Формирование умений проектной деятельности у обучающихся при изучении наследственной изменчивости организмов

Предлагаемая методическая разработка является примером реализации деятельностного подхода в обучении биологии и выполнена на основе материалов курса «Новые педагогические технологии: организация и содержание проектной деятельности учащихся» в процессе обучения на дистанционных курсах повышения квалификации.

Содержание занятий по теме «Наследственная изменчивость» обобщает знания о материальных основах наследственности и изменчивости разных уровней организации живой природы; процессах размножения и развития организмов.

Основой для изучения содержания темы являются:

• знания, полученные при изучении содержания предыдущих разделов «Учение о клетке», «Размножение и индивидуальное развитие организмов», «Основы генетики и селекции», которые обобщают и углубляют знания о роли ядра, хромосом, молекул ДНК как материальных основах наследственности и изменчивости, полученные в 6-9 классах;
• знания о причинах и сущности наследственной изменчивости, полученные в 9 классе.

Таким образом, у обучающихся имеются базовые знания, которые позволяют значительно увеличить долю самостоятельной работы при изучении содержания темы и использовать биологическое содержание для совершенствования умений проектной деятельности. По календарно-тематическому планированию на изучение наследственной изменчивости отводится 4 часа (2 занятия). На первом занятии осуществляется:

• актуализация знаний о наследственной изменчивости;
• формирование представлений об этапах проектной деятельности;
• знакомство с заданиями-модулями по выполнению учебных проектов: определение состава творческих проектных минигрупп (3-4 человека, возможны парные и индивидуальные проекты); выбор руководителей проектов; выполнение этапов проблематизации, целеполагания, формулировки темы проекта, планирования реализации проекта; распределение индивидуальных заданий для выполнения этапов проекта.

Между первым и вторым занятием каждый выполняет взятые на себя обязательства по реализации проекта, создается проектный продукт и пишется письменный отчет о работе над проектом; готовится презентация проекта. При необходимости со стороны преподавателя оказывается методическая помощь. На втором занятии происходит презентация проектных продуктов, их обсуждение и оценка выполнения учебных проектов, рефлексия проектной деятельности.

Повышению успешности выполнения учебных проектов, качественному усвоению биологического содержания способствуют:

• руководство проектной деятельностью со стороны преподавателя, которая осуществляется с помощью «Алгоритма выполнения учебного проекта», разработанного с использованием модульной технологии, «Дневника работы над учебным проектом»; шаблона «Отчета о работе над проектом»;
• использование современных образовательных цифровых ресурсов, содержащих анимационные модели, отражающие сущность сложнейших процессов самовоспроизведения, реализации наследственности и изменчивости на молекулярном, клеточном, организменном уровнях; ИКТ – технологии.

Тема: Наследственная изменчивость.

Цель: создание педагогической ситуации, способствующей приобретению студентами положительного опыта проектной учебной деятельности при изучении биологического содержания – наследственной изменчивости организмов.

Задачи:

Образовательные: продолжить формирование знаний студентов о взаимосвязи строения и функционирования материальных основ наследственности и сущности наследственной изменчивости, причинах и последствиях различных видов мутаций; о сущности и этапах проектной деятельности.

Развивающие: продолжить формирование умений осуществления проектной деятельности; работы в группе по достижению единой цели; использования цифровых образовательных ресурсов для приобретения предметных знаний.

Воспитывающие: способствовать воспитанию чувства ответственности за выполнение заданного объёма работы, чувства партнерства.

Оборудование: мультимедийный проектор, индивидуальные компьютеры, объединенные локальной сетью; цифровые образовательные ресурсы: «Лабораторный практикум. Биология 6-11 класс», мультимедийный интерактивный курс компании «Физикон» «Открытая биология 2.5», задания для организации проектной деятельности: «Алгоритм выполнения учебного проекта», «Дневник работы над проектом» (Приложение 1).

План

1. Организационный этап.

2. Изучение нового материала.

2.1 Актуализация знаний обучающихся о наследственной изменчивости.

Беседа по вопросам и заданиям.

• Какое свойство живой природы обеспечивает непрерывность жизни на планете?
• Какие свойства живых систем реализуются в процессе самовоспроизведения?
• Дайте определение наследственности и изменчивости.

