Sử dụng bài tập thực hành để rèn luyện kĩ năng tư duy thực nghiệm cho học sinh trong dạy học Sinh học

 SỬ DỤNG BÀI TẬP THỰC HÀNH ĐỂ RÈN LUYỆN KĨ NĂNG 
 TƯ DUY THỰC NGHIỆM CHO HỌC SINH TRONG DẠY HỌC SINH HỌC
 USING OF PRACTICAL EXERCISES TO PRACTISE EXPERIMENTAL 
 THINKING SKILLS IN TEACHING BIOLOGY
 ThS. Trần Thị Thúy - Trường THPT Chuyên Võ Nguyên Giáp, Quảng Bình
 Ngày nhận bài: 08/02/2016; ngày sửa chữa: 02/03/2017; ngày duyệt đăng: /03/2017
 Tóm tắt: Bài viết trình bày về khái niệm bài tập thực hành, kĩ năng tư duy thực 
nghiệm và vai trò của bài tập thực hành trong việc rèn luyện kĩ năng tư duy thực 
nghiệm; đồng thời, đưa ra các dạng bài tập thực hành thí nghiệm và quy trình rèn 
luyện kĩ năng tư duy thực nghiệm bằng hệ thống bài tập này. 
 Từ khóa: Bài tập thực hành, kĩ năng tư duy thực nghiệm; rèn luyện kĩ năng tư 
duy thực nghiệm.
 Abstract: This writing will present the concept of practical exercises, 
experimental thinking skills and the role of practical exercises in training 
experimental thinking skills. Simutaneously, it will provide kinds of laboratory 
exercises and the procedures of practicing experimental thinking skills with this 
series of exercises.
 Keywords: Exercise, experimental thinking skills; training experimental 
thinking skills.
 Sinh học (SH) là môn khoa học thực nghiệm. Trong dạy học SH, ngoài việc rèn 
luyện các kĩ năng (KN) tư duy lí luận, cần phải chú trọng rèn luyện các kĩ năng tư 
duy thực nghiệm (KNTDTN) cho học sinh (HS). Thông qua việc rèn luyện các KN 
này, HS được phát triển toàn diện về khả năng tư duy, sáng tạo; đồng thời giúp các 
em hình dung được con đường nghiên cứu của các nhà khoa học, định hướng, chỉ dẫn 
cho các em trên con đường nghiên cứu khoa học trong tương lai theo phương pháp 
thực nghiệm. Vì vậy, việc thiết kế và sử dụng các bài tập thực hành (BTTH) để rèn 
luyện KNTDTN là rất cần thiết trong dạy học SH.
 1. Bài tập thực hành và kĩ năng tư duy thực nghiệm
 1.1. Bài tập thực hành là gì?
 BTTH là bài tập đòi hỏi HS phải vận dụng một cách tổng hợp các kiến thức lí 
thuyết và thực nghiệm, các kĩ năng hoạt động trí óc và chân tay để tự mình giải quyết 
vấn đề, đề ra phương án, lựa chọn phương tiện, tiến hành thí nghiệm (TN) nhằm 
rút ra kết luận khoa học [1].
 Trong dạy học SH, BTTH được sử dụng khi nghiên cứu các quá trình sinh lí, 
sinh hóa hay ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái lên sinh vật. Thông qua BTTH, HS 
tự mình khám phá ra những điều mới mẻ từ tác động chủ ý của bản thân lên đối 
tượng TN, qua đó kích thích hứng thú học tập, sự say mê sáng tạo và niềm tin yêu 
khoa học. 
 1.2. Kĩ năng tư duy thực nghiệm là gì?
 Theo quan điểm triết học, KN là khả năng của chủ thể thực hiện thuần thục 
một hay một chuỗi hành động trên cơ sở hiểu biết (kiến thức hoặc kinh nghiệm) 
nhằm tạo ra kết quả mong đợi. 
 KN là mặt kĩ thuật của một thao tác trong một hành động nhất định gắn liền với 
hành động của cá nhân. Thành phần của KN bao gồm: kinh nghiệm, tri thức, quá - BTTH còn có tác dụng rèn luyện đức tính tự lực, cẩn thận, tỉ mỉ, kiên trì, ý 
chí và nhân cách, mang lại cho người học niềm say mê học tập. Qua đó, có thể phát 
hiện, bồi dưỡng HS có năng khiếu về bộ môn SH. Qua việc giải BTTH, các quan niệm 
sai lệch, các thao tác tư duy chưa hoàn thiện của HS được bộc lộ, từ đó có biện pháp thích 
hợp để khắc phục.
 - Khi giải BTTH, HS có thể lựa chọn các dụng cụ khác nhau, giải theo các 
phương án khác nhau, gây ra sự tranh luận sôi nỗi trong lớp học, tạo không khí sư 
phạm tốt, rèn luyện cho HS KN diễn đạt và năng lực giao tiếp.
 Tóm lại, BTTH vừa là mục đích, nội dung, công cụ, vừa là phương pháp dạy 
học hiệu quả nhằm phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS và rèn luyện 
được các KN, kĩ xảo cần thiết. Vì vậy, việc sử dụng BTTH để rèn luyện KNTDTN 
cho HS là rất cần thiết trong dạy học SH.
 2. Một số BTTH thí nghiệm để rèn luyện KNTDTN
 2.1. Bài tập rèn luyện KN phân tích TN: Loại bài tập này yêu cầu HS phải 
phân tích được mục đích của các TN, các điều kiện tiến hành TN, kết quả TN; trên cơ 
sở đó, giải thích được kết quả của các TN đã tiến hành. Từ đó, rút ra được kiến thức 
cơ bản cần khám phá. 
 Ví dụ: BTTH dùng để rèn luyện KN phân tích TN trong dạy phần "Trao đổi 
khoáng ở thực vật" (SH11) như sau: “Chuẩn bị: Cây non (ngô, đậu), cốc, chậu 
thủy tinh đựng nước cất, dung dịch xanh mêtylen, dung dịch CaCl2 0,3 M, giấy thấm.
 Lấy cây đậu xanh nhỏ (cây ngô...) còn nguyên bộ rễ, rữa sạch bộ rễ và thấm 
khô bằng giấy thấm. Nhúng bộ rễ của cây đó vào cốc chứa dung dịch xanh mêtilen 
đã pha loãng. Sau 4-5 phút, lấy cây ra, rửa sạch bộ rễ trong 2-3 phút rồi nhúng rễ 
vào cốc chứa dung dịch CaCl 2 0,3 M. Quan sát dung dịch CaCl 2, nhận thấy dung 
dịch từ không màu dần dần chuyển sang có màu xanh.
 Hãy giải thích tại sao dung dịch từ không màu dần dần chuyển sang có màu 
xanh. TN trên nhằm mục đích gì?”.
 2.2. Bài tập rèn luyện KN so sánh kết quả TN: Phân tích các TN tiến hành, so 
sánh sự giống nhau và khác nhau về kết quả giữa các TN hoặc giữa TN và đối chứng, 
giải thích được vì sao có sự giống nhau và khác nhau đó, rút ra kết luận về kiến thức. 
 Ví dụ: BTTH dùng để rèn luyện KN so sánh kết quả TN trong dạy bài "Enzim 
và vai trò của enzim" (SH10) như sau: "Chuẩn bị: 5 ống nghiệm, ống nhỏ giọt, đèn 
cồn, dung dịch tinh bột, dung dịch iôt 0,3%, dung dịch HCl 5%, enzim pepsin, nước 
đá, nhiệt kế.
 Ống nghiệm 1: 5 ml dung dịch tinh bột + 1 ml nước bọt để vào nước ấm 370C.
 Ống nghiệm 2: 5 ml dung dịch tinh bột + 1 ml nước bọt đã đun sôi trên đèn cồn.
 Ống nghiệm 3: 5 ml dung dịch tinh bột + 1 ml nước bọt + 1 ml dung dịch HCl 
để vào nước ấm 370C.
 Ống nghiệm 4: 5 ml dung dịch tinh bột + 1 ml nước bọt để vào nước đá.
 Ống nghiệm 5: 5 ml dung dịch tinh bột + enzim pepsin để vào nước ấm 370C.
 Nhỏ vài giọt dung dịch iôt 0,3% vào các ống nghiệm 1, 2, 3, 4, 5. (Biết rằng 
tinh bột phản ứng với iot cho màu xanh tím). Hãy so sánh kết quả của các ống 
nghiệm? Giải thích vì sao có sự khác nhau giữa các ống nghiệm. Từ đó rút ra kết 
luận gì?". 
 2.3. Bài tập rèn luyện KN phán đoán kết quả TN: HS phải phân tích các điều 
kiện TN, các hiện tượng (nếu có) để đưa ra các phán đoán về kết quả TN. Đưa ra 
được lí do vì sao có sự phán đoán đó. Làm thí nghiệm để kiểm chứng các phán đoán. - Bước 3. HS sử dụng kinh nghiệm mới học: Trên cơ sở một công cụ cụ thể nào đó, 
HS trải nghiệm các thao tác cần thiết để thực hiện một KN nào đó theo mẫu được xem. Để 
rèn luyện KNTDTN, người ta thường sử dụng công cụ là các BTTH hoặc một TN cụ thể 
nào đó. 
