Nghiên cứu và xử lý các tình huống trong dạy học thực hành sinh học ở trường trung học phổ thông

NGHIÊN CỨU VÀ XỬ LÝ CÁC TÌNH HUỐNG TRONG GIẢNG DẠY THỰC HÀNH SINH HỌC Ở TRƯỜNG THPT .... Giả thuyết khoa học Trong quá trình giảng dạy các bài thực hành sinh học ở bậc THPT, nếu giáo vi

MỤC LỤC

Trang phụ bìa i

Lời cam đoan ii

Lời cảm ơn iii

Mục lục 1

Bảng chữ viết tắt 4

Danh mục các bảng 5

Danh mục các hình 6

MỞ ĐẦU 8

1 Lý do chọn đề tài 8

2 Mục đích nghiên cứu 9

3 Giả thuyết khoa học 9

4 Nhiệm vụ nghiên cứu 9

5 Đối tượng và khách thể nghiên cứu 10

6 Phương pháp nghiên cứu 10

7 Những đóng góp của đề tài 12

8 Cấu trúc của luận văn 12

9 Tổng quan về nghiên cứu thực hành trong dạy học sinh học 12

NỘI DUNG 14

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 14

1.1 Cơ sở lý luận 14

1.1.1 Thực hành 14

1.1.1.1 Các khái niệm có liên quan đến thực hành 14

1.1.1.2 Phân loại thực hành 16

1.1.1.3 Vai trò của thực hành trong dạy học sinh học 17

1.1.1.4 Yêu cầu của công tác thực hành đối với giáo viên 17

1.1.1.5 Các bước giảng dạy bài thực hành 17

1.1.2 Tình huống và tình huống dạy học 19

1.1.2.1 Khái niệm tình huống 19

1.1.2.2 Khái niệm tình huống dạy học 19

1.2 Cơ sở thực tiễn 20

1.2.1 Cách tiến hành 20

1.2.2 Kết quả điều tra về dạy học các bài thực hành sinh học phổ thông 20

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU VÀ XỬ LÝ CÁC TÌNH HUỐNG TRONG GIẢNG DẠY THỰC HÀNH SINH HỌC Ở TRƯỜNG THPT 24

2.1 Hệ thống các bài thực hành sinh học ở trường THPT 24

2.2 Hệ thống các bài thực hành sinh học có tình huống ở trường THPT đã nghiên cứu 25

2.3 Nghiên cứu và xử lý các tình huống trong các bài thực hành cụ thể 25

2.3.1 Nghiên cứu và xử lý các tình huống trong các bài thực hành sinh học lớp 10 25

2.3.1.1 Thí nghiệm nhận biết một số thành phần hóa học của tế bào 25

2.3.1.2 Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh 30

2.3.1.3 Thí nghiệm sự thẩm thấu của tế bào 32

2.3.1.4 Một số thí nghiệm về enzim 36

2.3.1.5 Lên men etylic 39

2.3.1.6 Lên men lactic 41

2.3.2 Nghiên cứu và xử lý các tình huống trong các bài thực hành sinh học lớp 11 44

2.3.2.1 Thí nghiệm thoát hơi nước 44

2.3.2.2 Thí nghiệm phát hiện diệp lục và carotenoic 46

2.3.2.3 Thí nghiệm phát hiện hô hấp qua sự hút oxi 50

2.3.3 Nghiên cứu và xử lý các tình huống trong các bài thực hành sinh học lớp 12 52

2.3.3.1 Quan sát các dạng đột biến số lượng NST trên tiêu bản cố định 52

2.3.3.2 Tính độ phong phú và kích thước của quần thể theo phương pháp đánh bắt thả lại 56

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 61

3.1 Mục đích thực nghiệm 61

3.2 Nội dung thực nghiệm 61

3.3 Phương pháp thực nghiệm 61

3.4 Kết quả thực nghiệm 63

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC

BẢNG CHỮ VIẾT TẮT

GV Giáo viên

HS Học sinh NST Nhiễm sắc thể

NL Năng lực NXB Nhà xuất bản

TH Thực hành

TN Thí nghiệm THPT Trung học phổ thông

SH Sinh học

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Kết quả thăm dò ý kiến GV về vai trò của việc giảng dạy thực hành SH ở

trường THPT 14

Bảng 1.2: Kết quả thăm dò ý kiến GV và HS về những khó khăn gặp phải khi giảng dạy các bài thực hành SH 15

Bảng 1.3: Kết quả thăm dò ý kiến GV và HS về việc xử lý các khó khăn trong giảng dạy thực hành SH 15

Bảng 1.4: Kết quả thăm dò ý kiến GV về nguyên nhân chủ yếu mà HS không làm ra kết quả TH như mong muốn 16

Bảng 3.1: Các tiêu chí và các mức độ đánh giá NL xử lý tình huống 52

Bảng 3.2: Thống kê điểm số các bài kiểm tra sau các lần thực nghiệm 52

Bảng 3.3: Phân phối tần suất (%) của kết quả thực nghiệm 53

Bảng 3.4: Tổng hợp các thông số thống kê đặc trưng 53

Bảng 3.5: Phân phối tần suất (%) các mức độ đạt được của các tiêu chí đánh giá NL xử lý tình huống 54

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1: Kết quả TN nhận biết tinh bột bằng thuốc thử Lugol 19

Hình 2: Kết quả TN nhận biết tinh bột bằng iốtine y tế 20

Hình 3: Kết quả TN nhận biết protein 22

Hình 4: Dung dịch lòng trắng trứng xuất hiện kết tủa màu trắng 22

Hình 5: Dung dịch lòng trắng trứng chuyển sang màu xanh nhạt 22

Hình 6: Kết quả TN co và phản co nguyên sinh 24

Hình 7: Tiêu bản có quá nhiều bọt khí 24

Hình 8: TN thẩm thấu dùng cốc khoai lang 26

Hình 9: Kết quả TN sự thẩm thấu của tế bào 26

Hình 10: TN thẩm thấu dùng cốc cà rốt 27

Hình 11: Kết quả TN thẩm thấu dùng cốc cà rốt 27

Hình 12: Kết quả TN về enzim cactalase 29

Hình 13: Kết quả TN về ảnh hưởng của nhiệt độ, độ pH đối với hoạt tính của enzim cactalase 30

