Khoá luận tốt nghiệp Đại học: Thiết kế và tổ chức dạy học chuyên đề Công nghệ enzim (Theo chương trình giáo dục phổ thông mới môn Sinh học)

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH - KTNN ====== ĐINH THỊ NHƢ QUỲNH THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ

CÔNG NGHỆ ENZIM

(Theo chƣơng trình giáo dục phổ thông mới môn Sinh học)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Phƣơng pháp dạy học Sinh học

HÀ NỘI, 2019

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH - KTNN ====== ĐINH THỊ NHƢ QUỲNH THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ

CÔNG NGHỆ ENZIM

(Theo chƣơng trình giáo dục phổ thông mới môn Sinh học)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Phƣơng pháp dạy học Sinh học

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học

TS. AN BIÊN THÙY

HÀ NỘI, 2019

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành khóa luận này tôi đã

nhận được sự dạy bảo, giúp đỡ tận tình của các thầy cô, bạn bè và gia đình.

Đặc biệt, khóa luận này tôi được sự hướng dẫn tận tình của TS. An Biên

Thùy – giảng viên khoa sinh, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2.

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô trong ban chủ nhiệm khoa Sinh

– KTNN và các thầy cô trong tổ bộ môn phương pháp giảng dạy môn Sinh đã

tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành khóa luận của mình.

Tôi xin được gửi lời cảm ơn tới cô Nguyễn Thị Hiền – giáo viên trong

tổ Hóa – Sinh- Công nghệ trường THPT Ngô Gia Tự ( Bắc Ninh) đã tận tình

giúp đỡ tôi trong việc học tập, nghiên cứu giảng dạy chuyên đề tại nhà trường.

Trong quá trình nghiên cứu thực hiện, do còn hạn chế về thời gian và

bước đầu làm quen với phương pháp giảng dạy mới nên đề tài này cũng

không tránh khỏi những hạn chế, thiếu xót. Tôi rất mong nhận được những ý

kiến đóng góp cuả quý thầy cô và các bạn để đề tài này hoàn thiện hơn nữa.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 5 năm 2019

Sinh viên

Đinh Thị Nhƣ Quỳnh

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng mọi thông tin và kết quả nghiên cứu trong khóa

luận này là trung thực và không lặp lại với các đề tài khác.

Tôi cũng xin cam đoan đây là kết quả nghiên cứu của riêng tôi dưới sự

hướng dẫn của TS. An Biên Thùy. Nếu tôi sai tôi xin hoàn toàn chịu trách

nhiệm.

Hà Nội, tháng 5 năm 2019

Sinh viên

Đinh Thị Nhƣ Quỳnh

DANH MỤC VIẾT TẮT

Giáo viên GV

Học sinh HS

Sách giáo khoa SGK

Phương pháp dạy học PPDH

Sinh viên SV

Trung học phổ thông THPT

HĐKĐ HĐHTKT HĐVD HĐTT – MR Hoạt động khời động Hoạt động hình thành kiến thức Hoạt động vận dụng Hoạt động tìm tòi – mở rộng

DANH SÁCH BẢNG BIỂU, SƠ ĐỒ

BẢNG, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ TÊN BẢNG

Bảng 1.1

Bảng 1.2

Bảng 1.3

Bảng 1.4

Bảng 2.1

Bảng 2.2

Bảng 2.3

Thực trạng sử dụng các phương pháp dạy học trong dạy học Khảo sát ý kiến áp dụng dạy học theo chuyên đề Khảo sát về mức độ dạy học theo chuyên đề của GV Khảo sát về hiệu quả của dạy học theo chuyên đề Hệ thống chuyên đề tự chọn môn Sinh học Mục tiêu cần đạt chuyên đề Công nghệ enzim Ngân hàng câu hỏi, bài tập chuyên đề Công nghệ enzim Bảng thống kê điểm các bài kiểm tra Bảng 3.1

Biều đồ 1.1

Tỉ lệ sử dụng các phương pháp dạy học trong dạy học Kết quả điểm kiểm tra Biểu đồ 3.1

Sơ đồ 2.1

Các giai đoạn thiết kế và tổ chức dạy học theo chuyên đề Các bước thiết kế tài liệu chuyên đề Sơ đồ 2.2

Sơ đồ 2.3

Quy trình thiết kế các hoạt động của chuyên đề Các bước tổ chức chuyên đề dạy học Sơ đồ 2.4

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1

1. Lí do chọn đề tài ................................................................................................ 1

2. Mục đích nghiên cứu ......................................................................................... 2

3. Nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................................................ 2

4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu .................................................................. 3

5. Giả thuyết khoa học........................................................................................... 3

6. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................... 3

7. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 3

8. Dự kiến những đóng góp của đề tài .................................................................. 3

Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ..................... 5

1.1. Tổng quan những nghiên cứu liên quan đến đề tài ........................................ 5

1.1.1. Những nghiên cứu trên thế giới .................................................................. 5

1.1.2. Những nghiên cứu ở Việt nam .................................................................... 6

1.2. Cơ sở lí luận của đề tài ................................................................................... 7

1.3. Cơ sở thực tiễn của đề tài ............................................................................... 9

1.3.1. Khảo sát hoạt động thiết kế và dạy học theo chuyên đề dạy học môn sinh

học tại trường THPT ............................................................................................. 9

1.3.2. Nội dung và phương pháp điều tra ............................................................ 10

1.3.3. Kết quả khảo sát ........................................................................................ 10

Kết luận chương 1 ............................................................................................... 13

Chƣơng 2: THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ

CÔNG NGHỆ ENZIM ..................................................................................... 14

2.1. Giai đoạn 1: Thiết kế tài liệu ........................................................................ 14

2.2. Giai đoạn 2: Thiết kế các hoạt động của chuyên đề .................................... 20

Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM ........................................................ 41

3.1. Mục đích thực nghiệm.................................................................................. 41

3.2. Nội dung thực nghiệm .................................................................................. 41

3.3. Địa điểm và thời gian thực nghiệm .............................................................. 41

3.4. Phương pháp thực nghiệm ........................................................................... 41

3.4.1. Chọn đối tượng tham gia ........................................................................... 41

3.4.2. Phương pháp bố trí thực nghiệm ............................................................... 41

3.5. Kết quả thực nghiệm .................................................................................... 41

3.5.1. Phân tích định lượng ................................................................................. 41

3.5.2. Phân tích định tính .................................................................................... 42

Kết luận chƣơng 2 ............................................................................................. 44

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 46

PHỤ LỤC

MỞ ĐẦU

1. Lí do chọn đề tài

1.1. Xuất phát từ yêu cầu đổi mới giáo dục

Chủ tịch Hồ Chí Minh đã từng nói: “Giáo dục là quốc sách hàng đầu”,

vì vậy từ trước đến nay Đảng và Nhà nước ta rất coi trọng công tác giáo dục và

đào tạo. Để nâng cao chất lượng dạy học các bộ môn nói chung và môn Sinh học

nói riêng cần phải thực hiện đổi mới chương trình, nội dung, phương pháp và

những phương tiện dạy học nhằm nâng cao chất lượng dạy học. Nghị quyết

Hội nghị Trung ương 8 Khoá XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và

đào tạo xác định: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy học và học

theo hướng hiện đại, pháp huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng

kiến thức, kỹ năng của người học, khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi

nhớ máy móc. Khác biệt lớn nhất là Chương trình Sinh học mới ở phổ thông sẽ

đi sâu hơn để cung cấp cho học sinh những mô hình, lý thuyết để có thể giải

thích và thiết kế các mô hình ứng dụng công nghệ sinh học. Công nghệ sinh học

là một lĩnh vực hiện đại trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0, do đó được xây

dựng cốt lõi nhất của chương trình THPT môn Sinh.

1.2. Xuất phát từ ý nghĩa dạy học theo chuyên đề

Sinh học là một môn khoa học thực nghiệm. Các kiến thức sinh học cần

được hình thành bằng phương pháp quan sát và thực nghiệm. Điều này đòi hỏi

người giáo viên cần phải lựa chọn phương pháp dạy học phù hợp để phát huy

được tính tích cực, tự lực, sáng tạo của học sinh. Giáo dục phổ thông nước ta

đang thực hiện bước chuyển từ chương trình giáo dục tiếp cận nội dung sang

tiếp cận năng lực của người học, nghĩa là từ chỗ quan tâm đến việc học sinh học

được cái gì đến chỗ quan tâm học sinh làm được cái gì qua việc học. Thay cho

việc dạy học đang được thực hiện theo từng bài/tiết trong SGK như hiện nay,

các tổ/nhóm chuyên môn căn cứ vào chương trình và SGK hiện hành, lựa chọn

nội dung để xây dựng các chuyên đề dạy học phù hợp với việc sử dụng phương

pháp dạy học tích cực trong điều kiện thực tế của nhà trường.

1.3. Xuất phát từ thực trạng dạy học môn Sinh học ở trường phổ thông

Trong những năm qua, phần lớn giáo viên đã được tiếp cận với các

phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực. Tuy nhiên, việc nắm vững và vận

dụng chúng còn hết sức hạn chế, có khi còn máy móc, lạm dụng. Chính vì vậy,

mặc dù cố gắng nhưng việc sử dụng các phương pháp dạy học tích cực hiện nay

chưa thực sự tổ chức được hoạt động nhận thức tích cực, sáng tạo và bồi dưỡng

phương pháp tự học cho HS, chưa kết hợp được sự đánh giá của giáo viên và sự

đánh giá của HS trong qúa trình dạy học.

1.4. Xuất phát từ thực tiễn mức độ thiết kế và giảng dạy theo chuyên đề

“Công nghệ Enzim” trong trường phổ thông

Hiện nay chưa có sách giáo khoa mới, giáo viên chưa được tiếp cận

chương trình, giáo viên còn lúng túng trong việc tiếp cận với phương pháp dạy

học mới- Dạy học theo chuyên đề. Thiết kế các nội dung sinh học góp phần phát

triển ở học sinh năng lực gắn khoa học với cuộc sống. Quan tâm tới những nội

dung gần gũi với cuộc sống hằng ngày của học sinh; tăng cường vận dụng kiến

thức khoa học vào thực tiễn , giúp học sinh thấy được sinh học vừa gần gũi, thiết

thực với cuộc sống con người, vừa là lĩnh vực hứa hẹn nhiều thành tựu về lý

thuyết và công nghệ hiện đại trong bối cảnh của cách mạng công nghiệp 4.0.

Nhận thức được tầm quan trọng của vấn đề này, tôi chọn đề tài nghiên cứu

“Thiết kế và tổ chức dạy học chuyên đề Công nghệ enzim”.

2. Mục đích nghiên cứu

Thiết kế chuyên đề Công nghệ enzim nhằm nâng cao chất lượng dạy học,

phát huy năng lực học tập của học sinh.

3. Nhiệm vụ nghiên cứu

3.1. Nghiên cứu cơ sở lí luận về phương pháp dạy học chuyên đề định hướng

phát triển năng lực của học sinh.

3.2. Điều tra thực tế về tổ chức dạy học chuyên đề ở trường phổ thông

3.3. Xác định nội dung kiến thức và kỹ năng cần đạt được trong chuyên đề Công

nghệ enzim

3.4. Thiết kế chuyên đề dạy học Công nghệ enzim

3.5. Đánh giá chuyên đề được xây dựng bằng phương pháp chuyên gia.

4. Khách thể và đối tƣợng nghiên cứu

4.1. Khách thể nghiên cứu

- Hoạt động tổ chức dạy học theo chuyên đề ở các trường phổ thông.

4.2. Đối tượng nghiên cứu

- Nội dung phần Công nghệ enzim

- Quy trình thiết kế dạy học theo chuyên đề.

5. Giả thuyết khoa học

- Nếu biên soạn được chuyên đề: “Công nghệ enzim” theo yêu cầu cần đạt môn

Sinh học và tổ chức dạy học chuyên đề theo hướng dẫn của công văn

5555/BGDĐT-GDTrH thì sẽ góp phần hình thành năng lực Sinh học cho học

sinh THPT.

6. Phạm vi nghiên cứu

Thiết kế và tổ chức dạy học chuyên đề Công nghệ enzim

7. Phƣơng pháp nghiên cứu

7.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu các văn bản liên quan đến đổi mới phương pháp dạy và học của

Đảng, Nhà nước.

- Nghiên cứu những nội dung lý thuyết liên quan đến Công nghệ enzim

7.2. Phương pháp chuyên gia

- Tham khảo, xin ý kiến nhận xét, đánh giá

7.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm

7.4. Phương pháp xử lý số liệu

8. Dự kiến những đóng góp của đề tài

8.1. Về lý luận

- Hệ thống hóa cơ sở lí luận về dạy học chuyên đề dạy học gồm: những nghiên

cứu trên thế giới và tại Việt Nam; ưu điểm, thuận lợi và khó khăn khi tổ chức

dạy học.

- Hệ thống hóa cơ sở lý luận về thiết kế và tổ chức chuyên đề dạy học gồm:

nguyên tắc và quy trình thiết kế tài liệu chuyên đề, thiết kế hoạt động chuyên đề

và tổ chức hoạt động chuyên đề.

- Xây dựng được quy trình dạy học theo chuyên đề phát triển năng lực nhận thức

kiến thức sinh học; năng lực giải quyết vấn đề; năng lực tìm tòi, khám phá thế

giới sống dưới góc độ sinh học, năng lực vận dụng kiến thức sinh học vào thực

tiễn cho HS.

8.2. Về thực tiễn

- Biên soạn nội dung chuyên đề: Công nghệ enzim

- Xây dựng được ngân hàng câu hỏi và bài tập trong dạy học chuyên đề: Công

nghệ enzim

- Tài liệu tham khảo cho giáo viên, học sinh, sinh viên sư phạm khoa Sinh

Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1.1. Tổng quan những nghiên cứu liên quan đến đề tài

1.1.1. Những nghiên cứu trên thế giới

Theo như chúng tôi tìm hiểu phương pháp dạy học theo chuyên đề không

chỉ đơn thuần bó hẹp ở một nước mà nhiều quốc gia trên thế giới cũng đã áp

dụng phương pháp dạy học theo chuyên đề vào giảng dạy như:

Phần Lan là một trong những quốc gia có nền giáo dục chất lượng nhất thế giới,

theo bảng xếp hạng của Chương trình đánh giá học sinh quốc tế (PISA), do hiệp

hội các nước phát triển (OECD) đánh giá. Từ những năm đầu thập niên 90 của

thế kỉ XIX, các nhà giáo dục học Phần Lan đã có những nghiên cứu về PPDH

theo chuyên đề. Năm 2015, Chính phủ Phần Lan đã thông báo sẽ tiến hành cải

cách chương trình giáo dục theo chuyên đề [9]

Ở Nhật Bản là một trong những nước tiếp cận dạy học theo chuyên đề từ

rất sớm, họ cho rằng đây là một cách dạy và học trong đó nhiều khu vực của

chương trình giảng dạy được kết nối với nhau và tích hợp trong 1 chủ đề. Kết

quả của việc tiếp cận chuyên đề là trẻ em có nhiều niềm vui, tích cực tham gia

các hoạt động học nhiều hơn phát triển kĩ năng học tập một cách nhanh chóng,

sẽ tự tin và có động lực phát huy năng lực của mình.

Những năm đầu thế kỉ 20, tại Malaysia đã tiến hành sử dụng PPDH theo

chuyên đề. Theo Trung tâm Phát triển chương trình dạy Malaysia (2003), PPDH

theo chuyên đề là một nỗ lực để tích hợp kiến thức, kỹ năng, giá trị học tập và

sáng tạo tư duy. Tại Mỹ, phương pháp dạy học theo chuyên đề đã và đang được

nhiều nhà giáo dục học nghiên cứu và được tiến hành, phát triển rộng khắp trong

phong trào giáo dục và đào tạo. Một số các nhà giáo dục học đã nghiên cứu về

vấn đề này như:

Theo Henderson và Landesman (1995), hướng dẫn chuyên đề có thể cung

cấp một cách hiệu quả ngữ cảnh hóa giảng dạy, vừa kết hợp một phương thức

học tập rõ ràng vừa làm định hướng để tạo điều kiện cho các cơ hội học tập hợp

tác và tương tác trong lớp học

Ngoài ra trên thế giới còn rất nhiều nước việc đổi mới nội dung chương

trình và cách tiếp cận nội dung chương trình dạy học ở nhiều quốc gia đang có

xu hướng thay đổi. PPDH theo chuyên đề đã phát triển một cách mạnh mẽ trên

một nấc thang mới, với hang loạt các tổ chức có tầm cỡ quốc gia ở Australia,

Anh, Canada, Pháp, Đức, Hunggari, New Zealand, Nhật Bản, Hàn Quốc,

v.v…đã áp dụng thành công PPDH chuyên đề.

