Phát huy tính tích cực của học sinh trong giờ học bài diễn thể sinh thái sinh học 12 nâng cao

Lý do chọn đề tài Sinh thái học là môn khoa học trẻ, mới ra đời cách đây một thế kỷ, nhưng đã có những đóng góp to lớn cho nền văn minh nhân loại, đặc biệt trong việc quản lý tài nguyên

Nguyễn Thị Thoa - THPT Chuyên HY: Phát huy tính tích cực của học sinh trong giờ học bài Diễn thể sinh thái - Sinh học 12 nâng cao.

A MỞ ĐẦU

I Lý do chọn đề tài

Sinh thái học là môn khoa học trẻ, mới ra đời cách đây một thế kỷ, nhưng đã

có những đóng góp to lớn cho nền văn minh nhân loại, đặc biệt trong việc quản

lý tài nguyên thiên nhiên, quản lý cả hành vi của con người đối với thiên nhiên, quản lý và bảo vệ môi trường một cách bền vững Sinh thái học giúp chúng ta ngày càng hiểu biết sâu về bản chất của sự sống trong mối tương tác với các yếu tố môi trường, cả hiện tại và quá khứ, trong đó bao gồm cuộc sống và sự tiến hoá của con người Hơn thế, sinh thái học còn tạo nên những nguyên tắc và định hướng cho hoạt động của con người đối với tự nhiên để phát triển nền văn minh ngày một cao mà không huỷ hoại đến đời sống của sinh giới và chất lượng của môi trường

Việc học bộ môn sinh thái học không những cung cấp kiến thức cơ bản cho học sinh như những môn học khác mà còn góp phần giáo dục cho học sinh ý thức bảo vệ môi trường, tinh thần hành động vì sự phát triển bền vững

Ở Việt Nam, sinh thái học mới chỉ được đưa vào chương trình phổ thông vào những năm 90 của thế kỷ XX nên giáo viên chưa có nhiều kinh nghiệm trong giảng dạy và học sinh chưa dành cho nó sự quan tâm đúng mức.

Qua một số năm giảng dạy sinh học 12, trong đó có phần sinh thái học, tôi nhận thấy việc dạy và học bộ môn có một số thuận lợi và khó khăn Bộ môn này đòi hỏi nhiều kinh nghiêm và vốn sống cũng như hiểu biết thực tế mà giáo viên không dễ gì có được Vì thế, nội dung bài học có khi trở nên xa xôi, trừu tượng đối với học sinh, làm cho học sinh không có hứng thú học tập Tuy nhiên, có nhiều phần kiến thức gần gũi với học sinh và nhiều kiến thức mới mẻ nhưng nếu dược dẫn dắt, học sinh có thể tự tìm hiểu được và lĩnh hội được bài học tương đối thuận lợi Với một số bài trong chương trình giáo viên có thể hướng dẫn học sinh cùng làm việc để lĩnh hội kiến thức mà không cần phải diễn giảng nhiều Nhờ đó, giờ học trở nên sinh động, học sinh có hứng thú học tập hơn, hiệu quả dạy học cao hơn

Như vậy, việc thu hút học sinh cùng làm việc và làm việc tích cực trong giờ học sinh thái học có tác dụng rõ rệt đến hiệu quả dạy - học Xuất phát từ việc nhận thức rõ vấn đề đó, tôi chọn đề tài “ Phát huy tính tích cực của học sinh trong giờ học bài Diễn thế sinh thái – Sinh học 12 nâng cao”

II Mục đích, đối tượng nghiên cứu

1 Mục đích nghiên cứu

- Nâng cao hiệu quả dạy - học bài Diễn thế sinh thái nói riêng, phần sinh thái học nói chung Từ đó góp phần nâng cao kết quả học tập của học sinh.

