PHẦN MỞ ĐẦU
Lí do chọn đề tài
Thời đại hiện nay yêu cầu nhà trường phổ thông không chỉ cung cấp kiến thức và kỹ năng mà còn phải phát triển năng lực tự học, tự phát hiện và giải quyết vấn đề của học sinh Điều này bao gồm khả năng sáng tạo kiến thức, phương tiện và giải pháp mới Do đó, trên toàn thế giới, các cuộc cách mạng trong phương pháp dạy học tại trường phổ thông đang hướng tới việc tích cực hóa và cá thể hóa hoạt động nhận thức của học sinh.
Mục đích của giáo dục không chỉ là trang bị kiến thức lý thuyết mà còn phát triển kỹ năng thực hành cho học sinh, giúp họ áp dụng kiến thức vào thực tiễn Việc kết hợp giữa lý thuyết và thực hành là cần thiết để tạo ra những con người có khả năng cải tạo thế giới xung quanh Thông qua hoạt động thực hành, học sinh có cơ hội tương tác với các công cụ, từ đó hiểu rõ mối quan hệ giữa các vật thể và hình thành cái nhìn chân thực về thế giới Đặc biệt, trong môn Sinh học, việc tăng cường các hoạt động thực nghiệm giúp kiến thức trở nên sinh động và sâu sắc hơn, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục tại trường THPT.
Rèn luyện kỹ năng thực nghiệm cơ bản cho học sinh trong môn Sinh học là rất quan trọng Qua việc làm quen với các dụng cụ thực nghiệm, học sinh sẽ có cơ hội hiểu rõ hơn về quy trình tiến hành thí nghiệm Điều này không chỉ giúp các em nắm vững kiến thức mà còn phát triển khả năng tư duy khoa học.
Thông qua các bài thực hành, học sinh có cơ hội hiểu sâu sắc hơn về các khái niệm và hiện tượng Sinh học Điều này giúp các em tin tưởng vào các chân lý khoa học và quan sát những hiện tượng bổ sung cho bài học Các bài thực hành củng cố kiến thức đã học từ lý thuyết, đồng thời rèn luyện khả năng vận dụng lý luận vào thực tiễn Nhờ đó, học sinh có thể giải thích các hiện tượng Sinh học đơn giản đang diễn ra trong thế giới tự nhiên.
Mặc dù mục tiêu giáo dục thực hành rất quan trọng, nhưng khó khăn trong việc đạt được chúng do số lượng bài thực hành ít và chất lượng dạy học chưa cao, phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cơ sở vật chất, kỹ năng của giáo viên, thời gian và sự chuẩn bị của cả giáo viên và học sinh Đặc biệt, các thiết bị thí nghiệm thường không đồng bộ và khó sử dụng Để nâng cao hiệu quả giáo dục đại trà, cần chú trọng vào việc thực hiện các thí nghiệm thực hành trong chương trình học Do đó, bên cạnh việc trang bị thiết bị hiện đại và chờ đợi kinh phí, mỗi giáo viên cần tìm cách khắc phục những hạn chế của bộ thí nghiệm hiện có bằng các phương án đơn giản, kinh tế và hiệu quả nhưng vẫn đảm bảo tính sư phạm.
Với những lý do đã nêu, tôi chọn đề tài “Nâng cao hiệu quả sử dụng thí nghiệm thực hành trong dạy học Sinh học 11, trung học phổ thông” để nghiên cứu Trong khuôn khổ nghiên cứu này, tôi sẽ thực hiện các phương án cải tiến khả thi nhằm nâng cao hiệu quả thực hành thí nghiệm Sinh học tại các trường phổ thông Hy vọng kết quả nghiên cứu của tôi sẽ đóng góp một phần nhỏ bé vào việc cải thiện chất lượng dạy và học môn Sinh học.
Cải tiến phương pháp giảng dạy và ứng dụng một số thiết bị thí nghiệm thực hành trong môn Sinh học sẽ giúp nâng cao chất lượng dạy học cho học sinh lớp 11 Việc áp dụng các TN thực hành hiệu quả không chỉ kích thích sự hứng thú của học sinh mà còn giúp củng cố kiến thức một cách sâu sắc hơn Thông qua những cải tiến này, giáo viên có thể tạo ra môi trường học tập tích cực, khuyến khích sự sáng tạo và tư duy phản biện của học sinh trong lĩnh vực Sinh học.
- Nghiên cứu cơ sở lí luận của vấn đề sử dụng TN thực hành trong quá trình dạy học Sinh học.
- Nghiên cứu thực trạng sử dụng TN thực hành trong trường THPT.
- Cải tiến cách làm và cách sử dụng một số TN thực hành trong dạy học Sinh học
- Thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá hiệu quả của các phương án đề xuất.
Nghiên cứu một số TN thực hành và cách sử dụng một số TN Sinh học 11.
5 Đối tượng và khách thể nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Một số thí nghiệm Sinh học 11.
- Khách thể nghiên cứu: Qúa trình dạy học Sinh học 11.
- Nếu cải tiến cách làm và cách sử dụng TN thực hành tốt sẽ nâng cao hiệu quả sử dụng các TN thực hành trong dạy học Sinh học 11.
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết bao gồm việc tìm hiểu tài liệu liên quan đến thực hành thí nghiệm, kỹ thuật thực hiện các thí nghiệm, cũng như các phương pháp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng thí nghiệm trong quá trình dạy học.
Phương pháp quan sát và điều tra sư phạm bao gồm việc dự giờ và trao đổi ý kiến với giáo viên, đồng thời xây dựng hệ thống câu hỏi và phiếu điều tra để khảo sát thực trạng sử dụng TN thực hành trong dạy học Sinh học lớp 11 hiện nay.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm.
8 Những đóng góp mới của đề tài nghiên cứu
Các phương án cải tiến đã giúp đơn giản hóa và nâng cao độ chính xác trong việc thực hiện một số thí nghiệm thực hành (TNTH) Việc mở rộng một số TNTH sẽ nâng cao hiệu quả sử dụng cho giáo viên và học sinh, đặc biệt trong bối cảnh hiện nay khi thiết bị thí nghiệm còn thiếu về cả số lượng lẫn chất lượng.
