Мастер класс ПРИЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНОЙ ГРАМОТНОСТИ.. Задача для проверки знаний по данной теме, что предполагает обобщение и применение ранее полученных знаний учащимися
 Скачать 3.15 Mb.
|
|
Управление образования Аркадакского муниципального района Саратовской области Районный семинар методического объединения естественного цикла Мастер-класс Приемы формирования естественнонаучной грамотности на уроках биологии средствами темы «Генетика человека. Методы изучения генетики человека» Автор-учитель биологии МБОУ-СОШ №2города Аркадака Саратовской области Гроль Елена Васильевна Апрель 2022 года I. Аннотация Общая характеристика задачи заданий для обучающихся Цель задачи: задача построена на основе материала, предложенного обучающимся 10 класса (углубленный уровень) для изучения методов генетических исследований человека, их характеристик и особенностей. Действия обучающихся: данная задача может быть использована как обучающая для самостоятельного получения знаний по теме «Генетика человека. Методы изучения генетики человека», или как контрольная задача для проверки знаний по данной теме, что предполагает обобщение и применение ранее полученных знаний учащимися. Задача ориентирована на преодоление дефицитов, таких как: -находить точную информацию в тексте; -работать с составными текстами (сопоставлять, сравнивать, делать заключение); -при решении задачи неоднократно возвращаться к ее условию; -привлекать личный опыт, известные знания для решения поставленной задачи; -использовать результаты решения предыдущего задания для поиска решения следующих заданий внутри текста. Использованные источники: Биология. 10 класс / Под ред. Теремова А.В., Петросовой Р.А.- М.: Мнемозина, 2012 г. Учебник. Биология: Общая биология. Углубленный уровень.10 кл.:учебник/ В.Б. Захаров, С.Г. мамонтов, Н.И. Сонин, Е.Т. Захарова; под ред.В.Б. Захарова.- 8-е изд., стереотип.-М.: Дрофа, 2020. Материалы курса «Формирование естественнонаучной грамотности обучающихся при изучении раздела «Генетика» на уроках биологии» цифровой экосистемы ДПО. Интернет-ресурсы. https://bio-ege.sdamgia.ru/ I. ВВЕДЕНИЕ В соответствии с указом Президента Российской Федерации В.В. Путина от 7 мая 2018 года Правительству РФ поручено обеспечить глобальную конкурентоспособность российского образования, вхождение Российской Федерации в число 10 ведущих стран мира по качеству общего образования. В настоящее время проблема развития функциональной грамотности школьников рассматривается как ключевой ориентир совершенствования качества образования. Традиционно функциональная грамотность делится на такие составляющие, как читательская, математическая, естественнонаучная, финансовая грамотность; глобальные компетенции и креативное мышление. Данный мастер-класс посвящен проблеме формирования естественно-научной грамотности обучающихся на уроках биологии. Что же понимают под естественнонаучной грамотностью? Естественнонаучная грамотность это - «способность человека занимать активную гражданскую позицию по вопросам, связанным с развитием естественных наук и применением их достижений, его готовность интересоваться естественнонаучными идеями. Естественнонаучно грамотный человек стремится участвовать в аргументированном обсуждении проблем, имеющим отношение к естественным наукам и технологиям». Обратите внимание, уважаемые коллеги, в этом определении виден тот самый синтез ценностей и отношений («занимать активную гражданскую позицию», «стремиться участвовать»), естественно - научных знаний и умений. Для формирования/оценки естественнонаучной грамотности используются тематические блоки, которые включают описание реальной ситуации, и задания, связанные с этой ситуацией. Каждое из заданий характеризуется следующими признаками: -компетентность (как правило, умение, составляющее данную компетентность); - естественнонаучное знание (т.е. те знания из биологии, которые необходимы для выполнения задания); - контекст (т.е. характеристика жизненной ситуации, использующейся в задании); - уровень сложности. Используются различные типы заданий, например: - выбор всех правильных ответов; - задания на сопоставление; - задания на исключение неправильных утверждений. Алгоритм конструирования заданий для формирования естественнонаучной грамотности. 1.Определить тему урока и проанализировать, что в ней нового. 2.Определить личностную значимость знаний и умений. 3.Сформулировать жизненную ситуацию, действуя в которой, ученики сами смогут осознать и сформулировать значимую для них проблему. 4.Составить текст/условие контекстной задачи. 5.Сформулировать два-три вопроса к придуманной ситуации. 6.