Дополнительная общеобразовательная программа естественнонаучной направленности «Лаборатория «Введение в биотехнологии и генетику»
рабочая программа по биологии (10 класс)

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 4»

          Дополнительная общеобразовательная программа

      естественнонаучной

    направленности

      «Лаборатория «Введение в биотехнологии и генетику»

                                Программа рассчитана на 17 часов.

Разработчик: Дикая Алёна Николаевна,

учитель биологии высшей квалификационной категории

.

г.Радужный,2021 г

         Аналитическая справка

В рамках регионального проекта «Успех каждого ребенка» национального проекта «Образование» на основании государственной программы Ханты-Мансийского автономного округа – Югры «Развитие образования», утвержденной постановлением Правительства Югры от 5 октября 2018 года № 338-п «О государственной программе Ханты-Мансийского автономного округа – Югры «Развитие образования»,

приказа Департамента образования и молодежной политики Ханты-Мансийского автономного округа – Югры от 23 марта 2019 № 1391 «О реализации мероприятий по созданию в 2020 году новых мест дополнительного образования детей в Ханты- Мансийском автономном округе- Югре»,

 приказа Департамента образования и молодежной политики Ханты-Мансийского автономного округа – Югры от 11 марта 2020 года № 347 «Об итогах конкурсного отбора муниципальных районов и городских округов на предоставление в 2020 году субсидии из бюджета автономного округа на создание новых мест дополнительного образования детей в пределах регионального проекта «Успех каждого ребенка» национального проекта «Образование»,

муниципальной программы «Развитие образования в городе Радужный на 2019-2025 годы и на период до 2030 года», утвержденная постановлением администрации города Радужный от 24.12.2018 №2224,

приказа управления образования от 14 апреля 2020г № 189 «О реализации плана мероприятий («дорожной карты») по созданию новых мест дополнительного образования детей в сфере образования города Радужный,

а также в целях достижения показателей и результатов отдельных мероприятий регионального проекта «Успех каждого ребенка», направленных на создание современной модели дополнительного образования в сфере образования города Радужный.

Программа содержит пояснительную записку, в которой раскрывается направленность дополнительной общеобразовательной программы, новизна, актуальность, педагогическая целесообразность, определяются цели и задачи дополнительной общеобразовательной программы, указываются отличительные особенности программы от уже существующих в этой области, возраст детей, участвующих в реализации программы, сроки реализации, формы и режим занятий, ожидаемые результаты, формы подведения итогов реализации. Затем приводится образовательная программа модулей, отражающая основные образовательные и игровые формы работы, требования к знаниям и умениям учащихся, основные темы практических занятий и выделяемое на них количество часов. Далее указывается методическое и информационное обеспечение программы.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Успехи мировой биотехнологии весьма значительны. В России она становится приоритетной в программе научно-технического прогресса. В недалеком будущем методы клеточной и генной инженерии станут обыденными в создании живых систем с заданными параметрами. В настоящее время достижения биотехнологии вызывают большой интерес в обществе. Для развития личности школьника третьего тысячелетия необходимо обеспечить его современными знаниями основ наук, новейшими методами познания закономерностей развития природы и общества, способствующими его ориентации в различных сферах деятельности. Современное обучение школьников невозможно без ознакомления с приоритетными направлениями биологических наук, их интеграцией с другими перспективными смежными областями.  

 Биотехнология— дисциплина, изучающая возможности использования живых организмов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач, а также возможности создания живых организмов с необходимыми свойствами методом генной инженерии.

Биотехнологией часто называют применение генной инженерии в XX—XXI веках, но термин относится и к более широкому комплексу процессов модификации биологических организмов для обеспечения потребностей человека, начиная с модификации растений и животных путем искусственного отбора и гибридизации. С помощью современных методов традиционные биотехнологические производства получили возможность улучшить качество пищевых продуктов и увеличить продуктивность живых организмов.

