Tài liệu Skkn ứng dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy chương cơ chế di truyền và biến dị môn sinh học lớp 12.

MỤC LỤC Trang I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI.............................................................................................1 II. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN.......................................................................2 1. Vai trò của công nghệ thông tin trong lĩnh vực giáo dục và đào tạo................2 2. Ứng dụng Công nghê ê thông tin trong giảng dạy chương “Cơ chế di truyền và biến dị” môn Sinh học – Lớp 12.............................................................2 III. TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP.......................................................4 1. Phân biệt các khái niệm.......................................................................................4 2. Tiêu chuẩn đánh giá một tiết dạy có ứng dụng CNTT......................................5 3. Minh họa cụ thể mô êt bài giảng thuô êc chương “Cơ chế di truyền và biến dị” môn Sinh học lớp 12 có ứng dụng công nghệ thông tin soạn thảo bằng phần mềm microsoft powerpoint...................................................................7 IV. HIÊêU QUẢ CỦA ĐỀ TÀI....................................................................................22 V. ĐỀ XUẤT, KHUYẾN NGHỊ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG.......................................23 VI. TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................24 PHỤ LUC...................................................................................................................25 I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong vài thập niên gần đây, đổi mới giáo dục đào tạo đã trở thành xu thế toàn cầu. Khoa học và công nghệ trên thế giới phát triển như vũ bão, tạo ra những bước tiến nhảy vọt, đặc biệt trong các lĩnh vực điện tử - viễn thông, tin học và công nghệ thông tin (CNTT). Tại Việt Nam, ứng dụng những thành tựu mới nhất về khoa học và công nghệ, cụ thể là Internet vào công cuộc dạy và học, nhằm thích ứng với sự phát triển của giáo dục thời đại trong bối cảnh kinh tế tri thức phát triển mạnh mẽ như hiện nay đang trở thành một trong những mục tiêu quan trọng hàng đầu. Các văn bản chỉ đạo của Đảng và nhà nước, nhất là chỉ thị 58-CT/TW của Bộ Chính Trị ngày 17 tháng 10 năm 2000 (1) về việc đẩy mạnh ứng dụng CNTT phục vụ sự nghiệp Công nghiệp hóa và Hiện đại hóa, đã chỉ rõ trọng tâm của ngành giáo dục là đào tạo nguồn nhân lực về CNTT và đẩy mạnh ứng dụng CNTT trong công tác giáo dục và đào tạo, đây là nhiệm vụ mà Thủ tướng Chính phủ đã giao cho ngành giáo dục giai đoạn 2001 – 2005 thông qua quyết định số 81/2001/QĐ-TTg(2); Mặt khác, qua thực tế giảng dạy cho thấy các bài học trong chương I “Cơ chế di truyền và biến dị” thuộc phần năm “Di truyền học” – Sách giáo khoa Sinh học 12 có khối lượng kiến thức khá nhiều và trừu tượng. Tất cả các hiện tượng di truyền này đều xảy ra ở cấp độ phân tử hoặc tế bào. Muốn quan sát, nhìn thấy chúng trên tiêu bản thì buộc phải có kính hiển vi điện tử với độ phóng đại cực lớn, điều này ở hầu hết các trường THPT không thể thực hiện được, vì các dụng cụ thí nghiệm, đồ dùng dạy học như kính hiển vi điện tử, các hoá chất …còn chưa được trang bị đầy đủ. Đấy là chưa kể đến nhiều cơ chế, quá trình diễn ra dù có kính hiển vi điện tử cũng không thể quan sát được (ví dụ: cơ chế đột biến). Mặt khác nếu sử dụng tranh vẽ để minh họa thì học sinh rất khó quan sát vì các tranh vẽ quá nhỏ, hơn nữa tranh vẽ cũng không thể diễn tả được hết các cơ chế, quá trình xảy ra, dẫn đến học sinh sẽ khó hiểu, khó nhớ, khó vận dụng. Nếu ứng dụng CNTT vào giảng dạy thì với những đoạn video clip sinh động phản ánh rất chi tiết từng sự kiện diễn ra, những hình ảnh rõ ràng với những màu sắc đẹp, sẽ giúp học sinh dễ hiểu, dễ nhớ hơn nhiều, học sinh có hứng thú khi học tập và tăng tính kích thích học sinh khám phá thế giới tự nhiên qua môn Sinh học hơn. Xuất phát từ yêu cầu thực tế đổi mới phương pháp giảng dạy cũng như những ưu điểm vượt trội của việc ứng dụng CNTT vào giảng dạy, tôi đã soạn và giảng rất nhiều bài có ứng dụng CNTT, đặc biệt là các bài thuộc chương I “Cơ chế di truyền và biến dị” và bước đầu đã thu được những hiệu quả tích cực, nên tôi mạnh dạn viết đề tài sáng kiến kinh nghiệm “Ứng dụng Công nghệ thông tin trong giảng dạy chương Cơ chế di truyền và biến dị - môn Sinh học lớp 12”. 