- Rèn luyện kỹ năng tự học, tự giải quyết vấn đề, kỹ năng làm việc, thảo luận nhóm cho học sinh Từ đó, học sinh có lòng ham mê học tập, yêu thích môn học, có tinh thần học tập cao hơn

- Học sinh có cái nhìn biện chứng về mối liên quan mật thiết giữa sinh vật với môi trường, về vị trí, vai trò của con người trong tự nhiên, về tầm quan trọng của việc duy trì một hệ sinh thái bền vững, duy trì cân bằng sinh học, đa dạng sinh học trong tự nhiên Từ đó, học sinh có ý thức bảo vệ tài nguyên môi trường, có thói quan hành động vì môi trường, vì sự phát triển bền vững

- Nâng cao kết quả dạy và học cũng như kết quả thi đại học khối B, thi chọn học sinh giỏi Tỉnh và Quốc gia môn Sinh học lớp 12

2 Đối tượng nghiên cứu

- Kiến thức bài 58 – Sinh học 12 nâng cao (Diễn thế sinh thái):

 Khái niệm diễn thế sinh thái

 Nguyên nhân gây ra diễn thế sinh thái

 Các dạng diễn thế sinh thái

 Những xu hướng biến đổi chính trong quá trình diễn thế sinh thái

- Các kiến thức bổ trợ cho bài Diễn thế sinh thái:

 Cấu trúc quần xã sinh vật, vai trò của nhóm loài ưu thế đối với sự phát triển của quần xã sinh vật, tính đa dạng của quần

xã sinh vật, mối quan hệ giữa các loài trong quần xã

 Đặc điểm của các loài thực vật ưa sáng, ưa bóng

 Chuỗi thứa ăn và lưới thức ăn

 Sinh khối, sản lượng sơ cấp, sản lượng thứ cấp, sản xuất và phân giải vật chất của quần xã sinh vật

- Một số câu hỏi trắc nghiệm và bài tập về diễn thế sinh thái

III Phạm vi nghiên cứu

- Học sinh lớp 12 – ban Khoa học tự nhiên (12 toán, 12 lý, 12 hoá)

- Học sinh lớp 12 chuyên Sinh và học sinh giỏi môn Sinh học

- Triển khai trong các năm học 2008 – 2009, 2009 – 2010, 2010 – 2011

IV Ý nghĩa của đề tài

- Rèn luyện kĩ năng tư duy độc lập, kỹ năng hoạt động nhóm trong học tập của học sinh, góp phần nâng cao kết quả dạy - học và bồi dưỡng lòng yêu thích môn sinh học của học sinh

- Sưu tầm và xây dựng được một số bài tập và câu hỏi trắc nghiệm dùng trong giảng dạy đại trà và bồi dưỡng học sinh giỏi môn Sinh học Qua đó góp phần nâng cao kết quả dạy và học nói chung, kết quả thi đại học và thi học sinh giỏi môn Sinh học nói riêng

B NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

I CÁC CÔNG VIỆC ĐÃ THỰC HIỆN

1 Chuẩn bị của giáo viên và học sinh trước giờ học.

1.1 Chuẩn bị của học sinh

- Giáo viên giao nhiệm vụ cho học sinh chuẩn bị bài trước ở nhà và chia nhóm

học sinh Mỗi học sinh tự đọc sách giáo khoa, tài liệu tham khảo (nếu có), chuẩn bị phần trả lời của mình Sau đó, trong giờ học, các học sinh trong mỗi nhóm thảo luận để thống nhất câu trả lời của nhóm và trình bày trước lớp

- Nội dung chuẩn bị của học sinh:

 Nhiệm vụ 1: Đọc kĩ nội dung bài học theo SGK

 Nhiệm vụ 2: Quan sát hình 58.1/SGK trang 241 và giải quyết các vấn đề sau:

- Mô tả quá trình diễn thế trên đất canh tác đã bỏ hoang Từ đó cho biết diễn thế sinh thái là gì?

- Nhận xét về sự biến đổi của môi trường vật lý trong quá trình diễn thế: độ ẩm đất và không khí, mức độ xói mòn đất, độ phì nhiêu của đất, nhiệt độ.

- Sự phù hợp giữa hệ động vật và hệ thực vật ở từng quần xã, từ đó nhận xét về vai trò của hệ thực vật trong diễn thế?

 Nhiệm vụ 3: Tiếp tục quan sát hình 58.1 và giải quyết các vấn đề sau:

- Xác định loài ưu thế trong mỗi quần xã, đặc điểm (là cây ưa sáng hay ưa bóng) và vai trò của chúng trong việc làm biến đổi các tính chất của môi trường

- Nguyên nhân gây diễn thế sinh thái ở hình 58.1? Ngoài ra có thể

có những nguyên nhân nào gây ra diễn thế? Vai trò của loài ưu thế trong diễn thế?

