Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo trong dạy và học các tiết thực hành sinh học THPT

Qua các buổi thực hành ở phòng thí nghiệm hay ngoài thiên nhiên, một lần nữa kiến thức của các em sẽ được củng cố và khắc sâu hơn đồng thời các em có thể phát hiện ra nhiều điều lí thú m

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

MÔ TẢ SÁNG KIẾN

1 Tên sáng kiến:

“Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo trong dạy và học các tiết thực hành Sinh học THPT” (Lê Thị Hoàng Hạnh - trường THPT Chuyên Bến Tre)

2 Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Giảng dạy môn Sinh học.

3 Mô tả bản chất của sáng kiến:

3.1 Tình trạng giải pháp đã biết

Trong dạy học, sự kết hợp chặt chẽ giữa lí thuyết và thực hành là một yếu tố không thể thiếu của phương pháp dạy học tích cực Thực hành là chìa khoá của sự khám phá thế giới tự nhiên, đặc biệt rất cần thiết đối với các môn khoa học thực nghiệm như Sinh học Qua các buổi thực hành ở phòng thí nghiệm hay ngoài thiên nhiên, một lần nữa kiến thức của các em sẽ được củng cố và khắc sâu hơn đồng thời các em có thể phát hiện ra nhiều điều lí thú mà nội dung lý thuyết sách giáo khoa không thể chuyển tải hết được Các tiết

thực hành đã đánh thức sự ham hiểu biết, khơi dậy khả năng khám phá, tính sáng tạo của

học sinh từ đó đã góp phần tạo ra những con người năng động, sáng tạo phù hợp với xu thế phát triển của đất nước và thế giới ngày nay ……

Tuy nhiên, thời gian qua thực trạng chung về hiệu quả của việc dạy và học các bài thực hành Sinh học ở các trường trung học phổ thông là chưa cao Với nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan nên việc thực hiện các tiết thực hành thí nghiệm bị hạn chế nhiều so với yêu cầu trong phân phối chương trình của Bộ Vì thế, kỹ năng thực hành, kỹ năng vận dụng những kiến thức đã học vào thực tiễn của đa số học sinh phổ thông là còn nhiều hạn chế

Có nhiều trở ngại trong việc thực hiện các tiết thực hành tại các trường THPT, trong

đó có thể kể đến là việc thiếu hoặc không phù hợp về dụng cụ, hóa chất ở nhiều trường học so với yêu cầu của bài thực hành , nội dung hướng dẫn của Sách giáo khoa có những nội dung không rõ hoặc thiếu điều kiện cần thiết… Bên cạnh đó một bộ phận giáo viên chưa chủ động, tích cực đầu tư cho tiết thực hành

Qua thực tiễn dạy học chúng tôi đã rút ra được kinh nghiệm “ Phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo trong dạy và học các tiết thực hành” là một trong những con

đường lĩnh hội tri thức nhanh và hiệu quả nhất của thầy và trò

3.2 Nội dung giải pháp đề nghị công nhận là sáng kiến:

* Mục đích của giải pháp:

- Chia sẻ những kinh nghiệm với đồng nghiệp về một số vấn đề trong thí nghiệm Sinh học để việc thực hiện các tiết thực hành trở nên nhẹ nhàng và đạt hiệu quả cao hơn

từ sự sáng tạo, chủ động khắc phục những khó khăn trở ngại của người thầy khi thực hiện các tiết thực hành

- Góp phần thực hiện tốt mục tiêu giáo dục qua bộ môn “ Học đi đôi với hành”, “Lý thuyết gắn liền với thực tiễn” Qua các buổi thực hành học sinh được rèn luyện phương pháp , kĩ năng vận dụng lí thuyết vào thực tiễn, giúp các em tự khám phá được nhiều điều lí thú trong tự nhiên, khơi dậy tính tích cực, chủ động, ham học của các em từ đó kết quả học tập sẽ được nhân lên gấp bội

- Mở rộng và nâng cao kiến thức và kĩ năng một số bài thực hành để giúp HS tự tin tham gia kì thi KHKT và thi HSG cấp Quốc gia

*Nội dung giải pháp:

*Tính mới của giải pháp:

- Tính chủ động, sáng tạo của giáo viên trong việc khắc phục khó khăn, vận dụng linh hoạt các điều kiện thí nghiệm phù hợp với tình hình thực tiễn của trường, địa phương để nâng cao hiệu quả của tiết thực hành

- Tạo động lực cho việc chủ động, tích cực học tập, say mê tìm tòi, nghiên cứu khoa học của học sinh, là cơ sở cho việc học tập và nghiên cứu khoa học ở bậc học phổ thông

và các bậc học cao hơn

* Cách thức và các bước thực hiện giải pháp:

1 Vận dụng linh hoạt, sáng tạo phù hợp với thực tiễn :

Để nâng cao hiệu quả các tiết dạy thực hành Sinh học tế bào, theo chúng tôi, trong tình hình thực tế hiện nay thì ngoài tính tích cực học tập của học sinh, yếu tố người Thầy rất quan trọng Mức độ thành công của buổi thực hành trong các trường phổ thông phụ thuộc rất nhiều vào năng lực, tính tích cực, chủ động, sáng tạo của người Thầy

- Trường hợp phòng thí nghiệm không có những dụng cụ, mẫu vật, hoá chất như yêu cầu của sách giáo khoa thì giáo viên có thể linh động thay thế chúng bằng những dụng cụ, hoá chất, mẫu thí nghiệm… tương đương có sẵn ở phòng thực hành của trường hay ở địa phương Giáo viên phải chịu khó thực hiện các thí nghiệm trước trên nhiều nguyên liệu khác nhau để rút ra trên nguyên liệu nào thí nghiệm nhanh hơn, quan sát rõ hơn ( chọn giải pháp tối ưu nhất không nhất thiết phải rập khuôn theo sách giáo khoa) Riêng đối với lớp chuyên thời gian rộng hơn có thể cho các nhóm làm thí nghiệm trên các nguyên liệu khác nhau từ đó so sánh kết quả thí nghiệm và tìm hiểu tại sao có sự khác nhau đó

- Đối với những thí nghiệm mới, những thí nghiệm có thay thế dụng cụ, hoá chất… thì giáo viên phải thực hiện thí nghiệm trước để tránh tình trạng học sinh làm không ra, giáo viên cũng lúng túng vì không biết rõ nguyên nhân

- Dưới đây là phần minh họa qua một số bài thực hành sinh học lớp 10, 11

1.1 Thí nghiệm xác định sự có mặt một số nguyên tố hóa học trong tế bào ( Bài thực hành thí nghiệm nhận biết một số thành phần hóa học của tế bào, sách giáo khoa Sinh học 10 nâng cao)

Để xác định sự có mặt một số nguyên tố hoá học trong tế bào, sách giáo khoa hướng dẫn lấy lá, quả, … giã nhuyễn lọc lấy dịch lọc rồi thử bằng các thuốc thử để phát hiện các nguyên tố hoá học Nhưng vì dịch lọc từ lá, quả… thường có màu (xanh của diệp lục, vàng, cam của carotenoit…), đồng thời việc tách chiết các nguyên tố hóa học

từ mô, tế bào sống khó triệt để nên hàm lượng các nguyên tố trong dịch chiết thấp, vì thế khó quan sát, phát hiện sự có mặt các nguyên tố hóa học trong mô, tế bào thông qua các các phản ứng tạo màu hay tủa

Trong thí nghiệm này, giáo viên có thể hướng dẫn học sinh thay mô sống ( lá, quả…) bằng tro thực vật ( việc lấy tro được chuẩn bị ở nhà) Tro hòa trong nước cất được lọc qua giấy lọc để thu dịch lọc Dịch lọc này rất trong, đồng thời hàm lượng các nguyên tố khoáng cao nên khi cho thuốc thử vào thì phản ứng tủa, tạo màu quan sát rất

rõ

Với cách làm này vừa tiết kiệm được thời gian trong 1 tiết thực hành và quan sát hiện tượng rõ hơn rất nhiều so với dịch chiết từ mô tươi sống của thực vật

Một số hình ảnh thực hành thí nghiệm:

THÍ NGHIỆM PHÁT HIỆN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC TRONG TẾ BÀO

Cho vào dịch nước tro vài giọt dung dịch AgNO3 thì tủa trắng xuất hiện → nước tro hóa đục.

