Luận án Phát triển năng lực thực hành cho học sinh lớp 11 chuyên sinh

Đình Trung HÀ NỘI - 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Những số liệu sử dụng trong luận án là trung thực. Các kết quả rút ra từ luận án chưa từng được công bố. Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về công trình nghiên cứu này. Hà Nội, tháng năm 2021 Tác giả Nguyễn Thị Linh LỜI CẢM ƠN Luận án được hoàn thành tại Bộ môn Phương pháp dạy học Sinh học, Khoa Sinh học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội. Trong quá trình nghiên cứu tôi đã nhận được những sự giúp đỡ vô cùng quý báu của các tập thể và cá nhân. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Lê Đình Trung đã tận tâm giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong quá trình nghiên cứu, thực hiện đề tài. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể bộ môn Lí luận và Phương pháp dạy học Sinh học, Khoa Sinh học, Phòng sau đại học, Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm Hà Nội đã tạo mọi điều kiện cho tôi học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, các Thầy Cô giáo, các em học sinh ở trường Chuyên Biên Hòa - Hà Nam, trường THPT chuyên Trần Phú – TP Hải Phòng, trường THPT chuyên Lê Hồng Phong – TP Hồ Chí Minh đã tham gia vào quá trình khảo sát và thực nghiệm sư phạm. Tôi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp, gia đình và bạn bè đã luôn động viên, khuyến khích tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Hà Nội, tháng năm 2021 Tác giả Nguyễn Thị Linh MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN STT Chữ viết tắt Đọc là ĐV Động vật GV Giáo viên GDPT Giáo dục phổ thông HS Học sinh NL Năng lực NLTH Năng lực thực hành SGK Sách giáo khoa TV Thực vật THPT Trung học phổ thông TN Thực nghiệm DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1. Một số định nghĩa liên quan đến NLTH 7 Bảng 1.2. Cấu trúc NLTH Sinh học cho HS chuyên Sinh và các biểu hiện hành vi 23 Bảng 1.3. Kết quả điều tra về những nguyên nhân khiến HS chưa hứng thú với các bài TH Sinh học 31 Bảng 1.4. Kết quả điều tra mức độ sử dụng về nội dung và mức độ phù hợp của các bài TH trong chương trình chuyên Sinh 32 Bảng 2.1. Thống kê các yêu cầu kĩ năng TH trong một số bài thi IBO đối với các bài TH Sinh lý thực vật và Sinh lý động vật 42 Bảng 2.2. Xác định các kĩ năng TH Sinh học cần rèn luyện đối với HS chuyên Sinh 47 Bảng 2.3. Các phương thức thiết kế cấu trúc bài TH sử dụng trong dạy học theo hình thức dạy học TH của HS chuyên Sinh 55 Bảng 2.4. Xác định mục tiêu và kĩ năng TH cho các chủ đề dạy học TH trong chuyên đề Sinh lí TV 58 Bảng 2.5. Sắp xếp các bài TH trong chuyên đề Sinh lí TV thành hệ thống để sử dụng trong dạy học TH nhằm phát triển NLTH của HS chuyên Sinh 60 Bảng 2.6. Hệ thống bài TH chuyên đề Sinh lí ĐV sử dụng trong dạy học nhằm rèn luyện và phát triển các kĩ năng TH Sinh học cho HS chuyên Sinh lớp 11 79 Bảng 2.7. Các tiêu chí của các kĩ năng TH cần rèn luyện đối HS chuyên Sinh 88 Bảng 2.8. Các cấp độ biểu hiện hành vi trong các kĩ năng TH cần rèn luyện và phát triển đối với HS chuyên Sinh 89 Bảng 2.9. Lượng hóa mức độ đạt được của từng tiêu chí của các kĩ năng TH Sinh học đối với HS chuyên Sinh theo thang điểm 10 91 Bảng 2.10. Nguồn minh chứng đánh giá các kĩ năng TH Sinh học đối với HS chuyên Sinh 93 Bảng 3.1. Danh sách giáo viên tiến hành dạy học thực nghiệm 108 Bảng 3.2. Xếp loại học lực của 3 HS được theo dõi sự phát triển các kĩ năng TH Sinh học 109 Bảng 3.3. Các bài TH thực nghiệm và đánh giá NLTH Sinh học 111 Bảng 3.4. Công cụ đo, phương pháp đo 112 Bảng 3.5. Kết quả đánh giá định lượng các tiêu chí trong các kĩ năng TH Sinh học cần rèn luyện và phát triển cho HS chuyên Sinh lớp 11 114 Bảng 3.6. Kiểm định độ tin cậy của dữ liệu thu được 117 Bảng 3.7. Mức độ đạt được về kĩ năng đặt giả thuyết và đề xuất câu hỏi nghiên cứu 117 Bảng 3.8. Kết quả kiểm định sự sai khác về điểm trung bình cộng (Sktb) giữa các bài TH của các trường thực nghiệm 118 Bảng 3.9. Kết quả kiểm định Khi-bình phương (χ2) sự sai khác về điểm bài TH giữa các trường thực nghiệm 119 Bảng 3.10. Kết quả mức độ đạt được về kĩ năng mô tả thiết kế bài TH 119 Bảng 3.11. Kết quả kiểm định sự sai khác về điểm trung bình cộng (Sktb) giữa các bài TH của các trường thực nghiệm 120 Bảng 3.12. Kết quả kiểm định Khi-bình phương (χ2) sự sai khác về điểm bài TH giữa các trường thực nghiệm 121 Bảng 3.13. Mức độ đạt được về kĩ năng thực hiện các kĩ năng và phương pháp TH 121 Bảng 3.14. Kết quả kiểm định sự sai khác về điểm trung bình cộng (Sktb) giữa các bài TH của các trường thực nghiệm 122 Bảng 3.15. Mức độ đạt được về kĩ năng thu thập và xử lí kết quả thu được 123 Bảng 3.16. Kết quả kiểm định Khi-bình phương (χ2) sự sai khác về điểm kiểm tra giữa các trường thực nghiệm 123 Bảng 3.17. Kết quả kiểm định sự sai khác về điểm trung bình cộng (Sktb) giữa các bài TH của các trường thực nghiệm 124 Bảng 3.18. Kết quả kiểm định Khi-bình phương (χ2) sự sai khác về điểm TH giữa các trường thực nghiệm 125 Bảng 3.19. Kết quả mức độ đạt được về kĩ năng đưa ra phương án đánh giá hoặc đề xuất phương án thực nghiệm 125 Bảng 3.22. Kết quả đánh giá mức độ đạt được ở các tiêu chí của 3 HS trong quá trình dạy TN 125 Bảng 3.23. Cơ cấu HS chia theo mức độ đạt được về khả năng nhận thức tri thức khoa học Sinh học 133 Bảng 3.24. Kết quả kiểm định sự sai khác về điểm trung bình cộng (Sktb) giữa các bài kiểm tra của các trường thực nghiệm 134 Bảng 3.9. Kết quả kiểm định Khi-bình phương (χ2) sự sai khác về điểm kiểm tra giữa các trường thực nghiệm 135 DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ Biểu đồ 1.1. Kết quả điều tra về mục đích của việc học TH Sinh học đối với HS chuyên Sinh 29 Biểu đồ 1.2. Kết quả điều tra về yêu cầu của GV đối với công tác dạy học TH hiện nay 30 Biểu đồ 1.3. Kết quả điều tra về những khó khăn của GV trong quá trình dạy học phát triển NLTH Sinh học cho HS chuyên Sinh 33 Biểu đồ 1.4. Kết quả điều tra về mức độ sử dụng các công cụ đánh giá trong dạy học TH của GV chuyên 34 Biểu đồ 1.5. Kết quả điều tra về mức độ thành thạo các kĩ năng TH Sinh học hiện nay do HS tự đánh giá 35 Biểu đồ 1.6. Kết quả điều tra về mức độ thành thạo các kĩ năng TH Sinh học hiện nay của HS do GV đánh giá 35 Biểu đồ 3.1. Kết quả đánh giá định lượng các tiêu chí của các kĩ năng TH Sinh học cần rèn luyện và phát triển cho HS chuyên Sinh lớp 11 116 Biểu đồ 3.2a. So sánh sự phát triển của các kĩ năng ở 3 HS 129 Biểu đồ 3.2b. So sánh sự phát triển của từng kĩ năng ở 3 HS 131 Biểu đồ 3.3. Biểu đồ tần suất có gắn đường cong chuẩn phân phối điểm của 4 bài KT 133 Sơ đồ 1.1. Quá trình hình thành và phát triển NL cho HS 11 Sơ đồ 2.1. Định hướng rèn luyện NLTH Sinh học đối với HS chuyên Sinh 46 Sơ đồ 2.2. Quy trình xây dựng hệ thống bài TH 51 Sơ đồ 2.3. Các bước quy trình dạy học hình thành và phát triển NLTH Sinh học 73 MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Đổi mới chương trình và sách giáo khoa là một trong những định hướng đổi mới căn bản và toàn diện của ngành giáo dục, theo Nghị quyết 88/2014/QH13 của Quốc hội: “Đổi mới chương trình, sách giáo khoa giáo dục phổ thông nhằm tạo chuyển biến căn bản, toàn diện về chất lượng và hiệu quả GDPT; kết hợp dạy chữ, dạy người và định hướng nghề nghiệp; góp phần chuyển nền giáo dục nặng về truyền thụ kiến thức sang nền giáo dục phát triển toàn diện cả về phẩm chất và năng lực, hài hoà đức, trí, thể, mĩ và phát huy tốt nhất tiềm năng của mỗi học sinh.” [53]. Thực hiện các Nghị quyết của Đảng [5], Quốc hội và Thủ tướng Chính phủ [63], “chương trình GDPT 2018 được xây dựng theo định hướng phát triển phẩm chất và năng lực của HS; tạo môi trường học tập và rèn luyện giúp HS phát triển hài hoà về thể chất và tinh thần, trở thành người học tích cực, tự tin, biết vận dụng các phương pháp học tập tích cực để hoàn chỉnh các tri thức và kĩ năng nền tảng, có ý thức lựa chọn nghề nghiệp và học tập suốt đời”. Trong chương trình GDPT 2018, môn Sinh học góp phần hình thành và phát triển ở HS các NL chung, NL đặc thù và các phẩm chất chủ yếu. Sinh học là khoa học thực nghiệm, vì vậy thực hành, thí nghiệm là phương pháp dạy học then chốt và đặc trưng của môn học này. Năng lực tìm hiểu thế giới sống được phát triển chủ yếu thông qua thực hành và thực nghiệm [13]. Thực hiện các mục tiêu giáo dục trên, việc giúp GV xây dựng các kế hoạch dạy học cũng như kế hoạch bài dạy để phát triển NL của HS hiện đang được quan tâm nhiều. Mặt khác, giáo viên dạy các bộ môn khoa học như Sinh học hiện nay hầu như chỉ tập trung giảng dạy về lý thuyết, họ hiếm khi dạy học kiến thức mới hoặc tổ chức đánh giá các kiến thức, kĩ năng thông qua bài TH, cũng như ít cho HS giải quyết các vấn đề thực tiễn thông qua dạy học các bài TH thí nghiệm. Trong quá trình dạy học Sinh học đối với HS chuyên, để rèn luyện cho HS tính tích cực trong học tập và giáo dục lòng đam mê nghiên cứu khoa học thì cần tổ chức cho HS được tìm tòi, phát hiện kiến thức theo con đường nghiên cứu, tìm hiểu tri thức của các nhà khoa học; đồng thời phát triển được các NL phù hợp với phẩm chất của HS chuyên như: NL nhận thức Sinh học, NL giải quyết vấn đề và sáng tạo. Như vậy, việc dạy học TH trong Sinh học có tầm quan trọng để đáp ứng các mục tiêu dạy học theo chương trình GDPT và đặc biệt giúp quá trình dạy học chuyên Sinh đạt được hiệu quả cao. Từ những lí do trên, với mục tiêu đổi mới các phương pháp và hình thức tổ chức dạy học TH Sinh học và nhằm nâng cao hiệu quả dạy học Sinh học ở các trường THPT chuyên, chúng tôi chọn đề tài “Phát triển năng lực thực hành cho học sinh lớp 11 chuyên Sinh”. 2. Mục đích nghiên cứu Căn cứ vào nội dung, chương trình chuyên Sinh THPT theo định hướng hình thành và phát triển NL của HS trong chương trình GDPT hiện nay và chương trình GDPT 2018 để xây dựng hệ thống các bài TH phần Sinh học cơ thể để tổ chức dạy học TH cho HS chuyên Sinh lớp 11 nhằm phát triển NLTH Sinh học cho HS, góp phần nâng cao hiệu quả dạy học. 3. Đối tượng và khách thể nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: NLTH Sinh học; Quy trình xây dựng và dạy học bài TH; Bộ tiêu chí và công cụ đánh giá NLTH Sinh học của HS chuyên Sinh lớp 11. - Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học TH Sinh học 11 ở trường THPT chuyên. 4. Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng hệ thống bài TH theo cấu trúc NLTH Sinh học và tổ chức dạy học các bài TH theo logic đó thì sẽ rèn luyện và phát triển được NLTH Sinh học cho HS chuyên Sinh, qua đó góp phần nâng cao hiệu quả dạy học. 5. Nhiệm vụ nghiên cứu 5.1. Nguyên cứu tổng quan về dạy học TH và phát triển NLTH trong dạy học Sinh học ở Việt Nam và trên thế giới. 5.2. Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực trạng phát triển NLTH Sinh học cho HS trong dạy học Sinh học ở trường THPT chuyên. 5.3. Phân tích chương trình và yêu cầu các kĩ năng TH Sinh học lớp 11 chuyên Sinh hiện hành của Bộ GD&ĐT, các yêu cầu trong các kì thi HS giỏi quốc gia và quốc tế phần TH làm cơ sở cho việc xây dựng và sử dụng các bài TH chuyên Sinh theo hướng phát triển NL dựa trên cấu trúc NLTH Sinh học. 5.4. Đề xuất quy trình xây dựng hệ thống bài TH Sinh học cho HS lớp 11 chuyên Sinh. 5.5. Thiết kế quy trình sử dụng các bài TH trong dạy học Sinh học theo định hướng hình thành và phát triển NLTH Sinh học cho HS chuyên Sinh. 5.6. Xây dựng tiêu chí và các minh chứng để rèn luyện và đánh giá NLTH Sinh học dùng cho HS lớp 11 chuyên Sinh. 5.7. Thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng giả thuyết khoa học của luận án. 6. Phương pháp nghiên cứu 6.1. Các phương pháp nghiên cứu lý luận: Phân tích, tổng hợp, hệ thống hóa, khái quát hóa tài liệu từ các nguồn tư liệu để xác định cơ sở lý luận cho đề tài. 6.2. Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn: * Phương pháp quan sát: quan sát thực trạng các hoạt động dạy học TH trong các giờ Sinh học, điều kiện dạy và học TH của GV và HS ở các trường THPT chuyên. * Phương pháp điều tra: - Phỏng vấn trực tiếp và điều tra bằng bảng hỏi GV, HS, các chuyên gia giáo dục nhằm thu thập thông tin về các PPDH, NL học tập và ý thức học tập của HS, làm sáng tỏ cho những nhận định khách quan về kết quả nghiên cứu. - Điều tra mức độ đạt được về các kĩ năng TH Sinh học của HS chuyên Sinh bằng các bảng tham chiếu, rubrics. 6.3. Phương pháp chuyên gia: - Trao đổi, lấy ý kiến đóng góp của các chuyên gia trong lĩnh vực PPDH về các nội dung: Khái niệm về NLTH Sinh học; hệ thống các bài TH được bổ sung và hoàn thiện, quy trình xây dựng và sử dụng bài TH, bộ tiêu chí, công cụ đánh giá NLTH Sinh học dùng cho HS chuyên Sinh lớp 11, việc tiến hành tổ chức thực nghiệm ở các trường THPT chuyên. - Trao đổi, lấy ý kiến và rút kinh nghiệm với các GV tham gia dạy thực nghiệm về nội dung thực nghiệm, cách thức tổ chức dạy thực nghiệm, thời điểm đánh giá các kĩ năng TH của HS chuyên theo quy trình tổ chức dạy học TH. 6.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm: nhằm khẳng định tính đúng đắn, tính khả thi của giả thuyết khoa học đề tài đã đặt ra bằng cách lựa chọn đối tượng thực nghiệm, chuẩn bị các nội dung dạy học và tiến hành dạy học thực nghiệm. 6.5. Phương pháp thống kê toán học: để xử lý các số liệu thu được bằng phần mềm SPSS 2.0 nhằm rút ra những kết luận khoa học, khách quan. 7. Những đóng góp mới của đề tài 7.1. Hệ thống hóa được cơ sở lý luận và thực tiễn của quá trình dạy học theo định hướng rèn luyện và phát triển NLTH nói chung và NLTH Sinh học ở THPT chuyên nói riêng. 7.2. Xác định được cấu trúc của NLTH Sinh học trong dạy học TH. Phân tích được biểu hiện của các kĩ năng thành phần trong NLTH Sinh học của HS chuyên Sinh cần rèn luyện dưới dạng các tiêu chí/hành vi/ thao tác của các kĩ năng TH Sinh học cần rèn luyện và phát triển đối với HS chuyên. 7.3. Xây dựng quy trình và thiết kế được hệ thống các bài TH phần Sinh học cơ thể lớp 11 trong chương trình chuyên Sinh để tổ chức dạy học theo hướng phát triển NL. 7.4. Xây dựng được quy trình sư phạm và tổ chức dạy học các bài TH Sinh học theo định hướng phát triển NLTH cho HS chuyên Sinh qua từng kĩ năng riêng biệt. 7.5. Xây dựng được bộ tiêu chí và các minh chứng đánh giá NLTH Sinh học dùng cho HS lớp 11 chuyên Sinh qua từng kĩ năng riêng biệt. 7.6. Các giáo án dạy học các bài TH chuyên đề Sinh lí TV và ĐV để tổ chức dạy thực nghiệm HS chuyên Sinh lớp 11 THPT theo hướng phát triển các kĩ năng TH đã được đề xuất. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Lược sử nghiên cứu về thực hành và phát triển năng lực thực hành 1.1.1. Trên thế giới Từ đầu thế kỷ 19, các nhà giáo dục đã có những thay đổi về tư tưởng dạy học, chuyển từ dạy học giúp HS ghi nhớ kiến thức sang xu hướng hình thành khả năng giải quyết vấn đề cho người học bằng cách bồi dưỡng tư duy, khả năng phản biện [61]. Đến những năm 1970, khái niệm dạy học theo định hướng hình thành NL (Giáo dục dựa trên năng lực) cho người học đã xuất hiện ở Mỹ. Đối với phương thức giáo dục này, quá trình dạy học thực sự trở thành khoa học khi lượng hóa được mức độ hình thành kiến thức, kĩ năng và thái độ của người học trong các chương trình giáo dục [92]. Nghiên cứu của De Ketele năm 1995 đã đưa ra khái niệm NL “là một tập hợp trật tự các kĩ năng (các hoạt động) tác động lên các nội dung trong một loại tình huống cho trước để giải quyết các vấn đề do tình huống này đặt ra” [76]. Theo định nghĩa này NL gồm 3 thành tố cơ bản, đó là: nội dung, kĩ năng và tình huống. Trong một số các tài liệu về dạy học, các tác giả đã khẳng định vai trò quan trọng của hoạt động TH thí nghiệm trong quá trình dạy học, phương pháp TH quan sát và thí nghiệm là một hoạt động cần thiết. Quan điểm của J.AComenxki (1592-1670) là: “Sẽ không có gì trong trí não nếu như trước đó không có gì trong cảm giác”[19]; dạy học phải bắt đầu từ sự quan sát trực tiếp sự vật sau đó mới tiến hành giải thích các sự vật đã quan sát được. Theo logic đó, để đem lại hiệu quả giúp HS nắm vững tri thức và sâu sắc thì nguyên tắc trực quan là quan trọng [73]. Đến V.G.Benxki (1811-1848), ông đã đưa ra tư tưởng dạy học TH trên cơ sở gắn với tư tưởng dạy học phát triển [1]. Nhà giáo dục học B.P.Exipop nhấn mạnh đối với môn Sinh học: “Không thể hình dung việc giảng dạy Sinh học trong nhà trường mà lại không có quan sát, không có thí nghiệm TH”[3]. Những quan điểm này được coi là định hướng cho dạy học Sinh học, đó là khẳng định vai trò của dạy TH trong công tác giảng dạy Sinh học. M.H.Secmaep (1970) cho rằng: “Chất lượng phương tiện trực quan gắn liền với chất lượng sử dụng nó có hiệu quả của GV để phương tiện trực quan có thể đạt hiệu quả giảng dạy và giáo dục cao” [45]. T.A.Ilina trong cuốn “Giáo dục học” nhấn mạnh vai trò của các hoạt động TH đối với con đường nhận thức của người học khi cho rằng: “ Thực tiễn chính là cơ sở để kiểm nghiệm chân lí của kiến thức lí luận. Khái quát ngắn gọn quá trình hình thành, phát triển của kĩ năng, kĩ xảo học tập gắn liền với các hoạt động TH mà HS bắt buộc phải thực hiện trong suốt quá trình học tập”[70]. Trong tài liệu “Phát triển tư duy học sinh” của M. Alecxêep năm 1976 đã khẳng định ý nghĩa của hoạt động TH trong dạy học là giúp HS tìm hiểu lý thuyết đã học, từ đó phát triển khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn [1]. Năm 2011, Rorbert J. Mazano trong quyển “Nghệ thuật và khoa học dạy học” đã nghiên cứu và cho rằng thông qua thực hiện các giai đoạn của TH giúp người học có thể học được lý thuyết và hình thành kiến thức [54]. Vấn đề TH trong “Các phương pháp dạy học hiệu quả” (2011, bản dịch) cũng được Robert J. Marzano, Debra J. Pickering và Jane E. Pollock coi là những công cụ dạy học hiệu quả và cần thiết cho việc học bất cứ một loại kiến thức nào[56]. Phương pháp dạy học TH đã được chú trọng trong quá trình dạy học. Trong quyển “Phát triển tư duy HS” của tác giả M.Alêcxêep (1976) cũng đã nhận định phương pháp TH là một trong các biện pháp để phát triển tư duy lôgic, biện chứng cho người học [1]. Hướng nghiên cứu về rèn luyện, phát triển kĩ năng TH cho HS, sinh viên trong dạy học đã được thực hiện từ khá sớm trong công trình của X.I.Kixegov, “Hình thành các kĩ năng và kĩ xảo sư phạm cho sinh viên trong điều kiện của nền giáo dục đại học”, ông và các cộng sự đã thiết kế, phân chia 50 kĩ năng TH và thực tập sư phạm cần thiết nhất [18]. Theo Robert J. Sternberg (2000), sáng tạo trong TH đòi hỏi một sự phản ứng liên quan đến cả tình cảm lẫn tư duy, thái độ sáng tạo và khả năng nhận thức. Theo đó, khả năng nhận thức và thái độ có vai trò quan trọng trong sáng tạo TH, là một cấp độ cao của NLTH [54]. Theo nghiên cứu của Woolnough, công tác dạy học TH hiện nay chưa được quan tâm đúng mức ở các trường trung học (Miller & Kastens, 2018) [86], đây là một phần của hiện trạng dạy học các môn khoa học ở một số nước ASEAN. Một số các nhà nghiên cứu cho rằng, mục tiêu dạy học TH trong nhà trường chưa đạt được theo yêu cầu là do thiếu những nghiên cứu đầy đủ về hoạt động này (Muhlisin, 2019) [88]. Nghiên cứu của Lin Zhang cho thấy điều kiện dạy học TH ảnh hưởng đến việc học tập của HS về sự truyền đạt kiến thức và lý luận. Khi kiểm tra khả năng tiếp thu kiến thức của HS cho thấy, nếu có sự gắn kết giữa học lý thuyết và TH thì năng lực tư duy của HS sẽ tăng lên (Zhang, 2018)[93]. Các tài liệu gần đây đã nghiên cứu về việc hình thành các kĩ năng khoa học và TH Sinh học một cách khá cụ thể. Có nhiều các quan niệm về NLTH: các quá trình TH luôn có vai trò làm tăng khả năng tư duy sáng tạo và thành tích học tập của HS được nâng cao (Muhlisin và cộng sự, 2018) [88]. Một số nghiên cứu ở Anh (OCR, 2018) giải thích khả năng nhận thức tri thức khoa học gắn liền với việc rèn luyện các kĩ năng TH một cách có hệ thống [89]. Một số tác giả khác coi NLTH như một thành tố của “NL khoa học” (E. Etkina, 2002) [83]. Các nghiên cứu từ EU khẳng định, NLTH chính là khả năng HS làm TH, thí nghiệm (Metzger,2014) [85], [91]. Những quan điểm trên được mô tả tóm tắt trong bảng 1.1. Trong bảng này, có thể nhận thấy một số điểm chung và điểm khác biệt ở một số tiêu chí cơ bản. Chúng tôi sử dụng một số kĩ năng từ các tác giả này để xây dựng các biểu hiện hành vi của NLTH để phù hợp với HS chuyên Sinh. Bảng 1. Một số định nghĩa liên quan đến NLTH OCR Etkina,2002 Metzger,2014 Kĩ năng thực hành NL khoa học NL thí nghiệm Nội hàm của định nghĩa Khả năng nhận thức tri thức được thực hiện qua hàng loạt thao tác TH. Mô tả một số thủ tục, quy trình, và phương pháp quan trọng nhất mà các nhà khoa học sử dụng khi xây dựng kiến thức và giải quyết các vấn đề thí nghiệm TH Đề cập đến các vấn đề chỉ được thực hiện bằng thao tác, kĩ thuật để giải quyết một nhiệm vụ khoa học. Các yếu tố cấu thành/ chỉ báo/ hành vi a) Áp dụng các phương pháp điều tra và các phương pháp TH. b) Sử dụng an toàn và chính xác các trang thiết bị. c) Thực hiện theo hướng dẫn. d) TH, ghi lại quan sát và đo. e) Ghi lại những hoạt động thí nghiệm. f) Trình bày thông tin và dữ liệu một cách khoa học. g) Sử dụng thích hợp các công cụ để xử lý dữ liệu, thực hiện nghiên cứu và báo cáo phát hiện được h) Sử dụng nghiên cứu online và offline bao gồm các trang web, sách giáo khoa và khoa học có nguồn thông tin i) Trích dẫn chính xác nguồn thông tin sử dụng một hoặc nhiều loại thí nghiệm và dụng cụ TH. a) Trình bày quy trình thực hiện theo nhiều cách thức. b) Phân tích, giải thích và kiểm tra định tính, hoặc định lượng. c) Khả năng đưa ra nhận xét định tính hoặc định lượng mối quan hệ. d) Thiết kế một thực nghiệm điều tra. e) Thu thập và phân tích dữ liệu. f) Đánh giá thí nghiệm, dự đoán và đưa ra kết quả kèm nhận xét. a) Tiến hành quan sát, đo đạc theo tỉ lệ. b) Điều tra khoa học. c) Thực nghiệm so sánh. d) Xây dựng phương án giải quyết vấn đề. e) Thực hiện phương án với từng biểu hiện cụ thể mang tính logic. Bên cạnh đó, trong tài liệu hướng dẫn khóa học về khoa học của IGCSE của Đại học Cambridge [81] đã xác định các kĩ năng khoa học là phần trọng yếu trong khóa học cho bất kì ngành khoa học hiện đại nào và cần thiết như nhau đối với tất cả các ngành khoa học thực nghiệm. Họ chia các kĩ năng này thành 4 nhóm: - Kĩ năng sử dụng các kĩ thuật, thiết bị và nguyên vật liệu TH thí nghiệm: người học sẽ có thể sử dụng các thiết bị khoa học và thực hiện các kỹ thuật cho một nhiệm vụ TH, thí nghiệm theo các bước chỉ dẫn của giáo viên hoặc của một nội dung công việc thực tế qua phiếu học tập. - Kĩ năng thực hiện kế hoạch TH thí nghiệm: thực hiện các thao tác hợp lí để làm thí nghiệm qua các bước cụ thể. Sau đó tiến hành quan sát và đo đạc một cách chính xác, khách quan để thu thập kết quả. - Kĩ năng đánh giá kết quả thu thập được: tiến hành xử lý các dữ liệu thu thập, phân tích kết quả nghiên cứu và rút ra kết luận. - Kĩ năng đưa ra phương án điều tra, đánh giá các phương pháp và đề xuất cải tiến các bài TH thí nghiệm: tự xây dựng thí nghiệm của mình để kiểm chứng một giả thuyết cụ thể, từ đó tiến hành điều chỉnh các kế hoạch TH thí nghiệm đã thực hiện. Theo tổ chức giáo dục QAAHE (2007) [78] NLTH Sinh học gồm 6 kĩ năng cơ bản: (1) Các kĩ năng chung của một nhà Sinh học: Có khả năng đánh giá về sự thích nghi và đa dạng của thế giới sống; Có thể đọc và đánh giá các tài liệu Sinh học một cách khoa học, cụ thể; khả năng truyền đạt chính xác và rõ ràng các vấn đề Sinh học bằng cả viết và nói; Sử dụng được nhiều phương pháp nghiên cứu Sinh học; Có khả năng suy nghĩ độc lập, thiết lập các kế hoạch cá nhân và giải quyết các tình huống; (2) Các kĩ năng tư duy: Nhìn nhận và áp dụng các nguyên lý, quan điểm và lý thuyết Sinh học; Phân tích, tổng hợp, tổng kết các thông tin có tính quyết định; Có được các bằng chứng để xây dựng và thử nghiệm giả thuyết; Nhận ra và giải thích các tình huống thuộc vấn đề đạo đức trong nghiên cứu Sinh học. (3) Các kĩ năng TH thí nghiệm và quan sát: Tiến hành được các kĩ thuật phòng thí nghiệm đồng thời hiểu nguyên lí vận hành chúng; Thực hiện các hoạt động TH một cách an toàn, có trách nhiệm và hợp pháp, quan tâm đúng mức về các khía cạnh đạo đức Sinh học; Thiết kế kế hoạch, thực hiện và lập báo cáo về các điều tra Sinh học; Thu thập và đánh giá các dữ liệu thu được trong thực địa và trong phòng thí nghiệm. (4) Kĩ năng thông tin và truyền thông IT. (5) Kĩ năng hợp tác và hoạt động nhóm. (6) Kĩ năng tự quản lý và phát triển nghề. Chúng tôi cho rằng 6 nhóm kĩ năng này tương đối phù hợp với cấu trúc và thành phần của NLTH Sinh học. Đặc biệt đối với HS chuyên, ngoài việc rèn luyện các NLTH Sinh học giống như các HS khác, việc hình thành kĩ năng tư duy và làm việc như một nhà nghiên cứu Sinh học là rất quan trọng. Theo xu thế cách mạng công nghiệp 4.0 và mục tiêu của chương trình giáo dục môn Sinh học, các kĩ năng về truyền thông, IT, làm việc hợp tác hay phát triển nghề là yêu cầu cấp thiết. 1.1.2. Ở Việt Nam - Tác giả Trần Bá Hoành đã phân biệt kĩ năng và NL: “Kĩ năng là khả năng vận dụng những tri thức thu nhận được trong một lĩnh vực nào đó vào thực tiễn. Kĩ năng có tính riêng lẻ, cụ thể, còn NL có tính tổng hợp khái quát. Đáng chú ý là, kĩ năng và NL đều là sản phẩm của quá trình đào tạo, rèn luyện (bao gồm cả tự đào tạo, tự rèn luyện) và trong dạy học cần tạo nhiều cơ hội để hình thành và phát triển kĩ năng cho HS bằng cách đa dạng hóa các hoạt động trong dạy học. Trong dạy học Sinh học cần phát triển cho HS các NL nhận thức và NL hành động. Để làm được điều đó, GV cần phải có NL hướng dẫn gợi mở, tổ chức cho HS phát hiện vấn đề, giải quyết vấn đề bằng tư duy trừu tượng và cả bằng hoạt động thực tiễn” [29]. - Có nhiều hướng nghiên cứu về hình thành các kĩ năng và NL cho người học được nhiều tác giả quan tâm. Con đường hình thành và phát triển NL được tác giả Đinh Quang Báo (2012) nghiên cứu một cách đầy đủ và phù hợp [7]. Quá trình này có thể được mô tả theo sơ đồ 1.1. Chủ đề học tập Cấu trúc NL Dạy học tích hợp các lĩnh vực kiến thức, kĩ năng, thái độ. Hình thành và phát triển NL người học Mục tiêu, nội dung, phương pháp, hình thức dạy học Đánh giá NL Sơ đồ 1.1. Quá trình hình thành và phát triển NL cho HS - Đường phát triển NL được các nhà nghiên cứu xây dựng để thể hiện các mức độ phát triển NL cần hoặc đã đạt của người học. Theo nghiên cứu của Lê Đình Trung và Phan Thị Thanh Hội, “NL là cái có thể, còn kĩ năng là sự biểu hiện của NL ở các mức độ khác nhau trong hoàn cảnh nhất định; đường phát triển NL được mô tả căn cứ vào các hành vi (tiêu chí) của mỗi kĩ năng/NL thành phần” [64]. Căn cứ vào đường phát triển NL chung để GV xây dựng đường phát triển NL cho từng HS để từ đó xây dựng kế hoạch dạy học cá thể hóa một cách phù hợp. Về mặt lí thuyết, đường phát triển NL là một đường thẳng tăng dần theo tuyến tính. Nếu như mỗi NL thành phần được phân ra càng chi tiết thì các đường gấp khúc trở nên càng nhẵn. Tuy nhiên, trong thực tế, mức độ hình thành và phát triển các kĩ năng thành phần ở mỗi người học là khác nhau, do vậy để đạt được mức độ cao nhất ở mỗi NL thì đường phát triển của mỗi HS là không giống nhau [65]. - Vai trò của dạy học TH đã được đề cập khá rõ ràng trong các tài liệu. Trong các cuốn “Giáo dục học” của các tác giả Hà Thế Ngữ, Đặng Vũ Hoạt (1987), Thái Duy Tuyên (2001) và Phạm Viết Vượng (2008) đã khẳng định mối quan hệ giữa lí luận với thực tiễn, từ đó chỉ ra sự thống nhất giữa học lý thuyết và TH, cho thấy mối sự liên hệ giữa giáo dục trong nhà trường và hoạt động thực tiễn ngoài xã hội. Các tác giả cho rằng giáo dục không chỉ có vai trò đào tạo những con người nắm vững tri thức mà còn cần có sự gắn kết giữa kiến thức đã học với TH. Ưu điểm của phương pháp TH là hình thành kĩ năng, kĩ xảo lao động; củng cố mối liên hệ lí thuyết với thực tiễn; gây hứng thú cho HS, giúp các em nhớ bài lâu. Phương pháp dạy học TH là nhóm phương pháp GV tổ chức cho HS luyện tập ứng dụng kiến thức vào thực tế, gồm: phương pháp làm bài tập, phương pháp thí nghiệm, phương pháp TH và phương pháp trò chơi[48];[68];[72]. Trong cuốn “Đổi mới phương pháp dạy học, chương trình và sách giáo khoa” của Trần Bá Hoành, khi đề cập đến các nhóm phương pháp dạy học TH, tác giả đã đưa ra 3 nhóm và sắp xếp theo mức độ “tích cực” tăng dần là: phương pháp dùng lời, phương pháp trực quan và phương pháp [29]. - Một số các nghiên cứu của Trần Thị Hương (2005), Trần Trung Kiên, Trần Thị Tuyết Oanh (2011) đã khẳng định về vai trò của các bài TH trong giáo dục học đối với mục tiêu rèn luyện NL của HS. Các tác giả đã có những nghiên cứu cụ thể và đầy đủ về bài TH trong hoạt động giảng dạy như khái niệm, mô tả cấu trúc chung và đưa ra các loại bài TH [30]. - Trong các tài liệu giáo dục bộ môn, các nghiên cứu về phát triển NL cho HS ngày càng được chú trọng, trong đó các vấn đề về vai trò, quy trình tổ chức, sử dụng và việc cải tiến các bài TH thí nghiệm cho HS trong dạy học có thể coi là cơ sở trong nghiên cứu về dạy học rèn luyện NLTH đối với HS chuyên: Các tác giả Nguyễn Quang Vinh và Bùi Văn Sâm (1986) bằng phương pháp dạy học thí nghiệm tương tự quy trình nghiên cứu theo hướng tìm hiểu, phát hiện ra cái mới, tuy không mới cho khoa học nhưng mới đối với bản thân HS [73]. Nghiên cứu về dạy học kiến thức SLTV, tác giả Nguyễn Vinh Hiển (2003) đưa ra quy trình gồm 5 bước và cho rằng cần kích thích óc tưởng tượng, sáng tạo của HS thông qua hoạt động nêu giả thuyết, thiết kế thí nghiệm trước khi các em tiến hành thí nghiệm kiểm tra, qua đó HS có thể thực hiện thí nghiệm một cách tích cực [27]. Tác giả Vũ Thị Minh Huệ (2012) khi đề cập đến “Thí nghiệm TH trong dạy học môn Sinh học THPT” đã đi sâu phân tích 2 loại bài thí nghiệm sử dụng trong dạy học là nghiên cứu và thực hành. Thí nghiệm nghiên cứu được biểu diễn theo logic nghiên cứu giúp HS rèn luyện và phát triển các kĩ năng khoa học; Thí nghiệm TH do HS tự tiến hành theo hướng dẫn của GV, thí nghiệm TH sử dụng để hình thành kiến thức mới gọi là thí nghiệm TH – nghiên cứu, hoặc sử dụng để hoàn thiện lý thuyết đã học và rèn luyện kĩ năng gọi là thí nghiệm TH – củng cố, do đó thí nghiệm TH cho phép HS đi sâu tìm hiểu các vấn đề cụ thể về cấu trúc, cơ chế Sinh học [34]. Thực hiện các bài tập thí nghiệm cũng là một trong các biện pháp dạy học TH theo hướng tích cực. Phan Đức Duy (2012) đã nhận định rõ bài tập thí nghiệm Sinh học là một trong những công cụ có vai trò rèn kĩ năng tư duy và phát triển các NL giải quyết vấn đề và nghiên cứu khoa học cho HS [22]. Cũng theo Phan Đức Duy, thông qua bài tập TH thí nghiệm có thể rèn các kĩ năng tư duy như: kĩ năng phân tích, so sánh, phán đoán, đồng thời giúp HS r... chuyên Sinh. - Mức độ phù hợp của chương trình dạy học TH Sinh học hiện nay đối với HS chuyên Sinh về nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức dạy học và hoạt động đánh giá trong quá trình dạy TH Sinh học của GV dạy chuyên Sinh. - Nhận thức của GV về dạy học phát triển NLTH Sinh học đối với HS chuyên và thực trạng về mức độ thực hiện các kĩ năng TH Sinh học của HS chuyên Sinh. 1.3.3. Phương pháp nghiên cứu Thiết kế các phiếu điều tra cho GV và cho HS dựa trên các nội dung cần điều tra và tiến hành điều tra để thu thập kết quả (phụ lục 1). 1.3.4. Đối tượng điều tra và phạm vi nghiên cứu - Chúng tôi tiến hành điều tra trên: + Tổng số 318 HS lớp 10 và lớp 11 ở 5 trường THPT chuyên trong năm học 2017 – 2018, gồm: “Trường Nguyễn Trãi – Tỉnh Hải Dương, Trần Phú- Thành phố Hải Phòng, Phan Bội Châu - Tỉnh Nghệ An, Biên Hòa – Tỉnh Hà Nam, Lê Hồng Phong – Thành phố Hồ Chí Minh”, cụ thể như sau: + Tổng số 92 GV chuyên giảng dạy môn Sinh học cấp THPT của 22 trường, mỗi trường 3 – 5 GV, gồm các trường: “Nguyễn Tất Thành -Yên Bái, Vùng cao Việt Bắc – Thái Nguyên, Lào Cai, Lê Quý Đôn – Điện Biên, Tuyên Quang, Bắc Giang, Hưng Yên, Lương Văn Tụy – Ninh Bình, Biên Hòa – Hà Nam, Vĩnh Phúc, Thái Bình, Hạ Long- Quảng Ninh, Trần Phú – Hải Phòng, Nguyễn Trãi – Hải Dương, Phan Bội Châu – Nghệ An, Nguyễn Bỉnh Khiêm – Quảng Nam, Lê Thánh Tông – Quảng Nam, Lê Quý Đôn – Đà Nẵng, Lê Quý Đôn- Bình Định, Lê Hồng Phong – TP HCM, Hùng Vương- Bình Dương, Bình Long – Bình Phước” 1.3.5. Kết quả điều tra 1.3.5.1. Nhận thức của GV và HS về vai trò của dạy học TH Sinh học trong chương trình chuyên - Trước tiên, chúng tôi xem xét thái độ của HS chuyên Sinh đối với việc học TH Sinh học. Kết quả điều tra cho thấy, HS chuyên rất tích cực đối với việc học TH Sinh học, cụ thể: rất thích (92/318, chiếm 29%), thích (157/318, chiếm 49%), bình thường (28/318, chiếm 9%) và không thích (41/138, chiếm 13%). Như vậy, HS chuyên thích học TH là do bản thân các em rất yêu thích môn học và thích học thông qua TH. Đây là cơ sở và nền tảng phù hợp cho hoạt động dạy học phát triển NLTH Sinh học. Khi điều tra về mục đích của việc học TH Sinh học đối với HS, kết quả được được thể hiện trong biểu đồ 1.1 Biểu đồ 1.1. Kết quả điều tra về mục đích của việc học TH Sinh học đối với HS chuyên Sinh Số liệu trên cho thấy, phần lớn HS chuyên (45%) cho rằng việc học TH của các em là giúp minh họa và hiểu rõ hơn các kiến thức đã học và 15% HS muốn học TH có thể rèn luyện các kĩ năng và thao tác trong phòng TN, chứ chưa lưu tâm đến việc học TH để hình thành kiến thức mới (10%) và một số nữa (7%) có mục đích tiếp cận với các bài thi TH cấp quốc gia và Olympic quốc tế. Với các mục đích bộc lộ được vai trò của học TH đối với sự phát triển NL của HS chuyên như tìm hiểu về giới tự nhiên và sinh vật (9%) và rèn luyện các kĩ năng của một nhà khoa học tự nhiên (10%) thì tỉ lệ các em nhận thức được cũng còn thấp. Như vậy có thể thấy, hiện nay HS chuyên Sinh thực sự chưa nhận thức đầy đủ vai trò của việc dạy học TH. Điều này có thể lí giải do việc dạy học TH chưa được tiếp cận đúng, một số ít HS học TH để phục vụ cho các kì thi HS giỏi, điều kiện cơ sở chưa đáp ứng đầy đủ cũng như điểm bài TH vẫn chưa được sử dụng trong quá trình đánh giá đúng mức với vai trò của nó. - Đối với GV, chúng tôi tiến hành khảo sát về các yêu cầu của các thầy cô đối với công tác dạy học TH Sinh học hiện nay kết quả thu được trong biểu đồ 1.2. Biểu đồ 1.2. Kết quả