1() Chỉ thị 58-CT/TW về đẩy mạnh ứng dụng và phát triển công nghệ thông tin phục vụ sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá. 2() Quyết định số 81/2001/QĐ-TTg về việc phê duyệt Chương trình hành động do Thủ Tướng Chính Phủ ban hành, để triển khai Chỉ thị số 58-CT/TW của Bộ Chính trị về đẩy mạnh ứng dụng và phát triển công nghệ thông tin trong sự nghiệp công nghiệp hoá và hiện đại hoá giai đoạn 2001-2005. Trang 1 II. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1. Vai trò của công nghệ thông tin trong lĩnh vực giáo dục và đào tạo Gần 20 năm kể từ khi xuất hiện tại Việt Nam, Internet đã và đang có tác động đáng kể đến đời sống văn hóa của người Việt Nam. Có thể nhận thấy rằng, Internet ngày càng thể hiện được vai trò to lớn của mình trong mọi mặt đời sống, đặc biệt là trong lĩnh vực giáo dục và đào tạo. Công nghệ thông tin (CNTT) mở ra triển vọng to lớn trong việc đổi mới các phương pháp và hình thức dạy học. Những phương pháp dạy học theo cách tiếp cận kiến tạo, phương pháp dạy học theo dự án, dạy học phát hiện và giải quyết vấn đề càng có nhiều điều kiện để ứng dụng rộng rãi. Các hình thức dạy học như dạy học đồng loạt, dạy theo nhóm, dạy cá nhân cũng có những đổi mới trong môi trường công nghệ thông tin và truyền thông (CNTT&TT). Nếu trước kia người ta nhấn mạnh tới phương pháp dạy sao cho học sinh nhớ lâu, dễ hiểu, thì nay phải đặt trọng tâm là hình thành và phát triển cho học sinh các phương pháp học chủ động. Nếu trước kia người ta thường quan tâm nhiều đến khả năng ghi nhớ kiến thức và thực hành kỹ năng vận dụng, thì nay chú trọng đặc biệt đến phát triển năng lực sáng tạo của học sinh. Như vậy, việc chuyển từ “lấy giáo viên làm trung tâm” sang “lấy học sinh làm trung tâm” sẽ trở nên dễ dàng hơn. Nhờ sử dụng các phần mềm dạy học mà học sinh trung bình, thậm chí học sinh trung bình yếu cũng có thể hoạt động tốt trong môi trường học tập. Nhờ có máy tính điện tử mà việc thiết kế giáo án và giảng dạy trên máy tính trở nên sinh động hơn, tiết kiệm được nhiều thời gian hơn so với cách dạy theo phương pháp truyền thống, chỉ cần “bấm chuột”, vài giây sau trên màn hình hiện ra ngay nội dung của bài giảng với những hình ảnh, âm thanh sống động thu hút được sự chú ý và tạo hứng thú nơi học sinh. Thông qua giáo án điện tử, giáo viên cũng có nhiều thời gian đặt các câu hỏi gợi mở tạo điều kiện cho học sinh hoạt động nhiều hơn trong giờ học. Những khả năng mới mẻ và ưu việt này của CNTT&TT đã nhanh chóng làm thay đổi cách sống, cách làm việc, cách học tập, cách tư duy và quan trọng hơn cả là cách ra quyết định của con người. Do đó, mục tiêu cuối cùng của việc ứng dụng CNTT trong dạy học là nâng cao một bước cơ bản chất lượng học tập cho học sinh, tạo ra một môi trường giáo dục mang tính tương tác cao chứ không đơn thuần chỉ là “thầy đọc, trò chép” như kiểu truyền thống, học sinh được khuyến khích và tạo điều kiện để chủ động tìm kiếm tri thức, sắp xếp hợp lý quá trình tự học tập, tự rèn luyện của bản thân mình. 2. Ứng dụng Công nghê ê thông tin trong giảng dạy chương “Cơ chế di truyền và biến dị” môn Sinh học – Lớp 12 Trong dạy học nói chung, trong dạy học Sinh học 12 nói riêng, vấn đề đặt ra là cần phải đổi mới chiến lược đào tạo con người. Đặc biệt cần đổi mới phương pháp dạy học theo hướng phát triển thế hệ mới năng động, sáng tạo nhằm tạo ra nguồn lực nội sinh cho mỗi con người đồng thời tạo nên động lực cho sự phát triển kinh tế - xã hội. Trong định hướng về phương pháp và thiết bị dạy học Sinh học bậc THPT, sách giáo khoa phân ban mới, Bộ GD- ĐT chỉ rõ: "Cần xây dựng những Trang 2 băng hình, đĩa CD, phần mềm máy vi tính tạo thuận lợi cho giáo viên giảng dạy những cấu trúc, quá trình sống ở cấp tế bào, phân tử và các cấp trên cơ thể”. Sinh học là ngành khoa học tự nhiên chuyên nghiên cứu về sự sống. Nhiê êm vụ của Sinh học nói chung và Sinh học lớp 12 nói riêng là xem