Под элективным курсом понимают обязательный курс по выбору, расширяющий или углубляющий знания профильной области знания.
Данный курс предназначен для обучающихся 10-11-х классов естественнонаучного профиля (химико-биологического) обучения. Необходимость курса определяется развитием фундаментальных основ современной биологической науки. Планирование школьного курса общей биологии не предусматривает отдельного урока по генеалогии как одному из методов изучения генетики человека.
Генетика человека – это особый раздел генетики, который изучает особенности наследования признаков у человека, наследственные заболевания, генетическую структуру популяций человека. Генетика человека является основой современной медицины и современного здравоохранения.
Почему от кареглазых родителей рождаются голубоглазые дети? Почему дети так похожи и так не похожи на своих родителей? На эти и многие другие вопросы отвечает генетика. Генеалогия как метод изучения генетики человека заслуживает особого внимания, поскольку предоставляет пищу для размышлений и биологического и этического характера. Генетика – экспериментальная наука. Практически все её выводы основаны на результатах большого числа экспериментов. Решая генетические задачи, анализируя результаты экспериментов, составляя родословные по определенным наследственным признакам, обучающиеся овладевают интеллектуальными операциями, которые помогут им в работе с любым учебным предметом.
Обучаясь навыку решения задач по генетике, посредством которых обучающиеся составляют родословные, используя при этом математические знания, обучающиеся овладевают умениями находить разные способы решения проблем, применять знания в нестандартных ситуациях. Всё это необходимо любому культурному человеку.
Стандарт профильного уровня биологического образования предусматривает выполнение одной лабораторной работы по составлению родословных, что является расширением раздела генетики человека. Этого недостаточно для овладения навыком составлять даже простейшие родословные.
Данная программа в 2005 году была заявлена на областной конкурс авторских программ, получила высокую оценку жюри и была апробирована в лицее № 66 города Омска. Программа вызвала огромный интерес у обучающихся 10-11-х классов химико-биологического и социально-экономического профиля обучения.
Творческими были итоговые проекты. Обучающиеся, объединившись в группы, составляли родословные сразу по нескольким признакам (форма и цвет волос, цвет глаз, наличие веснушек и т.д.), иногда просчитывая предполагаемые браки с одноклассниками. Составление родословных по итогам изучения данного элективного курса отличается от исторических родословных (кто кому приходится) тем, что данная родословная должна содержать наследование какого-либо признака.
Цель: Расширение и углубление знаний о генеалогии как методе изучения генетики человека. Овладение умениями и навыками построения родословных.
Задачи:
– сформировать понятие генеалогического метода изучения наследственности человека;
– научить определять коэффициент инбридинга, пользоваться генеалогической символикой, составлять родословные своего рода;
– показать влияние инбридинга на наследственность, множественный характер наследования некоторых признаков и наследования личностных качеств человека;
– развивать умения изучать родословные как общенаучными (наблюдение, подсчет, моделирование), так и специальными методами (математический, генетический, исторический) [12];
– развивать способности к таким видам деятельности как трудолюбие, систематичность, целеустремлённость, организованность, аккуратность, к умению работать в группе.
В содержании программы курса выделяется 2 части:
Теоретическая и практическая.
В практической части предусмотрено рассмотрение следующих теоретических вопросов:
– Основные законы Г.Менделя и признаки человека, наследуемые по данным законам.
– Группы сцепления.
– Генеалогическая терминология.
В практической части предусмотрено выполнение практических работ по:
– решению генетических задач;
– составлению генетических задач по наследованию признаков человека;
– составление коротких родословных по заданным признакам.
Выполнение творческих работ и выполнение рефератов:
– составление расширенных родословных;
– анализ родословных знаменитых семейств.
Выполнение индивидуальных и групповых творческих проектов:
– составление родословной своего семейства по выбранному учащимся признаку или составление родословной других семейств по заинтересовавшему учащихся признаку.
Содержание программы (Примерный тематический план см. Приложение 1)
Тема 1. Основные термины генетики. Законы Г.Менделя. (4 часа)
Мужская и женская особь. Гомозигота, гетерозигота. Фенотип и генотип. Потомки, родительские особи. Доминантный и рецессивный признак. Схемы скрещивания. 1-ый, 2-ой, 3-ий законы Г.Менделя. Промежуточное наследование. Объяснение некоторых особенностей наследования признаков у человека законами Г.Менделя.
Практические работы: (см. Приложение 3, Приложение 4)
№1 Решение задач на моногибридное, дигибридное скрещивание и промежуточное наследование.
№2 Составление задач на моногибридное, дигибридное скрещивание и промежуточное наследование.
Тема 2. Сцепленное наследование и наследование, сцепленное с полом. (2 часа)
Закон Т.Моргана. Группы сцепления. Хромосомная теория наследственности. Наследование, сцепленное с полом.
Практические работы: (см. Приложение 5)
№3 Составление и решение задач на сцепленное с полом наследование.
