, учитель биологии МБОУ г. Мурманска «Гимназия 10»
Ресурсный центр как условие создания развивающей среды для самореализации учащихся
Знание - самое превосходное из владений
Все стремятся к нему, само же оно не приходит.
Ал - Бируни
Процесс обучения в школе по своей сути – создание условий для развития одарённого и талантливого ребёнка. По последним данным примерно пятая часть детей в школьном возрасте может быть отнесена к одаренным детям. Раннее выявление, обучение и воспитание одаренных и талантливых детей составляет важнейшую задачу совершенствования системы образования.
При разработке системы поддержки талантливых детей необходимо создать особую среду для проявления и развития способностей, стимулирования и выявления одарённых школьников.
Однако при работе с данной категорией учащихся возникают определенные педагогические и психологические трудности из-за множества противоречивых теоретических подходов, вариативности современного образования и обучения, а также недостаточного количества специалистов, готовых к работе с одаренными учащимися.
Одним из путей преодоления данного противоречия является создание на базе образовательных учреждений Ресурсных центров.
Во исполнение решения коллегии Министерства образования и науки Мурманской области, в целях повышения качества образования в общеобразовательных организациях Мурманской области приказом Министерства образования и науки Мурманской области утвержден перечень общеобразовательных организаций, работающих в режиме ресурсного центра.
Ресурсный центр – общеобразовательная организация, реализующая образовательные программы общего образования повышенного уровня, в том числе по индивидуальным учебным планам в рамках сетевого взаимодействия с другими образовательными организациями, являющаяся стажировочной площадкой повышения квалификации педагогических работников Мурманской области.
Основными задачами Ресурсного центра являются:
- разработка и реализация образовательных программ общего образования, в том числе обеспечивающих углубленное изучение отдельных учебных предметов, предметных областей соответствующей образовательной программы (профильное обучение);
- дифференциация содержания обучения учащихся в соответствии с их особенностями и образовательными потребностями, в том числе обучение по индивидуальным учебным планам;
- организация дистанционного обучения с использованием современных информационно-коммуникационных технологий;
- разработка и реализация инновационных образовательных программ (проектов);
- диссеминация передового педагогического опыта по актуальным вопросам развития системы общего образования, ознакомление педагогической общественности с результатами работы по реализуемым содержательным направлениям через создание и сопровождение веб-сайтов, электронных СМИ, осуществление издательской деятельности;
- эффективное использование материальных, финансовых и кадровых ресурсов [1].
В МБОУ г. Мурманска «Гимназия № 10» разработана модель РЦ химико-биологического направления, включающая следующие блоки:
- Лаборатория профильного обучения (химия и биология) Лаборатория внеурочной деятельности. Лаборатория инновационного развития
- Лаборатория сетевого взаимодействия
Рис 1. Модель ресурсного центра МБОУ г. Мурманска «Гимназия№ 10»
В основу деятельности Ресурсного центра положены следующие принципы:
- принцип системного подхода к организации деятельности Ресурсного центра; принцип компетентностного подхода к отбору содержания деятельности Ресурсного центра; принцип непрерывности профессионального образования педагогов; принцип учета и удовлетворения индивидуальных образовательных потребностей всех участников образовательного процесса; принцип работы на диагностической основе; принцип рефлексивности.
Подробнее остановлюсь на одном из направлений Лаборатории внеурочной деятельности – организация работы межшкольного факультатива.
Межшкольные факультативные занятия – это один из видов дифференцированного обучения, в которых учитывается главный принцип работы с интеллектуально одаренными и талантливыми учащимися – принцип индивидуального подхода. К преимуществам межшкольных факультативных занятий следует отнести и то обстоятельство, что их содержание в значительной мере определяется преподавателем. В подобные группы учащиеся зачисляются по желанию. В процессе проведения межшкольных факультативных занятий происходят углубление и расширение знаний учащихся по предмету, развитие умений, навыков, необходимых для успешного прохождения государственной (итоговой) аттестации, уверенного участия в олимпиадах и конкурсах разных уровней. формирование эмоционально-ценностных отношений [2]. Факультативные занятия выступают универсальным способом дифференциации обучения. Именно дифференцированное обучение справедливо считается одним из оптимальных условий обучения высокомотивированных учащихся.
Опыт работы межшкольного факультатива в гимназии существует с 1999 г. Основу составляют практико-ориентированные учебные курсы по основным модулям биологии – ботаника-зоология, анатомия\физиология человека, цитология\молекулярная биология. Циклограмма курсов рассчитана на три года.