Dịch nước tro trong suốt

Cho vào dịch nước tro dung dịch axit piric bão hòa sau

đó thu được tủa hình kim ở đáy ống nghiệm

Cho vào dịch nước tro dung dịch axit piric bão hòa sau

đó thu được tủa hình kim ở đáy ống nghiệm Dịch nước tro trong suốt

Cho vào dịch nước tro vài giót dung dịch BaCl2 thì tủa trắng xuất hiện → nước tro hóa đục.

Cho vào dịch nước tro vài giót dung dịch BaCl2 thì tủa trắng xuất hiện → nước tro hóa đục.

Dịch nước tro trong suốt

Cho vào nước tro vài giọt dung dịch (NH4)2 Mg thì tủa trắng xuất hiện → nước tro hóa đục.

Cho vào nước tro vài giọt dung dịch (NH4)2 Mg thì tủa trắng xuất hiện → nước tro hóa đục.

Nước tro trong suốt

Bảng tóm tắt thí nghiệm phát hiện các nguyên tố hóa học trong tế bào

Nitrat bạc + dung dịch mẫu

( nước tro) Tạo kết tủa màu trắng ( AgCl↓),(để lâu ngoài sáng sẽ hóa đen) Trong dung dịch có ion Cl

-Axit piric bão hòa + dung

dịch mẫu ( nước tro) Tạo kết tủa piratkali hình kim màuvàng Trong dung dịch có ion K+

Clorua bari+ dung dịch

2-Amonmagiê + dung dịch

3-I.2 Thí nghiệm nhận biết protein (Bài thực hành thí nghiệm nhận biết một số thành phần hóa học của tế bào, sách giáo khoa Sinh học 10 nâng cao):

Trong thí nghiệm phát hiện protein bằng thuốc thử biure, có thể sử dụng nhiều nguyên liệu khác nhau: lòng trắng trứng, sữa, dịch chiết từ thịt …Giáo viên nên hướng dẫn học sinh sử dụng dung dịch lòng trắng trứng vì phản ứng với thuốc thử sẽ nhanh và màu đậm hơn nên quan sát rõ hơn nhiều so với các dung dịch khác … (điều này liên quan đến có hàm lượng protein trong mẫu thí nghiệm)

Một số hình ảnh thực hành thí nghiệm:

1.3 Thí nghiệm với enzim catalaza (Bài một số thí nghiệm về enzim sách giáo khoa Sinh học 10 cơ bản):

Để phát hiện sự có mặt của enzim catalaza và hoạt tính của chúng trong các mẫu

mô ở các điều kiện khác nhau, sách giáo khoa đã giới thiệu nguyên liệu là củ khoai tây

Cốc dựng

dung dịch

sữa

Cốc dựng dung dịch lòng trắng trứng

Dung dịch sữa có màu tím nhạt khi cho vài giọt thuốc thử biure

Dung dịch lòng trắng trứng có màu tím đậm hơn khi cho vài giọt thuốc thử biure

sống cắt lát ở nhiệt độ thường, ở nhiệt độ thấp (ngăn đá ) và lát khoai tây chín với vài giọt oxi già ( H2O2) Ngoài nguyên liệu khoai tây, giáo viên có thể cho học sinh thực

hành trên các nguyên liệu khác sẵn có, dễ tìm như khoai lang, đu đủ, carot Thực hiện

đúng các bước thí nghiệm chúng ta cũng quan sát được các hiện tượng rất rõ và dễ dàng

Một số hình ảnh thực hành thí nghiệm:

Hình 1A, 2A, 3A: Các lát khoai lang, càrốt, đu đủ sống ( không qua xử lí nhiệt) để trong

khay nước đá khoảng 30 phút sau đó nhỏ H 2 O 2 thấy có rất ít bọt khí, do phản ứng phân giải H 2 O 2 của catalaza rất yếu trong điều kiện nhiệt độ thấp.

Hình 1B, 2B, 3B: Các lát khoai lang, càrốt, đu đủ chín khi nhỏ H 2 O 2 không thấy xuất hiện bọt khí, do khi xử lí nhiệt enzim catalaza trong các mẫu đã bị biến tính không phân giải được

H 2 O 2

Hình 1C, 2C, 3C: Các lát khoai lang, càrốt, đu đủ sống ( không qua xử lí nhiệt) để ở nhiệt

bọt khí).