Тема 3. Генеалогия как метод изучения наследственности человека. (2 часа)
Генеалогия. Пробанд. Сибсы. Инбридинг. Коэффициент инбридинга. Символы, принятые для составления родословных.
Тема 4. Анализ родословных. (3 часа)
Аутосомно-доминантное наследование. Аутосомно-рецессивное наследование. Наследование, сцепленное с Х-хромосомой.
Практические работы: (см. Приложение 6)
№ 4 Составление простейших родословных по заданным признакам
Вопросы к теме для самостоятельного изучения:
- Применимы ли законы наследственности к человеку?
- В чем отличия аутосомно-доминантного от аутосомно-рецессивного типа наследование у человека?
- В чём заключается опасность близкородственных браков?
Тема 5. Анализ родословных знаменитых семей. (3 часа)
Анализ родословной А.С.Пушкина.[6] Анализ родословной английских королей по гемофилии[1].
Практические работы: (см. Приложение 7)
№ 5 Составление простейших родословных по заданным признакам.
Можно оформить в виде рефератов.
Темы рефератов:
- Анализ родословной семьи Романовых, начиная с Петра I. (По любому признаку).
- Анализ родословной русских писателей и поэтов (на выбор): А.Блок, М.Лермонтов, Л.Толстой.
Тема 6. Анализ и составление родословных по пройденным темам. (3 часа)
Практические работы: (см. Приложение 8, Приложение 9, Приложение 10)
№ 6 Анализ и составление родословных по заданным признакам.
№ 7 Анализ и составление родословных по заданным признакам.
№ 8 Составление родословных по заданным признакам.
Тема 7. Составление личных родословных по пройденным темам. (3 часа)
Творческие проекты:
Выполнение индивидуальных и групповых проектов:
– составление родословной своего семейства по выбранному признаку или составление родословной других семейств по заинтересовавшему обучающихся признаку.
Методические рекомендации
Реализация программы осуществляется на основе реализации межпредметных связей и предполагает интеграцию наук: истории, литературы, медицины, изучение математическими методами биологических объектов, что сближает биологию с другими науками.
В процессе обучения целесообразно:
– создать условия необходимые для обладания способами самостоятельного поиска знаний, фактов, сведений;
– адаптировать теоретический и практический материал к уровню подготовки учащихся (материал должен быть доступным и понятным);
– создать условия, побуждающие учащихся к обсуждению и дискуссии;
– использовать разнообразные методы контроля: устный, письменный, отчеты о проделанной работе, рефераты.
Основная деятельность учителя заключается в создании условий для овладения генеалогическим методом изучения генетики человека.
Для того чтобы определить объём теоретического материала и для оценки уровня знаний по теме предлагаются следующие задания самоанализа для обучающихся:
Основные положения к теме № 1:
- Каждый признак данного организма контролируется парой аллельных генов.
- Если организм содержит два различных аллеля, то один из них (доминантный) проявляется полностью, подавляя проявление другого (рецессивного).
- При образовании гамет в каждую из них может попасть любой аллель из одной пары вместе с любым другим из другой пары, если они расположены в разных хромосомах.
- Каждый организм от каждого из родителей наследует по одному аллелю. Каждый признак у организма кодируется парой аллельных генов.
- При аутосомном наследовании не имеет значения, от какого из родителей (отца или матери) наследуется данный признак.
Основные положения к теме № 2:
- Гены, расположенные в одной хромосоме образуют группы сцепления.
- Число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом
- Сцепление может нарушаться кроссинговером.
- Признаки, сцепленные с половыми хромосомами, могут быть доминантными или рецессивными.
Задание для самоанализа:
- Прочитать каждое положение.
- Попытайтесь задать как можно больше вопросов по этой теме.
- Расположите вопросы в порядке убывания их сложности под соответствующими буквами: А– самые сложные; Б– средней сложности; В – лёгкие.
Тема 1.
По этой теме рекомендуется использование словесных (изложение), наглядных (демонстрация таблиц) и практических методов обучения. Решая конкретные задачи темы, обучающиеся с помощью учителя закрепляют уже знакомый материал.
Тема 2.
В этой теме продолжается повторение теоретического материала, который является базой для дальнейших практических работ. И в соответствие с целями занятий, максимально направленных на решение всех аспектов, методы словесные, наглядные и практические будут наиболее целесообразны.
Тема 3.
В данной теме рассматривается новый материал, ранее не изучавшийся, поэтому для подготовки восприятия учащимися материала учитель может использовать объяснительно-иллюстративный метод с элементами репродуктивного.
Тема 4.
В данной теме происходит перенос и использование ранее полученных знаний в новую ситуацию, целесообразно использовать беседу с проблемными методами обучения и практическими работами (составление родословных).
Тема 5.
В данной теме учителю необходимо создать условия для организации познавательной деятельности учащихся. С этой целью предлагается провести анализ имеющихся (готовых) родословных знаменитых семейств. В дальнейшем данный навык пригодиться для составления и анализа собственных родословных.
Тема 6 и 7.
