SKKN Bồi dưỡng HSG Môn sinh học 10 bằng phương pháp suy luận ngược

Với sự nỗ lực của bản thân trong việc tìm tòi các phương pháp, trao đổi, thảo luận với các đồng nghiệp, cùng với việc trải nghiệm thực tiễn công tác bồi dưỡng học sinh giỏi môn Sinh học

PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ

1 Lý do chọn đề tài

Hàng năm Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Nội đều tổ chức các đợt thi học sinh giỏi nhằm tìm kiếm và phát hiện các em học sinh có năng lực vượt trội để chọn vào đội tuyển thi học sinh giỏi Quốc Gia Vì vậy bồi dưỡng học sinh giỏi đã trở thành nhiệm vụ thường xuyên đối với các trường nói chung và cá nhân người giáo viên nói riêng Bồi dưỡng đội tuyển thi học sinh giỏi là một vấn đề không mới nhưng cũng không hề đơn giản đối với bất kỳ người giáo viên nào

Ngoài ra việc bồi dưỡng học sinh giỏi không chỉ là nhiệm vụ của các thầy

cô giáo trong các nhà trường, mà còn giúp đánh giá năng lực của người dạy lẫn người học, qua đó có biện pháp điều chỉnh phương pháp dạy và học cho hiệu quả hơn Để có thể giúp học sinh phát huy được hết năng lực, tố chất thì vai trò của người thầy là vô cùng quang trọng

Điều băn khoăn, trăn trở với mỗi người giáo viên khi tham gia bồi dưỡng học sinh giỏi là: Phải dạy những gì? Dạy như thế nào? Làm thế nào để học sinh

có thể trả lời các câu hỏi vận dụng khó? Với sự nỗ lực của bản thân trong việc tìm tòi các phương pháp, trao đổi, thảo luận với các đồng nghiệp, cùng với việc trải nghiệm thực tiễn công tác bồi dưỡng học sinh giỏi môn Sinh học qua một số

năm, tôi mạnh dạn chia sẻ một số suy nghĩ của mình qua sáng kiến: “Bồi dưỡng

học sinh giỏi phần chuyển hóa vật chất và năng lượng trong tế bào bằng phương pháp suy luận ngược”

2 Thực trạng nghiên cứu

Hiện nay chương trình giáo dục đã đổi mới hình thức thi tuyển sinh Đại học thành thi THPT Quốc gia Theo hình thức đổi mới này thì ngoài thay đổi cách tổ chức thi, còn có sự thay đổi trong cách ra đề thi của Bộ Giáo dục và Đào tạo nhằm đánh giá năng lực toàn diện của học sinh Hình thức thi trắc nghiệm hiện nay đã làm thay đổi cách dạy của giáo viên và cách học của học sinh

Với hình thức thi trắc nghiệm như hiện nay đã làm phần lớn các em học sinh ngại không muốn tham gia thi học sinh giỏi vì lý do không biết cách trả lời các câu hỏi tự luận Không biết trình bày như thế nào, trình bày từ đâu cho hợp logic Cho nên kết quả thi chưa cao, làm được nhiều nhưng điểm vẫn thấp

Vì vậy ở đề tài này tôi muốn hướng dẫn cho các em học sinh cách ôn tập, cũng như trình bày các câu hỏi tự luận một cách chính xác và khoa học nhất để các em đạt được kết quả cao trong các bài kiểm tra cũng như trong kỳ thi học sinh giỏi thành phố do Sở Giáo dục và đào tạo Hà Nội tổ chức hàng năm

3 Cơ sở nghiên cứu.

3 1 Cơ sở lý luận.

Đề thi học sinh giỏi đa phần là những câu hỏi vận dụng cấp thấp và vận dụng cấp cao nên học sinh rất khó khăn trong việc phân tích và trả lời Để có thể trả lời những câu hỏi trong đề thi học sinh giỏi thì không những yêu cầu về kiến thức, mà còn cần có khả năng tư duy sáng tạo Muốn học sinh có đủ những khả năng như vậy thì người giáo viên cần phải có khả năng và kinh nghiệm để có thể làm cho các em thực sự hứng thú với thi học sinh giỏi Đó chính là yêu cầu và cũng là mục tiêu của người bồi dưỡng

Thi học sinh giỏi yêu cầu học sinh phải vững kiến thức, hiểu sâu, và biết cách vận dụng kiến thức để giải thích các câu hỏi có tính lý luận khoa học cao