Hình 14: Kết quả TN lên men etylic 32

Hình 15: Xử lý tình huống lên men etylic 33

Hình 16: Kết quả làm sữa chua 35

Hình 17: Kết quả muối chua rau quả 35

Hình 18: Kết quả TN thoát hơi nước 37

Hình 19: Xử lý tình huống TN thoát hơi nước 37

Hình 20: Kết quả TN chiết rút diệp lục 39

Hình 21: Kết quả TN chiết rút carotenoit 39

Hình 22: Kết quả TN chiết rút xantophyl 40

Hình 23: Sử dụng giấy thấm để lọc dung dịch chiết rút 41

Hình 24: Sử dụng cốc nhựa để chứa dung dịch chiết 42

Hình 25: Kết quả TN hô hấp 42

Hình 26: Kiểu nhân ở người 44

Hình 27: Bộ NST bình thường và bất thường ở người 46

Hình 28: Phương pháp tính kích thước quần thể bằng cách chia ô 49

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong công cuộc xây dựng và bảo vệ Tổ quốc hiện nay yêu cầu phải có những

sự chuyển đổi về mô hình tăng trưởng theo chiều sâu và cơ cấu lại nền kinh tế theo hướng chất lượng, hiệu quả và có sức cạnh tranh cao Để làm được điều này đòi hỏi chúng ta phải có một đội ngũ nhân lực chất lượng cao có đủ số lượng và đảm bảo về chất lượng phục vụ quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước

Xu hướng toàn cầu hoá trên thế giới cùng với sự phát triển như vũ bão của khoa học - kỹ thuật đòi hỏi mỗi người dân Việt Nam phải không ngừng học tập, trau dồi kiến thức và hình thành cho mình các kỹ năng, năng lực cần thiết của một người công dân trong thời đại mới

Đó là những vấn đề thực tiễn đặt ra và cũng chính vì vậy, Nghị quyết Hội nghị lần thứ 8, Ban chấp hành Trung ương khóa XI đã xác định: “…phải đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa - hiện đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc tế.…” và “ Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lý tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học, năng lực và kỹ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn Phát triển khả năng sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập suốt đời” [2]

Quá trình đổi mới giáo dục đang được thực hiện với nhiều hình thức ở các bậc học khác nhau Thể hiện rõ nhất ở bậc THPT là đổi mới chương trình và sách giáo khoa phổ thông theo hướng tích hợp giúp cho việc hình thành và phát triển năng lực của HS

Sinh học là một môn khoa học thực nghiệm Hầu hết các hiện tượng, khái niệm, quy luật, quá trình trong sinh học đều bắt nguồn từ thực tiễn

Trong quá trình dạy học, thực hành - thí nghiệm là một mô hình đại diện cho hiện thực khách quan, là cơ sở xuất phát cho quá trình nhận thức của HS; TN là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn Vì vậy, thực hành - thí nghiệm là phương tiện giúp

HS hình thành kỹ năng, kỹ xảo thực hành và tư duy kỹ thuật

Thông qua thực hành - thí nghiệm, bằng các thao tác tư duy, phân tích, tổng hợp, trừu tượng hoá và khái quát hoá, HS có thể xây dựng cho mình các khái niệm, vận dụng kiến thức đã học vào giải quyết những vấn đề gặp phải trong quá trình thực hành - thí nghiệm

Như vậy, thực hành thí nghiệm không chỉ giúp HS hình thành được các kỹ năng thực hành sinh học mà còn có thể giúp HS rèn luyện và hình thành các năng lực cần thiết khác trong cuộc sống như: năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề, năng lực tư duy sáng tạo;…

Bên cạnh đó, GV và HS thường gặp phải nhiều khó khăn trong việc giảng dạy cũng như học tập các bài thực hành SH ở trường THPT Điều này, khiến cả HS và

GV gặp phải nhiều tình huống trong quá trình học tập và có nhiều tình huống khó

có thể giải quyết được trong giờ học Đồng thời, trong quá trình làm TN có thể không làm ra được kết quả như mong muốn và có nhiều HS không chịu tìm hiểu nguyên nhân cũng như cách giải quyết vấn đề Mà GV cũng không có nhiều thời gian trong các tiết học thực hành để hướng dẫn và giải thích cho HS nguyên nhân

và cách giải quyết các tình huống này Điều này khiến HS khó có thể xử lý được các tình huống trong học thực hành

Từ những lí do trên mà chúng tôi quyết định chọn đề tài: Nghiên cứu và xử lý

các tình huống trong dạy học thực hành sinh học ở trường THPT

2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu các tình huống gặp phải trong quá trình dạy học các bài thực hành

ở trường THPT, tìm nguyên nhân và đề xuất các biện pháp giải quyết các tình huốngđó nhằm nâng cao chất lượng dạy học các bài thực hành sinh học

3 Giả thuyết khoa học

Trong quá trình giảng dạy các bài thực hành sinh học ở bậc THPT, nếu giáo viên dự đoán được các tình huống có thể xảy ra và có các biện pháp giải quyết thỏa đáng thì sẽ nâng cao được chất lượng dạy học các bài thực hành sinh học

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về bài thực hành; tình huống dạy học và nghiên cứu nội dung chương trình các bài thực hành thí nghiệm ở trường THPT;

- Nghiên cứu các tình huống xảy ra trong quá trình dạy thực hành sinh học ở trường THPT

- Tìm hiểu nguyên nhân và đề xuất cách giải quyết các tình huống xảy ra trong quá trình giảng dạy thực hành sinh học ở trường THPT

- Tiến hành thực nghiệm, xử lý kết quả thực nghiệm để kiểm chứng giả thuyết đưa ra

5 Đối tượng và khách thể nghiên cứu

5.1 Khách thể nghiên cứu: Chương trình thực hành sinh học THPT

5.2 Đối tượng nghiên cứu: Các tình huống trong dạy học thực hành sinh học

ở trường THPT

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

- Nghiên cứu các tài liệu có liên quan đến thí nghiệm thực hành; kỹ thuật thực hiện các TN, cơ sở khoa học của các TN,…