1.1.2. Những nghiên cứu ở Việt nam

Trong những năm qua, cùng với việc đổi mới phương pháp dạy học để

nâng cao chất lượng giáo dục ở tất cả các môn học, thì việc đổi mới phương

pháp dạy học ở bộ môn Sinh học cũng được đặc biệt quan tâm. Tại Nghị quyết

Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào

tạo đã xác định “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ các yếu tố cơ bản của

giáo dục, đào tạo theo hướng coi trọng phát triển phẩm chất, năng lực của người

học”. Chiến lược phát triển giáo dục giai đoạn 2011 – 2020 ban hành kèm theo

Quyết định 711/QĐ-TTg ngày 13/6/2012 của thủ tướng Chính phủ “Tiếp tục đổi

mới phương pháp dạy học và đánh giá kết quả học tập, rèn luyện theo định

hướng phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo và năng lực tự học của

người học”.

Theo Công văn số 5555/BGDĐT-GDTrH, ngày 8/10/2014 của Bộ Giáo

dục và Đào tạo về việc hướng dẫn sinh hoạt chuyên môn về đổi mới phương

pháp dạy học và kiểm tra, đánh giá; tổ chức và quản lí các hoạt động chuyên

môn của trường trung học/trung tâm giáo dục thường xuyên qua mạng nhằm

mục đích “Giúp cho cán bộ quản lý, giáo viên bước đầu biết chủ động lựa chọn

nội dung để xây dựng các chuyên đề dạy học trong mỗi môn học và các chuyên

đề tích hợp, liên môn phù hợp với việc tổ chức hoạt động học tích cực, tự lực,

sáng tạo của học sinh; sử dụng các phương pháp và kỹ thuật dạy học tích cực để

xây dựng tiến trình dạy học theo chuyên đề nhằm phát triển năng lực và phẩm

chất của học sinh”. Đội ngũ giáo viên tại các trường THPT cũng đã được tập

huấn về xây dựng chuyên đề dạy học phù hợp với phương pháp và kĩ thuật dạy

học tích cực; biên soạn câu hỏi/bài tập kiểm tra, đánh giá theo định hướng phát

triển năng lực học sinh; thiết kế tiến trình tổ chức hoạt động học tích cực, tự lực

và sáng tạo của học sinh theo các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực theo

Kế hoạch số 984/KH-BGĐT, ngày 4/11/2014 của Bộ Giáo dục và Đào tạo về kế

hoạch tập huấn cán bộ quản lý, giáo viên THPT xây dựng chuyên đề dạy học và

kiểm tra đánh giá theo định hướng phát triển năng lực HS. Do đó, đông đảo giáo

viên đã hiểu được sự cần thiết và có nhận thức đúng đắn về phương pháp dạy

học theo chuyên đề.

Nhìn chung, hiện nay dạy học theo chuyên đề đang được nhiều trường THPT

lựa chọn và thực hiện áp dụng vào giảng dạy nhằm đáp ứng nhu cầu học tập của

học sinh. Phương pháp này cũng đã mang lại những hiệu quả nhất định đối với

quá trình hình thành và phát triển năng lực của HS.

1.2. Cơ sở lí luận của đề tài

1.2.1. Khái niệm dạy học theo chuyên đề

Dạy học theo chuyên đề là một phương pháp dạy học trong đó có sự tích

hợp liên môn làm cho nội dung có ý nghĩa hơn, thực tế hơn và học sinh có thề

hoạt động nhiều hơn để tìm ra kiến thức, và có khả năng vận dụng kiến thức vào

thực tiễn.

Căn cứ vào nội dung chương trình các tổ nhóm chuyên môn sẽ lựa chọn

nội dung để xây dựng các chuyên đề dạy học phù hợp với việc sử dụng phương

pháp dạy học tích cực trong điều kiện thực tế của nhà trường thay cho việc dạy

học theo từng bài/ tiết.

Trên cơ sở già soát chuẩn kiến thức, kĩ năng, thái độ theo chương trình

hiện hành và các hoạt động dự kiến sẽ tổ chức cho học sinh, xác định các năng

lực và phẩm chất có thể hình thành cho mỗi học sinh trong chuyên đã xây dựng

1.2.2. Các đặc trưng của dạy học theo chuyên đề

- Nội dung chuyên đề là một nội dung trọn vẹn chỉnh thể thống nhất

- Lượng nội dung khá lớn, được sắp xếp theo hệ thống

- Nội dung của chuyên đề sẽ được tổng hợp từ các phần kiến thức có liên

quan của nhiều môn khác nhau

1.2.3. So sánh một số đặc điểm của dạy học theo chuyên đề và dạy học theo

cách truyền thống hiện nay

Dạy học theo cách tiếp cận truyền Dạy học theo chuyên đề thống hiện nay

1. Tiến trình giải quyết vấn đề tuân 1. Các nhiệm vụ học tập được giao,

theo chiến lược giải quyết vấn đề: học sinh quyết định chiến lược học

logic, chặt chẽ, khoa học do GV áp đặt tập với sự chủ động hỗ trợ, hợp tác

(GV là trung tâm) của giáo viên (HS là trung tâm)

2. Dạy học theo từng bài riêng lẻ với 2. Dạy học theo chuyên đề được tổ

một thời lượng cố định chức lại từ một phần trong chương

trình học

3. Kiến thức thu được rời rạc, hoặc chỉ 3. Dạy học theo một chuyên đề thống

có mối liên hệ tuyến tính (một chiều nhất được tổ chức lại từ một phần

theo chương trình học) trong chương trình học

4. Trình độ nhận thức sau quá trình 4. Trình độ nhận thức có thể đạt được

học thường dừng lại ở mức độ biết, ở mức độ cao: phân tích, tổng hợp,

hiểu, và vận dụng (giải bài tập) đánh giá

5. Kiến thức còn xa rời thực tiễn 5. Kiến thức gần gũi với thực tiễn mà

Dạy học theo cách tiếp cận truyền Dạy học theo chuyên đề thống hiện nay

học sinh đang sống hơn do yêu cầu

cập nhật thông tin khi thực hiện

chuyên đề

6. Sau khi kết thúc một chương trình 6. Kết thúc một chuyên đề học sinh

học, học sinh không có một kiến thức có một tổng thể kiến thức mới, tinh

tổng thể mà có kiến thức từng phần giản, chặt chẽ và khác với nội dung

riêng biệt hoặc có hệ thống kiến thức trong sách giáo khoa

liên hệ tuyến tính theo trật tự các bài

học

7. Thường không hướng tới nhiều mục 7. Thường hướng tới, bôì dưỡng các

tiêu nhân văn quan trọng như: rèn kĩ năng làm việc với thông tin, giao

luyện các kỹ năng sống và làm việc, tiếp, ngôn ngữ, hợp tác…

giao tiếp, hợp tác, quản lý, điều hành,

ra quyết định…

1.3. Cơ sở thực tiễn của đề tài

1.3.1. Khảo sát hoạt động thiết kế và dạy học theo chuyên đề dạy học môn

sinh học tại trường THPT

 Mục tiêu khảo sát

- Xây dựng cơ sở thực tiễn cho việc thiết kế và áp dụng phương pháp dạy

học theo chuyên đề dạy học chương trình Sinh học 10

 Đối tượng khảo sát

- 5 GV giảng dạy môn Sinh học của trường THPT Ngô Gia Tự , Từ Sơn,

Bắc Ninh

- 85 HS của trường THPT Ngô Gia Tự , Từ Sơn, Bắc Ninh

1.3.2. Nội dung và phương pháp điều tra

- Nội dung khảo sát:

1) Hiệu quả và hoạt động yêu thích của HS về học tập theo chuyên đề Công

nghệ Enzim

2) Những thuận lợi và khó khăn trong quá trình xây dựng chuyên đề Công

nghệ Enzim

- Phương pháp điều tra

Điều tra bằng phiếu điều tra, phỏng vấn trực tiếp GV, tổng kết kinh

nghiệm của GV để thu thập thông tin về thực trạng nghiên cứu, thống kê toán

học ( dùng để xử lý số liệu thu được)

Chọn mẫu khảo sát: 5 GV giảng dạy môn Sinh học và 85 HS trường

THPT Ngô Gia Tự, Từ Sơn, Bắc Ninh

Thời gian khảo sát: ngày 20/3/2019

1.3.3. Kết quả khảo sát

1.3.3.1. Điều tra đánh giá về thực trạng học môn Sinh học ở trường THPT

Thông qua câu hỏi trong phiếu điều tra (phụ lục) kết quả ý kiến phản hồi

của 85 HS cho thấy:

Bảng 1.1: Thực trạng sử dụng các phương pháp dạy học trong dạy học

PPDH Số lượng Tỉ lệ(%)

(HS)

Thuyết trình 15 17,64%

Hỏi – đáp 40 47,06%

Làm thí nghiệm 17 20%

Quan sát mẫu vật, tranh ảnh, chiếu video 9 10,6%

Phương pháp khác 4 4,7%

Từ bảng trên chúng ta thấy tỉ lệ phương pháp thuyết trình được sử dụng là

17,64%, tỉ lệ phương pháp hỏi – đáp được sử dụng là 47,06%, tỉ lệ sử dụng

phương pháp làm thí nghiệm chiếm 20%, tỉ lệ sử dụng phương pháp quan sát

mẫu vật, tranh ảnh, chiếu video là 10,6%, và tỉ lệ sử dụng phương pháp khác là

4,7%. Như vậy hiện nay phương pháp hỏi đáp vẫn đang được sử dụng nhiều

4.7%

17.64%

Thuyết trình

10.60%

Hỏi - đáp

Làm thí nghiệm

20%

Quan sát mẫu vật, tranh ảnh, video

Phương pháp khác

47.06%

Biểu đồ 1.1: Tỉ lệ sử dụng các phương pháp dạy học trong dạy học

nhất trong dạy học môn Sinh học ở trường phổ thông.

1.3.3.2 . Điều tra giáo viên về việc thiết kế và giảng dạy theo chuyên đề

Thông qua câu hỏi trong phiếu điều tra (Phụ lục) kết quả hỏi ý kiến của 5

GV cho thấy:

Bảng 1.2: Khảo sát ý kiến áp dụng dạy học theo chuyên đề

Nội dung Số lượng (GV)

Không nên áp dụng 0

Nên áp dụng 5

Từ bảng trên chúng tôi thấy rằng có 05/05 GV cho rằng nên áp dụng dạy

học theo chuyên đề vào môn Sinh học.

- Khảo sát về mức độ dạy học theo chuyên đề của GV cho kết quả như sau:

Bảng 1.3: Khảo sát về mức độ dạy học theo chuyên đề của GV

Mức độ dạy học theo chuyên đề Số lượng (GV) Tỷ lệ (%)

40% Rất ít 2

60% Thỉnh thoảng 3

0% Thường xuyên 0

Qua bảng trên, có 40% GV có mức độ dạy học theo chuyên đề là rất ít, có

60% GV có mức độ dạy học theo chuyên đề là thỉnh thoảng. Kết quả trên cho

thấy việc dạy học theo chuyên đề môn Sinh học ở trường phổ thông là chưa

thường xuyên.

- Tiến hành khảo sát về hiệu quả của dạy học theo chuyên đề cho kết quả như

Bảng 1.5: Khảo sát về hiệu quả của dạy học theo chuyên đề của GV

Hiệu quả của dạy học theo Số lượng (GV) Tỷ lệ (%)

chuyên đề

0% Ít hiệu quả 0

20% Tương đối hiệu quả 1

60% Hiệu quả 3

20% Rất hiệu quả 1

Qua khảo sát chúng ta thấy có 20% GV cho rằng dạy học theo chuyên đề

tương đối hiệu quả, 60% GV cho rằng có hiệu quả và 20%GV cho rằng rất hiệu

quả khi dạy học theo chuyên đề.

Kết luận chƣơng 1

Trong chương này, chúng tôi đã tìm hiểu về lịch sử nghiên cứu của dạy học

chuyên đề trên thế giới cũng như ở trong nước. Chúng tôi nhận thấy rằng dạy

học theo chuyên đề đã xuất hiện khá lâu về trước nhưng chưa có hướng đi mới

được nghiên cứu.

Chúng tôi đã tìm hiểu và trình bày về cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn của đề

tài. Để giải quyết các nhiệm vụ của đề tài chúng tôi chú trọng tới những cơ sở về

những đặc điểm của dạy học chuyên đề, quy trình thiết kế chuyên đề dạy học

Sinh học. Ngoài ra, những thuận lợi và khó khăn trong quá trình thiết kế chuyên

đề dạy học ở trường THPT, thực trạng thiết kế và tổ chức dạy học theo chuyên

đề dạy học môn Sinh học tại trường THPT cũng là những điều cần chú trọng

dựa vào nội dung và phương pháp điều tra và kết quả khảo sát.

Những vấn đề này sẽ được chúng tôi vận dụng trong thiết kế chuyên đề :

“Công nghệ enzim “trong chương 2

Chƣơng 2: THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ

CÔNG NGHỆ ENZIM

Sau quá trình nghiên cứu cơ sở lí luận về dạy học theo chuyên đề cũng như

những khó khăn GV hay mắc phải khi xây dựng cũng như tổ chức, nhóm nghiên

cứu chúng tôi đã cùng đưa ra quy trình thiết kế và tổ chức dạy học chuyên đề

Tổ chức hoạt động chuyên đề

Thiết kế tài liệu chuyên đề

Thiết kế hoạt động chuyên đề

Sơ đồ 2.1. Các giai đoạn thiết kế và tổ chức chuyên đề dạy học

một cách khoa học và hiệu quả được chúng tôi đề xuất như sau :

2.1. Giai đoạn 1: Thiết kế tài liệu

Đặc điểm của dạy học chuyên đề là mạch nội dung sẽ được kết cấu lại

hoàn toàn khác so với chương trình SGK hiện hành. Vậy nên, bước đầu tiên ta

cần phải làm chính là biên soạn tài liệu dùng cho dạy và học chuyên đề đó.

2.1.1. Nguyên tắc thiết kế

Khi thiết kế tài liệu cho chuyên đề dạy học ta cần phải đản bảo tuân thủ

các nguyên tắc:

- Bám sát yêu cầu cần đạt của chuyên đề: yêu cầu cần đạt được cụ thể hóa

trong chương trình sinh học mới năm 2018

- Đảm bảo tổng thời lượng của các môn học và các hoạt động giáo dục

trong năm học không ít hơn thời lượng quy định trong chương trình hiện hành

- Tính logic của mạch kiến thức và tính thống nhất trong từng môn học,

giữa các môn học và các hoạt động giáo dục…

- Phù hợp với điều kiện của nhà trường, đối tượng học sinh, và sở trường

của giáo viên

- Định kì kiểm tra, đánh giá và xếp loại HS

- Đảm bảo tính khả thi thực hiện trong khung thời gian năm học theo quy

định của Bộ GD & ĐT, UBND tỉnh.

2.1.2. Quy trình thiết kế tài liệu

Căn cứ vào chương trình và SGK hiện hành, dựa trên cơ sở chuẩn kiến

thức - kĩ năng - thái độ - năng lực theo thông tư mới, lựa chọn nội dung để xây

dựng các chuyên đề dạy học phù hợp. Trong bước này, GV cần xác định tên (

tên phải khái quát được nội dung của cả chủ đề và gắn liền với thực tiễn), mạch

nội dung chuyên đề (liệt kê những nội dung chính, xác định mối quan hệ giữa

các đơn vị kiến thức và chỉ rõ nội dung được tích hợp), xác định thời lượng

(dạy học trong bao nhiêu tiết học, đã bao gồm dạy học cả trên lớp và ngoài giờ

lên lớp).

Để thiết kế được tài liệu chuyên đề đảm bảo về mặt chất lượng, GV cần

bám sát vào quy tắc xây dựng chuyên đề. Quy trình thiết kế tài liệu chuyên đề

được hệ thống hóa theo sơ đồ dưới đây:

Bước 1: Xác định mục tiêu và yêu cầu cần đạt của chuyên đề

Bước 2:Tìm kiếm thông tin liên quan đến nội dung chuyên đề

Bước 3: Sắp xếp và xử lý thông

Bước 4: Viết bản thảo chuyên đề

Bước 5: Xin ý kiến chuyên gia

Sơ đồ 2.2: Các bước thiết kế tài liệu chuyên đề

Bước 6: Hoàn thiện tài liệu

Bước 1: Mục tiêu cần đạt của chuyên đề được cụ thể trong chương trình

Sinh học mới. Tập trung hình thành năng lực nhận thức kiến thức Sinh học, năng

lực giải quyết vấn đề, năng lực tìm tòi và khám phá dưới góc độ Sinh học, năng

lực vận dụng kiến thức sinh học để giải quyết những vấn đề thực tiễn.

Bước 2: Thông tin được đưa vào chuyên đề cần tham khảo ở nhiều nguồn

khác nhau ví dụ như sách báo; tài liệu tham khảo hay các webside đáng tin cậy

(webside của chuyên gia hay cơ quan tổ chức, webside quốc tế), trao đổi với các

thành viên trong tổ / nhóm chuyên môn để đảm bảo tính chính xác và nội dung

phong phú

Bước 3: Khi xác định được những nội dung cần đưa vào chuyên đề xong,

GV cần xử lí thông tin theo mục đích của riêng mình và sắp xếp chúng sao cho

hợp lí và logic (từng chương, từng mục), nội dung chuyên đề đáp ứng yêu cầu

cần đạt.