Vì vậy người giáo viên tham gia bồi dưỡng cần phải có tâm huyết, tích cực học tập, trao đổi và quyết tâm thì mới có thể giúp học sinh đạt được kết quả cao

3 2 Cơ sở thực tiễn

Theo quy định thời gian làm bài của một bài thi học sinh giỏi lớp 12 là 180 phút với nội dung chương trình rất rộng (bao gồm chương trình Sinh học lớp 10 + phần sinh lý thực vật lớp 11 và một phần chương trình lớp 12) Do đó đòi hỏi các em cần phải nắm chắc và đầy đủ kiến thức, đó chính là yêu cầu khó khăn cho cả người dạy và người học

Trường THPT Tô Hiệu – Thường Tín thành phố Hà Nội là một trường ngoại thành có điểm tuyển sinh đầu vào khá thấp, dẫn đến việc chọn học sinh dự thi học sinh giỏi gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là môn Sinh học Ngoài ra thời gian bồi dưỡng gị giới hạn là 8 buổi (tương đương 24 tiết) Cho nên việc bồi dưỡng đầy đủ kiến thức theo chương trình thi học sinh giỏi không phải là điều đơn giản, do đó người giáo viên cần phải có phương pháp ôn tập phù hợp

Kết quả khảo sát việc chọn môn đăng ký xét tuyển đại học ở hai lớp 12A1

và 12A2 như sau:

Lớp khảo

sát

Khối đăng ký xét tuyển Đại học

ối khác

T ổng

1

2A1

Số lượng

2

4 1

Tỷ

lệ %

6 3,41%

1 4,63%

0

%

2

1 00% 1

2A2

Số lượng

2

3 9

lệ % 4,36% % ,56% 3,08% 00%

T

ổng

Số lượng

5

1

8 0

Tỷ

lệ %

6 8,75%

7 ,5%

1 ,25%

2

1 00% Kết quả khảo sát các em học sinh về việc thi học sinh giỏi môn Sinh học và

lý do không biết suy luận và trình bày logic các câu hỏi tự luận:

T

T Nội dung khảo sát

Số lượng ý kiến

C ó

K hông

3 Biết cách suy luận ngược, suy luận logic. 0

4 Ảnh hưởng đến việc học các môn học khác 2

5 Sợ lý thuyết Sinh học: quá dài, trừu tượng, khó

học, khó nhớ, khó hiểu

2

6 Lý do khác: 0

Từ kết quả thống kê ở hai lớp 12A1 và 12A2 cho thấy số lượng học sinh đăng ký thi và xét tuyển Đại học ở khối B là rất ít (chiếm 7,5%) Đặc biệt lớp 12A2 không có học sinh đăng ký xét tuyển Đại học ở khối B Do đó việc chọn học sinh vào đội tuyển dự thi học sinh giỏi môn Sinh học là rất khó khăn Ngoài

ra tâm lí sợ lý thuyết và không biết cách suy luận, suy luận ngược và trình bày cũng là những vấn đề trở ngại đối với học sinh Vì vậy mục đích của đề tài là phải nghiên cứu tìm giải pháp để chọn và bồi dưỡng các em học sinh sao cho các em biết cách ôn tập, suy luận ngược và trình bày logic các câu hỏi tự luận trong đề thi học sinh giỏi

PHẦN II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Chương I: TỔNG QUAN

1 Mục đích nghiên cứu:

Rèn luyện kỹ năng tự học, nghiên cứu tài liệu, phân tích câu hỏi và trình bày các câu hỏi tự luận cho học sinh dự thi học sinh giỏi

Phát triển khả năng tư duy logic và suy luận đa chiều cho học sinh

Nâng cao nghiệp vụ sư phạm của bản thân

Nâng cao chất lượng dạy học và bồi dưỡng học sinh giỏi môn Sinh học

2 Nhiệm vụ nghiên cứu:

Nghiên cứu xây dựng phương pháp ôn tập kiến thức cơ bản, bồi dưỡng thêm kiến thức nâng cao

Giúp học sinh biết cách sử dụng các kiến thức cơ bản và nâng cao để trả lời các câu hỏi vận dụng cấp độ thấp và cấp độ cao

Hoàn thiện phương pháp suy luận ngược, suy luận logic đối với việc phân tích một số dạng câu hỏi tự luận để trình bày bài thi tự luận logic, ngắn gọn, xúc tích, khoa học

3 Đối tượng nghiên cứu:

Học sinh ôn thi học sinh giỏi lớp 12

4 Phương pháp nghiên cứu:

Tổng hợp lý luận thông qua các tài liệu, sách giáo khoa, sách nâng cao và thực tiễn bồi dưỡng học sinh giỏi Sinh học

Tiến hành khảo sát chất lượng và đánh giá học sinh qua các bài kiểm tra Xây dựng phương pháp bồi dưỡng kỹ năng tư duy logic, trình bày khoa học bài thi tự luận cho học sinh dự thi học sinh giỏi

Kiểm tra khả năng tư duy lôgic, sáng tạo, trình bày khoa học của học sinh thông qua các bài kiểm tra

5 Thời gian thực hiện:

Đề tài được thực hiện trong năm học 2019 - 2020

CHƯƠNG II – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

I Khái quát.

1 Khái quát về chuyển hóa vật chất trong tế bào

Chuyển hóa vật chất là tập hợp tất cả các phản ứng hóa sinh xảy ra bên trong tế bào

Chuyển hóa vật chất được hình thành do sự tương tác của các loại phân tử chất hữu cơ có trong tế bào và luôn kèm theo sự chuyển hóa của năng lượng Chuyển hóa vật chất bao gồm:

- Đồng hóa: là quá trình tổng hợp chất hữu cơ phức tạp từ các chất đơn giản

- Dị hóa: là quá trình phân giải các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản hơn, đồng thời giải phóng năng lượng

Quá trình dị hóa cung cấp năng lượng để tổng hợp ATP từ ADP ATP được

sử dụng cho quá trình đồng hóa và các hoạt động sống khác của tế bào

2 Khái quát về phương pháp suy luận ngược:

Suy luận ngược hay tư duy đảo ngược (inversion) là phương pháp suy luận

mà chúng ta cần xem xét điều ngược lại những thứ chúng ta mong muốn Đó là

sự đảo ngược của các vấn đề đã được hình thành từ trước Ở một mức độ nào đó, suy luận ngược chính là nghịch đảo nguyên trạng vốn có để có tư duy độc đáo

và sáng tạo

Sự đảo ngược là kỹ năng cần thiết để có sự sáng tạo trong cuộc sống lý trí

Nó giúp chúng ta thoát ra khỏi suy nghĩ lối mòn, suy nghĩ thông thường và xem xét tình huống từ một góc độ khác Phương pháp này cho phép chúng ta xem xét được mặt trái của sự việc từ đó có thể khai thác mọi tình huống được chính xác

và khoa học hơn

II Phương pháp ôn tập

1 Công tác chuẩn bị:

Chọn học sinh để bồi dưỡng cần phải tiến hành sớm ngay từ đầu năm lớp

10, sau đó theo dõi và có kế hoạch bồi dưỡng thường xuyên bằng cung cấp các nguồn tài liệu tham khảo, hướng dẫn tự học ở nhà

Do kỳ thi học sinh giỏi Thành phố được tổ chức từ khá sớm (đầu tháng 9 hàng năm) nên từ cuối học kỳ 2 năm học lớp 11, tôi đã chủ động cung cấp tài liệu, hướng dẫn cách học, cách ôn tập cho các em được chọn vào đội tuyển ôn thi học sinh giỏi

2 Phương pháp tiến hành:

Hướng dẫn học sinh tự ôn tập bằng cách tự hệ thống hóa kiến thức đã học theo sơ đồ hóa và cách lập bảng so sánh

Hướng dẫn cách học, cách đọc, cách lọc thông tin, cách ghi nhớ

Ra đề cho học sinh làm trên lớp và giao bài tập về nhà Giáo viên chấm bài, sửa lỗi cho học sinh, và chỉ ra những hạn chế của từng học sinh Giúp các em thấy những lỗi sai của mình để khắc phục

Chọn lọc một số đề thi học sinh giỏi, hướng dẫn học sinh cách tiếp cận đề, phân tích các cầu của đề ra giúp các em tránh bỡ ngỡ khi gặp các dạng bài mới

2.1 Cách phân tích đề thi.

- Phân tích đề thi giúp hiểu rõ nội dung câu hỏi và xác định đúng những vấn đề cần trả lời

- Các bước phân tích:

+ Bước 1: Đọc đề → tìm từ khóa có trong câu hỏi

+ Bước 2: Phân tích từ khóa, kết nối các kiến thức liên quan tới từ khóa + Bước 3: Hoàn thiện câu trả lời từ những phân tích ở bước 2

 Ví dụ: Hãy giải thích vi sao các loài vi khuẩn lại có thể phân chia tế bào nhanh hơn so với các tế bào nhân thực?

 Hướng dẫn phân tích:

- Bước 1: Vi khuẩn phân chia nhanh hơn tế bào nhân thực

- Bước 2: Phân tích cụm từ khóa

+ Vi khuẩn là tế bào nhân sơ nên kích thước tế bào nhỏ = 1/10 tế bào nhân thực

+ Vì vi khuẩn có kích thước nhỏ nên gen ít → nhân đôi diễn ra nhanh

- Bước 3: Hoàn thiện câu trả lời:

Vi khuẩn có thể phân chia nhanh hơn tế bào nhân thực là vì:

+ Vi khuẩn là tế bào nhân sơ có kích thước nhỏ hơn tế bào nhân thực

+ Kích thước nhỏ, không có bào quan → các quá trình trao đổi chất, sinh trưởng, phát triển diễn ra nhanh

+ Do vi khuẩn có kích thước nhỏ, ít gen nên quá trình sao chép diễn ra nhanh → quá trình phân chia nhanh

2.2 Phương pháp suy luận ngược:

- Suy luận ngược cần bắt đầu từ việc phân tích câu hỏi

- Các bước suy luận ngược:

+ Bước 1: Xác định nội dung câu hỏi

+ Bước 2: Suy luận logic từ nội dung câu hỏi quay trở lại sao cho hướng suy luận phải liên quan tới các dữ kiện của lời dẫn

+ Bước 3: Hoàn thiện câu trả lời theo chiều thuận từ quá trình suy luận ngược ở bước 2

 Ví dụ: Ôxi được sinh ra trong pha sáng của quá trình quang hợp Từ nơi được tạo ra, ôxi phải đi qua những lớp màng nào để ra khỏi tế bào ?

 Hướng dẫn suy luận ngược:

- Bước 1: Xác định nội dung câu hỏi

→ Oxi đi ra ngoài tế bào thực vật trong quá trình quang hợp phải đi qua những lớp màng nào

- Bước 2: Suy luận

→ Đi từ ngoài tế bào vào đến bào quan quang hợp (lục lạp) có những lớp màng sau: màng sinh chất – màng lục lạp – màng tilacoit (xoang tilacoit là nơi tạo ra Oxi trong pha sáng)

- Bước 3: Hoàn thiện câu trả lời

+ Oxi được sinh ra ở phản ứng quang phân li nước trong xoang tilacoit của lục lạp

+ Vậy để đi ra khỏi tế bào thì oxi phải đi qua các lớp màng sau: màng tilacoit, 2 lớp màng lục lạp và cuối cùng là màng sinh chất

III Nội dung kiến thức ôn tập

1 Năng lượng và sự chuyển hóa vật chất – năng lượng.

Tiê

u chí

Năng lượng Chuyển hóa vật chất - năng

lượng

Khá

i niệm

Là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công

- Chuyển hoá vật chất là tập hợp các phản ứng sinh hoá xảy ra bên trong tế bào

- Chuyển hóa năng lượng:

là sự biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác

Phâ

n loại

- Thế năng: là trạng thái tiềm ẩn của năng lượng

- Động năng: là quá trình chuyển trạng thái từ dạng năng lượng tiềm ẩn sang trạng thái động và sinh

ra công

- Đồng hoá: là quá trình tổng hợp các chất hữu cơ phức tạp

từ các chất đơn giản, đồng thời tích luỹ năng lượng ở dạng hoá năng

- Dị hoá: là quá trình phân giải các chất hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản, đồng thời giải phóng năng lượng

Ví

dụ

- Thế năng: năng lượng trong các hợp chất hữu

cơ, chênh lệch điện tích ở 2 bên màng

- Động năng: nước chảy, người đang chơi thể thao

- Đồng hóa: quá trình quang hợp tổng hợp chất hữu cơ

- Dị hóa: quá trình hô hấp tế bào phân giải chất hữu cơ tạo ra năng lượng ATP, nhiệt

ATP (Ađênôzin triphotphat) – Đồng tiền năng lượng của tế bào

tạo

+ Phân tử đường ribozơ (5C)

+ 1 bazo nito Ađênin

+ 3 nhóm photphat

- Hai liên kết photphat ngoài cùng là liên kết cao năng

Cơ

chế truyền

năng

lượng

- ATP truyền năng lượng cho các hợp chất khác bằng chuyển nhóm photphat cuối cùng để trở thành ADP và ADP lại được gắn thêm nhóm photphat để trở thành ATP

Vai

trò

- Sinh công cơ học, vận chuyển các chất

2 Enzim và vai trò của enzim trong chuyển hóa vật chất.

K

hái

niệm

Là chất xúc tác sinh học được tổng hợp trong tế bào sống, làm tăng

tốc độ phản ứng mà không bị biến đổi

sau phản ứng

Ví dụ:

- Ở 370C: sau vài giây Amilaza phân giải tinh bột → Glucôzơ

C

ấu tạo

- Có thành phần là protein, gồm:

+ Enzim chỉ có thành phần protein

+ Enzim có thành phần là protein liên kết với không phải

protein (coenzim)

- Có trung tâm hoạt động: Là chỗ lõm hay 1 khe hở nhỏ trên bề mặt

enzim

+ Nơi liên kết tạm thời với cơ chất

+ Cấu hình tương ứng với cơ chất

một số ít trường hợp enzim có thể là ARN

C

ơ chế

tác

động

- Giai đoạn 1: enzim kết hợp với cơ chất → phức hợp enzim - cơ

chất

- Giai đoạn 2: Biến đổi cơ chất làm phá vỡ các liên kết hóa trị của cơ

Ví dụ:

Saccaraza + Saccarôzơ → Saccaraza -Saccarôzơ → Glucozơ + Fructozơ + Saccaraza

- Giai đoạn 3: Tạo sản phẩm, còn enzim được giải phóng tự do

C

ơ chế

giảm

năng

lượng

hoạt

hóa

- Kéo căng, vặn xoắn, để lộ vị trí phản ứng của cơ chất

- Sắp xếp định hướng cơ chất để tạo điều kiện thuận lợi cho các phản ứng

- Hình thành liên kết hóa trị với cơ chất làm biến đổi tạm thời đặc tính cơ chất

- Tạo môi trường thuận lợi cho các phản ứng

V

ai trò

- Điều hòa quá trình chuyển hoá vật chất:

+ tăng tốc độ phản ứng bằng chất hoạt hóa + Giảm tốc độ phản ứng bởi chất ức chế

- Ức chế ngược: là sản phẩm quay lại tác động như một chất

ức chế làm bất hoạt enzim xúc tác cho phản ứng đầu con đường chuyển hoá

→ Khi một enzim nào đó trong tế bào không được tổng hợp hoặc bị bất hoạt thì sản phẩm không được tạo thành và cơ chất của enzim đó sẽ tích luỹ, gây độc cho tế bào hoặc chuyển hoá theo con đường phụ thành các chất độc gây nên các bệnh lí (bệnh rối loạn chuyển hoá)

C

ác yếu

tố ảnh

hưởng

tới hoạt

tính

enzim

1 Nhiệt độ tối ưu giúp hoạt tính enzim tối đa, tốc độ phản ứng xảy ra nhanh (cao quá: Mất hoạt tính enzim, quá thấp: Giảm hoạt tính)

2 Độ pH: Mỗi Enzim có 1 độ pH thích hợp, đa số từ 6 đến 8

Ví dụ: Pepsin (dạ dày) pH = 2; Pespsin (tuyến tuỵ) pH = 8,5

3 Nồng độ enzim và nồng độ cơ chất:

- Với 1 lượng cơ chất nhất định nếu tăng nồng độ enzim thì hoạt tính của enzim càng tăng

- Với 1 lượng enzim xác định, nếu tăng nồng độ cơ chất thì lúc đầu hoạt tính Enzim tăng, sau đó không tăng do bão hòa cơ chất

4 Chất hoạt hoá: khi liên kết với enzim sẽ làm tăng hoạt tính enzim

5 Chất ức chế: khi liên kết với Enzim sẽ làm giảm hoạt tính của enzim do biến đổi cấu hình trung tâm hoạt động

3 Hô hấp tế bào

Khá - Là quá trình chuyển đổi năng lượng rất quang trọng của tế