Оценить качество полученного задания Человек, обладающий естественнонаучной грамотностью, должен проявлять следующие компетенции: научно объяснять явления; понимать особенности естественнонаучного исследования; научно интерпретировать данные и использовать доказательства для получения выводов. Приведу примеры использования на уроках заданий из курса биология 10 класс (углубленный уровень) при изучении раздела «Генетика человека» (тема «Генетика человека. Методы изучения генетики человека»), способствующие формированию данных компетенций. III. Комплексное задание Прочитайте текст и выполните задания «Методы изучения генетики человека» Все генетические законы универсальны и приложимы к человеку. Однако изучение генетики человека имеет ряд особенностей. 1.Нельзя использовать гибридологический метод, так как экспериментальное скрещивание людей невозможно. 2. У людей медленная смена поколений и пронаблюдать характер наследования признака сложно. 3. У человека малое число потомков в семье, что не дает статистически достоверного результата. 4. У человека много хромосом и соответственно много групп сцепления. Для изучения генетики человека используют специфические методы. Генеалогический метод. Основан на составлении родословной человека. Суть метода: устанавливаются родственные связи членов какой либо семьи, определяются признаки и составляется генеалогическое древо. Что можно узнать из родословной? Характер наследования признака: доминантный или рецессивный, аутосомный или сцепленный с полом. Возможные генотипы некоторых членов семьи. Вероятность появления потомка с указанным признаком. Этот метод эффективен при исследовании генных мутаций. Исследования включают, как правило, три этапа. Первый – сбор сведений о семье за возможно большее число поколений, установление их родственных связей. Сбор сведений о проявлении у членов семьи исследуемого признака. Второй этап – построение генеалогического древа, начиная с пробанда (лица, по отношению к которому составляется родословная). Третий этап – анализ родословной с целью установления типа наследования (доминантный или рецессивный) и характера наследования признака (аутосомный или сцепленный с полом), а также определяют возможные генотипы членов семьи и рассчитывают вероятность появления признака у потомков в следующем поколении. Близнецовый метод. Основан на изучении генотипа и фенотипа близнецов. Среди близнецов выделяют монозиготных (развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки) и гетерозиготных (развиваются из разных зигот в результате оплодотворения двух яйцеклеток двумя сперматозоидами). Суть метода: изучение особенностей развития близнецов (особенно монозиготных или однояйцевых), которые имеют одинаковый генотип изначально, но под влиянием среды у них развиваются разные фенотипические особенности. Сходство у таких близнецов почти абсолютное. Мелкие различия могут объясняться влиянием условий среды. Анализ исследований показывает, что группа крови, цвет глаз и волос определяются только генотипом и от условий среды не зависят. Инфекционные заболевания, хотя и вызываются вирусами и бактериями, в некоторой степени зависят от наследственной предрасположенности. Существуют патологии, которые в значительной степени определяются внешними факторами и в меньшей степени наследственностью и генотипом организма. Изучение гетерозиготных (разнояйцевых) близнецов дает возможность проанализировать развитие разных генотипов в одинаковых условиях. Цитогенетический метод. Основан на изучении кариотипов. Суть метода: под микроскопом рассматривают метафазные хромосомы и определяют соответствие их количества и качества здоровому кариотипу. Используют для выявления хромосомных или геномных мутаций. С помощью этого метода описаны, например, синдром «Кошачьего крика» (делеция короткого плеча 5-й хромосомы), синдром Дауна (трисомия по 21-й хромосоме), синдром Клайнфельтера (лишняя Х-хромосома в мужском кариотипе). Наиболее простым методом является экспресс-диагностика-исследование количества половых хромосом по X-хроматину. Цитогенетический метод используется в медицине для определения поглощенных людьми радиационных доз (в результате чего происходят мутации в соматических клетках), а также в научных исследованиях. Биохимический метод. Основан на изучении характера биохимических реакций и обмена веществ в организме. Заболевания, в основе которых лежит нарушение обмена веществ, являются, как правило, генными мутациями. Их можно выявить только биохимическим методом. Диабет, например, путем анализа мочи и крови. Метод используют для установления присутствия аномального гена или для уточнения диагноза. Популяционно-статистический метод. Сбор статистических данных по встречаемости генетических аномалий и смертности новорожденных. Дает возможность рассчитать в популяциях человека частоту встречаемости нормальных и патологических генов, определить долю гетерозигот – носителей аномальных аллелей. Благодаря этому методу удалось установить закономерность появления детей с синдромом Дауна. I. Умение научно интерпретировать данные и использовать доказательства для получения выводов Задание 1. Рассмотрите график зависимости возраста женщины и вероятности рождения ребенка с синдромом Дауна.  Выберите все верные утверждения, которые можно сформулировать на основании анализа представленных данных.