xét các hiê ên tượng và quá trình từ đó rút ra các quy luâ êt vâ ên đô nê g của thế giới hữu cơ, giúp con người nhâ ên thức đúng và điều khiển được sự phát triển của nó. Nhưng vấn đề là nhiều hiê ên tượng và quá trình lại xảy ra bên trong tế bào mà ta không thể quan sát được trên thực tế bằng mắt thường, thâ êm chí là có sự hỗ trợ của kính hiển vi điê nê tử với đô ê phóng đại cực lớn cũng khó mà quan sát được.Chương “Cơ chế di truyền và biến dị” lại là mô êt trong những chương trọng tâm của chương trình, các bài trong chương này khá dài, khối lượng kiến thức trong mỗi bài rất lớn. Làm thế nào để trong thời lượng chương trình bó hẹp chỉ một tiết dạy, trên không chỉ một nhóm đối tượng học sinh, giáo viên có thể vừa kiểm tra bài cũ, vừa khai thác xây dựng, hình thành các kiến thức mới, không những thế còn phải khắc sâu, mở rộng kiến thức mới cho học sinh, giúp các em vận dụng tốt các kiến thức mới khi giải thích các sự vật, hiện tượng thực tiễn trong cuộc sống và có thể hoàn thành tốt mọi bài tập có liên quan, giúp học sinh có thêm hào hứng, hứng thú khi học tập để rồi ngày một yêu thích môn sinh học hơn. Đây cũng chính là một trong những yếu tố góp phần nâng cao chất lượng hiệu quả giờ lên lớp. Phương pháp truyền thống thường được áp dụng khi giảng dạy là thuyết trình. Giáo viên sử dụng các bức tranh in sẵn hoặc trực tiếp vẽ hình lên bảng, cho các em quan sát, diễn giải rồi yêu cầu các em ghi chép lại các ý cơ bản. Các câu hỏi, những tình huống có vấn đề tuy có được đặt ra nhưng rất hạn chế vì khối lượng kiến thức của các bài trong chương này khá lớn lại rất trừu tượng, phải mất nhiều thời gian cho thuyết trình và ghi chép. Nếu sử dụng các tranh vẽ để dạy thì các tranh vẽ lại quá nhỏ, không phải tất cả các học sinh đều quan sát được, nhất là với những em ngồi cuối lớp hoă êc những em có thị lực không tốt. Sử dụng mô hình lắp ghép thì khá cồng kềnh, mất thời gian trong khi khối lượng kiến thức cần truyền đạt trong mỗi bài lại rất nhiều. Cả hai cách sử dụng tranh vẽ hay mô hình lắp ghép đều có mô tê nhược điểm là các hình ảnh không diễn tả hết được các quá trình, sự kiê ên diễn ra.Với cách làm này thường không phát huy được cao độ tính tích cực, chủ động, sáng tạo trong học tập, học trò khi học thường thụ động, dễ nhàm chán, hiệu quả giờ dạy không cao. Với những băn khoăn, trăn trở trên, tôi bắt đầu tăng cường viê êc ứng dụng CNTT trong dạy học. Thiết kế các bài giảng bằng phần mềm powerpoint có hỗ trợ của các ứng dụng CNTT với các hình ảnh đẹp mắt, các đoạn video clip cùng các hiê êu ứng sinh đô nê g đã thu hút sự chú ý của học sinh. Cô nê g thêm với các phương pháp dạy học tích cực như mô tả, nêu vấn đề, thảo luâ ên nhóm giải quyết tình huống…, các bài giảng có ứng dụng CNTT đã thực sự đem lại hiệu quả cao trong giảng dạy góp phần phát huy tính tích cực của học sinh và nâng cao chất lượng giáo dục. Trang 3 III. TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP 1. Phân biệt các khái niệm 1.1. Giáo án Giáo án là bản kế hoạch mà giáo viên dự định sẽ thực hiện giảng dạy trên lớp cho nhóm đối tượng học sinh cụ thể, trong đó có hoạt động của giáo viên, hoạt động của học sinh, những hoạt động này là nhằm để đạt được mục đích cụ thể. Nội dung của giáo án phải trả lời được 4 câu hỏi: dạy để làm gì? (mục tiêu); dạy cho ai? (đối tượng học tập); dạy cái gì? (nội dung); dạy như thế nào? (phương pháp giảng dạy). 1.2. Giáo án điện tử (giáo án có ứng dụng CNTT) Giáo án điện tử có thể hiểu là giáo án truyền thống của giáo viên nhưng được đưa vào máy vi tính – giáo án truyền thống nhưng được lưu trữ, thể hiện ở dạng điện tử. Khi giáo án truyền thống được đưa vào máy tính thì những ưu điểm, thế mạnh của CNTT sẽ phát huy trong việc trình bày nội dung cũng như hình thức của giáo án. Như vậy, giáo án điện tử không bao hàm có ứng dụng hay không việc ứng dụng CNTT trong tiết học mà giáo án đó thể hiện (3). Giáo án điện tử là bản thiết kế cụ thể toàn bộ kế hoạch hoạt động dạy học của giáo viên trên giờ lên lớp, toàn bộ hoạt động dạy học đó đã được số hóa và minh họa bằng các dữ liệu đa phương tiện (multimedia) một cách trực quan, có cấu trúc chặt chẽ và logic được quy định bởi cấu trúc của bài học. Giáo