Bước 4: Viết bản thảo tài liệu chuyên đề dựa trên khung nội dung và ý

tưởng sắp xếp. Ngôn ngữ viết tài liệu đơn giản, trong sáng. Bản thảo tài liệu theo

kết cấu: trang bìa, mục lục, chương, các mục.

Bước 5: Xin ý kiến chuyên gia trong lĩnh vực về nội dung bản thảo: sau

khi hoàn thiện bản sơ thảo nội dung tài liệu chuyên đề cần được đánh giá thông

qua chuyên gia. Nội dung đánh giá gồm các tiêu chí: nội dung đúng, đủ, có yếu

tố thực tế và trích dẫn đầy đủ, mức độ bám sát mục tiêu, sự phù hợp trong hình

thức trình bày, sự phù hợp về kết cấu tài liệu, đáp ứng đủ yêu cầu về độ dài.

Bước 6: Dựa trên góp ý từ chuyên gia hoàn thiện lại nội dung tài liệu

chuyên đề. Có 2 trường hợp xảy ra:

- Trường hợp 1: tài liệu đã đạt yêu cầu, có thể sử dụng để thiết kế tiến trình

tổ chức dạy học

- Trường hợp 2: tài liệu chưa đạt yêu cầu, từ yêu cầu chỉnh sửa của chuyên

gia để tiến hành chỉnh sửa (thêm tài liệu, bớt tài liệu, sửa lỗi diễn đạt, bổ

sung tư liệu thực tế, ...)

2.1.3. Ví dụ minh họa về các chuyên đề trong chương trình sinh học phổ thông

mới

Bảng 2.1: Hệ thống chuyên đề tự chọn môn Sinh học

Stt Tên chuyên đề Số tiết Lớp

1 Công nghệ tế bào và một số thành tựu 15

10 2 Công nghệ enzim 10

3 Công nghệ vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm môi trường 10

4 Dinh dưỡng khoáng – tăng năng suất cây trồng và nông 10

nghiệp sạch

11 5 Một số bệnh dịch ở người và cách phòng chống 15

6 Vệ sinh an toàn thực phẩm 10

7 Sinh học phân tử 15

12 8 Kiểm soát sinh học 10

9 Sinh thái nhân văn 10

Tuân thủ các bước thiết kế tài liệu chuyên đề, chúng tôi đề xuất được tài

liệu về chuyên đề: “Công nghệ enzim”

Trong chuyên đề “ Công nghệ enzim” tôi đã thực hiện theo 6 bước trên:

Bước 1: Xác định mục tiêu và yêu cầu cần đạt của chuyên đề:

- Trình bày được một số thành tựu của công nghệ enzim.

- Phân tích được cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ enzim.

- Trình bày được quy trình công nghệ sản xuất enzim. Lấy được một số ví dụ

minh hoạ.

- Trình bày được một số ứng dụng của enzim trong các lĩnh vực: công nghệ thực

phẩm; y dược; kĩ thuật di truyền.

- Phân tích được triển vọng công nghệ enzim trong tương lai

Bước 2: Tìm kiếm thông tin liên quan đến nội dung của chuyên đề:

Để tìm kiếm được thông tin phù hợp với nội dung của chuyên đề, tôi đã

tìm kiếm thông tin trên mạng về những cuốn sách, giáo trình, bài báo khoa học

liên quan đến nội dung để chắt lọc những thông tin ngắn gọn, cần thiết nhất. Một

số giáo trình hay như:

- Giáo trình Công nghệ enzim . PGSTS. Đặng Thị Thu. Nhà xuất bản khoa học

và kĩ thuật

- Sách giáo khoa sinh học lớp 10

- Giáo trình công nghệ sinh học. TS. Bùi Xuân Đông

- Giáo trình enzim .Biên tập bởi: TS. Trần Thanh Phong

- Giáo trình công nghệ sản xuất enzim, protein và ứng dụng của PGS- TS

Nguyễn Thị Hiền

Bước 3: Sắp xếp và xử lý nội dung

Sau khi tìm kiếm được những nội dung liên quan, tôi sắp xếp chúng vào

những mục tương ứng sao cho mạch nội dung phù hợp về mặt logic.

Bước 4: Viết bản thảo nội dung chuyên đề:

Sau khi sắp xếp nội dung hợp lý, tôi viết bản thảo chuyên đề, gồm 3

chương lớn

Mỗi chương sẽ tương ứng với một nội dung:

Chương 1: Khái quát về enzim

Chương 2: Quy trình công nghệ sản xuất enzim

Chương 3: Ứng dụng của enzim trong công nghệ thực phẩm, y dược và kĩ thuật

di truyền.

Bước 5: Xin ý kiến chuyên gia

Sau khi đã viết bản thảo xong, tôi gửi bản thảo tài liệu cho chuyên gia là

giảng viên về công nghệ vi sinh, hóa sinh trong khoa để nhận được những đóng

góp ý kiến từ các chuyên gia,

Bước 6: Hoàn thành tài liệu

Sau khi nhận được phản hồi từ chuyên gia, tôi đã biên soạn được nội

dung tài liệu phù hợp với yêu cầu cần đạt trong chương trình phổ thông mới

môn Sinh học.

2.1.4. Tài liệu của chuyên đề

Tuân thủ các bước thiết kế và nguyên tắc xây dựng chuyên đề, chúng tôi

đã xây dựng được tài liệu chi tiết chuyên đề: “Công nghệ enzim” gồm 30 trang

được xếp ở phần phụ lục 3.

Mạch nội dung của chuyên đề như sau: 1.Khái quát về enzim 1.1. Khái niệm enzim 1.2. Tính chất của enzim 1.3. Cấu trúc của enzim 1.4. Cơ chế tác động

1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim 1.6. Triển vọng của công nghệ enzim trong tương lai 2. Quy trình công nghệ sản xuất enzim 2.1. Nguồn nguyên liệu thu enzim 2.2. Quy trình sản xuất enzim từ vi sinh vật 3. Ứng dụng của công nghệ enzim trong công nghiệp thực phẩm, y dược, và kĩ thuật di truyền 3.1.Tình hình ứng dung của enzim trong công nghiệp trên thế giới và ở Việt Nam 3.2. Ứng dụng của công nghệ enzim trong công nghiệp thực phẩm 3.3. Ưng dụng của công nghệ enzim trong y dược 3.4. Ứng dụng của công nghệ enzim trong kĩ thuật di truyền

2.2. Giai đoạn 2: Thiết kế các hoạt động của chuyên đề

2.2.1. Nguyên tắc thiết kế hoạt động của chuyên đề

Trong quá trình thiết kế bài soạn dạy học chuyên đề, GV cần tuân thủ theo

các nguyên tắc sau:

Xây dựng mục tiêu phải phù hợp với mục đích chung của chương trình

đổi mới giáo dục, nội dung chuyên đề, trình độ HS và điều kiện cơ sở vật chất

của trường học

Các hoạt động học tập phải phù hợp với mục tiêu đặt ra, sử dụng hiệu quả

các PPDH và KTDH đã chọn

Việc lựa chọn hay sử dụng PPDH và KTDH tích cực cần đảm bảo linh

hoạt và phong phú; khai thác triệt để hiệu quả của các phương pháp; phù hợp

với đặc thù của từng môn, từng nội dung; tăng cường liên hệ thực tế, hoạt động

trải nghiệm, hợp tác nhóm, ...

2.2.2. Quy trình thiết kế

Để thiết kế được bài soạn dạy học chuyên đề theo chuẩn đổi mới giáo dục

hiện nay, chúng tôi đã đưa ra quy trình gồm 4 bước như sơ đồ dưới đây:

Bước 1: Xác định chuẩn kiến thức, kĩ năng, thái độ, năng lực hướng tới

Bước 2: Xác định và mô tả mức độ yêu cầu

Bước 3: Biên soạn ngân hàng câu hỏi và bài tập

Bước 4: Thiết kế tiến trình dạy học theo chuyên đề

Sơ đồ 2.3. Quy trình thiết các hoạt động của chuyên đề

Bước 1: Xác định chuẩn kiến thức, kĩ năng, thái độ, năng lực hướng tới

Xác định chuẩn kiến thức, kĩ năng, thái độ theo chương trình hiện hành và

các hoạt động dự kiến sẽ tổ chức cho học sinh theo phương pháp dạy học tích

cực, từ đó xác định được các phẩm chất mà học sinh cần đạt được sau khi học

xong chuyên đề.

Bước 2: Xác định và mô tả mức độ yêu cầu

Xác định và mô tả mức độ yêu cầu theo các mức độ ( nhận biết, thông

hiểu, vận dụng, vận dụng cao) của mỗi loại câu hỏi/ bài tập có thể sử dụng để

kiểm tra, đánh giá năng lực và phẩm chất của học sinh trong dạy học

Bước 3: Biên soạn câu hỏi và bài tập

Biên soạn câu hỏi và bài tập cụ thể theo các mức độ yêu cầu đã mô tả để

sử dụng trong quá trình tổ chức các hoạt động dạy học và kiểm tra, đánh giá,

luyện tập theo chuyên đề đã xây dựng.

Bước 4: Thiết kế tiến trình dạy học theo chuyên đề

Thiết kế tiến trỉnh dạy học theo chuyên đề hành các hoạt động được tổ

chức cho học sinh có thể thực hiện ở trên lớp và ở nhà, mỗi tiết học trên lớp có

thể chỉ thực hiện một số hoạt động trong tiến trình sư phạm của phương pháp và

kĩ thuật thuật dạy học được sử dụng. Trong chuỗi hoạt động học, đặc biệt quan

tâm xây dựng tình huống xuất phát.

Tiếp theo tình huống xuất phát là các hoạt động học như: đề xuất giải

pháp giải quyết vấn đề, báo cáo, thảo luận, kết luận, nhận định, hợp thức hóa

kiến thức….

Dựa vào các bước của quy trình trên giáo viên có thể thiết kế các chuyên

đề dạy học phù hợp

2.2.3. Ví dụ minh họa từng bước

Bước 1. Bước 2: Xác định mục tiêu của chuyên đề và mô tả yêu cầu về mức độ

của mục tiêu

Bảng 2.2.Mục tiêu về kiến thức chuyên đề công nghệ enzim

MĐ

ND Nhận iết Hiểu Vận dụng Vận dụng cao Năng lực

hƣớng tới

- Củng cố được một - Trình bày được các tính - Làm được thí - Đề xuất được - Năng lực Phần I:

số kiến thức về sinh chất của enzim(6) nghiệm phân tích một số thí nghiệm nhận thức Khái quát

hóa tế bào,enzim với - Phân tích được cơ chế sự ảnh hưởng của chứng minh tính kiến thức về enzim

mục đích làm cơ sở hoạt động của enzim(7) một số yếu tố chất của sinh học

cho công nghệ - Phân tích được các yếu liên quan đến enzim(16)

enzim(1) tố ảnh hưởng đến hoạt hoạt tính của

- Mô tả được cấu tính của enzim(8) enzim(12)

trúc của enzim(2) - Phân tích được ưu, - Lấy được ví dụ

- Kể tên được một số nhược điểm của mỗi loại về một số nguồn

nguồn thu enzim enzim(9) vật liệu thu

thường được sử enzim(13)

dụng(3)

- Trình bày được quy trình - Trình bày được -Năng lực Phần II:

công nghệ sản xuất enzim. quy trình sản xuất giải quyết Quy trình

(10) của một số loại vấn đề công nghệ

MĐ

ND Nhận iết Hiểu Vận dụng Vận dụng cao Năng lực

hƣớng tới

enzim cơ bản(14) sản uất

enzim từ vi

sinh vật

- Kể tên được - Trình bày được một số - Lấy được ví dụ - Phân tích được -Năng lực Phần III:

cácloại enzim ứng dụng của công nghệ về các sản phẩm vai trò của các vận dụng Ứng dụng

thường sử dụng enzim trong các lĩnh vực: công nghiệp đã loại enzim được kiến thức của enzim

trong các lĩnh vực: công nghệ thực phẩm, y được tạo thành từ sử dụng trong các sinh học

thực phẩm, y dược, dược, kỹ thuật di enzim(15) lĩnh vực(17) vào thực

kỹ thuật di truyền…(11) tiễn

truyền…(4)

Kĩ năng

- Rèn được kĩ năng quan sát, phân tích hình ảnh

- Kĩ năng so sánh và tổng hợp

- Phát triển được kĩ năng: trình bày thông tin, thuyết trình thông tin, phản

biện, ra quyết định...

- Có khả năng đưa ra giải pháp nhằm giải quyết vấn đề

- Phát triển được kĩ năng làm thí nghiệm và phân tích kết quả thí nghiệm

Thái độ

- Nâng cao được nhận thức đúng đắn và khoa học về enzim và công nghệ

enzim

- Hình thành thái độ yêu thích khoa học tìm tòi nghiên cứu

Định hướng các năng lực được hình thành và phát triển

- Trình bày, giải thích và vận dụng được các kiến thức sinh học để giải

thích những hiện tượng thường gặp trong tự nhiên và đời sống hằng ngày

có liên quan đến sinh học

Bước 3: Xây dựng ngân hàng câu hỏi, bài tập.

Bảng 2.3. Bảng ngân hàng câu hỏi, bài tập

Câu hỏi

Nội dung 1.Khái quát về enzim Câu 1: Em hãy nêu khái niệm Enzim và mô tả cấu

trúc của enzim Câu 2: Trình bày các tính chất của enzim Câu 4: Phân tích cơ chế hoạt động của enzim Câu 5: Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim Câu 6: Tại sao khi tăng nhiệt độ lên quá cao so với nhiệt độ tối ưu của một enzim thì hoạt tính của enzim bị giảm thậm chí còn mất hoàn toàn? Câu 7: Đề xuất được một số thí nghiệm chứng minh tính chất của enzim Câu 8: Theo em cơ sở khoa học của việc ứng dụng công nghệ enzim là gì? Em hãy kể tên một số thành tựu của công nghệ enzim mà em biết.

2. Quy trình công nghệ sản xuất enzim

3. Ứng dụng của enzim trong công nghiệp thực phẩm, y dược, và kĩ thuật di truyền

Câu 9: Có phải enzim chỉ được sinh ra từ cơ thể người hay không? Kể tên được một số nguồn thu enzim thường được sử dụng. Câu 10: Tại sao trong công nghệ sản xuất enzim người ta thường sử dụng nguồn enzim từ vi sinh vật? Câu 11: Trình bày quy trình công nghệ sản xuất enzim. Trình bày được quy trình sản xuất của một số loại enzim cơ bản Câu 12: Kể tên được các loại enzim thường sử dụng trong các lĩnh vực: thực phẩm, y dược, kỹ thuật di truyền… Câu 13: Trong công nghệ sản xuất bánh mì người ta thường sử dụng một loại phụ gia có tên “bột nở”. Theo em bản chất của bột nở là gì ? Có tác dụng gì ? Nên bổ sung bột nở vào giai đoạn nào của quy trình làm bánh thì chất lượng bánh sẽ tốt nhất? Câu 14: Một công ty sản xuất sữa chua uống men sống quảng cáo trên tivi về một loại thức uống mới có khả năng bổ sung lợi khuẩn tiêu hóa thức ăn nhanh. a. Cơ sở khoa học của “ tiêu hóa thức ăn nhanh” ở sản phẩm trên là gì? Em hãy thiết kế thí nghiệm để kiểm chứng lời tuyên bố của công ty đó b. Thiết kế một porter để quảng cáo về tác dụng của

việc uống sữa chua hàng ngày với sức khỏe con

Câu 15: Em hãy trình bày quy trình làm siro quất theo

tiêu chí ở bảng sau:

(Trình bày ra giấy khổ A0, hình thức báo cáo: thuyết

trình)

ngừơi

Quy trình làm siro quất

Nguyên liệu

Các bước tiến hành

Enzym tham gia

Bí kíp để làm được siro

ngon là gì?

Bước 4: Thiết kế tiến trình dạy học theo chuyên đề: gồm các hoạt động

trong phần tổ chức dạy học chuyên đề cho học sinh

2.3. Giai đoạn 3: Tổ chức dạy học chuyên đề Công nghệ Enzim ở trường phổ

thông

2.3.1. Nguyên tắc tổ chức dạy học theo chuyên đề

Trong quá trình thiết kế bài soạn dạy học chuyên đề, GV cần tuân thủ theo các

nguyên tắc sau:

- Tuân thủ tiến trình 5 hoạt động theo công văn 5555/BGDĐT-GDTrH

- Linh hoạt trong cách thức tổ chức, áp dụng các phương pháp và kĩ thuật dạy

học tích cực

- Tập trung hướng tới hình thành và phát triển năng lực người học

- Hình thức phù hợp với nội dung, trình độ nhận thức người học và điều kiện

cơ sở vật chất nhà trường.

2.3.2. Quy trình tổ chức dạy học chuyên đề

Theo chuẩn chương trình đổi mới giáo dục hiện hành, quá trình tổ chức

dạy học chuyên đề đi theo tiến trình 5 hoạt động dưới đây:

B1: Hoạt động khởi động (HĐKĐ)

B2: Hoạt động hình thành kiến thức ( HĐHTKT)

B3: Hoạt động luyện tập (HĐLT)

B4: Hoạt động vận dụng( HĐVD)

Sơ đồ 2.4. Các bước tổ chức dạy học chuyên đề

B5: Hoạt động tìm tòi - mở rộng( HĐTT- MR)

HĐKĐ: giai đoạn này HS được khởi động về cả 2 mặt tâm lí và tư duy.