Характеристика задания: Содержательная область оценки: живые системы Компетентностная область оценки: умение находить необходимые данные в источниках информации, представленных в различной форме. Контекст: глобальный Уровень сложности: средний Тип задания: выбор всех правильных ответов Объект проверки: умение научно интерпретировать данные и использовать доказательства для получения выводов. Система оценивания
Задание 2. Используя информацию, представленную в тексте «Методы изучения генетики человека», сопоставьте генетические заболевания, представленные на схемах. Ответ обоснуйте. А.-Синдром Дауна Б-Синдром «Кошачего крика» В- Синдром Клайнфельтера    Рис.1 Рис.2 Рис. 3 Характеристика задания: Содержательная область оценки: живые системы Компетентностная область оценки: умение находить необходимые данные в источниках информации, представленных в различной форме. Контекст: глобальный Уровень сложности: средний Тип задания: на сопоставление Объект проверки: умение научно интерпретировать данные и использовать доказательства для получения выводов. Система оценивания
II.Научно объяснять явления Задание 1(3). Используя таблицу №1, приведите примеры заболеваний человека, которые в значительной степени определяются внешними факторами и в меньшей степени наследственностью и генотипом организма. Ответ обоснуйте. Табл.1 Совпадение (конкордантность) признаков у близнецов.
Характеристика задания: Содержательная область оценки: живые системы Компетентностная область оценки: научное объяснение явлений Контекст: глобальный Уровень сложности: средний Тип задания: на исключение неправильных утверждений Объект проверки: уметь применять соответствующие естественно - научные знания для объяснения явления Система оценивания
Задание 2 (4). На основании представленных текстов и схемы родословной определите тип и характер наследования признака, обозначенного черным цветом. Ответ обоснуйте.  Тип наследования - доминантный или рецессивный признак 1.Вариант первый – если признак доминантный, то в схеме мы увидим следующие признаки: - он встречается часто в каждом поколении, как по вертикали, так и по горизонтали; -если проявляется у одного из родителей, то признак проявятся в первом поколении или у 50% потомства, или 100% - если проявляется у обоих родителей, то признак проявится у потомства в 75% или в 100% случаях. 2.Вариант второй – если признак рецессивный, то: - признак встречается редко, не во всех поколениях, наследование в основном по горизонтали, - наблюдается «перескок» через поколение, - проявляется у детей, родители которых не имеют этого признака, - при наличии признака у одного из родителей, признак проявится у половины потомства либо вообще не проявится. Характер наследования признака – аутосомный или сцепленный с полом. 1.Вариант первый – если признак аутосомный, то он проявляется с одинаковой частотой и у мальчиков, и девочек. 2.Вариант второй – если доминантный, сцепленный с Х-хромосомой: - признак чаще встречается у лиц женского пола, - от отца признак переходит всем дочерям, а все сыновья похожи на мать, 3.Вариант три – если признак рецессивный, сцепленный с Х-хромосомой: -признак чаще встречается у лиц мужского пола - наблюдается «перескок» через поколение от деда к внуку - вероятность наследования 25% от всех детей, и только 50% от мальчиков -девочки же на 100% здоровы. Характеристика задания: Содержательная область оценки: живые системы Компетентностная область оценки: научное объяснение явлений Контекст: глобальный Уровень сложности: высокий Тип задания: на исключение неправильных утверждений Объект проверки: уметь применять соответствующие естественно - научные знания для объяснения явления Система оценивания
