Quy Trình Tổ Chức Dạy Học Phát Triển Năng Lực Thực Hành Sinh Học Cho Học Sinh

Có 6 mẫu đựng trong các ống eppi là dịch ly giải chồi của 5 dòng Arabidopsis khác nhau (kí hiệu từ A tới E) được nuôi trồng trong các môi trường hoặc đủ (1 mM) hoặc thiếu (10 μM) phôtphát (xem bảng số liệu 1). Dòng A là dòng kiểu dại, còn các dòng từ B đến E hoặc là các dòng đột biến bất hoạt (knockout - kí hiệu KO, từc là đột biến làm mất hoàn toàn chức năng gen) hoặc các dòng biểu hiện tăng của các gen T, X, Y hoặc Z.

Em hãy đo lượng phôtphát có trong mỗi mẫu và xác định đặc điểm riêng của từng mẫu dựa vào nguyên lý được mô tả hình 3. Mỗi mẫu này được chuẩn bị từ 20 cây con (cây non) có trọng lượng tươi được nêu ở Bảng số liệu 1 trước khi bổ sung nước cất 2 lần (dd H2O) về thể tích cuối cùng là 10 mL.

Bảng số liệu 1

Kí hiệu mẫu

Cây	Nồng độ Pi trong môi trường	Khối lượng tươi của các cây con (mg)
1	A	1 mM	40.4
2	A	10 μM	17.3
3	B	1 mM	28.0
4	C	1 mM	39.2
5	D	1 mM	30.6
6	E	1 mM	33.8

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 227 trang tài liệu này.

Yêu cầu HS thực hiện: Hãy dùng các thiết bị và dung dịch được cung cấp để đưa ra quy trình kỹ thuật đo nồng độ phôtphát trong mỗi mẫu

(Quy trình thực hiện:

+ Dùng các ống eppi 1,5 mL được ghi nhãn sẵn cùng dung dịch 400 μM KH2PO4 (Solution B), nước cất hai lần (ddH2O) để chuẩn bị các dung dịch chuẩn có nồng độ phốtphat là 0, 25, 50, 100, 200, 400 μM nhằm dựng đường chuẩn.

+ Dùng máy vortex làm tan muối. Với mỗi nồng độ, cần chuẩn bị ít nhất 0,5 mL.

+ Dùng pipetman 200μl với các đầu tip mới để chuyển 0,1 mL từ mỗi ống dung dịch chuẩn vào mỗi giếng tương ứng tại đúng các vị trí xác định trên khay 96

giếng như hình dưới đây (nhớ vị trí lập lại 2 giếng cho mỗi nồng độ chuẩn). Hình 3. Vị trí của các dung dịch chuẩn và các mẫu thí nghiệm

Chuẩn Các mẫu Chuẩn

0	#1	#1	0
25	#2	#2	25
50	#3	#3	50
100	#4	#4	100
200	#5	#5	200
400	#6	#6	400

A B C D E F G H

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

+ Chuyển 0,1 mL từ mỗi ống đựng mẫu vào đĩa 96 giếng đúng tại các vị trí như hình trên (nhớ vị trí lập lại 2 giếng cho mỗi mẫu)

+ Bổ sung 0,1 mL dung dịch nhuộm phôtphat (dung dịch A) vào mỗi giếng đã chứa sẵn dung dịch chuẩn và dịch mẫu phân tích.)

* Hoạt động 3. Tiến hành các hoạt động TH

- HS thực hiện các thao tác (kĩ năng) các phương pháp TH

* Hoạt động 4: Thu thập kết quả

- Kết quả cần tìm: Sử dụng bài tập TH ở phần này để HS xây dựng biểu đồ mối liên hệ có tính phổ biển giữa các biến trong TN và rút ra kết luận

BT1: Đo giá trị quang phổ của các hỗn hợp phản ứng bằng máy đo quang phổ ELISA tại bước sóng 820 nm. Kỹ thuật viên phòng TN sẽ in ra số liệu thí nghiệm của HS.

BT2: Tính giá trị trung bình về độ hấp thụ của mỗi mẫu chuẩn và thí nghiệm. Vẽ đồ thị để dựng đường chuẩn. Xác định nồng độ phôtphát theo μM của mỗi mẫu thí nghiệm và nồng độ nmol phôtphat trong mỗi milligram trọng lượng tươi của các cây con với mỗi mẫu từ #1 đến #6 trong bảng kết quả dưới đây:

(Ghi chú: Absorbance at 820nm = Độ hấp thụ ở bước sóng 820nm; Phosphate concentration = Nồng độ phôtphat)

Bảng: Kết quả nồng độ phôtphat đo được nồng độ nmol/mg của phôtphat tính được trong các mẫu cây

Mẫu

Cây	Trọng lượng tươi của các cây con (mg)	Nồng độ phôtphat trung bình trong dịch chiết (μM)	nmol phôtphat trong mỗi mg trong lượng tươi của cây con (nmol/mg)
1	A	40.4
2	A	17.3
3	B	28.0
4	C	39.2
5	D	30.6
6	E	33.8

- Nêu kết luận:

Với mỗi phát biểu dưới đây (A – F), hãy cho biết câu nào đúng hoặc sai khi giải thích về cây có nồng độ phôtphat (nmol/mg) cao hơn so với cây kiểu dại. Đánh dấu [X] vào các ô tương ứng trong ô trả lời.

(A)	(B)	(C)	(D)	(E)	(F)
Đúng
Sai

A. Yếu tố phiên mã X không được hoạt hóa ở cây, vì vậy làm tăng lượng

phosphat trong cây.

B. Gen Y bị bất hoạt ở cây làm tăng lượng phosphat trong cây.

C. Gen Z bị bất hoạt ở cây làm tăng lượng phosphat trong cây.

D. Cây chứa gen biến nạp làm tăng biểu hiện gen Y, dẫn đến làm mất khả năng ức chế protein T, vì vậy hoạt tính hấp thụ phôtphát tăng lên.

E. Protein T của cây bị hỏng và nó không thể vận chuyển phôtphat hiệu quả.

F. Yếu tố phiên mã X của cây bị đột biến và mất khả năng liên kết vào trình tự khởi đầu phiên mã của gen Y.

* Hoạt động 5: Báo cáo kết quả

HS thực hiện các bài tập TH sau:

- BT1: Từ kết quả thí nghiệm, hãy nêu đặc điểm của mỗi cây (B, C, D hoặc E) bằng cách ghi các chữ cái tương ứng vào các ô mô tả thông tin trong bảng trả lời sau.

B	C	D	E
Cây đột biến bất hoạt gen X
Cây đột biến bất hoạt gen Z
Cây có protein T hỏng chức năng
Cây chuyển gen biểu hiện gen Y tăng cao

- BT2: Nếu các cây kiểu dại, đột biến bất hoạt gen X và đột biến bất hoạt gen Y đều được trồng trong cùng điều kiện thiếu phôtphat như nhau, thì thứ tự các cây có lượng phôtphat tăng dần thế nào?

- BT3: Lai Western là kỹ thuật dùng để phát hiện mức biểu hiện của một protein đặc thù nhờ sử dụng kháng thể. Hình ảnh nào dưới đây (A- E) phản ánh đúng kết quả phân tích Western các protein Y và Z thu được từ dịch chiết protein tổng số của các mẫu #1 và #2?

Bước 4. Đối chiếu với mục tiêu đặt ra và lấy ý kiến chuyên gia để thẩm định hệ thống bài TH.

Đồng thời, trên cơ sở quy trình xây dựng hệ thống bài TH đã đưa ra, chúng tôi cũng đã bổ sung và hoàn thiện Hệ thống bài TH chuyên đề Sinh lí người và động vật sử

dụng trong dạy học nhằm rèn luyện và phát triển NLTH Sinh học cho HS chuyên Sinh lớp 11 (Phụ lục 3)

2.3. Quy trình tổ chức dạy học phát triển năng lực thực hành Sinh học cho học sinh chuyên Sinh

2.3.1. Nguyên tắc xây dựng quy trình

- Quy trình rèn luyện và phát triển NLTH được xây dựng dựa trên cơ sở bám sát cấu trúc của NLTH Sinh học, tổ chức dạy học rèn luyện các kĩ năng TH Sinh học cho HS chuyên Sinh phải gắn với hệ thống các bài TH đã được xây dựng.

- Quy trình được tổ chức và thực hiện theo logic của phương thức TH theo định hướng nghiên cứu. HS chuyên Sinh được dạy học phát triển NLTH thông qua các bài TH Sinh học, bằng các hình thức quan sát, thí nghiệm và nghiên cứu dần tiếp cận tới NL tư duy thực nghiệm của các nhà khoa học.

- Rèn luyện các kĩ năng TH Sinh học phải gắn liền với quá trình đánh giá, tự đánh giá, đánh giá lẫn nhau về sự phát triển NLTH ở mỗi HS.

2.3.2. Quy trình dạy học thực hành để hình thành và phát triển NLTH Sinh học đối với học sinh chuyên Sinh

Căn cứ vào mục tiêu, nội dung chương trình Sinh học 11 và trên cơ sở các nguyên tắc kể trên, nghiên cứu đề xuất quy trình dạy học hình thành và phát triển NLTH Sinh học cho HS chuyên như sau:

Bước 1: Lập kế hoạch phát triển NLTH cho HS

Quy trình DH

phát triển

NLTH Sinh học

Bước 2: HS nghiên cứu xây dựng kế hoạch thực hiện chủ đề TH

Bước 3: Tổ chức cho HS thực hiện các bài TH theo từng chủ đề

Bước 4: Đánh giá mức độ đạt được về các kĩ năng TH để điều chỉnh KH dạy học ở chủ đề tiếp theo

Sơ đồ 2.3. Các bước quy trình dạy học hình thành và phát triển NLTH Sinh học‌

a) Bước 1: Lập kế hoạch dạy học phát triển NLTH Sinh học cho HS

Để thực hiện và đạt hiệu quả cao trong việc rèn luyện NLTH cho HS thì GV phân tích nội dung chương trình, đánh giá thực trạng về mức độ hiện có của HS về các kĩ năng TH và đặc điểm tâm sinh lí HS chuyên Sinh để lập kế hoạch phù hợp với đối tượng HS và đặc điểm kiến thức bộ môn.

Các hoạt động cần thực hiện trong bước này là: Xác định các chủ đề và mục tiêu cần đạt; Kiểm tra mức độ thành thục về các kĩ năng TH Sinh học; Xác định các kĩ năng TH cần rèn luyện cho HS qua các bài TH theo từng chủ đề dạy học TH; Xây dựng kế hoạch đánh giá NLTH qua các giai đoạn khác nhau.

Bước này được thực hiện theo từng chuyên đề dạy học. Trong chương trình chuyên Sinh lớp 11 chúng tôi xác định có 2 chuyên đề nội dung là: Sinh lí TV và Sinh lí ĐV.

b) Bước 2: HS nghiên cứu xây dựng kế hoạch thực hiện chủ đề TH

Mỗi chủ đề dạy học TH trong chuyên đề môn học là một đơn vị dạy học để rèn luyện và phát triển NLTH của HS chuyên Sinh.

Ở bước này, GV hướng dẫn HS nghiên cứu xây dựng kế hoạch thực hiện chủ đề TH thông qua các hoạt động sau: nghiên cứu nội dung của mỗi chủ đề kiến thức, từ đó phát hiện và xác định các vấn đề Sinh học cần tìm hiểu để có thể tiến hành các hoạt động TH; tìm mối liên hệ giữa lý thuyết và các hoạt động TH để thực hiện các bài TH trong chủ đề. Trên cơ sở đó, HS tiến hành thảo luận, đề xuất các vấn đề cần tìm hiểu hoặc ôn tập trong mỗi chủ đề TH và đưa ra một số cơ sở lý thuyết của các bài TH. GV tiếp thu các ý kiến đề xuất của HS, tiến hành giải đáp những thắc mắc của HS và thống nhất với HS về nội dung kiến thức và các kĩ năng khoa học, phương pháp TH khi tiến hành một chủ đề dạy học TH; định hướng cho HS về sự phát triển tăng dần yêu cầu về các kĩ năng TH và logic nhận thức các vấn đề Sinh học qua các bài TH.

Để thực hiện nhiệm vụ này, GV cung cấp cho HS các tài liệu học tập dưới hình thức câu hỏi lý thuyết, bài tập về các vấn đề TH hoặc hướng dẫn HS tự xây dựng tài liệu học tập theo mục tiêu đã xác định . Các tài liệu này để định hướng và giúp HS tự tìm hiểu và thu nhận kiến thức lý thuyết đồng thời bước đầu hình dung

được các kĩ năng TH cần thực hiện trong các bài TH.

Bước này được thực hiện mỗi lần theo từng chủ đề giúp HS nhận thức trọn vẹn một đơn vị kiến thức và rèn luyện các kĩ năng TH Sinh học đối với HS chuyên.

c) Bước 3: Tổ chức cho HS thực hiện các bài TH theo từng chủ đề

Mỗi chủ đề dạy học TH gồm 3 bài TH đã được sắp xếp và thiết kế đảm bảo logic dạy học phát triển NLTH Sinh học như đã mô tả ở Bước 2. Theo đó, chúng tôi chia quá trình dạy học chủ đề TH thành 2 giai đoạn tương ứng với các giai đoạn phát triển của HS về kĩ năng TH và nhận thức các vấn đề Sinh học; đồng thời đưa ra 2 phương pháp dạy học phù hợp đối với từng giai đoạn như sau:

Giai đoạn 1: HS được rèn luyện theo từng kĩ năng TH Sinh học đặc thù với HS chuyên Sinh ở mức độ cơ bản.

Giai đoạn này áp dụng thực hiện đối với bài 1 và bài 2 trong mỗi chủ đề. Ở các bài TH này, để rèn luyện các kĩ năng TH ở mức cơ bản cho HS, chúng tôi sử dụng phương pháp dạy bài TH nhằm củng cố vững chắc các kĩ năng TH cơ bản và có thể bổ sung các khiếm khuyết mà người học mắc phải ở các bài TH trước đây. Trong các bài TH được thực hiện bởi phương pháp dạy học này, GV vừa có vai trò hướng dẫn và thực hiện mẫu (nếu cần), HS được rèn luyện nhưng vẫn có cơ hội để thực hiện chủ động và sáng tạo ở một số bước. Đặc điểm của phương pháp này là:

* GV phân tích các hoạt động của các bài TH để thiết kế các công cụ rèn luyện các kĩ năng tương ứng cho HS; việc rèn luyện mỗi kĩ năng phải được lặp lại và có thể nâng cao mức độ yêu cầu cần đạt.

* HS thực hiện các thao tác cụ thể trong bài TH theo hướng dẫn của GV.

* Bài TH dạy học theo phương pháp này được thực hiện theo trình tự gồm 3 hoạt động cụ thể như sau:

Hoạt động 1: Hướng dẫn khái quát

Giới thiệu bài TH:

- Cung cấp thông tin khái quát về bài TH (tên bài, loại bài), những kiến thức sơ bộ liên quan đến nội dung TH;

- Xác định các nhiệm vụ của HS, các mục tiêu cụ thể (kiến thức, kĩ năng) và

thời gian thực hiện;

- Xác định các yêu cầu về chuẩn bị dụng cụ, nguyên vật liệu, phương pháp tiến hành, phương pháp quan sát, thống kê và phân tích kết quả.

Hoạt động 2: Hướng dẫn thực hiện

- GV hướng dẫn quy trình TH.

+ Quy trình hướng dẫn TH có nhiều dạng, song cần phải có những nội dung cơ bản sau: Các điều kiện cần thiết cho việc TH; Nội dung các bước thực hiện; hướng dẫn phương pháp TH bộ môn; tiêu chuẩn thực hiện từng bước và thời gian; dụng cụ, thiết bị cho từng bước tiến hành.

+ Phân nhóm, giao nhiệm vụ.

+ Lưu ý các vấn đề về vệ sinh và an toàn trong bài TH.

- Tổ chức luyện tập

+ HS luyện tập theo quy trình hướng dẫn cho trước hoặc do GV biểu diễn.

+ GV quan sát giúp đỡ và đánh giá kĩ năng.

Hoạt động 3: Hướng dẫn tổng kết, báo cáo kết quả TH

- Trưng bày sản phẩm, HS đánh giá bài TH theo các tiêu chí. GV nhận xét các nhóm

- GV hướng dẫn HS đưa ra các đề xuất và lên phương án TH để tiếp tục học tập và tìm hiểu các vấn đề Sinh học

Như vậy, trong giai đoạn này, HS được tập huấn và rèn luyện các kĩ năng TH cơ bản, củng cố và hoàn thiện các nội dung kiến thức Sinh học là cơ sở để phát triển NLTH Sinh học hoàn chỉnh với bốn kĩ năng thành phần ở bước tiếp theo.

Giai đoạn 2: HS rèn luyện theo tiến trình các kĩ năng TH để phát triển và hoàn thiện các kĩ năng TH trong NLTH Sinh học của HS chuyên Sinh

Giai đoạn này thực hiện việc dạy học TH ở mức nâng cao sau khi HS đã hình thành được kỹ năng thực hành cơ bản ở giai đoạn 1. HS tiếp tục rèn luyện theo tiến trình các kĩ năng TH thông qua bài 2 và bài 3 của chủ đề TH (Bài 2: TH nhằm tìm hiểu và học kiến thức mới với các thao tác TH ở mức độ nâng cao; Bài 3: TH định hướng HS tư duy thực nghiệm và định hướng nghiên cứu) để hoàn thiện và phát triển các kĩ