Развитие познавательных универсальных учебных действий учащихся при решении задач по цитологии.
методическая разработка по биологии (10 класс)

Развитие познавательных универсальных учебных действий учащихся при решении задач по цитологии.

Новый мир имеет новые условия и требует новых действий.
Н. Рерих

         Итоговая аттестация направлена на проверку предметных результатов, но частично охватывает и метапредметные результаты, в частности - познавательные, на формирование которых следует обращать внимание начиная с 5класса (первых уроков биологии).  

         В своей работе я руководствуюсь тем, что универсальные учебные действия (УУД) — это умение учиться, то есть способность человека к самосовершенствованию через усвоение нового социального опыта.

Познавательные универсальные учебные действия включают:

 общеучебные,

логические универсальные действия,

действия постановки и решения проблем. 

• общеучебные учебные действия – умение поставить учебную задачу, выбрать способы и найти информацию для ее решения, уметь работать с информацией, структурировать полученные знания;
• логические учебные действия – умение анализировать и синтезировать новые знания, устанавливать причинно-следственные связи, доказать свои суждения;
• постановка и решение проблемы – умение сформулировать проблему и найти способ ее решения.

        Формирование универсальных учебных действий это один из приоритетов современного  образования. Действующие ранее стандарты акцентировали внимание на предметном содержании образования. В основу обучения был положен объём знаний, умений, навыков, который должен освоить ученик. Ученые и учителя определяли, что нужно знать ученику по тому или иному предмету. Однако становится очевидным, что требования к уровню подготовки ученика по конкретным предметам не означают его успешной социализации после окончания школы. Конкурентоспособность личности определяется не только предметными знаниями, а и надпредметными умениями к самостоятельной организации собственной деятельности. Поэтому сегодня, когда информация так быстро обновляется, ученику школы важно не только усвоить определенный объем знаний, но и освоить универсальные учебные действия.

         Способности к саморазвитию позволяет  определить систему универсальных учебных действий как ключевую компетенцию, обеспечивающую у учащихся «умение учиться».

         Остановлюсь более подробно на формировании познавательных универсальных учебных действиях.

Например, чтобы научить ребёнка ставить и формулировать проблемы, надо:

1.  Вначале сформировать у него опыт, умение видеть проблемы;
2.  Затем он должен узнать, что такое проблема, почему важно самому уметь ставить и формулировать её, как это делать;
3.  Научиться сознательно формулировать проблемы;
4.  В завершении, проконтролировать его.

        Достижение ожидаемого результата - умение ставить и формулировать проблему,  дело не одного урока. Только планомерное систематическое использование деятельностного метода обучения, проблемно-диалогического метода на уроках, на мой взгляд, позволит сформировать это познавательное универсальное учебное действие у учащихся.

На мой взгляд, нужно: 

• во-первых, должна быть системная организация учебного процесса, которая начинается с 5 класса, а  подготовка к ЕГЭ как одна из ее составляющих в 10-11 классах (9, 10, 11  - элективы);
• во-вторых, провести отбор содержания материала по темам;
•  в-третьих, чтобы учащиеся смогли освоить универсальные способы действий, необходимо разнообразить формы, методы их достижения.

        Приведу примеры заданий, которые помогут педагогу формировать у детей познавательные УУД на уроках биологии при решении задач по цитологии при подготовке к ЕГЭ.

Типы задач по цитологии

        Задачи по цитологии, которые встречаются в ЕГЭ, можно разбить на несколько основных типов. Первый тип связан с определением процентного содержания нуклеотидов в ДНК и чаще всего встречается в 1 части  экзамена. Ко второму относятся расчетные задачи, посвященные определению количества аминокислот в белке, а также количеству нуклеотидов и триплетов в ДНК или РНК. Этот тип задач может встретиться как в части 1,  так в части 2.