Наследственность – это свойство организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение.

Изменчивость – это свойство организмов приобретать новые признаки и свойства в процессе индивидуального развития.

• В чем противоположность этих свойств живой природы?
• В чем связь наследственности и изменчивости?
• Сформулируйте определение наследственной изменчивости.

Наследственная изменчивость – это свойство организмов передавать следующим поколениям вновь приобретенные признаки и свойства.

• Заполните таблицу 1 «Особенности самовоспроизведения на разных уровнях организации живой природы».

Таблица 1

Особенности самовоспроизведения на разных уровнях организации живой природы

• Какая структура выступает материальной основой наследственности и изменчивости на каждом из этих уровней организации жизни?
• Какие нарушения возможны при самовоспроизведении этих материальных структур?

Формулировка основных понятий как результат беседы.

Мутации – наследственные изменения генетического материала.

Генеративные мутации – это мутации, возникающие в половых клетках, которые не влияют на признаки данного организма и проявляются только в следующем поколении.

Соматические мутации - это мутации, возникающие в соматических клетках, которые проявляются у данного организма и не передаются следующему поколению при половом размножении.

Генные или точковые мутации - изменения, обусловленные заменой одного или нескольких нуклеотидов в пределах одного гена. (Изменения в цепочке: ген – белок - признак).

Хромосомные мутации – изменения, обусловленные нарушением структуры отдельных хромосом.

Геномные мутации - изменения кариотипа (числа хромосом), кратные или не кратные гаплоидному числу хромосом.

Полиплоидия - увеличение числа хромосом, кратное гаплоидному числу хромосом.

Летальные - мутации, не совместимые с жизнью.

Полулетальные – мутации, резко снижающие жизнеспособность, частично или полностью останавливающие развитие [1].

2.2 Выполнение учебного проекта.

Знакомство обучающихся с этапами проектной деятельности.

Задание: Спиши текст, вставив слова из предложенного перечня: целеполагание, проблематизация, тема, реализация, задачи, способы, спланировать, сроки, презентация.

Первый этап работы над проектом -……………., так как началом работы над проектом является наличие проблемы, которая вытекает из противоречия между имеющимся и необходимым или имеющимся и желаемым. Из проблемы проекта следует его ………….., - краткая формулировка исходной проблемы. Следующий этап - ……………… . Достижение цели проекта должно способствовать решению исходной проблемы. На этом же этапе необходимо определиться с проектным продуктом, решить, что будет создано для достижения цели проекта. Далее надо …………….. все шаги, которые предстоит пройти от исходной проблемы до реализации цели проекта, определить ……………. и ………….. работы, наметить ………….. . На следующем этапе будет проходить ……………. намеченного плана. После выполнения всех запланированных шагов и создания проектного продукта, пишут отчет о работе над проектом. Далее предстоит ……………. проекта, показывающая результат работы и компетентность автора, которую он приобрел в процессе работы [2].

Формирование проектных групп, выбор руководителя проекта.

Работа над проектом с использованием «Алгоритма выполнения учебного проекта» и «Дневника работы над проектом» (Приложение 1).

Алгоритм выполнения учебного проекта

УЭ-0. Интегрирующая цель: приобрести опыт проектной деятельности на примере разработки учебного проекта; изучить сущность наследственных изменений и причины их возникновения.

УЭ-1. Цель: научиться выделять и формулировать проблему.

1. Прочитайте определение «Проблема - сложный теоретический или практический вопрос, требующий изучения, разрешения; в науке - противоречивая ситуация в виде противоположных позиций в объяснении явлений, объектов, процессов, разрешение которой является прагматической целью проекта» [2].
2. Обсудите в группе ответы на вопросы:
   Как связано это определение с изучаемым биологическим содержанием?
   Какой вид наследственной изменчивости вам наиболее интересен?
   Что именно вы хотите узнать об этом явлении?
   Зачем вам необходимы эти знания?
3. Сформулируйте проблему вашего учебного проекта, используя жизненный опыт, приведенные примеры: изменение прически, изменение интерьера вестибюля учебного заведения, изучение древнего металлургического производства на территории Череповецкого района, изучение истории возникновения и традиций «Дня студента» и др.
4. Запишите формулировку проблемы в «Дневник работы над проектом».