- Nghiên cứu sách giáo khoa; chương trình dạy học thực hành sinh học ở trường THPT

6.2 Phương pháp quan sát và điều tra: Dự giờ, trao đổi ý kiến với giáo viên;

xây dựng hệ thống các câu hỏi, phiếu điều tra đề thăm dò và điều tra những khó khăn mà GV và HS thường gặp phải trong quá trình giảng dạy và học tập các bài thực hành SH; cũng như nguyên nhân và cách xử lý của GV và HS khi gặp phải một

số tình huống trong giảng dạy và học tập thực hành SH ở trường THPT

6.3 Phương pháp chuyên gia: Hỏi ý kiến của các chuyên gia có kinh nghiệm

về lĩnh vực lý luận và phương pháp nghiên cứu khoa học; các chuyên gia có kinh nghiệm trong lĩnh vực sử dụng TN sinh học,…

6.4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tiến hành các TN kiểm chứng cách

xử lý các tình huống xảy ra trong dạy học thực hành sinh học ở trường THPT và hiệu quả của các tình huống TH sinh học trong việc nâng cao chất lượng dạy học

TH Sinh học ở trường THPT

6.5 Phương pháp thống kê toán học: Xử lý các số liệu thu được để phân tích,

đánh giá cách xử lý các tình huống xảy ra trong dạy học thực hành sinh học ở trường THPT và hiệu quả của các tình huống thực hành SH trong việc nâng cao chất lượng dạy học sinh học

Các tham số đặc trƣng

Điểm trung bình (X ): Là tham số xác định giá trị trung bình của dãy số

thống kê, được tính theo công thức sau: X =

Trong đó n: Số học sinh của lớp

xi:Điểm số theo thang điểm 10

ni: Số bài kiểm tra có điểm xi

Độ lệch chuẩn (S): khi có 2 giá trị trung bình như nhau thì chưa đủ để kết luận 2 kết quả là giống nhau, mà còn phụ thuộc vào các giá trị của các đại lượng phân tán ít hay nhiều xung quanh 2 giá trị trung bình cộng, sự phân tán đó được mô

tả bởi độ lệch chuẩn theo công thức sau:

S=

2

1 0 1

7 Những đóng góp của đề tài

Các tình huống xảy ra trong dạy học thực hành sinh học THPT; nguyên nhân, giải pháp xử lý các tình huống xảy ra trong dạy học thực hành sinh học THPT

8 Cấu trúc của luận văn

Ngoài các phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, nội dung luận văn gồm 3 chương: Chương 1 Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài

Chương 2 Nghiên cứu và xử lý các tình huống trong giảng dạy thực hành sinh học ở trường THPT

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

9 Tổng quan về nghiên cứu thực hành trong dạy học sinh học

9.1 Trên thế giới

Trong giáo dục, vấn đề sử dụng Thí nghiệm thực hành đã được nghiên cứu từ rất lâu Các nhà giáo dục học nổi tiếng như J.A Cômenxki (1592-1670); K.Đ Usinxki (1824-1870),… đều cho rằng giáo dục chỉ có thể đạt được kết quả tốt khi có sự trực quan Hay nói cách khác, phương tiện trực quan và các TN có vai trò rất quan trọng trong quá trình dạy học, là phương tiện để phát triển tư duy cho người học[7]

Nhiều tác giả khác đã tiến hành nghiên cứu về dạy học thực hành như Môngtennhơ (1533-1592) - chủ trương dạy học bằng hành động, bằng sự quan sát trực tiếp, bằng sự tiếp xúc với sự vật trong đời sống hàng ngày; V.G.Belenxki (1811-1848) - phát triển nguyên tắc thực hành trên cơ sở gắn tư tưởng dạy học thực hành với tư tưởng dạy học phát triển; ….[7], [9]

Không chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu vị trí, vai trò của phương tiện trực quan trong điều kiện hiện đại, nhiều tác giả đã đề cập đến vấn đề sử dụng phương tiện trực quan nói chung và thí nghiệm thực hành nói riêng trong quá trình dạy học như: Tônlinhghênôva; X.G Sapôralenkô; … K.G.Nojko cũng khẳng định chất lượng của các thí nghiệm thực hành chủ yếu là do việc giáo viên sử dụng các bài đó như thế nào để đạt hiệu quả chứ không phải là do các dụng cụ, phương tiện, nội dung của các thí nghiệm thực hành [7], [23], [25]

Như vậy, thực hành thí nghiệm là phương tiện chứa đựng, chuyền tải thông tin, đáp ứng những yêu cầu nhận thức, giáo dục, phát triển của quá trình sư phạm nhưng bản thân nó có giá trị dạy học cao hay thấp hoàn toàn phụ thuộc vào quá trình sử dụng của người giáo viên

9.2 Ở Việt Nam

Ở Việt Nam, trong các giai đoạn gần đây, có khá nhiều các tác giả nghiên cứu vấn đề sử dụng thí nghiệm thực hành trong dạy học như: Thái Duy Tuyên, Trần Doãn Quới; Đinh Quang Báo,… Các nghiên cứu này đã khẳng định được vai trò, vị trí, cấu trúc, các mối quan hệ của phương tiện trực quan (trong đó có các thí nghiệm thực hành) với các thành tố của quá trình dạy học,…[7], [28]

Vấn đề sử dụng TN trong dạy học ở giai đoạn hiện nay đã được nghiên cứu trên nhiều môn học như Vật Lý, Hoá Học, Sinh học,… Trong lĩnh vực Sinh học, vấn đề sử dụng TN trong dạy học ở trường THPT đã được nghiên cứu rộng rãi và vận dụng có hiệu quả như: Hoàng Thị Kim Huyền (2005) đã xây dựng cấu trúc các bài thực hành dạy học Sinh học nhằm nâng cao chất lượng các bài thực hành và bồi dưỡng năng lực tự học cho sinh viên các trường đại học Sư phạm; Phan Đức Duy (2012) đã sử dụng các bài thực hành thí nghiệm sinh học để rèn luyện năng lực tư duy cho HS…[9], [15], [18], [28]