Задание 3 (5). Составной частью генетики человека является медицинская генетика – наука, которая изучает явления наследственности и изменчивости в различных популяциях людей, особенности проявления и развития нормальных и патологических признаков, зависимость заболеваний от генетической предрасположенности и условий окружающей среды. Загрязнения окружающей среды мутагенами (веществами, вызывающими мутации) повышает риск появления наследственных заболеваний. Используя ранее полученные знания из области наук биологии, химии, физики, приведите не менее 3-х примеров таких загрязнений. Характеристика задания: Содержательная область оценки: живые системы Компетентностная область оценки: научное объяснение явлений Контекст: глобальный Уровень сложности: сложный Объект проверки: уметь применять соответствующие естественно - научные знания для объяснения явления Система оценивания
III. Понимание особенностей естественно - научного исследования Задание 1 (6). Ученику 10 класса Петру нравится наука «генетика», и после окончания школы он решил получить соответствующее образование и заниматься биомедициной, клинической или лабораторной генетикой. Как узнал Петр, одним из применяемых методов в клинической биомедицине является цитогенетический метод. Он нашел в научной литературе следующее описание этапов лабораторного исследования по изучению кариотипа человека: Схема1  1.подбор клеточного материала, 2.культивирование соматических клеток на искусственных питательных средах (клетки человека быстро размножаются на питательных средах), 3 добавление ФГА - фитогемагглютинина – стимулятора митоза, 4.добавление колхицина – мутагена разрушающего веретено деления во время митоза, для остановки митоза на стадии метафазы, 5.обработка клеток гипотоническим раствором, 6.окрашивание хромосом, 7.изучение под микроскопом, фотографирование, 8.вырезание и построение идеограммы. Далее в статье шло описание клеток, которые чаще всего используются в лабораторных условиях. В большинстве случаев это препараты из клеток костного мозга, кратковременной культуры крови или из длительной культуры кожи и др. Наиболее простым и доступным методом является культивирование клеток крови. После описания данного лабораторного исследования в статье был поставлен вопрос: «Как вы считаете, какие клетки крови возможно использовать для данного цитогенетического исследования?». Давайте вместе с Петром попробуем ответить на этот вопрос. Характеристика задания: Содержательная область оценки: живые системы Компетентностная область оценки: применение естественного - научных методов Контекст: глобальный Уровень сложности: высокий Тип задания: на сопоставление Объект проверки: понимать особенности естественно - научного исследования Система оценивания
Задание 2 (7). Рассмотрев схему, предложенную авторами статьи, Петр обратил внимание на то, что на одном из этапов эксперимента, клетки обрабатываются гипотоническим раствором. Можно ли утверждать, что это необходимое условие данного лабораторного исследования? Ответьте «Да» или «Нет», а потом запишите объяснение своего ответа. Характеристика задания: Содержательная область оценки: живые системы Компетентностная область оценки: применение естественного- научных методов Контекст: глобальный Уровень сложности: средний Объект проверки: понимать особенности естественно - научного исследования Система оценивания
Задание 3 (8). В генетике человека широко используется близнецовый метод. Монозиготные близнецы имеют одинаковый генотип, всегда одного пола, сходство у них почти абсолютное. Но могут быть мелкие различия. Гетерозиготные близнецы похожи друг на друга не более, чем родные братья и сестры, рожденные в разное время. Они могут быть однополые и разнополые. Сходство у них незначительное. Изучая генетические особенности человека, ученые раскрыли некоторые закономерности, подтвердили или опровергли многие выдвинутые гипотезы. К каким выводам пришли ученые-генетики, изучая, в том числе, различных близнецов. Исключите неправильные утверждения. 
Характеристика задания: Содержательная область оценки: живые системы Компетентностная область оценки: применение естественного - научных методов Контекст: глобальный Уровень сложности: средний Тип задания: на исключение неправильных утверждений. Объект проверки: понимать особенности естественно - научного исследования Система оценивания
Спасибо за внимание! |
