ИЗУЧЕНИЕ ЦИТОЛОГИЧЕСКИХ ПОНЯТИЙ В УСЛОВИЯХ ПРОФИЛЬНОГО ОБУЧЕНИЯ
А.Е. Меньшикова
Красноярский государственный педагогический университет
им. В.П. Астафьева
Научный руководитель: Голикова Т.В., к.п.н., доцент
Биология как школьный предмет представляет совокупность таких областей биологической науки, как генетика, цитология, ботаника, зоология, микробиология, эволюционное учение, экология, систематика, физиология, морфология и др. Все они в школьном предмете представлены в виде систем понятий, которые формируются, развиваются в пределах изучения биологии в 6- 11 классах. В процессе преподавания общей биологии в профильных классах очень важно убедить учащихся в том, что на знании биологических закономерностей основываются медицина, генетика и селекция, ветеринария, сельскохозяйственная практика, экология. Биологическое образование призвано формировать у подрастающего поколения понимание жизни как величайшей ценности, готовность к участию в природоохранной и здоровьесберегающей деятельности. Профильное обучение по биологии в старших классах общеобразовательных учреждений выступает как приоритетное. Оно должно содействовать профессиональному самоопределению учащихся, способствовать их ориентации на будущую деятельность в различных областях биологии. Биологическое образование вносит существенный вклад в формирование естественнонаучного мировоззрения и создает фундамент для подготовки специалистов различного профиля.
Важнейшей составляющей системы содержания биологического образования являются цитологические понятия, включающие знания о структуре и деятельности клеток. Они охватывают огромный круг вопросов теоретического и прикладного значения, входят в содержание всех разделов школьного курса и призваны обеспечить понимание целостности жизни.
Цитология как наука бурно развивалась и получила новое содержание и новое направление во второй половине ХХ века. Именно в это время функции клеток как элементарной структуры живого, как носителя материальных основ наследственности делает цитологию важнейшей общебиологической дисциплиной. На клеточном уровне изучаются все важные вопросы биологии, все проблемы структуры и функции живого. Клетка рассматривается как живая единица организма, как целостная элементарная живая система. В её состав входят различные внутриклеточные органеллы, выполняющие специальные функции: мембраны, ядро, митохондрии, рибосомы, пластиды, аппарат Гольджи и др. В результате согласованной работы её взаимосвязанных компонентов осуществляется дыхание, биосинтез и пр.
Изучение цитологических понятий помогает углубить и расширить знания об общих принципах организации живых существ, опираясь на науку цитологию, подготовить учащихся к осознанному выбору профиля, дальнейшего обучения и будущей профессии выпускника, особенно для тех, кто собирается выбрать медико-биологический профиль.
К образовательно-развивающим задачам изучения цитологических понятий в профильном обучении относятся: поэтапное ознакомление с клеткой как структурной единицей живого на Земле, основой строения живых организмов; изучение основных положений клеточной теории, методов изучения клетки; расширение представлений о закономерностях и жизнедеятельности клеток; знакомство с заслугой отечественных биологов в защите основных положений клеточной теории; воспитание бережного отношения к природе, здоровью человека; формирование умений и навыков комплексного осмысления знаний биологии.
При изучении цитологических понятий учащиеся должны знать: устройство микроскопа; положение клеточной теории; особенности прокариотической и эукариотической клеток; черты сходства и различия растительной и животной клеток; основные компоненты и органоиды клеток; основные этапы биосинтеза, белка в эукариотической клетке (транскрипцию и трансляцию); особенности ядерного аппарата и репродукцию клеток; реакцию клеток на воздействия вредных факторов среды; определение и классификацию тканей, происхождение тканей в эволюции многоклеточных; строение основных типов клеток и тканей многоклеточных животных; иметь представление о молекулярно-биологических основах ряда важнейших процессов в клетках и тканях нашего организма.
Большое значение для профильного обучения при изучении цитологических понятий имеет подробное ознакомление учащихся с методами и приборами, используемыми в биологических исследованиях. Так, учащихся профильных классов необходимо ознакомить с разными цитологическими методами: методом исследования живых клеток путем приготовления микропрепаратов с помощью прижизненной окраски; методом скоростного центрифугирования, позволяющим разделять отдельные структуры клетки; методом микрохирургии, с помощью которого осуществляют пересадку органоидов из одних клеток в другие или пересадку тканей (например, микрохирургия глаза); методом культивирования клеток и тканей; методом авторадиографии, когда с помощью меченых атомов изучаются особенности жизненных циклов клеток.
В профильных классах желательно знакомить учащихся с особенностями биологических научных исследований. Содержательные особенности профильного обучения заключаются в углублении и детализации общебиологических знаний, и закономерностей, которые необходимы и ученикам, выбравшим небиологические профили. Дополнительные сведения позволят усилить положительную мотивацию и интерес к изучению биологии.
Например, учащимся биолого-химического профиля целесообразно рассказать об открытой отечественными учеными роли клеточных мембран в поддержании здоровья. Приведенная ниже информация, как показала практика, резко усиливает интерес учащихся к изучению строения и функционирования структур клетки: «Было установлено, что в опухолевых тканях сцепление и взаимодействие клеток между собой во много раз слабее, чем в нормальных, здоровых. Отсюда следовало, что если клетки тканей крепко, не рыхло связаны, значит организм надежно застрахован, защищен на будущее от тяжких болезней. Если же связь между клетками ослабевает – жди беды, возможны различные заболевания».
После такого сообщения у учащихся не только повышался интерес к изучению особенностей строения клеток, но и возникал вполне закономерный вопрос: «Нельзя ли как-то повлиять на степень сцепления клеток, чтобы повысить защитные силы организма?» Частичный ответ на этот вопрос ученые уже нашли. Из печени и легких взрослых животных были выделены особые вещества, названные «контактинами», которые восстанавливают контакты между клетками. Работы в этом направлении продолжаются. Для успешного решения этой проблемы необходима совместная работа цитологов, биохимиков, биофизиков.
На основе такой информации можно предложить учащимся, особо интересующимся биологией, разработать проект дальнейшего исследования на тему: «Роль клеточных мембран в сохранении здоровья и жизнедеятельности организма».
Отличительной особенностью профильного обучения является широкое применение целого ряда форм и методов урочной и внеурочной работы, включение элементов лекционно-семинарской системы, организация проектной и исследовательской работы школьников, экспериментальные задания и др.