 Программа направлена на формирование культуры здорового и безопасного образа жизни, укрепление здоровья детей, формированию у них позитивного и ответственного отношения к применению лекарственных средств, использованию рецептов народной медицины. Она способствует интеллектуальному развитию подростков, формирует систему знаний и умений о способах сохранения и улучшения здоровья.

  Мероприятия, предлагаемые в программе, направлены на формирование и развитие творческих способностей детей и подростков, повышения интереса учащихся к своему организму.

В основу программы положено содержание школьных учебников по общей биологии, химии и экологии для средних общеобразовательных учреждений и ныне действующие стандарты базисного и профильного обучения биологии и химии.

Содержание материала данного курса расширено историческими данными об открытиях, способствующих развитию биотехнологии, сведениями о методах клеточной и генной инженерии, актуальных научных основах современной биотехнологии, ценными в образовательном, воспитательном и развивающем отношении. В программе рассматриваются вопросы современного состояния и перспективы развития биотехнологии, при этом особое внимание уделено методам биотехнологии, позволяющим раскрыть генетический потенциал организма с последующей реализацией в коммерческий продукт.

Наибольшее внимание: биологическим, научно-техническим и экономическим предпосылкам в развитии биотехнологии; основным методам и приемам молекулярной и клеточной биотехнологии; принципам и правилам конструирования генов и генотипов in vitro; методам получения биотехнологической коммерческой продукции. Материал программы обеспечивает учащихся знаниями практического использования биотехнологических методов и исследований, сведения о которых, возможно, помогут учащимся выбрать будущую профессию.

Актуальность: 

Актуальность программы обусловлена мыслительными операциями, которые позволяют включить интеллектуальную деятельность в различные стороны личности ребенка, прежде всего с мотивацией и интересами. А обучение по таким дополнительным образовательным программам как «Лаборатория «Введение в биотехнологии и генетику» в том числе будет оказывать влияние на развитие внимания, памяти, эмоции и речи ребенка. А так как исследовательская деятельность занимает в данной программе не последнее место, то она особенно актуальна, поскольку именно на этом этапе учебная деятельность является ведущей и определяет развитие главных познавательных особенностей развивающейся личности.  

 Обучаясь по программе «Лаборатория «Введение в биотехнологии и генетику», учащиеся могут пополнить знания по биологии, химии и экологии, которые имеют важное значение для правильной социальной адаптации в быстро меняющимся мире. Кроме того, в рамках реализации программы происходит формирование заинтересованного отношения к собственному здоровью, даются рекомендации по организации питания, появляются правильные знания о пищевых и косметических добавках, видах пищевой продукции; проводятся спортивные занятия, беседы и фильмы о вреде табака, алкоголя и наркотиков, выпуск санбюллетней, профилактика вредных привычек.

В течение учебного года учащиеся выполняют исследовательские и социальные проекты по фармакологии, пищевой биотехнологии, биотехнологии природной растительности, работают в библиотеке с литературой, а также с использованием цифровых лабораторий, цифровых микроскопов и другого цифрового оборудования. А чтобы темы данной программы не затрагивали лишь научную часть вышеуказанных наук, исследовательские работы сопровождаются беседами с кондитерами и поварами, а также школьными медицинскими работниками.

Новизна: 

Любая наука зарождается, развивается, может прекратить свое существование или, наоборот, развиваться длительное время, пополняется знаниями из других наук или интегрироваться с некоторыми из них. Как и любая отрасль знания, биотехнология имеет длительный путь возникновения и становления. В настоящее время биотехнология развивается стремительными темпами. Целью и результатом всех биотехнологических исследований является создание продукта. К новейшим достижениям относят получение генно-модифицированных растений, клонирование животных, антител для лечения инфекционных заболеваний и т.д. Успехи мировой биотехнологии весьма значительны. На фоне таких открытий и создана программа «Лаборатория «Введение в биотехнологии и генетику», в которой приоритетным являются открытия научно-технического прогресса. 

Педагогическая целесообразность данной программы заключается в том, чтобы:  

программы объясняется тем, что её содержание нацелено на развитие личности обучающегося, так как она основывается на экспериментальной деятельности и способствует развитию исследовательского мышления, формируя навыки осуществления экспериментальной деятельности. Требования программы направлены на реализацию деятельностного, практико-ориентированного и личностно - ориентированного подходов; освоение обучающимися интеллектуальной и практической деятельности; овладение знаниями и умениями, востребованными в повседневной жизни, позволяющими ориентироваться в окружающем мире, значимыми для сохранения окружающей среды и собственного здоровья.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ПРОГРАММЫ

Цель: формирование у учащихся представление о биотехнологии, ее современном статусе и этапах развития, основных направлениях – клеточной и генной инженерии, показать области применения генномодифицированных организмов и продуктов их жизнедеятельности, раскрыть роль биотехнологии как приоритетного направления в научно-техническом прогрессе, познакомить с этическими проблемами, возникающими при развитии науки. А также формирование культуры здорового и безопасного образа жизни, укрепления здоровья детей.

Задачи:

Образовательные:

• расширить и углубить знания о нуклеиновых кислотах, природе гена, вирусах, прокариотах и эукариотах, половом процессе у бактерий, иммунитете, закономерностях наследственности и изменчивости, регуляции активности генов и т. д.;  
• развить познавательные интересы при изучении достижений биотехнологии за последние десятилетия (получение антител для лечения и диагностики инфекционных и наследственных заболеваний, создание поли- и субъединичных вакцин, изобретение новых лекарственных препаратов, установление степени родства людей, получение новейших сортов растений с нехарактерными для них свойствами и т. д.);  
• расширить кругозор через работу с дополнительной литературой;  
• развить общеучебные и интеллектуальные умения: сравнивать и сопоставлять биотехнологические объекты, методы биотехнологии, анализировать полученные результаты научных исследований ученых в микробиологии, молекулярной биологии, биохимии, генетике, выявлять причинно-следственные связи при изучении методов биотехнологии, биологических явлений: трансформации, трансдукции и др., обобщать факты, делать выводы; воспитать на примере открытий в биотехнологии убежденность в познаваемости природы, действии единых закономерностей для материального мира;  
• воспитать бережное отношения к своему здоровью, культуру питания при отборе традиционных и генномодифицированных продуктов питания; культуру уважения чужого мнения и аргументированное отстаивание своих убеждений при участии в дискуссиях.  
• Расширить и углубить теоретические знания в области биологии, химии, экологии человека, охраны здоровья человека и биотехнологии;
• сформировать знания о современных методах конструирования клеток и генетических программ организмов. Ознакомить с примерами получения клонированных и трансгенных организмов, областями их применения освоить методы оценки качества среды обитания, анализа продуктов питания.

Развивающие:

• Развить коммуникативные способности;
• Развить потребности в приобретении экологических знаний, ориентация на практическое их применение;  
• Сформировать и развить экологическое мышление, умение применять его в познавательной, коммуникативной, социальной практике;
• развить общеучебные и интеллектуальные умения: сравнивать и сопоставлять биотехнологические объекты, методы биотехнологии, анализировать полученные результаты научных исследований ученых в микробиологии, молекулярной биологии, биохимии, генетике, выявлять причинно-следственные связи при изучении методов биотехнологии, биологических явлений: трансформации, трансдукции и др., обобщать факты, делать выводы  
• Развить умения оценивать результаты взаимодействия людей с природой (взаимодействие приносит вред природе, безобидно, полезно).
• Привить навыки исследовательской и творческой работы;

• Расширить кругозор через работу с дополнительной литературой; Воспитательные:

• Воспитать на примере открытий в биотехнологии убежденность в познаваемости природы, действии единых закономерностей для материального мира; Развитие личностных качеств: аккуратности, трудолюбия, ответственности к себе и своему здоровью;
• Стимулировать потребность в труде, приобщение к коллективной деятельности;