УЧЕБНЫЙ ПЛАН РЕСУРСНОГО ЦЕНТРА на 2015-2016 уч год
Предмет | Название курса | Класс | Кол-во часов |
химия | Органическая химия в вопросах и задачах | 10 класс | 60 |
химия | Трудные вопросы общей химии | 11 класс | 60 |
биология | Введение в молекулярную биологию | 10 – 11 класс | 60 |
биология | Начальные курсы биологии | 9 | 60 |
УЧЕБНЫЙ ПЛАН РЕСУРСНОГО ЦЕНТРА на 2016-2017 уч год
Предмет | Название курса | Класс | Кол-во часов |
химия | Органическая химия в вопросах и задачах | 10 класс | 60 |
химия | Решение задач повышенной сложности по химии | 11 класс | 60 |
биология | Морфология и анатомия растений и животных | 9 (10-11) | 60 |
биология | Биохимия и здоровье | 10-11 | 60 |
Разработаны программы по спецкурсам: «Морфология и анатомия растений и животных», «Лабораторный практикум по физиологии растений», «Начальные курсы биологии», «Физиология человека», «Биохимия и здоровье», «Синтетическая теория эволюции», «Введение в молекулярную биологию», «Введение в исследование». Содержание программы факультативных занятий, специально разработанное для одаренных учащихся, может быть рассмотрено как качественно новое, отличное от базовой учебной программы, т. к в него введены темы и проблемы, требующие междисциплинарного подхода; использованы более сложные современные концепции, теории и гипотезы (Приложение )
Основными формами работы с учащимися являются интерактивные и проблемные лекции и лабораторные практикумы, причём последние составляют около 40 % времени. Основной метод работы на практических занятиях – проектно-исследовательский. Одной из форм является разделение каждого занятия на две части. Первая часть посвящается изучению нового материала и самостоятельной работе учащихся по заданиям теоретического и практического характера. Вторая часть каждого занятия посвящена решению задач повышенной сложности и обсуждению решений. Эта форма проведения занятий способствует подготовке обучающихся к участию в конкурсах и олимпиадах.
Для занятий разработаны информационные листы, на которые вынесены рисунки, схемы, термины, соответствующие теме занятия.
Материальная база биологической лаборатории позволяет реализовать практический компонент курсов. Так, лабораторный практикум курса «Морфология и анатомия растений и животных» включает лабораторные работы
Обнаружение крахмальных зёрен и кристаллов оксалата калия в клетках растений. Изучение осмотических свойств клетки. Изучение первичного и вторичного строения стебля.В лабораторный практикум курса «Введение в молекулярную биологию» включены работы:
Изучение прокариотических клеток (цианобактерий и эубактерий) Разделение белков куриного яйца по их растворимости. Денатурация белков высокой температурой, спиртом. Выявление специфичности действия ферментов и др. (Приложение )Есть и свои минусы в организации занятий межшкольного факультатива: утомляемость учащихся (занятие обычно проводится после небольшого перерыва – 1–1,5 часа), разный уровень и скорость усвоения нового материала. Организация дистанционных занятий факультатива устраняет вышеуказанные проблемы, позволяет обучаться учащимся других школ области и даже другого региона. Дистанционный факультатив реализуется с помощью сайта гимназии или персональных сайтов учителей, где размещены кейсы с материалами занятий. Общение с учащимися, консультирование, подготовка к конференциям и олимпиадам проходит с помощью средств видеообщения (Skype), социальных сетей (Дневник. ру, ВК). Выполнение заданий учащимися может проходить в индивидуальном для них режиме, в удобное время.
В силу разных педагогических обстоятельств одаренные дети часто чувствуют определенного рода дискриминацию. Занятия в межшкольном факультативе помогают раскрыться талантливому ребёнку, приобрести уверенность в себе, в собственном выборе.
Таким образом, ресурсный центр в целом позволяет замкнуть учебный процесс на личностном развитии каждого ребёнка в соответствии с его наклонностями, создать условия для эффективного развития интеллектуальной одаренности учащихся на основе раннего выявления, диагностики и максимального учета их индивидуальных особенностей.