Предусматривает практические занятия по составлению родословных с итоговой творческой работой. Исследовательский метод будет наиболее целесообразным, т.к. он создаёт условия для формирования приемов умственной деятельности обучающихся, (анализ, синтез, сравнение, выделение главного, обобщение) одновременно развивая активность мышления, его самостоятельность, глубину, широту, совершенствуя и развивая одновременно внимание и память.
Практическую часть программы рекомендуется выполнять индивидуально и самостоятельно по темам № 1, 2, 4, 5. По теме № 6 предполагается работа в группа. Тема № 7 предполагает исследовательский проект, который можно выполнить как индивидуально, так и в группе.
Эффективность данного курса зависит от того или иного подхода к использованию методов обучения, ведущих к осуществлению цели курса.
Об эффективности курса можно судить:
– по активности учащихся на занятиях;
– по выполнению индивидуальных заданий (рефераты, самостоятельное изучение материала, публичная презентация учебного материала);
– по качеству отчетов по практическим работам.
Существенную помощь в оценке эффективности обучения оказывают результаты контроля. Для этого в темах разработаны следующие формы контроля:
По теме № 1 “Основные термины генетики, законы Г.Менделя” – входящий контроль (см. Приложение 2): письменный (вопросы для самоанализа), устный: формулировки законов, терминов, письменный: решение задач, тестирование.
По теме №2 “Сцепленное наследование и наследование, сцепленное с полом” – письменный: составление и решение задач на сцепленное наследование, тестирование.
По теме №3 “Генеалогия как метод изучения наследственности человека” – устный: формулировки терминов
По теме № 4 “Анализ родословных” - устный: типы наследования признаков, письменный: составление простейших родословных по заданному признаку
По теме №5 “Анализ родословных знаменитых семей” – письменный: рефераты, анализ родословных любого знаменитого семейства.
По теме №6 “Анализ и составление родословных по пройденным темам” – письменный: составление родословных по заданному признаку
По теме № 7 “Составление личных родословных по пройденным темам” – Творческий отчет. Выполнение индивидуальных или групповых проектов.
Для оценивания достижений учащихся используется 5 – бальная система.
Заключительным этапом реализации программы может стать итоговая конференция по защите индивидуальных или групповых проектов.
Примерный план конференции:
- История возникновения и развития генетики человека в странах запада и России.
- Достижения в области генетики человека на современном этапе.
- Использование достижений в области генетики человека в медицине.
- Презентация индивидуальных проектов: “Моя родословная”, “Моё генеалогическое древо (по конкретным признакам)”, “Почему я такой” и т.д.
Требования к уровню усвоения учебного материала
Знать:
– сущность процессов наследственности и изменчивости;
– основные теории и законы генетики – хромосомную теорию наследственности, законы Г.Менделя;
– основные термины генетики;
– основные методы изучения генетики человека;
– основные термины генеалогии;
– основные требования к составлению родословных;
– основные области применения генетических знаний в практике медицины и здоровья человека;
– основы профессиональной этики ученого-генетика.
Уметь:
– решать генетические задачи по заданным темам;
– пользоваться знаниями математических, генетических закономерностей для составления задач и родословных;
– давать аргументированную оценку новой информации по вопросам генеалогии;
– работать с научно-популярной и учебной литературой;
– составлять план, реферат;
– составить и оформить творческий проект и представить его на итоговой конференции.
Используемая литература
- Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика в трех томах, т.1 М.: “Мир” 1988
- Ауэрбах Ш. Генетика, “Атомиздат”, 1968
- Анастасова Л.П. Самостоятельные работы учащихся по общей биологии. М.: “Просвещение” 1989.
- Атраментова Л.А. “О составлении и использовании генетических задач”. Биология в школе. № 6, 1990
- Дмитриева Т.А., Гуленков С.И. и др., 1600 задач, тестов и проверочных работ по биологии. (Для школьников и поступающих в ВУЗы). М.: “Дрофа”, 1990
- Еженедельное приложение к газете “Первое сентября” Биология, Объединение педагогических изданий “Чистые пруды”, январь 3/1998.
- Кулев А.В. Общая биология Поурочное планирование для 11-х классов – Санкт-Петербург “Паритет” 2001.
- Лернер Г.И. Общая биология поурочные тесты и задания 10-11-х класс – М.: “Аквариум”, 1998.
- Программа для общеобразовательных школ, гимназий, лицеев Биология, 10-11-х классы – М.: Дрофа 2001.
- Пушкин А.С. Собрание сочинений в 3-х томах т.3-М.: “Художественная литература 1987.
- Пушкин А.С. Избранные сочинения – М.: “Художественная литература 1990.
- Рабочая тетрадь “Генетика”, М.: Изд-во гимназии “Открытый мир” 1995.
- Рувинский А.О.и др. “Общая биология” учебник для 10-11-х кл. с углубленным изучением биологии в школе. М.: “Просвещение” 1995-2001.
- Фогель Ф., Мотульски А., Генетика человека в трёх томах т.1 М.: “Мир” 1991.
- Интернет-ресурс главная страница сайта ОБЩАЯ И ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ.