Содержание первого года обучения.

ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ

Образовательная программа по углублённому изучению биологии «Неизвестный мир»

Составитель: Штарк Константин Анатольевич, методист по естественнонаучному направлению МБУДО Моздокский ЦДТ

Педагог дополнительного образования: высшая квалификационная категория

Рецензент: Калоева Бэлла Афанасьевна

Организация- исполнитель: МБУДО Моздокский ЦДТ

Адрес: РСО-Алания, г. Моздок, ул. Кирова, д. 33

       Телефон: 8(867 36) 34548

       Факс: 8(867 36) 34884

       Электронный адрес: mboudod-mozdok@mail.ru

Программа реализуется в МБУДО Моздокском ЦДТ РСО-Алания

Возраст:16-17 лет;

Срок реализации: 2 года

Социальный статус: ученики старших профильных классов школ города

Цель программы: формирование у учащихся старших классов специальных знаний по биологии, навыков работы в лаборатории и полевых условиях, умения формулировать рабочую гипотезу, самостоятельно вести поиск и сбор информации по её доказательству, преемственности в обучении и стремления всегда опираться на факты, развитие логического мышления и памяти, креативных способностей.

Направленность программы: естественнонаучная.

Вид программы: авторская.

Уровень освоения программы: профессионально-ориентированный.

Способ освоения содержания программы: креативный.

Пояснительная записка.

Не секрет, что современная биология представляет собой сложную, важную и обширную, по количеству накопленных знаний, комплексную систему наук, объектами изучения которой являются живые существа и их взаимодействие с окружающей средой. К сожалению, в последние годы не всегда уделяется должное внимание преподаванию биологии в средней школе. И касается это не только количества часов, отведённых на её преподавание. Нередко содержание тем и параграфов в школьных учебниках не в полной мере удовлетворяет требованиям, предъявляемым к абитуриентам вузов. Зачастую в заданиях ЕГЭ и всероссийской олимпиады школьников по биологии встречаются вопросы, ответы на которые невозможно найти в учебниках, предназначенных для средней школы. Естественно, что участие в олимпиаде предполагает подготовку к ней по дополнительным литературным источникам, однако было бы замечательно, если бы усвоение курса школьного учебника позволило успешно участвовать во внутришкольном и, отчасти, муниципальном этапе всероссийской олимпиады школьников, а те ребята, которые хотят двигаться дальше осваивали бы уже дополнительную литературу. Случается, что и в тестовых заданиях ЕГЭ или олимпиады школьников встречаются некорректные вопросы и ошибки, не говоря о том, что немало вопросов непродуманных, которые не выявляют знания по биологии как предмету, направлены на проверку знания частностей, в то время как знания по более важным, ключевым аспектам биологической науки остаются не выявленными.

В этой связи, актуальность предлагаемой программы состоит в том, что в ней предпринимается попытка восполнить определённые пробелы в знаниях, умениях и практических навыках учащихся старших классов средней школы, полнее подготовить их к поступлению и последующей учёбе в вузах. Предлагаемые для изучения темы и последовательность их сочетания должны позволить быстрее и лучше усвоить необходимый материал современной биологии, сформировать значительный уровень компетентности по выбранной профессии, связанной с биологией либо медициной.

В сфере дополнительного образования существуют программы по естественнонаучному направлению, в которых освоение теоретических основ сочетается с практическими занятиями в лаборатории или полевых условиях. Однако новизна программы «Неизвестный мир» состоит в том, что обучающимся, помимо лабораторных и практических занятий, систематического выполнения тестовых заданий, предлагается большой раздел, посвящённый исследовательской деятельности. Старшеклассники изучают алгоритм составления исследовательского проекта, учатся самостоятельно формулировать и выдвигать гипотезу, работать с литературой, вести научную дискуссию, посещают занятия по риторике, знакомятся с некоторыми проектами, созданными, в разные годы, такими же ребятами под моим руководством. Обучающиеся слушают лекции и проводят практическую работу по различным темам. Вот некоторые из них.

1. Новые взгляды на природу нервного импульса в миелинизированном нервном волокне.

2. «Динозавры в перьях»: история происхождения птиц.

3. Прогрессивная эволюция в классах теплокровных животных.

4. Взаимосвязь фоторецепции и подвижности в эволюции растительных жгутиковых.

5. Происхождение жизни на Земле.

6. Творчество у животных: мифы и реальность.

7. Происхождение человека: гипотезы и артефакты.

8. Влияние форм и времени суточной активности на тревожность и обученность у школьников.

В связи с изложенным выше, целью программы является формирование у учащихся старших классов специальных знаний по биологии, навыков работы в лаборатории и полевых условиях, умения формулировать рабочую гипотезу, самостоятельно вести поиск и сбор информации по её доказательству, преемственности в обучении и стремления всегда опираться на факты, развитие логического мышления и памяти, креативных способностей.

В соответствии с обозначенной целью выделяются следующие задачи.

1. Освоение программного материала по основополагающим разделам биологии.

2. Формирование мотивации и умения вести лабораторные исследования.

3. Формирование навыков работы в полевых условиях, умения пользоваться средствами видеонаблюдения (биноклем, фотоаппаратом, видеокамерой), навыков по сбору и определению полевого материала.

4. Формирование у учащихся умения заниматься проектно-исследовательской работой, умения самостоятельно формулировать рабочую гипотезу, вести поиск необходимой информации и путей нестандартного решения проблемных ситуаций.

Возраст детей, занимающихся по программе «Неизвестный мир», - 16-17 лет.

Сроки реализации программы- 2 года.

Формы организации и проведения занятий:лекция,рассказ, беседа, практическое занятие, семинар, тематическая дискуссия, мозговая атака, экскурсия.

Типы обучения: индивидуальный и групповой.

Методы обучения: словесный, наглядный, метод проблемного обучения, исследовательский, интерактивное занятие.

Количество учебных часов в неделю (с одной группой) - 2 часа- 2 раза в неделю.

В процессе изучения курса первого года обучения, старшеклассники должны овладеть такими основными знаниями, умениями и навыками.

1. Познакомиться с работой нашего объединения многообразием видов деятельности в его рамках, основными достижениями.

2. Освоить материал по разделу «Молекулярный уровень организации».

3. Изучить материал по разделу «Клеточный уровень организации живого». Освоить световой микроскоп и сформировать навыки работы с ним.

4. Сформировать представление о тканях растений и животных. Провести ряд лабораторных работ и сформировать умение различать препараты различных типов ткани под микроскопом.

5. Освоить материал по разделу «Ботаника». Провести ряд лабораторных занятий по закреплению знаний о строении органов цветковых растений и прорастании семян.

6. Познакомиться с происхождением, систематикой, строением и образом жизни лишайников. Освоить материал по разделу «Грибы».

7. Изучить материал по разделу «Зоология».

8. Приобрести навыки и практические умения работы в полевых условиях. Освоить азы фото- (в том числе в режиме «Макро») и видеосъёмки (со штативом). Приобрести навыки работы с биноклем и освоить правила наблюдения за животными в природе. Сформировать умения по сбору, хранению и транспортировке полевого материала.

9. Освоить материал по разделу «Исследовательская деятельность в рамках научного подхода». Сформировать умение формулировать и доказывать рабочую гипотезу, самостоятельно разрабатывать план и организовывать исследование, анализировать результаты исследования, формулировать основные выводы.

В процессе изучения курса второго года обучения, ребята должны овладеть следующими знаниями, умениямии навыками.

1. Приобрести знания и практические умения по разделу «Анатомия и физиология человека».

2. Изучить процесс фотосинтеза у растений и провести лабораторные работы по этому разделу

3. Освоить материал по разделу «Обмен веществ и энергии».

4. Изучить материал по разделу «Наследственность и изменчивость».

5. Приобрести знания по разделу «Размножение и эмбриогенез».

6. Приобрести знания и практические умения по разделу «Генетика».

7. Освоить материал по разделу «Экология».

8. Приобрести знания и практические умения по разделу «Эволюционное учение и происхождение жизни на Земле». Посетить лекции, семинарские и практические занятия и познакомиться с проектами по следующим темам: «Динозавры в перьях»: история происхождения птиц», «Прогрессивная эволюция в классах теплокровных животных» (с практической работой «Изучение реакции на отражение в зеркале представителей моногамных и полигамных теплокровных»), «Взаимосвязь фоторецепции и подвижности в эволюции растительных жгутиковых» (с практической работой «Изучение особенностей фототаксиса растительных жгутиковых»), «Творчество у животных: мифы и реальность», «Происхождение жизни на Земле», «Происхождение человека: гипотезы и артефакты».

Контроль за усвоением старшеклассниками материала будет осуществляться систематически в виде проведения диагностики полученных знаний, умений и навыков. А подведение итогов- в форме участия в региональных, всероссийских и международных конкурсах, таких как: «Знаток природы», «Шаг в будущее», «Ступень в науку», «Национальное Достояние России», «Колмогоровские чтения», «НТТМ», «Мы- будущее науки», муниципальном и региональном этапах всероссийской олимпиады школьников по биологии и экологии, а также в форме портфолио обучающихся.

Данная программа является авторской. Она составлена на основе материала, изложенного в трёхтомнике «Биология» (Н. Грин, У. Стаут, Д. Тейлор, Москва, «Мир», 1990), Биологическом энциклопедическом словаре (Большая Российская энциклопедия, Москва, 2003), учебнике для вузов «Экология» (Москва, «Высшая школа», 1998), справочниках и определителях по биологии, других изданиях, а также на основе публикаций в научно- популярных журналах, таких как: «Природа», «Соросовский образовательный журнал», «Наука и жизнь». Кроме этого, в качестве тем для изучения, в программу вошли многие проекты, созданные учащимися под моим руководством (в период- с 2002 по 2018 годы) и получивших высокую оценку жюри на различных конкурсах и конференциях, а также, моих лекций, прочитанных, в разные годы, в ЮМИ ВНЦ РАН (Владикавказ) и СОРИПКРО.

Учебно-тематический план первого года обучения.

Ожидаемые результаты первого года обучения.

К концу учебного года дети должны знать:

теоретический материал по изученным разделам: «Молекулярный уровень организации», «Клеточный уровень организации живого», «Ткани растений и животных», «Ботаника», «Лишайники и грибы», «Зоология» и «Исследовательская деятельность в рамках научного подхода».

К концу учебного года дети должны уметь:

1. Самостоятельно подготовить к работе световой микроскоп, сделать временный препарат и изучать его под микроскопом (со средним увеличением- без использования иммерсионного масла).

2. Грамотно вести наблюдение в природе. Подготовить аппаратуру и производить фото- (в том числе в режиме «Макро») и видеосъёмку (со штативом).

3. Эффективно пользоваться справочной литературой и определителями. Самостоятельно выдвигать рабочую гипотезу, составлять план и организовывать исследование.

4. Анализировать результаты проведённого исследования и формулировать основные выводы.

Содержание первого года обучения.

1. Вводное занятие.Знакомство с работой нашего объединения многообразием видов деятельности в его рамках, основными достижениями.

2.Молекулярный уровень организации. Химический состав клеток: кислоты, основания, соли,pH и буферы. Строение и функции «молекул жизни» (жиров, углеводов, белков и нуклеиновых кислот). Ферменты. Кофакторы ферментов: неорганические ионы, простетические группы (ФАД, ФМН, биотин, гем), коферменты (НАД, НАДФ, кофермент А, АТФ). Генетический код и транскрипция. Трансляция. Регуляция активности генов- гипотеза Жакоба- Моно. Знакомство с современными взглядами на проблему хранения и передачи наследственной информации: обратная транскрипция, взгляды на РНК как молекулу первожизни, прионные белки и их свойства. Выполнение тестовых заданий по теме изучаемого раздела.

3.Клеточный уровень организации живого. Основные части клетки. Цитоплазматическая мембрана. Транспорт веществ. Осмос. Органоиды клетки, различие органоидов растительной и животной клеток. Отличительные особенности эу- и прокариотических клеток (архе-, эу- и цианобактерии). Типы полового процесса у бактериальных клеток (трансдукция, трансформация, конъюгация- с примерами). Сравнительная характеристика грамположительных и грамотрицательных бактерий. Знакомство с мезокариотами, отличительными особенностями их клеток. Знакомство с гибридомой, новым семействомHelacytidae и родом Helacyton, их систематическим положением. Клеточный цикл и основные типы деления клетки (митоз, амитоз, мейоз), историю их открытия, биологическое значение и различия между ними. Формирование представлений о строении светового микроскопа и приобретение навыков работы с ним. Подготовка материала для работы с микроскопом. Постоянные и временные препараты. Выполнение тестовых заданий по теме изучаемого раздела.

4. Ткани растений и животных.Образовательная ткань- виды и расположение меристем. Покровная ткань. Механическая ткань: колленхима и склеренхима. Проводящая ткань: ксилема и флоэма. Происхождение растительных тканей. Эпителиальная ткань животных. Соединительная ткань. Мышечная ткань. Нервная ткань: нейроны, нервы, нейроглия; синапсы. Лабораторные работы: «Строение паренхимных клеток», «Изучение поперечного разреза стебля. Строение клеток колленхимы и волокон склеренхимы», «Разновидности эпителиев», «Разновидности твёрдой (скелетной) и рыхлой соединительной ткани». Выполнение тестовых заданий по теме изучаемого раздела.

5. Ботаника.Таксоны в царстве растений. Отделы низших: бурые, красные, и зелёные водоросли, их жизненные циклы (с чередованием поколений). Высшие споровые растения: мохообразные, папоротникообразные, голосеменные их жизненные циклы, с чередованием поколений (на конкретных примерах). Органы покрытосеменных растений: корень, стебель (в том числе их первичное и вторичное строение), лист, цветок. Двойное оплодотворение, образование семени и плода. Многообразие плодов. Прорастание семян. Лабораторные занятия по закреплению знаний о строении этих органов: «Строение эндодермы корня», «Изучение поперечного разреза листа двудольного растения», «Эпигейное и гипогейное прорастание семян». Выполнение тестовых заданий по теме изучаемого раздела.

6. Лишайники и грибы.Происхождение,строение и размножение лишайников. Лишайники- «пионеры жизни». Строение грибной клетки. Низшие и высшие грибы. Знакомство с систематикой грибов. Строение высших грибов. Органы бесполого размножения грибов. Типы спор. Типы полового процесса (гаметогамия, гаметангиогамия, соматогамия, хологамия). Выполнение тестовых заданий по теме изучаемого раздела.

7. Зоология.Типы подцарства одноклеточные: саркожгутиконосцы, инфузории и споровики (на примере малярийного плазмодия). Многоклеточные животные, их филогения и систематическое положение. Таксоны в царстве животных. Характеристика типов подцарства многоклеточных- на примерах их представителей. Внешнее и внутреннее строение и образ жизни. Филогенез и сравнительная характеристика систем органов. Знакомство с полостями тела. Эмбриогенез первичноротых и вторичноротых, симметрия. Постэмбриональное развитие и многообразие отрядов в классе насекомые. Анамнии и амниоты (отличительные особенности зародышей и взрослых организмов), формирование зародышевых оболочек. Знакомство с подтипом оболочники (личиночнохордовые). Многообразие классов в подтипе позвоночные. Надкласс рыбы. Надкласс четвероногие. Земноводные: происхождение, системы органов и разнообразие представителей. Пресмыкающиеся: происхождение, системы органов и разнообразие представителей. Птицы: происхождение (тераподная гипотеза и амбиортус), системы органов (особенности структуры и функциональной активности мозга птиц), разнообразие отрядов. Млекопитающие: происхождение, системы органов и разнообразие отрядов. Выполнение тестовых заданий по теме изучаемого раздела.

8.Работа в полевых условиях.Формирование практических умений и приобретение навыков работы в полевых условиях. Правила наблюдения за животными в природе. Работа с определителем. Изучение техники фотосъёмки в природе- в различных режимах (в том числе в режиме «Макро»). Выбор экспозиции. Видеосъёмка (со штативом). Работа с биноклем. Методики сбора насекомых и их личинок. Учёт численности насекомых и птиц в природе. Правила сбора, хранения и транспортировки полевого материала.

9.Исследовательская деятельность в рамках научного подхода.Наука и научное мировоззрение. Опорная позиция исследования. Цель и задачи исследования. Научная гипотеза и её проверка. План и организация исследования. Анализ результатов исследования. Научная статья. Доклад. Знакомство с проектами по фаунистическому разнообразию птиц и отдельных отрядов (или надсемейств) насекомых, обитающих в Моздокском районе: «Птицы Моздокского района, включённые в Красные книги России и регионов Северного Кавказа», «Редкие виды бабочек, обитающие в Моздокском районе», «Редкие виды стрекоз и виды-вселенцы в фауну России, обитающие на территории Моздокского района», «Редкие виды одиночных ос, обитающие на территории Моздокского района». Выбор маршрута наблюдений и экскурсии в природу по темам изучаемых проектов.

Учебно-тематический план второго года обучения.

Ожидаемые результаты второго года обучения.

К концу учебного года дети должны знать:

теоретический материал по изученным разделам: «Анатомия и физиология человека», «Фотосинтез», «Обмен веществ и энергии», «Наследственность и изменчивость», «Размножение и эмбриогенез», «Генетика», «Экология»«Эволюционное учение и происхождение жизни на Земле».

К концу учебного года дети должны уметь:

1. Самостоятельно выполнять большую часть заданий регионального этапа всероссийской олимпиады школьников по биологии и экологии.

2. Решать задачи по генетике на аллельное и неаллельное (комплементарность, эпистаз) взаимодействие генов.

3. Самостоятельно подготовить научную статью и доклад по своему исследовательскому проекту.

4. Грамотно вести научную дискуссию.