Nghiên cứu và phát triển các bài tập thí nghiệm đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao phương pháp dạy học trực quan, từ đó gia tăng hứng thú và chất lượng giảng dạy môn Sinh học.
9 Cấu trúc của đề tài
Ngoài phần mở đầu và kết luận, đề tài gồm 3 chương:
Chương 1 Cơ sở lí luận và thực tiễn của việc sử dụng TN thực hành
Chương 2 Nâng cao hiệu quả sử dụng TN thực hành Sinh học 11.
Chương 3 Thực nghiệm sư phạm
PHẦN NỘI DUNG
1 Cơ sở lí luận: Một số vấn đề chung về thực hành thí nghiệm và các khái niệm liên quan
Thí nghiệm là quá trình tạo ra hiện tượng hoặc biến đổi trong điều kiện cụ thể nhằm mục đích nghiên cứu, kiểm tra hoặc chứng minh Sinh học hiện đại đang ngày càng phát triển và ứng dụng nhiều phương pháp thí nghiệm để hiểu rõ hơn về các hiện tượng sinh học.
CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Cơ sở lí luận: Một số vấn đề chung về thực hành thí nghiệm và các khái niệm liên quan
Thí nghiệm là quá trình tạo ra hiện tượng hoặc biến đổi trong điều kiện nhất định nhằm nghiên cứu và chứng minh Mặc dù Sinh học hiện đại có xu hướng lý thuyết, nhưng việc phát hiện cơ sở lý thuyết vẫn cần thông qua thực nghiệm Trong dạy học Sinh học, thí nghiệm có thể được thực hiện trên lớp khi hình thành kiến thức mới, tại phòng thí nghiệm, vườn trường, góc sinh giới hoặc tại nhà Thí nghiệm có thể do giáo viên biểu diễn hoặc học sinh thực hiện.
1.1.2 Khái niệm thí nghiệm thực hành
Thực hành là hoạt động quan trọng giúp học sinh tự mình quan sát và thực hiện các thí nghiệm, cũng như triển khai quy trình kỹ thuật trong chăn nuôi và trồng trọt Các thí nghiệm thực hành cho phép học sinh hiểu rõ mục đích và điều kiện của từng thí nghiệm Qua việc tiến hành và quan sát các thí nghiệm tại phòng Sinh học, học sinh có thể xác định bản chất của các hiện tượng và quá trình sinh học.
1.2 Vai trò thí nghiệm thực hành
1.2.1 Vai trò của thí nghiệm trong dạy học Sinh học
- Thí nghiệm là một trong những phương pháp nghiên cứu cơ bản của khoa học
Thí nghiệm trong điều kiện tự nhiên đóng vai trò là mô hình phản ánh thực tế khách quan, tạo nền tảng cho quá trình nhận thức của học sinh và cung cấp nguồn thông tin phong phú.
- Thí nghiệm là cầu nối giữa lí thuyết và thực tiễn
- Thí nghiệm là phương tiện giúp hình thành ở HS kĩ năng, kĩ xảo thực hành Sinh học và vận dụng kiến thức Sinh học vào sản xuất, đời sống
1.2.2 Vai trò của thí nghiệm thực hành trong dạy học Sinh học
- Qua thí nghiệm thực hành, HS vận dụng được kiến thức vào những tình huống khác nhau.
Qua thí nghiệm thực hành, học sinh có cơ hội tự khám phá mối liên hệ giữa cấu trúc và chức năng, bản chất và hiện tượng, cũng như nguyên nhân và kết quả Nhờ đó, các em không chỉ nắm vững tri thức mà còn xây dựng được lòng tin tự giác và hiểu biết sâu sắc hơn.
Thực hành kích thích nhiều giác quan, buộc học sinh phải suy nghĩ và khám phá nhiều hơn, từ đó tạo điều kiện cho tư duy sáng tạo phát triển.
Thực hành là phương pháp hiệu quả nhất để phát triển kỹ năng và áp dụng kiến thức vào cuộc sống Nó tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện nguyên lý giáo dục lý thuyết kết hợp với thực tiễn.
- Qua thí nghiệm thực hành tập dượt cho HS các phương pháp nghiên cứu Sinh học, Nông học như quan sát, thí nghiệm
1.3 Yêu cầu của thí nghiệm thực hành
Thí nghiệm thực hành cần thỏa mãn những yêu cầu sau:
- Điều kiện quan trọng nhất khi tiến hành thí nghiệm là phải hiểu rõ được mục đích thí nghiệm, các điều kiện thí nghiệm.
- Việc quan sát những diễn biến trong quá trình thí nghiệm phải thật chính xác.
Giai đoạn cuối cùng của thí nghiệm thực hành là xác định bản chất của các hiện tượng quan sát được bằng cách thiết lập mối quan hệ nhân – quả giữa chúng.
Thí nghiệm trong nghiên cứu sinh lý và ảnh hưởng của nhân tố sinh thái lên cơ thể có thể kéo dài từ ngắn đến dài, tùy thuộc vào tính chất của từng quá trình Một số thí nghiệm chỉ diễn ra trong một tiết học như tách chiết diệp lục, trong khi những thí nghiệm khác có thể kéo dài hàng giờ hoặc hàng ngày, chẳng hạn như phát hiện hô hấp ở thực vật hoặc giâm chiết cành Đối với các thí nghiệm dài ngày, giáo viên cần có kinh nghiệm trong việc tính toán thời gian từ khi bắt đầu cho đến khi có kết quả, để có thể trình bày hoặc thông báo kết quả khi giảng bài liên quan.
Đặt thí nghiệm là bước quan trọng trong thí nghiệm thực hành, giúp học sinh trực tiếp tương tác với các đối tượng nghiên cứu Việc tổ chức thí nghiệm thực hành cho phép học sinh chủ động thay đổi các điều kiện và lắp ráp dụng cụ thí nghiệm, từ đó nâng cao hiệu quả giáo dục trí dục và phát triển kỹ năng khoa học kỹ thuật.