điều tra về yêu cầu của GV đối với công tác dạy học TH hiện nay Kết quả cho thấy rất rõ các yêu cầu cấp thiết của GV dạy chuyên trong quá trình dạy học TH Sinh học hiện nay. Hầu hết các yêu cầu đều có mức độ rất cần thiết chiếm tỉ lệ cao, đó là những yêu cầu về các điều kiện cơ sở vật chất (70%), xây dựng kế hoạch dạy học TH (56%), thiết kế các công cụ đánh giá kĩ năng TH cho HS (58%) và xác định được các mục tiêu dạy học TH (44)%. Tỉ lệ đánh giá không cần thiết đều rất thấp thậm chí là GV không chọn. Như vậy, chúng tôi nhận thấy rằng, công tác tổ chức dạy học TH ở các trường chuyên còn thiếu rất nhiều các điều kiện, từ cơ sở vật chất như đồ dùng, thiết bị cho đến các điều kiện đáp ứng nội dung và phương pháp tổ chức dạy học. Đồng thời, GV cũng rất muốn tiếp cận dạy học TH với đúng ý nghĩa tiếp cận dạy học phát triển NL và NLTH cho HS chuyên Sinh. 1.3.5.2. Thực trạng chương trình dạy học TH Sinh học hiện nay đối với HS chuyên Sinh về nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức dạy học và cách thức đánh giá trong quá trình dạy TH Sinh học của GV dạy chuyên Sinh. Khi HS được hỏi về những nguyên nhân khiến HS chưa hứng thú với các bài TH Sinh học trong chương trình chuyên Sinh hiện nay thì kết quả khảo sát thu được trong bảng 1.3 Bảng 1.3. Kết quả điều tra về những nguyên nhân khiến HS chưa hứng thú với các bài TH Sinh học Nguyên nhân Số lượng Tỉ lệ Một số bài TH có nội dung không gây hứng thú cho HS 123/318 39% Số lượng các bài TH và thời gian học còn quá ít 276/318 87% Cách tổ chức dạy học TH chưa hiệu quả 235/318 74% Có nhiều bài TH trên các đối tượng mẫu vật hoặc phương pháp chưa phù hợp 34/318 11% Nội dung các bài TH không liên quan đến các bài kiểm tra và bài thi HSG. 195/318 61% Từ kết quả điều tra cho thấy, việc dạy học TH Sinh học trong chương trình chuyên hiện nay còn tồn tại khá nhiều hạn chế: hầu hết các ý kiến của HS đều tập trung vào 3 nguyên nhân: số lượng các bài TH và thời gian học còn quá ít (87%), cách tổ chức dạy học TH chưa hiệu quả (74%) và nội dung các bài TH không liên quan đến các bài kiểm tra, không gây được nhiều hứng thú đối với HS (61%), đặc biệt là nguyên nhân cách tổ chức dạy học TH chưa hiệu quả, cách thức đổi mới phương pháp dạy học phần TH còn chưa được GV chú trọng. Tuy nhiên, qua bảng thống kê cho thấy mặc dù cơ sở vật chất còn rất thiếu để thực hiện các bài TH hiện nay nhưng GV cũng đã lựa chọn được mẫu vật và phương pháp dạy học khá phù hợp. Để tìm hiểu về chương trình và nội dung dạy học TH Sinh học đối với HS chuyên, chúng tôi tiến hành điều tra đối với 92 GV về thực trạng sử dụng và mức độ sử dụng nội dung các bài TH trong chương trình chuyên Sinh, thu được kết quả ở bảng 1.4 sau: Bảng 1.4. Kết quả điều tra mức độ sử dụng về nội dung và mức độ phù hợp của các bài TH trong chương trình chuyên Sinh Nội dung điều tra Kết quả Số lượng Tỉ lệ Mức độ sử dụng bài TH thí nghiệm của GV Thường xuyên 58 63,0% Thỉnh thoảng 25 27,2% Hiếm khi 9 0,8% Tổng 92 100% Mức độ phù hợp về nội dung các bài TH Khó thực hiện 17 18,5% Không sát với kiến thức lý thuyết và yêu cầu về các kĩ năng TH 21 22,8% Chỉ phù hợp với chương trình TH không chuyên 52 56,5% Phù hợp với chương trình chuyên Sinh 2 2,2% Tổng 92 100% Kết quả cho thấy, hiện nay trong các trường chuyên, môn Sinh chuyên đã được các thầy cô chú trọng dạy học phần TH và các TH được GV sử dụng thường xuyên hơn trong quá trình dạy học (chiếm 63,0%). Nội dung của các bài TH trong chương trình chuyên Sinh chưa phù hợp với phần kiến thức lý thuyết, cũng như yêu cầu của các bài thi TH trong khu vực và quốc tế (IBO), chương trình hiện nay chỉ phù hợp với chương trình không chuyên (56,5%). Như vậy, về nội dung TH Sinh học dùng cho HS chuyên còn nhiều bất cập cần có sự bổ sung, sửa đổi, mà nguyên nhân là chưa có bộ sách giáo khoa chính thức cho hệ chuyên, GV phải tự xây dựng bộ tài liệu dùng cho quá trình dạy và học, đồng thời phần dạy học TH thì chưa có sự thống nhất cả về chương trình, nội dung và phương pháp dạy học. Để xác định những khó khăn của GV trong dạy học TH Sinh học theo định hướng rèn luyện và phát triển NL, chúng tôi đã tiến hành điều tra bằng phiếu hỏi về các nội dung và kết quả thu được ở biểu đồ 1.3: Biểu đồ 1.3. Kết quả điều tra về những khó khăn của GV trong quá trình dạy học phát triển NLTH Sinh học cho HS chuyên Sinh Kết quả thu được cho thấy đa số các GV chuyên Sinh đều đánh giá khá tích cực về chương trình và mục tiêu dạy học ở nội dung tiểu học. Chỉ có một số GV cho rằng không phù hợp về chương trình chuyên đối với mục tiêu dạy học phát triển NLTH (chiếm 30.4%) và 32,6% số GV chuyên còn chưa hiểu rõ xu hướng dạy học phát triển NL hiện nay. Bên cạnh đó, trong quá trình dạy học phát triển NLTH Sinh học cho HS chuyên thì khó khăn lớn nhất đối với các thầy cô là điều kiện cơ sở vật chất phục vụ cho công tác TH chưa được đáp ứng (chiếm tới 87%). Điều này khá hợp lí vì do cơ sở vật chất chưa đáp ứng được yêu cầu dạy và học TH ở mức tối thiểu nên HS chuyên hiện nay kĩ năng TH Sinh học cơ bản còn thấp. Cần phải bồi dưỡng tập huấn GV về cơ sở lý thuyết dạy học phát triển NLTH, cách thiết kế chương trình, mục tiêu dạy học (còn khoảng 32,6%). - Để xác định mức độ sử dụng các loại công cụ rèn luyện và đánh giá NLTH Sinh học hiện nay, chúng tôi đưa ra bảng hỏi để đánh giá từng công cụ với 4 mức độ sử dụng từ không bao giờ đến rất thường xuyên. Kết quả thu được trong biểu đồ 1.4. Qua các số liệu thu được cho thấy công cụ được hầu hết các GV sử dụng ở mức thường xuyên là làm báo cáo (60%) và câu hỏi trắc nghiệm (52%) sau đó là các câu hỏi tự luận (58%); thỉnh thoảng các GV có sử dụng công cụ phiếu hỏi thông qua quan sát, theo dõi (46%), bài tập tình huống (34%); nhiều GV chưa sử dụng các công cụ là checklis, rubrics, bài tập hợp đồng, thang đo (48%, 52%, 36%, 38%) Biểu đồ 1.4. Kết quả điều tra về mức độ sử dụng các công cụ đánh giá trong dạy học TH của GV chuyên Có thể thấy rằng, hiện nay việc sử dụng các công cụ đánh giá NLTH của HS chuyên Sinh của GV còn chưa đồng đều và chưa có nhiều sự đổi mới. Hầu hết các thầy cô còn sử dụng các biện pháp truyền thống, và các công cụ đánh giá theo hướng phát triển NLTH chưa được chú trọng. 1.3.5.3. Thực trạng về mức độ thực hiện các kĩ năng TH Sinh học của HS chuyên Sinh. Để đánh giá thực trạng mức độ thực hiện các kĩ năng TH Sinh học của HS chuyên Sinh, chúng tôi sử dụng công cụ là hệ thống các câu hỏi. Nội dung các câu hỏi gắn với các kĩ năng TH Sinh học của HS, với 5 mức trả lời tương đương với số điểm 2, 4, 6, 8, 10 trong đó mức 1 là ít thành thạo nhất và mức 5 là thành thạo ở mức độ có sáng tạo, tiếp cận kĩ năng nghiên cứu khoa học. Kết quả thu được ở biểu đồ 1.5 như sau: Biểu đồ 1.5. Kết quả điều tra về mức độ thành thạo các kĩ năng TH Sinh học hiện nay do HS tự đánh giá Những kĩ năng TH Sinh học do HS tự đánh giá có giá trị trung bình dao động ở mức điểm trung bình là 5-6 điểm là chủ yếu, các kĩ năng có điểm đánh giá nhỏ hơn 5 là thao tác TH và quan sát, ghi chép số liệu, đưa ra các phán đoán cụ thể và kĩ năng đề xuất cải tiến cho bài TH, đặc biệt kĩ năng có điểm tự đánh giá cao là hợp tác nhóm để thảo luận về kết quả nghiên cứu 7.22 điểm. Đối với kết quả đánh giá của GV đối với HS được trình bày ở biểu đồ 1.6: Biểu đồ 1.6. Kết quả điều tra về mức độ thành thạo các kĩ năng TH Sinh học hiện nay của HS do GV đánh giá Tương tự là về mức độ thành thạo các kĩ năng, nhưng điểm đánh giá trung bình ở mức thấp hơn một chút. Các kĩ năng có điểm trung bình dưới 5 là lựa chọn thiết bị, mẫu vật và phương pháp tiến hành, kĩ năng phân tích số liệu, đề xuất cải tiến cho bài TH. Kĩ năng nhận biết mục đích vấn đề TH có điểm cao nhất là 6,86, kĩ năng này cũng đạt điểm trên 6 khi HS tự đánh giá. Điều này cho thấy, việc dạy học TH hiện nay chưa tập trung nhiều để rèn các kĩ năng và phát triển NLTH Sinh học cho HS. Một số nhận xét chung từ kết quả điều tra - Kết quả điều tra cho thấy HS và GV chuyên Sinh đều nhận thức được vai trò quan trọng việc dạy và học TH Sinh học, nhưng ở mức độ chưa đầy đủ. Dạy học theo định hướng rèn luyện và phát triển NLTH Sinh học hiện nay là rất cần thiết đối với HS chuyên, giúp các em có thể tiếp cận với trình độ quốc tế, phát huy NL của HS chuyên để trở thành các nhà khoa học trong tương lai - GV chưa có sự quan tâm đúng mức đến việc phát triển NLTH Sinh học cho HS chuyên. Hiện nay, việc tổ chức thực hiện chương trình dạy học TH còn chưa đáp ứng được nhu cầu dạy học cũng như mục tiêu, yêu cầu của chương trình chung cũng như chương trình chuyên. Các bài TH hiện nay sử dụng trong dạy học TH còn ít, chưa được thiết kế và xây dựng trên cơ sở dạy học phát triển NL, vì vậy chủ yếu dạy TH để minh họa và củng cố một số phần nội dung kiến thức - Việc dạy học TH Sinh học cũng như các môn khoa học tự nhiên khác ở các trường THPT chuyên đang dần được quan tâm nhiều hơn. Tuy nhiên, cơ sở vật chất của nhà trường vẫn là khó khăn lớn nhất để GV có điều kiện tổ chức các bài TH theo chương trình. Bên cạnh đó, các điều kiện về cơ sở lí luận về dạy học phát triển NLTH cho HS chuyên cũng chưa đầy đủ. Phần lớn GV mới chỉ thực hiện các bài TH theo thời lượng quy định, chưa chủ động xây dựng hệ thống các bài TH trong dạy HS học theo định hướng phát triển NL. Để giải thích cho những thực trạng trên, có thể kể đến một số nguyên nhân chủ yếu như: - Cơ sở vật chất, trang thiết bị dạy học của nhà trường chưa đáp ứng. Đặc biệt là hệ thống các dụng cụ, hoá chất cũng như mẫu vật phục vụ thí nghiệm TH. - Vẫn tồn tại tình trạng mất cân đối giữa thời lượng lý thuyết và TH. Đa số các hoạt động chuyên môn đều hướng tới việc dạy học lý thuyết, dạy học TH chủ yếu chỉ nhằm mục đích minh họa kiến thức. Một số nội dung TH hiện nay trong SGK hiện hành đã không còn phù hợp với chương trình GDPT 2018, chưa đáp ứng được các yêu cầu đề ra. - Chương trình chuyên Sinh hiện nay mới chỉ được Bộ giáo dục quy định mục tiêu về việc phát triển các kĩ năng TH, nhưng chưa có hệ thống các bài dạy phù hợp với mục tiêu đó. Vì vậy các bài TH thí nghiệm trong chương trình chuyên chỉ là lấy từ nội dung chương trình Sinh học nâng cao ở khối không chuyên và các bài TH do GV tự sưu tầm chưa có độ phù hợp cao (về nội dung, về điều kiện thực hiện...) so với thực tiễn dạy học ở nhiều trường THPT chuyên hiện nay. Tiểu kết chương 1 1. Qua phân tích, tổng hợp các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước có liên quan đến đề tài luận án, chúng tôi nhận thấy: - Trên thế giới và trong nước đã có nhiều nghiên cứu về vấn đề về rèn luyện, phát triển kĩ năng, NL cho người học. Tuỳ theo cách tiếp cận khác nhau, các nhà nghiên cứu giáo dục đã đưa ra cơ sở lý luận cũng như đã đề xuất phương pháp đánh giá, các tiêu chí để đánh giá sự phát triển một số NL của người học, đồng thời các nghiên cứu cũng đã khẳng định vai trò của dạy học TH trong quá trình dạy học. - Gần đây, một số vấn đề lý luận về dạy học TH, thí nghiệm cho HS THPT đã được quan tâm nghiên cứu, tuy nhiên cấu trúc và các biểu hiện, tiêu chí đánh giá NLTH của HS THPT cũng như HS chuyên chưa được các tác giả đi sâu nghiên cứu. Làm rõ khung lý luận của đề tài về dạy học TH và NLTH Sinh học của HS chuyên Sinh, gồm: khái niệm NLTH; NLTH Sinh học của HS chuyên; cấu trúc của NLTH Sinh học và các biểu hiện của các NL thành phần. 3. Từ những nghiên cứu về tổng quan và cơ sở lí luận của đề tài, chúng tôi đã tiến hành điều tra thực trạng việc dạy và học TH Sinh học đối với HS chuyên Sinh ở các trường THPT chuyên hiện nay; tìm hiểu nhận thức của GV và việc dạy HS học theo hướng rèn luyện và phát triển NLTH Sinh học cho HS. Kết quả điều tra cho thấy tuy đa số GV nhận thức được về vai trò và tầm quan trọng của việc dạy và học TH Sinh học, nhưng trên thực tế công việc này còn được tiến hành rất hạn chế, do GV chưa thực sự có được những hiểu biết chuẩn xác và khoa học về NLTH Sinh học, vì vậy để xây dựng hệ thống bài TH Sinh học phù hợp với yêu cầu dạy HS chuyên cũng như việc đánh giá NLTH còn chưa thực sự phù hợp. Điều này một lần nữa khẳng định đề tài mà chúng tôi thực hiện là có ý nghĩa và đáp ứng được nhu cầu của GV và HS chuyên về dạy học TH hiện nay ở các trường chuyên. CHƯƠNG 2 PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC THỰC HÀNH SINH HỌC CHO HỌC SINH LỚP 11 CHUYÊN SINH 2.1. Phân tích mục tiêu, nội dung chương trình Sinh học 11 làm cơ sở xây dựng và tổ chức dạy học phát triển năng lực thực hành cho học sinh chuyên Sinh 2.1.1. Mục tiêu Hiện nay, hoạt động dạy học chuyên Sinh được thực hiện theo công văn số 10803/BGDĐT-GDTrH ngày 16/12/2009 của Bộ Giáo dục và Đào tạo hướng dẫn thực hiện Chương trình chuyên sâu các môn chuyên cấp THPT. Theo đó, mục tiêu chương trình chuyên sâu nhằm phát triển năng khiếu của HS đối với từng môn chuyên. Mục tiêu cụ thể về kiến thức, kĩ năng và nội dung chương trình chuyên sâu được quy định đối với từng khối lớp 10,11 và 12. Cập nhật Chương trình GDPT tổng thể và chương trình GDPT môn Sinh học được ban hành kèm theo Thông tư 32/TT-BGDĐT ngày 26/12/2018, trên cơ sở mục tiêu dạy học môn chuyên là phát huy tính sáng tạo của đội ngũ giáo viên trực tiếp giảng dạy môn chuyên, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã hướng dẫn các nội dung giảng dạy môn chuyên Sinh học bao gồm: - Quan điểm dạy học các môn chuyên cấp THPT theo định hướng phát triển phẩm chất và NL HS. Theo đó, mục tiêu giảng dạy chuyên sâu môn Sinh học trên cơ sở phát triển phẩm chất và NL HS của chương trình GDPT cấp THPT là giúp HS có năng khiếu về Sinh học “tìm hiểu sâu hơn các tri thức cốt lõi của Sinh học, các phương pháp nghiên cứu và ứng dụng Sinh học, các nguyên lí và quy trình công nghệ Sinh học thông qua các chủ đề”. Nguyên cứu sâu nội dung các chủ đề đó, HS có thể tự xác định được các ngành nghề phù hợp để lựa chọn học tiếp sau THPT, đồng thời phát triển các NL chung và NL Sinh học. - Đổi mới nội dung dạy học chuyên sâu môn Sinh học: Chương trình GDPT 2018 đã tham khảo chương trình môn Sinh học của một số quốc gia, vùng lãnh thổ và tổ chức quốc tế nhằm nâng cao chất lượng đào tạo chất lượng cao môn Sinh học ở Việt Nam. Chương trình môn Sinh học cụ thể hóa mục tiêu GDPT “giúp người học làm chủ kiến thức Sinh học phổ thông và chuyên sâu, biết vận dụng hiệu quả kiến thức vào đời sống và tự học suốt đời, có định hướng lựa chọn nghề nghiệp phù hợp, biết xây dựng và phát triển hài hòa các mối quan hệ xã hội”. 2.1.2. Yêu cầu cần đạt Chương trình GDPT ban hành kèm theo Thông tư 32/TT-BGDĐT, ngày 26/12/2018 của Bộ Giáo dục và Đào tạo về chương trình đã nêu rõ yêu cầu cần đạt về phẩm chất chủ yếu và NL cốt lõi được quy định tại mục IX trong chương trình môn Sinh học Trong đó, những biểu hiện của NL Sinh học gồm: NL nhận thức Sinh học; NL tìm hiểu Sinh học và NL vận dụng kiến thức, kĩ năng Sinh học. Các yêu cầu cần đạt về phẩm chất chủ yếu và NL cốt lõi là căn cứ để xây dựng nội dung dạy học chuyên sâu môn Sinh học, biên soạn kế hoạch năm học và tài liệu hướng dẫn dạy học, đánh giá kết quả giáo dục HS trong các trường THPT chuyên. Định hướng phát triển phẩm chất và NL biểu hiện bằng hành động, định lượng được kết quả. HS phải có được kiến thức, NL để có thể: học và thi được THPT Quốc gia; thi HSG Quốc gia, quốc tế. 2.1.3. Kế hoạch giáo dục Trong chương trình GDPT 2018, thời lượng dành cho các mạch nội dung theo chương trình môn Sinh học là: Mỗi lớp học là 70 tiết và 35 tiết cho 3 chuyên đề dạy trong 35 tuần; Nội dung cần bổ sung cập nhật cho chương trình chuyên Sinh học 2009 là: các ngành nghề liên quan đến Sinh học (tăng cường giáo dục hướng nghiệp cho HS chuyên môn Sinh học), phát triển đạo đức Sinh học, kinh tế, công nghệ. Mạch nội dung lớp 11 với thời lượng 70 tiết, gồm 4 chủ đề Sinh học tương ứng với 4 đặc trưng sống cấp độ cơ thể, trong đó chủ đề về trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng chiếm 41% thời lượng. Khác với chương trình hiện nay, chương trình môn Sinh học 11 có thêm 3 chuyên đề học tập với thời lượng 35 tiết. Với thời lượng và sự thay đổi của chương trình là khá phù hợp để GV có thể chủ động xây dựng kế hoạch dạy học, qua đó có thể bổ sung các chủ đề dạy học TH tương ứng. 2.1.4. Dạy học TH chuyên Sinh học theo định hướng chương trình GDPT 2018 và nội dung dạy học chuyên sâu môn Sinh học 2.1.4.1. Các kĩ năng TH Sinh học trong chương trình GDPT 2018 Trong chương trình GDPT 2018, chương trình chuyên sâu môn Sinh học được xác định các theo mục tiêu dạy học phát triển phẩm chất và NL HS, đồng thời định hướng về phương pháp giáo dục và đánh giá kết quả giáo dục. Trong đó, các hoạt động dạy học TH đã được đề cao hơn và nêu rõ, đó là định hướng về phương pháp dạy học nhằm phát triển các kĩ năng Sinh học cơ bản (Phụ lục 2a) và chú trọng đánh giá các kĩ năng TH Sinh học cũng như hình thức kiểm tra đánh giá thông qua quan sát quá trình HS thực hiện các bài TH thí nghiệm. 2.1.4.2. Các kĩ năng TH Sinh học chuyên Sinh tiếp cận với các đề thi Học sinh giỏi Quốc gia và Quốc tế (IBO) Chương trình chuyên sâu môn Sinh học theo định hướng giúp HS chuyên tiếp cận với các bài thi Quốc gia và Quốc tế, vì vậy các kĩ năng TH được quy định bởi tổ chức IBO năm 2010 cũng là căn cứ quan trọng trong quá trình dạy học. Hệ thống các kĩ năng TBO được quy định gồm 4 nhóm (mô tả trong Phụ lục 2b) Ở các bài thi trong các kì thi IBO, phần thi TH chiếm 50% - 60% tổng số điểm và thí sinh phải thi qua 4 bài TH ở 4 phòng TH khác nhau. Mỗi phòng TH là một lĩnh vực của Sinh học như: Sinh học phân tử, Hóa sinh, Vi sinh học, Hệ thống học ĐV và TV, Giải phẫu và sinh lí TV, ĐVTrong mỗi nội dung đó lại gồm khoảng 3 phần TH có nội dung và kĩ năng TH liên quan đến nhau. Theo thống kê nghiên cứu của chúng tôi (Bảng 2.1) các bài thi IBO chủ yếu tập trung việc đánh giá khả năng sử dụng các kĩ năng TH để giải quyết các vấn đề Sinh học, đó là các kĩ năng: sắp xếp và sử dụng thiết bị cũng như vận dụng linh hoạt các phương pháp thực hành bộ môn và phương pháp vật lý, hóa học; quan sát và thao tác thí nghiệm; thu thập số liệu và xử lý kết quả thu được; bố trí thí nghiệm nghiên cứu. Kết quả rà soát cũng cho thấy, hệ thống các kĩ năng khoa học và kĩ năng TH Sinh học cơ bản là quan trọng trong việc tìm hiểu, giải quyết các vấn đề Sinh học. Bảng 2.1. Thống kê các yêu cầu kĩ năng TH trong một số bài thi IBO đối với các bài TH Sinh lý TV và TH Sinh lý ĐV Năm Bài Nội dung Yêu cầu kĩ năng 2010 Hệ thống học động vật và thực vật. -Vẽ cây phát sinh chủng loại của 6 loài thực vật bằng phương pháp đơn giản nhất. - Vẽ cây phát sinh chủng loại của 6 loài côn trùng bằng phương pháp ma trận khoảng cách. - Đồng tiến hóa giữa thực vật và côn trùng - Quan sát, cắt mẫu, thu thập thông tin và phân loại - Tính toán, xây dựng cây tiến hóa và suy đoán - Phân tích và đưa giả thuyết về tiến hóa Sinh lí và giải phẫu - Phản ứng trả lời của vỏ não chuột khi có kích thích tối đa. - Giải phẫu nhện - Thực hiện thí nghiệm ảo bằng cách nhấn nút từng bước và qua sát. - Thu thập thông tin và phân tích kết quả - Kĩ năng TH bộ môn (giải phẫu) và phân loại 2011 Giải phẫu và sinh lí ĐV - Quan sát thần kinh đùi của ếch. - Quan sát hình thái mô và ghép với chức năng của chúng - Kĩ năng TH bộ môn (giải phẫu trên ếch) - Quan sát để tìm mối liên hệ giữa cấu trúc và chức năng Giải phẫu, sinh lí và di truyền TV - Giải phẫu TV. - Sinh lý và Di truyền TV - Quan sát tiêu bản trên kính hiển vi - Phán đoán - Sử dụng thước đo thị kính - Sử dụng cây mô hình Arabidopsis nghiên cứu ảnh hưởng của photphat lên sự sinh trưởng - Kỹ thuật lai Western 2013 Hình thái, sinh lí và sinh thái TV. - Xác định nồng độ glucose ở dịch chiết TV- Nhuộm tinh bột chuyển hóa. - Hình thái thực vật và sinh thái thụ phấn. - Định lượng glocose bằng phương pháp đo hấp phụ NADH - Sử dụng pipet xác định nồng độ glucose ở dịch chiết của các thực vật khác nhau - Tính toán 1.2.4.2. Các chủ đề dạy học TH Sinh học lớp 11 Về nội dung dạy học, chương trình chuyên sâu môn Sinh học 11 (2019) được trình bày theo các quá trình sống cấp độ cơ thể, ở mỗi quá trình sống thể hiện khái quát những đặc điểm chung cho cấp độ cơ thể tương đương ở TV và ĐV, trong đó nội dung dạy học đi sâu nghiên cứu những cấu trúc, cơ chế và quá trình sinh lí đặc trưng ở cơ thể TV và cơ thể ĐV. Các yêu cầu cần đạt ở mỗi nội dung dạy học theo chủ đề cũng được mô tả khá rõ ràng, theo mức độ phát triển các kĩ năng TH và khả năng nhận thức của HS chuyên. Các yêu cầu về kĩ năng TH có thể được cụ thể và chia theo từng chuyên đề trong chương trình chuyên Sinh lớp 11 tương đương với các nội dung về kiến thức. (phụ lục 2c) Trong chương trình GDPT 2018, các chủ đề nội dung cũng tương tự như vậy. Tuy nhiên, khác với chương trình hiện hành, nội dung các chủ đề môn Sinh học định hướng xây dựng kiến thức cơ sở cho các quy trình công nghệ gắn với các lĩnh vực ngành nghề, trong yêu cầu đạt của từng chủ đề luôn yêu cầu HS liên hệ với ngành nghề liên quan. Trên cơ sở định hướng về nội dung và các kĩ năng TH Sinh học cho HS chuyên lớp 11 và cấu trúc NLTH Sinh học đã xây dựng ở chương 1, chúng tôi tiến hành xây dựng bổ sung và hoàn thiện hệ thống các bài TH nhằm đáp ứng yêu cầu về dạy học phát triển NLTH Sinh học cho HS chuyên Sinh, đồng thời phát triển tư duy tích cực và sáng tạo của HS chuyên. Các nội dung cần xây dựng phải trả lời được các câu hỏi sau: Số lượng các bài TH đã tương ứng với nội dung dạy học lý thuyết chưa?; Mục tiêu của các bài TH đã đáp ứng được mục tiêu đề ra của chương trình chuyên Sinh hay không?; Các hoạt động TH trong các bài có thể giúp HS chuyên Sinh hình thành và phát triển được các kĩ năng TH theo yêu cầu của các kì thi HSG Quốc gia và kì thi IBO không?. Đối với chương trình chuyên Sinh lớp 11 hiện nay, nội dung các bài thi TH chủ yếu tập trung ở các nội dung Sinh học cấp độ tế bào và cơ thể. Bên cạnh đó, hình thức TH chủ yếu hiện nay là TH quan sát, nhận biết mang tính minh họa, làm sáng tỏ các vấn đề lý thuyết đã học; các bài TH được tổ chức dạy sau khi HS học xong mỗi nội dung kiến thức theo từng chủ đề và gồm các bài TH rời rạc có mục tiêu minh họa kiến thức và hình thành một số kĩ năng TH Sinh học. Cụ thể là, các bài TH trong chương trình chuyên Sinh được quy định dạy hiện nay chỉ gồm các bài TH trong chương trình Sinh học THPT nâng cao. So với mục tiêu về các kĩ năng đề ra theo yêu cầu của chương trình chuyên Sinh cũng như yêu cầu của IBO (2015) và cấu trúc NLTH Sinh học cho HS chuyên thì chương trình hiện nay còn thiếu rất nhiều các kĩ năng TH. Số lượng bài TH còn rất ít (5 bài) và tổng thời gian thực hiện là 6 tiết cho các bài (trên tổng số tiết dành cho cả chuyên đề Sinh lý TV là 70 tiết). Hình thức tổ chức dạy học TH hiện nay chủ yếu vẫn là làm thí nghiệm TH, nghĩa là HS thực hiện theo quy trình đã cho trước sau đó ghi lại kết quả và rút ra nhận xét theo hướng dẫn trực tiếp của GV. Trên cơ sở phân tích trên, chúng tôi nhận thấy hệ thống các bài TH trong chương trình SGK hiện nay vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu rèn luyện các kĩ năng TH trong chương trình chuyên sâu của Bộ Giáo dục và Đào tạo. Vì vậy, ngoài các bài TH trong chương trình chuyên Sinh thì các bài TH trong các đề thi TH chọn HSG quốc gia vòng 1 và vòng 2 cũng được sử dụng làm nguồn tài liệu học TH cho HS chuyên. Tuy nhiên, hiện nay các bài TH được sử dụng vẫn chưa chưa được nghiên cứu và sắp xếp theo hệ thống phù hợp với yêu cầu dạy học TH Sinh học ở các trường chuyên. Như vậy, đề tài có nhiệm vụ rà soát bổ sung, thiết kế lại và xây dựng thêm tạo ra một hệ thống bài TH Sinh học 11 đáp ứng mục tiêu rèn luyện và phát triển NLTH cho HS chuyên Sinh. 2.1.5. Các kĩ năng TH cần rèn luyện cho HS lớp 11 chuyên Sinh 2.1.5.1. Định hướng rèn luyện NLTH Sinh học đối với HS chuyên Hoạt động nghiên cứu khoa học cũng có nhiều điểm tương đồng với hoạt động dạy học TH: Theo nghiên cứu Phan Thị Thanh Hội – Trần Trọng Thức (2015)[34] trong 8 thành tố cấu thành NL nghiên cứu khoa học có 2 thành tố có liên quan đến NLTH thí nghiệm là NL thiết kế thí nghiệm, NL dự đoán kết quả thí nghiệm, NL thực hiện thí nghiệm và NL rút ra kết luận từ các thí nghiệm. Đối với HS chuyên, NLTH và NL nghiên cứu khoa học có mối liên quan mật thiết và quan trọng. NL nghiên cứu khoa học là một trong các NL chuyên biệt cần hướng tới thông qua dạy học TH Sinh học. Các kĩ năng TH, thí nghiệm là cơ sở để HS thực hiện các bước của quá trình nghiên cứu và rèn luyện tư duy khoa học. Như vậy, nếu sử dụng các tình huống nghiên cứu trong dạy học TH thì sẽ giúp HS chuyên có thể phát triển NLTH của các nhà khoa học, đồng thời phù hợp với đặc điểm tâm lí của HS chuyên. Theo yêu cầu cần đạt của chương trình môn Sinh học năm 2018, nội dung chuyên sâu môn Sinh học vừa phản ánh các thuộc tính cơ bản của tổ chức sống ở các cấp độ vừa giới thiệu các nguyên lí công nghệ ứng dụng Sinh học nhằm định hướng cho HS lựa chọn ngành nghề thuộc lĩnh vực công nghệ của thế kỉ XXI - thế kỉ của công nghệ Sinh học, và cuộc cách mạng công nghệ lần thứ tư. Để thực hiện định hướng trên, cần chú ý tăng cường các hoạt động dạy học TH giúp HS chuyên khám phá khoa học, phát triển NL nhận thức, ứng dụng trong đời sống và tìm hiểu công nghệ Sinh học. Như vậy, căn cứ vào khái niệm và cấu trúc NLTH Sinh học đối với HS chuyên Sinh đã được xây dựng ở chương I, chúng tôi xác định được đặc điểm đặc thù của HS chuyên và định hướng rèn luyện NLTH Sinh học cho đối tượng này như sơ đồ 2.1 NLTH Sinh học đặc thù đối với HS chuyên Sinh là khả năng TH theo định hướng nghiên cứu. Rèn luyện NLTH Sinh học là nhấn mạnh hoạt động rèn luyện hệ thống kĩ năng khoa học và phương pháp TH. - Hoạt động TH đối với HS chuyên thực chất là một hệ thống các kĩ năng theo định hướng nghiên cứu khoa học. - Rèn luyện NLTH Sinh học với đối tượng HS chuyên là rèn luyện các kĩ năng TH bằng các tình huống nghiên cứu và tư duy khoa học. Sơ đồ 2.1. Định hướng rèn luyện NLTH Sinh học đối với HS chuyên Sinh 2.1.5.2. Các kĩ năng TH cần rèn luyện cho HS lớp 11 chuyên Sinh - So sánh mục tiêu chương trình chuyên Sinh của Bộ Giáo dục và Đào tạo hiện hành và chương trình mới 2018 với yêu cầu của IBO (2010) về kĩ năng TH chúng tôi nhận thấy rằng: Các kĩ năng TH trong chương trình hiện nay chủ yếu là các kĩ năng TH Sinh học cơ bản và một số phương pháp TH bộ môn, được sắp xếp theo từng chủ đề kiến thức. Như vậy so với chương trình mới và yêu cầu các kĩ năng TH của IBO thì chương trình hiện nay còn thiếu các kĩ năng khoa học như: Quan sát, đo đạc, phân loại, tìm kiếm mối quan hệ, xử lí và trình bày các số liệu, đưa ra các tiên đoán, hình thành giả thuyết khoa học, xác định các biến và đối chứng; bố trí thí nghiệm nghiên cứu. Bên cạnh đó, các phương pháp TH vật lý, hóa học và phương pháp thống kê cũng chưa được chú trọng. Dựa trên các nghiên cứu trên, trong luận án này, chúng tôi tiến hành lựa chọn cho HS rèn luyện 05 kĩ năng TH Sinh học ...hiết sắc tố, kỹ thuật nghiền lá bằng cối chày sứ, cách sử dụng máy đo quang phổ. Đọc được hàm lượng sắc tố trên máy quang phổ nhờ thao tác đo của GV. Mức 3: Sử dụng và hiểu nguyên lí của máy đo quang phổ. Hiểu được khi xác định hàm lượng sắc tố, tùy theo loại dung môi khác nhau mà dung dịch diệp lục thu được có các cực đại hấp thu khác nhau. Do đó công thức tính nồng độ diệp lục sẽ khác nhau (Công thức trên tính theo dung môi axeton 100%). HS làm thí nghiệm trên vài loại lá cây khác nhau để so sánh các kết quả thí nghiệm. Bài 3.3. Xác định con đường quang hợp ở TV C3, C4 và CAM * Hoạt động 1. Xác định vấn đề TH Cả ba con đường quang hợp đều có trong các họ khác nhau của bộ Cẩm chướng (Caryophyllales). Trong thí nghiệm này, em cần phải xác định con đường quang hợp của mỗi cây. * Hoạt động 2. Lập kế hoạch thực hành HS cần phải chuẩn bị các lát cắt mẫu theo quy trình 3. Chú ý: không được chấm điểm cho việc cắt mẫu, nhưng em cần có các mẫu cắt này để trả lời câu hỏi của bài thí nghiệm 4. Quy trình 3. Chuẩn bị các lát cắt mẫu 1. Sử dụng dao lam và miếng bọt biển màu trắng và cẩn thận cắt ngang qua mẫu lá đã được chuẩn bị sẵn (để trong các ống ly tâm từ A-E). Để riêng các mẫu lát cắt vào nước trong đĩa đồng hồ hoặc phiến kính. 2. Nhỏ dung dịch sodium hypochlorite (Natri hypochlorite) (chất làm sạch mẫu) lên các lát cắt. 3. Sau ít nhất khoảng 3 phút, loại bỏ dung dịch sodium hypochlorite đi. 4. Rửa sạch các mẫu cắt bằng nước (rửa ba lần) để loại bỏ chất làm sạch. 5. Nhuộm các mẫu cắt bằng dung dịch “Toluidine Blue O”. (Pha loãng dung dịch "Toluidine blue O” 20 lần trước khi sử dụng). 6. Sau 1 phút, rửa mẫu bằng nước cất để loại bỏ thuốc nhuộm. 7. Đặt các mẫu lên lam kính. Nhỏ một giọt nước vào mẫu, cẩn thận đậy lam kính và quan sát chúng dưới kính hiển vi quang học. * Hoạt động 4. Thu thập kết quả Dựa vào các kết quả kết hợp ở cả Bài thí nghiệm 2 và 3, hãy xác định kiểu quang hợp của mỗi thực vật Bài tập: Giải thích các số liệu quang hợp từ sự sinh trưởng thực vật ở các cường độ ánh sáng khác nhau. Nguyên vật liệu 2 giấy vẽ đồ thị, mỗi giấy có đánh dấu nhiều trục số khác nhau. Giới thiệu Lấy các lá của 2 cây khác nhau, một cây mọc nơi có toàn sáng (ánh sáng đầy đủ), cây kia mọc dưới bóng râm, đưa các lá vào trong hộp trong suốt. Chiếu sáng vào các lá cây theo hình thức tăng dần mức độ chiếu sáng và đo lượng khí CO2 thoát ra từ lá. Các số liệu thu được từ thí nghiệm ghi trong bảng sau: Cường độ chiếu sáng (µmol photons m-2 s-1) Tốc độ tạo ra O2 (µmol O2 m-2 s-1) Lá A Lá B 0 -20 -2 10 -10 -0.5 25 -5 1.5 50 -1 3 100 5 6 250 15 10 500 28 12 600 30 11 Cách tiến hành 1. Chọn giấy vẽ đồ thị có trục X và trục Y liên quan tương ứng với các số liệu thu được trong bảng trên. 2. Viết tên thí sinh và mã số thí sinh lên tờ giấy vễ đồ thị đã chọn. 3. Điền các thang chia đơn vị lên mỗi trục đồ thị. 4. Sử dụng các số liệu ghi trong bảng của mỗi lá để vẽ đồ thị nhằm so sánh tốc độ quang hợp (lượng O2 tạo ra) của các lá liên quan đến cường độ chiếu sáng giữa hai lá A và B. 5. Nghiên cứu hình vừa vẽ và xác định lá nào (lá A hay lá B) thể hiện đặc điểm của lá ưa bóng và lá ưa sáng. Điền câu trả lời vào bảng dưới đây bằng kí hiệu “X” và mỗi ô đúng (1 điểm) Lá A Lá B Lá ưa bóng Lá ưa sáng 6. Sử dụng số liệu trên đồ thị để trả lời các câu hởi sau đây: (a) Điểm bù ánh sáng của lá A có cao hơn điểm bù ánh sáng của lá B hay không? Có Không (b) Có thể định nghĩa điểm bù ánh sáng là mức độ ánh sáng tại đó phản ứng quang hợp đạt tới mức độ bão hòa hay không ? Khoang tròn vào câu trả lời đúng. Có không (c) Câu trả lời nào dưới đây được cho là đúng nhất với điểm bù ánh sáng của lá A ? Khoanh tròn vào câu trả lời đúng. i) Giữa -10 đến -5 µmol O2 m-2 s-1 ii) Giữa 10 và 20 µmol O2 m-2 s-1 iii) Giữa 25 và 50 µmol O2 m-2 s-1 iv) Giữa 50 và 75 µmol O2 m-2 s-1 v) Giữa 500 và 600 µmol O2 m-2 s-1 (d) Câu trả lời nào dưới đây thể hiện tốt nhất tốc độ tốt đa của quang hợp lá cây ưa sáng. Khoanh tròn vào chữ cái của câu trả lời. (1 điểm) i) 12 µmol O2 m-2 s-1 ii) 15 µmol O2 m-2 s-1 iii) 30 µmol O2 m-2 s-1 iv) Giữa 250 và 600 µmol photons m-2 s-1 v) Lớn hơn 600 µmol photons m-2 s-1 (e) Đồ thị về phản ứng quang hợp đối với ánh sáng có thể được sử dụng để tính phản ứng hô hấp đối với ánh sáng của thực vật được không ? Khoanh tròn vào câu trả lời đúng Có Không * Hoạt động 5: Báo cáo TH D. Đánh giá mức độ đạt được về các kĩ năng TH và nhận thức Sinh học Hãy thiết kế thí nghiệm để tìm lá cây chứa enzim glicolat oxidaza để xác định cây C3? Thí nghiệm : - Có hai cây A và B , một cây C3 và một cây C4 lấy một ít lá tươi của hai cây đem nghiền trong dung dịch đệm thích hợp để tách chiết enzim ra khỏi lá. Sau đó cho một lượng nhất định a xit glycolic vào mỗi dịch chiết. - Sau một thời gian xác định, nếu hàm lượng axit này không đổi thì dịch chiết không có mặt enzim glycolat oxidaza. Vậy dịch chiết đó từ cây C4 - Nếu hàm lượng axit glycolic giảm thì dịch chiết đó có enzim glycolat axidaza, dịch này từ cây C3. Phụ lục 5. Đề kiểm tra khả năng nhận thức tri thức khoa học Sinh học ĐỀ KIỂM TRA SỐ 1 Thời gian: 45 phút Câu 1 (3,0 điểm). Đặc điểm sinh lí tế bào thực vật Glucôzơ được vận chuyển từ huyết tương vào tế bào người bằng khuếch tán qua kênh prôtêin trên màng tế bào. Khi vào tế bào, gần như ngay lập tức glucôzơ bị phân hủy, người bị tiểu đường có hàm lượng đường trong máu cao hơn người bình thường. Khi người bị bệnh tiểu đường được tiêm insulin thì hàm lượng đường trong máu giảm xuống. Dựa vào những dữ kiện trên, hãy đưa ra giả thuyết làm thế nào insulin có thể giúp tăng cường vận chuyển glucôzơ từ huyết tương vào trong tế bào. Tại sao khi thiếu các nguyên tố dinh dưỡng khoáng N, Mg, Fe cây đều bị vàng lá, nhưng biểu hiện khác nhau: Thiếu N, Mg cây bắt đầu vàng từ lá già, còn thiếu Fe cây lại biểu hiện vàng từ lá non? Hướng dẫn Câu Nội dung Điểm a. - Kênh protein vận chuyển thụ động hoạt động theo nguyên lý khuếch tán. Vì glucôzơ vào trong tế bào bị tiêu thụ ngay nên sự chênh lệch nồng độ glucôzơ giữa bên trong và bên ngoài tế bào của người bị bệnh tiểu đường cao nhưng glucôzơ vẫn vào ít là do số lượng kênh vận chuyển trên màng ít. 1,0đ - Khi người bị bệnh tiểu đường được tiêm insulin thì sự vận chuyển glucôzơ vào tế bào tăng ® lượng đường trong máu giảm ® insulin đã làm tăng số lượng kênh vận chuyển protein trên màng tế bào. 0,5đ b. - Vì N và Mg là thành phần của clorophyl, còn Fe tham gia xúc tác phản ứng tổng hợp clorophyl. Do vậy, thiếu các nguyên tố khoáng N, Mg, Fe thì clorophyl không được hình thành nên lá cây có màu vàng. - N và Mg là những nguyên tố linh động nên khi cây thiếu các nguyên tố này, cây có thể huy động chúng từ các bộ phận già bằng cách phân hủy diệp lục ở các lá già để lấy N, Mg vận chuyển lên cung cấp cho các lá non do vậy các lá già bị vàng. Còn Fe là nguyên tố cố định, khi cây thiếu Fe thì diệp lục ở các lá non không được tạo ra, do vậy cây bị vàng lá non. 0,75đ 0,75đ Câu 2 (3,0 điểm). Sinh lí tuần hoàn, hô hấp, thần kinh ở ĐV a. Giải thích tại sao khi hít vào gắng sức, các phế nang không bị nở quá sức và khi thở ra hết mức thì các phế nang không bị xẹp hoàn toàn ? b. Một bệnh nhân bị hở van tim (van nhĩ thất đóng không kín) - Nhịp tim của bệnh nhân có thay đổi không? Giải thích. - Lượng máu tim bơm lên động mạch chủ trong mỗi chu kì tim (thể tích tâm thu) có thay đổi không? Tại sao? Hướng dẫn Câu Nội dung Điểm a. - Khi hít vào gắng sức phế nang không bị nở ra quá mức do: + Phản xạ hering – Brewer xảy ra: thụ quan dãn nằm ở màng phổi và ở tiểu phế quản bị kích thích lúc phổi căng quá mức do hít vào gắng sức, sẽ kìm hãm mạnh trung khu hít vào làm ngừng co các cơ thở tránh cho phế nang căng quá mức - Khi thở ra hết mức, phế nag không bị xẹp hoàn toàn do: + Trong phế nang có các tế bào tiết ra protein làm giảm sức căng bề mặt. 0,25 0,25 b. Một bệnh nhân bị hở van tim thì: - Nhịp tim tăng để đáp ứng nhu cầu máu của các cơ quan. - Lượng máu tim bơm lên động mạch chủ trong mỗi chu kì tim giảm do 1 phần máu quay trở lại tâm nhĩ. - Lúc đầu, nhịp tim tăng nên huyết áp động mạch không đổi. Lúc sau, suy tim nên huyết áp động mạch giảm. - Hở van tim gây suy tim do tim phải tăng cường hoạt động trong thời gian dài. Câu 3 (4,0 điểm). Quang hợp 1. Tại sao dùng phương pháp nhuộm màu tế bào bằng Iốt ở các tiêu bản giải phẫu, người ta phân biệt được là thực vật C3 hay thực vật C4? 