu môn học, có đức tínhcủa người lao động: cần cù, kiên trì, có ý thức kỷ luật,…

1.4 Yêu cầu của thí nghiệm

Khi tiến hành thí nghiệm, giáo viên cần chú ý đến một số nguyên tắcsau:

- Đảm bảo tính an toàn cho cả giáo viên và học sinh

- Đảm bảo tính khoa học của thí nghiệm: Sự chuẩn bị chu đáo, thínghiệm nên lặp lại nhiều lần để chọn ra điều kiện tốt nhất, giải thích đượcdiễn biến và kết quả thí nghiệm

- Bố trí thí nghiệm ở vị trí sao cho cả lớp đều có thể quan sát được Đặcbiệt là kết quả thí nghiệm

- Thí nghiệm đơn giản, vừa sức học sinh

- Thời gian cho mỗi thí nghiệm được tính toán cẩn thận và không kéo dàinhằm đảm bảo thời gian chung cho cả tiết học

- Nếu làm thí nghiệm để minh họa thì nội dung của thí nghiệm phải phùhợp với chủ đề bài học

CHƯƠNG 2: SỬ DỤNG THÍ NGHIỆM TRONG DẠY HỌC SINH HỌC

2.1 Hệ thống thí nghiệm sử dụng trong dạy học Sinh học

2.1.1 Thí nghiệm 1: Xác định chất khí tạo ra trong quá trình là chế tạo tinh bột

* Mục đích:

Nhận biết được chất khí thải ra trong quá trình lá chế tạo tinh bột

* Phương tiện thí nghiệm:

- Rong đuôi chó (cây thủy sinh khác)

Bước 2: Dùng bong bóng bịp hai đầu chai nhựa Một chai nhựa dùng bìđen bịp kín (A), chai nhựa còn lại (B) dùng bóng đèn 500W chiếu sáng(quan sát hiện tượng)

- Bước 3: Khoảng 10 - 15 phút, quan sát 2 chai nhựa, ta thấy: Từ những cànhrong trong chai nhựa B có những bọt khí bám ở thành chai, bong bóng dựng