1.4 Thí nghiệm sử dụng enzim trong quả dứa tươi để tách chiết ADN (Bài một

số thí nghiệm về enzim, sách giáo khoa Sinh học 10 cơ bản):

Sách giáo khoa giới thiệu nguyên liệu để tách chiết ADN là gan gà hoặc gan lợn Qua các bước thí nghiệm thì thu được các tủa ADN lơ lửng trong lớp cồn Chúng tôi đã thay thế mô động vật bằng thực vật, cụ thể từ lá của các thực vật khác nhau như bắp cải, rau muống, rau bù ngót thì cũng thu được các tủa ADN trong cồn Như vậy, chúng ta

có thể linh động thay thế những nguyên liệu đắt tiền, khó xử lí mẫu bằng những nguyên liệu dễ tìm, dễ xử lí mà kết quả thí nghiệm vẫn đảm bảo đạt hiệu quả như yêu cầu sách giáo khoa

Một số hình ảnh thực hành thí nghiệm::

1.5 Thí nghiệm quan sát hiện tượng co và phản co nguyên sinh ở tế bào biểu bì

lá cây ( Bài thực hành thí nghiệm co nguyên sinh và phản co nguyên sinh, sách giáo khoa Sinh học 10 cơ bản):

Qua thực tế thí nghiệm trên các loại lá cây khác nhau ở địa phương khi làm tiêu bản quan sát tế bào biểu bì và các khí khổng với hiện tượng co nguyên sinh và phản có nguyên sinh, chúng tôi nhận thấy thí nghiệm tiến hành trên lá lẻ bạn (thuộc họ Thài lài) thì việc quan sát tiêu bản là rất rõ và dễ thực hiện Và khi lấy mẫu nên tách lớp biểu bì mặt dưới của lá, bởi mặt dưới lá lẻ bạn các tế bào biểu bì có sắc tố tím và có rất nhiều khí khổng dễ quan sát Nếu tách khéo, đúng kĩ thuật chúng ta sẽ có tiêu bản hiển vi các tế

1 2 3 4

từ dịch chiết lá đậu rồng

Hình 2: tủa ADN trong lớp cồn

từ dịch chiết lá bắp cải.

Hình 3: tủa ADN trong lớp cồn

từ dịch chiết lá rau muống.

Hình 4: tủa ADN trong lớp cồn

từ dịch chiết lá rau bù ngót.

bào biểu bì và các khí khổng rất đẹp Điều này sẽ tạo nên sự thích thú và tăng thêm động lực yêu thích, ham muốn thực hành thí nghiệm tìm tòi khám phá của học sinh

Một số hình ảnh thực hành thí nghiệm:

2 Một số thí nghiệm mở rộng, nâng cao kiến thức và kĩ năng thực hành:

2.1 Tách chiết các sắc tố từ lá cây:

* Dùng phương pháp hóa học: sử dụng các dung môi là cồn, axeton, benzen

HS cũng tách chiết được dung dịch các sắc tố Ở nội dung này GV có thể đưa ra các câu hỏi mở rộng :

a.Vì sao tách chiết sắc tố từ lá người ta không dùng nước mà sử dụng các dung môi hữu cơ?

b Tại sao dùng benzen có thể phân tách được diệp lục tố và carotenoit?

c Vì sao khi tách chiết diệp lục người ta bổ sung thêm một ít tinh thể CaCO3?

Dựa vào cấu tạo phân tử và tính chất vật lí, hóa học của phân tử diệp lục, các phân

tử thuộc nhóm carotenoit như tính phân cực hay không phân cực, tính ưa nước, kị nước hay độ hòa tan trong của chúng trong các dung môi khác nhau, từ kiến thức sinh học,

Bội giác 10

Bội giác 40

Tiêu bản dưới kính hiển vi tế bào biểu bì

và khí khổng trong giọt nước cất, các tế bào biểu bì bình thường và khí khổng mở.