        Задачи по цитологии, связанные с работой по таблице генетического кода,   требуют от абитуриента знаний по процессам транскрипции и трансляции. Такие задачи составляют большинство вопросов части 2  части в ЕГЭ.

        Ещё один тип задач по цитологии основан на знаниях об изменениях генетического набора клетки во время митоза и мейоза.

Ниже предложены решения задач всех типов и приведены примеры для самостоятельной работы.

I. Задания, которые позволяют учащимся овладевать логическими действиями: сравнение, анализ, синтез, обобщение, классификация по родо-видовым признакам, установления аналогий и причинно-следственных связей на уроках биологии.

1. Фрагменты каких клеток изображены на рисунках А и Б? Назовите черты сходства и различия в их строении.

2. Организмам каких царств принадлежат изображённые на рисунке клетки?      

                                       Что конкретно делают дети?  Как легко она справляются с заданием? Как  их для этого мотивировать?

Ответ обоснуйте, используя указатели на рисунках.  

По-прежнему важным и надежным источником информации являются печатные источники и, в первую очередь, учебники. В ходе обучения биологии используются разнообразные приемы работы с текстом учебника:

• найди место в учебнике, где описывается объект, представленный на рисунке ...;
• уточни текст, упрости его, так, чтобы смысл не потерялся (упражнение “редактор”);
• поставь вопросы к данному абзацу;
• составь суждение по тексту параграфа...;
• выдели ключевые слова в отрывке текста, расположи их на листе;
• расскажи по опорным словам (разверни информацию);
• заполни “слепой текст” терминами из изучаемой темы ...;
• создай таблицу (сверни информацию) по ...;
• составь план изучения темы ... (алгоритмируя его в зависимости от того, что мы изучаем – процесс, организмы, признаки организмов);
• составь набор понятий темы...;
• составь предложения по теме ..., используя слова “так, как”, “потому что”, следовательно”, “если, то”;

        Важной задачей учителя является работа, направленная на обучение анализу учебного текста, актуализации имеющихся у учащихся знаний, формирование понимания предлагаемого содержания, выявление логических связей между фактами, понятиями, законами, установление связей между отдельными текстовыми фрагментами, параграфами, разделами.

Работа с таблицами, графиками, отражающими как строение, так и процессы жизнедеятельности объектов живой природы, требует от учащихся активизации внимания, воли, памяти, мышления.

Для формирования и развития умения “свертывания” информации можно использовать алгоритм составления схемы. Алгоритм составления схемы:

• Запишите тему, выделите ключевые слова.
• Найдите основные разделы текста, дайте им названия.
• Установите взаимосвязи (стрелки, блоки).
• Приведите примеры.

Какие задания можно использовать для диагностики и формирования познавательных универсальных учебных действий:

• “найди отличия”;
• “на что похоже?”;
• поиск лишнего;
• “лабиринты”;
• “логические цепочки”;
• хитроумные решения;
• составление схем-опор, схематических моделей с выделением существенных характеристик объекта;
• работа с таблицами, преобразование информации из одного вида в другой (таблицу в текст и др.)
• работа со справочным материалом (словари, справочники, энциклопедии, ресурсы Интернета).

II. Использование знаково - символических средств представления информации для создания моделей изучаемых объектов и процессов, схем решения учебных и практических задач.

1. Назовите зародышевый листок позвоночного животного, обозначенный на рисунке цифрой 3. Какой тип ткани  и какие органы формируются из него?

2.

Назовите мономер, изображённый на представленной схеме. Опишите функции биополимера, в состав которого он входит. Что обозначено буквами А, Б, В?

3.  Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны и исправьте их. Это еще и смысловое чтение !

1) У всех живых организмов генетическая информация о структуре и свойствах белков закодирована в нуклеиновых кислотах. 2) Генетический код триплетен. 3) Каждый триплет кодирует несколько аминокислот. 4) каждая аминокислота кодируется одним триплетом. 5) Генетический код универсален, един для всего живого, кроме вирусов.