Bên cạnh đó cũng có rất nhiều nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng

TN trong dạy học sinh học như Nguyễn Thị Thắng (2006) đã đề xuất một số kinh nghiệm thực hiện thành công các thí nghiệm thực hành trong dạy học sinh học 8; Hoàng Việt Cường (2009) đã đề xuất một số phương án cải tiến cách làm và cách

sử dụng một số TN trong dạy học sinh học tế bào,… [7], [27]

Như vậy, việc nghiên cứu về thí nghiệm thực hành trong dạy học nói chung và dạy học SH nói riêng đã được nhiều tác giả quan tâm, nghiên cứu Song chưa có nghiên cứu nào liên quan đến các tình huống xảy ra trong quá trình dạy học TH Sinh học

NỘI DUNG Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.1 Cơ sở lý luận

1.1.1 Thực hành

1.1.1.1 Các khái niệm có liên quan đến thực hành

* Thực hành

Theo từ điển tiếng việt, thực hành là áp dụng lý thuyết vào thực tế [32]

Theo Đinh Quang Báo, thực hành là HS tự mình trực tiếp tiến hành quan sát, tiến hành các thí nghiệm, tập triển khai các quy trình kỹ thuật chăn nuôi, trồng trọt

[1], [16]

Thực hành là một phương pháp dạy học giúp học sinh áp dụng các kiến thức

đã học để thực hiện các thí nghiệm; nhận biết các mẫu vật hay tiến hành triển khai các quy trình kỹ thuật Thực hành có thể được sử dụng trong khâu đặt vấn đề; nghiên cứu bài mới hay củng cố các kiến thức đã học Thực tế, các bài thực hành trong chương trình sinh học THPT chủ yếu được sử dụng trong khâu củng cố các kiến thức đã học

* Thí nghiệm

Thí nghiệm là một trong các phương tiện trực quan quan trọng trong dạy học nói chung và dạy học sinh học nói riêng; đặc biệt là trong việc giảng dạy các bài thực hành sinh học

Thí nghiệm được hiểu là gây ra một hiện tượng, một sự biến đổi nào đó trong điều kiện nhất định để tìm hiểu, nghiên cứu,kiểm tra hay chứng minh [1], [7]

Thí nghiệm có thể được thực hiện ở trên lớp, trong phòng thí nghiệm, vườn trường,… Các thí nghiệm có thể do GV biểu diễn hay HS thực hiện Thí nghiệm có thể được sử dụng để giải thích, minh họa; hình thành các kiến thức mới hay củng cố các kiến thức đã học

Theo quan điểm lí luận nhận thức, thí nghiệm có những vai trò cụ thể sau đây [6]:

- Thí nghiệm là phương tiện thu nhận tri thức: thí nghiệm là một phương tiện quan trọng của hoạt động nhận thức của con người, thông qua thí nghiệm con người

sẽ thu nhận được những tri thức khoa học cần thiết nhằm nâng cao năng lực của bản thân để có thể tác động và cải tạo thực tiễn Trong học tập, thí nghiệm là phương tiện của hoạt động nhận thức của HS, nó giúp người học tìm kiếm và thu nhận kiến thức khoa học cần thiết

- Thí nghiệm là phương tiện kiểm tra tính đúng đắn của tri thức tạo cho HS niềm tin khoa học đối với các tri thức mà các em đã thu nhận được

- Thí nghiệm là phương tiện để vận dụng tri thức vào thực tiễn

- Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức: thí nghiệm luôn đóng một vai trò quan trọng trong các phương pháp nhận thức khoa học Chẳng hạn đối với phương pháp thực nghiệm, thí nghiệm luôn có mặt ở nhiều khâu khác nhau như: làm xuất hiện vấn đề nghiên cứu, kiểm tra tính đúng đắn của các giả thuyết Trong quá trình dạy học nói chung và dạy học sinh học nói riêng, thí nghiệm đóng vai trò hết sức quan trọng [7]:

- Thí nghiệm là mô hình đại diện cho hiện thực khách quan, là cơ sở xuất phát cho quá trình nhận thức của HS

- Thí nghiệm là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn Vì vậy nó là phương tiện duy nhất giúp hình thành ở HS kỹ năng, kỹ xảo thực hành và tư duy kỹ thuật

- Thí nghiệm giúp HS đi sâu tìm hiểu bản chất của các hiện tượng, quá trình sinh học

- Thí nghiệm do GV biểu diễn phải là mẫu mực về thao tác để qua đó HS học tập, bắt chước dần dần, khi HS tiến hành được thí nghiệm, HS sẽ hình thành được

 GV hướng dẫn tổ chức quan sát, trình tự các công đoạn TH quan sát

Trong dạy học SH, GV sử dụng phương pháp này khi nghiên cứu quá trình sinh lý, ảnh hưởng các nhân tố sinh thái lên sinh vật HS tự mình khám phá ra những điều mới mẻ từ những tác động chủ ý của các em lên đối tượng thí nghiệm, qua đó kích thích hứng thú học tập, tạo sự say mê, niềm tin yêu khoa học Các em thấy được vai trò của con người trong việc chinh phục cải tạo tự nhiên

1.1.1.2 Phân loại thực hành

* Theo đối tượng thực hành

- TH quan sát, nhận biết, sưu tập các mẫu vật

- TH quan sát trên các tiêu bản hiển vi

- TH nuôi, trồng, thí nghiệm các động vật, thực vật

- TH các thí nghiệm dài ngày ở nhà, trong phòng thí nghiệm

* Theo địa điểm thực hành

* Theo phương pháp dạy học thực hành

- TH quan sát

- TH thí nghiệm

1.1.1.3 Vai trò của thực hành trong dạy học sinh học

Trong dạy học sinh học, phương pháp thực hành có tác dụng giáo dục, rèn luyện HS một cách toàn diện, vì:

- Qua thực hành, học sinh có điều kiện tự tìm hiểu mối quan hệ giữa cấu trúc với chức năng, giữa bản chất và hiện tượng, giữa nguyên nhân và kết quả, do đó HS

có thể nắm vững tri thức và thiết lập được lòng tin tự giác, sâu sắc hơn

- Thực hành có liên quan đến nhiều giác quan, do đó bắt buộc HS phải suy nghĩ, tìm tòi nhiều hơn nên tư duy sáng tạo có điều kiện phát triển hơn

- Thực hành là phương pháp có ưu thế nhất để rèn luyện các kĩ năng, kĩ xảo ứng dụng tri thức vào đời sống, tạo điều kiện tốt nhất để thực hiện nguyên lý giáo dục lý thuyết gắn với thực tiễn

- Thực hành là nơi tập dượt cho HS các phương pháp nghiên cứu Sinh học như quan sát, thực nghiệm,…[1]

1.1.1.4 Yêu cầu của công tác thực hành đối với giáo viên

- Xác định rõ mục đích tiết thực hành về một nội dung cụ thể nào đó

- Hướng dẫn trình tự các bước của công tác thực hành

- Tiến hành tổ chức lớp phải chu đáo, tỉ mỉ để trong suốt quá trình thực hành mọi HS luôn có việc làm

- Nghiên cứu kỹ nội dung và tiến hành trước công việc thực hành để bảo đảm thành công khi hướng dẫn cho HS

- Phải dành thời gian nhận xét, đánh giá kết quả thực hành của HS

1.1.1.5 Các bước giảng dạy bài thực hành

Qui trình cho một bài thực hành thí nghiệm có thể gồm các bước sau [5]:

- Chuẩn bị thí nghiệm: GV phải có kế hoạch đảm bảo chuẩn bị đầy đủ dụng

cụ, hóa chất, mẫu vật và các điều kiện cần thiết khác để thí nghiệm thành công Có

thể giao cho HS chuẩn bị trước nhưng phải kiểm tra

- Phổ biến nội quy an toàn phòng thí nghiệm: Ngay khi bắt đầu một bài thực hành, GV cần phải hướng dẫn cho HS về qui tắc an toàn trong phòng thí nghiệm Điều này là hết sức cần thiết và phải làm ngay mỗi lần HS vào phòng thí nghiệm Bên cạnh đó cũng cần phổ biến cách cấp cứu trong những trường hợp cần thiết như bỏng hóa chất, băng bó khi bị thương,…

- GV giới thiệu quy trình thí nghiệm: HS có thể tự đọc quy trình thí nghiệm (nếu có sẵn trong bài TH) hoặc GV giới thiệu cho HS Sau đó HS tự kiểm tra các loại hóa chất thiết bị, mẫu vật xem có đáp ứng được với yêu cầu của bài thực hành hay không

- Tiến hành thí nghiệm: HS tự tiến hành thí nghiệm theo quy trình đã cho để thu thập số liệu

- Xử lý số liệu thực nghiệm: HS xử lý số liệu và viết báo cáo thí nghiệm nộp cho GV Cuối buổi GV có thể đưa ra các tình huống khác với thí nghiệm để HS suy ngẫm và tìm cách lý giải

- Giải thích các hiện tượng quan sát được: đây là giai đoạn có nhiều thuận lợi

để tổ chức cho HS theo phương pháp tích cực GV có thể dùng hệ thống câu hỏi dẫn dắt theo kiểu nêu vấn đề giúp HS tự giải thích các kết quả

- Rút ra kết luận cần thiết: GV yêu cầu HS căn cứ vào mục tiêu ban đầu trước khi làm thí nghiệm để đánh giá công việc đã làm

Chú ý: Các thí nghiệm sinh học có thể là thí nghiệm định tính hay định lượng Các thí nghiệm định tính thì không nên quá tiết kiệm nguyên liệu, sẽ khó quan sát kết quả Các thí nghiệm định lượng thì cần chính xác hàm lượng các chất làm thí nghiệm mới có kết quả

Quy trình một bài thực hành có thể được tóm tắt theo sơ đồ sau:

1.1.2 Tình huống và tình huống dạy học

1.1.2.1 Khái niệm tình huống

Theo quan điểm triết học, tình huống được nghiên cứu như là một tổ hợp các mối quan hệ cụ thể, đến một thời điểm nhất định liên kết con người với môi trường của anh ta, lúc đó anh ta biến thành một chủ thể của hành động của đối tượng nhằm đạt được mục tiêu nhất định

Xét về mặt tâm lý học: “Tình huống là một hệ thống những điều kiện bên trong quan hệ với chủ thể, những điều kiện này tác động một cách gián tiếp lên tính tích cực của chủ thể đó.’’

Nói một cách khái quát hơn, “Tình huống là toàn thể sự việc xảy ra tại một nơi, trong một thời gian, buộc người ta phải suy nghĩ hành động, đối phó, chịu đựng’’ [6], [17], [18]

Người ta phân biệt tình huống làm hai dạng chính: Tình huống đã xảy ra là những tình huống đã xảy ra (được tích luỹ lại trong vốn tri thức của loài người); Tình huốngsẽ xảy ra (dự kiến chủ quan) [7]

1.1.2.2 Khái niệm tình huống dạy học

Xét về mặt khách quan, tình huống dạy học là tổ hợp những mối quan hệ xã hội cụ thể được hình thành trong quá trình dạy học, khi mà HS đó trở thành chủ thể hoạt động với đối tượng nhận thức trong một trường dạy học nhằm một mục đích

dạy học cụ thể Xét về mặt chủ quan, tình huống dạy học chính là trạng thái bên trong được sinh ra do sự tương tác giữa chủ thể với đối tượng nhận thức

Theo lý luận dạy học Xô Viết, tình huống dạy học là đơn vị cấu trúc, là tế bào của bài lên lớp, bao gồm tổ hợp những điều kiện cần thiết Đó là mục đích dạy học, nội dung dạy học và phương pháp dạy học để thu được những kết quả hạn chế, riêng biệt [6], [18]