1.4 Vị trí của các thí nghiệm thực hành trong Sinh học 11
Các thí nghiệm trong bài thực hành Sinh học 11 không chỉ giúp học sinh hiểu sâu hơn về kiến thức lý thuyết mà còn mở rộng và chính xác hóa các khái niệm đã học Đồng thời, những hoạt động này còn giúp học sinh hình thành và rèn luyện các kỹ năng, kỹ xảo cần thiết trong lĩnh vực Sinh học.
Trong chương trình Sinh học 11, SGK sinh học 11 cơ bản có 8 bài thí nghiệm thực hành, gồm 7 thí nghiệm, được phân bố như Bảng 1.2:
Bảng 1.2 Vị trí của các thí nghiệm thực hành trong Sinh học 11
Chương Bài Tên bài Thí nghiệm, thực hành
Chuyển hóa vật chất và năng lượng
Thực hành: Thí nghiệm thoát hơi nước và thí nghiệm về vai trò của phân bón
1 So sánh tốc độ thoát hơi nước ở hai mặt lá.
2 Nghiên cứu vai trò của phân bón NPK.
Thực hành: Phát hiện diệp lục và carôtenôit
14 Thực hành: Phát hiện hô hấp ở thực vật
1 Phát hiện hô hấp qua sự thải CO2.
2 Phát hiện hô hấp qua sự hút O2
Thực hành: Đo một số chỉ tiêu sinh lí ở người.
3 Đo nhiệt độ cơ thể
25 Thực hành: Hướng động 1 Phát hiện hướng trọng lực của cây.
Thực hành: Xem phim về tập tính của động vật
- Xem phim về tập tính của động vật
Sinh trưởng và phát triển
Thực hành: Xem phim về sinh trưởng và phát triển ở động vật
Xem phim về sinh trưởng và phát triển ở động vật
Thực hành: Nhân giống vô tính ở thực vật bằng giâm, chiết, ghép
1 Giâm cành và giâm lá
1.5 Khái niệm về bài tập thí nghiệm (BTTN)
BTTN là dạng bài tập kết hợp với TN, yêu cầu học sinh không chỉ dựa vào điều kiện, phương pháp và kết quả của TN, mà còn phải vận dụng kiến thức lý thuyết, thực nghiệm, kỹ năng tư duy và thực hành, cùng với hiểu biết thực tiễn Qua các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quát hóa và trừu tượng hóa, học sinh có thể giải thích kết quả TN, từ đó lĩnh hội các khái niệm và phân tích cơ chế của các quá trình, quy luật sinh học.
1.6 Các dạng bài tập thí nghiệm
Có thể chia BTTN trong dạy học Sinh học thành hai dạng:
- BTTN yêu cầu HS phải thực hiện TN trong quá trình giải bài tập Dạng bài tập này được gọi là bài tập thực hành TN
BTTN cung cấp dữ kiện từ các thí nghiệm (TN) được giáo viên thể hiện trực tiếp hoặc gián tiếp qua video ghi lại các thao tác và diễn biến của thí nghiệm thực tế hoặc ảo Bài tập có thể được mô tả bằng hình vẽ mô phỏng hoặc hình ảnh chụp từ thí nghiệm thực Do đó, học sinh chỉ cần áp dụng lý thuyết để giải quyết bài tập mà không cần thực hiện thí nghiệm thực tế.
Sự phân chia các dạng bài tập chỉ mang tính chất tương đối, và có thể được điều chỉnh dựa vào mục tiêu rèn luyện các kỹ năng tư duy thực nghiệm cho học sinh Các dạng bài tập thực nghiệm (BTTN) có thể bao gồm: rèn luyện kỹ năng phân tích kết quả thực nghiệm, so sánh kết quả thực nghiệm, phán đoán kết quả thực nghiệm, và thiết kế thực nghiệm.
2.1 Thực trạng việc sử dụng các thí nghiệm thực hành trong giảng dạy Sinh học hiện nay Để tiến hành nghiên cứu đề tài này tôi đã làm một cuộc khảo sát điều tra về thực trạng về sử dụng các thí nghiệm thực hành trong dạy học Sinh học ở các đồng nghiệp của tôi và một số học sinh Tôi thu được kết quả như sau:
Bảng 2.1.1 Khảo sát mức độ nhận thức của 8 GV về việc sử dụng thí nghiệm trong quá trình dạy học ở trường THPT
Mức độ nhận thức và lí do Số lượng Tỷ lệ
- Kích thích được hứng thú học tập của HS
-Phát huy được tính tích cực, độc lập, sáng tạo của HS trong quá trình dạy học
-Đảm bảo kiến thức vững, chắc
-Chuẩn bị công phu, mất nhiều thời gian
-Hiệu quả bài học không cao
Kết quả khảo sát cho thấy, 100% giáo viên THPT đều nhận thức được tầm quan trọng của việc sử dụng tài nguyên giáo dục (TN) trong giảng dạy Trong đó, 50% giáo viên cho rằng việc này là rất cần thiết, và 50% cho rằng cần thiết trong quá trình dạy học Theo đánh giá, việc sử dụng TN trong dạy học giúp học sinh nắm vững kiến thức (87,5%), phát huy tính tích cực, độc lập và sáng tạo (37,5%), đồng thời tạo hứng thú cho học sinh (62,5%).
Bảng 2.1.2 Khảo sát mức độ sử dụng thí nghiệm thực hành trong dạy học Sinh học 11 của giáo viên.
Mức độ đề cập/ hướng dẫn Số lượng Tỷ lệ (%) Thường xuyên- Tất cả các TN 2 25
MỘT SỐ BIỆN PHÁP NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ
Cải tiến một số thí nghiệm thực hành Sinh học 11
1 Quy trình cải tiến một thí nghiệm thực hành
Bước đầu tiên trong quy trình thí nghiệm là xác định mục tiêu thí nghiệm, bao gồm các sản phẩm dự kiến cần đạt được Cần phân tích rõ ràng các kết quả mong muốn, từ đó rút ra các kết luận hoặc chứng minh các giả thuyết Đồng thời, cũng cần chỉ ra các thao tác kỹ thuật cụ thể mà thí nghiệm yêu cầu để đạt được mục tiêu đề ra.