- Vai trò của con người trong diễn thế sinh thái?

 Nhiệm vụ 3: Mô tả quá trình diễn thế trên tro tàn núi lửa? So sánh với diến thế trên đất canh tác bị bỏ hoang?

- So sánh 2 hình thức diễn thế sinh thái theo bảng sau:

DT nguyên sinh DT thứ sinhKhởi đầu

Quần xã tiên phong

Kết thúc

- Hai dồ thị sau đây mô tả sự biến đổi về số lượng loài trong quần

xã theo thời gian Chỉ rõ đồ thị nào mô tả diễn thế nguyên sinh, đồ thị nào mô tả diễn thế thứ sinh, vì sao?

 Nhiệm vụ 4: Tiếp tục quan sát hình 58.1/SGK trang 241 và tìm hiểu các vấn đề sau:

- Tỷ lệ giữa sản xuất (P) và phân giải vật chất (R) trong 2 trường hợp

+ Diễn thế ở một hồ chứa nước thải, rất giàu chất hữu cơ (diễn thế dị dưỡng)

+ Diễn thế ở một hồ nghèo dinh dưỡng đang phát triển (diễn thế tự dưỡng)

- Sự biến đổi về độ đa dạng của quần xã, kích thước các quần thể, phân hoá ổ sinh thái của các loài, mối quan hệ giữa các loài trong quá trình diễn thế?

- Sự biến đổi của lưới thức ăn, vai trò của chuỗi thức ăn khởi đầu bằng sinh vật sản xuất và chuỗi thức ăn khởi đầu bằng mùn bã hữu

cơ trong quá trình diễn thế?

- Sự biến đổi về kích thước cá thể và tuổi thọ cá thể của các loài trong diễn thế?

- Cấu trúc các quần xã xuất hiện trong quá trình diễn thế?

 Nhiệm vụ 5: Sưu tầm tài liệu, hình ảnh về diễn thế sinh thái ở địa phương, trong nước và trên thế giới

1.2 Chuẩn bị của giáo viên.

- Giáo viên chuẩn bị một số câu hỏi trắc nghiệm và bài tập nhỏ dùng để kiểm tra cuối giờ học và làm bài tập về nhà

2 Hoạt động của giáo viên và học sinh trong giờ học.

2.1 Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ

Câu 1: Đặc điểm của thực vật ưa sáng và thực vật ưa bóng? Trong quần

xã sinh vật có sự phân tầng, hai nhóm thực vật này phân bố như thế nào?

Đáp án: - Cây ưa sáng mọc ở nơi trống trải, có lá dày, màu xanh nhạt Cây ưa bóng thường sống dưới tán cây khác, có lá mỏng, màu xanh đậm

- Trong quần xã sinh vật, cây ưa bóng sống dưới tán cây ưa sáng.

Câu 2: Loài ưu thế là gì? Vai trò của loài ưu thế trong quần xã sinh vậtĐáp án: - Loài ưu thế có tần suất xuất hiện và độ phong phú cao, sinh khối lớn

- Loài ưu thế quyết định chiều hướng phát triển của quần xã

Sau khi kiểm tra bài cũ, giáo viên chia nhóm học sinh Mỗi nhóm cử 1 nhóm trưởng để điều khiển việc thảo luận của nhóm mình và thay mặt nhóm trình bày phần trả lời của nhóm

2.2 Hoạt động 2: Thảo luận nhóm xây dựng bài mới.

Các nhóm thảo luận trên cơ sở phần chuẩn trước và trả lời các câu hỏi Nếu phần trả lời chưa đầy đủ, các nhóm khác sẽ bổ sung Sau đó, giáo viên nhận xét, sửa chữa, bổ sung cho hoàn chỉnh nội dung bài học

2.2.1 Sau khi thảo luận nhiệm vụ 1, đáp án thống nhất là:

- Diễn thế là quá trình phát triển thay thế tuần tự của các quần xã sinh vật, từ dạng khởi đầu qua các giai đoạn trung gian để đạt đến quần xã cuối cùng tương đối ổn định (quần xã đỉnh cực)

- Trong quá trình diễn thế, song song với sự thay đổi của quần xã sinh vật có sự thay đổi các điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng (nhiệt độ, độ ẩm, độ phì của đất,…)

- Trong quá trình diễn thế, cấu trúc quần xã, mối quan hệ giữa các loài trong quần xã và giữa quần xã với môi trường đều thay đổi

- Thực vật có vai trò quan trọng trong quá trình diễn thế Sự thay đổi trong quần xã thường khởi đầu ở sự thay đổi thảm thực vật, đi đôi với nó là sự thay đổi một cách phù hợp của hệ động vật.