án điện tử chính là bản thiết kế của bài giảng điện tử, chính vì vậy xây dựng giáo án điện tử hay thiết kế bài giảng điện tử là hai cách gọi khác nhau cho một hoạt động cụ thể để có được bài giảng điện tử. 1.3. Bài giảng và bài giảng điện tử Bài giảng là tiến trình giáo viên triển khai giáo án của mình ở trên lớp. Bài giảng điện tử là bài giảng của giáo viên được thể hiện trên lớp nhờ sự hỗ trợ của các thiết bị điện tử và phương tiện CNTT&TT. 1.4. Phương tiện CNTT&TT ứng dụng cho bài giảng trên lớp thường gồm: - Máy móc, thiết bị điện tử. - Phần mềm trình chiếu như powerpoint (đơn giản và thuận tiện nhất) hay một số phần mềm trình chiếu khác. Đây là dạng phổ biến nhất hiện nay song nhiều người hay nhầm lẫn gọi đây là giáo án điện tử. Vì vậy việc sử dụng powerpoint soạn bài, có thể gọi là bản trình chiếu. - Các phần mềm dạy học như phần mềm thí nghiệm ảo… - Các công cụ thể hiện multimedia. Một sản phẩm, một phần mềm, một thiết bị tin học được cho là multimedia khi nó cho phép khai thác thông tin đa thức, nhiều kiểu như: văn bản (text), âm thanh (sound), tiếng nói (voice), hình ảnh tĩnh (image), video-clip, hình động (animation), đồ hoạ (graphic)... 3() Theo tài liệu "Những vấn đề chung về đổi mới giáo dục THCS - môn Tin học" do Vụ Giáo dục Trung học - Bộ Giáo dục và Đào tạo phát hành năm 2007 (trang 95). Trang 4 2. Tiêu chuẩn đánh giá một tiết dạy có ứng dụng CNTT Có 5 tiêu chuẩn: 2.1. Tiêu chuẩn về nội dung - Trong toàn bộ chương trình, không phải bất cứ chủ đề nào, bài học nào cũng phải ứng dụng CNTT. Trong trường hợp chủ đề dạy học chỉ cần tới các thiết bị truyền thống thì dứt khoát không sử dụng CNTT. Tiết dạy-học được lựa chọn phải có tình huống dạy học ứng dụng CNTT hiệu quả. - Ngoài các slides, có các phần mềm dạy học, các phương tiện multimedia như: video-clips, hình ảnh, âm thanh, graphic… làm rõ và thể hiện được sinh động nội dung bài học, dễ hiểu, đạt hiệu quả cao cho minh hoạ, giúp học sinh khám phá, hệ thống hóa và khắc sâu kiến thức. - Có thể có các siêu liên kết (hyperlinks) ghép nối giữa các slides, các phần mềm dạy học, các video-clips,… khéo léo, phù hợp trình tự bố cục bày dạy, làm cho bài dạy dễ hiểu, logic và không mất thời gian tìm kiếm. - Tùy bài mà chọn dùng phần mềm dạy học và các slides chữ, hình (hình động hoặc hình tĩnh), slides sơ đồ cho phù hợp. Nội dung và dữ liệu trong các slide phải đảm bảo minh họa, khắc sâu và chốt lại hoặc hệ thống hóa được kiến thức (đặc biệt phần trọng tâm bài), hướng dẫn học sinh tìm tòi, khám phá bài học. Phương tiện multimedia, phần mềm ứng dụng sát nội dung bài học, không lạm dụng, đạt hiệu quả cao và sinh động trong thể hiện kiến thức và dẫn dắt học sinh xây dựng bài học. 2.2. Tiêu chuẩn về phương pháp - Phương pháp dạy học phù hợp với đặc trưng bộ môn, với nội dung của kiểu bài lên lớp. - Kết hợp tốt các phương pháp trong hoạt động dạy và học; kết hợp tốt việc ứng dụng CNTT với các phương pháp dạy học phù hợp với nội dung của kiểu bài lên lớp. 2.3. Tiêu chuẩn về phương tiện và kỹ thuật - Xác định việc kết hợp nhuần nhuyễn các phương tiện dạy-học truyền thống và phương tiện CNTT&TT trong những tình huống cụ thể (khi cần thiết sử dụng các phương tiện này) vì việc sử dụng phương tiện CNTT&TT (mỗi phương tiện multimedia và phần mềm dạy học) phải có mục đích, ý đồ riêng. - Xác định xem giáo viên có biết thao tác tốt các slides với các phương tiện multimedia và phần mềm dạy học sử dụng; giáo viên có biết tổ chức cho học sinh ghi chép khi trình chiếu các slides của powerpoint. - Trình bày thẩm mỹ, rõ nét, dễ hiểu, dễ nắm, kích thích được sự hưng phấn, tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh; không làm học sinh mất tập trung vào bài học bằng những phương tiện multimedia không cần thiết, chỉ thuần trang trí. Yêu cầu cụ thể: + Phối hợp nhịp nhàng giữa trình chiếu với ghi bảng, ghi vở, ăn khớp giữa các slides với lời giảng, giữa hoạt động của thầy - trò với tiến trình bài dạy. Dù trên bài giảng điện tử có bố trí những slides; hoặc trên những slides có bố trí những chỗ Trang 5 để trình bày nội dung chính cho học sinh ghi, nhưng bảng cũng phải là nơi để giáo viên minh họa, mở rộng thêm những điều không có trong sách giáo