4.  Определите тип и фазу деления клетки, изображённой на рисунке. Ответ обоснуйте. Какие процессы происходят в этой фазе?

1) на рисунке изображена анафаза митоза;

2) у полюсов клетки располагаются гомологичные однохроматидные хромосомы, поэтому это митоз;

3) в эту стадию происходит разделение центромер, сестринские хромосомы расходятся к полюсам клетки.

III. Работа с текстом. Смысловое чтение.  

5.  Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент молекулы ДНК, на которой синтезируется центральный участок т-РНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: АЦГГТААТТГЦТАТЦ. Установите нуклеотидную последовательность участка т-РНК, который синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта                т-РНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону т-РНК. Ответ поясните. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

1)Нуклеотидная последовательность участка тРНК: УГЦЦАУУААЦГАУАГ;

2)нуклеотидная последовательность антикодона УАА (третий триплет) соответствует кодону на иРНК АУУ;

3) по таблице генетического кода этому кодону соответствует аминокислота Иле, которую будет переносить данная тРНК.

6. Фрагмент одной из цепей ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов:

-АТААГГАТГЦЦТТТТ-. Определите последовательности нуклеотидов в и-РНК и аминокислот в полипептидной цепи. Что произойдёт в полипептиде, если в результате мутации во фрагменте гена выпадет второй триплет нуклеотидов? Для выполнения задания используйте таблицу генетического кода.

1)Последовательность нуклеотидов в молекуле иРНК:  -УАУУЦЦУАЦГГАААА;

2)последовательность аминокислот в полипептиде: Тир-Сер-Тир-Гли-Лиз;

3)при выпадении второго триплета нуклеотидов из цепи ДНК (АГГ) аминокислота серин (Сер) не будет входить в состав полипептида (Тир-Тир-Гли-Лиз), белок изменит структуру и свойства.

7. Белок состоит из 150 аминокислот. Установите число нуклеотидов участков молекул  и-РНК и ДНК, кодирующих данные аминокислоты, и общее число молекул т-РНК, которые необходимы для переноса этих аминокислот к месту синтеза. Ответ поясните.

1)Генетический код триплетен – одну аминокислоту кодируют три нуклеотида, число нуклеотидов на иРНК: 150х3=450;

2)число нуклеотидов в участке одной цепи ДНК соответствует числу нуклеотидов на иРНК – 450 нуклеотидов;

3)каждую аминокислоту переносит к месту синтеза 1 тРНК, следовательно, число тРНК равно 150.

 8. В биосинтезе полипептида участвовали т-РНК, содержащие антикодоны: УАЦ, ЦЦА, ГГА, УГА. Определите соответствующую последовательность нуклеотидов на и-РНК и соответствующем участке ДНК, а также последовательность аминокислот во фрагменте полипептида, который синтезируется на этом участке и-РНК. Для ответа используйте таблицу генетического кода.

1)Последовательность нуклеотидов на и-РНК: АУГГГУЦЦУАЦУ;

2)последовательность нуклеотидов на ДНК: ТАЦЦЦАГГАТГА;

3)последовательность аминокислот в полипептиде: мет-гли-про-тре.

9. В соматических клетках дрозофилы содержится 8 хромосом. Как изменится число хромосом и молекул ДНК в ядре при гаметогенезе перед началом мейоза, в конце телофазы мейоза 1 и мейоза 2? Объясните полученные результаты.

10.   Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека составляет около 6х мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в ядре при овогенезе перед началом мейоза, в профазе мейоза 1 и мейоза 2. Объясните полученные результаты.

11. Какой хромосомный набор характерен для клеток листьев мха кукушкина льна и его спор? Объясните, их каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.

1) Набор хромосом клеток листьев мха – n, в спорах мха – n;

2) взрослое растение с листьями развивается из гаплоидной споры путём митоза;

3) споры образуются на спорофите путём мейоза.