Tiêu bản dưới kính hiển vi tế bào biểu bì

và khí khổng trong giọt nước muối loãng, các tế bào biểu bì co nguyên sinh và khí khổng đóng.

hóa học… HS vận dụng để trả lời các vấn đề GV đặt ra Vậy trong thực hành, HS không chỉ nhận biết các hiện tượng mà còn phải biết giải thích được các hiện tượng đó

* Dùng phương pháp tách sắc tố bằng phương pháp sắc ký giấy:

Phương pháp này có ưu điểm hơn so với phương pháp pháp hóa học là có thể giúp tách chiết được từng loại sắc tố của nhóm diệp lục như diệp lục a, diệp lục b, nhóm carotenoit như caroten, xantophin trên bản giấy sắc kí dựa trên nguyên tắc kích thước phân tử và độ hòa tan trong dung môi hữu cơ ảnh hưởng đến tốc độ di chuyển của các phân tử sắc tố trên giấy sắc kí

- Dụng cụ, mẫu vật và hóa chất:

+ Giấy sắc ký, cốc thủy tinh, bình sắc ký hình trụ có nắp đậy, ống mao dẫn dùng cho sắc ký, thước kẻ, bút chì, dung dịch sắc tố đậm đặc, dung môi dùng để chạy sắc ký là hỗn hợp ete petrol : etanol tỷ lệ 14:1

+ Các dụng cụ, hóa chất và mẫu vật dưới đây, có thể mua tại các cửa hàng chuyên cung cấp thiết bị, hóa chất thí nghiệm Tuy nhiên trong quá trình chuẩn bị, giáo viên cần lưu ý một số vấn đề để thu được kết quả thí nghiệm tốt và linh hoạt trong việc sử dụng các thiết bị thí nghiệm sao cho phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm ở trường phổ thông

- Tiến hành:

+ Lấy dung dịch sắc tố đậm đặc được tách chiết bằng axeton 80% hoặc cồn 900

cho vào cốc thủy tinh 80- 100ml (đậy kín tránh bay hơi)

+ Dùng bút chì và thước kẻ, kẻ một đường mờ trên giấy sắc ký theo hình vẽ dưới đây (Hình 2)

+ Dùng ống hút mao dẫn hút dung dịch sắc tố

+ Chấm dịch sắc tố lên giấy sắc ký theo vệt chì mờ trên bản sắc ký

+ Hút dịch sắc tố và đưa lên giấy sắc ký

+ Đặt bản sắc ký theo chiều thẳng đứng vào bình sắc ký đã đựng sẵn dung dịch sắc

ký, sao cho vệt sắc tố không chạm vào dung dịch (Dung môi dùng để chạy sắc ký là hỗn hợp ete petrol : etanol tỷ lệ 14:1)

+ Khoảng 10-15 phút sau các sắc tố tách riêng thành 4 vệt màu khác nhau: cao nhất là carotene, kế đó là xantophyll, diệp lục a, mức thấp nhất là diệp lục b ( Hình 1)

2.2 Phân biệt cây C 3 , C 4 , CAM :

* Nguyên tắc của thí nghiệm: Sự khác nhau rất rõ về hình thái, giải phẫu lá,vị trí

của lục lạp và các hạt tinh bột của lá của cây C3, C4, CAM

* Các bước tiến hành:

Dùng lưỡi dao cạo cắt ngang lá những lớp rất mỏng, đặt tiêu bản lên lam kính, đậy lamen, nhuộm màu với iot

Quan sát tiêu bản dưới kính hiển vi Chú ý phát hiện lục lạp màu lục và vị trí của

nó, phát hiện các hạt tinh bột màu xanh tím và vị trí của nó, phát hiện bề dày của lớp cutin và các khoảng trống chứa nước của lá cây CAM

Từ đặc điểm hình thái giải phẩu… của lá các cây C3, C4, CAM đã học ( lá cây C3

chỉ có một loại lục lạp ở tế bào mô giậu, chu trình Canvin chỉ xảy ra ở mô giậu, nên các hạt tinh bột chỉ có ở đây trong khi đó, lá của cây C4 có hai loại lục lạp: lục lạp ở tế bào

mô giậu và lục lạp ở tế bào bao bó mạch, lục lạp ở tế bào bao bó mạch thực hiện chu trình Canvin, nên ở đây tập trung các hạt tinh bột) HS có thể phân biệt chúng bằng cách phát hiện các hạt tinh bột qua nhuộm màu với iot, cây C3 hạt tinh bột ở lục lạp của tế bào

Vạch xuất phát đánh dấu bằng vệt chì

mờ, cách mép dưới 2cm, mép bên 1cm

Bản sắc ký

Hình 1

Hình 2