2.2.2 Sau khi thảo luận nhiệm vụ 2, đáp án thống nhất là:

- Nguyên nhân của diễn thế là:

 Nguyên nhân bên ngoài: Các hiện tượng bất thường (bão, lụt, cháy, ô nhiễm môi trường, hoạt động vô ý thức của con người)

 Nguyên nhân bên trong: Sự cạnh tranh giữa các loài trong quần xã, sự thay thế nhóm loài ưu thế này bằng nhóm loài ưu thế khác

- Nói chung, diễn thế xảy ra do sự biến đổi của các điều kiện môi trường vật

lý nhưng dưới sự kiểm soát của quần xã sinh vật Những biến đổi của môi trường chỉ là nhân tố khởi động, còn quần xã sinh vật là động lực chính cho quá trình diễn thế

- Cụ thể, trong hình 58.1, nguyên nhân ban đầu dẫn đến diễn thế là hoạt động đốt rừng làm nương rẫy của con người Nhưng quá trình biến đổi tiếp theo (từ quần xã cây 1 năm qua các quần xã trung gian, cuối cùng hình thành một khu rừng) xảy ra chủ yếu do hoạt động của nhóm loài ưu thế: Môi trường ban đầu nghèo dinh dưỡng, độ ẩm thấp, chỉ phù hợp với các loài cây một năm (ưa sáng) Cây một năm làm biến đổi môi trường theo hướng tăng độ ẩm, tăng độ phì nhiêu của đất Môi trường mới này thuận lợi cho sự phát triển của cây thân

thảo (ưa sáng), do đó cây thân thảo phát triển khép tán Khi cây thân thảo khép tán thì cây một năm ban đầu bị thiếu áng sáng, do đó tàn lụi dần, thay thế nó là cây cỏ ưa bóng Quá trình cứ thế tiếp diễn, sự thay thế quần xã này bằng quần

xã khác gắn liền với sự thay thế nhóm loài ưu thế này bằng nhóm loài ưu thế khác

- Như vậy, hoạt động của nhóm loài ưu thế làm cho điều kiện môi trường biến đổi mạnh đến mức bất lợi cho chính nó, nhưng lại thuận lợi cho loài ưu thế khác có sức cạnh tranh cao hơn thay thế Hoạt động của loài ưu thế có thể có thể coi như “tự đào huyệt chôn mình”

- Hoạt động vô ý thức của con người có thể gây ra diễn thế: đốt rừng làm nương rẫy, chặt phá rừng, sử dụng chất độc hoá học, xây đập thuỷ điện, gây ô nhiễm môi trường, săn bắt, khai thác quá mức các loài động, thực vật,…

- Hoạt động tích cực của con người có thể điều khiển diễn thế theo hướng có lợi cho con người và môi trường (Nội dung này sẽ thảo luận trong câu hỏi về diễn thế thứ sinh ở rừng lim Hữu Lũng)

Rừng thưa cây

gỗ nhỏ

Cây gỗ nhỏ và cây bụi

Cây bụi và

cỏ chiếm

ưu thế

Trảng cỏ

Rừng lim

nguyên sinh

hoặc thứ sinh

Chặt hết các cây lim

2.2.3 Sau khi thảo luận nhiệm vụ 3, đáp án thống nhất là:

DT nguyên sinh DT thứ sinhKhởi đầu Môi trường mà trước đó

chưa hề có một quần xã nào

Môi trường đã từng có 1 quần xã, nhang nay đã bị

thường kém ổn định hơn quần xã ban đầu

2.2.4 Sau khi thảo luận nhiệm vụ 4, đáp án thống nhất là:

- Kết quả diễn thế là thiết lập trạng thái cân bằng mới

- Những biến đổi quan trọng trong quá trình diễn thế là:

Diễn thế nguyên sinh Diễn thế thứ sinh

 Sinh khối và tổng sản lượng tăng, sản lượng sơ cấp tinh giảm.

