Tài liệu Rèn luyện cho học sinh kĩ năng thí nghiệm, thực hành trong giảng dạy sinh học 10 thpt

MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU ......................................................................................................................3 1. Lý do chọn đề tài ...................................................................................................................3 2. Mục đích nghiên cứu .............................................................................................................4 3. Giả thuyết khoa học ..............................................................................................................4 4. Đối tượng nghiên cứu............................................................................................................4 5. Nội dung và nhiệm vụ nghiên cứu........................................................................................4 6. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................................................4 7. Lược sử vấn đề.......................................................................................................................5 8. Cấu trúc đề tài........................................................................................................................5 9. Phạm vi nghiên cứu...............................................................................................................5 10. Những đóng góp mới của đề tài ........................................................................................5 PHẦN NỘI DUNG..................................................................................................................6 CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI.......................................6 1.1 Cơ sở lý luận...................................................................................................................6 1.1.1 Khái niệm kỹ năng..........................................................................................................6 1.1.2 Khái niệm thí nghiệm………..........................................................................................6 1.1.3. Khái niệm thí nghiệm thực hành.....................................................................................7 1.1.4. Chức năng của thí nghiệm thực hành trong dạy học......................................................7 1.2 Cơ sở thực tiễn................................................................................................................8 CHƯƠNG 2: THỰC HIỆN CÁC THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 10………………………………………………….................................9 2.1 Quy trình thực hành thí nghiệm ..........................................................................................9 2.2 Các biện pháp hướng dẫn rèn luyện cho HS kỹ năng thực hành thí nghiệm một số thí nghiệm .....................................................................................................................................15 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...............................................................................................30 1. Kết luận................................................................................................................................30 2. Kiến nghị..............................................................................................................................31 1 TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................................33 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG ĐỀ TÀI NCKH GV HS PPDH TBDH SGK THPT TN HSG : : : : : : : : : Nghiên cứu khoa học Giáo viên Học sinh Phương pháp dạy học Thiết bị dạy học Sách giáo khoa Trung học phổ thông Thực nghiệm Học sinh giỏi 2 PHẦN MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Trong mỗi nhà trường, đội ngũ GV luôn là một trong những nhân tố quan trọng nhất góp phần quyết định sự phát triển của