Một số hình thức tổ chức dạy học sinh học bằng thí nghiệm

 MỘT SỐ HÌNH THỨC TỔ CHỨC DẠY HỌC SINH HỌC BẰNG 
 THÍ NGHIỆM 
1. Cơ sở của việc lựa chọn phương pháp thí nghiệm trong dạy học sinh học 
 - Phương pháp thí nghiệm là phương pháp thể hiện rõ sắc thái đặc trưng của bộ 
môn khoa học thực nghiệm trong đó có môn sinh học. Cho nên đây là phương pháp dạy 
học được khuyến khích và đánh giá cao bởi những hiệu quả mà thí nghiệm mang lại đó 
là: 
 * Thí nghiệm góp phần phát triển năng lực hành động trong quá trình dạy học vì 
thông qua thí nghiệm học sinh có cơ hội tập dượt các thao tác thực hành, phát triển kỹ 
năng, kỹ xảo và vận dụng kiến thức học được vào cuộc sống. 
 * Thông qua phương pháp thí nghiệm giáo viên sẽ phát triển được ở học sinh các 
kỹ năng cơ bản như: kỹ năng quan sát, kỹ năng làm thí nghiệm và ở mức độ cao hơn là 
kỹ năng đánh giá tác động của các nhân tố đến một quá trình hay một hiện tượng sinh 
học nào đó. 
 * Dựa vào đặc điểm tâm lý lứa tuổi. Để tổ chức hoạt động dạy học bằng các thí 
nghiệm phù hợp trình độ nhận thức của học sinh, giáo viên cần phải tuyển chọn, gia 
công và trình bày các thí nghiệm sao cho mẫu mực về nội dung, cách thể hiện và kết quả 
nghiên cứu để không làm đánh mất niềm tin vào khoa học ở học sinh. Đặc biệt đối với 
với lứa tuổi của học sinh phổ thông, các em rất nhạy cảm nên giáo viên phải chuẩn bị 
thật chu đáo sao cho phát huy tối đa ưu điểm của thí nghiệm. 
 * Dựa vào khả năng nhận thức, mức độ chuẩn bị và sự phát triển trí tuệ của học 
sinh. Nếu tư duy càng phát triển, thì học sinh càng có nhiều khả năng lĩnh hội tri thức 
một cách sâu sắc, đồng thời biết cách vận dụng được những tri thức vào trong thực tiễn 
cuộc sống. 
 * Phương pháp thí nghiệm là một trong những phương pháp dạy học tích cực mà 
đặc trưng của phương pháp này là dạy học thông qua tổ chức các hoạt động học tập của 
học sinh. Đây là phương pháp dựa trên cơ sở thầy - trò với hai chức năng khác nhau: 
thầy tổ chức - trò hoạt động, mà đặc trưng cho một hoạt động là động cơ của nó. Cho 
nên, phương pháp dạy học thông qua thí nghiệm chỉ thực sự phát huy được hiệu quả khi 
người học phải xác định được cho mình động cơ học tập rõ ràng. Thí nghiệm về dinh dưỡng của Van Helmont (1577 - 1644): Van Helmont bắt 
đầu thí nghiệm bằng cách cân cành cây liễu và đất trồng cành liễu đó. Trong quá trình 
trồng, ông tưới nước thường xuyên cho đến khi cành liễu lớn thành cây. Khi kết thúc thí 
nghiệm, ông lại cân cây liễu và đất trồng. Kết quả là trọng lượng đất trồng cây liễu hầu 
như không đổi và ông đã kết luận: thực vật lớn lên nhờ chỉ nước. 
 Hình 2.1. Thí nghiệm về dinh dưỡng của Van Helmont 
 Khi sử dụng thí nghiệm, giáo viên có nhiều cách đặt vấn đề như sau: 
 - Chỉ trình bày thí nghiệm và cho học sinh dự đoán kết quả. 
 - Trình bày kết quả và phần kết luận dành cho học sinh. 
 - Giáo viên trình bày thí nghiệm sau đó nêu vấn đề: Vậy phải chăng thực vật lớn 
lên chỉ nhờ nước? 
 Thông qua thí nghiệm với cách đặt vấn đề như trên, có thể thấy rằng khi chúng 
ta sử dụng các luận cứ khoa học sẽ cung cấp cho học sinh các ý tưởng để thảo luận. Điều 
này mang ý nghĩa rất quan trọng nhằm giúp cho học sinh biết cách giải quyết vấn đề. 
Ngay cả khi thí nghiệm không mang lại kết quả thì nó sẽ là tiền đề cho những phát hiện 
mới tiếp nối về sau. 
 + Giới thiệu về một vấn đề, quá trình, hiện tượng hay cơ chế sinh học 
 Với mục đích này, thí nghiệm có nhiệm vụ đưa người học trở về tìm hiểu nguồn 
gốc của vấn đề khoa học mà họ sắp được tiếp cận. Chính vì lẽ đó, những thí nghiệm 
dưới dạng này sẽ bị hạn chế về mặt khoa học, tức các lý luận hoặc minh chứng của các 
nhà khoa thời bấy giờ chưa được hoàn chỉnh hoặc chưa đủ sức thuyết phục nhưng nó là 
 Hình 2.2. Sơ đồ minh họa cho sự di chuyển của thực vật 
 Năm 1880, Charles Darwin đã tiến hành một số thí nghiệm với hiện tượng hướng 
quang và đã phát hiện ra một hoocmon thực vật quan trọng ở các cây mầm họ Lúa. 
Năm 1913, Nhà thực vật người Đan Mạch Peter Boysen-Jensen tiếp tục thí nghiệm từ ý 
tưởng của Darwin. Thí nghiệm được bố trí như hình vẽ sau: 
 Hình 2.3. Thí nghiệm phát hiện auxin của Darwin và Peter Boysen-Jensen 
 1. Nguồn sáng; 2. Cây đối chứng; 3. Cây bị cắt đỉnh; 4. Đỉnh cây chụp mũ chắn 
sáng; 5. Đỉnh cây chụp mũ trong suốt; 6. Gốc cây được bao phủ bằng vòng chắn sáng; 
7. Cây bị cách ly bởi khối gelatin; 8. Đỉnh cây bị cách ly bởi phiến mica 
 Hình 2.4. Thí nghiệm về áp suất rễ 
 Hình 2.5. Thí nghiệm về quá trình vận chuyển nước trong thân 
 Như vậy, trong thí nghiệm để tạo tình huống có vấn đề, không nhất thiết phải 
chọn một thí nghiệm mang tính khái quát cho nội dung kiến thức của toàn bài học mà 
đôi khi chỉ cần thông qua một thí nghiệm nào đó thì một phần nội dung của bài được 
sáng tỏ. Tuy nhiên, để làm được điều này, giáo viên cần phải có sự tuyển chọn và gia 
công sao cho khi tổ chức dạy học thì các thí nghiệm minh họa cần phải phù hợp với 
logic của bài học cũng như trình độ nhận thức của học sinh. 
 Thí nghiệm có thể được sử dụng như một biện pháp để tạo tình huống có vấn đề 
nhằm kích thích sự tìm tòi và tạo sự hứng thú trong nhận thức của học sinh. 
 Cần lưu ý trong nghiên cứu tài liệu mới, thí nghiệm thường được sử dụng làm 
điểm xuất phát cho quá trình nhận thức. Nó là nguồn cung cấp thông tin trong nhóm - Thí nghiệm với quả trứng được sử dụng với mục đích củng cố bài học có thể có 
nhiều cách làm khác nhau. Sau đây là một vài đề xuất: 
 Cách 1: Giáo viên trình bày cách tiến hành và cho học sinh dự đoán và giải thích 
kết quả. 
 Cách 2: Giáo viên cách thực hiện và kết quả. Học sinh giải thích kết quả. 
 Hình 2.7. Thí nghiệm tế bào với các loại môi trường khác nhau 
 Hình 2.8. Thí nghiệm với tế bào trứng 
 Ngoài ra giáo viên đưa ra một số thí nghiệm và yêu cầu học sinh mô tả đồng thời 
giải thích kết quả (Xem các thí nghiệm hình 2.7 và 2.8). Ví dụ 2: Khi dạy mục II (Sinh trưởng của quần thể vi sinh vật) trong bài “Sinh 
trưởng của vi sinh vật” (Sinh học 10), giáo viên có thể minh họa cho quá trình nuôi cấy 
không liên tục bằng cách làm thí nghiệm sau: 
 Để các mẩu bánh mì sau các khoảng thời gian khác nhau: 3 ngày, 5 ngày, 7 ngày 
và 10 ngày. Sau đó cho học sinh quan sát hiện tượng. 
 Hình 2.10. Hình ảnh minh họa nấm mốc ở bánh mì 
 Như vậy thí nghiệm trên sẽ đưa cho học sinh quan sát sau khi giáo viên đã phân 
tích các pha sinh trưởng của vi sinh vật trong môi trường nuôi cấy không liên tục. Ngoài 
ra có thể minh họa các môi trường nuôi cấy không liên tục khác nhau như: sữa chua, 
muối dưa, làm rượu, làm tương, làm chao 
3.2.2. Đối với bài củng cố hoàn thiện kiến thức 
 Với vai trò này, thí nghiệm không chỉ do thầy giáo trực tiếp thực hiện để khắc 
sâu kiến thức đồng thời nhận được thông tin ngược từ phía học sinh mà còn có thể tổ 
chức cho học sinh tự thực hiện. Thông qua cách làm này thầy giáo có thể kiểm tra kiến 
thức lẫn kỹ năng của học sinh. Trong thực tế, thí nghiệm sử dụng trong kiểu bài này rất 
ít được thực hiện vì những nguyên nhân chủ quan lẫn khách quan nên cần khắc phục để 
có thể phát huy vai trò của thí nghiệm trong dạy học. 