СТРУКТУРА ПРОГРАММЫ

Главная идея программы заключается в том, что она предназначена для расширения кругозора обучающихся старшего звена через знакомство с основами биотехнологии на жизненных примерах, которые знают обучаемые. Материал программы обеспечивает учащихся знаниями практического использования биотехнологических методов и исследований, сведения о которых, возможно, помогут учащимся выбрать будущую профессию. В процессе реализации программы создаются условия для самостоятельной деятельности, что содействует развитию умений работать с большими объёмами информации, выявлять проблемные вопросы, пытаться найти ответы

Данная программа состоит из одного образовательного модуля:

1-й модуль «Введение в биотехнологии и генетику»

Целевая аудитория: учащиеся 10-11 класса.

Формы работы: 

Основной формой организации работы в рамках программы на занятиях является исследовательская деятельность - один из методов проблемного обучения. Исследовательский характер деятельности способствует воспитанию у школьников инициативы, активного, добросовестного отношения к научному эксперименту, увеличивает интерес к изучению экологических проблем родного края. Причем, при проведении исследовательской работы каждый обучающийся является членом исследовательского коллектива, имеет определенные обязанности перед ним и особую ответственность за результат своей работы. Исследовательская деятельность в рамках программы «Лаборатория «Введение в биотехнологии и генетику» способствует формированию у обучающихся эколого-биологических и медико-фармакологических знаний.

Компетентности, приобретаемые учащимся:

Учебно-познавательные:

умение ставить цель и организовывать её достижение, уметь пояснить свою цель;

организовывать планирование, анализ, рефлексию, самооценку своей учебнопознавательной деятельности;

задавать вопросы к наблюдаемым фактам, отыскивать причины явлений, обозначать свое понимание или непонимание по отношению к изучаемой проблеме;

ставить познавательные задачи и выдвигать гипотезы; выбирать условия проведения наблюдения или опыта; выбирать необходимые приборы и оборудование, владеть измерительными навыками, работать с инструкциями; использовать элементы вероятностных и статистических методов познания; описывать результаты, формулировать выводы;

способность объединять в одно целое и умение применять отдельные части знаний;

решать учебные и самообразовательные задачи; получать пользу из обучающей деятельности;  

Исследовательские:  

получение и переработка поступающей информации;

обращение к различным источникам данных и их использование;

обучающиеся принимают участие на конференциях, конкурсах и форумах с проектами и исследовательскими работами.

         Социально-личностные:  

оценивать подходы, связанные со здоровьем, потреблением и окружающей средой.

анализ информации, полученной из различных предметных областей;  

Моделирование ситуации;  

составление алгоритмов деятельности по разрешению ситуации;

Коммуникативные:  

выслушивать и принимать во внимание убеждения и мнения по той или иной проблеме других людей;

выступать на публике - владение способами презентации себя и своей деятельности.  

Информационные:

способствование формированию информативной компетентности учащихся посредством освоения системой знаний в области современных ИКТ;  

формирование         у         учащихся         логического         (алгоритмического)         способа мышления;  

развитие познавательной деятельности, что будет способствовать подготовке учащихся к жизни в информационном обществе.

Ожидаемые результаты

Учащиеся должны: Знать/ понимать: 

1.основные открытия в области цитологии, генетики, биохимии, молекулярной биологии, способствующие развитию биотехнологии;  

2.методы клеточной и генной инженерии;  

3.области применения трансгенных растений; достижения биотехнологии в области медицины; этические проблемы биотехнологии.  

Уметь:  

1.описывать этапы микроклонального размножения растений, клонирования беспозвоночных и позвоночных животных, получение моноклональных антител,

создание векторов;  

2.провести эксперименты по методике острого опыта с использованием различных тест объектов, анализу качества продуктов питания и другие; микробиологическому культивированию бактерий.

3.провести измерения с помощью цифровой лаборатории: Архимед»

4.выполнить и защитить на городском и других уровнях исследовательскую работу, по теме, выбранной обучающимися.

