Разработка программы «Дрозофильный практикум» для учащихся 9–11 классов профильного уровня обучения



В статье рассмотрены возможности использования авторской программы дрозофильного практикума для учащихся 9–11 классов при реализации профильного обучения.

Ключевые слова: профильное обучение, дрозофильный практикум, проектирование программы дополнительного образования.

Новые требования к качеству школьного образования, биологического в том числе, сформулированные в Федеральном государственном образовательном стандарте общего образования (ФГОС ОО), предполагают необходимость существенного пересмотра подходов к обучению, серьезного изменения в организации урочной и внеурочной деятельности учащихся [5].

Особую значимость эти вопросы приобретают для профильного обучения, так как многие из них определяются значимостью формирования у обучающихся профессионального самосознания и осознанного профессионального намерения, а также осознание интереса к будущей профессии, в том числе и к профессиям, связанным с предметами естественнонаучного цикла [1].

Переход на ФГОС ОО предусматривает формирование у обучающихся универсальных учебных действий (УУД), обеспечивающих умение учиться, способность к саморазвитию и самосовершенствованию [2]. Все это достигается путем сознательного, активного освоения учащимся социокультурного опыта исследовательской деятельности. Исследование, в отличие от стихийных форм познания окружающего мира, основано на норме деятельности — научном методе. В силу ограниченности количества часов по учебному плану приобрести и отработать навыки исследовательской работы можно только за счет внеурочной деятельности [4].

Огромным потенциалом в решении этой задачи располагает дрозофильный практикум.

В старших классах в условиях профильного обучения возможна реализация дрозофильного практикума в рамках дополнительного образования на базе школы. Этот практикум открывает большие возможность исследования различных природных процессов и явлений [3].

Практикум включает в себя проведение лабораторных занятий по изучению биологии развития Drosophila melanogaster, постановку опытов по изучению основных генетических и экологических закономерностей, а также решение разнообразных биологических задач. Практикориентированное изучение биологии способствует формированию у учащихся творческой самостоятельности как черты личности, развитию навыков самостоятельной деятельности в учебной работе, логического мышления, также способствуют развитию таких мыслительных операций как анализ, обобщение, выдвижение и доказательство гипотез.

Стоить отметить, что вопросы, рассматриваемые на занятиях, входят во вторую часть Единого государственного экзамена по биологии и относятся к повышенному уровню сложности. Решение биологических задач традиционно для школы. Но сейчас оно приобретает новый смысл, так как обучение должно становиться всё более творческим и системным. И в этом существенную помощь может оказать дрозофильный практикум.

Цель данного курса углубление и обобщение знаний, умений и навыков по основам как классической, так и современной биологии.

Задачи курса:

1. Обобщение, систематизация, расширение и углубление знаний учащихся об основных генетических законах.

2. Формирование у обучающихся понятий о методах генетического анализа, обеспечение понимания роли и места плодовой мушки в биологии и в частности в генетике и роли ее для человека.

3. Ознакомить учащихся с методикой решения генетических задач.

4. Развитие внутренней мотивации к обучению и коммуникативных компетенций.

5. Профессиональная ориентация в области естественнонаучного образования.

Ожидаемые результаты обучения

В ходе проведения дрозофильного практикума у учащихся должны быть сформированы знания о наследственной информации и ее передаче и реализации в клетке;

умения учебно-познавательной, исследовательской, практической деятельности; обобщенные способы деятельности; коммуникативные и информационные умения; способность и готовность к самоконтролю, творческому решению учебных и практических задач.

Механизм реализации программы. Программа рассчитана на 1 год. Содержание данной программы рассчитано на систему одноразовых занятий в неделю продолжительностью 2 часа (38 недель/ 1 занятие по 2ч / всего 76 часов). Для обучения набираются все желающие в возрасте от 15 лет.

Материально-техническое обеспечение

1. Технические средства обучения.
2. Учебно-наглядные пособия: таблицы.
3. Оборудование — стаканчики (пробирки) диаметром 4 см и высотой 10 см, вата, морилка, тонкий пинцет, лупа, термостат.
4. Биологический материал: линии Dr.melanogaster.