một nhà trường, bởi lẽ chính họ là người tổ chức thực hiện có hiệu quả các khâu của quá trình dạy học, giáo dục và phát triển chuyên môn, phát triển nhà trường. Hiện nay giáo viên chưa đáp ứng được yêu cầu đổi mới cả về số lượng và trình độ, thiếu các kỹ năng nghiên cứu phát triển chương trình và tài liệu; khả năng xác định mục tiêu giáo dục và dạy học qua từng bài học, môn học còn yếu; kỹ năng dạy học, nhất là dạy học thực hành còn hạn chế, khả năng NCKH và hướng dẫn học sinh NCKH còn hạn chế. Nâng cao chất lượng dạy học thực hành thí nghiệm của giáo viên (GV) môn Sinh học các trường THPT, khuyến khích GV tự làm mới, cải tiến TBDH, góp phần tích cực đổi mới phương pháp dạy học và kiểm tra đánh giá kết quả học tập của HS cấp THPT là nhiệm vụ trước mắt cũng như lâu dài. Nhận thức được tầm quan trọng dạy học thực hành thí nghiệm Sinh học, hiện nay nhiều tỉnh, thành phố đã tập trung bồi dưỡng GV nâng cao chất lượng dạy học thực hành thí nghiệm và phát triển phong trào tự làm TBDH, tạo thành một hoạt động sư phạm trong các trường học. Phong trào tự làm TBDH đã khơi dậy sự sáng tạo, lòng yêu nghề của đội ngũ giáo viên. Đồng thời khuyến khích giáo viên tích cực sử dụng hiệu quả các TBDH đang ngày càng được trang bị và tự làm nhiều hơn trong các nhà trường, thiết thực hưởng ứng phong trào “Xây dựng trường học thân thiện, học sinh tích cực” và cuộc vận động “Mỗi thầy cô giáo là một tấm gương về đạo đức, tự học và sáng tạo”, góp phần thực hiện phương châm giáo dục “Học đi đôi với hành”. Hơn nữa, chủ trương triển khai thi HSG thực hành thí nghiệm đã được Bộ GDĐT quán triệt trong nhiệm vụ Giáo dục Trung học bắt đầu từ năm học 2011-2012 theo lộ trình thích hợp. Chính vì vậy tôi quyết định chọn đề tài “RÈN LUYỆN CHO HỌC SINH KỸ NĂNG THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH TRONG GIẢNG DẠY SINH HỌC 10 TRUNG HỌC PHỔ THÔNG” 3 2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: Phân tích các thí nghiệm trong SGK, các tài liệu bồi dưỡng kỹ năng thực hành cho HS nhất là HS dự thi HSG. 3 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC: Giúp GV nâng cao chất lượng dạy các thí nghiệm thực hành trong sinh học 10 THPT và các bài thi HSG quốc gia của bộ giáo dục. 4 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU: - Đối tượng nghiên cứu: Kỹ thuật tiến hành thí nghiệm và tài liệu hướng dẫn dạy học các thí nghiệm trong các bài thực hành ở SGK sinh học 10 THPT và các bài thực hành của bộ giáo dục quy định. - Khách thể nghiên cứu GV dạy sinh học 10 THPT, HS lớp 10 THPT và HS đang được bồi dưỡng để tham dự các kỳ thi HSG. 5 NỘI DUNG VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU: - Hệ thống hóa cơ sở lý luận về thí nghiệm và tài liệu hướng dẫn thí nghiệm thực hành. - Kiểm tra lại đối tượng, cách thức tiến hành, mức độ cho kết quả của các thí nghiệm trong các bài thực hành. - Phát hiện những mâu thuẫn, khó khăn trong các thí nghiệm. Đề xuất cách giải quyết khó khăn và kỹ thuật tiến hành các thí nghiệm trong các bài thực hành. 6 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 6.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết:  Thu thập, phân loại, tổng hợp các tài liệu và các công trình nghiên cứu liên quan đến đề tài.  Nghiên cứu các tài liệu về đổi mới phương pháp dạy học.  Nghiên cứu cấu trúc, nội dung chương trình sinh học 10. 6.2 Phương pháp chuyên gia: Trao đổi, xin ý kiến đóng góp của các chuyên gia trong lĩnh vực khoa học cơ bản và khoa học giáo dục để tìm kiếm tư liệu phục vụ đề tài. 6.3 Phương pháp thực hành trong phòng thí nghiệm: 4 Thực hiện các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm để kiệm định các kết quả, chứng minh những gì đã học trong lý thuyết, thực hiện thao tác, kiểm tra thao tác và rút kinh nghiệm, chỉnh sửa thao tác cho HS. 7 LƯỢC SỬ VẤN ĐỀ: Đã có một số đề tài nghiên cứu về lĩnh vực thực hành thí nghiệm nhưng áp dụng trong các trường THPT còn hạn chế vì nhiều nguyên nhân. 8 CẤU TRÚC ĐỀ TÀI: Chương 1: Cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài Chương 2: Thực hiện thí nghiệm thực hành trong dạy học sinh học 10 9 PHẠM VI NGHIÊN CỨU: Phạm vi chương trình: 1 số thí nghiệm trong chương trình sinh học lớp 10 10. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI: - Phân tích, phát hiện những mâu thuẫn trong các thí nghiệm thực hành và đề xuất các phương án giải quyết. - Thực hiện các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm để xác định tính khả thi của quy trình bị ảnh hưởng bởi điều kiện phòng thí nghiệm. - Xác định được hạn chế xảy ra khi thực hiện quy trình. - Kinh nghiệm về kỹ thuật thực hiện thao tác thí nghiệm thực hành. 5 PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Cơ sở lý luận: 1.1.1 Khái niệm kỹ năng: Có nhiều ý kiến khác nhau về kỹ năng: Theo Trần Bá Hoành: “Kỹ năng là khả năng là khả năng vận dụng những tri thức thu nhận được trong một lĩnh vực nào đó vào trong thực tiễn, kỹ năng đạt đến mức hết sức thành thục, khéo léo thì trở thành kỹ xảo” Hay theo Nguyễn Đình Chỉnh, Kỹ năng là thao tác đơn giản hoặc phức tạp mang tính nhận thức hoặc mang tính hoạt động chân tay, nhằm thu được một kết quả Theo Phan Văn Các, kỹ năng là sự vận dụng tri thức khoa học vào thực tiễn, trong đó khả năng được hiểu là “sức đã có” về mặt nào đó, có thể làm tốt một việc gì. Hoặc theo Bùi Hiền - Nguyễn Văn Giao – Nguyễn Hữu Quỳnh – Vũ Văn Tảo, kỹ năng là khả năng thực hiện hành động, hoạt động một cách thành thạo, linh hoạt sáng tạo phù hợp với mục tiêu trong điều kiện khác nhau, ở đây yếu tố linh hoạt, sáng tạo là tiêu chí cơ bản, là cơ sở cho hoạt động đạt hiệu quả cao. Họ cho rằng kỹ năng không chỉ đơn thuần là mặt kỹ thuật của hành động mà còn là khả năng hay năng lực vận dụng các tri thức, kinh nghiệm để giải quyết thành công các nhiệm vụ về mặt lý luận hay thực hành. Tóm lại, Kỹ năng là hệ thống các thao tác, các hành động phức hợp của một hoạt động, là năng lực vận dụng những tri thức và kinh nghiệm vào hoạt động nhằm thực hiện có kết quả một kiểu nhiệm vụ về lý luận hay thực tiễn Theo Meirieu kỹ năng chỉ biểu hiện thông qua nội dung. Kỹ năng như một hoạt động trí tuệ. Tuy vậy, trong kỹ năng có cả kỹ năng nhận thức và kỹ năng hoạt động chân tay. 1.1.2 Khái niệm thí nghiệm: Thí nghiệm là gây ra một hiện tượng, một sự biến đổi nào đó trong điều kiện xác định để tìm hiểu, nghiên cứu, kiểm tra hay chứng minh. Tuy sinh học hiện đại ngày nay mang tính lý thuyết cao, nhưng để phát hiện cơ sở lý thuyết vẫn phải bằng con đường thực nghiệm. Thí nghiệm trong dạy học sinh học có thể tiến hành trên lớp 6 trong khâu hình thành kiến thức mới hay ở phòng thí nghiệm, vườn trường, góc sinh giới hay ở nhà. Thí nghiệm do GV biểu diễn hay do HS thực hiện. 1.1.3 Khái niệm thí nghiệm thực hành: Thực hành là học sinh tự mình trực tiếp tiến hành quan sát, tiến hành các thí nghiệm. Thí nghiệm thực hành là tiến hành các thí nghiệm trong các bài thực hành, HS thực hiện để hiểu rõ mục đích thí nghiệm, điều kiện thí nghiệm, qua đó HS xác định được bản chất hiện tượng và quá trình sinh học. 1.1.4 Chức năng của thực hành thí nghiệm trong dạy học. Theo quan điểm lí luận nhận thức thì thí nghiệm có những chức năng cụ thể sau đây: a. 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 đã 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 học sinh, nó giúp người học trong việc tìm kiếm và thu nhận kiến thức khoa học cần thiết. b. Thí nghiệm là phương tiện kiểm tra tính đúng đắn của tri thức Trong khoa học phương pháp thực nghiệm được coi là “hòn đã thử vàng” của mọi tri thức chân chính. Bởi vậy, có thể nói thí nghiệm có chức năng trong việc kiểm tra tính đúng đắn của tri thức đã thu nhận. c. Thí nghiệm là phương tiện để vận dụng tri thức vào thực tiễn Trong quá trình vận dụng kiến thức vào thực tiễn, vào việc thiết kế và chế tạo các thiết bị kĩ thuật, người ta gặp phải những khó khăn nhất định do tính khái quát và trừu tượng của các tri thức cần vận dụng, cũng như bởi tính phức tạp của các thiết bị kĩ thuật cần chế tạo. Trong trường hợp đó thí nghiệm được sử dụng với tư cách là phương tiện thử nghiệm cho việc vận dụng tri thức vào thực tiễn. d. Thí nghiệm là một bộ phận của các phương pháp nhận thức Thí nghiệm luôn đóng một vai trò rất 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: làm xuất hiện vấn đề nghiên cứu, kiểm tra tính đúng đắn của 7 các giả thuyết. Trong phương pháp mô hình, thí nghiệm giúp ta thu thập các thông tin về đối tượng gốc làm cơ sở cho việc xây dựng mô hình. Ngoài ra, đối với mô hình vật chất điều bắt buộc là người ta phải tiến hành các thí nghiệm thực sự với nó. Cuối cùng, nhờ những kết quả của các thí nghiệm được tiến hành trên vật gốc tạo cơ sở để đối chiếu với kết quả thu được từ mô hình, qua đó để có thể kiểm tra tính đúng đắn của mô hình được xây dựng và chỉ ra giới hạn áp dụng của nó. 1.2. Cơ sở thực tiễn: Thực trạng việc học của học sinh học ở trường THPT hiện nay vẫn chưa được thực hành nhiều KẾ HOẠCH THỰC HÀNH MÔN SINH HỌC 10 STT 1 2 3 4 5 TÊN BÀI THỰC HÀNH Đa dạng thế giới sinh vật Thí nghiệm nhận biết một số thành phần hoá học của tế bào Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh Một số thí nghiệm về enzim Quan sát các kì của nguyên phân 6 7 8 Lên men Êtilic, lên men Lactic Quan sát một số vi sinh vật Tìm hiểu một số bệnh truyền nhiễm phổ biến ở địa phương 8 CHƯƠNG 2 THỰC HIỆN CÁC THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH TRONG CHƯƠNG TRÌNH SINH HỌC 10 Nhằm góp phần đổi mới phương pháp dạy học, nâng cao chất lượng dạy học thực hành Sinh học hiện nay, nội dung bài viết này đề xuất phương pháp dạy thực hành nhằm phát huy tính tích cực, chủ động của HS trong hoạt động học thực hành. 2.1 . Quy trình thực hiện các thí nghiệm: - Bước 1: Chuẩn bị bài dạy - Bước 2: Soạn giáo án: Trước khi tiến hành soạn giáo án thực hành, GV cần nghiên cứu các tài liệu liên quan đến các thí nghiệm sắp dạy. GV cần tiến hành thí nghiệm nhuần nhuyễn trước khi dạy cho HS để phát hiện những khó khăn phát sinh trong quá trình thực hiện thí nghiệm, kịp thời khắc phục, đồng thời nghiên cứu cải tiến thí nghiệm về dụng cụ, hóa chất, mẫu vật, cách tiến hành để đảm bảo thí nghiệm khả thi và thành công cao. Dự đoán những sai sót có thể xảy ra trong quá trình HS thực hiện thí nghiệm để kịp thời điều chỉnh cho HS thực hiện đúng hướng. Khi đã có quy trình chuẩn cho thí nghiệm, GV thiết kế giáo án thực hành. Giáo án cần nêu rõ mục tiêu, nguyên tắc thí nghiệm, chuẩn bị, phương pháp tiến hành thí nghiệm, cách thức tổ chức bài dạy thực hành, xây dựng hệ thống câu hỏi hình thành tư duy và kĩ năng thực hành cho HS, các tiêu chí đánh giá năng lực thực hành của HS (gồm kĩ năng, kết quả và tư duy thực hành). Để thuận lợi cho khâu tổ chức các hoạt động học tập, GV nên thiết kế bài giảng bằng file Power Point. Hoặc GV có thể thiết kế phiếu hướng dẫn thí nghiệm để phát cho HS tiện theo dõi, và tiết kiệm thời gian ghi chép trên bảng, dành nhiều thời gian hơn cho việc rèn luyện kĩ năng thực hành. Mẫu phiếu hướng dẫn thí nghiệm thường gồm các nội dung sau: • Tên thí nghiệm:… • Chuẩn bị:… 9 • Cách tiến hành:… • Một số lưu ý:… GV chuẩn bị phiếu trả lời thí nghiệm gồm các nội dung: kết quả thí nghiệm, giải thích cơ sở khoa học của thí nghiệm, trả lời các câu hỏi liên quan đến bài thực hành để phát cho HS hoàn thành. Đây chính là phương tiện để đánh giá kết quả thực hành và tư duy thực hành của HS. - Bước 3: Chuẩn bị dụng cụ, hóa chất, mẫu vật thực hành: Mỗi bài thực hành có thể gồm một hoặc một số thí nghiệm. Tùy vào thí nghiệm, GV chia nhóm HS cho hợp lí. GV cùng phụ tá thí nghiệm cần chuẩn bị dụng cụ, hóa chất, mẫu vật thực hành đúng, đủ và đảm bảo an toàn cho các nhóm HS và cho GV. Tùy vào điều kiện địa phương, nếu không có mẫu vật, dụng cụ, hoặc hóa chất giống như trong thí nghiệm yêu cầu, GV có thể cải tiến hoặc thay thế một cách sáng tạo nhưng vẫn phải đảm bảo ra đúng kết quả bài thực hành. - Bước 4: Dạy thí nghiệm thực hành • GV giới thiệu bài thực hành và tiêu chí đánh giá năng lực thực hành thí nghiệm của HS Bắt đầu bài dạy, GV giới thiệu nội dung buổi thực hành, các yêu cầu trong giờ thực hành và các tiêu chí đánh giá bài thực hành. Phần lớn hiện nay GV thường đánh giá kết quả thực hành của HS. Nhưng đánh giá kết quả thực hành không thì chưa đủ. Một phương pháp đánh giá đầy đủ, chính xác và toàn diện là đánh giá năng lực thực hành gồm kĩ năng thực hành thí nghiệm, kết quả thí nghiệm và tư duy thực hành. GV cần theo dõi sát sao quá trình làm thí nghiệm của HS để rèn luyện kĩ năng cho HS. Kĩ năng thực hành tốt thì kết quả thực hành mới tốt và chính xác. Tư duy thực hành là khả năng HS suy nghĩ, hình thành các bước tiến hành thí nghiệm trong tư duy để chứng minh vấn đề cần nghiên cứu trong thí nghiệm, dự đoán kết quả thí nghiệm và giải thích được kết quả thí nghiệm. Tư duy tốt thì kĩ năng thực hành và kết quả thực hành mới tốt. Ngoài ra thái độ thực hành cũng là một tiêu chí đáng phải quan tâm trong đánh giá. 10 Bảng tiêu chí đánh giá năng lực thực hành xây dựng cụ thể cho mỗi thí nghiệm càng cụ thể càng thuận lợi cho HS trong quá trình học cũng như cho GV trong khâu đánh giá. Qua đó HS làm việc một cách có định hướng, với mục tiêu rõ ràng, cụ thể. Khi thực hành xong rồi, HS có thể tự kiểm tra, tự đánh giá xem mình chưa hoàn thành tốt phần nào để kịp thời điều chỉnh, rút kinh nghiệm trong quá trình thực hành. Đối với GV, bảng tiêu chí đánh giá cho phép GV thấy rõ HS còn hạn chế ở kĩ năng nào để kịp thời bồi dưỡng và rèn luyện. Ví dụ: Xây dựng bảng tiêu chí đánh giá năng lực thực hành thí nghiệm co và phản co nguyên sinh ở tế bào thực vật. STT Tên nhó các m thành Kĩ năng thực hành Kết quả thực Thái độ và hành tư duy thực giá hành thí chung viên Kĩ Kĩ Kĩ năng Kết quả Ảnh năng năng gây co quan sát chụp làm lên nguyên tiêu bản hoặc tiêu kính sinh và tế bản tế và bào nghiệm Thái Tư phản co co bào bản dưới sinh và kết quả nguyên nghiệm sinh kính hiển vi Nhó m1 Nhó m2 Nhó 11 duy thực thực vẽ hành hành quan nguyên phản co thí sát độ Đánh Điểm m…  GV hướng dẫn HS hình thành thí nghiệm trong tư duy. Theo kết quả điều tra thực trạng dạy thực hành Sinh học ở nhiều trường THPT, phương pháp dạy học thực hành phổ biến là: đầu tiên, GV hướng dẫn HS các bước tiến hành thí nghiệm, sau đó HS tiến hành lần lượt theo các bước, cuối cùng đối chiếu kết quả thí nghiệm với kết quả mà GV yêu cầu. Những HS ra kết quả chưa chính xác ít có điều kiện được GV chỉ rõ mình đã tiến hành sai ở khâu nào, cách khắc phục như thế nào và cũng không có thời gian để thực hiện lại thí nghiệm cho chính xác. Nhìn chung với phương pháp này HS thực hiện thí nghiệm một cách máy móc, bị động, qua nhiều lần sai sẽ nản chí, giảm hứng thú với hoạt động thực hành. Để khắc phục hiện tượng trên, trước hết GV nên hướng dẫn HS tự hình thành thí nghiệm trong tư duy. Một khi các em đã hiểu cần phải làm gì trong thí nghiệm thì đến lúc thực sự bắt tay vào làm, các em sẽ rất chủ động trong các hoạt động của mình. Sau khi nhận được thí nghiệm, nhiệm vụ của HS là cần phải hình thành trong đầu cách thức thực hiện thí nghiệm như thế nào để chứng minh được vấn đề thí nghiệm yêu cầu. GV cần sử dụng hệ thống câu hỏi để dẫn dắt và định hướng HS tự thiết kế thí nghiệm. Ví dụ: hệ thống câu hỏi dẫn dắt để HS tự thiết kế thí nghiệm trong thí nghiệm co và phản co nguyên sinh. ? Nên dùng loại tế bào nào để làm đối tượng thí nghiệm? ? Tại sao tế bào biểu bì hành và thài lài tía lại là đối tượng phổ biến cho thí nghiệm? ? Hiện tượng co nguyên sinh xảy ra trong môi trường nào? Cơ chế của hiện tượng co nguyên sinh là gì? Muốn tiến hành phản co nguyên sinh ta làm như thế nào? ? Một số loại tế bào biểu bì không màu (trong suốt) nên khó quan sát hiện tượng co và phản co nguyên sinh. Làm thế nào để khắc phục hạn chế trên? Trên cơ sở đó, HS sẽ hình dung được rằng muốn tiến hành thí nghiệm co và phản co nguyên sinh, cần chuẩn bị tế bào biểu bì, đặt tế bào đó trong môi trường ưu trương để gây co nguyên sinh, sau đó đặt trong môi trường nhược trương để gây phản 12 co nguyên sinh. Đối với tế bào trong, không màu, nên nhuộm tế bào để quan sát rõ ràng hơn.  GV định hướng cho HS tự thiết kế thí nghiệm theo các bước sau:  Chuẩn bị thí nghiệm: mẫu vật, dụng cụ, hóa chất.  