HS trong tâm thế sẵn sàng, vui vẻ, tích cực, động não suy nghĩ, nảy sinh những

câu hỏi và mong muốn được tìm hiểu và giải đáp. Mục tiêu của HĐKĐ là tạo

mâu thuẫn nhận thức cho người học về những kiến thức đã biết và chưa biết,

kiến thức lí thuyết và thức tế, kiên thức cũ và mới; qua đó hình thành nhu cầu

giải quyết vấn đề của người học.

HĐHTKT: đây là giai đoạn giải quyết các những mâu thuẫn tạo ra cho

người học ở HĐKĐ. Thông qua đó hình thành, phát triển năng lực người học và

hình thành kiến thức. Nên sử dụng các phương pháp và kĩ thuật dạy học tích cực

như: dạy học hợp đồng, dạy học dự án, kĩ thuật phòng tranh, kĩ thuật sân khấu

hóa, ...

HĐLT: đây là giai đoạn củng cố, hoàn thiện và khắc sâu những kiến thức

và kĩ năng mới hình thành. Tính hiệu quả của hoạt động thể hiện ở việc HS mô

tả được kiến thức theo cách riêng của mình, áp dụng được vào các tình huống,

các vấn đề trong học tập và thực tiễn.

HĐVD: giai đoạn này tổ chức cho HS vận dụng kiến thức/ kĩ năng mới

học vào vấn đề / tình huống tương tự trong thực tiễn và nên diễn ra ngoài lớp

học

HĐTT - MR: giai đoạn này tương tự với HĐVD, chỉ khác ở điểm các hoạt

động tổ chức nhằm cho HS vận dụng kiến thức/ kĩ năng mới học vào vấn đề /

tình huống mới trong thực tiễn

2.3.3. Ví dụ minh họa tiến trình dạy học chuyên đề Công nghệ Enzim

 Hoạt động khởi động

- Chuyển giao nhiệm vụ học tập: GV tổ chức trò chơi: “Ai nhanh hơn” (mỗi

bàn sẽ cử 1 bạn đại diện sau đó chia đều thành hai nhóm, sau đó 2 nhóm sẽ xếp

thành 2 hàng dọc,mỗi nhóm sẽ có một nhiệm vụ riêng, trong thời gian 1 phút,

nhóm nào có nhiều đáp án chính xác hơn sẽ chiến thắng ). Nhiệm vụ của 2 nhóm

như sau:

+ Nhóm 1:Kể tên những loại thực phẩm được tạo thành từ quá trình ủ chua

+ Nhóm 2: Kể tên những loại nước chấm mà em biết

- Thực hiện nhiệm vụ: HS làm theo hiệu lệnh của GV

- Báo cáo kết quả và thảo luận: GV sẽ kiểm tra kết quả của 2 đội và công

bố kết quả

- Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập: GV nhận xét về thái độ

tham gia hoạt động chung của lớp. GV đặt vấn đề: Để tạo thành tất cả các loại

sản phẩm các em vừa kể trên thì đều có sự góp mặt rất lớn của enzim. Vậy

enzim là gì? Enzim có vai trò gì trong những quy trình sản xuất, đời sống hàng

ngày? Chúng ta cũng nhau tìm hiểu chuyên đề: Công nghệ enzim.

 Hoạt động hình thành kiến thức

Hoạt động 1: Tìm hiểu khái quát về enzim (mục tiêu 1,2,3,6,7,8,9,12,16)

Hoạt động của GV - HS Nội dung

1. Tìm hiểu khái niệm, tính chất

Hoạt động của GV - HS Nội dung

của enzim

GV: Vì sao cơ thể người có thể tiêu

hóa được tinh bột mà không tiêu hóa

được xenlulozo?

HS: suy nghĩ trả lời câu hỏi?

( Vì cơ thể người không có enzim

phân giải xenlulozo)

GV: Bằng sự hiểu biết của mình,

mỗi bạn sẽ kể tên một loại enzim mà

mình biết 1.Khái niệm enzim

- Enzim là chất xúc tác sinh học được

tổng hợp trong các tế bào sống. Enzim

chỉ làm tăng tốc độ của phản ứng mà

không bị biến đổi sau phản ứng

2. Tính chất, Cấu trúc và cơ chế tác

động của enzim

GV : nghiên cứu tài liệu + SGK cho

biết khái niệm enzim ? Và enzim có

bản chất là gì?

HS : nghiên cứu tài liệu và trả lời

câu hỏi

( Enzim có bản chất là protein) Enzim có bản chất là protein nên dễ bị biến tính và mất hoạt tính xúc tác như axit đặc, kiềm đặc, muối kim loại nặng…. Enzim có cường lực xúc tác rất lớn: ở điều kiện thích hợp, hầu hết các phản ứng có xúc tác enzim xảy ra với tốc độ nhanh gấp 108 – 1011 lần so với phản ứng không có chất xúc tác GV:Hoạt động sân khấu hóa: chia

lớp thành 4 nhóm. Và phân công

nhiệm vụ như sau:

Hoạt động của GV - HS Nội dung

Mỗi nhóm sẽ có thời gian trong

vòng 30 phút để tìm hiểu và chuẩn

bị những tính chất, cấu trúc, cơ chế

tác động của enzim ( dựa vào thông

tin tài liệu+ sgk) bằng các hoạt động

sân khấu hóa ( tiêu chí trình bày

đúng, đủ, hài hước, và có tính khoa

học). Sau đó mỗi nhóm sẽ có 7 phút

để trình bày sản phẩm của mình.

GV : nhận xét, chốt lại kiến thức

bằng chiếu hình cấu trúc của enzim

và phân tích cơ chế hoạt động của

enzim

2. Những yếu tố ảnh hưởng đến Những yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính

hoạt tính của enzim của enzim:

GV: Dựa vào tính chất của enzim Nhiệt độ: mỗi enzim có 1 nhiệt độ tối

hãy dự đoán những yếu tố có thể ưu, tại đó enzim có hoạt tính tối đa làm

ảnh hưởng đến khả năng xúc tác của cho tốc độ phản ứng xảy ra nhanh nhất

enzim? Độ pH : mỗi enzim có 1 độ pH thích

HS: trả lời hợp. Ví dụ, enzim pepsin của dạ dày

người cần pH = 2

- Chất ức chế hoặc hoạt hóa enzim: Một

GV: Chiếu hình ảnh hưởng của số chất hóa học có thể ức chế sự hoạt

nhiệt độ động của enzim. Một số chất khác khi

liên kết với enzim lại làm tăng hoạt tính

của enzim. Chẳng hạn , thuốc trừ sâu

Hoạt động của GV - HS Nội dung

DDT… là những chất ức chế một số

enzim quan trọng của hệ thần kinh

người và động vật.

- Nồng độ enzim: với một lượng cơ

chất xác định, khi nồng độ của enzim

càng cao thì hoạt tính của enzim càng Dựa vào biểu đồ nhận xét sự ảnh tăng hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính - Nồng độ cơ chất: với một lượng của enzim ở người và vi khuẩn suối enzim xác định nếu tăng dần lượng cơ nước nóng ? chất trong dung dịch thì thoạt đầu hoạt Tương tự nhận xét sự ảnh hưởng của tính của enzim tăng dần, nhưng đến độ Ph, nồng độ cơ chất, nồng độ một lúc nào đó thì sự gia tăng về nồng enzim đến hoạt tính xúc tác của độ cơ chất cũng không làm tăng hoạt enzim thông qua các biểu đồ sau tính của enzim. Vì tất cả trung tâm hoạt

động của enzim đã được hoạt động bởi

cơ chất

Hoạt động của GV - HS Nội dung

GV: Đề xuất một số thí nghiệm để

chứng minh sự ảnh hưởng của các

yếu tố đến hoạt tính của enzim.

3. Triển vọng của enzim trong Một số hướng nghiên cứu công nghệ

tương lai enzim hiện nay và trong tương lai.

GV: Yêu cầu học sinh tìm hiểu - Sàng lọc, tuyển chọn hoặc tạo nguổn

những triển vọng của enzim trong nguyên liệu giàu enzim ( sử dụng công

tương lai nghệ tái tổ hợp) mong muốn

HS : trả lời - Thu nhận chế phẩm enzim với hiệu

suất, hoạt độ và độ bền cao, giá thành

ngày càng thấp.

- Nghiên cứu liên quan giữa cấu trúc và

chức năng phân tử, cơ chế điều hòa của

phân tử enzim và hệ thống enzim

- Phát triển nghiên cứu protcome góp

phàn giải thích cơ chế các quá trình

bệnh lý ở mức phân tử

- Nghiên cứu tạo thành các chip

enzim

Hoạt động 2: Tìm hiểu về quy trình công nghệ sản xuất enzim công nghiệp (mục

tiêu 10,14)

Hoạt động của GV Nội dung

1. Tìm hiểu về 1,Nguồn nguyên liệu thu enzim:

nguồn nguyên - Enzim động vật

liệu thu enzim - Enzim thực vật

GV: dựa vào hiểu biết - Enzim vi sinh vật

của mình, em hãy cho Enzim được tách chiết từ vi sinh vật được sử

biết enzim có thể được dụng phổ biến

tách chiết từ đâu?

HS: trả lời câu hỏi

GV: kể tên những nguồn

nguyên liệu thu enzim,

sau đó yêu cầu học sinh

tìm ví dụ về những loại

enzim được tách từ

những nguồn đó

GV: Theo em thì enzim

được thu từ nguồn nào

là có tiềm năng nhất

trong việc sản xuất

enzim công nghiệp (HS

Tham khảo mục II.1 tài

liệu)

2. Quy trình sản Như vậy trong 3 nguồn thu trên, nguồn thu từ vi

xuất enzim công sinh vật là kinh tế nhất vì có hàng loạt những ưu

nghiệp từ vi sinh điểm sau:

Hoạt động của GV Nội dung

vật - Vi sinh vật có khả năng chuyển hóa một khối

GV: giao nhiệm vụ cho lượng cơ chất lớn hơn khối lượng cơ thể chúng

HS đọc tài liệu + kết hàng ngàn lần sau một thời gian ngắn

hợp tìm kiếm thông tin - Enzim thu nhận từ vi sinh vật có hoạt tính cao

trên mạng tìm hiểu về - Tốc độ sinh sản của vi sinh vật mạnh, trong thời

những chủng vi sinh vật gian ngắn có thể thu được lượng sinh khối vi sinh

thường được sử dụng để vật rất lớn, giúp trong thời gian ngắn thu được

thu enzim lượng enzim nhiều hoặc lượng các sản phẩm trao

GV: tại sao vi sinh vật đổi chất cao

lại được dùng phổ biến - Một đặc điểm riêng có của vi sinh vật đó là cơ thể

để sản xuất enzim công nhỏ bé nên việc vận hành, kiểm soát thiết bị lên

nghiệp? men trong quá trình sản xuất đơn giản hơn rất nhiều

GV: Có những phương - Trong sản xuất, quá trình sinh trưởng, phát triển

pháp nuôi cấy vi sinh và sinh tổng hợp enzim của vi sinh vật hoàn toàn

vật nào? không phụ thuộc vào khí hậu bên ngoài. Trong khi

Gv: Tiêu chuẩn để lựa đó sản xuất enzim từ nguồn thực vật và động vật

chọn vi sinh vật là gì? không thể đưa vào quy mô công nghiệp được.

GV: Nêu các bước cơ

bản của quá trình sản

xuất enzim công nghiệp

từ vi sinh vật.

Hoạt động 3: Tìm hiểu về ứng dụng của enzim trong các lĩnh vực, công nghệ

thực phẩm, y học và trong kĩ thuật di truyền( mục tiêu 4,11,15,17)

Nội dung công việc Sản phẩm đạt đƣợc Thời

gian

Thời Nội dung công việc Sản phẩm đạt đƣợc

gian

1 tiết Giới thiệu nội dụng dự án, phân

công công việc

Tổ chức cho học sinh nghiên cứu

tài liệu: SGK và nguồn học liệu

bổ sung do giáo viên chuẩn bị

Chia nhóm thực hiện:

5- 6 HS/ nhóm.

Mỗi nhóm đóng vai trò riêng để

thực hiện các hoạt động nghiên

cứu về các quy luật di truyền.

Tổ chức cho HS phát triển ý

tưởng, hình thành các tiểu chủ đề.

Hoạt động theo nhóm, chia sẻ các

ý tưởng.

Cùng GV thống nhất các tiểu chủ

đề nhỏ:

Nhóm 1: Ứng dụng của enzim

trong công nghiệp thực phẩm

Nhóm 2: ứng dụng của enzim

trong y học

Nhóm 3: Ứng dụng của enzim

trong kĩ thuật di truyền.

1-2 tuần Nhóm 1:Tìm hiểu thông tin :

(ngoài + Ứng dụng của enzim trong Bài thuyết trình Sản phẩm : dưa chua, siro quất, sữa chua.

Thời Nội dung công việc Sản phẩm đạt đƣợc

gian

giờ lên ngành công nghiệp thực phẩm

lớp) + Những loại enzim nào thường

được sử dụng trong ngành công

nghiệp thực phẩm

+ Nêu 1 số quy trình sản xuất 1 số

loại thực phẩm có sử dụng enzim

và phân tích được vai trò của

enzim trong các quy trình đó

+ Giai thích được câu hỏi ở phần

hoạt động khởi động

+ Làm sữa chua, siro quất, dưa

chua. Đưa ra quy trình làm và

nêu vai trò của các loại enzim có

trong quy trình đó.

Nhóm 2: Tìm hiểu thông tin về

+ Những ứng dụng của enzim

trong ngành y dược

+ Lấy 1 ví dụ về ứng dụng của

enzim trong ngành y ( dược) và

phân tích vai trò của enzim trong

các ví dụ đó

+ Kể tên 1 số loại dược liệu được

dùng trong dân gian về hỗ trợ

đường tiêu hóa. Nêu cơ sở của

việc sử dụng những loại dược liệu

Thời Nội dung công việc Sản phẩm đạt đƣợc

gian

đó.

Nhóm 3: Tìm hiểu về thông tin

+ Thu thập ít nhất 2 video về ứng

dụng của enzim trong kĩ thuật di

truyền

+ Nêu và phân tích vai trò của

enzim trong các kĩ thuật di truyền

đó

1tuần -Các nhóm thảo luận nhóm để xử Từng nhóm phân tích kết quả

lý thông tin,thống nhất ý kiến và thu thập được và trao đổi về

lập dàn ý báo cáo. cách trình bày sản phẩm.

-Hoàn thành báo cáo của nhóm, Xây dựng báo cáo sản phẩm

viết nội dung của nhóm

Bảng nội dung hoàn chỉnh về

các yêu cầu, nhiệm vụ của mỗi

nhóm

 . Hoạt động luyện tập

Câu 1: Em hãy nêu khái niệm Enzim và mô tả cấu trúc của enzim

Câu 2: Trình bày các tính chất của enzim

Câu 4: Phân tích cơ chế hoạt động của enzim

Câu 5: Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim

Câu 6: Tại sao khi tăng nhiệt độ lên quá cao so với nhiệt độ tối ưu của một

enzim thì hoạt tính của enzim bị giảm thậm chí còn mất hoàn toàn?

Câu 7: Đề xuất được một số thí nghiệm chứng minh tính chất của enzim

Câu 8: Theo em cơ sở khoa học của việc ứng dụng công nghệ enzim là gì? Em

hãy kể tên một số thành tựu của công nghệ enzim mà em biết.

Câu 9: Có phải enzim chỉ được sinh ra từ cơ thể người hay không? Kể tên được

một số nguồn thu enzim thường được sử dụng.

Câu 10: Tại sao trong công nghệ sản xuất enzim người ta thường sử dụng nguồn

enzim từ vi sinh vật?

Câu 11: Trình bày quy trình công nghệ sản xuất enzim.Trình bày được quy trình

sản xuất của một số loại enzim cơ bản

Câu 12: Kể tên được các loại enzim thường sử dụng trong các lĩnh vực: thực

phẩm, y dược, kỹ thuật di truyền…

Câu 13: Trong công nghệ sản xuất bánh mì người ta thường sử dụng một loại

phụ gia có tên “bột nở”. Theo em bản chất của bột nở là gì ? Có tác dụng gì ?

Nên bổ sung bột nở vào giai đoạn nào của quy trình làm bánh thì chất lượng

bánh sẽ tốt nhất?