4. Quy trình thực hành thí nghiệm 
 Đối với dạng bài thực hành thí nghiệm, quy trình tiến hành thường đi theo các 
bước cơ bản sau: 
Bước 1: Giới thiệu mục tiêu, nguyên liệu, hóa chất và dụng cụ thí nghiệm. 
Bước 2: Trình bày cách tiến hành thí nghiệm - Thí nghiệm sự tạo thành oxy ngoài ánh sáng. 
 - Thí nghiệm sự tạo thành tinh bột ngoài ánh sáng. 
 Thí nghiệm 1: Thí nghiệm nghiên cứu sự tạo thành oxy ngoài ánh sáng. 
 Cách tiến hành: 
 - Cắt khoảng 5 đoạn rong đuôi chó lầy ở phần non khoảng chừng 5 - 7cm. Đặt 
vào phễu sao cho phần cuống của cành rong hướng quay lên phía cuống phễu. 
 - Đổ đầy nước vào đầy cốc thuỷ tinh sau đó úp phễu xuống cốc sao cho phễu 
ngập trong nước. 
 - Lấy một ống nghiệm đổ đầy nước, dùng ngón tay cái bịt miệng ống nghiệm rồi 
dốc ngược sau đó đặt lên cuống của phễu thuỷ tinh. Lưu ý phải cho nước ngập hoàn toàn 
cuống phễu và khi úp ống nghiệm tránh hiện tượng nước chảy ra ngoài và để lại khoảng 
trống ở phía trên ống nghiệm. Đặt thí nghiệm trên ra ngoài ánh sáng hoặc để dưới bóng 
đèn điện. 
 Hình 2.11. Thí nghiệm cây xanh thải O2 và tinh bột ngoài ánh sáng 
Kết quả: 
 Sau một thời gian thấy có bọt khí xuất hiện và ngày càng nhiều. Cho đến khi quan 
sát thấy trên ống nghiệm xuất hiện một xoang rỗng chứa khí thì từ từ lấy ống nghiệm ra - Đối tượng 2: Rong đuôi chồn (Ceratophyllum submersum) 
2. Dụng cụ và hoá chất: 
- Dụng cụ: 2 cốc thuỷ tinh, 2 phễu thủy tinh, 2 ống nghiệm, bóng điện 100 W. 
- Hoá chất: NaHCO3 
- Diêm 
3. Cách tiến hành: 
Cách tiến hành thí nghiệm tương tự như phương án 1 nhưng chỉ khác là toàn bộ hệ thống 
thí nghiệm được đặt dưới hệ thống bóng đèn điện 100 W (hình 4). 
4. Kết quả: 
- Một thời gian sau trong ống nghiệm xuất hiện bọt khí. Cụ thể : 
 + Với rong đuôi chó: Sau khoảng 10 giây. 
 + Với rong đuôi chồn: Sau khoảng 40 - 50 giây. 
- Khi đưa que diêm cháy còn phần than đỏ đến gần miệng ống nghiệm, hé ngón tay ra 
thì que diêm bùng cháy. Chứng tỏ trong ống nghiệm giàu khí oxy. 
e. Kết luận: 
- Quá trình quang hợp tạo ra oxy. 
* Phương án 2: 
a. Nguyên liệu: 
 - Đối tượng 1: Rong đuôi chó (Hydrilla verticillata) 
 - Đối tượng 2: Rong đuôi chồn (Ceratophyllum submersum) 
b. Dụng cụ và hoá chất: 
 - Dụng cụ: 2 cốc thuỷ tinh, 2 phễu thuỷ tinh, 2 ống nghiệm. 
 - Hoá chất: NaHCO3 , diêm. 
c. Cách tiến hành: 
 Cách tiến hành thí nghiệm tương tự như phương án 1 nhưng chỉ khác là có bổ 
sung thêm một ít NaHCO3 (bằng hạt đậu xanh) vào cốc thuỷ tinh chứa nước lã. 
d. Kết quả: 
- Một thời gian sau trong ống nghiệm xuất hiện bọt khí. Cụ thể : 
 + Với rong đuôi chó: sau khoảng 20 giây. 
 + Với rong đuôi chồn: sau khoảng 1 phút. 
 - Khi đưa que diêm cháy còn phần than đỏ đến gần miệng ống nghiệm, hé ngón 
tay ra thì que diêm bùng cháy. Chứng tỏ trong ống nghiệm giàu khí oxy.