Tiến hành thí nghiệm.  Dự đoán kết quả thí nghiệm.  Giải thích tại sao lại thực hiện thí nghiệm như vậy? Các nhóm sẽ trình bày thí nghiệm tự thiết kế, đồng thời giải thích tại sao mình thực hiện như vậy, dựa trên cơ sở khoa học nào? GV và các nhóm khác nghe và nhận xét, góp ý. Trên cơ sở nhận xét, phân tích, đánh giá điểm thành công cũng như điểm hạn chế của các thí nghiệm HS đề xuất, cuối cùng GV và HS đi đến thống nhất về phương án thực hành tối ưu nhất. Lúc này GV mới phát cho HS phiếu hướng dẫn thí nghiệm. • HS thực hành thí nghiệm Các nhóm chính thức bắt tay vào thực hiện thí nghiệm. GV có thể khuyến khích một số nhóm làm thêm thí nghiệm theo ý tưởng ban đầu của mình để so sánh. Trong suốt quá trình HS thực hiện thí nghiệm, GV đi kiểm tra, kịp thời góp ý và chỉnh sửa, hoàn thiện kĩ năng thí nghiệm cho HS, đồng thời cũng hoàn thành bản đánh giá của mình. Trong quá trình thực hành, HS sẽ hoàn thành phiếu trả lời thí nghiệm. Phiếu trả lời thí nghiệm là một trong những phương tiện đánh giá của GV. • HS thảo luận và báo cáo kết quả Nhóm nào xong trước có thể giơ tay ra hiệu và mời GV cùng các nhóm khác đến quan sát, nhận xét. HS có thể vẽ hình hoặc chụp ảnh lại kết quả thí nghiệm để đính kèm với phiếu trả lời thí nghiệm. Qua đó, GV có tư liệu rõ ràng hơn để đánh giá. Sau khi tất cả các nhóm đã thực hành xong, GV tổ chức thảo luận. Các nhóm lần lượt báo cáo kết quả thí nghiệm. Nhóm nào ra kết quả chính xác, đẹp, có thể trưng bày cho các nhóm khác tham khảo. Đối với tiêu bản quan sát trên kính hiển vi, GV có 13 thể chụp ảnh mẫu tiêu bản qua kính, sau đó chiếu lên máy chiếu để cả lớp quan sát. Những nhóm ra kết quả chưa chính xác phải phát hiện được nhóm mình đã thực hiện sai sót ở khâu nào, hướng khắc phục ra sao. Nếu còn thời gian, nhóm đó có thể tiến hành lại để ra kết quả thành công hơn. Những nhóm làm đồng thời cả thí nghiệm do ý tưởng nhóm mình đề xuất cũng báo cáo so sánh ưu, nhược điểm của hai cách bố trí thí nghiệm. Sau khi thảo luận xong, tùy vào thí nghiệm, các nhóm hoàn thành phiếu trả lời thí nghiệm ngay tại lớp hoặc về nhà tiếp tục bổ sung rồi nộp lại cho GV. GV nhận xét giờ học, đánh giá chi tiết từng nhóm theo các tiêu chí: kết quả, kĩ năng và tư duy thực hành. Ngoài ra GV cũng nhận xét về ý thức và thái độ thực hành của HS, tuyên dương nhóm tích cực và thẳng thắn phê tình nhóm còn chưa tập trung, chú ý. Như vậy với phương pháp dạy thí nghiệm thực hành như trên, mặc dù thời gian dạy sẽ kéo dài hơn, đòi hỏi GV phải chuẩn bị công phu hơn, nhưng những lợi ích của thực hành Sinh học sẽ được phát huy. GV hình thành cho HS tư duy và kĩ năng thực hành chủ động, sáng tạo. Qua đó, với mỗi giờ thực hành HS sẽ thấy mình đang được trở thành những nhà nghiên cứu khoa học thực thụ, khi nhận được một thí nghiệm (tên đề tài nghiên cứu) được tự mình xây dựng giả thuyết khoa học, xây dựng các bước tiến hành thí nghiệm để giải quyết vấn đề, giải thích kết quả và nếu kết quả chưa thành công thì quay trở lại tìm ra sai sót ở khâu nào, tiếp tục tìm cách giải quyết và khắc phục sai sót. HS sẽ không chỉ trưởng thành hơn trong học tập, mà còn tăng khả năng giải quyết những vấn đề thực tiễn trong cuộc sống. 14 2.2 Các biện pháp hướng dẫn rèn luyện cho HS kỹ năng thực hành thí nghiệm một số thí nghiệm BÀI 1: NHẬN BIẾT MỘT SỐ THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA TẾ BÀO (10 NC) I. MỤC TIÊU: Sau khi học xong bài này học sinh có khả năng: - Nhận biết một số thành phần khoáng của tế bào như: K, S, P… - Nhận biết một số chất hữu cơ của tế bào như cacbohiđrat, lipit, prôtêin. - Biết cách làm một số thí nghiệm đơn giản II. CHUẨN BỊ: 1. Nguyên liệu Khoai lang, xà lách (hoặc đậu côve, cải bắp), sữa, dầu ăn, hồ tinh bột, lạc nhân, lòng trắng trứng, dứa tươi, gan lợn hoặc gan gà tươi, thịt lợn nạc. 2. Dụng cụ và hoá chất Ống nghiệm, đèn cồn, ống nhỏ giọt, cốc đong, thuốc thử Phêlinh, kali iôtđua, HCl, NaOH, , giấy lọc, nước cất, , amôn – magiê, dung dịch axit picric bão hoà, amôni ôxalat, cồn , nước lọc lạnh, nước rửa bát, chén, máy sinh tố, dao, thớt, vải màn hay lưới lọc, giấy lọc, que tre. III. CÁCH TIẾN HÀNH: 1. Xác định các hợp chất hữu cơ có trong mô thực vật và động vật: a. Nhận biết tinh bột: - Giã 50 g củ khoai lang trong chén sứ, hòa với 20 ml nước cất rồi lọc lấy 5ml dịch cho vào ống nghiệm 1. - Lấy 5 ml nước hồ tinh bột cho vào ống nghiệm 2. - Thêm vài giọt thuốc thử iốt vào cả hai ống nghiệm, đồng thời nhỏ vài giọt thuốc thử iôt lên phần cặn trên giấy lọc, quan sát sự đổi màu và giải thích. - Nhỏ thuốc thử Phêlinh vào ống nghiệm 2. Ghi màu sắc dung dịch và kết luận. b. Nhận biết lipit: - Nhỏ vài giọt dầu ăn, lên tờ giấy trắng - Nhỏ vài giọt nước đường lên tờ giấy trắng 15 - Quan sát và so sánh vết loang ở hai tờ giấy, giải thích. c. Nhận biết prôtêin: - Lấy một lòng trắng trứng + 0,5l nước + 3 ml dung dịch NaOH quấy đều. - Lấy 10 ml dung dịch này cho vào ống nghiệm. - Nhỏ vài giọt dung dịch CuSO4 rồi lắc ống nghiệm. - Quan sát hiện tượng xãy ra. 2. Xác định sự có mặt một số nguyên tố khoáng trong tế bào - Chuẩn bị dịch mẫu: + Lấy 10 gam thực vật (xà lách, đậu cô ve, cải bắp…) hoặc thịt lợn nạc cho vào cối sứ giã nhỏ với một ít nước cất, thêm 10 – 20ml nước cất rồi đun sôi khối chất thu được trong 10 – 15 phút; ép qua mảnh vải lụa (hoặc nhiều lớp vải màn). Lọc dịch thu được qua giấy lọc. + Thêm nước cất để thể tích được 20ml. Lấy 5 ống nghiệm (đánh số từ 1 đến 5), cho vào mỗi ống nghiệm 4ml dịch đã chuẩn bị ở trên. Xếp 5 ống lên giá thí nghiệm.  Thêm vào ống nghiệm 1 vài giọt thuốc thử bạc nitrat.  Thêm vào ống nghiệm 2 vài giọt thuốc thử bari clorua.  Thêm vào ống nghiệm 3 khoảng 4ml thuốc thử amôn – magiê.  Thêm vào ống nghiệm 4 khoảng 1ml dung dịch axit picric bão hoà.  Thêm vào ống nghiệm 5 vài giọt amôni ôxalat. Ghi kết quả ở 5 ống và nhận xét. IV. THU HOẠCH 1. Xác định các hợp chất hữu cơ có trong mô thực vật và động vật: Nhận biết tinh bột  iot nhỏ vào, chuyển sang màu xanh là tinh bột Nhận biết lipit nhỏ vào tờ giấy, sau thời gian mà thấy nó trong suốt là lipit Nhận biết prôtêin  lấy NaOH + một ít nước, sau đó cho vào mẫu cần xác định, cuối cùng cho một vài giọt CuSO4 rồi lắc ống nghiệm, nếu có kết tủa thì là protein 2. Xác định một số nguyên tố khoáng có trong tế bào Quan sát hiện tượng xảy ra ở 5 ống nghiệm và hoàn thành bảng sau: KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 16 Ống nghiệm 1. Dịch mẫu + Hiện tượng Đáy ống nghiệm tạo kết tủa Nhận xét – Kết luận Trong mô có ion Cl- kết hợp với ion nitrat bạc màu trắng, chuyển sang màu Ag+=> tạo AgCl 2. Dịch mẫu + đen sau một thời gian Đáy ống nghiệm tạo kết tủa Trong mô có SO42- nên đã k/hợp với Bariclorua màu trắng Ba2+ tạo BaSO4 3. Dịch mẫu + Đáy ống nghiệm tạo kết tủa Trong mô có PO43- nên đã tạo amôn magiê 4. Dịch mẫu + màu trắng Đáy ống nghiệm tạo kết tủa NH4MgPO4 Trong mô có K+ , tạo picrat kali axit picric 5. Dịch mẫu + hình kim màu vàng Đáy ống nghiệm tạo kết tủa Trong mô có Ca2+ , tạo kết tủa ôxalat amôni ôxalat màu trắng canxi (CaC2O4) màu trắng. 5. Nhận xét: - Kết quả các thí nghiệm mà HS làm chỉ thành công một vài thí nghiệm. - Hóa chất amôn magiê không có nên cũng không thể tiến hành thí nghiệm. THÔNG TIN BỔ SUNG: CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA BÀI THÍ NGHIỆM A. Nhận biết protein Kết tủa protein bằng muối trung tính (kết tuả thuận nghịch) + (NH4)2SO4 là muối trung tính, vừa có tác dụng trung hòa điện (các ion tác dụng tương hỗ với các nhóm tích điện trái dấu), vừa loại bỏ lớp vỏ hydrat của phần tử keo protein, do đó làm kết tủa protein. Phản ứng kết tủa này là kết tủa thuận nghịch, các protein khác nhau bị kết tủa ở các nồng độ muối khác nhau. + So với albumin, globulin có độ tan kém hơn nên kết tủa trước, khi hòa tan sẽ tan chậm hơn. Kết tủa protein bằng axit hữu cơ (Kết tủa không thuận nghịch) + TCA (tricloacetic acid) là một muối hữu cơ có tác dụng làm biến tính protein (thay đổi tính tan, hoạt tính sinh học, cấu trúc,...), khi đó protein bị đông tụ lại thành dạng keo không hòa tan (kết tủa không thuận nghịch). Các