Диссертация (1173358), страница 9

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 9)

Входе исследования созданы учебно-методические комплекты по темам «Химическийсостав клетки», «Возникновение мутаций», «Возникновение мира», «Строение клетки»,«Процессы биосинтеза белка», «Структура и функции нуклеиновых кислот.Экспериментальные практикумы предназначены для ознакомления с современнымиметодами молекулярной биологии, биохимии, биоинформатики и решения актуальныхнаучных и технологических задач, а также для закрепления учебного материалапрограммы по биологии. Материал практикума также может быть использован длясоздания индивидуального проекта для старшеклассников.62Разработанныеэкспериментальныепрактикумынаправленынарешениеследующих задач.

Образовательные задачи обеспечивают в ходе выполненияэкспериментальных заданий закрепление основных понятий по теме «Нуклеиновыекислоты» и формируют практические умения: измерение точных объёмов жидкости спомощью пипетки, умение точно следовать протоколу проведения эксперимента,фиксировать полученные результаты в лабораторном журнале, уметь проводить анализполученных данных и интерпретировать полученные в ходе проведения исследованиярезультаты.Развивающие задачи способствуют интеллектуальному развитию личностиобучающегося, пробуждают познавательный интерес, используя данные о примененииДНК–анализа в медицине, криминалистике, медико-биологическом консультировании,информацию о секвенировании и геномном анализе [109].Воспитательные задачи направлены на развитие естественно–научного мышленияучащихся, формирование ответственности за результаты учебного труда, понимание егозначимости, соблюдение техники безопасности.Для каждого экспериментального практикума разработаны и апробированыучебно-методические комплекты, состоящие из 5 компонентов:учебный набор, в состав которого входят реактивы и расходные лабораторныематериалы, необходимые для проведения эксперимента в группе до 30 учащихся, ираздаточный материал, состоящий из удобных форм для заполнения при выполненииэкспериментальнойчастипрактикума.Подобныеформыпомогаютнагляднопредставить полученные экспериментальные данные и сделать грамотные выводы оходе и результате эксперимента.

В разработанных учебно–методических комплектахраздаточный материал представляет собой уникальные научные игры. В процессе игрыучащиеся легко воспринимают и запоминают сложный материал, касающийся основмолекулярной биологии, биохимии и эволюции;63методическое пособие включает разделы: аннотация, краткое содержание набора,возраст учащихся, круг понятий, соотнесение с темами школьной программы,информацияпотехникебезопасностиприпроведенииэкспериментальныхпрактикумов, инструкция учителю по подготовке к занятию и комплектации штативовдля рабочих групп, список оборудования, необходимого для проведения практикума состороны школы; входной тест для «базового изучения», входной тест для «профильногоизучения», итоговый тест для «базового изучения», итоговый тест для «профильногоизучения».

Входные тесты представляют собой простые, иногда игровые задания, целькоторых – быстро узнать уровень владения ранее изученным учебным материалом потеме. На основании результатов выполнения тестов учитель может сделать заключениеоб уровне понимания материала, что даёт возможность эффективно использоватьтеоретический материал, включая или исключая дополнительную информацию,содержащуюся в учебно-методических комплектах.

Итоговые тестовые заданияразработаны в соответствии с форматом ОГЭ и ЕГЭ. Представленные варианты заданийможно эффективно использовать в качестве диагностических и итоговых контрольныхработ по теме. Тест состоит из двух частей. Задания первой части могут бытьиспользованы учителем для проверки теоретических знаний базового уровня по теме идля ознакомления учащихся с разными формами оценочных заданий при повторении иподготовкекитоговойаттестации.Заданиявторойчастикасаютсяходаэкспериментальной работы, помогают учителю осуществить обратную связь, оценитьуровень осознания и понимания проведённого эксперимента. Список оборудования,необходимого для выполнения эксперимента, также содержит рекомендации, какпровести эксперимент при отсутствии того или иного оборудования.

Например, водянаябаня или термостат могут быть легко заменены в условиях любого кабинета биологии.руководство для учащихся по выполнению эксперимента, разработанное исоставленное таким образом, что ученик при его использовании способен провести рядэкспериментов самостоятельно, тем самым получая навык исследовательской работы64без ярко выраженной помощи со стороны учителя, что повышает интерес и мотивациюучащегося к выполняемому эксперименту;сценарий урока, включающий поминутное расписание действий учащихся иучителя, синхронизированное с мультимедийной презентацией, сквозные вопросы,помогающие учащимся легче воспринимать новый материал, а учителю контролироватьпроцесс усвоения материала, инструкции, в которых указано, где следует быть болеевнимательным при проведении экспериментов, дополнительный материал дляуглубления знаний по теме. Сценарий позволяет чётко рассчитывать время урока ипредотвратить возможные ошибки и недопонимание со стороны учащихся;мультимедийная презентация;в некоторые учебно-методические комплекты входят ДНК и РНК–конструкторы,позволяющие моделировать процессы, происходящие на молекулярном уровне.Состав учебно-методических комплектов может быть использован частично или,наоборот, дополнен.

Например, для нескольких экспериментальных практикумов былисозданы 1–3-минутные анимации (например, визуально легко понятен процессагглютинации, который трудно воспринимать, читая текст учебника, или принципсборки геномных фрагментов для выполнения биоинформатических заданий). Кпрактикуму по лактозной толерантности была написана научно-популярная повесть. Всвязи с тем, что исследовательский эксперимент в данной работе основан натестировании учащихся по подтеме первого практикума «ДНК: твоя самая главнаямолекула» по теме «Нуклеиновые кислоты», ниже его описание приводится болееподробно, а описание остальных практикумов даётся в кратком варианте.Цель предлагаемого экспериментального практикума «ДНК – твоя самая главнаямолекула» – познакомить учащихся со строением молекулы ДНК, выявить связь междуфункцией ДНК и спецификой её строения, понять и освоить методологию выделениямолекулы.