УЭ-2. Цель: научиться формулировать цель и тему учебного проекта, создавать образ ожидаемого результата - проектного продукта.

1. Сформулируйте цель своего учебного проекта, используя жизненный опыт и приведенные примеры.

2. Сформулируйте тему своего учебного проекта и создайте образ проектного продукта, учитывая, что тема проекта часто является краткой формулировкой исходной проблемы, а проектный продукт является ожидаемым результатом проектной деятельности, реальным средством решения проблемы, разработанным участниками проекта в ходе его выполнения и представляется на публичное обсуждение.

3. Запишите цель, тему проекта и проектный продукт в «Дневник работы над проектом».
4. Убедитесь, что между проблемой, целью и ожидаемым результатом существует необходимая связь. Для этого обсудите ответы на следующие вопросы:
   Если вы достигните цели своего проекта, будет ли решена его проблема?
   Если вы создадите предполагаемый продукт, будет ли достигнута цель проекта?
5. Запишите ответы в «Дневник работы над проектом».

УЭ-3. Цель: научиться планировать выполнение учебного проекта.

1. Разбейте весь путь от исходной проблемы до цели учебного проекта на отдельные этапы.
2. Определите задачи каждого этапа, способы работы на каждом этапе, сроки выполнения каждого этапа, имеющиеся и недостающие знания и ресурсы, долю участия каждого участника проектной группы на отдельных этапах учебного проекта.
3. Заполните соответствующий раздел «Дневника работы над проектом», обсудив ответы на поставленные вопросы.

УЭ-4. Цель: научиться работе в группе по выполнению общего учебного проекта, следуя разработанному плану.

1. Приступайте к последовательному выполнению намеченных этапов работы, чередуя индивидуальную работу с обсуждением промежуточных результатов работы всей группой.
2. Используйте современные образовательные ресурсы: «Лабораторный практикум. Биология 6-11 класс», мультимедийный интерактивный курс компании «Физикон» «Открытая биология 2.5»; интернет-ресурсы http://diplom.mistic-egypt.by.ru/content/chapter2/paragraph6/cell-cikl.html http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/biologiya/NASLEDSTVENNOST.html?page=0,1 .
3. Проанализируйте работу после выполнения каждого этапа, заполнив соответствующий раздел «Дневника работы над проектом».

УЭ –5. Цель: научиться составлять письменный отчет о работе над учебным проектом.

1. Составьте индивидуально письменные отчеты о работе над учебным проектом, используя необходимые фразы из предложенного шаблона.
2. Обсудите индивидуальные письменные отчеты и составьте единый общий отчет о работе над учебным проектом.

УЭ- 6. Цель: научиться защищать учебный проект, приобрести навык публичного выступления по презентации проектного продукта и самопрезентации собственной компетентности.

1. Составьте индивидуально план защиты учебного проекта вашей группы, презентации проектного продукта.
2. Проведите защиту учебного проекта внутри группы, предоставив слово каждому участнику группы.
3. Выберите самый удачный вариант защиты, доработайте его все вместе.
4. Оцените учебный проект своей группы, используя критерии [3].

УЭ –7. Цель: научиться оценивать учебные проекты, используя критерии оценки.

1. Заслушайте защиту учебных проектов и презентацию проектных продуктов других творческих групп.
2. Оцените каждый проект по предложенным критериям, обсудив оценки в своей группе.
3. Проанализируйте индивидуально результаты своей учебной деятельности

Литература

1. Мамонтов С. Г. Общая биология /С.Г. Мамонтов, В. Б. Захаров - М: Высшая школа, 2008.
2. Ступницкая М.А. Материалы курса «Новые педагогические технологии: организация и содержание проектной деятельности учащихся»: Лекции 1-4 /М.А. Ступницкая – М: Педагогический университет «Первое сентября», 2009.- 64с.
3. Ступницкая М.А. Материалы курса «Новые педагогические технологии: организация и содержание проектной деятельности учащихся»: Лекции 5-8 /М.А. Ступницкая – М: Педагогический университет «Первое сентября», 2009.- 68с.