 Hoạt động vận dụng – mở rộng

Câu 1: Một công ty sản xuất sữa chua uống men sống quảng cáo trên tivi về một

loại thức uống mới có khả năng bổ sung lợi khuẩn tiêu hóa thức ăn nhanh.

a. Cơ sở khoa học của “ tiêu hóa thức ăn nhanh” ở sản phẩm trên là gì? Em hãy

thiết kế thí nghiệm để kiểm chứng lời tuyên bố của công ty đó

b. Thiết kế một porter để quảng cáo về tác dụng của việc uống sữa chua hàng

ngày với sức khỏe con người

Câu 2: Một công ty sản xuất sữa chua uống men sống quảng cáo trên tivi về một

loại thức uống mới có khả năng bổ sung lợi khuẩn tiêu hóa thức ăn nhanh.

a. Cơ sở khoa học của “ tiêu hóa thức ăn nhanh” ở sản phẩm trên là gì? Em hãy

thiết kế thí nghiệm để kiểm chứng lời tuyên bố của công ty đó

b. Thiết kế một porter để quảng cáo về tác dụng của việc uống sữa chua hàng

Câu 3: Em hãy trình bày quy trình làm siro quất theo tiêu chí ở bảng sau:

(Trình bày ra giấy khổ A0, hình thức báo cáo: thuyết trình)

ngày với sức khỏe con ngừơi

Quy trình làm siro quất

Nguyên liệu

Các bước tiến hành

Enzym tham gia

Bí kíp để làm được siro ngon là gì?

Kết luận chương 2

Dạy học theo chuyên đề không phải mới được hình thành và phổ biến ở

Việt Nam, nhưng do mới chỉ một số bộ phận nhỏ tiếp cận nên vẫn mang tính

mới với với đông đảo GV. Từ quá trình thiết kế tới tổ chức dạy học đều khác với

mô hình dạy học truyền thống. Đầu tiên phải thiết kế tài liệu chuyên đề, trong đó

nội dung được kết cấu lại từ nhiều nguồn khác nhau và tích hợp nhiều yếu tố

thực tiễn. Tiếp theo là bước thiết kế kế hoạch dạy học, mục tiêu trọng tâm là

hướng tới hình thành năng lực qua đó hình thành kiến thức, tiến trình dạy học tổ

chức thành chuỗi các hoạt động liên tiếp, trong mỗi hoạt động cần nêu rõ các

khâu: chuyển giao nhiệm vụ học tập, thực hiện nhiệm vụ, báo cáo và thảo luận,

nhận xét và đánh giá. Cuối cùng là bước tổ chức dạy học lần lượt qua 5 hoạt

động: HĐKĐ, HĐHTKT, HĐLT, HĐVD, HĐTT-MR; có thể linh hoạt trong

cách tổ chức.

Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM

3.1. Mục đích thực nghiệm

- Để kiểm chứng giả thuyết khoa học của đề tài

3.2. Nội dung thực nghiệm

- Tổ chức hoạt động học chuyên đề: Công nghệ enzim

- Đánh giá kết quả học tập

3.3. Địa điểm và thời gian thực nghiệm

- Địa điểm thực nghiệm: lớp 10A3, 10A7 trường THPT Ngô Gia Tự - Bắc

Ninh

- Thời gian thực nghiệm từ ngày : 7/3/2019 đến ngày 5/4 /2019

3.4. Phƣơng pháp thực nghiệm

3.4.1. Chọn đối tượng tham gia

- Học sinh 2 lớp 10A3 và 10A7 là những lớp có trình độ nhận thức đồng

đểu ( dựa vào kết quả khảo sát và phân loại HS theo đánh giá của GV bộ

môn

3.4.2. Phương pháp bố trí thực nghiệm

- Thu thập dữ liệu thực nghiệm bằng phương pháp: quan sát, phỏng vấn,

trắc nghiệm khách quan

- Đánh giá kết quả thực nghiệm thông qua trao đổi với HS,GV trong quá

trình học tập theo chuyên đề chúng tôi đánh giá được:

+ Thái độ của HS khi tham gia học tập theo chuyên đề

+ Mức độ hiểu biết của HS về Công nghệ enzim và ứng dụng của công

nghệ enzim trong

+ Vấn đề khó khăn của GV khi tổ chức dạy học theo chuyên đề

3.5. Kết quả thực nghiệm

3.5.1. Phân tích định lượng

Bảng 3.1: Thống kê kết quả học tập của HS sau chuyên đề

Đạt mức

Số lượng HS

Quy đổi (%)

Mức yếu (<5)

7,1

Mức trung bình (56.5)

32,9

Mức khá (6.58)

29,4

Mức giỏi (89)

28,2

Mức xuất sắc (>9)

3,4

Qua bảng thông kê trên, ta có biểu đồ sau:

Yếu

Trung bình

Khá

Giỏi

Xuất sắc

Biểu đồ 3.1: Kết quả điểm kiểm tra

3.5.2. Phân tích định tính

3.5.2.1. Phân tích các hoạt động và thái độ của HS trong quá trình dạy học

- Thông qua việc dạy học chúng tôi nhận thấy rằng HS rất hứng thú với

việc học theo chủ đề

- Một số hình ảnh giờ học thực nghiệm và sản phẩm học sinh đã làm

3.5.2.2. Phân tích chất lượng bài kiểm tra của HS

Qua bài kiểm tra cuối chuyên đề, chúng tôi nhận thấy thái độ nhận thức

của các em rất tốt, chất lượng bài kiểm tra cao.

Kết luận chƣơng 2

Qua việc điều tra, thăm dò ý kiến, nguyện vọng của GV và HS về việc đổi

mới phương pháp dạy học theo chuyên đề ở trường THPT, chúng tôi nhận thấy

việc ứng dụng PPDH theo chuyên đề là phù hợp với nguyện vọng của hầu hết

GV – HS.

Thông qua quá trình thực nghiệm tôi nhận thấy dạy học theo chuyên đề bước

đầu đạt được những kết quả như sau:

Dạy học theo chuyên đề giúp cho việc học của HS có tính mục đích và liên

hệ với thực tiễn tốt hơn. Huy động được kiến thức, kinh nghiệm của HS trong

học tập, phát huy khả năng tự học, nâng cao hiệu quả rèn luyện cho HS các kĩ

năng làm việc hợp tác, kĩ năng nghiên cứu và tìm kiếm thông tin, kĩ năng tiến

trình khoa học.

Thông qua quá trình thực nghiệm sư phạm, bước đầu đã thấy hiệu quả của

PPDH theo chuyên đề rất khả quan. Song, chúng tôi nhận thấy mẫu thực nghiệm

còn nhỏ, tính phổ quát chưa cao. Để có kết luận mang tính tổng quát và tin cậy

hơn, cần được tiếp tục kiểm tra trên mẫu lớn, tiêu biểu và có tính phổ quát hơn.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Kết luận

Qua nghiên cứu đề tài, chúng tôi đã rút ra được một số kết luận củng cố

thêm cơ sở lí luận cho phương pháp dạy học chuyên đề môn Sinh học ở trường

phổ thông như sau:

Thông qua dạy học theo chuyên đề, học sinh sẽ tăng hứng thú học tập, tăng khả năng tự học, tự tìm kiếm, giúp cho khả năng phát triển tư duy có hệ thống, phát triển các kĩ năng quan trọng đông thời nâng cao khả năng ứng dụng kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề thực tiễn trong cuộc sống.

Qua điều tra thực tiễn cho thấy, thực trạng áp dụng dạy học chuyên đề ở

trường phổ thông vẫn chưa được áp dụng rộng rãi và thường xuyên.

Chúng tôi cũng đã đề xuất được các bước thiết kế chuyên đề, các bước thiết

kế hoạt động và các bước tổ chức dạy học. Từ đó, giáo viên có thể áp dụng để

tham khảo thiết kế được các chuyên đề khác ở các khối lớp khác nhau.

2. Kiến nghị

Tại các trường đại học sư phạm, chúng tôi mong muốn tiếp tục có những

nghiên cứu chuyên sâu hơn nữa về thiết kế và tổ chức dạy học theo chuyên đề

cho học sinh phổ thông.

Đối với các trường phổ thông nên triển khai việc dạy học theo chuyên đề

đối với môn Sinh học và các môn học khác đến rộng rãi để đem lại nhiều hiệu

quả tích cực trong việc dạy học.

Và đặc biệt là các giáo viên phổ thông cần chủ động xây dựng, thiết kế

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Giáo trình Công nghệ enzim .PGSTS. Đặng Thị Thu. Nhà xuất bản khoa

học và kĩ thuật

2. Sách giáo khoa sinh học lớp 10

3. Giáo trình công nghệ sinh học. TS. Bùi Xuân Đông

https://sites.google.com/site/hoasinhdut/enzim

4. Giáo trình enzim .Biên tập bởi: TS. Trần Thanh Phong

5. Applications of Enzims | Their Uses in Medicine Food &

IndustriesEnzims are na. https://www.studyread.com/applications-

enzims-role.

6. Enzim Technology: Application and Commercial Production of Enzims

Article.http://www.biologydiscussion.com/enzims/enzim-

technology/enzim-technology-application-and-commercial-production-of-

enzims/10185.

7. Giáo trình công nghệ sản xuất enzim, protein và ứng dụng. PGS –

TS.Nguyễn Thị Hiền

8. Giáo trình Công nghệ enzim – Nguyễn Đức Lượng chủ biên

9. Báo giáo dục Pandu .

PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 1: PHIẾU ĐIỀU TRA

(Dành cho giáo viên)

NHẰM CUNG CẤP THÔNG TIN VỀ THỰC TRẠNG THIẾT KẾ

CHUYÊN ĐỀ DẠY HỌC MÔN SINH HỌC THEO ĐỊNH HƢỚNG PHÁT

TRIỂN NĂNG LỰC CỦA HỌC SINH Ở TRƢỜNG THPT NGÔ GIA TỰ

Kính mong thầy (cô) hợp tác và giúp đỡ bằng cách trả lời các câu hỏi sau:

Câu 1: Theo thầy cô dạy học theo chuyên đề là gì?

.................................................................................................................................

Câu 2: Những kĩ năng mà học sinh có thể lĩnh hội được sau khi tham gia dạy

học theo chuyên đề là gì?

A. Kĩ năng khai thác kiến thức theo chiều sâu

B. Kĩ năng học tập và làm việc theo nhóm

C. Kĩ năng giao tiếp, trình bày , hợp tác và giải quyết vấn đề

D. Cả 3 phương án trên

Câu 3: Trong dạy học sinh học 10, các thầy ( cô ) đã thiết kế và tổ chức dạy học

theo chuyên đề chưa? Nếu có thì ở mức độ nào?

A. Đã tổ chức, thường xuyên

B. Đã tổ chức, ít sử dụng

C. Chưa từng tổ chức

Câu 4: Theo thầy (cô) những bài như thế nào có thể thiết kế và tổ chức dạy học

theo chuyên đề?

A. Bài học có chứa một nội dung hay chủ đề lớn, thường bao gồm trong đó các

phần nội dung hay chủ đề nhỏ có sự liên quan đến gắn kết chặt chẽ với nhau

B. Bài nào cũng áp dụng được

PL1

C. Ý kiến khác

Câu 5: Thầy (cô) đánh gía như thế nào về tầm quan trọng của việc thiết kế và tổ

chức dạy học theo chuyên đề trong dạy học môn sinh học?

A. Rất quan trọng

B. Quan trọng

C. Không quan trọng

D. Ý kiến khác

Câu 6: Những ưu điểm của việc thiết kế và tổ chức dạy học theo chuyên đề

trong dạy học môn sinh học?

A. Kích thích sự tham gia tích cực của học sinh trong các hoạt động

B. Giúp học sinh có nhiều kiến thức thực tế hơn

C. Giúp học sinh phát triển kĩ năng sống

D. Tất cả các ý kiến trên

Câu 7: Để hoàn thiện 1 tiết học dạy học theo chuyên đề có hiệu quả, thầy (cô) có

những định hướng, đề xuất gì?

.................................................................................................................................

Em xin chân thành cảm ơn những ý kiến đóng góp của thầy (cô)!

Thầy(cô) vui lòng cho biết những thông tin sau :

Họ tên: .....................................................................................................................

Nơi công tác: ....................................................................... SĐT: ...........................

PL2

1.1. PHIẾU ĐIỀU TRA DÀNH CHO HỌC SINH THPT

Em hãy cho biết ý kiến của mình về những vấn đề dưới đây bằng cách

đánh dấu X vào ô vuông và viết câu trả lời vào phần để trống (…).Thông tin của

em chỉ để dùng cho mục đích nghiên cứu, không dùng cho bất cứ mục đích nào

có thể ảnh hưởng tiêu cực đến em.

Câu 1: Em mong muốn việc dạy học môn sinh học đem lại cho bản thân những

lợi ích gì? ( em hãy đánh dấu X vào ô phù hợp mỗi hàng ngang)

Mong muốn của học sinh khi học môn Rất Khá Không Không

sinh học đúng đúng đúng đúng

lắm

Làm tốt các bài kiểm tra môn sinh học,

đạt kết quả học tập tốt ( điểm cao)

Kiến thức để thi đỗ tốt nghiệp THPT/

Thi đại học đạt điểm cao

Kiến thức để vận dụng vào cuộc sống,

công việc.

Kỹ năng, phương pháp làm việc để vận

dụng vào cuộc sống, công việc

Câu 2: Cho biết ý kiến về việc học môn sinh học của bản thân em

Ý kiến Rất Đồng ý Phân Không

đồng ý vân đồng ý

Em thích học sinh học

Em tự tìm thông tin sinh học ngoài sgk

và sách bài tập

Em thích học các kiến thực sinh học có

ứng dụng thực tế

PL3

Em không mấy hứng thú với các

nhiệm vụ được giao trong giờ học sinh

học

Sinh học gần gúi, có ý nghĩa với cuộc

sống

Em không tự tin khi học sinh học

Câu 3: Em hãy cho biết tần suất tiếp cận với phương pháp, hình thức dạy học

dưới đây trong môn sinh học

Phương pháp, hình thức dạy học Chưa Rất Thỉnh Thường

bao giờ hiếm thoảng xuyên

Làm việc nhóm, trao đổi, thảo luận

nhóm,làm bài tập theo nhóm

Theo các phương pháp, hình thức dạy

học hiện đại ( ví dụ: dạy học theo dự

án, học theo góc…)

Theo dự án

Giáo viên giao các nhiệm vụ mở,

nhiệm vụ gắn với thưc tiễn

Học sinh tự đánh giá lực học của bản

thân và của các bạn trong lớp (kết quả

do em đánh giá được GV tính vào điểm

số môn học)

Câu 4: Em hãy tự đánh giá các kỹ năng hoặc khả năng của mình khi thực hiện

nhiệm vụ được nêu dưới đây:

PL4

Em có Em có Em Các kỹ năng

thể tự thể tự cần

thưc thực GV

hướng hiện hiện

nhưng được 1 dẫn

chưa cách mới

thành thành thực

thạo thạo hiện

được

Lập kế hoạch cho các nhiệm vụ học

tập

Vận dụng những điều đã học được

vào thực tiễn

Sử dụng sơ đồ tư duy để thể hiện ý

tưởng

Làm việc nhóm

Thu thập và xử lí thông tin

Thuyết trình

Đánh giá và tự đánh giá

Sử dụng máy tính

PL5

PHỤ LỤC 2: PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG CHỦ ĐỀ

Để đánh giá chất lượng đề tài “thiết kế và tổ chức chuyên đề dạy học Công

nghệ enzim trong dạy học môn Sinh học (theo chương trình giáo dục phổ thông

mới môn Sinh học), xin thầy cô nhận xét nội dung có trong chủ đề.

1. Tính mới

............................................................................................................................

2. Tính khoa học

............................................................................................................................

3. Tính thực tiễn

............................................................................................................................

4. Tính cần thiết và ứng dụng

............................................................................................................................

5. Tính phù hợp

............................................................................................................................

6. Những góp ý khác

............................................................................................................................

Người nhận xét

PL6

PHỤ LỤC 3:

TÀI LIỆU THAM KHẢO NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ

(DÀNH CHO HỌC SINH)

1. Khái quát về Enzim

1.1. Khái niệm Enzim

Enzim là chất xúc tác sinh học được tổng hợp trong các tế bào sống.

Enzim chỉ làm tăng tốc độ của phản ứng mà không bị biến đổi sau phản ứng[1]

Hình 1.1. ví dụ về enzim pepsin có trong dạ dày phân giải protein trong thức ăn

1.2. Tính chất của Enzim

Enzim có bản chất là protein nên dễ bị biến tính và mất hoạt tính xúc tác

như axit đặc, kiềm đặc, muối kim loại nặng….