Bước 2: Phân tích các thí nghiệm trong SGK
Để tiến hành thí nghiệm hiệu quả, trước hết cần tuân thủ hướng dẫn trong sách giáo khoa và lặp lại mỗi thí nghiệm nhiều lần Phân tích toàn bộ quy trình thí nghiệm bao gồm các yếu tố như điều kiện, phương pháp và kết quả Quy trình này bắt đầu từ khâu chuẩn bị mẫu vật, dụng cụ và hóa chất, sau đó là thực hiện thí nghiệm và cuối cùng là đánh giá độ chính xác của kết quả so với yêu cầu đề ra Cần xác định mức độ chính xác và thời gian thực hiện thí nghiệm để đảm bảo tính khoa học trong từng giai đoạn.
Bước 3: Phát hiện những khó khăn và xây dựng các phương án khắc phục các khó khăn của thí nghiệm SGK
Dựa trên phân tích ở bước 2, chúng tôi đã phát hiện ra những mâu thuẫn và khó khăn trong quá trình thực hiện thí nghiệm, bao gồm việc chuẩn bị mẫu vật, hóa chất, dụng cụ, cũng như các thao tác thực hiện và mức độ khó khăn của thí nghiệm Những yếu tố gây khó khăn sẽ được đánh dấu và xây dựng phương án giải quyết Chúng tôi tiến hành đồng thời các thí nghiệm khác dựa trên ba tiêu chí: thay đổi một yếu tố, một đối tượng hoặc một thao tác trong khi giữ nguyên các yếu tố khác; điều chỉnh thêm hoặc giảm bớt các yếu tố cần thiết; và bổ sung các thí nghiệm mới không có trong sách giáo khoa Mô hình thí nghiệm của chúng tôi tuân thủ hai nguyên tắc: giữ nguyên các yếu tố khác và chỉ thay đổi yếu tố quan tâm, đồng thời kết hợp các yếu tố thay đổi để tạo ra các thí nghiệm đa dạng.
Bước 4: Thực hiện các thí nghiệm theo phương án cải tiến
Mỗi thí nghiệm được lặp lại từ 5 đến 7 lần theo quy trình chuẩn, sau đó đánh giá và so sánh kết quả Chúng tôi không chỉ so sánh kết quả các phương án cải tiến mà còn xem xét khả năng thực hiện thí nghiệm phù hợp với từng vùng, địa phương, điều kiện thời tiết và cơ sở vật chất của trường học Đặc biệt, chúng tôi chú trọng đến việc thực hiện thao tác một cách dễ dàng và phù hợp với thời gian phân bố và thực hiện thí nghiệm.
Bước 5: Đánh giá hiệu quả của phương án TN cải tiến
Mục tiêu cải tiến phương pháp thực hiện thí nghiệm (TN) là nâng cao hiệu quả sử dụng các TN Sau khi áp dụng các phương án cải tiến, cần so sánh kết quả TN với hướng dẫn trong sách giáo khoa, chú trọng vào các chỉ tiêu như độ chính xác của kết quả, thời gian thực hiện và khả năng thực hiện TN, nhằm đánh giá tính ưu việt của các phương án cải tiến này.
2 Một số ví dụ về TN theo SGK và phương án cải tiến thí nghiệm:
2.1 Bài 7 - Thí nghiệm 1: So sánh tốc độ thoát hơi nước ở hai mặt lá
- HS có khả năng sử dụng giấy coban clorua để phát hiện tốc độ thoát hơi nước khác nhau ở hai mặt lá.
2.1.2 Thực hiện thí nghiệm theo SGK
1 Chuẩn bị thí nghiệm (chuẩn bị cho mỗi nhóm 5-6 HS)
- Một chậu của loài cây bất kì (hoặc cây mọc ở vườn trường) có lá với phiến lá to.
* Dụng cụ và hóa chất
- Cặp nhựa hoặc cặp gỗ: 1 cái
- Bản kính hoặc lam kính: 2 cái
- Giấy lọc (giấy thấm) : 2 tờ
- Bình hút ẩm để giữ giấy côban clorua: 1 bình
* Bước 1: Cố định giấy lọc vào 2 mặt lá
- Đặt 2 miếng giấy lọc đối xứng nhau qua 2 mặt của lá.
- Đặt 2 bản kính trên 2 miếng giấy lọc.
- Ép bản kính vào 2 miếng giấy lọc tạo hệ thống kín
* Bước 2: Bấm giây đồng hồ đồng thời quan sát sự đổi màu của giấy côban clorua.
- Quan sát sát sự thay đổi màu của giấy (5)
- Bấm đồng hồ dừng lại (6)
- Quan sát diện tích giấy có màu hồng (7)
3 Kết quả và nhận xét
Thời gian chuyển màu của giấy lọc từ xanh da trời sang hồng nhạt diễn ra nhanh chóng, đặc biệt ở mặt dưới của lá Các loài cây có tốc độ thoát hơi nước khác nhau, và tốc độ này cũng thay đổi tùy thuộc vào vị trí của lá trên cây cũng như thời điểm thực hiện thí nghiệm.
2.1.3 Các khó khăn gặp phải khi thực hiện thí nghiệm
Việc chuẩn bị và bảo quản giấy côban clorua thường không có hướng dẫn cụ thể, và bình hút ẩm cũng là dụng cụ ít được sử dụng tại các trường THPT Hơn nữa, côban clorua là một chất độc hại, do đó, đảm bảo an toàn trong quá trình sử dụng rất phức tạp.
Giấy côban clorua có khả năng chuyển màu nhanh chóng, thường xảy ra trước khi được cố định vào lá cây do ảnh hưởng của độ ẩm trong không khí Điều này làm cho việc so sánh tốc độ thoát hơi nước giữa hai mặt lá trở nên khó khăn.
- Thí nghiệm không có tính thuyết phục do có khoảng cách thời gian khi đặt giấy côban clorua ở 2 mặt lá.