Примерная программа содержания курса

Учебно-тематическое планирование

№	Тема	Количество часов
		Общее	Теоретические занятия	Практические занятия
11.	Биология, морфология и разведение дрозофилы	20	14	6
2.	Законы наследственности	33	18	15
3.	Биологические особенности популяции Drosophila melanogaster	15	5	10
4.	Влияние факторов окружающей среды на экологические и генетические показатели Drosophila melanogaster	8	4	4
	Итого:	76	41	35

Тема 1.Биология, морфология и разведение дрозофилы. Историческая справка. Систематика происхождения.

Историческая справка. Систематика происхождения. Особенности биологии и морфологии дрозофилы. Строение плодовой мушки: отделы тела (голова, грудь, брюшко), конечности. Разнообразие видов плодовой мушки и места ее обитания. Общая характеристика развития и ее генетический контроль. Drosophila melanogaster. Генетика пола плодовой мушки. Процесс спаривания, оплодотворения и кладки яиц. Стадии развития Drosophila melanogaster. Инвентарь и инструменты для работы с дрозофилой. Питательные среды. Приготовление питательной среды. Постановка опытов. Ведение дневника отчетности.

Демонстрация живых насекомых, таблиц, иллюстраций.

Лабораторные работы

1. Изучение морфологических особенностей Drosophila melanogaster.

2. Определение самок и самцов вида Drosophila melanogaster.

3. Приготовление питательных сред.

Практические работы

1. Ознакомление с правилами работы с объектом Drosophila melanogaster.

Тема 2. Законы наследственности.

Первый закон Менделя. Второй закон Менделя. Третий закон Менделя. Наследование сцепленное с полом. Взаимодействие генов: комплиментарность, эпистаз, кроссинговер (полное сцепление и относительное сцепление). Множественный аллелизм. Решение генетических задач.

Демонстрация фиксированного материала, коллекция личинок, таблиц и иллюстраций с изображением личинок Drosophila melanogaster.

Лабораторные работы

1. Изучение морфологических особенностей личинок Drosophila melanogaster.

2. Моногибридное скрещивание. Наследование доминантного признака.

3. Моногибридное скрещивание. Наследование рецессивных признаков.

4. Дигибридное скрещивание. Наследование рецессивных признаков.

4. Взаимодействие генов и расщепление.

5. Наследование сцепленных с полом признаков.

Практические работы

Составление коллекции Drosophila melanogaster.

Тема 3. Биологические особенности популяции Drosophila melanogaster.

Популяция как единица эволюционного процесса. Половая структура популяции плодовой мушки. Возрастная структура популяции плодовой мушки. Динамические показатели структуры популяции: численность, рождаемость, смертность, плотность. Решение генетических задач.

Лабораторные работы

1. Изучение роли возраста дрозофил в половом отборе.

2. Изучение показателей структуры популяции Dr.melanogaster.

Тема 4. Влияние факторов окружающей среды на экологические и генетические показатели популяции Drosophila melanogaster.

Характеристика абиогенных факторов и их влияние на популяцию плодовой мушки. Характеристика мутагенных факторов и их влияние на популяцию дрозофилы. Характеристика канцерогенных факторов и их влияние на популяцию дрозофилы. Характеристика тератогенных факторов и их влияние на популяцию дрозофилы.

Лабораторные работы

1. Анализ и оценка влияния факторов окружающей среды на популяцию Dr.melanogaster.

Практическая работа

1. Сравнительный анализ мутантных линий дрозофилы

Реализация данной программы на старшей ступени позволяет стать процессу обучения более индивидуализированным, функциональным и эффектным для формирующихся профессиональных интересов ученика. Данная программа была апробирована нами в опыте работы МБОУ СШ № 10 города Арзамаса.

Литература:

1. Бершадский М., Гузеев В. Содержание образования в школе будущего/ М. Бершадский, В. Гузеев // Народное образование.– 2008. — № 8. — С. 167–174.
2. Ильин Г. Л. Методологический анализ современной образовательной системы / Г. Л. Ильин // Школьные технологии. — 2010. — № 5. — 21–25.
3. Медведев Н. Н. Практическая генетика / Н. Н. Медведев. — М.: Наука, 1968. — 294 с.
4. Счастная Т. Н. Рекомендации по написанию научно-исследовательских работ / Т. Н. Счастная // Исследовательская работа школьников. — 2003. — № 4. — С. 34–45.
5. Федеральный государственный образовательный стандарт общего образования. Утвержден приказом Минобрнауки от 17 декабря 2010 г. № 1897.