 Hô hấp của quần xã tăng, tỷ lệ giữa sản xuất và phân giải P/R tiến dần đến 1

 Kích thước và tuổi thọ các loài đều tăng lên

 Khả năng tích luỹ chất dinh dưỡng trong quần xã ngày một tăng và quần

xã sử dụng năng lượng ngày một hoàn hảo

2.2.5: Học sinh giới thiệu các tài liệu, hình ảnh về diễn thế sinh thái đã sưu tầm được

2.3 Hoạt động 3: Củng cố và giao bài tập về nhà.

2.3.1 Củng cố.

Học sinh làm một bài tập trắc nghiệm trong thời gian 5 phút

Câu 1: Đặc điểm cơ bản để phân biệt diễn thế nguyên sinh với diễn thế

thứ sinh là

A môi trường khởi đầu

B quần xã cuối cùng

C diễn biến diễn thế.

D điều kiện môi trường

Câu 2: Trong diễn thế sinh thái, hệ sinh vật nào sau đây có vai trò quan

trọng trong việc hình thành quần xã mới?

A Hệ động vật

B Hệ thực vật

C Hệ vi sinh vật

D Hệ động vật và vi sinh vật

Câu 3 : Nguyên nhân của diễn thế sinh thái là

A tác động của ngoại cảnh lên quần xã

B tác động của quần xã đến ngoại cảnh

C tác động mạnh mẽ của con người

D cả A, B và C

Câu 4: Trong quần xã sinh vật, hoạt động dinh dưỡng của nhóm loài nào

sau đây có thể gây ra diễn thế sinh thái?

A Loài ưu thế

B Loài đặc trưng

C Loài chủ chốt

D Loài thứ yếu

Câu 5: Kết quả của diễn thế sinh thái là:

A thay đổi cấu trúc quần xã

B tăng số lượng loài.

C thiết lập mối cân bằng mới

D.tăng sinh khối

2.3.2 Bài tập về nhà và bài tập tham khảo.

Câu 6: Điều nào sau đây không đúng trong quá trình diễn thế sinh thái?

A Các yểu tố cấu trúc của quần xã không thay đổi

B Mối quan hệ con mồi – vật ăn thịt thay đổi

C Mối quan hệ cạnh tranh giữa các loài thay đổi

D Mối quan hệ giữa quần xã và môi trường thay đổi

Câu 7: Tại thời điểm khởi đầu của quá trình diễn thế nguyên sinh, quần xã

tiên phong xuất hiện thường là

A quần xã động vật ăn tạp

B quần xã sinh vật sống tự dưỡng

C quần xã sống kí sinh

D quần xã sinh vật hoại sinh

Câu 8: Trong diễn thế sinh thái

A chỉ có sự biến đổi của quần xã sinh vật, không có sự biến đổi các điều kiện môi trường vật lý

B quần xã tiên phong luôn là sinh vật tự dưỡng

C hoạt động mạnh mẽ của nhóm loài ưu thế sẽ làm thay đổi điều kiện sống từ đó tạo điều kiện cho nhóm loài khác trở thành loài ưu thế, gây ra diễn thế.

D hoạt động khai thác tài nguyên của con người không thể gây ra diễn thế

C©u 9: Điều nào sau đây không đúng với sự biến đổi các chỉ số sinh thái

trong quá trình diễn thế?

A Lưới thức ăn ngày càng trở nên phức tạp, quan hệ giữa các loài ngày càng trở nên căng thẳng

B Kích thước và tuổi thọ các loài đều tăng lên

C Tính đa dạng về loài tăng nhưng số lượng cá thể của mỗi loài giảm

D Sinh khối, tổng sản lượng và sản lượng sơ cấp tinh đều tăng

Câu 10: Trong một hồ nước thải giàu chất hữu cơ, quá trình diễn thế

không kèm theo biến đổi nào sau đây?

A Chuỗi thức ăn khởi đầu bằng mùn bã hữu cơ chiếm ưu thế ở giai đoạn đầu, chuỗi thức ăn khởi đầu bằng sinh vật sản xuất chiếm ưu thế ở giai đoạn cuối

B Môi trường chuyển từ trạng thái ôxy hoá sang môi trường khử

C Các loài có kích thước cơ thể nhỏ dần thay thế bởi các loài có kích thước cơ thể lớn