Enzim có cường lực xúc tác rất lớn: ở điều kiện thích hợp, hầu hết các

phản ứng có xúc tác enzim xảy ra với tốc độ nhanh gấp 108 – 1011 lần so với

phản ứng không có chất xúc tác

- 1 gam pepsin phân giải được 5kg protein trứng trong 2 giờ

- 1 gam renin làm đông tụ được 72 tấn sữa trong sản xuất phomat

- 1 mol catalase phân hủy được 5.106 mol H2O2/phút trong khi đó 1mol

Fe3+ chỉ phân hủy được 10 mol H2O2/phút

PL7

Enzim có tính đặc hiệu cao: mỗi enzim chỉ xúc tác làm chuyển hóa được

một hoặc một số cơ chất nhất định theo một kiểu liên kết hóa học nhất định, và

một kiểu phản ứng nhất định. Enzim có tính đặc hiệu nên không tạo ra các sản

phẩm phụ

Enzim tác dụng trong điều kiện “êm dịu”. Enzim thường tác dụng ở nhiệt

độ 30- 500C, pH trung tính và ở áp suất thường , không cần nồng độ axit hay

nồng độ kiềm mạnh, áp suất cao, do đó không đòi hỏi các thiết bịn chịu axit,

kiềm và chịu áp suất cao đắt tiền

Tất cả các enzim có nguồn gốc tự nhiên không độc. Điều này có nghĩa

quan trọng trong công nghiệp thực phẩm và trong y học

1.3. Cấu trúc của Enzim

Enzim 1 thành phần Enzim 2 thành phần

Là các enzim không đòi hỏi các nhóm Là các enzim đòi hỏi thành phần

hóa học cho hoạt động của chúng hữu cơ cho hoạt động của chúng

Là các enzim mà phân tử của chúng chỉ Là các enzim có cấu tạo từ protein

là các phân tử protein

và các chất cộng tác như các ion Fe2+, Mn2+, Zn2+...

Enzim có phân tử lượng lớn từ 20 - 1.000 Kda nên không qua được màng

bán thấm

Trong phân tử enzim có vùng cấu trúc không gian đặc biệt chuyên liên kết

với cơ chất (chất chịu tác động của enzim) được gọi là trung tâm hoạt động.

Thực chất, đây là một chỗ lõm hoặc khe nhỏ trên bề mặt enzim. Cấu hình không

gian của trung tâm hoạt động của enzim tương thích với cấu hình không gian

của cơ chất. Tại đây các cơ chất liên kết tạm thời với enzim và nhờ đó phản ứng

được xúc tác[2]

PL8

Hình 1.2. Hình ảnh về cấu trúc của enzim

1.4.. Cơ chế tác động

Bước 1: Enzim liên kết với cơ chất tại trung tâm hoạt động tạo nên phức

hợp enzim- cơ chất.

Bước 2: Enzim tương tác với cơ chất để tạo ra sản phẩm và enzim được

giải phóng, không bị biến đổi sau phản ứng (hình 1).

Liên kết enzim – cơ chất mang tính đặc thù. Vì thế mỗi enzim thường chỉ

xúc tác cho 1 phản ứng[2]

Hình 1.3. Sơ đồ mô tả cơ chế tác động của enzim saccaraza – một loại enzim

phân hủy đường saccarozo thành glucozo và fructozo

1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của Enzim

• Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim

Nhiệt độ: mỗi enzim có 1 nhiệt độ tối ưu, tại đó enzim có hoạt tính tối đa

làm cho tốc độ phản ứng xảy ra nhanh nhất

PL9

Hình 1.4. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính của enzim ở

người và ở vi khuẩn suối nước nóng

Độ pH : mỗi enzim có 1 độ pH thích hợp. Ví dụ, enzim pepsin của dạ dày

người cần pH = 2

Hình 1.5. Biểu đồ thể hiện sự ảnh hường của độ Ph đến hoạt tính của enzim

pepsin và enzim tripsin

Nồng độ cơ chất: với một lượng enzim xác định nếu tăng dần lượng cơ

chất trong dung dịch thì thoạt đầu hoạt tính của enzim tăng dần, nhưng đến một

lúc nào đó thì sự gia tăng về nồng độ cơ chất cũng không làm tăng hoạt tính của

enzim. Vì tất cả trung tâm hoạt động của enzim đã được hoạt động bởi cơ chất

PL10

Hình 1.6. Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của nồng độ cơ chất đến hoạt tính của

enzim

Chất ức chế hoặc hoạt hóa enzim: Một số chất hóa học có thể ức chế sự

hoạt động của enzim. Một số chất khác khi liên kết với enzim lại làm tăng hoạt

tính của enzim. Chẳng hạn , thuốc trừ sâu DDT… là những chất ức chế một số

enzim quan trọng của hệ thần kinh người và động vật.

Nồng độ enzim: với một lượng cơ chất xác định, khi nồng độ của enzim

càng cao thì hoạt tính của enzim càng tăng.[2]

Hình 1.7. Biều đồ thể hiện sự ảnh hưởng của nồng độ enzim đến hoạt tính của

enzim

1.6. Triển vọng của Công nghệ Enzim trong tương lai

Enzim là thành phần không thể thiếu được trọng mọi tế bào sống của mọi

sinh vật. Chúng đóng vai trò quyết định cho mọi chuyển hóa vật chất trong tế

bào và quyết định mối quan hệ giữa cơ thể sống và môi trường sống.

PL11

Enzim là chất tham gia trao đổi chất và là chất tham gia chuyển hóa sinh

học. Chính vì vai trò to lớn của chúng trong sự sống của tế bào và sự chuyển hóa

vật chất ngoài tế bào nên enzim đã trở thành đối tượng rất quan trọng trong

nghiên cứu sinh học và các ngành khoa học liên quan.

Từ cuối thế kỉ 19 đến nay, nhiều kết quả nghiên cứu enzim đã được đưa

vào sản xuất quy mô công nghiệp, thúc đẩy công nghệ enzim trở thành một

trong những ngành công nghệ rất quan trọng trong công nghệ sinh học, Trong

những năm cuối thế kỉ 20 và đầu thế kỉ 21, công nghệ enzim phát triển rất mạnh,

dự báo cho những thành công lớn trong khoa học và trong kinh tế. Các nhà khoa

học cũng đưa ra nhiều dự báo tùy theo lĩnh vực nghiên cứu và chuyên môn sâu

của mình. Những dự báo đó được tóm tắt trong những nội dung chính như sau:

1 – Tạo nguồn enzim có chất lượng cao và có thể sản xuất ở quy mô công

nghiệp

Mục tiêu của công nghệ sinh học là tiến tới ngành công nghiệp công nghệ

sinh học. Các quá trình sinh học để tạo ra sản phẩm phải được sản xuất hàng

loạt, có thể sản xuất chất lượng sản phẩm và sản phẩm đó phải đáp ứng được

yêu cầu khắt khe của con người. Dựa vào tốc độ phát triền rất mạnh của công

nghệ sinh học trong những năm cuối thế kỉ 20, đầu thế kỉ 21, dựa vào nhu cầu

phát triển của công nghiệp thực phẩm, công nghiệp dược phẩm, nông nghiệp, y

học, các nhà khoa học cho thấy việc tạo giống cho công nghệ enzim là quan

trọng nhất, do đó thế kỷ 21 sẽ có nhiều giống có giá trị hơn.

2 – Phát hiện ngày càng nhiều enzim trong thế giới vi sinh vật

Trong những năm qua, các nhà khoa học đã phát hiện rất nhiều enzim và

đã có nhiều loại enzim đã được nghiên cứu kĩ và cũng đã được đưa vào ứng

dụng có hiệu quả trong sản xuất công nghiệp. Nhờ những nghiên cứu đó mà các

ngành sản xuất thực phẩm, dược phẩm phát triển rất mạnh. Từ sự hiểu biết còn

rất hạn chế, loài người đã hiểu được bản chất của từng loaị enzim, biết ứng dụng

PL12

của chúng và đã thiết lập được nhiều quy trình công nghệ sản xuất nhờ hoạt

động của enzim theo quy mô công nghiệp. Nhiều công nghệ truyền thống đã

được phát triển theo quy mô công nghiệp. Chính những tiến bộ công nghệ này

đã giúp cho công nghệ sinh học có một nền tảng sản xuất công nghiệp bền vững.

Một trong những hướng sẽ phát triển mạnh mẽ nhất trong công nghệ

enzim là hướng tạo ra những enzim mới trong tế bào sinh vật bằng kĩ thuật gen.

3 - Mở rộng ứng dụng enzim trong nhiều lĩnh vực kĩ thuật tinh vi

Thế kỷ 21 sẽ là thế kỷ hoàn thiện nhiều loại máy móc cảm ứng sinh học

và sẽ tạo ra một bước ngoặt quan trọng trong việc phân tích nhạy cảm, cho kết

quả phân tích rất nhanh để ứng dụng trong y học, trong phân tích chất độc, trong

phân thích thành phần thực phẩm và cả phân tích VSV gây bệnh trong thực

phẩm, trong y học.

Ngoài ra các nhà khoa học cũng dự báo, enzim sẽ thâm nhập vào lĩnh vực

rất mới đó là tin sinh học. Chính những cơ chế chuyển hóa enzim trong lĩnh vực

sinh học phân tử sẽ giúp các nhà kỹ thuật tạo ra cơ chế truyền thông tin mới.

Nếu thành công trong lĩnh vực này cả về mặt kỹ thuật và kinh tế, nó sẽ là cuộc

cách mạng lớn nhất trong những cuộc cách mạng tin học

Ý nghĩa thực tiễn của việc phát triển công nghệ enzim •

Tạo được các chế phẩm enzim với quy mô lớn, đáp ứng nhu cầu sử dụng -

trong thực tế

Tạo ra các thuốc mới có tác dụng đặc trị cao để điều trị các bệnh, kể cả -

các bệnh hiểm nghèo như ung thư, AIDS vvv..

Phát triển công nghệ enzim có thể hạ giá thành chế phầm enzim, tạo điều -

kiện để mở rộng enzim trong thực tế, sẽ cải tiến được quy trình sản xuất, cải

thiện điều kiện lao động, nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm ô nhiễm môi

trường[1]

2. Quy trình công nghệ sản xuất enzim

PL13

2.1.Nguồn nguyên liệu thu enzim

Enzim là những chất không thể điều chế được bằng phương pháp tổng

hợp hóa học, mà người ta thường thu nhận chúng từ nguồn tế bào động vật, thực

vật, hoặc vi sinh vật.

2.1.1. Enzim động vật: Một số mô động vật chứa nhiều enzim: dạ dày, tụy tạng,

tim, gan, lá lách…

Tụy tạng: là cơ quan chứa nhiều enzim nhất như amylase, mantase, lipase,

cholesterol esterase, nuclease, trypsin, kimotrypsin, elastase. Tất cả các enzim

này được tiết ra ngoài tế bào cùng với dịch tụy

Dạ dày: màng nhày của dạ dày lợn, chó, gà, thỏ chứa pepsin, riêng dạ dày

lợn có gastrinsin. Dạ dày của loài động vật có sừng non ( bê, nghé) chứa renin (

enzim làm đông tụ sữa trong sản xuất phomat)

Gan: là cơ quan chứa nhiều enzim có chung ở mọi cơ quan, còn thấy

những hệ enzim chỉ gan mới có : enzim tổng hợp urê, chính nhờ sự phong phú

về enzim này mà gan tham gia nhiều vào quá trình trao đổi chất

Tuyến nước bọt: trong nước bọt ngoài các enzim tiêu hóa như: amylase,

mantase.

Huyết thanh: trong huyết thanh chứa nhiều enzim, bình thường hoạt độ

các enzim này không lớn. Một số enzim được coi như là chỉ thị để theo dõi bênh

tật như là:

- Amylase ( tăng khi viêm tụy cấp)

- Phosphatase kiềm ( tăng khi bị còi xương, tắc mật)

- Transaminase ( tăng khi viêm gan, nhồi máu cơ tim)

Tuy nhiên không thể thu nhận enzim động vật ở quy mô công nghiệp vì

thời gian nuôi cấy quá dài và không kinh tế.

2.1.2. Enzim thực vật:

Papain từ nhựa đu đủ

PL14

Bromelain từ thân, lá dứa chồi và vỏ dứa

Papain và bromrlain có tác dụng giống nhau: làm mềm thịt, đẩy nhanh

quá trình thủy phân protein và dùng để phá đục protein trong bia, rượu

Enzim amilase có trong mầm lúa đại mạch và mầm hạt thóc

Polyphenoloxydase có trong lá chè, chuyển hóa hợp chất polyphenol

thành qiunol tương ứng , có màu sắc đặc trưng của chè

Peroxydase tác dụng với tanin tạo thành sản phẩm ngưng tụ không màu

Ngoài ra trong lá chè non còn chứa một số enzim protease, pectinase,

2.1.3. Enzim vi sinh vật

Đây là nguồn thu enzim rất phong phú. Từ vô số loài vi sinh vật, người ta

có thể thu rất nhiều loại enzim khác nhau, trong đó có những enzim mà cơ thể

thực vật và động vật không thể tổng hợp được

Hệ enzim vi sinh vật có khả năng thay đổi bằng cách thay đổi điều kiện

nuôi cấy và dùng các tác nhân điều chỉnh. Từ một loài vi sinh vật có khẳ năng

tổng hợp mạnh hoặc một số loại enzim nào đó theo ý muốn

Vi sinh vật có khả năng sinh sản, phát triển và sinh tổng hợp enzim với

tốc độ cực kì lớn, do đó cho phép thu được một lượng lớn enzim trong một thời

gian ngắn một cách dễ dàng

Enzim vi sinh vật có hoạt tính rất mạnh, vượt xa enzim từ các nguồn khác.

Người ta đã tính rằng, trong vòng 24 giờ vi sinh vật có thể chuyển hóa lượng lớn

thức ăn gấp 30- 40 lần so với trọng lượng cơ thể của chúng. Trong khi đó hệ

enzim của con lợn trên 50kg chỉ có thể chuyển hóa vài kg thức ăn trong một

ngày.[1]

=> Như vậy trong 3 nguồn thu trên, nguồn thu từ vi sinh vật là kinh tế nhất vì có

hàng loạt những ưu điểm sau:

1. Vi sinh vật có khả năng chuyển hóa một khối lượng cơ chất lớn hơn khối

lượng cơ thể chúng hàng ngàn lần sau một thời gian ngắn

PL15

2. Enzim thu nhận từ vi sinh vật có hoạt tính cao

3. Tốc độ sinh sản của vi sinh vật mạnh, trong thời gian ngắn có thể thu được

lượng sinh khối vi sinh vật rất lớn, giúp trong thời gian ngắn thu được lượng

enzim nhiều hoặc lượng các sản phẩm trao đổi chất cao

4. Một đặc điểm riêng có của vi sinh vật đó là cơ thể nhỏ bé nên việc vận hành,

kiểm soát thiết bị lên men trong quá trình sản xuất đơn giản hơn rất nhiều

5. Trong sản xuất, quá trình sinh trưởng, phát triển và sinh tổng hợp enzim của

vi sinh vật hoàn toàn không phụ thuộc vào khí hậu bên ngoài. Trong khi đó sản

xuất enzim từ nguồn thực vật và động vật không thể đưa vào quy mô công

nghiệp được.

=> Vi sinh vật thích hợp nhất để sản xuất enzim trên quy mô công nghiệp.

2.2. Quy trình sản xuất enzim vi sinh vật

2.2.1. Nguồn vi sinh vật thu enzim

Các chủng vi sinh vật sinh enzim thường được sử dụng trong sản xuất

enzim công nghiệp

Vi sinh vật Các enzim chính

Aspergillus oryae KC Amylaza và proteaza

Aspergillus oryae 1467 Amylaza và proteaza

Aspergillus awamori Pectinaza

Aspergillus terricola Proteinaza

Bacillus subtitis Amylaza + proteaza

Bacilus diastaticus Amylaza chịu nhiệt

Streptomyces fradiae Ptoteinaza + estraza

Trichoderma lignorum Xenlulaza

2.2.2. Nguyên tắc chung

PL16

Ngày nay enzim được được sản xuất để ứng dụng vào thực tế cấp độ khác

nhau từ quy trình sản xuất lớn mà ở đó enzim được xem như hàng hóa đến ứng

dụng nhỏ để nghiên cứu các đặc tính và sử dụng enzim tinh khiết mà ở đó được

xem xét các tính chất riêng. Từ đó xác định mức độ sản xuất và loại hình ứng

dụng enzim đó.

Quá trình sản xuất có thể phân chia theo bốn giai đoạn sau:

Tổng hợp enzim : được thực hiện ở giai đoạn nhân giống ( pha tăng tốc)

của tế bào sản xuất

Thu nhận enzim: được thực hiện quá trình tách chiết enzim từ hệ thống tế

bào sản xuất và liên quan đến phân tách pha rắn/lỏng, chiết xuất tế bào hoặc cô

đặc enzim

Tinh sạch enzim: được tiến hành hàng loạt các thao tác để khi thu nhận

enzim đã được loại bỏ các chất không mong muốn

Tạo chế phẩm enzim: bao gồm các công đoạn khác nhau dựa vào việc tạo

ra sản phẩm enzim cuối như cố định enzim, lập công thức, nghiên cứu độ bền và

tiêu chuẩn hóa sản phẩm.[7]

2.2.3. Thiết kế các quá trình lên men công nghiệp

Các quá trình lên men đòi hỏi các yêu cầu sau:

- Giống thuần của một cơ thể đã chon cả về chất lượng cũng như trạng thái sinh

lí

- Phải vô trùng, cần quan tâm đến môi trường cho sinh trưởng của vi sinh vật

- Thiết bị nhân giống: thiết bị trung gian để phát triển giống đáp ứng cho nồi lên

men chính

- Thiết bị lên men: cấp độ phòng thí nghiệm và cấp độ sản xuất lớn

- Thiết bị để lấy môi trường nuôi cấy ở trạng thái ổn định, phân tách tế bào( sinh

khối), thu nhận dịch nuôi đã loại bỏ tế bào; tinh sạch sản phẩm và xử lý chất

thải, nước thải đầu ra.

