Новые направления преподавания биологии
В качестве важной задачи учителя биологии в школе на современном этапе следует рассматривать повышение интереса школьников к предмету с тем, чтобы те из них, кто имеет призвание и талант, связали свое будущее с науками о жизни, поступили в профильные ВУЗы.
Проблема увеличения заинтересованности школьников современной биологией стоит весьма остро, так как самые талантливые и мотивированные ученики мечтают, прежде всего, о высокооплачиваемых профессиях юриста или доктора, менеджера, а не «не престижной» профессии лабораторного ученого-биолога.
Северинов Константин Викторович, Доктор биологических наук, профессор Университета Ратгерс, США, заведующий лабораториями Института биологии гена и Института молекулярной генетики РАН, предлагает несколько разработанных американскими педагогами подходов, которые можно применить в российской практике .
Первый подход заключается в визуализации различных сложных молекулярно биологических и биохимических процессов, что позволяет школьникам лучше усвоить материал.
Лидером в разработке таких образовательных материалов является Образовательный центр ДНК (DNA learning center) лаборатории Колд Спринг Харбор. На сайте центра (http://www.dnalc.org/) в свободном доступе выложены мультфильмы, иллюстрирующие основные стадии процесса передачи генетической информации (репликация, транскрипция, трансляция), а также некоторые клеточные процессы, как, например, механизм влияния гормонов на активность генов (http://www.dnalc.org/resources/3d/). В отличие от статических рисунков в учебниках эти анимации дают возможность в динамике наблюдать процессы взаимодействия сложных биологических молекул, например видеть трехмерное изображение процесса синтеза белка на рибосоме. Язык, естественно, английский.
Другим подходом, который приобретает все большую популярность, является использование технологий трехмерного «прототипирования“ для самостоятельного построения учащимися трехмерных моделей биологических молекул. Многие помнят трехмерные модели ДНК, которые встречались в некоторых школьных кабинетах биологии. Разнообразие таких наглядных пособий было ограничено, большинство из них были не прочными и скоро приходили в негодность. Современные технологии трехмерного“ прототипирования» позволяют ученику самому приготовить учебное пособие – структурную модель выбранной им био-молекулы, раскрасить ее (например, отметив различными цветами основания ДНК и атомы сахар-фосфатного остова), а затем проанализировать созданную модель и лучше понять, как «работает» конкретная биологическая молекула. В общем виде, подход выглядит следующим образом: после того, как выбрана интересующая молекула (в результате обсуждения с преподавателем), информация о ее трехмерной структуре сгружается с из общедоступной базы данных (например, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/structure), а затем модель изготовляется с помощью современных трехмерных фрезерных станков или принтеров. Материалом может служить дерево, нейлон, пластик, и т.д. Полученные модели раскрашиваются учениками и используются как для изучения структуры макромолекулы, оценки возможности взаимодействия с другими молекулами (например, изучение связывания белка с ДНК) и образования комплексов (например, сложение субъедениц рибосомы). Вся эта деятельность естественно сопровождается работой с литературой, подготовкой рефератов и семинаром/выступлением учащегося, с рассказом о проекте. В качестве иллюстрации такого подхода на рисунке показана молекула РНК-полимеразы (фермента транскрипции), изготовленная учениками школы Пингри в Нью Джерси. Дополнительную информацию о проектах, выполненных учениками этой школы, можно найти на школьном веб-сайте (http://www.pingrysmartteam.com/models.htm).
Третий и, пожалуй, самый интересный подход связан собственно с попыткой организовать лабораторные занятия по экспериментальной биологии с учениками школ. В США широко распространена проектная деятельность школьников в лабораториях, когда старшеклассник сам связывается с той или иной университетской лабораторией и выполняет небольшие научные проекты с помощью студентов и аспирантов. Совместная работа такой команды особенно эффективна и часто приводит к очень интересной динамике взаимоотношений ученика и учителя, которые вместе обучаются лабораторной работе. Информация об этой программе доступна на сайте http://www.waksman.rutgers.edu/education/education/scholars Очевидно, что не все школы находятся поблизости от университетов. Для организации лабораторной работы в таких школах разработаны замечательные учебные наборы, которые позволяют привить ученикам вкус к лабораторной работе. Каждый набор содержит достаточное количество реагентов и материалов для одновременной работы 15-25 учеников. Большинство наборов конфигурировано таким образом, что опыт или занимает один-два академических часа, без перерыва, или ведется в течение нескольких академических часов с суточными перерывами (например, для роста бактерий). Наборы почти не требуют дополнительного специального оборудования за исключением холодильника с морозильной камерой, печи СВЧ и, для некоторых наборов, термостата. Информацию об этой программе, которая с 2012 года будет проводиться ежегодно, можно найти на следующем сайте: http://www.polit.ru/news/2011/01/12/biology_training/ .
Материалы для данной статьи были взяты с сайта "Экология и жизнь".