khoa hoặc giải thích những thắc mắc của học sinh, là nơi để học sinh trình bày bài tập của mình + Nhịp độ trình chiếu và triển khai bài dạy vừa phải, phù hợp với sự tiếp thu của phần đông học sinh. Học sinh theo dõi kịp và ghi vở kịp. + Hình và chữ phải rõ, nét; cỡ chữ đủ lớn để xem; gọn lời, trình bày đẹp và có tính trực quan, thể hiện nổi bật được kiến thức. + Các hiệu ứng hình ảnh, màu sắc, âm thanh, chuyển động được sử dụng có mức độ, hợp lý, không bị lạm dụng, không quá tải đối với học sinh, không gây nhiễu loạn làm mất tập trung vào bài học. + Giáo viên làm chủ được kỹ thuật, thao tác nhuần nhuyễn, trình chiếu không trục trặc. + Khoa học trong cách thiết kế, trình bày. Các slides không quá nhiều (bình thường ≤ 30 slides /1tiết), được thiết kế khoa học, phù hợp với đặc trưng bộ môn, có tác dụng giúp học sinh suy nghĩ, tìm tòi, khám phá, luyện tập. Có phương tiện multimedia nào không thật sự cần thiết không? + Có bố trí những slides để trình bày nội dung cho học sinh ghi. Các slides này thường được thiết kế với màu nền, màu chữ khác với các slides khác. 2.4. Tiêu chuẩn về tổ chức lớp học - Có sự phân phối thời gian hợp lý giữa các bước lên lớp, các nội dung (chính, phụ), các khâu (ôn, giảng, luyện). - Tổ chức học sinh học tập tích cực. - Bài giảng bảo đảm sự tương tác giữa học sinh với bài học, sự đáp ứng với tính cá thể trong bài học, có thể giúp học sinh tự học mọi lúc, mọi nơi. + Tổ chức hợp lý việc trình chiếu, minh họa với việc tổ chức hoạt động học tập, rèn luyện theo tổ, nhóm; điều khiển học sinh đóng góp xây dựng bài; tạo điều kiện cho học sinh tương tác với bài giảng điện tử. + Có các câu hỏi tương tác với bài học thông qua bài tập thực hành: Các câu hỏi được xây dựng nhằm kích thích tính động não của người học, thực hiện phương châm lấy người học làm trung tâm, chú trọng tính chủ động. 2.5. Tiêu chuẩn về kết quả, hiệu quả Đây là tiêu chí đánh giá hết sức quan trọng. Tiêu chí yêu cầu phải xác định là hiệu quả của tiết dạy học. Học sinh hứng thú học tập hơn, thực sự hoạt động tích cực trong học tập. Kiến thức, kĩ năng đạt được qua tiết dạy học có CNTT phải tốt hơn khi chỉ dạy bằng các phương tiện truyền thống. - Thực hiện được mục tiêu bài học. - Học sinh ghi chép được bài, hiểu bài và hứng thú học tập. - Học sinh tích cực, chủ động tìm ra bài học. - Học sinh được thực hành, luyện tập. - Phát huy được tác dụng nổi bật của CNTT mà bảng đen và các đồ dùng dạy học khác khó đạt được. Như vâ êy, những tiết dạy ứng dụng CNTT đáp ứng được tất cả các tiêu chuẩn trên sẽ có những hiê êu quả rất to lớn. Ứng dụng CNTT trong đổi mới phương pháp Trang 6 dạy học là một trong những giải pháp hữu hiệu nhằm phát huy tích tích cực, hiệu quả và sáng tạo của cả giáo viên và học sinh. 3. Minh họa cụ thể mô êt bài giảng thuô êc chương “Cơ chế di truyền và biến dị” môn Sinh học lớp 12 có ứng dụng công nghệ thông tin soạn thảo bằng phần mềm microsoft powerpoint Tuần 2, tiết 3 BÀI 2. PHIÊN MÃ VÀ DỊCH MÃ I. MỤC TIÊU Sau khi học xong bài này học sinh có khả năng 1. Kiến thức - Mô tả được cấu trúc, chức năng của các loại ARN. - Trình bày được thời điểm, diễn biến, kết quả, ý nghĩa của cơ chế phiên mã. - Nêu được các thành phần tham gia vào quá trình sinh tổng hợp prôtein, trình tự diễn biến của quá trình sinh tổng hợp protein. - Phân biệt 3 loại ARN - Phân biệt được sự khác nhau cơ bản của phiên mã ở sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực - Giải thích được vì sao thông tin di truyền ở trong nhân tế bào nhưng vẫn chỉ đạo được sự tổng hợp protein ở tế bào chất (sơ đồ cơ chế di truyền cấp phân tử) 2. Kỹ năng - Rèn luyện kỹ năng so sánh, khái quát hoá, tư duy hoá học thông qua thành lập các công thức chung. - Phát triển năng lực suy luận của học sinh qua việc xác định các bộ ba mã sao và số a.a trong phân tử prôtein do nó quy định. Từ chiều của mã gốc suy ra chiều mã sao và chiều dịch mã. II. CÁC KĨ NĂNG SỐNG CƠ BẢN ĐƯỢC GIÁO DỤC TRONG BÀI - Kỹ năng thể hiện sự tự tin khi trình bày trước lớp, nhóm - Kỹ năng lắng nghe tích cực, trình bày ý tưởng - Kỹ năng tìm kiếm và xử lý thông tin về cấu trúc, chức năng ARN, cơ chế phiên mã và dịch mã - Kỹ năng quản lý thời gian, đảm nhận trách nhiệm, hợp tác trong hoạt động nhóm. III. CÁC PHƯƠNG PHÁP / KĨ THUẬT DẠY HỌC TÍCH CỰC CÓ THỂ SỬ DỤNG - Dạy học nhóm - Trực quan tìm tòi - Vấn đáp - tìm tòi - Trình bày 1 phút IV. PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC 4.1. Chuẩn bị của giáo viên - Nghiên cứu kĩ nô iê dung trong sách giáo khoa và sách giáo viên. Trang 7 - Sưu tầm các tư liê êu, hình ảnh, các đoạn phim liên quan đến bài. - Thiết kế các slide, dùng công cụ paint vẽ thêm các hình ảnh, tạo các hiê êu ứng phù hợp và sinh đô nê g. - Phiếu học tập. 4.2. Chuẩn bị của học sinh - Học bài cũ. - Tìm hiểu lại các bài 5, 6 trong chương trình Sinh học lớp 10 về axit nucleic và protein. - Đọc trước bài mới V. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC 1. Ổn định lớp - Kiểm tra sĩ số và ổn định lớp. - Kiểm tra bài cũ: + Quá trình nhân đôi ADN diễn ra như thế nào? Giải thích vì sao trên mỗi chạc chữ Y chỉ có một mạch của phân tử ADN được tổng hợp liên tục, mạch còn lại được tổng hợp một cách gián đoạn. + Ý nghĩa quá trình nhân đôi của ADN? Nguyên tắc bổ sung và bán bảo toàn thể hiện như thế nào trong cơ chế tự sao của ADN? 2. Trọng tâm - Khái niệm và diễn biến của cơ chế phiên mã - Cơ chế của dịch mã 3. Bài mới Đặt vấn đề: Thông tin di truyền trong nhân tế bào (ADN) thể hiện thành đặc điểm của cơ thể bằng cách nào? Cơ chế, diễn biến của các quá trình đó như thế nào, chúng ta cùng tìm hiểu qua bài học hôm nay. Hoạt đô ông 1: Tìm hiểu về phiên ma I. Phiên ma 1. Cấu trúc và chức năng của các loại ARN Để tạo điều kiện cho học sinh (HS) dễ quan sát và ghi nhận kiến thức, giáo viên (GV) cho HS quan sát hình ảnh trên màn hình. Hình 1. Quá trình hình thành các loại ARN Trang 8 Hình 2. Cấu trúc các loại ARN kết hợp với đọc kiến thức mục I.1 SGK và nêu câu hỏi: + Có mấy loại ARN. + Nêu cấu trúc và chức năng của mỗi loại. - GV yêu cầu HS hoàn thành phiếu học tập 1 “cấu trúc và chức năng của các loại ARN” Để HS dễ dàng quan sát và phát hiện kiến thức, GV chiếu hình ảnh cấu trúc của mARN, tARN và rARN trên màn hình: Hình 3. Cấu trúc mARN (được vẽ trực tiếp dựa vào công cụ paint) Hình 4. Cấu trúc của tARN Hình 5. Cấu trúc của rARN - HS dễ dàng quan sát hình ảnh trên màn hình, nghiên cứu SGK, thảo luận nhóm và hoàn thành nội dung phiếu học tập. Trang 9 Các gen trên ADN hoạt động, trước tiên đã hình thành nên các chuỗi poliribonucleotit mạch thẳng. Sau đó từ các chuỗi poliribonucleotit mạch thẳng vừa được tổng hợp này mới biến đổi cấu hình và hình thành nên các phân tử ARN với cấu trúc đặc trưng của chúng. Kết quả: các ARN lần lượt xuất hiện. Các ARN sau khi đã được tổng hợp xong sẽ chui ra khỏi nhân (qua các lỗ trên màng nhân) để đến tế bào chất. Mỗi loại ARN đóng một vai trò nhất định trong quá trình sinh tổng hợp protein của tế bào cơ thể. GV giúp HS hoàn thiện kiến thức trong phiếu học tập. Như vậy, với những ưu điểm vượt trội của công nghệ thông tin, chỉ cần trong một khoảng thời gian rất ngắn (từ 1-2 phút), dựa trên hình ảnh về quá trình sinh tổng hợp các loại ARN, GV đã có thể cung cấp cho HS không chỉ diễn biến của mỗi quá trình, mà bên cạnh đó các em còn có thể dễ dàng xác định được về vị trí và nơi xảy ra các quá trình sao mã, những giai đoạn giống và khác nhau giữa các quá trình và cả vai trò, vị trí của mỗi loại ARN sau khi đã được tổng hợp xong. GV chuyển ý qua mục 2: Ta đã tìm hiểu về cấu trúc và chức năng của các loại ARN, vâ êy các loại ARN đó được hình thành như thế nào? Ta sẽ tìm hiểu qua mục 2. 2. Cơ chế phiên ma a. Ở tế bào nhân sơ GV chiếu 1 đoạn phim (đính kèm trong file powerpoint), HS theo dõi và rút ra cơ chế của quá trình phiên mã. Hình 6. Minh họa video quá trình phiên mã Chiếu như vâ êy HS hiểu sâu hơn được cơ chế sao mã. Trang 10 Sau khi yêu cầu HS trình bày lại 1 lần nữa cơ chế và điền nội dunng cần thiết vào phiếu học tập 2. GV gọi đại diện HS trình bày từng nội dung và gọi HS khác bổ sung giúp HS hoàn thiện kiến thức, GV nhấn mạnh: - Enzim ARN polymeraza bám vào vùng điều hòa làm gen tháo xoắn, 2 mạch đơn tách nhau - ARN polymeraza trượt theo mạch mã gốc có chiều 3’ – 5’ để tổng hợp ARN có chiều 5’ - 3’. Sự tổng hợp ARN theo nguyên tắc bổ sung (A-U, G-X) - Kết thúc: Gặp tín hiệu kết thúc thì ARN polymeraza dừng lại, ARN được giải phóng. mARN sau phiên mã được trực tiếp dùng làm khuôn để tổng hợp protein. b. Ở tế bào nhân thực GV cho HS xem đoạn video về quá trình cắt các đoạn intron của mARN ở sinh vật nhân thực và yêu cầu HS trả lời câu hỏi: Ở các tế bào nhân thực, mARN sau phiên mã sẽ được biến đổi như thế nào? Hình 7. Cắt intron và nối exon HS theo dõi video và trả lời được: ARN sơ khai sau khi được tạo ra sẽ được cắt bỏ các đoạn intron, nối các đoạn exon tạo mARN trưởng thành. GV nhâ ên xét và cho HS ghi nhận kiến thức. Rõ ràng rằng, nhờ sự hỗ trợ của máy tính và và phần mềm trình chiếu mà HS dễ dàng ghi nhận kiến thức và ghi nhớ nội dung bài học từ hình ảnh và video minh họa. GV giới thiê êu: mARN trưởng thành sẽ đi qua màng nhân ra tế bào chất làm khuôn cho quá trình dịch mã. Vâ êy quá trình dịch mã sẽ diễn ra như thế nào, ta sẽ tìm hiểu tiếp ở mục II. Hoạt động 2: Tìm hiểu cơ chế của quá trình dịch ma II. Dịch ma GV nêu câu hỏi: Thế nào là quá trình dịch mã? HS trả lời, GV nhấn mạnh: Là quá trình tổng hợp protein. Trang 11 GV yêu cầu HS nêu các thành phần tham gia dịch mã. Trên màn hình trình chiếu, GV giới thiệu các thành phần tham gia dịch mã bằng các hình vẽ minh họa cụ thể. 1. Họat hóa axit amin Ở mục này để học sinh dễ hình dung và dễ nhớ quá trình hoạt hoá axit amin diễn ra như thế nào, chúng ta có thể minh hoạ cấu trúc của axit amin tự do (khi chưa được hoạt hoá) là một hình tròn có màu xanh tím, ATP là một hình tròn màu vàng, còn enzim thì màu đỏ. Hình 8. Thành phần tham gia hoạt hóa axit amin Dưới tác dụng của enzim, axit amin tự do dễ dàng liên kết được với hợp chất giàu năng lượng ATP để tạo thành axit amin dạng hoạt hoá. Ứng dụng trình duyệt Power Point trong phần này, chúng ta có thể tạo hiệu ứng cho axit amin tự do và ATP cùng di chuyển đến liên kết với nhau-dưới tác dụng của enzim - tạo nên phức hợp axit amin dạng hoạt hoá (axit amin đã chuyển màu). Hình 9. Hoạt hóa axit amin Axit amin sau khi đã được hoạt hoá thì dưới tác dụng của một enzim khác nó dễ dàng liên kết với tARN để tạo thành phức hợp aa-tARN. Trang 12 Hình 10. Tạo phức hợp aa – tARN Phần này, cũng hoàn toàn tương tự, chúng ta có thể tạo hiệu ứng cho axit amin đã được hoạt hoá và tARN cùng di chuyển đến để liên kết với nhau, dưới tác dụng của một enzim khác, tạo nên phức hợp aa-tARN. 2. Tổng hợp chuỗi polipeptit Đây là phần khó và trừu tượng nhất của bài, nếu không có hình ảnh minh họa thì học sinh sẽ rất khó hiểu và khó nhớ, nhất là với đối tượng HS ở trường vùng nông thôn. - Giai đoạn mở đầu: Ứng dụng trình duyê êt powerpoint trong phần này, đầu tiên chúng ta cho tiểu phần bé của riboxom tới gắn vào mARN ở vị trí nhâ nê biết đă êc hiê êu, vị trí này nằm gần codon mở đầu. (Trên hình vẽ, riboxom có màu xanh dương). Trang 13 Hình 11a. Giai đoạn mở đầu Sau đó, tARN mang axit amin mở đầu Metionin (Met- tARN) di chuyển tới riboxom, anticodon của tARN bổ sung chính xác với codon mở đầu (AUG) theo nguyên tắc bổ sung A - U, G - X. Các em HS quan sát và thấy rất rõ đường di chuyển của phức hợp Met- tARN và vị trí gắn vào mARN cũng như thấy rõ sự kết hợp theo nguyên tắc bổ sung. Hình 11b. Giai đoạn mở đầu Tiếp đến, tiểu đơn vị lớn của riboxom kết hợp tạo riboxom hoàn chỉnh. Trang 14 Hình 11c. Giai đoạn mở đầu Như vậy, với mô hình động về sự khởi đầu tổng hợp chuỗi polipetit, chúng ta có thể cho học sinh nắm bắt toàn bộ cơ chế giai đoạn khởi đầu một cách rất dễ dàng mà không cần phải mất nhiều thời gian cho thuyết trình. - Giai đoạn kéo dài chuỗi polipeptit: Sử dụng hiê êu ứng di chuyển trong powerpoint, GV cho phức hợp aa1- tARN (mang axit amin prolin, kí hiê êu là pro) tiến vào riboxom, codon đối mã trên tARN sẽ khớp với codon tương ứng trên mARN theo nguyên tắc bổ sung. Phát huy tính tích cực của HS, GV có thể đă tê câu hỏi: codon đối mã trên tARN là GGX thì sẽ khớp mã với codon nào trên mARN? HS dễ dàng trả lời được: là codon XXG. GV hỏi: Đến thời điểm này, đã có 2 axit amin đứng cạnh nhau, vâ êy sẽ có sự kiê nê gì diễn ra? HS trả lời: 2 axit amin này sẽ nối với nhau. GV nêu vấn đề: Đúng, nhưng nối với nhau bằng liên kết gì, và nhờ yếu tố nào xúc tác? HS suy nghĩ. GV vừa giải đáp vấn đề vừa chiếu trên