5. Качество выполненной исследовательской работы и уровень усвоения содержания программы оценивается по результатам участия обучающихся в научных конференциях, конкурсах и форумах. В Приложении имеются критерии оценки исследовательских работ. Оценка индивидуального прогресса обучающихся проводится с целью определенных коррекционных педагогических действий. Индивидуальный прогресс обучающихся при реализации данной программы представлен в виде формирования портфолио материалов обучающегося, где будут представлены документы, свидетельствующие о результативном участии в мероприятиях различного уровня.  

Индивидуально-образовательная траектория          

Данная программа позволяет создать для каждого обучающегося индивидуально образовательную программу (ИОП). Это связано с тем, что отдельно взятый ребенок в рамках программы может отработать методы и технику самостоятельной работы при планировании работы, а также, благодаря небольшому количеству обучающихся в группе, у каждого обучающегося может быть сформулирована личностно-ориентированная задача по проектированию индивидуально-образовательной траектории, а это способствует повышению личностного образовательного роста обучающегося. Так, например, в программе заложено большое количество практических работ и с учетом ИОТ каждый обучающийся может выбрать себе по силам практическую работу, которая может стать первым шагом к созданию соей собственной исследовательской работы.

Так и программа «Лаборатория «Введение в биотехнологии и генетику» отчасти направлена на формирование культуры здорового и безопасного образа жизни, укрепление здоровья детей.

Технологическое описание образовательного модуля

1 модуль «Введение в биотехнологии и генетику»

Цель: сформировать у учащихся представление о биотехнологии, ее современном статусе и этапах развития, основных направлениях – клеточной и генной инженерии, показать области применения генномодифицированных организмов и продуктов их жизнедеятельности, раскрыть роль биотехнологии как приоритетного направления в научно-техническом прогрессе

Задачи модуля: 

расширить и углубить знания о нуклеиновых кислотах, природе гена, вирусах, прокариотах и эукариотах, половом процессе у бактерий, иммунитете, закономерностях наследственности и изменчивости, регуляции активности генов и т. д.;

сформировать знания о современных методах конструирования клеток и генетических программ организмов;

ознакомить с примерами получения клонированных и трансгенных организмов, областями их применения;

развить познавательные интересы при изучении достижений биотехнологии за последние десятилетия (получение антител для лечения и диагностики инфекционных и наследственных заболеваний, создание поли- и субъединичных вакцин, изобретение новых лекарственных препаратов, установление степени родства людей, получение новейших сортов растений с нехарактерными для них свойствами и т. д.

Общая структура образовательного модуля «Введение в биотехнологии и генетику»

Блок понятийной работы:

1.Обучающиеся познакомятся с такими науками как биоинженерии, селекция, гибридизация.

2.Обучающие освоят правила пользования и технике безопасности с лабораторным оборудованием, предназначенным для работы в ходе реализации программы.

Блок аналитической работы:

1. Обучающиеся провели сравнительный анализ клеток нового типа
2. Узнали принципы методологии исследований.

Блок сценарной работы:

1.Создание творческой мастерской

2.Оценка экспериментальной части программы

3.Защита проектов.

Образовательная программа 1 модуля Введение в биотехнологии и генетику»

Оценивание результатов первого модуля программы: обучающиеся познакомились с методы клеточной и генной инженерии. В ходе работы, обучающиеся научаться пользоваться биологическим лабораторным оборудованием, вести наблюдение за живыми природными объектами, отражать полученные данные в своей работе, оформлять результаты практических наблюдений в виде схем, знаков, рисунков, описаний, выводов, смогут подготовить доклад и презентацию к выступлению на конференции.

Ресурсное обеспечение: для реализации проекта необходимо ресурсное обеспечение, которое включает нормативно-правовое, кадровое, программно–методическое, финансово – экономическое и материально – техническое обеспечение.