 - Bước 4. Kiểm tra và hiệu đính: GV tạo cơ hội để HS tự kiểm tra, phát hiện 
những chỗ sai của chính mình và biết cần hiệu chỉnh ở chỗ nào. GV cần giám sát, 
giúp đỡ nếu HS không tự phát hiện được, đặc biệt là các KN phức tạp.
 - Bước 5. Ôn tập và sử dụng lại: Đây là việc cần thiết để củng cố những KN đã 
học được. Ở bước này, GV nên cung cấp cho HS các công cụ khác nhau. Đối với rèn 
luyện KNTDTN, GV có thể thiết kế các dạng BTTH khác nhau để HS luyện tập nhiều 
lần. Các bài tập đưa ra phải đa dạng về hình thức và phù hợp cho từng KN. Các BTTH 
đưa ra có thể bắt đầu từ đơn giản đến phức tạp, nâng cao dần mức độ nhận thức của HS từ 
tư duy phân tích kết quả TN đến so sánh kết quả TN, rồi đến đưa ra giả thuyết suy đoán 
và cuối cùng là thiết kế TN chứng minh. Mỗi KN phải thực hiện nhiều lần và thường 
xuyên trong các bài học có liên quan đến TN thực hành.
 - Bước 6. Đánh giá: Là khâu GV thực hiện để xem HS đã đạt yêu cầu hay 
chưa. Việc đánh giá phải trung thực để phát hiện đúng những HS đã đạt yêu cầu, 
người dạy và người học đều an tâm với kết quả đào tạo, đồng thời phải phát hiện 
đúng những HS chưa đạt yêu cầu để có trách nhiệm tiếp tục rèn luyện.
 Từ quy trình chung, có thể xây dụng quy trình rèn luyện cho từng KN cụ thể.
 3.2.Ví dụ minh họa: Sử dụng BTTH để rèn KN phân tích TN 
 - Bước 1. GV giới thiệu khái quát về KN phân tích TN: KN này đóng vai trò 
quan trọng trong việc giải thích kết quả TN nào đó. Từ đó, rút ra các kết luận khoa 
học cần đạt được. Để phân tích thí nghiệm cần tiến hành theo trình tự: + Phân tích 
dụng cụ thí nghiệm; + Phân tích tiến trình thí nghiệm; + Phân tích các điều kiện thí 
nghiệm; + Phân tích kết quả thí nghiệm; + Giải thích kết quả thí nghiệm; + Rút ra kết 
luận khoa học.
 - Bước 2. GV làm mẫu lần lượt từng thao tác: GV lấy ví dụ BTTH TN dạy học 
phần "Trao đổi khoáng ở thực vật" (SH11) ở phần 2.1 để làm mẫu: 
 + Phân tích dụng cụ TN: Nước cất, dung dịch xanh Metylen, CaCl 2 được sử 
dụng để làm gì? Chúng có đặc tính gì và có vai trò gì trong thí nghiệm? (nước dùng 
để rửa sạch rễ qua các thao tác TN nhằm loại trừ các chất bám vào rễ; xanh metylen 
có màu xanh, độc cho tế bào dễ quan sát và tế bào không sử dụng chúng, CaCl 2 dễ 
dàng phân li tạo các Ca2+ và Cl- và rễ cây có thể hấp thụ được...).
 + Phân tích tiến trình TN: Vì sao nhúng rễ vào xanh metylen trước? Vì sao 
nhúng rễ vào CaCl2 sau? Tiến trình thực hiện có ý nghĩa gì? (nhúng rễ vào xanh 
metylen trước vì xanh metylen có khả năng tạo màu, nếu tế bào rễ không hấp thụ 
xanh metylen thì chúng sẽ giữ lại khoảng gian bào của màng tế bào và thành tế bào; 
nhúng vào CaCl2 sau để xem khi rễ hấp thụ chất dinh dưỡng thì xanh metylen sẽ đi 
đâu, phản ứng như thế nào?).
 + Phân tích điều kiện TN: Tại sao phải sử dụng cây còn nguyên bộ rễ? (Chứng 
tỏ tế bào rễ không bị tổn thương vì vậy loại trừ các yếu tố gây nhiễu khác để mục 
đích chỉ hướng đến hai loại dung dịch TN và bộ rễ của cây).
 + Phân tích kết quả TN: Kết quả có màu xanh là màu của cái gì? Từ đâu ra? 
(Màu xanh là màu của xanh metylen từ thành tế bào đi ra môi trường).