Nguyễn Ngọc Quang cũng đưa ra một cách tiếp cận mới của tình huống dạy học đó là tình huống mô phỏng hành vi Mô phỏng hành vi là bắt chước, sao chép, phỏng theo quá trình hành vi của con người, sự tương tác riêng cá nhân của người

đó, nhằm đạt mục đích nào đó Quá trình hành vi của con người trong tình huống thực, cụ thể được xử lý sư phạm bằng mô hình hoá tạo nên tổ hợp các tình huống

mô phỏng, là một mô hình của tình huống thực tiễn Dùng tình huống mô phỏng này trong tổ chức dạy học nó trở thành tình huống dạy học Thực chất đó là quy trình chuyển tình huống mô phỏng thành tình huống dạy học [6], [18], [20]

Tóm lại, bản chất của tình huống dạy học là đơn vị cấu trúc của bài lên lớp, chứa đựng mối liên hệ mục đích- nội dung- phương pháp theo chiều ngang tại một thời điểm nào đó với nội dung là một đơn vị kiến thức

Chúng tôi đã tiến hành khảo sát 30 GV giảng dạy bộ môn sinh học và 100 em

HS của 3 trường THPT trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế, đó là: trường THPT Chuyên Quốc Học Huế; trường THPT Phú Bài và trường THPT Thuận An

1.2.2 Kết quả điều tra về dạy học các bài thực hành sinh học phổ thông

Kết quả thăm dò ý kiến GVvà HS được thể hiện qua các bảng 1.1; 1.2; 1.3

và 1.4

Bảng 1.1: Kết quả thăm dò ý kiến GV về vai trò của việc giảng dạy thực hành

những khó khăn chủ yếu sau (Theo bảng 1.2):

- Không làm ra kết quả như mong muốn

- Thiếu dụng cụ, hóa chất thực hành

- Không có đủ thời gian cho các bài thực hành

- Học sinh thiếu kỹ năng thực hành thí nghiệm

Bảng 1.2: Bảng kết quả thăm dò ý kiến GV và HS về những khó khăn gặp

phải khi giảng dạy các bài thực hành sinh học

3 Không có đủ thời gian giảng dạy 20/30 48/100

4 Học sinh thiếu kỹ năng thực hành 17/30 51/100

6 Hướng dẫn thực hành chưa rõ 3/30 23/100

Khi gặp những khó khăn trong thực hành Sinh học thì GV cần phải có những cách xử lý phù hợp Quá điều tra, chúng tôi nhận thấy khi gặp phải những khó khăn

trong dạy học Sinh học, GV thường tìm các bài thực hành khác phù hợp hơn

(20/30) hay giao cho HS về nhà tự làm (15/30)… (Theo bảng 1.3)

Bảng 1.3: Bảng kết quả thăm dò ý kiến GV về việc xử lý các khó khăn trong

giảng dạy thực hành sinh học ở trường THPT

Trong những khó khăn và GV và HS thường gặp phải trong thực hành dạy học sinh học thì việc không làm ra kết quả như mong muốn là khó khăn thường gặp nhất Theo GV và HS nguyên nhân chủ yếu của vấn đề này là do dụng cụ hóa chất không đạt chuẩn, HS thiếu kỹ năng thực hành và hướng dẫn thực hành thí nghiệm

chưa rõ ràng (Theo bảng 1.4)

Bảng 1.4: Bảng kết quả thăm dò ý kiến GV về nguyên nhân chủ yếu mà HS

không làm ra kết quả thực hành như mong muốn

học Tuy nhiên, GV và HS vẫn còn gặp nhiều khó khăn trong việc giảng dạy cũng như học tập Bên cạnh đó, có nhiều trường hợp HS không làm ra kết quả như mong muốn Vì vậy mà có thể xuất hiện nhiều tình huống trong giảng dạy thực hành sinh học ở trường THPT Từ cơ sở thực tiễn trên, chúng tôi nhận thấy việc nghiên cứu và

xử lý các tình huống trong giảng dạy thực hành sinh học là thiết thực và cần thiết

Chương 2 NGHIÊN CỨU VÀ XỬ LÝ CÁC TÌNH HUỐNG TRONG GIẢNG DẠY THỰC HÀNH SINH HỌC Ở TRƯỜNG THPT

2.1 Hệ thống các bài thực hành sinh học ở trường THPT

Trong chương trình Sinh học bậc THPT, bao gồm 26 bài thực hành (thống kê

ở cả SGK cơ bản và nâng cao); được đặt chủ yếu ở cuối các chương nhằm củng cố lại các kiến thức đã học của HS Cụ thể:

* Chương trình Sinh học lớp 10 gồm 10 bài thực hành

1 Thực hành đa dạng thế giới sinh vật

2 Thí nghiệm nhận biết một số thành phần hóa học của tế bào

3 Quan sát tế bào dưới kính hiển vi

4 Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh

5 Thí nghiệm sự thẩm thấu và tính thấm của tế bào

6 Một số thí nghiệm về enzim

7 Quan sát các kỳ của nguyên phân trên tiêu bản rễ hành

8 Lên men etylic và lactic

9 Quan sát một số vi sinh vật

10 Tìm hiểu một số bệnh truyền nhiễm phổ biến ở địa phương

* Chương trình Sinh học lớp 11 gồm 9 bài thực hành

1 Thí nghiệm thoát hơi nước và thí nghiệm về vai trò của phân bón

2 Thí nghiệm phát hiện diệp lục và carotenoic

3 Thí nghiệm phát hiện hô hấp ở thực vật

4 Đo một số chỉ tiêu sinh ý ở người

5 Tìm hiểu hoạt động của tim ếch

6 Hướng động

7 Xem phim về tập tính của động vật

8 Xem phim về sinh trưởng và phát triển của động vật

9 Nhân giống vô tính ở thực vật bằng giâm, chiết, ghép

* Chương trình Sinh học lớp 12 gồm 7 bài thực hành

1 Xem phim về cơ chế nhân đôi ADN, phiên mã và dịch mã

2 Quan sát các dạng đột biến số lượng NST trên tiêu bản cố định hay tạm thời

3 Thực hành lai giống

4 Bằng chứng về nguồn gốc động vật của loài người

5 Khảo sát vi khí hậu của một khu vực

6 Tính độ phong phú của loài và kích thước quần thể theo phương pháp đánh bắt thả lại

7 Quản lý và sử dụng bền vững tài nguyên thiên nhiên

2.2 Hệ thống các bài thực hành sinh học có tình huống ở trường THPT đã nghiên cứu

Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã phát hiện được một số tình huống trong 10 bài thực hành, cụ thể:

- Thí nghiệm nhận biết một số thành phần hóa học trong tế bào

- Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh

- Thí nghiệm về sự thẩm thấu và tính thấm của tế bào

- Một số thí nghiệm về enzim

- Lên men etylic và lactic

- Thí nghiệm thoát hơi nước và thí nghiệm về vai trò của phân bón

- Thí nghiệm phát hiện diệp lục và carotenoic

- Thí nghiệm phát hiện hô hấp ở thực vật

- Quan sát các dạng đột biến số lượng NST trên tiêu bản cố định hay tạm thời

- Tính độ phong phú của loài và kích thước quần thể theo phương pháp đánh bắt, thả lại

2.3 Nghiên cứu và xử lý các tình huống trong các bài thực hành cụ thể

2.3.1 Nghiên cứu và xử lý các tình huống trong các bài thực hành sinh học lớp 10

2.3.1.1 Thí nghiệm nhận biết một số thành phần hóa học của tế bào

 Thí nghiệm nhận biết tinh bột

 Mục tiêu: Chứng minh sự có mặt của tinh bột trong tế bào sống

 Cơ sở khoa học: Amilose trong tinh bột có khả năng tương tác tạo phức hợp với iốt (phức hợp này có màu xanh đặc trưng)

 Chuẩn bị: Khoai lang sống; thuốc thử iốt (thuốc thử Lugol); ống nghiệm, pipet, cối sứ, giấy lọc

 Cách tiến hành

- Giã 50 gam khoai lang trong cối sứ, hòa với 20ml nước cất rồi lọc lấy 5ml dịch cho vào ống nghiệm 1

- Lấy 5ml nước hồ tinh bột cho vào ống nghiệm 2

- Thêm vài giọt thuốc thử iốt (kali iốtdua) vào cả hai ống nghiệm đồng thời nhỏ vài giọt thuốc thử iốt lên phần cặn trên giấy lọc

- Quan sát sự thay đổi màu và giải thích

 Kết quả thí nghiệm:Dung dịch ống nghiệm 2 và phần cặn trên giấy lọc khi cho thuốc thử iốt chuyển sang màu xanh

a Ống nghiệm 1

b Ống nghiệm 2

c Phần cặn trên giấy lọc Hình 1: Kết quả thí nghiệm nhận biết tinh bột bằng thuốc thử lugol

 Các tình huống

 Tình huống 1:Không biết cách chuẩn bị hồ tinh bột

* Cách giải quyết: Cách chuẩn bị dung dịch hồ tinh bột 5%: Hòa tan

0,5g tinh bột trong một ít nước cất, thêm nước cất đang sôi vào, khuấy đều, tiếp tục đun đến sôi, để nguội, thêm nước cất đến đủ 100ml

 Tình huống 2: Không có tinh bột trong phòng thí nghiệm

* Cách giải quyết: Sử dụng nước vo gạo đun sôi, để nguội

 Tình huống 3:Không có thuốc thử iốt

 Tình huống 4: Nước hồ tinh bột không cho phản ứng màu đặc trưng với iốt

* Nguyên nhân:

1 Do dung dịch hồ tinh bột còn quá nóng

2 Do dung dịch hồ tinh bột bị hỏng vì để quá lâu

* Nguyên nhân: Do sơ suất trong thao tác thực hành thí nghiệm làm

cho tinh bột bị rơi vào dịch chiết

* Cách giải quyết: Cần cẩn thận trong quá trình thí nghiệm

 Thí nghiệm nhận biết protein

 Mục tiêu:Chứng minh được sự có mặt của protein trong tế bào sống

 Cơ sở khoa học:Trong môi trường kiềm, liên kết peptide phản ứng

với Cu2+ tạo thành dung dịch có màu tím đặc trưng (Phản ứng biure) => Người

ta sử dụng phản ứng Biure để nhận biết sự có mặt của protein trong mô động

vật, thực vật

 Chuẩn bị:3ml sữa hoặc 10ml dung dịch lòng trắng trứng; dung dịch

NaOH 10%; dung dịch CuSO4 1%; ống nghiệm

 Cách tiến hành:

- Lấy 3ml sữa hoặc 10ml dung dịch lòng trắng trứng (lấy lòng trắng 1 quả trứng + 0,5l nước + 3ml NaOH) cho vào ống nghiệm

- Nhỏ vài giọt dung dịch CuSO4 rồi lắc đều ống nghiệm

- Quan sát hiện tượng xảy ra

 Kết quả thí nghiệm:Dung dịch trong ống nghiệm chuyển sang màu

tím (Hình 3)

 Các tình huống:

 Tình huống 6: Dung dịch lòng trắng trứng xuất hiện kết tủa màu

trắng (Hình 4)

* Nguyên nhân: Do trong một nồng độ thích hợp, protein bị kết tủa

trong môi trường kiềm

Hình 3: Kết quả thí nghiệm nhận biết protein

Hình 4: Dung dịch lòng trắng trứng xuất hiện kết tủa màu trắng

 Tình huống 7:Dung dịch trong ống nghiệm chuyển sang màu xanh

nhạt (Hình 5)

Hình 5: Dung dịch lòng trắng trứng chuyển sang màu xanh nhạt

* Nguyên nhân: Cho quá nhiều dung dịch CuSO4 dung dịch chuyển sang màu xanh nhạt

* Cách giải quyết: Nhỏ 10 giọt CuSO4 1% hoặc 1 - 3 giọt CuSO4 10%

 Tình huống 8: Không có dung dịch CuSO4

* Cách giải quyết:

- Sử dụng (NH4)2SO4 vì (NH4)2SO4 làm kết tủa protein

- Hoặc sử dụng TCA (tricloacetic acid) => gây biến tính protein làm

protein đông tụ thành dạng keo không hòa tan

2.3.1.2 Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh

 Mục tiêu: Quan sát được hiện tượng co và phản co nguyên sinh ở các giai đoạn khác nhau ở hai loại tế bào: tế bào biểu bì lá cây và tế bào khí khổng

 Cơ sở khoa học: Trong môi trường ưu trương, nước bị rút khỏi tế bào

gây nên hiện tượng co nguyên sinh Trong môi trường nhược trương, nước đi

vào tế bào gây nên hiện tượng phản co nguyên sinh

 Chuẩn bị: Củ hành tía hoặc lá thài lài tía; dung dịch muối hoặc đường

loãng; lưỡi dao cạo; kim mũi mác; phiến kính; lá kính; đĩa kính; ống nhỏ giọt;

giấy thấm; kính hiển vi; kẹp thí nghiệm; nước cất

 Cách tiến hành:

- Nhỏ một giọt nước cất lên phiến kính

- Lấy một vảy hành tía hoặc lá thài lài tía, dùng kim mũi mác tước một miếng biểu bì mặt ngoài; cắt một miếng nhỏ ở chỗ mỏng nhất rồi đặt lên phiến kính

- Đậy lá kính và đưa tiêu bản lên kính hiển vi, xem ở bội giác nhỏ và sau đó là bội giác lớn

- Lấy tiêu bản ra khỏi kính hiển vi và dùng ống nhỏ giọt nhỏ một giọt dung dịch nước muối vào rìa của lá kính, ở phía đối diện đặt miếng giấy thấm

để rút nước dần

- Đặt tiêu bản lên kính và quan sát tế bào

- Lấy tiêu bản ra khỏi kính hiển vi nhỏ một giọt nước cất vào rìa của lá kính giống như khi ta nhỏ nước muối

- Đặt tiêu bản lên kính và quan sát tế bào

 Kết quả thí nghiệm (Hình 6):

a Tế bào ở trạng thái bình thường b Hiện tượng co nguyên sinh

Hình6 : Kết quả thí nghiệm co và phản co nguyên sinh

 Các tình huống:

 Tình huống 9: Hiện tượng co và phản co nguyên sinh diễn ra quá nhanh

* Nguyên nhân: Nồng độ dung dịch đường ≥ 20% và nồng độ dung

dịch muối ≥ 8%

* Cách giải quyết: Sử dụng dung dịch muối 5%

 Tình huống 10:Không quan sát được hiện tượng phản co nguyên sinh

* Nguyên nhân: Tế bào co nguyên sinh quá lâu (trên 3 phút)

* Cách giải quyết:Nên nhanh chóng thực hiện thí nghiệm phản co

nguyên sinh

 Tình huống 11: Tiêu bản có quá nhiều bọt khí, khó quan sát

Hình 7: Tiêu bản có quá nhiều bọt khí

* Nguyên nhân:

- HS không được hướng dẫn cách đặt lá kính lên lam kính

- Kỹ năng làm thí nghiệm của HS còn yếu

* Cách giải quyết:

- Hướng dẫn cụ thể cho HS: đặt mẫu vật vào giọt nước được nhỏ sẵn trên lam kính; đậy lamen bằng cách nghiêng 45o rồi từ từ hạ xuống để tránh bọt khí

- Yêu cầu HS luyện tập kỹ năng làm tiêu bản kính hiển vi

 Tình huống 12: Khi lấy tiêu bản ra khỏi kính hiển vi dễ gây xê dịch, rơi mẫu

* Nguyên nhân: Kỹ năng làm thí nghiệm của HS còn yếu

* Cách giải quyết: Không nên lấy tiêu bản ra khỏi kính hiển vi, các

thao tác thực hiện trên kính hiển vi (yêu cầu HS cẩn thận)

2.3.1.3 Thí nghiệm sự thẩm thấu của tế bào

 Mục tiêu: Quan sát được hiện tượng thẩm thấu của tế bào

 Cơ sở khoa học:

- Ở tế bào sống, màng tế bào là các màng thấm chọn lọc nên các màng

tế bào sống có khả năng thấm một cách chọn lọc

- Ở tế bào chết, màng tế bào mất khả năng thấm chọn lọc Do đó các

phân tử trở nên thấm một cách tự do

 Chuẩn bị: Củ khoai lang; đĩa petri, đèn cồn, cốc thủy tinh chịu nhiệt, dao cắt, nước cất, dung dịch đường đậm đặc

 Cách tiến hành:

- Gọt vỏ một củ khoai rồi cắt làm đôi, khoét bỏ phần ruột của mỗi nửa

củ (A và B) Đặt hai cốc làm bằng củ khoai vào hai đĩa petri

- Lấy một củ khoai khác có kích thước tương tự đem đun trong nước sôi 5 phút Gọt vỏ rồi cắt đôi củ khoai này Khoét ruột một nửa củ rồi đặt vào một đĩa petri khác

- Rót nước cất vào các đĩa petri

- Rót dung dịch đường đậm đặc vào các cốc B và C rồi đánh dấu mức dung dịch ban đầu bằng cách dùng ghim gắn vào thành của mỗi cốc khoai

- Để yên các cốc trong 24h Quan sát hiện tượng

Hình 8: Thí nghiệm thẩm thấu dùng cốc khoai lang

- Khoang ruột cốc C, mực nước không thay đổi Vì ở cốc C các mô đã

bị giết chết bởi nhiệt độ nên mất tính thấm chọn lọc; nước từ bên ngoài đi vào

và đường từ bên trong khuếch tán ra bên ngoài cho đến khi cân bằng nồng độ hai bên

Cốc A

Cốc B

Cốc C Hình 9: Kết quả thí nghiệm sự thẩm thấu của tế bào

 Các tình huống:

 Tình huống 13: Khoai lang sống rất cứng và khó tạo cốc

* Cách giải quyết: Có thể thay mẫu vật khoai lang bằng cà rốt (kích

thước cốc đồng đều và dễ khoét cốc hơn khoai lang)