Источники
Приказ Министерства образования и науки Мурманской области http://izo. /xmlui/bitstream/handle/123456789/6539/c15n2p45.pdf? sequence=1&isAllowed=yПриложение № 1
Программа
курса «Введение в молекулярную биологию клетки»
10 - 11 класс
60 часов
Программа предназначена для профильных химико-биологических и физико-математических классов. Цель её – более глубокое знакомство с фундаментальными вопросами биологии: молекулярные основы наследственности и изменчивости,
процессы метаболизма клетки и их регуляция, реализация наследственной информации в биологических системах. Программа предполагает использование опорных знаний из курсов физики и химии, формирование у учащихся на этой основе концептуальных идей естественнонаучной картины природы:
- идея материальности мира, идея дискретности мира, идея эволюции мира, идея системной организации мира.
Учебный материал курса позволит расширить кругозор учащихся, поможет сделать правильный профессиональный выбор. Основная форма занятий - лекция. Помимо теоретического изучения учебного материала запланированы лабораторные занятия и практикумы по решению задач, которые помогут формированию прочных знаний и умений по расширенному курсу биологии.
Введение – 2 часа
Молекулярная биология – комплексная наука о физико-химических особенностях макромолекул и связанных с ними процессах в клетке. Методы молекулярной биологии.
Клеточная организация жизни – 14 часов
Прокариотическая клетка: особенности строения оболочки и мембраны. Нуклеоид, особенности организации генома. Цитоплазма, её органоиды: рибосомы, мезосома, тилакоидные структуры. Классификация прокариот. Археи, цианобактерии, эубактерии.
Эукариотическая клетка. Мембранный принцип организации клеточных структур. Жидкостно-мозаичная модель мембраны. Цитоскелет клетки, структура и функции. Мембранные органоиды клетки. Немембранные органоиды клетки. Ядро, нуклеоплазма. Особенности организации хромосом. Гаплоидный и диплоидный наборы. Взаимосвязь компонентов клетки. Происхождение эукариотической клетки. Единый принцип организации про - и эукариотической клеток. Разнообразие клеточной организации. Особенности клеток грибов, растений, животных.
Практические работы
Изучение митотических хромосом на готовых микропрепаратах. Изучение прокариотических клеток (цианобактерий и эубактерий)Молекулы генетического аппарата - 24 часа
Структура белков. Компоненты белков и соединяющие их химические связи. Простые и сложные белки. Размеры и форма белковых молекул. Уровни конформации белковых молекул. Скорость их седиментации. Качественные реакции на белки. Денатурация и ренатурация белков. Функции белков, взаимосвязь структуры и функций белков. Ферменты, особенности структуры молекул, активный центр фермента, аллостерический центр фермента. Комплекс «фермент-субстрат». Реакционная и субстратная специфичность. Теория «индуцированного наведения» Д. Кошланда. Типы ингибирования: конкурентное и неконкурентное. Классы ферментов.
Практические работы
3. Разделение белков куриного яйца по их растворимости.
4. Качественные реакции на белки.
5. Денатурация белков высокой температурой, спиртом.
6. Решение задач на расчёт молекулярной массы белков.
7. Выявление условий действия пищеварительных ферментов на органические вещества.
8. Выявление специфичности действия ферментов
9. Выявление углеводов и липидов в клетке
История открытия ДНК, модель Дж. Уотсона и Ф. Крика. Структура ДНК. Компоненты молекулы и соединяющие их химические связи. Правило Чартгаффа. Принцип комплементарности. Спиральная структура ДНК. Альтернативные формы двойной спирали. Параметры молекулы, разнообразие форм ДНК. Денатурация и ренатурация ДНК. Уровни конформации молекулы ДНК.
Репликация ДНК. Матричная функция ДНК при репликации. Инициация репликации у прокариот и эукариот. Способы репликации. Комплементарное копирование, перенос нуклеотидов ДНК, рост новых цепей ДНК в репликативных вилках. Фрагменты Оказаки. Ферменты, участвующие в репликации, их роль. Терминация репликации, расхождение дочерних спиралей.
Репарация ДНК. Фоторепарация, эксцизионная репарация, репарация неспаренных оснований, рекомбинационная репарация, SOS-репарация. Значение репарации. Рекомбинация ДНК. Способы рекомбинации: трансдукция, транформация.
Структура РНК. Типы РНК и их распространённость. Компоненты молекулы РНК и соединяющие их химические связи. Конформация молекулы РНК. Денатурация и ренатурация РНК. Гибридизация РНК с ДНК. Мир РНК.
Практические работы
10. Выделение ДНК из тканей
11. Качественная реакция на ДНК
12. Решение задач
Аппарат экспрессии генов – 18 часов
Основные положения процесса экспрессии генов: транскрипции ДНК в РНК. Генетический код. Расшифровка генетического кода. Свойства кода: триплетность, вырожденность, универсальность, специфичность, однонаправленность, непрерывность.
Транскрипция. Синтез РНК на ДНК-матрице: инициация, элонгация, терминация. Ферменты, участвующие в транскрипции. Роль промотора, оператора, энхансеров в инициации транскрипции.
Процессинг РНК у прокариот. Интроны и экзоны. Сплайсинг. Созревание РНК: полиаденилирование и кэпирование РНК. Альтернативный сплайсинг.
Трансляция мРНКу прокариот. Особенности строения рибосом: Р-участок, А-участок рибосомы. Полисомы. Условия инициации. Взаимодействие кодона и антикодона. Элонгация полипептидной цепи. Терминация элонгации. Трансляция мРНКу эукариот. Фолдинг белков. Роль шаперонов в фолдинге белков. Нарушение фолдинга
Регуляция генной экспрессии. Регуляция экспрессии лактозного оперона. Роль белков – регуляторов. Ингибирование транскрипции и трансляции.
Организация гена. Регуляторная зона, смысловая зона гена. Структура оперона. Цистрон. Группы генов: независимые гены, повторяющиеся гены, кластеры генов.
Генный контроль развития.
Практические работы
13. Решение задач
Подготовка и защита проектов – 2 часа
ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ ОБУЧАЮЩИХСЯ.
Обучающиеся должны знать:
- особенности строения клеток про - и эукариот, строение и функции компонентов и органоидов клетки;
- химические особенности строения и биологическую роль белков, структуру и механизм действия ферментов, факторы ингибирования ферментов;
- химические особенности и биологическую роль нуклеиновых кислот, сущность правила Чаргаффа, уровни конформации молекулы ДНК, сущность и механизм репликации ДНК и репарации генетических повреждений, типы репарации, сущность и типы рекомбинации ДНК, типы РНК;
- основные положения процесса экспрессии генов: транскрипции, процессинга и трансляции, свойства генетического кода, структуру оперона.
Обучающиеся должны уметь:
- сравнивать про - и эукариотическую клетки, ДНК и РНК, процессы транкрипции и трансляции;
- устанавливать взаимосвязь между строением и функциями биологических макромолекул;
- решать задачи по молекулярной биологии; проводить лабораторные исследования с использованием оборудования;
- осуществлять самостоятельный поиск и анализ информации, структурировать её; формулировать гипотезы и выводы, планировать свою деятельность;
- работать в команде по подготовке проекта.
ЛИТЕРАТУРА
М. Сингер, П. Берг. Гены и геномы. 2 тома. М., «Мир», 1998 г.
Энциклопедия «Современное естествознание», том 8. М., МАГИСТР-ПРЕСС, 2000
-Г. Наглядная биохимия. М., «Мир», 2000 г.
, , . Общая биология. 2 тома. М., МИРОС, 1999 г.
ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ
1 – 2 - Молекулярная биология – комплексная наука о физико-химических особенностях макромолекул.
Клеточная организация жизни – 14 часов
3 – 4 - Прокариотическая клетка: особенности строения оболочки и мембраны. Нуклеоид, особенности организации генома. Цитоплазма, её органоиды: рибосомы, мезосома, тилакоидные структуры.
5 – 6 – Классификация прокариот. Археи, цианеи, эубактерии.
7 – 8 - Эукариотическая клетка. Мембранный принцип организации клеточных структур. Жидкостно-мозаичная модель мембраны. Цитоскелет клетки, его функции.
9 – 10–Цитоплазма. Мембранные органоиды клетки. Немембранные органоиды клетки.
11 – 12 - Ядро, нуклеоплазма. Особенности организации хромосом. Гаплоидный и диплоидный наборы. Взаимосвязь компонентов клетки. Единый принцип организации про - и эукариотической клеток.
13 – 14–Разнообразие клеточной организации. Происхождение эукариотической клетки.
15 – 16 - Практикум
Изучение митотических хромосом на готовых микропрепаратах. Изучение прокариотических клеток (цианобактерий и эубактерий)Молекулы генетического аппарата – 24 часа
17 – 18 - Структура белков. Компоненты белков и соединяющие их химические связи. Простые и сложные белки. Размеры и форма белковых молекул. Уровни конформации белковых молекул. Скорость их седиментации.
19 – 20 - Качественные реакции на белки. Денатурация и ренатурация белков. Функции белков, взаимосвязь структуры и функций белков
21 – 22–Практикум
3. Разделение белков куриного яйца по их растворимости.
4. Качественные реакции на белки.
5. Денатурация белков высокой температурой, спиртом.
6. Решение задач на расчёт молекулярной массы белков.
23 – 24 - Ферменты, особенности структуры молекул, активный центр фермента, аллостерический центр фермента. Комплекс «фермент-субстрат». Реакционная и субстратная специфичность. Теория «индуцированного наведения» Кошланда. Типы ингибирования: конкурентное и неконкурентное. Классы ферментов.
25 – 26 – Практикум
7. Выявление условий действия пищеварительных ферментов на органические вещества
8. Выявление специфичности действия ферментов
9. Выявление углеводов и липидов в клетке
27 – 28 - История открытия ДНК, модель Дж. Уотсона и Ф. Крика. Структура ДНК. Компоненты молекулы и соединяющие их химические связи. Правило Чартгаффа. Принцип комплементарности. Спиральная структура ДНК.
29 – 30 - Репликация ДНК. Матричная функция ДНК при репликации. Инициация репликации у прокариот и эукариот. Способы репликации. Репликон.
31 – 32 - Репарация ДНК.
33 – 34 - Рекомбинация ДНК. Типы рекомбинации.
35 – 36 - Структура РНК. Типы РНК и их распространённость. Компоненты молекулы РНК и соединяющие их химические связи. Конформация молекулы РНК. Денатурация и ренатурация РНК. Гибридизация РНК с ДНК.
37 – 38 – Мир РНК. Роль РНК в возникновении жизни.
39 – 40 – Практикум
10. Выделение ДНК из тканей
11. Качественная реакция на ДНК
12. Решение задач
Аппарат экспрессии генов – 18 часов
41 – 42 - Основные положения процесса экспрессии генов: транскрипции ДНК в РНК. Генетический код. Расшифровка генетического кода. Свойства кода: триплетность, вырожденность, универсальность, специфичность, однонаправленность, непрерывность.
43 – 44 - Транскрипция. Синтез РНК на ДНК-матрице: инициация, элонгация, терминация. Ферменты, участвующие в транскрипции.
45 – 46 - Процессинг РНК у прокариот и эукариот. Интроны и экзоны. Сплайсинг. Созревание РНК: полиаденилирование и кэпирование РНК. Альтернативный сплайсинг.
47– 48–Трансляция мРНКу прокариот. Особенности строения рибосом. Р-участок, А-участок рибосомы. Полисомы. Условия инициации. Взаимодействие кодона и антикодона. Элонгация полипептидной цепи. Терминация элонгации. Трансляция мРНКу эукариот.
49 – 50 - Фолдинг белков. Роль шаперонов в фолдинге белков. Нарушение фолдинга
51 – 52 - Регуляция генной экспрессии. Регуляция экспрессии лактозного оперона. Роль белков – регуляторов. Структура оперона. Ингибирование транскрипции и трансляции.
53 – 54 –Организация гена. Регуляторная зона, смысловая зона гена. Структура оперона. Цистрон. Группы генов: независимые гены, повторяющиеся гены, кластеры генов.
55 – 56 - Генный контроль развития
57 – 58 – Практикум
13. Решение задач
Подготовка и защита проектов – 2 часа
59 – 60 – Защита проектов
Приложение № 2
Лабораторный практикум № 1
Работа 1. Обнаружение крахмальных зёрен в клубнях картофеля
Работа 2. Выявление кристаллов оксалата кальция в клетках черешка листа бегонии
Сделайте бритвой тонкий поперечный срез с черешка листа бегонии, положите срез в каплю воды на предметное стекло и накройте покровным стеклом. В довольно крупных тонкостенных прозрачных клетках можно обнаружить отложения оксалата кальция. Ионы кальция, поступающие в растение с почвенными растворами, взаимодействует с щавелевой кислотой. При этом образуется нерастворимый щавелевокислый кальций, откладывающийся в клетках в виде сросшихся кристаллов – друз. Зарисуйте 1 – 2 клетки, обозначьте друзы, цитоплазму, вакуоль.Работа 3. Наблюдение двигательной активности клеток
Для наблюдения циклоза – движения хлоропластов в листе элодеи, поместите в каплю воды на предметном стекле листочек элодеи, накройте его покровным стеклом. Пронаблюдайте под микроскопом (Х8 и Х40) движение хлоропластов. Освещение препарата должно быть максимальным. Зарисуйте 1 – 2 клетки листа элодеи, стрелками укажите движение пластид.