Кадровые ресурсы:  Дикая Алёна Николаевна, учитель биологии высшей квалификационной категории

Учебно- методическое и материально- техническое обеспечение образовательного процесса

Комплекс технических средств обучения:

Ноутбук учителя

Ноутбуки для учащихся

Флэш-накопитель 128 ГБ

Фотоаппарат

Звуковые колонки

МФУ лазерное HP M 521dn

Используемая литература

для педагогов

1. А.П.Ефремова. Микроорганизмы как объекты исследования в школе. //Биология в школе. 2008. №7. с.36 – 37.
2. А.Г. Озеров. Исследовательская деятельность учащихся в природе. 2005 г.
3. Архимед         2004.         Первый         шаг         (http:         //www.9151394.         ru/projects/arhimed/ arhkonkurs_040315/pobediteli.html)Национальная образовательная инициатива «Наша новая школа» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://news.kremlin.ru/news/6683
4. Г.А.Анисимова. Библиотека сетевых образовательных ресурсов для современного учителя химии //Современные информационные технологии в обучении химии: Материалы III областной научно- практической конференции учителей химии и преподавателей вузов (Пенза, ПГПУ им. В. Г. Белинского, 2006). – Пенза: ПГПУ, 2006. – С. 20 –21
5. И.Г Арестов, И.Г. Толкач, А.В.Голубицкая, Т.А. Сосновская. Фармакология.-  М:Медицина, 2002. -215 с.
6. И.А Шилов. Экология: Учебник для биол. спец. вузов. – М.: Высшая школа, 2000.  
7. И.С. Сергеев, В.И. Блинов. Как реализовать компетентностный подход на уроке и во внеурочной деятельности.- “Аркти”, Москва, 2007  
8. Индивидуальная образовательная траектория ученика //Начальная школа. - 2009. - №12.  
9. Л.А. Байкова, Л.К.Гребенкина. Педагогическое мастерство и педагогические технологии. – М.,2008.- 248 с.  
10. М.И. Гоголев. Медико-санитарная подготовка учащихся. – “Просвещение”, Москва, 2000
11. Н.Б Крылова. Индивидуализация ребенка в образовании: проблемы и решения / Н.Б.

Крылова // Школьные технологии.-2008. - №2. - С.34-41.  

12. Н.Г.Ковалёва. Лечение растениями. Очерки по фитотерапии. — М.: Медицина, 1972. — 352 с. — 25000 (допечатка) экз. — УДК-615.322
13. Н.Л. Галеева. “Сто приемов для учебного успеха ученика на уроках биологии”: Методическое пособие для учителя. - М.: “5 за знания”, 2006.
14. С.В Кривых Реализация предпрофильной подготовки и профильного обучения учителем биологии. - “Первое Сентября”, Москва, 2007 №17-19
15. Цифровая лаборатория «Архимед». Методические материалы. Институт новых технологий. – М.: 2007. – 375 с.
16. Электронное издание: “Элективные курсы” Волгоград, издательство “Учитель”, 2007 год Э.Н.Аксёнова, О.П. Андрианова. Руководство к лабораторным занятиям по фармацевтической химии. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 2001. – 384 с.

- для обучающихся

1. В.В.Горбатовский, Н.Г.Рыбальский. Экология и безопасность питания. – М.: “Экологический вестник России”, 2005 год.  
2. Виртуальная школа Кирилла и Мефодия “Уроки биологии. Общая биология. 10 класс”.
3. Л.А.Багрова. “Я познаю мир”. Серия “Химия”, М. 2003.
4. Каталог образовательных средств и решений. Школьные лаборатории. Цифровая лаборатория «Архимед» / Институт новых технологий (http://www.int-edu.ru/arhimed/). 
5. М.И.Дмитриченко. Экспертиза качества и обнаружение фальсификации продовольственных товаров: Учебное пособие. СПб.:Издательский дом ПИТЕР, 2002 г – 166с  
6. Экология: Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник, А.П. Сидорин. – М.: Дрофа, 2008 г.
7. Ю.В.Синадский, В.А.Синадская. Целебные травы. - “Педагогика”, Москва, 1999