Для этого с учащимися решаются следующие задачи:65ввести общее понятие размерности окружающего нас мира от атомов к живыморганизмам;ввести термин ДНК, определить её функции в организме, положение в клетке;определить особенности строения молекулы, включая строение нуклеотидов,варианты спиралей ДНК;предложить варианты экстракции молекулы из клетки, обсудить проблемы,возникающие при использовании предложенных методов и их решения;применить согласованные методы при выделении ДНК из разных объектов;сравнить полученные результаты;выполнить построение молекулы ДНК с помощью 3D конструктора, учитывая 3’ и5’ концы и правило Чаргаффа.Термины и понятия, которыми учащиеся должны легко оперировать для лучшегопонимания предстоящего практикума: водородные связи, ковалентные связи, строениеклетки, детергент, фермент, ионы, полярность, гидратирование.Изучаемые понятия: признаки живого, молекула ДНК, генетическая информация,двойная спираль, особенности строения ДНК, правило Чаргаффа, гистоны, клеточнаямембрана, лизис, протеаза, фермент, ядро, ядерная мембрана.Экспериментальный практикум предназначен для учащихся 10 – 11 классов иможет быть выполнен при изучении тем: «Химический состав клетки.

Нуклеиновыекислоты», «Строение клетки. Ядро», «Митоз и мейоз», «Генетика», «Селекция.Биотехнологии. ДНК-технология». Экспериментальный практикум рассчитан на дваурока. Рекомендуется выполнять его в специализированных школьных кабинетахбиологии или химии.При обсуждении теоретической части материала с учащимися необходимонапомнить, что не существует двух абсолютно идентичных людей.

Каждый из насуникален, индивидуален. А верно ли это для других живых организмов? Для собак?Кошек? Водорослей? Бактерий? Оказывается, что даже самые примитивные организмы,66такие как бактерии, отличаются друг от друга, пусть не по внешним признакам, но понекоторым биохимическим и молекулярным особенностям. Чем же объясняетсяуникальность каждого живого организма? Где содержится информация о нашемстроении? Оказывается, она сосредоточена всего в нескольких молекулах, в нашемслучае – в 46.

Каждая из них называется дезоксирибонуклеиновой кислотой, или просто«ДНК». Именно различия в ДНК определяют различия в строении и функционированииорганизмов [76, 113, 117].С учащимися обсуждается вопрос, какими свойствами обладает ДНК. Молекулауникальна для каждого организма. Она универсальна, то есть имеется у каждого живогоорганизма. Она идентична для каждой клетки (кроме половых) организма.

Наконец, онаобладает высоким информационным содержанием, так как является полнойинструкцией по строению и функционированию организма.Все эти свойства позволяют использовать ДНК в самых различных сферахдеятельности человека для достижения самых различных целей. Так, например,криминалисты используют её для идентификации личности в процессе расследованияпреступления.

Палеонтологи используют ДНК вымерших животных и растений дляпредсказания особенностей их строения и жизнедеятельности и установления ихродства с другими известными организмами. Медики используют её для диагностикизаболеваний и предсказания индивидуальной реакции пациентов на различныелекарства. С каждым годом областей применения геномных технологий становится всёбольше [17, 20, 73].Говоря о строении и функционировании ДНК, участникам экспериментальногопрактикума предлагается вспомнить, что собой представляет ДНК. ДНК, илидезоксирибонуклеиновая кислота – линейное полимерное соединение, состоящее изнуклеотидов.В ходе обсуждения необходимо задавать вопросы, слушать ответы и помогатьучащимся ответить на те вопросы, которые представляются им сложными.

Примеры67вопросовприведенывучебно-методическомкомплекте.Выполнениеэкспериментальных заданий состоит из нескольких этапов. На первом этапеподтверждается гипотеза о том, что ДНК есть у всех живых организмов. Для этогоставится эксперимент: необходимо постараться извлечь из всех доступных нам объектовмолекулу ДНК. Для того, чтобы экстрагировать молекулу ДНК, необходимо разрушитьклеточные оболочки. Будут ли эти оболочки одинаковыми у растительных, животных,бактериальных и грибных клеток? Нет, но ставится задача создать одинаково жёсткиеусловия для разрушения оболочек [102].Для выполнения первого этапа эксперимента выбираются объекты исследования:учитель выкладывает на столе карточки с названиями возможных объектовисследования, ученикам предлагается вытянуть карточки с номерами.

Номера карточексоответствуют номерам объектов исследования в поисках ДНК.№1 – ёмкость с дрожжами и шпатель; №2 – ёмкость с лактобактериями; №3 – ёмкость сяблоками; №4 – ёмкость с шампиньонами; №5 – ёмкость с размороженным мотылём;№6 – ёмкость с мёдом; №7 – ёмкость с измельчёнными волосамиОбъекты ставятся на рабочее место участников экспериментального практикума, ихзадача – перенести частички объекта в микропробирку, следуя инструкциям,написанным в протоколе проведения эксперимента для учеников, и подписать её,например, своими инициалами.На втором этапе учащимся необходимо разрушить клеточные и ядерные мембраны,которые состоят из особых жироподобных веществ – фосфолипидов. Подобно тому, какмыло расщепляет жиры при мойке посуды, оно расщепляет фосфолипиды, разрушаяплазматические мембраны. Для разрушения мембран в эксперименте используетсямыльный раствор.Используя чистую одноразовую пипетку Пастера, учащиеся добавляют 2 мл буферадля лизиса из пробирки «Лизис» в свою пробирку с клетками.

Характеристики

Список файлов диссертации