màn hình: Enzim sẽ xúc tác cho viê êc hình thành liên kết peptit giữa axit amin Met và axit amin Pro. HS quan sát, thấy rõ sự liên kết giữa 2 axit amin. Trang 15 Hình 12a. Giai đoạn kéo dài chuỗi polipeptit GV chiếu tiếp: Sau đó riboxom dịch chuyển đi mô êt bô ê ba trên mARN, sự dịch chuyển này làm tARN vâ ên chuyển axit amin mở đầu (Met) rời khỏi riboxom. Hình 12b. Giai đoạn kéo dài chuỗi polipeptit Dựa vào hình ảnh trực quan sinh đô nê g trên màn hình, HS dễ dàng quan sát được những diễn biến xảy ra. Trang 16 Sử dụng hiê êu ứng di chuyển trong powerpoint, GV cho phức hợp aa2- tARN (mang axit amin xistein, kí hiê êu là Cys) tiến vào riboxom, codon đối mã trên tARN sẽ khớp với codon tương ứng trên mARN theo nguyên tắc bổ sung. Phát huy tính tích cực của HS, GV có thể đă êt câu hỏi: codon đối mã trên tARN là AXA thì sẽ khớp với codon nào trên mARN? HS dễ dàng trả lời được: Khớp với codon UGU. Hình 12c. Giai đoạn kéo dài chuỗi polipeptit Đến đây, HS đã hiểu được thứ tự các bước diễn ra trong giai đoạn kéo dài chuỗi polipeptit nên GV có thể đă tê các câu hỏi tương ứng với các hình ảnh được trình chiếu: + Lúc này axit amin 2 (Pro) và axit amin 3 (Cys) đứng cạnh nhau, vâ êy sự kiê ên gì sẽ xảy ra? HS trả lời được ngay: Enzim sẽ xúc tác cho viê êc hình thành liên kết peptit giữa axit amin 2 và axit amin 3. GVchiếu rồi hỏi tiếp: + Sự kiê ên gì xảy ra tiếp theo? HS trả lời: Riboxom dịch chuyển đi mô tê bô ê ba, sự dịch chuyển này làm tARN mang axit amin 2 (pro) rời khỏi riboxom. GV gọi vài HS khác nhâ nê xét. Sau đó chiếu các hình ảnh về sự dịch chuyển của riboxom và tARN để khẳng định lại lần nữa câu trả lời của các em là đúng. GV hỏi tiếp: Các em hình dung sự kiê nê gì lại tiếp tục diễn ra? HS dễ dàng trả lời. Sử dụng hiê êu ứng di chuyển trong powerpoint, GV cho phức hợp aa4- tARN (mang axit amin prolin, kí hiê êu là Pro) tiến vào riboxom. Đối mã của nó khớp với codon tương ứng trên mARN theo nguyên tắc bổ sung… Trang 17 Hình 12d. Giai đoạn kéo dài chuỗi polipeptit Đến đây, GV để HS quan sát các sự kiê ên diễn ra qua hình ảnh và hiệu ứng trên màn hình mà không cần giảng giải hay hỏi gì thêm. Các sự kiê ên cứ tiếp tục diễn ra cho đến khi gă pê codon kết thúc (UAG). - Giai đoạn kết thúc: GV nêu câu hỏi Khi nào quá trình dịch mã dừng lại? Dựa vào các kiến thức đã học về mã kết thúc của mARN, HS có thể trả lời được câu hỏi này. Tuy nhiên, nếu các em không trả lời được chúng ta có thể tiếp tục cung cấp thông tin cho các em qua diễn biến trên màn hình. Hình 12e. Giai đoạn kéo dài chuỗi polipeptit Trang 18 Chỉ cần nhìn lên mô hình là HS đã có thể thấy được rất rõ khi riboxom gặp bộ ba UAG thì không một axit amin nào được tARN mang đến, và vì thế liên kết peptit không thể được tiếp tục hình thành, quá trình kéo dài chuỗi polipetit buộc phải dừng lại. Trong mô hình này bộ ba kết thúc là UAG, ngoài ra khi gặp một trong hai bộ ba khác là UGA hoặc UAA thì quá trình tổng hợp chuỗi polipeptit cũng sẽ kết thúc. Ribôxôm khi không còn tổng hợp protein nữa thì sẽ bị tách khỏi mARN để trở về trạng thái ban đầu. Dưới tác dụng của enzim, axit amin mở đầu (Met) bị cắt đi, chuỗi polipeptit tiếp tục hình thành các bâ êc cấu trúc cao hơn, trở thành protein có hoạt tính sinh học. Nhờ các hiê êu ứng ứng trong powerpoint, HS dễ dàng quan sát tác đô nê g của enzim vào mối liên kết peptit giữa axit amin mở đầu và axit amin kế câ ên làm axit amin mở đầu bị cắt đi. Hình 13. Giai đoạn kết thúc Tiếp theo, GV yêu cầu HS làm bài tâ pê sau: Cho một gen có trình tự các nucleotit như sau: Mạch mã gốc 3’ A G T T T T G A A X 5’ Mạch bổ sung………………………………….. mARN …………………………………………. Chuỗi polypeptit……………………………….. Hãy xác định trình tự các nucleotit trên phân tử mARN và các axit amin trên chuỗi polipeptit HS thảo luâ nê nhóm nhanh trong thời gian 5 phút rồi trả lời. GV cho HS đối chiếu với đáp án đúng trên màn hình. Với bài tập này, các em sẽ vừa củng cố lại được các kiến thức đã học, đồng thời có một tầm nhìn tổng quát hơn về cả quá trình, bởi hoàn thành được bài tập này cũng đồng nghĩa với việc các em đã hoàn thành được sơ đồ tóm tắt quá trình sinh tổng hợp protein trong tế bào diễn ra như thế nào. 3. Polyribosome (polysome) Trang 19