Технологични аспекти на STEM обучението в раздела „Генетични процеси в клетката“ – 10. клас

Съвременната образователна система може да се развива чрез създаване и разпространение на иновации в няколко посоки. Едни от тези посоки са педагогическите и организационните. Педагогическите са свързани с иновации в областта на методите и техниките на преподаване и учене; организационните са свързани с иновации в организационните структури.

В подходите на STEM обучение по Биология и здравно образование се постига интегриране между теория и практика, а ученикът е изследовател и пътешественик в областите на науката, при добре планирани и конструирани задачи, насочвани и планирани от учителя.

Това е нов подход на обучение. В последните години придобива все по-широка популярност. Художествената част, творчеството, конструирането и изкуствата са важна част от STEM – базираното обучение. Творческото мислене и разгръщането на потенциала, прилагането на интегриран преход и помощ от няколко дисциплини е иновация в обучението по природни науки.

Това е отражение на реалния живот, защото е обучение, при което се изграждат модели и ситуации, процеси и явления.

Преплитането на наука, технология, инженерство и математика съпътства ежедневието на реализираните хора. Когато те са запознати още в училище с този вид работна среда, при която са реализирали поставени задачи по време на обучението по природни науки, тогава могат да се справят и да проявят креативност и комбинация от качества и да се реализират на пазара на труда.

Оттук идва необходимостта да научим учениците как научните дисциплини се интегрират. Да могат да мислят критично, а не само да запаметяват факти и да надграждат набор от понятия. Чрез включване на изследователски принципи STEM насърчава към любов към ученето. В учебните области се предоставя възможност за развиване на умения, необходими за адаптация на децата в динамично развиваща се среда. Уменията им осигуряват основа за успехи в училище и извън него.

Учениците развиват ключови умения като: творческо мислене, критичен анализ, работа в екип, инициатива, общуване и математическа грамотност.

Още от ранна детска възраст децата да се насърчават да задават въпроси, да изследват и играят. Да ги подкрепяме в развитието на техните интереси и таланти. Да бъдем креативни в планираните уроци, да се усвояват умения, които да се използвани в практиката. В рамките на урока да се осигурява среда, близка да реалната.

STEM обучението върви ръка за ръка с програмируеми обучаеми роботи, които запознават ученика с методиката и концепцията на процеса и модела, който конструират. Това са въвеждащо програмируеми роботи.

Важно е да се отбележи, че темата за СТЕМ обучението е сравнително нова и бързоразвиваща се в България, поради което няма голям обем от изследвания и публикации, насочени в контекста на биология и здравно образование в сравнение с общите предизвикателства на STEM.

Моделът, с който се експериментира, включва следните дейности в обучението по раздела „Генетични процеси в клетката“:

Репликация – Пример 1

Дефинира генетичните процеси, разпознава изображение и модел на репликация, свързва процеса в клетката със структурите, които го осигуряват. Аргументира значението на репликацията за функционирането на клетката.

Контекст на дейности – Анализиране информация от текст за генетичните процеси; Анализиране на схеми и модели на репликацията; Разпознаване на етапите на репликацията; Представяне процеса със схема и модел; Разкриване на взаимовръзката – структура, процес, функция; Проучване на примери за практическото приложение и значение на процеса репликация.

Транскрипция – Пример 2

Транскрипция на и РНК – заложени компетентности. Дефинира транскрипция; Разпознава изображение модел; Описва по алгоритъм транскрипция; Свързва процеса в клетката със структурите, които го осигуряват; Аргументира значението на транскрипцията за функционирането на клетката.

Резултатите, които се очакват при обучението, са:

Анализиране информация от текст от учебника; Анализиране на схеми и модели; Разпознаване на етапите на транскрипция; Представяне на процеса със схема или модел; Сравняване на Репликация и Транскрипция по съществени признаци; Разкриване на взаимовръзката – структура, процес, функция; Решаване на задачи; Работа с модели; Работа с изкуствен интелект.