 + Giải thích kết quả TN: Tại sao dung dịch CaCl2 chứa rễ đã rữa sạch xanh 
mêtylen lại có màu xanh? (Xanh mêtylen là chất độc đối với cây trồng. Khi nhúng rễ Ví dụ: Sau khi dạy xong chương cấu trúc tế bào (SH 10) GV cho BTTH để 
kiểm tra KN phân tích TN với thời gian là 15 phút như sau: “Bạn Nam đã chuẩn bị 
một số dụng cụ như sau: Màng keo (hoặc bóng bóng lợn), dung dịch CuSO 4 20%, 
ống thủy tinh rỗng hai đầu, cốc thủy tinh lớn, nước, dây thép, bút màu đỏ, dây cao su. 
Bạn Nam đã tiến hành làm TN dùng màng keo hay bong bóng lợn buộc vào 1 đầu 
miệng ống thủy tinh rỗng hai đầu, quấn vòng cao su để giữ chặt. Đổ dung dịch 
CuSO4 20% vào ống. Cho ống đựng CuSO4 20% vào cốc thủy tinh lớn đựng nước và 
dùng dây thép cột cố định sao cho ống thẳng đứng. Đánh dấu mực nước CuSO4 trong 
ống thủy tinh và mực nước trong cốc thủy tinh. Sau một thời gian nhận thấy mực 
nước trong ống dâng lên sau đó tụt xuống, màu nước trong ống và cốc đều có màu 
xanh. Hãy giải thích kết quả thí nghiệm? TN trên nhằm mục đích gì?”.
 Tiến trình phân tích gợi ý: + HS phân tích dụng cụ TN: Màng keo (bong bóng 
lợn) dùng để làm gì? (dùng như lớp màng ngăn cách hai dung dịch bên trong và bên 
ngoài màng). Dung dịch CuSO4 dùng để làm gì? (có màu xanh nên dùng để quan sát 
màu sắc; CuSO4 là chất tan trong nước). Vì sao phải dùng ống thủy tinh rỗng hai 
đầu? (để nước và dung dịch chất tan có thể di chuyển theo lực mao dẫn của ống); + 
HS phân tích được tiến trình TN: Cho CuSO 4 vào ống trước để làm gì? (đảm bảo 
dung dịch bên trong màng keo là ưu trương hơn so với bên ngoài) Tại sao phải cho 
ống đựng CuSO4 vào cốc thủy tinh đựng nước cất? (đưa vào trong môi trường nhược 
trơn hơn). Đánh dấu mực nước để làm gì? (theo dõi sự thay đổi của dung dịch CuSO 4 
và nước cất); + HS phân tích được điều kiện TN: Tại sao phải giữ cho ống thẳng 
đứng? (để đánh giá sự thay đổi mực nước cũng như dung dịch CuSO4 chính xác, 
tránh sai số xảy ra); + HS giải thích được kết quả TN: Tại sao mực nước trong ống 
dâng lên và tụt xuống sau đó? (Mực nước trong ống dâng lên là do nước từ bên ngoài 
cốc đã đi qua màng keo làm, nước tụt xuống là do CuSO4 đi từ bên trong màng keo đi 
ra bên ngoài cốc thủy tinh Vậy nước đi vào trước, CuSO 4 đi ra sau). Tại sao màu 
trong ống và màu trong cốc đều có màu xanh? (do CuSO4 đi ra bên ngoài cốc nên cốc 
có màu xanh, đến một lúc nào đó cả bên trong và bên ngoài màng keo đều đạt nồng 
độ cân bằng thì cột nước dừng lại); + HS rút ra kết luận khoa học :Thí nghiệm nhằm 
chứng minh sự vận chuyển nước và các chất tan qua màng tế bào theo građien nồng 
độ. Nước đi từ nơi có thế nước cao đến nơi có thế nước thấp, các chất tan đi từ nơi có 
nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. 
 Tiêu chí để đánh giá KN phân tích TN (có thể đánh giá định tính hoặc định 
lượng).
 Phương án 1: Đánh giá định tính
 Bảng 1: Tiêu chí đánh giá định tính kỹ năng phân tích TN.
 Mức độ Mô tả
Kém Không thực hiện được các nhiệm vụ được giao
Yếu Hoàn thành được một số bước trong tiến trình phân tích TN gợi ý.
Trung bình Hoàn thành được các bước phân tích TN gợi ý ở trên nhưng còn 
 mắc lỗi.
Khá Hoàn thành được đầy đủ các bước phân tích TN theo gợi ý ở trên, 
 đúng hạn, chất lượng khá tốt. 
Giỏi Hoàn thành đầy đủ các bước phân tích TN logic theo gợi ý ở trên,