V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Биотехнология как наука, на сегодняшний день инновационное и одно из самых популярных направлений в биологии. Трудно представить себе современный мир без ее достижений. Это понятие звучит с экранов телевизоров, об этом пишут в газетах, интернет полон статей по проблематике биотехнологии, с этим понятием знакомы даже школьники. При этом стоит отметить, что одним из направлений образования сегодня, является актуальность и практическая направленность получаемых знаний и умений учащимся.

Учитывая все вышесказанное, мы в нашей работе рассмотрели возможность использования некоторых методов биотехнологии при выполнении лабораторных работ на занятиях в учебных заведениях, что, по нашему мнению, будет соответствовать современным направлениям образования и способствовать развитию у учащихся познавательного интереса. Нами так же была сделана попытка создания виртуальных лабораторных работ, которые по тем или иным причинам невозможно провести непосредственно в лаборатории.

В ходе работы был разработан элективный курс для школьников 10-11 классов «Эра биотехнологии», который позволит расширить и углубить знания учащихся в области современных достижений этой науки в разных сферах, увидеть их практическое применение в жизни, и усилит общий интерес к изучению биологических дисциплин, способствуя положительной мотивации в выборе будущей профессии.

Элективный курс включает в себя 18 часов, среди которых лекции, семинары, деловая игра, экскурсия, творческая и исследовательская деятельность, интерактивное обучение. Контрольной формой проверки является защита проектов по предложенным темам, с учетом интереса учащихся. По окончанию курса учащиеся должны овладеть базовыми теоретическими знаниями: об истории возникновения, специфике и разделах данной науки, ее практические достижения и применение их в жизни человека. А также приобрести и освоить ряд компетенций, как общеучебных, так и специальных - научиться выделять собственную ДНК и делать йогурт; познакомиться с производством пищевых продуктов (хлеба, пива, вина, спирта, сыра) или другими биотехнологическими приемами на практике. К общеучебным навыкам можно отнести: самостоятельность в работе с различными источниками литературы, работа в группе и с лабораторным оборудованием, систематизация информации при подготовке к семинарским занятиям и при подготовке проекта. Нами разработано планирование курса с примерными темами и почасовой нагрузкой [4,5].

Для проведения лабораторной работы «Выделение ДНК», непосредственно в ученом процессе, мы провели анализ программ и планов обучения, как для основной (средней) школы, так и для высшего образования, а в частности план обучения бакалавров, по специальности 020400.62 Биология, чтобы выявить возможные дисциплины или разделы для реализации задуманного.

В школьных программах, мы рассмотрели несколько авторских линий по биологии, учитывая классы с 9 по 11, где выделили основные разделы, в которых возможно проведение лабораторной работы, например такие как – «Химическая организация живого», «Закономерности наследственности», «Основные формы изменчивости» по программе В.Б. Захарова «Биология. Общие закономерности. 9 класс», или «Основы цитологии», «Основы генетики» в программе авторов И.Н. Пономарева, Н.М. Чернова «Общая Биология. 9 класс», «Химическая организация живого вещества», «Учение о клетке: строение и функции прокариотической клетки», «Основы генетики и селекции», «Бионика» по программе В.Б. Захарова «Общая биология. 10-11 класс». Все вышеперечисленные программы предусматривают освоение учащимися определенных компетенций, и предложенная нами для проведения в данных разделах курса лабораторная работа соответствует им и даже расширяет их диапазон [1].

Анализ программы бакалавров, обучающихся по направлению 020400.62 Биология, позволяет провести данную лабораторную работу в следующих дисциплинах: химия, общая биология, науки о биологическом разнообразии (микробиология, вирусология), биология клетки (цитология, молекулярная биология и.д.), генетика, введение в биотехнологию.

Предложенная нами для проведения в ВУЗах лабораторная работа так же соответствует необходимым для усвоения компетенциям, в частности позволяет освоить комплекс лабораторных методов и умений, проявить наблюдательность, самостоятельность и исследовательские навыки.

Руководствуясь всем вышесказанным, мы провели данную лабораторную работу «Выделение ДНК» среди будущих биологов. Это стало возможным, благодаря одному из наборов компании Biotechnology Explorer, предназначенных для проведения наглядных лабораторных работ, в котором содержится все необходимое для ее осуществления, включая пошаговую инструкцию. Выделение ДНК – это первый шаг во многих биотехнологических процедурах. С помощью этой работы учащиеся получают представление о том, как просто можно выделить ДНК для использования в современных научных экспериментах и исследованиях, а так же своими глазами увидят свою ДНК – молекулу наследственности, делающую каждого из нас индивидуальным.

Лабораторная работа «Выделение ДНК» была проведена на первом курсе у бакалавров биологов, на дисциплине – «Общая биология» и на пятом курсе у студентов специалистов, обучающихся по квалификации «Учитель биологии» 050102.65, на дисциплине «Молекулярная биология» на базе Мурманского государственного гуманитарного университета.

Стоит отметить, что пятый курс так же был разделен на две подгруппы, одна из которых уже имела опыт проведения данной лабораторной работы в виртуальной форме. С помощью сформулированных нами определенных критериев, таких как – приобретаемые умения, скорость и самостоятельность выполнения, соблюдение техники безопасности и получаемые знания. Мы пронаблюдали за ходом выполнения лабораторной работы этими группами и, проанализировав результаты, сделали вывод, что студенты, имеющие «виртуальный опыт» проведения практической работы, лучше справились с ее выполнением в «живую» по всем критериям. Они были более организованы, быстрее выполняли задания, проявляли исследовательские навыки и приобрели более качественные знания, что доказывает выполнение проверочного задания.

Если сравнивать по тем же критериям выполнение лабораторной работы студентами первого и пятого курсов, можно заметить, что первый курс уступает пятому в скорости и самостоятельности проведения работы, а так же в специальных умениях и навыках. Однако по техники безопасности первый курс, является более ответственным. А результаты проверочной работы показали, что знания, полученные в ходе выполнения лабораторной работы, у обеих групп одинаковые.

Так же нами был проведен постановочный опыт, который был заснят на видеокамеру для дальнейшего монтирования в короткометражный фильм или виртуальную лабораторную и последующего его использования в учебном процессе [2,3,6].

В октябре 2012 года, проходя педагогическую практику в СОШ №27 г. Мурманска, нам представилась возможность продемонстрировать школьникам полученный фильм. Базой для исследования послужили девятые классы. Просмотр фильма составил примерно 10 минут урока, и несколько минут ушло на его обсуждение. Как оказалось, тема была очень интересна детям и вызвала оживление в классе. А на следующем занятии их ждал контрольный срез по данной работе, результаты которого показали высокий уровень освоения данного материала и заинтересованность в нем.

Проведенное экспериментальное исследование направлено на выяснение эффективности лабораторных работ, в том числе и виртуальных, для формирования не только знаниевого компонента в курсе биологии, но и практической составляющей. А так же актуализация знаний учащихся и формирование современного представления о науке в целом.

Литература:

1. Андреева, Н.Д. Программы для общеобразовательных учреждений. Биология. 5-11 классы. – М.: Изд.: «Мнемозина», 2011. – 75с.

2. Бинас А.В. Биологический эксперимент в школе: Кн. для учителя. – М.: Просвещение, 1990. – 192 с.

3. Болгова И.В. Практические технологии в школе // Биология. – 2008. - №13. – С.29 – 33.

4. Вакула В.Л Биотехнология: что это такое? – М.: Молодая гвардия, 1989. – 301 с.

5. Волова Т.Г. Биотехнология. – Новосибирск: Изд-во Сибирского отделения Российской Академии наук, 1999. – 252 с

6. Дубнищева Т.Я., Рожковский А.Д.Использование компьютерных технологий для эффективности преподавания дисциплины «Концепции современного естествознания». – Том 1. – СПб: изд-во Политех. унив-та, 2007. – 360 с.

Код для цитирования: Скопировать