PL17

4. Quy trình sản xuất

a. Lựa chọn sinh vật :Các tiêu chí quan trọng nhất để lựa chọn vi sinh vật là:

- Cơ thể sinh vật phải tạo ra số lượng enzim mong muốn nhất trong một

thời gian ngắn trong khi số lượng chất chuyển hóa khác được sản xuất là tối

thiểu.

- Một khi cơ thể được chọn, việc cải tiến chủng để tối ưu hóa sản xuất

enzim có thể được thực hiện bằng các phương pháp thích hợp (đột biến, tia UV).

Từ cơ thể được chọn, chất cấy có thể được chuẩn bị trong môi trường lỏng.

b. Xây dựng môi trường nuôi cấy

- Môi trường nuôi cấy được lựa chọn phải chứa tất cả các chất dinh dưỡng

để hỗ trợ sự phát triển đầy đủ của vi sinh vật mà cuối cùng sẽ tạo ra số lượng

enzim sản xuất tốt.

- Các thành phần của môi trường phải sẵn sàng với chi phí thấp và an toàn

về mặt dinh dưỡng.

- Một số chất nền thường sử dụng cho môi trường là thủy phân tinh bột,

mật đường, rượu ngâm rượu ngô, chiết xuất nấm men, và bột đậu nành. Một số

ngũ cốc (lúa mì) và đậu (đậu phộng) cũng đã được sử dụng.

- Độ pH của môi trường nên được giữ tối ưu cho sự phát triển của vi sinh

vật tốt và sản xuất enzim.

c. Qúa trình sản xuất:

Các phương pháp nuôi cấy:

- Phương pháp nuôi cấy bề mặt: là nuôi cấy trên giá thể rắn với hàm lượng

nước thấp khoảng 15-20%. Ngoài thành phần dinh dưởng là protein, tinh bột,

khoáng …có thể trộn các chất làm xốp để thoáng khí. Tùy chủng để khống chế

nhiệt độ , pH môi trường , độ ẩm, thời gian nuôi cấy…cho đạt hiệu quả sinh

tổng hợp enzim cao nhất.

- Phương pháp nuôi cấy chìm: là nuôi cấy trong môi trường dịch thể, hàm

PL18

lượng chất khô tối đa từ 25-30%, thường từ 10-15%. Ngoài protein, tinh bột,

khoáng…còn có thể bổ sung kích thích tố. Cũng như trên, tùy chủng để khống

chế nhiệt độ , pH môi trường, độ ẩm, thời gian nuôi cấy…cho đạt hiệu quả sinh

tổng hợp enzim cao nhất.

=> Với hai phương pháp trên, mỗi loại có ưu khuyết điểm riêng. Nuôi cấy bề

mặt thường cho hiệu suất cao, dễ gở bỏ từng phần nếu bị nhiễm , nhược điểm là

tốn mặt bằng nhiều, khó tự động hóa. Phương pháp nuôi cấy chìm dễ tự động

hóa, phải loại bỏ hoàn tòan khi bị nhiễm.

- Môi trường có thể được khử trùng bằng cách sử dụng kỹ thuật khử trùng

liên tục hoặc theo đợt. Quá trình lên men được bắt đầu bằng cách cấy môi

trường. Các điều kiện tăng trưởng (pH, nhiệt độ, cung cấp O2 , dinh dưỡng bổ

sung) được duy trì ở mức tối ưu.

- Việc sản xuất enzim chủ yếu được thực hiện bằng quá trình lên men theo

lô và ở mức độ thấp hơn do quá trình liên tục. Hệ thống phản ứng sinh học phải

được duy trì vô trùng trong suốt quá trình lên men. Thời gian lên men thay đổi

khoảng 2-7 ngày, trong hầu hết các quy trình sản xuất. Ngoài các enzim mong

muốn, một số chất chuyển hóa khác cũng được sản xuất. (Các) Enzim phải được

thu hồi và tinh chế.

Phục hồi và tinh chế các enzim: d.

- Enzim mong muốn được tạo ra có thể được bài tiết vào môi trường nuôi

cấy (enzim ngoại bào) hoặc có thể có trong tế bào (enzim nội bào). Tùy theo yêu

cầu, enzim thương mại có thể là tinh khiết hoặc tinh khiết cao. Hơn nữa, nó có

thể ở dạng rắn hoặc lỏng. Các bước liên quan đến quá trình xử lý sẽ phụ thuộc

vào tính chất của enzim và mức độ tinh khiết mong muốn.

- Nói chung, việc thu hồi một enzim ngoại bào là đơn giản hơn so với

enzim nội bào. Đối với việc giải phóng các enzim nội bào, cần có những kỹ

thuật đặc biệt để phá vỡ tế bào. Tế bào vi khuẩn có thể bị phá vỡ bằng các

PL19

phương tiện vật lý (sonication, áp lực cao, hạt thủy tinh). Các tế bào tế bào của

vi khuẩn có thể được lysed bởi các enzim lysozyme. Đối với nấm men, enzim β-

glucanase được sử dụng. Tuy nhiên, các phương pháp enzim là tốn kém.

- Các bước phục hồi và thanh lọc (được mô tả ngắn gọn dưới đây) sẽ giống

nhau đối với các enzim nội bào và ngoại bào .Việc xem xét quan trọng nhất là

để giảm thiểu sự mất mát hoạt động enzim mong muốn.

+ Loại bỏ các mảnh vỡ tế bào: Lọc hoặc ly tâm có thể được sử dụng để loại bỏ

mảnh vỡ tế bào.

+ Loại bỏ axit nucleic: Các axit nucleic cản trở việc phục hồi và tinh chế các

enzim. Chúng có thể được kết tủa và loại bỏ bằng cách thêm các poly-cation như

polyamines,streptomycin và polyethyleneimine.

+ Tách bằng phương pháp sắc ký:Có một số kỹ thuật sắc ký để tách và tinh chế

các enzim. Chúng bao gồm trao đổi ion, loại trừ kích thước, ái lực, tương tác

hydro nước và sắc ký lỏng. Trong đó, sắc ký trao đổi ion được sử dụng phổ biến

nhất để làm sạch enzim.

+ Làm khô và đóng gói:

Dạng cô đặc của enzim có thể thu được bằng cách sấy khô. Điều này có thể

được thực hiện bằng máy bốc hơi hoặc máy sấy đông khô. Enzim khô có thể

được đóng gói và đưa ra thị trường.

Tất cả các enzim được sử dụng trong thực phẩm hoặc các phương pháp điều trị y

tế phải có độ tinh khiết cao và phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật theo yêu cầu

của cơ quan quản lý. Các enzim này phải hoàn toàn không có các chất độc, các

vi sinh vật gây hại và không gây dị ứng.[4]

3. Ứng dụng công nghệ enzim trong công nghiệp thực phẩm, y dƣợc, kĩ

thuật di truyền

3.1. Tình hình ứng dụng của enzim trong công nghiệp trên thế giới và ở Việt

Nam

PL20

Từ khi phát hiện ra enzim và khả năng chuyển hóa của enzim, con người đã tăng

nhanh quá trình sản xuất và ứng dụng của enzim trong công nghiệp. Số lượng

enzim phát hiện ngày càng nhiều và số lượng enzim được ứng dụng vào công

nghiệp cũng ngày càng nhiều. Các enzim quan trọng, được ứng dụng rộng dãi

trong công nghiệp được trình bày trong bảng 3.1.

Bảng 3.1.1. Mức độ ứng dụng của một số enzim quan trọng hiện nay trên thế giới

STT 1

Loại enzim Enzim protease - Trypsine - Rennet - Protease acid - Protease trung tính - Protease kiềm yếu - Protease kiềm mạnh dùng trong Tỷ lệ ứng dụng 59% 3% 10% 3% 12% 6% 25%

chất tẩy rửa

Cacbonhydrase - Pectinase - Isomease - Cellulase - Amylase

3 4 28% 3% 6% 1% 26% 3% 10%

Lipase Các enzim khác sử dụng trong y học và phân tích

Qua bảng trên ta thấy được các enzim thuộc nhóm protease hiện đang được ứng

dụng nhiều nhất. Trong đó enzim protease kiềm được ứng dụng trong chất tẩy

rửa với số lượng lớn nhất so với các loại enzim khác.

Trong số enzim được sản xuất và ứng dụng trên thế giới, các nước châu Âu sản

xuất và bán ra thị trường với số lượng lớn nhất thế giới.

Bảng 3.1.2. Thị trường enzim ở Châu Âu( nguồn Frost và Sullivan,1992)

Stt

Loại enzim

Stt

Giá trị buôn bán enzim ( triệu USD)

Giá trị buôn bán enzim( triệu USD)

PL21

Cacbonhydrase Protease Lipase

83,2 187,2 31,6

4 5 6

Pectinase Những loại enzim đặc biệt Các loại enzim khác

41,6 20,6 41,6

1 2 3

Riêng trong công nghệ thực phẩm, lượng enzim được tiêu thụ nhiều nhất. Số

lượng enzim được ứng dụng chủ yếu ở các nước châu Mỹ, châu Âu.

Bảng 3.1.3. Thị trường enzim trong công nghệ thực phẩm, thức ăn gia súc trên thế

giới

Stt Lĩnh vực công nghiệp và

enzim

Giá trị buôn bán enzim ( triệu USD) 10 - 12 1 – 2 1 – 2

Công nghiệp bánh kẹo Amylase nấm sợi Protease Cellulose,hemicellulase

Giá trị buôn bán enzim ( triệu USD) 55 20 5 3 1

Chuyển hóa tinh bột Amylo glucosidase Glucose isomerase Cellulase,Hemicellululase Enzim nấm sợi Pullulanase Công nghiệp sữa Rennet động vật Rennet vi sinh vật Lipase – esterrase lizzyme

8 2 3 – 4 1 – 2

Thực phẩm hỗn hợp Invertase Lipase Bromelain Glucoseoxidase Thức ăn gia súc Cellulase,Hemicellululase Glucoseoxidase Protease vi khuẩn

2 – 3 1 – 2 < 0,5

75 20 8 6 10 8 1 – 2 3 – 4 0,5

Rượu, bia, nước giải khát Pectianase Papain Amyloglucosidase Cellulase,Hemicellululase Glucose – oxidase

Ở Việt Nam, công nghệ enzim chưa phát triển. Các nghiên cứu có đề cập đến

hầu hết các loại enzim của động vật, thực vật, vi sinh vật, nhưng chưa có enzim

PL22

nào được sản xuất theo quy mô công nghiệp. Việt Nam vẫn hoàn toàn phụ thuộc

vào nguồn enzim từ nước ngoài. Trong đó các loại enzim đang được sử dụng

nhiều ở Việt Nam là các loại enzim của hãng NOVO của Đan Mạch. Điều đó

cho thấy sự hiểu biết, nghiên cứu và phát triển công cuộc sản xuất enzim ở Việt

Nam là vô cùng cần thiết.

3.2. Ứng dụng công nghệ enzim trong công nghiệp thực phẩm

Bảng 3.2.1.Ứng dụng của enzim trong công nghiệp thực phẩm[7]

Công nghiệp Sự ứng dụng Enzim Nguồn gốc

Bánh nướng Làm biến đổi bột Proteaza Nấm mốc

nhào bánh mì Amylaza Mail

Tẩy trắng màu tự Lipoxidaza nghiền

nhiên của bột Nấm men

bánh mì

Bột đậu

nành

Malt Bia và đồ uống có Nấu mait Proteasa

cồn Giảm hàm lượng Amylaza Nấm, vi

dextrin Amyloglucooxydaza khuẩn

Papain

Nấm mốc

Nấm men Kẹo Làm mềm kẹo Invectasza

Vi khuẩn Mứt kẹo Chống “sạn” đường Amylaza

Malt, nấm Ngũ cốc Xử lý sơ bộ ngũ cốc Amylaza

Nấm mốc Cà phê Khử chất nhày từ Pectinaza

những quả mọng Amylaza

Làm loãng độ đặc Pectindaza

Công nghệ sản Làm đông sữa trong Rennet Nấm dạ dày

PL23

xuất bơ, sữa sản xuất phomat Proteaza bê

Thủy phân protein Glucooxydaza Nhựa quả

Khử oxy từ bột Catalaza đu đủ

trứng Nấm mốc

Vi khuẩn

Lên men rau quả Làm chua rau, quả Glucooxydaza Vi khuẩn

lactic

Công nghệ cá Thủy phân thịt cá Proteaza Vi khuẩn

Đóng gói thịt Làm mềm thịt Proteaza Nhựa quả

đu đủ

Quả dứa

Nấm mốc

Quả và nước ép p, lọc và cô đặc Pectinaza Nấm mốc

quả nước quả Natringinaza

Tinh bột Chế tạo siro ngô Amylaza Nấm mốc

khác nhau. Amyloglucodaza Nâm mốc

Sản xuất Glucoizomezara Vi khuẩn

dextroza,fructoza

Công nghệ sản Hóa lỏng Amylaza Vi khuẩn

xuất Alcol Đường hóa Amyloglucooxydaza Mail, nấm

mốc

Ví dụ 1: Quy trình công nghệ sản xuất bắp cải muối

Bắp cải muối là một trong những thực phẩm lên men khá phổ biến được sử dụng

thường xuyên trong những bữa ăn hàng ngày do một số ưu điểm như: hàm lượng

calo thấp, hàm lượng chất xơ cao, giàu các yếu tố vi lượng và hầu như không

PL24

chất béo.

Quy trình:

Thu hoạch bắp cải => loại bỏ lá xanh, lõi, lá hỏng, dập=> rửa sạch, để ráo=> cắt

nhỏ thành sợi => cho thêm muối, đường theo tỉ lệ => nén chặt => lên men =>

sản phẩm

Ví dụ 2: Quy trình làm ánh mì

Các loại hạt ngũ cốc như lúa mì, lúa nước, bắp (ngô), khoai mì( sắn) như

là những nguồn nguyên liệu chính để làm bánh. Trong đó, chỉ có bột từ lúa mì

mới có thể là nguyên liệu sản xuất bánh mì. Trước kia bánh mì chỉ phổ biến ở

các nước Tây âu, nhưng trong vài thập niên gần đây, bánh mì được coi như là 1

khẩu phần lương thực của Việt Nam

Trong sản xuất bánh mì, enzim được coi như là chất phụ gia cho vào quá

trình làm bánh để tăng chất lượng bánh mì., và giải quyết một số vấn đề như:

+ Làm tăng nhanh thể tích của bánh

+ Làm màu sắc của bánh đẹp hơn

+ Làm tăng mùi thơm cho bánh

PL25

Trong quá trình sản xuất bánh mì, người ta sử dụng những loại enzim sau:

Enzim protease: được sử dụng nhằm làm giảm độ nhớt của bột nhào do

gluten gây ra, làm tăng hệ số tiêu hóa của protein. Protease được sử dụng trong

sản xuất bánh mì là những protease trung tính.

Enzim amylase: có tác dụng thủy phân tinh bột thành đường. Nhờ đó nấm

men Saccharomyces cerevisiae sẽ dễ dàng chuyển hóa chúng thành cồn, CO2,

làm tăng thể tích của bánh và tạo ra màu sắc, hương vị thơm ngon cho bánh.

Ngoài ra, người ta còn sử dụng enzim lipoxygenase từ đậu nành để tăng

khả năng làm trắng bột, phospholipase từ nguồn động vật, hemicellulase để làm

tăng chất lượng bột.

Tùy theo hoạt tính enzim và điều kiện xử lý bột mà người ta sẽ cho một

lượng enzim khác nhau. Thông thường, để làm bánh mì người ta thường cho

2gam/100kg bột, bánh biscuit là 15 gam/100kg bột.