2. Khi giảm dần cường độ ánh sáng từ khoảng x → 0, người ta quan sát thấy sản lượng sơ cấp thực (NPP) của hai loại cây C3 và C4 như sau: Cho biết sản lượng sơ cấp thực (NPP) = sản lượng sơ cấp tổng số (GPP) – năng lượng sử dụng cho hô hấp (R). a. A và B có thể thuộc nhóm cây nào (C3 ,C4 )? Giải thích. b. Nếu cường độ ánh sáng ở mức 20% của x thì A, B có quang hợp không? Giải thích đồ thị ở mức ánh sáng này. Hướng dẫn Câu Nội dung Điểm 1. Đặc điểm quang hợp: Thực vật C3: trong tế bào mô giậu, lục lạp chứa ít tinh bột - Thực vật C4: trong tế bào mô giậu, tế bào bao bó mạch có nhiều lục lạp lớn chứa nhiều hạt tinh bột. - Nhuộm màu: + Thực vật C3: hai bên xanh thẫm, giữa sáng nhạt + Thực vật C4: giữa đậm màu 1,5đ 2. A là cây C4, B là cây C3 vì đồ thị cho thấy điểm bù ánh sáng của câyA cao hơn điểm bù ánh sáng của cây B và điểm bão hòa ánh sáng của cây A cao hơn của cây B. b. Khi cường độ ánh sáng ở mức 20% của x, cả cây A và cây B vẫn quang hợp. - Ở cường độ ánh sáng 20% của x, cây A quang hợp dưới điểm bù ánh sáng: sản lượng sơ cấp tổng số < năng lượng sinh vật sử dụng cho hô hấp → sản lượng sơ cấp thực <0. - Ở cường độ ánh sáng 20% của x, cây B quang hợp trên điểm bù ánh sáng: sản lượng sơ cấp tổng số > năng lượng sinh vật sử dụng cho hô hấp → sản lượng sơ cấp thực >0. 0,5đ 1,0đ 1,0đ ĐỀ KIỂM TRA SỐ 2 Thời gian: 45 phút Chủ đề: Đặc điểm sinh lí tế bào thực vật Câu 1 (3,0 điểm). H×nh vÏ sau ®©y m« t¶ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh nång ®é dung dÞch A bÞ mÊt nh·n. a. X¸c ®Þnh nång ®é dung dÞch A. b. Gi¶i thÝch c¬ së khoa häc cña viÖc x¸c ®Þnh nång ®é dung dÞch A. c. H·y bè trÝ thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh ¸p suÊt thÈm thÊu cña tÕ bµo. Mµng b¸n thÊm Gluc«z¬ 20% 5% N­íc cÊt dd A Hướng dẫn Câu Nội dung Điểm a. Dung dÞch A cã nång ®é b»ng 5%. 1,5đ b. èng sè 2 do c©n b»ng nång ®é víi dung dÞch A nªn n­íc “kh«ng vµo, kh«ng ra” vµ chiÒu cao cét dung dÞch b»ng víi dung dÞch A. 1,0đ c. Bè trÝ thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh ¸p suÊt thÈm thÊu cña tÕ bµo. - Bè trÝ 1 d·y èng nghiÖm cã nång ®é x¸c ®Þnh (chªnh lÖch nhau kho¶ng 1%). - Cho tÕ bµo cïng lo¹i vµo c¸c èng nghiÖm sau mét thêi gian ®em ra quan s¸t. NÕu tÕ bµo trong èng nghiÖm kh«ng thay ®æi thÓ tÝch th× ¸p suÊt thÈm thÊu cña tÕ bµo b»ng ¸p suÊt thÈm thÊu cña dung dÞch trong èng nghiÖm ®ã. Câu 2 (3,0 điểm). Lấy các tế bào cùng một mô của một cơ thể thực vật. - Thí nghiệm 1: Cho tế bào vào dung dịch chứa chất A với nồng độ 200mmol/l thì tế bào hấp thu chất A vào trong tế bào với tốc độ là 5mmol/phút. Nếu đặt tế bào vào dung dịch chứa chất A có nồng độ 400mmol/l thì tốc độ hấp thu chất này vào tế bào là 10mmol/phút. - Thí nghiệm 2: Được thay bằng dung dịch chất B thì tốc độ hấp thu chất B vào trong tế bào là 10mmol/phút ở cả hai nồng độ 200mmol/l và 400mmol/l. Từ thí nghiệm này rút ra kết luận gì ? Giải thích ? b. Một nhà khoa học đã phát triển phương pháp phân tích xét nghiệm để đo hoạt tính của một enzym quan trọng có mặt trong tế bào gan được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Khi cho thêm cơ chất vào một đĩa nuôi cấy tế bào và đo sự xuất hiện của các sản phẩm phản ứng. Kết quả được minh họa bằng đồ thị với lượng sản phẩm tương ứng trên trục y và thời gian trên trục x; nhà nghiên cứu đã chú ý đến 4 phần của đồ thị: phần A: không có sản phẩm, phần B: vận tốc phản ứng rất cao, phần C: phản ứng giảm dần, phần cuối đường đồ thị trở nên bằng phẳng. Điều kiện : nhiệt độ, pH môi trường không đổi, cơ chất vừa đủ). Hãy vẽ lại đồ thị và giải thích. Hướng dẫn Câu Nội dung Điểm a. Rút ra kết luận: - Chất A được vận chuyển vào trong tế bào bằng phương thức thụ động: vì tốc độ vận chuyển chất A phụ thuộc vào nồng độ chất A ở bên ngoài tế bào (nồng độ chất A tăng gấp đôi thì tốc độ vận chuyển chất A tăng gấp đôi). - Chất B được vận chuyển vào trong tế bào bằng phương thức chủ động. vì tốc độ vận chuyển chất B vào trong tế bào phụ thuộc nhu cầu tế bào mà không phụ thuộc nồng độ chất A bên ngoài tế bào. (nồng độ chất B tăng gấp đôi nhưng tốc độ hấp thu không đổi). 1,0đ 1,0đ b. A B C D Lượng sản phẩm * Giải thích: (0,5 điểm) A: Cơ chất đang xâm nhập vào tế bào nên chưa có sản phẩm tạo ra. B: Có đủ cơ chất, phản ứng diễn ra với tốc độ cực đại. C: Cơ chất giảm nên vận tốc phản ứng chậm lại. D: Hết cơ chất, không có sản phẩm mới tạo ra, nên đường biểu diễn ngang bằng. 1,0đ Câu 3 (4,0 điểm). Epinephrine là một hoocmon được tiết ra từ tuyến thượng thận, có tác dụng kích thích phân giải glycogen thành glucozơ-1-photphat bằng cách hoạt hóa enzim glycogen photphorylaza có trong bào tương của tế bào. a. Enzim glycogen photphorylaza hoạt động trong giai đoạn nào của quá trình truyền tin bắt đầu từ epinephrine? b. Nếu trộn epinephrine vào dung dịch có chứa glycogen và glycogen photphorylaza đựng trong ống nghiệm thì glucozơ-1-photphat có được tạo thành không? Vì sao? 2. Thùc nghiÖm chøng tá r»ng khi t¸ch ti thÓ ra khái tÕ bµo, nã vÉn cã thÓ tæng hîp ®­îc ATP trong ®iÒu kiÖn invitro thÝch hîp. Lµm thÕ nµo ®Ó ti thÓ tæng hîp ®­îc ATP trong èng nghiÖm? Gi¶i thÝch. Hướng dẫn Câu Nội dung Điểm 1. Enzim glycogen photphorylaza hoạt động trong giai đoạn thứ 3 của quá trình truyền tin bắt đầu từ epinephrine. + GĐ1: Epinephrine gắn với thụ thể trên màng tế bào. + GĐ2: Thông tin được truyền vào trong tế bào. + GĐ3: Giai đoạn đáp ứng. Enzim glycogen photphorylaza hoạt động để phân giải glycogen thành glucozơ-1-photphat. 1,0đ b.- Nếu trộn epinephrine vào dung dịch có chứa glycogen và glycogen photphorylaza đựng trong ống nghiệm thì glucozơ-1-photphat không dược tạo ra. - Giải thích: Enzim glycogen photphorylaza chỉ được hoạt hóa sau khi epinephrine gắn với thụ thể trên màng tế bào và gây ra quá trình truyền tin vào trong tế bào. Trong ống nghiệm không có tế bào nên epinephrine không hoạt hóa được enzim glycogen photphorylaza . 1,0đ 2. - §Ó ty thÓ cã thÓ tæng hîp ®­îc ATP trong m«i tr­êng nh©n t¹o th× cÇn cã sù chªnh lÖch H+ gi÷a hai phÝa mµng trong ty thÓ. Cô thÓ: Khi nång H+ ë phÝa mµng cao h¬n, H+ sÏ khuÕch t¸n qua thÓ h×nh nÊm, ho¹t ho¸ enzim ATP syntetaza xóc t¸c cña ph¶n øng: ADP+ Pvà ATP - ThÝ nghiÖm: + §Æt ty thÓ vµo m«i tr­êng cã ®é pH cao vÝ dô pH = 8 sau ®ã chuyÓn chóng sang m«i tr­êng kh¸c cã ®é pH thÊp (vÝ dô pH=4). + Khi cã sù chªnh lªch vÒ nång ®é H+ gi÷a hai phÝa mµng trong ty thÓ ATP sÏ ®­îc tæng hîp qua kªnh ATP syntetaza 1,0đ 1,0đ ĐỀ KIỂM TRA SỐ 3 Thời gian: 45 phút Chủ đề: Sinh lí tuần hoàn, hô hấp, thần kinh ở ĐV Câu 1 (3,0 điểm). Để tìm hiểu về tính tự động của tim người ta đã làm thí nghiệm trên tim ếch và thu được một số kết quả sau: - Trường hợp 1: Dùng chỉ thắt một nút giữa xoang tĩnh mạch và phần còn lại của tim, thấy xoang nhĩ tiếp tục co bóp phần còn lại ngừng co. Sau một thời gian, phần còn lại này co bóp trở lại song với nhịp chậm hơn so với nhịp co bóp của xoang nhĩ. - Trường hợp 2: Giữ nguyên nút thắt thứ nhất, tiến hành nút thát thứ hai giữa thâm nhĩ và tâm thất (hơi lệch về phía tâm thất) , tâm thất ngùng co. - Trường hợp 3: Tháo nút thắt một và hai, tiến hành thát nút thứ ba ở mỏm tim, thì phần trên nút thát co bóp, phần mỏm tâm thất ngừng co. Căn cứ vào các kết quả thí nghiệm nêu trên, phân tích và rút ra kết luận về tính tự động của tim? Hướng dẫn Câu Nội dung Điểm - Hệ dẫn truyền tin hình thành theo trình tự sau: Nút xoang nhĩ phát xung → nút nhĩ thất → bó His → mạng Puốc kin. Do vậy tâm nhĩ co trước tống máu xuống tâm thất, tâm thất co tống máu vào động mạch. - Trường hợp 1: Nút xoang nhĩ và nút nhĩ thất đều có khả năng tự động phát xung nhưng nút xoang nhĩ đống vai trò chủ đạo. - Trường hợp 2: Nút nhĩ thất phát xung truyền đến các bộ phận còn lại của hệ dẫn truyền tim. - Trường hợp 3: Mỏm tim sau khi xung truyền xuống bó His, sau đó mới truyền qua mạng Puốc kin, tức là mỏm tim co trước thành tâm thất, do vậy máu được dồn triệt để vào động mạch. 1,0đ 1,0đ 1,0đ Câu 2 (3,0 điểm). Albumin (khối lượng phân tử 68000Da) là protein có nhiều nhất trong huyết tương, chiếm tới 60% tổng protein huyết tương. a. Một người có hàm lượng albumin huyết tương thấp, lượng albumin giảm do bị hư thận. Hãy cho biết bộ phận nào của thận là nơi bị hỏng của bệnh nhân này? Vì sao? b. Chức năng chính của albumin là duy trì áp suất thẩm thấu của máu. Bệnh nhân bị phù chân. Triệu chứng này do lượng huyết tương trong máu giảm. Hãy giải thích vì sao? c. Có thể xác định nồng độ albumin trong huyết tương của bệnh nhân bằng cách nhuộm albumin làm thuốc màu đặc hiệu. Biểu đồ dưới cho biết kết quả hấp thụ của phức hệ albumin-thuốc màu ở các bước sóng khác nhau. Dựa vào biểu đồ, hãy vẽ đồ thị biểu diễn quang phổ hấp thụ của albumin-thuốc thử ở các bước sóng khác nhau khi nồng độ albumin là 2g/l. Hướng dẫn Câu Nội dung Điểm a. Bệnh nhân nảy bị hỏng cầu thận, vì chỉ ở cầu thận mới có quá trình lọc máu tạo dịch lọc cầu thận. - Bình thường : Thành phần dịch lọc cầu thận giống huyết tương, không có tế bào máu và hầu như không có protein huyết tương. - Cầu thận hỏng®thành phần dịch lọc có cả protein huyết tương (albumin) ® mất albumin qua nước tiểu® do vậy albumin trong huyết tương thấp. 1,0đ b. Chức năng chính của albumin là duy trì áp suất thẩm thấu của máu. Khi lượng albumin trong huyết tương giảm ®ASTT máu giảm® nước trong mô đi vào máu ít, lượng huyết tương trong máu giảm ® phù chân. 1,0đ Vẽ đồ thị: 1,0đ Câu 2 (4,0 điểm). a. Một người đàn ông bị bệnh cao huyết áp là do nồng độ aldosteron cao. Huyết áp của ông ta là 164/102. Nồng độ aldosteron cao trong máu còn gây ra những thay đổi nào đối với pH máu, nồng độ K+ trong máu, thể tích dịch ngoại bào và tiết renin? Tại sao? b. Một người bị tai nạn giao thông mất đi 20% lượng máu dẫn đến huyết áp giảm. Hãy cho biết cơ chế sinh lí chủ yếu làm tăng huyết áp trở lại. c. Ở người, khi thở ra áp suất trong khoang màng phổi là -4. Tại sao khi hít vào thì áp suất trong khoang màng phổi lại là -7? Khi tràn dịch màng phổi làm mất áp lực âm trong khoang màng phổi thì thể tích phổi, dung tích sống, nhịp thở thay đổi như thế nào? Giải thích. d. Người bị bệnh suy tim (tim co bóp yếu) có thể được điều trị bằng thuốc Digitalis. Thuốc này làm suy yếu hoạt động của bơm Na-Ca ở màng sinh chất của cơ tim. Tại sao sử dụng thuốc Digitalis có thể làm tăng khả năng co bóp của tim? Hướng dẫn Câu Nội dung Điểm a. - Những thay đổi do nồng độ aldosteron cao: pH máu tăng, nồng độ K+ giảm, thể tích dịch ngoại bào tăng và không tiết renin. - Aldosteron kích thích ống thận tăng tái hấp thu Na+ tăng thải K+ và H+ vào nước tiểu. Tăng Na+ và tăng thải H+ làm pH máu tăng, tăng thải K+ vào nước tiểu làm K+ trong máu giảm. - Aldosteron kích thích ống thận tăng tái hấp thu Na+ kèm theo nước dẫn đến tăng huyết áp và tăng thể tích dịch ngoại bào. - Huyết áp cao không gây tiết renin. 1,0đ b. - Khi huyết áp giảm, thụ thể ở mạch máu báo tin về làm tăng cường hoạt động thần kinh giao cảm. - Thần kinh giao cảm làm tăng nhịp tim, co mạch ngoại vi, co mạch dồn máu từ các nơi dự trữ máu (gan, lách, mạch máu dưới da). - Thần kinh giao cảm còn làm co mạch máu đến thận, giảm lượng máu qua thận, giảm lọc ở cầu thận. - Huyết áp giảm còn gây tăng renin, angiotensin II, Angiotensin II gây tăng aldosteron kích thích ống thận tăng tái hấp thu Na+ và nước đồng thời gây co mạch làm giảm lượng máu qua thận, giảm lọc ở cầu thận. Ngoài ra phản ứng đông máu làm giảm mất máu. 1,0đ c. - Khi thở ra cơ hô hấp giãn, lồng ngực giãn ra trước khi phổi giãn do vậy thể tích khoang màng phổi tăng lên, tăng áp suất âm. - Khi dịch tràn màng phổi làm mất lực âm, do tính đàn hồi phổi co nhỏ lại dẫn đến thể tích phổi giảm.- Phổi co lại không còn khả năng co giãn như trước nữa nên dung tích sống giảm. - Phổi co nhỏ lại dẫn đếm giảm thông khí và trao đổi khí ở phổi, giảm O2 và tăng lượng CO2 trong máu tác động trực tiếp và gián tiếp lên trung khu hô hấp làm tăng nhịp thở. 1,0đ d. - Thuốc gây suy yếu bơm Na-K làm giảm đưa Na+ ra ngoài tế bào cơ, do vậy hàm lượng Na+ trong bào tương tăng. Tăng Na+ trong bào tương dẫn đến giảm chênh lệch nồng độ Na+ hai bên màng. Vì vậy, bơm Na-Ca giảm chuyển Na+ và giảm đưa Ca2+ ra khỏi tế bào cơ. - Giảm đưa Ca2+ ra ngoài gây tăng Na+ trong bào tương và trong lưới nội chất (nhờ bơm Ca2+ ). - Khi xung thần kinh từ hạch tự động đến gây giải phóng nhiều Ca2+ ra khỏi lưới nội chất làm cơ tim co mạnh hơn. 1,0đ ĐỀ KIỂM TRA SỐ 4 Thời gian: 45 phút Chủ đề: Quang hợp Câu 1 (3,0 điểm). Người ta cho rằng có thể sử dụng đặc điểm đặc trưng về lục lạp và hệ sắc tố ở thực vật để phân biệt cây C3 với cây C4. a. Nhận định trên là đúng hay sai? Giải thích. b. Trình bày cách bố trí thí nghiệm để kiểm chứng nhận định trên Hướng dẫn Câu Nội dung Điểm a. - Nhận định trên đúng vì: + Cây C3 chỉ có một loại lục lạp giống nhau ở các tế bào thịt lá. Cây C4 có hai loại lục lạp, lục lạp ở tế bào mô giậu có thylakoid rất phát triển, ít hạt tinh bột và lục lạp ở tế bào bao bó mạch có thylakoid kém phát triển nhưng có nhiều hạt tinh bột. + Tỷ lệ diệp lục a/b ở cây C3 luôn nhỏ ở cây C4. 1,0đ b. - Thí nghiệm kiểm chứng: + Dựa vào tỷ lệ diệp lục a/b: tách chiết sắc tố của lá bằng một dung môi hữu cơ, sau đó xác định hàm lượng diệp lục a và b, tính toán để xác định tỷ lệ diệp lục a/b và đưa ra kết luận. + Dựa vào đặc điểm giải phẫu: cắt ngang lá để có được lát cắt thật mỏng, xử lý mẫu để loại bỏ sắc tố, nhuộm mẫu bằng thuốc nhuộm thích hợp, quan sát tiêu bản bằng kính hiển vi, cây C4 có các tế bào bao bó mạch với nhiều hạt tinh bột nhuộm màu đậm, cây C3 không rõ màu. 1,0đ 1,0đ Câu 2 (3,0 điểm). Em hãy thiết kế một thí nghiệm chứng minh quang hợp thụ CO2 và hô hấp thải CO2. Nêu nguyên tắc và giải thích kết quả thí nghiệm? Hướng dẫn Câu Nội dung Điểm a. * Thiết kế thí nghiệm: - Chuẩn bị: + 2 lá có diện tích gần như nhau. + 3 bình thủy tinh miệng rộng, cốc, phễu, pipet, dụng cụ chuẩn độ, giấy đen. + Hóa chất: Ba(OH)2 0,02M, HCl 0,02M, thuốc thử phênolftatêin. - Cách tiến hành: + Dùng 3 bình thủy tinh, thể tích như nhau: Bình A: Không có lá. Bình B: Có lá. Bình C: Có lá nhưng được bịt kín bằng giấy đen. + Cả 3 bình đều được chiếu sáng. Sau 3 phút, nhanh chóng lấy lá ra khỏi bình. Cho vào mỗi bình 20ml Ba(OH)2, đậy nút lắc đều, thấy có kết tủa trắng ở đáy bình. Chuẩn độ Ba(OH)2 thừa bằng HCl. + Tính lượng HCl dùng để chuẩn độ từ khi bắt đầu chuẩn độ đến khi dung dịch mất màu hồng. 1,0đ 1,0đ b. * Nguyên tắc thí nghiệm: - Khả năng hấp thu CO2 của Ba(OH)2: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O - Chuẩn độ Ba(OH)2 thừa bằng HCl: Ba(OH)2 + 2 HCl → BaCl2 + 2H2O * Giải thích: Mức tiêu tốn HCl có thể xếp theo thứ tự: Bình B > Bình A > Bình C Bình B: Có quá trình quang hợp, tốn nhiều HCl nhất. Bình C: Có quá trình hô hấp, tốn ít HCl nhất. Bình A: Dùng để kiểm tra lượng HCl tiêu tốn nằm giữa hai bình B và C. 1,0đ Câu 3 (4,0 điểm). Thí nghiệm của Arnon (1958). Arnon tách lục lạp lấy một phần nhỏ gồm tilacôit và chút dịch tương ứng stroma. Ông đã kết hợp các thành phần này với một số phân tử khác nhau có trong lục lạp trong điều kiện có và không có 14CO2. ông theo dõi và đánh giá sự đồng hóa 14CO2 nhờ vào dấu phóng xạ trong các phân tử sản phẩm hữu cơ. Điều kiện thí nghiệm và kết quả được nêu dưới bảng sau: Thí nghiệm Điều kiện thí nghiệm Lượng 14CO2 được cố định trong các phân tử chất hữu cơ  (cup/phút). 1 - Đặt tilacôit nơi có ánh sáng, giàu ADP, Pi, các hợp chất khử và có 14CO2. 0 2 - Đặt stroma trong tối và có 14CO2. 4000 3 - Đặt stroma trong tối và có 14CO2, có ATP. 43000 4 - Đặt tilacôit nơi có ánh sáng, không có CO2, giàu ADP, phốtphat vô cơ các hợp chất khử. Sau đó đưa vào trong tối có stroma và 14CO2. 96000 Theo Hatier, Terminale S spécialité 2002 a. Giải thích kết quả thí nghiệm, nêu điều kiện cho sự tổng hợp chất hữu cơ trong quang hợp ở lục lạp. b. Trong trường hợp cây bị stress, màng tilacôit bị tổn thương chuỗi vận chuyển điện tử vẫn được thực hiện nhưng lục lạp không tổng hợp được ATP. Giải thích hiện tượng trên. Hướng dẫn Câu Nội dung Điểm a. a. Giải thích kết quả thí nghiệm + TN1: Có tilacôit, ánh sáng, ADP, Pi, các hợp chất khử, 14CO2 nhưng thiếu stroma thì không có sự cố định 14CO2® Thiếu enzim cố định 14CO2 và một số chất nằm trong stroma. + TN2: Có stroma trong tối và 14CO2 có hiện tượng cố định 14CO2 (4000cup/m)® trong stroma có enzim cố định 14CO2nhưng thiếu ATP nên lượng 14CO2 được cố định được ít. + TN3: Có stroma trong tối và 14CO2, ATP có hiện tượng cố định 14CO2 (43000cup/m)® có enzim 14CO2 được cố định trong stroma.có sử dụng ATP nhưng không có tilacoit và ánh sáng để tái sinh ATP nên lượng 14CO2 cố định được hạn chế. + TN4: Có tilacôit, ánh sáng, ADP, Pi, các hợp chất khử, có stroma, 14CO2 trong điều kiện tối lượng 14CO2được đồng hóa là rất lớn (96.000 cup/m). + Vậy quang hợp là đặc tính nổi trội của lục lạp. Nếu chỉ có tilacoit hoặc chỉ có stroma thì quá trình quang hợp không xẩy ra. Sự đồng hóa CO2 chỉ được thực hiện khi có đủ các điều kiện: có ATP, có lực khử (được hình thành tại tilacoit khi có ánh sáng), CO2 và các loại enzim cố định CO2 trong stroma. 0,5đ 0,5đ 0,5đ 0,5đ 1,0đ b. Trong trường hợp cây bị stress, màng tilacôit bị tổn thương chuỗi vận chuyển điện tử vẫn được thực hiện nhưng lục lạp không tổng hợp được ATP do màng tilacôit bị tổn thương ® phức hệ ATP synthetaza không hoạt động hoặc quá trình vận chuyển điện tử và photphorin hóa không liên kết với nhau mà tách rời nhau nên năng lượng được giải phóng dưới dạng nhiệt vô ích ® ATP không được tổng hợp. 1,0đ MA TRẬN ĐỀ KIỂM TRA KIẾN THỨC MÔN SINH HỌC LỚP CHUYÊN SINH 11 BẢNG ĐẶC TẢ KĨ THUẬT ĐỀ KIỂM TRA CÁC CHỦ ĐỀ THỰC NGHIỆM THỜI GIAN LÀM BÀI: 45 PHÚT TT Nội dung Sinh học cấp độ cơ thể Đơn vị kiến thức Mức độ kiến thức, kĩ năng cần kiểm tra, đánh giá Câu hỏi tự luận theo mức độ nhận thức Thông hiểu Vận dụng Vận dụng cao 1 Câu 1. Hiện tượng, quá trình (3 điểm) 1.1. Đặc điểm sinh lí tế bào thực vật Thông hiểu: - Mô tả và giải thích kết quả thí nghiệm về tính thấm của tế bào. - Mô tả, giải thích hiện tượng co và phản co nguyên sinh ở tế bào TV. Vận dụng: - Vận dụng các hiểu biết về các dạng năng lượng và ATP để giải thích các hiện tượng sinh học trong thực tế. - Vận dụng vai trò của enzim trong điều hòa quá trình chuyển hóa vật chất để giải thích một số hiện tượng trong thực tiễn. 1.a (1,0 điểm) 1.b (1,0 điểm) 1.c (1,0 điểm) 1.2. Sinh lí tuần hoàn, hô hấp, thần kinh ở ĐV Thông hiểu: - Giải thích hoạt động của các hệ cơ quan (tim, hệ mạch, trao đổi khí) - Phân tích hoạt động của sự truyền xung thần kinh. Vận dụng: - Phân tích được các bước thực hiện một số thí nghiệm như đo huyết áp, đo thân nhiệt, đếm nhịp tim. 1.3. Quang hợp ở thực vật Thông hiểu: - Tìm hiểu các phản ứng trong quang hợp và giải thích các hiện tượng đặc trưng của quá trình này. - Phân biệt được các nhóm thực vật C3, C4, CAM qua các đặc điểm của chúng. Vận dụng: - Tách chiết hệ sắc tố, đo cường độ quang hợp bằng phương pháp hoá học, đo quang hợp ở lục lạp tách rời. 2 Câu 2. Xác định mối quan hệ nhân quả, mối liên quan giữa cấu trúc và chức năng. (3 điểm) 2.1. Đặc điểm sinh lí tế bào thực vật Thông hiểu: - Xác định trạng thái đóng mở khí khổng. - Giải thích cấu trúc phù hợp chức năng của các bào quan. Vận dụng: - Nhận biết sự có mặt và xác định vai trò của một số nguyên tố khoáng đối với các hoạt động trao đổi nước, quang hợp, hô hấp trong tế bào TV. 2.a (1,0 điểm) 2.b (1,0 điểm) 2.c (1,0 điểm) 2.2. Sinh lí tuần hoàn, hô hấp, thần kinh ở động vật Thông hiểu: - Giải thích được đặc điểm trong cấu tạo và chức năng của các hệ cơ quan và phân tích ý nghĩa tiến hóa thích nghi của các hệ cơ quan đó ở các nhóm động vật Vận dụng: - Tính toán được các một số chỉ tiêu sinh lí ở người hoặc động vật từ đó xác định tình trạng hoạt động của các cơ quan. - Mô tả thực nghiệm chứng minh các chức năng thần kinh trung ương và ngoại biên. 2.3. Quang hợp ở thực vật Thông hiểu: - Giải thích và vận dụng được các biện pháp tăng năng suất cây trồng. Vận dụng: - Xác định các chỉ tiêu sinh lí để thiết kế thí nghiệm phân biệt các nhóm TV C3, C4, CAM 3 Câu 3. Giải quyết các vấn đề Sinh học bằng thực nghiệm (4 điểm) 3.1. Đặc điểm sinh lí tế bào thực vật Thông hiểu: - Giải thích được vai trò của một số nguyên tố khoáng đối với các quá trình Sinh lí trong tế bào TV. Vận dụng: - Thiết kế thực nghiệm để xác định chính xác vai trò các nguyên tố khoáng trong các quá trình Sinh lí mức độ tế bào. 3.a (1,0 điểm) 3.b (1,0 điểm) 3.c (2,0 điểm) 3.2. Sinh lí tuần hoàn, hô hấp, thần kinh ở động vật Thông hiểu: - Nghiên cứu tính tự động của tim, vận chuyển máu trong hệ mạch, điều hoà thần kinh thể dịch đối với hoạt động của tim, tác dụng điều hoà hô hấp của CO2. Vận dụng: - Từ các chỉ tiêu sinh lí, các dấu hiệu lâm sàng của cơ thể, vận dụng kiến thức để giải thích và dự đoán một số bệnh tật ở người. 3.3. Quang hợp ở thực vật Thông hiểu: - Phân tích các đặc điểm tiến hóa thích nghi của các nhóm TV tương ứng với các phương thức quang hợp khác nhau. Vận dụng: - Tìm mối liên quan giữa quang hợp với các quá trình sinh lí khác ở TV như hô hấp, dinh dưỡng khoáng và trao đổi Nitơ. - Vận dụng các phương pháp TH và kiến thức về quang hợp để mô tả thí nghiệm hoặc thiết kế thực nghiệm để kiểm chứng một số nguyên lí của quá trình quang hợp. Tổng điểm 3,0 3,0 4,0 Lưu ý: - Bài kiểm tra gồm 3 câu tự luận thuộc cùng 1 chủ đề TH: CĐ 1: (1.1), (2.1) và (3.1); CĐ 2: (1.2), (2.2) và (3.2); CĐ 3: (1.3), (2.3) và (3.3). - Mỗi câu có thể gồm 2-3 ý tương đương (a, b, c)