2.1.4 Thực hiện TN theo phương án cải tiến khắc phục các khó khăn của thí nghiệm Để khắc phục những khó khăn khi thực hiện thí nghiệm, chúng tôi đã tiến hành 2 phương án cải tiến thực hiện thí nghiệm khác nhau theo bảng sau (Bảng 2.2) để thí nghiệm được thực hiện dễ dàng
Phương án 1: Bổ sung hướng dẫn việc chuẩn bị và bản quản giấy côban clorua
+ Hòa tan tinh thể clorua ngậm nước và nước nóng (cho kết quả nhanh hơn) để được dung dịch có màu hồng phấn.
Nhúng một tờ giấy lọc vào dung dịch, sau đó trải tờ giấy lên một bề mặt phẳng với màu hồng Tiếp theo, sấy khô tờ giấy lọc bằng đèn cồn hoặc máy sấy tóc để hoàn thiện quá trình.
+ Nước bay hết, tờ giấy mất màu.
+ Thay thế bình hút ẩm bằng hộp đựng các hạt hoặc gói hút ẩm
(Lưu ý: Có thể tận dụng gói hút ẩm trong các hộp bánh kẹo)
Phương án 2: Thay thế côban clorua bằng sunfat đồng
Tiến hành chuẩn bị và bảo quản giấy tẩm sunfat đồng tương tự như côban clorua.
Lưu ý: Giấy tẩm sunfat đồng ướt có màu xanh da trời.
2.1.5 Đánh giá hiệu quả của thí nghiệm cải tiến
Thực hiện thí nghiệm cải tiến với sự hướng dẫn về cách chuẩn bị và bảo quản giấy tẩm coban clorua hoặc thay thế bằng giấy tẩm sunfat đồng, chúng tôi nhận thấy hiệu quả rõ rệt trong quá trình thí nghiệm.
+ TN cải tiến đạt được mục tiêu của TN, đảm bảo quy trình và thu được kết quả rõ ràng.
Cả giáo viên và học sinh đều chủ động trong việc chuẩn bị dụng cụ, hóa chất và thiết bị thực hành, không phụ thuộc vào sự có mặt của giấy tẩm coban clorua hoặc sunfat đồng.
2.2 Bài 7: Thí nghiệm 2 - Nghiên cứu vai trò của phân bón NPK
- Củng cố, khắc sâu kiến thức về vai trò của nguyên tố dinh dưỡng khoáng N,P,K (phân bón NPK) đối với sự sinh trưởng, phát triển của thực vật.
- HS biết cách bố trí thí nghiệm về vai trò của phân bón NPK đối với cây trồng.
2.2.2 Thực hiện thí nghiệm theo SGK
1 Chuẩn bị thí nghiệm (chuẩn bị cho mỗi nhóm 5 – 6 HS)
Hạt đậu xanh đã nảy mầm 2 ngày.
* Dụng cụ và hóa chất
- Chậu (hoặc cốc) nhựa có đường kính phía trong khoảng 10 – 20 cm đủ để xếp được 50 –100 hạt: 2 chậu.
Miếng xốp tròn nhỏ hơn lòng chậu một chút đã được khoan lỗ bằng kim nhọn, với đường kính lỗ đủ rộng để rễ cây đậu có thể xuyên qua Khoảng cách giữa các lỗ là từ 5 đến 10mm.
- Ống đong có mỏ 100ml
- Đũa thủy tinh (hoặc đũa gỗ sạch)
- Bình dung tích 1l (hoặc chai nhựa sạch dung tích 0,5l): 1 bình
- Thước nhựa có chia độ đến mm
* Chuẩn bị dung dịch dinh dưỡng NPK (phân NPK): 1g phân bón NPK, 1 lít nước sạch cho mỗi chậu thí nghiệm.
* Mỗi nhóm thực hiện thí nghiệm cho 1 chậu đối chứng (chỉ có nước sạch) và 1 chậu thí nghiệm (chứa dung dịch phân NPK) như sau:
- Pha dung dịch dinh dưỡng NPK nồng độ 1g/l (1)
- Rót dung dịch phân NPK vào chậu thí nghiệm (2)
- Đặt hai tấm xốp vào hai chậu trồng cây đã có chứa môi trường nuôi cấy
- Chọn các hạt với cây mầm có kích thước tương đương nhau (4)
- Xếp hạt đã nảy mầm vào lỗ trong tấm xốp (5)
- Đặt các chậu vào góc thực nghiệm (6)
- Chăm sóc để cây được chiếu sáng hàng ngày (7)
- Đo chiều cao của cây trong các chậu thí nghiệm (8)
3 Kết quả và nhận xét
- Sự chênh lệch về chiều cao của cây trong các chậu không khác biệt nhiều và chỉ mang tính tương đối.
Cây thí nghiệm có lá và thân màu xanh non hơn so với cây đối chứng, với diện tích lá thường lớn hơn và kích thước thân cây thí nghiệm cũng nhỉnh hơn so với thân cây đối chứng.
2.5.3 Các khó khăn gặp phải khi tiến hành thí nghiệm
- Có dụng cụ thực sự không cần thiết cho thí nghiệm: ống đong.
Miếng xốp dày có thể gây khó khăn khi đục lỗ và xếp hạt, trong khi miếng xốp mỏng lại thường làm cho cây không thể đứng thẳng Khoảng cách giữa các lỗ trong miếng xốp là một yếu tố quan trọng cần xem xét.
5 -10 mm còn gần gây khó khăn cho việc sinh trưởng của cây.
- Thời gian khuấy để phân tan hết tương đối lâu nên làm mất thời gian trong quá trình tiến hành thí nghiệm.
Cải tiến cách sử dụng bài tập thí nghiệm một số thí nghiệm thực hành Sinh học 11
Hiện nay, nhiều giáo viên chỉ sử dụng BTTN trong các tiết thực hành và tại phòng thực hành Tuy nhiên, cần mở rộng việc áp dụng BTTN trong nhiều hoạt động khác như khởi động, giảng dạy bài mới và trong quá trình kiểm tra, đánh giá Việc này sẽ giúp nâng cao hiệu quả giảng dạy và tạo ra môi trường học tập đa dạng hơn cho học sinh.
HS đại trà Mặt khác, sử dụng các BTTN trong công tác bồi dưỡng HSG nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng và dạy học thực hành.
1 Quy trình thiết kế và sử dụng BTTN trong dạy học Sinh học
Dựa trên nghiên cứu lý luận và phân tích mục tiêu cũng như nội dung chương trình Sinh học ở trung học phổ thông, cùng với quá trình thực nghiệm sư phạm tại các trường, chúng tôi đề xuất một quy trình thiết kế và sử dụng BTTN trong dạy học Sinh học, bao gồm hai giai đoạn chính.
- Giai đoạn (GĐ) 1: Thiết kế BTTN gồm 4 bước:
Bước đầu tiên trong quá trình thiết kế bài tập là nghiên cứu mục tiêu và phân tích nội dung của chủ đề trong sách giáo khoa Từ đó, chúng ta có thể xác định các tình huống (TN) có thể được sử dụng để thiết kế bài tập liên quan đến chủ đề đó.
GV nghiên cứu mục tiêu của chủ đề trong sách giáo khoa, tập trung vào việc rèn luyện và phát triển kỹ năng tư duy thực nghiệm Phân tích nội dung chủ đề và xác định các thử nghiệm tương ứng với từng nội dung là bước quan trọng để định hướng cho việc xây dựng các bài tập thực nghiệm.
Bước 2: GV tiến hành TN hoặc sưu tầm tư liệu về TN trong chủ đề học tập
Tiến hành các thí nghiệm đã xác định ở bước 1 để nắm rõ điều kiện, diễn biến và kết quả, đồng thời ghi lại quá trình qua video và hình ảnh Việc thu thập tài liệu liên quan như sơ đồ, mô hình và đoạn phim về các thí nghiệm cũng rất cần thiết Những tư liệu này là nguồn thông tin quan trọng để xây dựng bài tập thí nghiệm.
Bước 3: Xác định các nội dung của TN có thể mã hóa thành BTTN, phác thảo BTTN, chỉnh sửa/biên tập hoàn thiện BTTN
Dựa trên nguồn tư liệu đã thu thập, giáo viên lựa chọn các nội dung của thí nghiệm như nguyên liệu, dụng cụ, điều kiện và các bước tiến hành để mã hóa thành bài tập thí nghiệm (BTTN) phù hợp với quá trình dạy học Giáo viên phác thảo và chỉnh sửa BTTN theo yêu cầu, bao gồm việc trình bày thông tin, loại bỏ thông tin thừa, kiểm tra chính tả và làm rõ câu văn Tùy thuộc vào mục đích dạy học, BTTN có thể được thiết kế dưới nhiều dạng khác nhau.
Bước 4: Lựa chọn, sắp xếp thành hệ thống BTTN theo mục đích lí luận dạy học
Sau khi thiết kế các bài tập thực hành (BTTN), chúng có thể được tổ chức thành hệ thống theo mục đích dạy học, bao gồm: BTTN cho việc nghiên cứu tài liệu mới, BTTN để củng cố và hoàn thiện kiến thức, và BTTN cho kiểm tra - đánh giá Ngoài ra, BTTN cũng có thể được phân loại theo mục đích rèn luyện các kỹ năng tư duy thực nghiệm.
BTTN giúp phát triển các kỹ năng quan trọng như phân tích kết quả thí nghiệm, so sánh kết quả thí nghiệm, phán đoán kết quả thí nghiệm và thiết kế thí nghiệm.
- Giai đoạn 2: Sử dụng BTTN trong dạy học Sinh học gồm 5 bước:
Bước 1: Xác định mục tiêu học tập
Giáo viên (GV) xác định mục tiêu học tập mà học sinh (HS) cần đạt được thông qua việc giải bài tập thực hành (BTTN) HS cần nhận thức rõ mục tiêu học tập của mình GV có thể trình bày mục tiêu dưới dạng câu hỏi tình huống liên quan đến lý thuyết hoặc thực tiễn, từ đó khơi dậy ý thức tự giác và định hướng cho HS, giúp các em khám phá kiến thức mới qua việc tiếp nhận và giải quyết bài tập trong các bước tiếp theo.
Bước 2: GV giới thiệu BTTN
GV cần nêu rõ các dữ kiện và yêu cầu của bài tập Đối với các bài tập có dụng cụ
Trong quá trình giới thiệu thí nghiệm, cần chú ý giới thiệu chi tiết từng dụng cụ và thiết bị cho học sinh Đối với các bài tập có hình ảnh sơ đồ minh họa hoặc đoạn phim về thí nghiệm thực tế hoặc ảo, có thể sử dụng dưới dạng phiếu học tập hoặc áp dụng công nghệ dạy học hiện đại như máy vi tính và máy chiếu để nâng cao hiệu quả giảng dạy.
HS theo dõi được toàn bộ dữ kiện và yêu cầu của bài tập
Bước 3: HS đọc và hiểu được các yêu cầu của bài tập HS tự lực giải BTTN
Học sinh cần đọc và hiểu rõ yêu cầu của bài tập để tiến hành thí nghiệm, từ đó có thể trả lời các câu hỏi liên quan Học sinh có khả năng vận dụng kiến thức lý thuyết và thực nghiệm để giải quyết bài tập, tùy thuộc vào độ phức tạp của bài tập mà thời gian thực hiện thí nghiệm có thể dài hay ngắn Giáo viên có thể tổ chức cho học sinh làm việc độc lập hoặc theo nhóm, đồng thời theo dõi hoạt động của từng cá nhân hoặc nhóm để kịp thời điều chỉnh và hỗ trợ khi cần thiết, qua đó đánh giá sự tiến bộ của học sinh.
Bước 4: Tổ chức thảo luận
Các cá nhân hoặc đại diện của từng nhóm trình bày kết quả, ý kiến và giải pháp của mình liên quan đến việc giải quyết BTTN Dưới sự hướng dẫn của giáo viên, cả lớp cùng thảo luận để tìm ra một hoặc vài giải pháp hợp lý nhất.
Bước 5: Kết luận, chính xác hóa kiến thức
Thông qua việc giải các bài tập thực nghiệm, giáo viên hướng dẫn học sinh rút ra kết luận về kiến thức mới, củng cố và hoàn thiện hiểu biết của các em Quá trình này không chỉ giúp học sinh phát hiện tri thức mới mà còn mở rộng và củng cố kiến thức hiện có Đồng thời, học sinh cũng rèn luyện các kỹ năng thực hành và tư duy thực nghiệm, từ đó hình thành nền tảng cho con đường nghiên cứu khoa học trong tương lai.
2 Vận dụng quy trình để thiết kế BTTN trong dạy học Sinh học
Vận dụng quy trình trên, chúng tôi thiết kế được các dạng BTTN trong dạy học Sinh học ở trung học phổ thông như sau:
2.1 Bài tập rèn luyện kỹ năng phân tích hiện tượng và kết quả thí nghiệm
Đối với dạng bài tập này, học sinh cần phân tích mục đích của thí nghiệm, các điều kiện thực hiện thí nghiệm, và hiện tượng quan sát được Từ đó, học sinh có thể giải thích kết quả của thí nghiệm một cách rõ ràng và logic.
TN đã tiến hành Từ đó, rút ra được kiến thức cơ bản cần khám phá, hoặc củng cố, hoàn thiện và nâng cao kiến thức đã học.
Ví dụ1: BTTN: Thực hiện 2 TN sau:
Thí nghiệm 1: Đặt một con chuồn chuồn vào lá của một cây bắt mồi thứ nhất đồng thời đặt một que thủy tinh vào cây bắt mồi thứ hai
Thí nghiệm 2 cho thấy sự ảnh hưởng của phân bón và chất độc đối với sự phát triển của cây Trong thí nghiệm, cây được trồng trong thùng xốp, bên phải có phân bón và bên trái có chất độc, chỉ tưới nước cho bên phải Kết quả cho thấy cây phát triển tốt ở bên có phân bón, trong khi bên có chất độc gây hại, chứng minh rằng phân bón cần thiết cho sự sống của cây, trong khi chất độc có tác động tiêu cực.
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM
I Mục đích thực nghiệm sư phạm
Kiểm tra tính hiệu quả và tính khả thi của các phương án đã đề xuất.
II Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm
Bài viết trình bày phương pháp chọn lớp thực nghiệm có trình độ tương đương để giảng dạy Tn và ĐC, áp dụng các cách đánh giá đồng nhất về kết quả học tập Qua việc xử lý số liệu thống kê và tính toán các tham số đặc trưng, nghiên cứu rút ra kết luận về hiệu quả dạy – học Sinh học 11 thông qua các phương án cải tiến trong cách làm và sử dụng thực hành.
III Nội dung thực nghiệm sư phạm
Chúng tôi đã tiến hành dạy 03 bài thuộc phần Sinh học 11 bằng các thí nghiệm được thiết kế theo các phương án cải tiến
Tiến hành đánh giá HS các lớp thực nghiệm qua 01 bài kiểm tra 15 phút và 2 bài thu hoạch sau thực hành của HS.
Bảng Kết quả học tập của HS lớp thực nghiệm(TN) và lớp đối chứng(ĐC)
Qua thực nghiệm, tôi nhận thấy:
Học sinh lớp TN thể hiện khả năng hoàn thành các bài thực hành tốt hơn và đạt được kết quả rõ ràng hơn Khả năng nắm vững thao tác thực hành và kiến thức lý thuyết của các em được củng cố một cách bền vững Đặc biệt, mỗi học sinh có thể tự thực hiện các thí nghiệm thay thế, điều này tạo ra sự hứng thú lớn trong các giờ thực hành.
Trong các giờ học lý thuyết, việc giáo viên sử dụng BTTN để khởi động hoặc giảng dạy kiến thức mới giúp học sinh tập trung và hăng say hơn trong việc xây dựng bài học.
Qua thực nghiệm, chúng tôi nhận thấy phương án cải tiến các TN đã thành công và thu được các hiệu quả dạy học tốt hơn.
C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Sự phát triển trí tuệ của học sinh THPT nổi bật với tính chủ động, sáng tạo và tích cực Học sinh cũng thể hiện sự tự giác và có tri giác có chủ định trong việc phát triển năng lực quan sát Để nâng cao hiệu quả học tập, giáo viên cần hướng dẫn học sinh cách quan sát có mục đích, từ đó giúp các em chiếm lĩnh kiến thức một cách hiệu quả hơn.
Mặc dù giáo viên nhận thức rõ vai trò quan trọng của thực hành, nhưng họ vẫn ít sử dụng và cải tiến phương pháp này trong giảng dạy Chỉ một số ít giáo viên tận dụng thực hành để củng cố và hoàn thiện kiến thức, trong khi việc hình thành kiến thức mới hay đánh giá học sinh vẫn chưa được chú trọng.
Xây dựng qui trình cải tiến thí nghiệm (TN) gồm 5 bước theo logic khoa học, áp dụng vào việc nâng cao 4 thí nghiệm trong chương trình Sinh học lớp 11 Qui trình này tập trung vào các khía cạnh như mẫu vật, hóa chất, dụng cụ và các bước thực hiện thí nghiệm, nhằm nâng cao hiệu quả và chất lượng của việc giảng dạy và học tập.
Quy trình thiết kế và sử dụng BTTN được xây dựng gồm 5 bước cụ thể, đã được áp dụng để thiết kế 7 BTTN Ngoài ra, 3 BTTN cũng được sử dụng trong giai đoạn khởi động và dạy bài mới, nhằm nâng cao hiệu quả giảng dạy môn Sinh học 11.
Các phương án cải tiến trong việc sử dụng thiết bị thí nghiệm (TN) đã được chứng minh là hiệu quả thông qua đánh giá thực nghiệm sư phạm Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng các phương án này có thể được áp dụng rộng rãi trong dạy học Sinh học lớp 11 tại các trường THPT.
Chúng tôi hy vọng sẽ tiếp tục phát triển nghiên cứu đề tài nhằm thử nghiệm và hoàn thiện hệ thống thực nghiệm trong các bài thực hành của chương trình SH THPT, đồng thời tăng cường cải tiến các thí nghiệm và mở rộng việc sử dụng đa dạng các bộ thí nghiệm trong giảng dạy.
Học sinh cần chủ động và tích cực hơn trong quá trình thực hành thí nghiệm, đồng thời rèn luyện các kỹ năng quan sát, phán đoán, phân tích và hợp tác trong nhóm Việc làm quen với công tác nghiên cứu khoa học cũng rất quan trọng để phát triển tư duy và khả năng làm việc nhóm.
3 Về phía lãnh đạo Sở:
Cần tổ chức thêm nhiều buổi tập huấn cho giáo viên nhằm nâng cao kỹ năng thiết kế và sử dụng thí nghiệm thực hành, cũng như các dụng cụ chuyên dụng trong phòng thí nghiệm Việc này sẽ giúp giáo viên cải thiện chất lượng giảng dạy và tạo điều kiện cho học sinh có trải nghiệm thực tế tốt hơn trong quá trình học tập.
- Tập huấn và chỉ đạo để biên soạn thêm tài liệu hướng dẫn thực hành cho giáo viên.
- Kiểm tra, khảo sát thường xuyên cơ sở vật chất cũng như công tác sử dụng thiết bị thực hành của các trường THPT.
- Cần tăng cường trang bị thiết bị thí nghiệm, cơ sở hạ tầng cho các trường phổ thông đặc biệt là phòng thí nghiệm, phòng bộ môn.
Khuyến khích giáo viên tự làm đồ dùng thực hành là rất cần thiết trong giai đoạn thực nghiệm của đề tài nghiên cứu Mục tiêu của tôi là đổi mới phương pháp dạy học thực hành thí nghiệm bộ môn Sinh học tại trường THPT Tuy nhiên, trong quá trình triển khai, không thể tránh khỏi những thiếu sót và lúng túng Tôi mong nhận được sự đóng góp từ Hội đồng khoa học cấp ngành để hoàn thiện đề tài, từ đó ứng dụng hiệu quả vào thực tiễn giảng dạy, nâng cao chất lượng dạy và học thực hành môn Sinh học tại các trường THPT.
1 Đinh Quang Báo, Nguyễn Đức Thành (2001), Lí luận dạy học Sinh học phần đại cương, Nxb Giáo dục, Hà Nội.
2 Huỳnh Thị Thúy Diễm (2005), Thí nghiệm Sinh học phổ thông, Trường Đại học
Nguyễn Thành Đạt, Nguyễn Đức Thành và Nguyễn Xuân Viết (2005) đã biên soạn tài liệu bồi dưỡng thường xuyên cho giáo viên THPT chu kỳ III (2004-2007) môn Sinh học, được xuất bản bởi Nxb Đại học Sư phạm tại Hà Nội.
4 Nguyễn Thành Đạt, Lê Đình Tuấn, Nguyễn Như Khanh, 2010, Sinh học 11, Nxb Giáo dục, Hà Nội.
5 Nguyễn Thành Đạt, Lê Đình Tuấn, Nguyễn Như Khanh, 2010, Sinh học 11 sách giáo viên, Nxb Giáo dục, Hà Nội.
6 Lê Phan Quốc (2007), Xây dựng tài liệu hướng dẫn thí nghiệm thực hành Sinh học
10 trung học phổ thông, Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục, Trường Đại học Sư phạm
PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA Chọn và điền đáp án đúng vào bảng
Câu 1: Độ ẩm không khí liên quan đến quá trình thoát hơi nước như thế nào?
A Độ ẩm không khí càng cao, sự thoát hơi nước không diễn ra.
B Độ ẩm không khí càng cao, sự thoát hơi nước càng mạnh.
C Độ ẩm không khí càng thấp, sự thoát hơi nước càng yếu.
D Độ ẩm không khí càng thấp, sự thoát hơi nước càng cao.
Câu 2:Nhận định nào sau đây đúng?
A Cây trong vườn có cường độ thoát hơi nước qua cutin lớn cường độ thoát hơi nước qua khí khổng.
B Cây trong vườn có cường độ thoát hơi nước qua cutin yếu hơn cây trên đồi.
C Cây trên đồi có cường độ thoát hơi nước qua cutin lớn hơn cường độ thoát hơi nước quá khí khổng.
D Cây trên đồi có cường độ thoát hơi nước qua cutin nhỏ hơn cường độ thoát hơi nước quá khí khổng.
Câu 3: Thời gian chuyển màu của giấy tẩm coban clorua ở
A mặt dưới lá chậm hơn mặt trên lá đối với cây trong vườn.
B mặt dưới lá nhanh hơn mặt trên lá đối với cây trên đồi.
C mặt dưới lá chậm hơn mặt trên lá đối với cây trên đồi
D mặt trêncủa lá non chậm hơn mặt trên lá già của cùng một cây.
Câu 4: Cây con mọc thẳng, cây khỏe, lá xanh lục do điều kiện chiếu sáng từ
A hai hướng B ba hướng C một hướng D nhiều hướng. Câu 5:Các kiểu hướng động dương ở rễ cây là
A hướng đất, hướng nước, hướng sáng.
B hướng đất, hướng hóa, hướng sáng.
C hướng đất, hướng hóa, hướng hóa.
D hướng nước, hướng hóa, hướng sáng
Học sinh tiến hành thí nghiệm về tính hướng động của thực vật và nhận thấy rằng dù đặt cây theo cách nào, ngọn cây luôn hướng lên trời trong khi rễ lại quay xuống đất Hiện tượng này xảy ra do sự ảnh hưởng của ánh sáng và trọng lực, dẫn đến sự phát triển của các phần cây theo hướng tối ưu cho sự sinh trưởng và phát triển.
A rễ hướng đất dương, thân hướng đất âm.
B lực hút của trái đất.
C rễ hướng đất âm, thân hướng đất dương.
D do sự phân bố của các hoocmon không đều giữa thân và rễ.
Câu 7:Để đảm bảo cân bằng nước đối với cây trồng cần chú ý
A tưới nước đầy đủ, tiêu nước khi thừa một cách hợp lí.
B chọn đất phù hợp với cây trồng.
C bón các loại phân vi lượng.
D dùng các chất diệt cỏ làm hao hụt nước