Ý nghĩa quan trọng của việc sử dụng chế phẩm enzim trong sản xuất bánh

mì là khi ta sử dụng enzim, nhờ họa động của nó mà lượng đường được tạo

thành từ từ, không tập trung quá nhiều ở giai đoạn đầu hoặc giai đoạn cuối của

quá trình nhào bột. Chính vì thế mà enzim như một chất điều hòa trong suốt quá

trình kỹ thuật. Như vậy, ở một góc độ nào đó ta sử dụng enzim trong sản xuất

bánh mì như một yếu tố điều khiển kỹ thuật cho quá trình sản xuất này

PL26

Ví dụ 2: Quy trình sản xuất phomat từ sữa tƣơi

Pho mát hay còn gọi là phô mai là thực phẩm làm bằng cách kết đông

và lên men sữa của bò, trâu, dê, cừu…

Tên ƣớc

Mục đích

Cách làm

Thời gian

Tiêu

diệt

các

Sữa được thanh trùng ở nhiệt

15- 20 phút

Thanh trùng

nhóm vi sinh vật

độ 72- 73 độ C

Pasteur

gây bênh

Làm đông tụ sữa

Sau khi làm nguội, cấy giống

30 phút

Bổ

sung

khởi động( vi khuẩn lactic,

giống

khởi

propionibacterium) vào sữa

động và các

5- 20 gam CaCl2 /100 lít sữa,

chất đông tụ

CaCO3, muối Nitrat( KNO3,

sữa

NaNO3) với lượng tối đa 30

g/ 100 ml sữa, rennet theo tỷ

lệ 10ml rennet,/ 100- 150 lít

sữa

Làm tăng diện tích

Trước khi cắt gel, kiểm tra

30 phút

Cắt gel

bề mặt giúp quá

chất lượng đông tụ bằng dao,

trình thoát Whey

nếu vết cắt gọn và bóng thì

được dễ dàng

quá trình đông tụ hoàn thành,

PL27

Tên ƣớc

Mục đích

Cách làm

Thời gian

Gel được cắt thành những

miếng nhỏ, kích thước 3-15

mm, phụ

thuộc vào

loại

phomat. Miếng cắt càng nhỏ,

lượng nước thoát ra càng lớn

Làm

cho

các

Khuấy trộn nhẹ nhàng nhưng

30 phút

Khuấy

trộn

miếng gel không

cũng cần đủ nhanh để các

và rút nƣớc

bị kết lắng xuống

miếng gel không bị kết lắng

an đầu

đáy(

tránh

ảnh

xuống đáy,

hưởng đến kết cấu

Whey thường được rút theo

của phomat cũng

mẻ, mỗi mẻ khoảng 30- 35%

như

làm mất

casein

trong

Whey) giảm

thể

tích gia nhiệt

Điều chỉnh mật độ

Tăng nhiệt độ nồi nấu hoặc

60 phút

Gia nhiệt và

và Ph của gel, loại

bổ sung trực tiếp vào nước

khuấy trộn

dần nước khỏi gel

nóng

Tách hết nước ra

Sau khi gel sữa đạt được độ

2- 2,5h

Loại bỏ nƣớc

khỏi khối đông,

cứng và độ axit cần thiết ,

trong và ử

nâng

tỉ

lệ chất

lượng nước tồn dư(Whey) sẽ

lý

phomat

dinh dưỡng trong

được loại bỏ theo các phương

tƣơi

sản phẩm

pháp khác nhau tùy theo dạng

phomat cần sản xuất

Phomat tươi được chuyển vào

20 – 24g giờ

Nén phomat Tạo độ cứng và

hình dạng của khối

khuôn, rồi nén lại. mức độ

phomat

nén tùy từng loại phomat cần

PL28

Tên ƣớc

Mục đích

Cách làm

Thời gian

sản xuất

Tạo vị mặn thích

Ngâm khối đông trong dung

5- 6 giờ, hoặc

Muối

hợp, tạo điều kiện

dịch nước muối hoặc rắc

1-2 ngày

phomat

cho chủng vi sinh

muối khô lên bề mặt khối

vật phát triển, ức

đông

chế sự phát triển

của vi sinh vật có

hại, chủ yếu

là

trực khuẩn đường

ruột

Tạo cho từng loại

Phomat được đưa vào hầm

Vài tuần đến

Làm

chín

phomat có mùi vị,

làm chín ở 50- 57 độ C , có

hàng năm

phomat

cấu trúc và màu

độ ẩm là 80- 90%

sắc riêng biệt đặc

trưng

Hình ảnh về phomat tươi

Ví dụ 3: ứng dụng của enzim pectinase trong sản xuất nước hoa quả và rượu

vang

Trong sản xuất nước quả và rượu vang, người ta thường sử dụng một trong sáu

PL29

nhóm enzim sau:

Nhóm chế phẩm enzim dùng để sản xuất nước hoa quả đục. Mục đích sử

dụng nhóm chế phẩm enzim này là làm tăng hiệu suất trích ly để thu được lượng

sản phẩm lớn.

Nhóm chế phẩm enzim dùng để sản xuất nước quả trong, không chứa

pectin. Mục đích sử dụng nhóm chế phẩm này là làm tăng hiệu suất trích ly và

thủy phân hoàn toàn các chất protein., làm giảm độ nhớt và làm triệt tiêu

nguyên nhân làm đục nước quả.

Nhóm chế phẩm enzim dùng để tăng khả năng đồng hóa nước quả và thịt

quả, làm tăng khả năng trích ly nước quả.

Nhóm chế phẩm enzim dùng để sản xuất bán sản phẩm rượu vang, nhằm

tăng hiệu suất trích ly của bán sản phẩm.

Nhóm chế phẩm enzim được dùng vào mục đích chống lại sự đường hóa

trong sản xuất siro thành phẩm.

Nhóm enzim làm ngăn cản quá trình oxy hóa và làm cản trở sự phát triển

của VSV hiếu khí phát triển trong nước quả, trong rượu vang.

Cơ chế tác động của enzim pectinase:

+ Phá vỡ thành tế bào thực vật nhằm nâng cao hiệu suất thu nước quả

+ Làm trong và ổn định chất lượng nước: nước quả sau khi được tách khỏi tế

bào thường chứa nhiều chất khác nhau, trong đó chất pectin chiếm lượng đáng

kể và pectin thường gây nhớt và gây đục nước quả.

Nho là loai trái cây thơm ngon mà vô cùng bổ dưỡng, nho không chỉ cung cấp

lượng đường cần thiết cho cơ thể mà còn giúp ngăn ngừa lão hóa và các loại

bệnh tật.

Quy trình sản xuất rượu vang nho như sau

PL30

Nho tươi

Quả hư Rửa, chọn lọc

Nghiền xé

Gia nhiệt, t= 60- 630C

Xử lý bằng enzim, t= 30-60 phút SO2 E. pectinase

Lọc sơ bộ Dịch lọc

Bã p

Trộn Dịch lọc

Tách cặn, gia nhiệt 80- 850 C, t= 2 phút

Tinh lọc loại bỏ cặn

Thanh trùng

Đóng chai và bảo quản, sử dụng

- Trong nho có nhiều xơ, hemicellulose gây đục sản phẩm, vì vậy sử

dụng enzim nhằm cắt những khối lượng phân tử lớn thành khối lượng

phân tử nhỏ. Như vậy hàm lượng cặn sẽ giảm đi, quá trình làm trong sẽ

đơn giản hơn nhiều.

PL31

- Enzim pectinase đóng vai trò chuyển hóa propectin thành pecin hòa

tan, sử dụng vỏ nho làm cơ chất. Nhờ đó tạo điều kiện thuận lợi cho quá

trình chiết thu dịch nho, dịch nho thu được sẽ nhiều hơn, chất lượng tốt

hơn. Phương pháp này cũng thu được nhiều chất có lợi cho công nghệ

như: chất màu, tanin..

- Bổ sung SO2 với tác dụng làm trong dịch nho, làm chậm sự oxy

hóa

Hình ảnh minh họa nước nho ép

3.2. Ứng dụng công nghệ enzim trong y dược

Trong y học có thể sử dụng enzim để chữa bệnh, để sản xuất các sinh tố và các

chất kháng sinh. Ví dụ:

Có thể dùng enzim để tăng thêm lượng enzim cho cơ thể, chữa các bệnh

thiếu enzim bẩm sinh, hoặc làm các nội quan nhân tạo, có thể dùng enzim để

chữa bệnh, về tiêu hóa kém hoặc để loại bỏ các phần mô bị hỏng, bị thối ở các ổ

viêm, các vết thương, hoặc hòa tan cục máu đông làm tắc nghẽn mạch máu.

Ngoài ra có thể dùng enzim để phân giải thuốc khi cơ thể bị dị ứng mạnh với các

thuốc này. Ví dụ dùng penixinaza khi cơ thể bị dị ứng mạnh với pinixilin,…

Chữa bệnh do siêu vi trùng gây nên bằng các loại enzim phân giải axit

PL32

nucleic( nucleaza)

Dùng kẹo cao su có chứa 2 loại enzim( lactat dehydrogenaza và

invectaza) để chống sâu răng. Hai loại enzim này có khả năng phân giải, hòa tan

lớp keo bền ở chân răng do liên cầu khuẩn gây ra

Dùng enzim chuẩn đoán nhanh một số bệnh như dùng glucooxydaza và

peroxydaza cùng với các phụ liệu khác tạo giấy chỉ thị cực nhanh để kiểm tra

bệnh tiểu đường. Giấy này được làm bằng xenluloza đặc biệt, được tẩm dung

dịch 2 enzim trên và chất tiếp nhận sinh màu octodiamizin hoặc octotoluidin.

Khi nhúng giấy chỉ thị này vào nước tiểu, nếu nước tiểu có chứa glucoza thì sau

1- 2 phút nhấc giấy ra khỏi dung dịch nước tiểu, giấy sẽ chuyển từ mầu trắng

sang xanh, hoặc sang màu khác. Cơ chế chuyển màu như sau:

Glucoza + O2 Axit gluconic + H2O

chất tiếp nhận sinh màu H2O + chất tiếp nhận sinh màu

(không màu) ( có màu)

( tr 9- Giáo trình công nghệ sản xuất enzim, protein và ứng dụng. PGS –

TS.Nguyễn Thị Hiền

Một số sản phẩm được sanr xuất bằng công nghệ enzim

PL33

PL34

3.3. Ứng dụng công nghệ enzim trong kĩ thuật di truyền

Enzim- chiếc kéo và keo gắn kì diệu trong tay các nhà sinh học phân tử

Các nhà sinh học phân tử từ lâu đã có ý tưởng chuyển gen từ loài này

sang loài khác hoặc thay thế các gen bị hỏng gây bệnh ở người bằng các gen

lành. Tuy nhiên vấn đề là làm sao để cắt tách các gen cần chuyển để gắn nó vào

các nhiễm sắc thể của tế bào nhận? Chiếc kéo cắt gen là gì và keo gắn gen là gì,

lấy ở đâu? Cuối cùng họ đã tìm ra được những enzim đặc biệt của vi khuẩn làm

“kéo” đặc chủng để tách các gen cũng như tìm được các enzim làm “keo dính”

để gắn gen. Với các công cụ này các nhà khoa học có thể cắt rời một gen nào đó

từ loài này rồi chuyển sang loài kia để tạo nên những sinh vật chưa từng có

trong tự nhiên. Ví dụ, cây thuốc lá được cấy gen “ phát sáng” lấy từ đom đóm có

thể phát sáng trong đêm.

Một số loại enzim thường được sử dụng trong kĩ thuật di truyền như:

a. Enzim giới hạn

- Là ezim có khả năng nhận biết những đoạn trình tự AND nhất định và cắt

AND ở ngay điểm này hay điểm kế cận.

b. Các enzim polymerase

- Enzim polymerase xúc tác cho quá trình sao chép của axit nucleic (ADN

và ARN). Các enzim này tổng hợp axit nucleic bằng cách nối các nucleotid với

nhau theo NTBS dựa theomạch khuôn. Quá trình tổng hợp mạch mới bổ sung

diễn ra theo chiều 5’→3’ và sự khởi đầu cần đầu 3’-OH tự do.

- ADN polymerase: tổng hợp ARN mồi có nhóm 3’-OH tự do.

- ARN polymerase: enzim này xúc tác tổng hợp ARN từ mạch khuôn ADN

theo chiều 5’-3’ (mạch khuôn có chiều 3’- 5’)

c. Enzim phiên mã ngược:

- Là enzim có khả năng tổng hợp ADN một mạch từ khuôn mARN.

PL35

Enzim nối (ligase) d.

Là enzim nối quan trọng trong tế bào, enzim này xúc tác hình thành liên -

kết photphodieste để nối các đoạn axit nucleic với nhau.

Có hai loại: ADN ligase và ARN ligase.[4] -

PL36

Khoá luận tốt nghiệp Đại học: Thiết kế và tổ chức dạy học chuyên đề Công nghệ enzim (Theo chương trình giáo dục phổ thông mới môn Sinh học)

CÔNG NGHỆ ENZIM

(Theo chƣơng trình giáo dục phổ thông mới môn Sinh học)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Phƣơng pháp dạy học Sinh học

HÀ NỘI, 2019

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA SINH - KTNN ====== ĐINH THỊ NHƢ QUỲNH THIẾT KẾ VÀ TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ

CÔNG NGHỆ ENZIM

(Theo chƣơng trình giáo dục phổ thông mới môn Sinh học)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Phƣơng pháp dạy học Sinh học

Quy trình làm siro quất

Quy trình làm siro quất

Bảng 3.1.1. Mức độ ứng dụng của một số enzim quan trọng hiện nay trên thế giới

Bảng 3.1.2. Thị trường enzim ở Châu Âu( nguồn Frost và Sullivan,1992)

Bảng 3.1.3. Thị trường enzim trong công nghệ thực phẩm, thức ăn gia súc trên thế

Công nghiệp bánh kẹo Amylase nấm sợi Protease Cellulose,hemicellulase

Chuyển hóa tinh bột Amylo glucosidase Glucose isomerase Cellulase,Hemicellululase Enzim nấm sợi Pullulanase Công nghiệp sữa Rennet động vật Rennet vi sinh vật Lipase – esterrase lizzyme

Thực phẩm hỗn hợp Invertase Lipase Bromelain Glucoseoxidase Thức ăn gia súc Cellulase,Hemicellululase Glucoseoxidase Protease vi khuẩn

Rượu, bia, nước giải khát Pectianase Papain Amyloglucosidase Cellulase,Hemicellululase Glucose – oxidase

Tên ƣớc

Mục đích

Cách làm

Thời gian

Thanh trùng

Pasteur

Bổ

sung

giống

khởi

động và các

chất đông tụ

sữa

Cắt gel

Tên ƣớc

Mục đích

Cách làm

Thời gian

Khuấy

trộn

và rút nƣớc

an đầu

Gia nhiệt và

khuấy trộn

Loại bỏ nƣớc

trong và ử

lý

phomat

tƣơi

Nén phomat Tạo độ cứng và

Tên ƣớc

Mục đích

Cách làm

Thời gian

Muối

phomat

Làm

chín

phomat

Thanh trùng

Có thể bạn quan tâm

Dạy hiệu quả nội dung thiết kế công nghiệp - môn Mỹ thuật theo Chương trình giáo dục phổ thông 2018

Một số gợi ý hỗ trợ giáo viên tổ chức dạy học nội dung tiếp nhận và tạo lập câu trong ngữ cảnh (đáp ứng yêu cầu của Chương trình Giáo dục phổ thông môn Ngữ văn 2018)

Quản lý hoạt động dạy học môn Toán theo hướng phân hóa học sinh ở các trường trung học cơ sở quận Bắc Từ Liêm, Hà Nội

Văn học Hà Nội trong nhà trường trung học phổ thông trên địa bàn thành phố Hà Nội hiện nay

Tích hợp nội dung giáo dục địa phương vào môn Ngữ văn cấp trung học cơ sở theo Chương trình giáo dục phổ thông 2018

Luận án Tiến sĩ: Quản lý văn hóa nhà trường ở các trường trung học phổ thông Thành phố Hồ Chí Minh trong bối cảnh thực hiện Chương trình giáo dục phổ thông 2018

Sáng kiến kinh nghiệm Tiểu học: Một số biện pháp chỉ đạo nhằm nâng cao chất lượng dạy và học thông qua công tác dự giờ thăm lớp của Ban Giám hiệu trường Tiểu học Phạm Hùng

Thực trạng quản lí hoạt động chuyển đổi số trong dạy học ở các trường trung học cơ sở huyện Bình Chánh, thành phố Hồ Chí Minh

Thực trạng quản lý hoạt động trải nghiệm hướng nghiệp của học sinh ở các trường trung học phổ thông quận 3, thành phố Hồ Chí Minh

Thực trạng học lập trình Python của học sinh lớp 10: Trường hợp nghiên cứu tại một số trường trung học phổ thông trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên

Ảnh hưởng của chương trình giáo dục phổ thông 2018 đến hoạt động nghề nghiệp của đội ngũ giáo viên tại trường phổ thông và đề xuất chính sách

Thực trạng quản lý bồi dưỡng năng lực tổ chức hoạt động trải nghiệm, hướng nghiệp cho giáo viên ở các trường trung học cơ sở huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên theo chương trình giáo dục phổ thông 2018

Thiết kế kế hoạch bài dạy viết ở trường trung học theo hướng phát triển năng lực học sinh

Đặc điểm thơ tự do Trần Đăng Khoa (qua tập thơ Bên cửa sổ máy bay)

Thực trạng nhận thức của giáo viên tiểu học về năng lực viết đoạn văn của học sinh lớp 3 bằng dạy học trải nghiệm ở thành phố Từ Sơn, tỉnh Bắc Ninh

Suy nghĩ về đổi mới giảng dạy môn Ngữ văn ở trường phổ thông đáp ứng yêu cầu của Công văn 3175

Xây dựng và sử dụng bài tập thực tiễn trong dạy học phần hợp chất vô cơ – khoa học tự nhiên 9 nhằm phát triển năng lực vận dụng kiến thức, kĩ năng cho học sinh nước Cộng hòa dân chủ nhân dân Lào

Xu thế công dân toàn cầu và vấn đề đặt ra đối với việc giáo dục công dân toàn cầu ở Việt Nam hiện nay

Biện pháp dạy học từ Hán Việt cho học sinh cấp trung học cơ sở theo chương trình giáo dục phổ thông môn Ngữ văn 2018