nhân tố khác cũng có thể gây 17 biến tính protein như nhiệt độ cao, axit vô cơ đặc, một số axit hữu cơ, kiềm đặc, muối kim loại nặng nồng độ cao,... + Phản ứng này được sử dụng rộng rãi trong thực tế để phát hiện hoặc loại bỏ protein khỏi dung dịch, phát hiện protein trong nước tiểu (độ nhạy lên tới 0,0015%). B. Nhận biết tinh bột, saccharid Phản ứng màu của tinh bột với iod + Amilose trong tinh bột có khả năng tương tác tạo phức với tinh bột, hình thành cấu trúc xoắn giữ các phân tử iod ở giữa (phức này có màu xanh đặc trưng). Sự tương tác này dễ dàng bị phá vỡ khi đun nóng. Phân biệt đường đơn (glucozơ) và đường đôi (sacarozơ ) + Phản ứng với thuốc thử Fehling, Benedict hay tráng gương đều là những phản ứng chứng minh glucose có tính khử, phân biệt glucose với sucrose. Phản ứng Benedict và tráng gương có thể thực hiện dễ dàng, hóa chất dễ chuẩn bị (chú ý tránh để AgNO 3 dây ra tay). Thuốc thử Fehling khó chuẩn bị (muối segnette). Khi thực hiện phản ứng tráng gương có thể thực hiện thêm với sucrose. Phản ứng với thuốc thử Fehling + Trong thuốc thử Fehling, muối tactrat có vai trò tạo phức với Cu 2+ tạo ion phức [Cu(C4H4O6)2]2– (khiến Fehling có màu xanh lơ) nhằm ngăn cản sự tạo thành kết tủa Cu(OH)2 trong thuốc thử. + Ống nghiệm I: khi tác dụng với glucose (HO–CH2–(CHOH)4–CH=O, có chứa gốc andehyte) hoặc các chất chứa gốc andehyte, thuốc thử này tạo kết tủa Cu 2O đỏ. Phản ứng xảy ra khi đun nóng: 2Na2[Cu(C4H4O6)2] + NaOH + R–CHO + H2O → Cu2O + R–COONa + 2H2C4H4O6 + 2Na2C4H4O6 + Ống nghiệm II: không tạo kết tủa vì sucrose (đường đôi) không có tính khử nên không có phản ứng với Fehling. 18 Sucrose: Phản ứng Benedict + Phản ứng xảy ra hoàn toàn tương tự như với thuốc thử Fehling. + Phản ứng này rất nhạy, chỉ cần sử dụng glucose 0,1% là đã tạo kết tủa Cu 2O đỏ gạch, tuy nhiên kết tủa lẫn với dung dịch màu xanh dương nên dung dịch chuyển sang màu xanh đậm. + Nếu sử dụng glucose 1% thì lượng kết tủa sinh ra lớn, sẽ nhìn thấy rõ kết tủa Cu2O (lẫn với màu xanh của dung dịch nên không thấy màu đỏ gạch mà chuyển sang đỏ nâu, gần như đen). Phản ứng tráng gương + Khi mới cho NH3 xảy ra phản ứng tạo và hòa tan kết tủa AgNO3 + NH3 + H2O → AgOH↓ + NH4NO3 AgOH + 2NH3 → [Ag(NH3)2]OH + Khi cho glucose 5% vào và đun nóng: HO – CH2 – (CHOH)4 – CH = O + 2[Ag(NH3)2]OH → HO – CH2– (CHOH)4– COONH4 + 2Ag↓ + 3NH3↑ + H2O C. Nhận biết lipid Thí nghiệm về sự nhũ tương hóa + Bình thường mỡ không hòa tan trong nước. + Khi có chất tạo nhũ tương (axit mật, xà phòng,...), mỡ bị phân ra thành các giọt nhỏ, gọi là hiện tượng nhũ tương hóa. Thí nghiệm chứng minh mỡ chứa gốc glyceryl (trong triglycerid) + Khi đun nóng dầu với chất lấy nước, glyceryl tự do được giải phóng, chất này mất nước tạo thành acrolein có mùi khét đặc biệt, dễ nhận biết: HO – CH2 – CHOH – CH2 – OH → CH2= CH–CH= O + H2O + Khi cho giấy lọc tẩm AgNO3/NH3 vào miệng ống sẽ xảy ra phản ứng tráng bạc: 19 CH2=CH–CH=O + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → CH2=CH–COONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag↓ * Chú ý: Nếu thay dầu lạc bằng lipid không chứa glyceryl (như sáp) thì sẽ không có phản ứng này. Phản ứng xà phòng hóa + Dưới tác dụng của kiềm NaOH, triglycerid bị xà phòng hóa + Khi thêm CaCl2 vào sẽ tạo thành kết tủa canxi của muối hữu cơ. Sự tạo thành axit béo tự do + Thêm H2SO4 vào dung dịch xà phòng, dung dịch trở nên đục do axit béo được tạo thành. 2R – COONa + H2SO4 → 2R – COOH + Na2SO4 Khi đun nóng, axit béo nổi lên trên bề mặt dung dịch. + Khi thêm NaOH vào ống nghiệm chứa axit béo xảy ra phản ứng trung hòa: R – COOH + NaOH → R – COONa + H2O + Khi dư NaOH, dung dịch có môi trường bazơ làm phenol phtalein không màu chuyển sang màu hồng. + Thêm dung dịch axit béo xảy ra phản ứng trung hòa NaOH dư làm màu hồng nhạt dần, tiến tới không màu. 6. Khó khăn: - Đối với HS: + Kết quả các thí nghiệm mà HS làm chỉ thành công một vài thí nghiệm. + Hóa chất amôn magiê không có nên cũng không thể tiến hành thí nghiệm. + Thao tác chua khéo léo để thành công. - Đối với GV: 20