Транслация – Пример 3

Транслация – компетентности: Дефинира транслация; Разпознава етапи на транслацията; Представя процеса със схема или модел; Описва по алгоритъм транслацията; Свързва процеса в клетката със структурите; Аргументира значението на транслацията за функционирането на клетката.

Методическа разработка на STEM урок:

1. Тема на урока: Генетични процеси в клетката. Репликация.

2. Място, където се реализира: ПГ по МСС Пейо Яворов

3. Времетраене: 45 минути

4. STE/A/M концепция /наука, технологии, инженерство, изкуство, математика/: включва: компетенции за: умения за планиране и структуриране на поредица от етапи за решаване на поставена задача; умения за извличане на точни акценти от строежа на молекулата и процеса на удвояване; ориентиране и компетентност за пространствено разположение на изследвания научен обект; прилагане на изученото в решаване на практическа задача; творчески подход; умения за работа в лабораторна среда и работа с микроскоп; умения за извличане на полезни факти, изнесени като проект за ролята на ДНК, за съвременните методи в медицина, фармация, селектиране и др.

5. Проучване и анализиране на информация от различни източници и представянето й като решения на екипа.

6. Цели на урока /знания и умения/: Усвояване и развиване на набор от умения за представяне и планиране на дейност с цел проектиране и решаване на поставени практически задачи на екипа.

7. Интердисциплинарни връзки /с кои предмети ще се кореспондира при решаване на проблема в хода на подготовката и провеждането на урока/: Междупредметните връзки дават цялостна и обоснована научна представа за конкретната задача, за урока са – ХООС, рисуване, проектиране и моделиране.

8. Технологично осигуряване: Осигуряване на материали за моделиране, пособия за изготвяне на микроскопски препарати – банан, спирт, глицеринов сапун, лед за извличане на ДНК; ципа от червен кромид лук за наблюдение на клетки от кромид и оцветяването на ядрата с микроскоп; предметни стъкла и пинсети.

9. Дейности:

Предварителни дейности
Ученик	Учител
Учениците търсят, планират най–подходящите материали за реализиране на проектите, които трябва да представят.	Изготвя план за работа на екипите, който провокира умения за работа в екип, умения за проектна работа и развиване на критично и творческо мислене.
Учениците изграждат умения за работа в екип; за правене на изводи; пространствено мислене; прилагане на знанието на практика и решаване на задачата; умения за обобщение и анализ, развитие на понятийния апарат.	Предварително планира конкретни задачи на екипите с цел прилагането на усвоени знания и компетенции.
	Осигурява работни материали.

 

Дейности по време на урока
Ученик	Учител
Екип 1 – Биохимици Моделират ДНК, моделират РНК и сравняват. Прилагат усвоените знания за представяне на проекта като извод.	Ръководи, коригира и насочва учениците стъпка по стъпка за изготвяне и представяне на проекта.
Екип 2 – Изследователи Чрез придобитите знания изготвят модел на ДНК и механизма на репликация и го представят на учителя и съучениците си; сравняват и се стремят да представят процеса вярно.	Наблюдава стъпките от изготвянето на проекта.
Екип 3 – Лаборанти Имат поставени лабораторни задачи: 1. да извлекат растителна ДНК, умеят да работят с реактиви, 2. да направят нетрайни микроскопски препарати на епидермис на кромид и след това да обагрят ядрата с фуксин; Представят задачата и работят с микроскоп.	Учителят оценява екипа за правилно и точно представяне на задачата и степента и сложността на изводите, които е формулирал екипът; Подпомага и провокира учениците, чрез евристична беседа; Коригира и допълва пропуски и грешки.
Екип 4 – Новатори Търсят интересни факти и правят презентация и табло за ролята на ДНК в медицината.	Учителят следи за вярно и правилно изпълнение на задачата и прилагане на научната терминология.