[
Μια διαδρομή στην Ιστορία της Επιστήμης της Βιολογίας - Παρουσίαση animation – προσομοιώσεων.
]
Εκπαιδευτικό σενάριο Βιολογία Β’ και Γ’ Γυμνασίου. Το παρόν εκπαιδευτικό σενάριο με κατάλληλες προσαρμογές μπορεί να εφαρμοστεί και στην Πρωτοβάθμια εκπαίδευση ή το Λύκειο.
Δημιουργός
Ζάρας Αθανάσιος
Προαπαιτούμενες γνώσεις
Η προαπαιτούμενη γνώση για την οικοδόμηση της νέας αφορά τις των διαλυμάτων, των χημικών δεσμών (σε επίπεδο γυμνασίου αλλά κυρίως λυκείου).
Συσχέτιση και συμβατότητα με το Αναλυτικό Πρόγραμμα
Το σενάριο συμβαδίζει με τους στόχους που παρουσιάζονται στα Κεφάλαια 1, 4, 5 του σχολικού βιβλίου της Βιολογίας της Β / Γ γυμνασίου και τις αντίστοιχες διδακτικές ενότητες στο δημοτικό αλλά και στις τάξεις του λυκείου. Για τα τμήματα με τις λεπτομέρειες αντιγραφής μεταγραφής, μετάφρασης συσχετίζονται με τα αντίστοιχα κεφάλαια των βιβλίων βιολογίας προσανατολισμού υγείας
Πιθανές δυσκολίες, παρανόησεις
Δεν υπάρχουν δυσκολίες στην υλοποίηση του διδακτικού σεναρίου.
Πρωταρχικός σκοπός του εκπαιδευτικού σεναρίου «Μοριακή Βιολογία και Γενετική» αποτελεί η οικοδόμηση της γνώσης για την παρουσία των ασθενειών, την δράση των εξωτερικών και των εσωτερικών (γενικών και ειδικών) αμυντικών μηχανισμών του ανθρωπίνου σώματος, την φαρμακευτική υποβοήθηση και τον τρόπο δράσης των φαρμάκων. Τέλος, στόχος είναι να γίνει διάκριση αλλά και συσχέτιση των ασθενειών και των τρόπων – μηχανισμών αντιμετώπισής τους καθώς και να αναγνωριστεί η συμβολή του κάθε ενός μηχανισμού στην διατήρηση της υγείας του οργανισμού.
Μαθησιακοί γνωστικοί στόχοι
Αναμενόμενο αποτέλεσμα του εκπαιδευτικού σεναρίου είναι οι μαθητές να::
- Αντιλαμβάνονται την γενικότερη αξία της μοριακής Βιολογίας και Γενετικής και τη συσχέτιση με τη Χημεία.
- Κατονομάζουν τα κύρια μόρια – κύριες κατηγορίες μορίων που υπάρχουν στους ζωντανούς οργανισμούς.
- Αντιλαμβάνονται την συσχέτιση – αλληλεπίδραση που υπάρχει μεταξύ των μορίων και να συνδέουν την αλληλεπίδραση αυτή με τον μεταβολισμό.
- Κατανοούν την ύπαρξη αλλά και τον τρόπο μεταβίβασης πληροφοριών από οργανισμό σε οργανισμό, αλλά και την χρησιμοποίηση των πληροφοριών αυτών από τους οργανισμούς.
- Aντιλαμβάνεται τους όρους χρωμόσωμα – μετάλλαξη χρωμοσώματος και την σύνδεσή τους με τις έννοιες ποικιλότητας αλλά και ασθένειας.
- Kατανοήσει την έννοια – διαδικασία της γονιδιακής και εξατομικευμένης θεραπείας.
Άλλοι στόχοι
Οι μαθητές αναμένεται :
- Να ενισχύσουν τα κίνητρα μάθησής τους μέσω της ενασχόλησης με ψηφιακά μαθησιακά αντικείμενα και την ενεργό συμμετοχή τους στην μαθησιακή διαδικασία.
- Να κατανοούν την αξία των προσομοιώσεων για τις περιπτώσεις που πραγματικά πειράματα μοριακής βιολογίας που είναι δύσκολα, μιας και απαιτούν πολύ εξειδικευμένα εργαστήρια.
- Να αναπτύξουν το αίσθημα της ομάδας και να μάθουν να εργάζονται μέσα από αυτές.
Οργάνωση διδασκαλίας
Προτεινόμενο διδακτικό μοντέλο είναι η διερευνητική και η εποικοδομητική μάθηση. Υλοποιείται με την αρχική παρατήρηση με ταυτόχρονη διατύπωση μίας υπόθεσης και τον έλεγχο αυτών μέσω των προσομοιώσεων. Με τελικό σημείο την επίλυση προβλημάτων.
Ο εκπαιδευτικός παρέχει μόνο βοήθεια στον χειρισμό ή την διευκρίνιση των εικόνων των προσομοιώσεων όταν αυτές δεν είναι επαρκώς ευκρινείς από τον μαθητή σε σημεία που απαιτείται.
Χρησιμοποιούνται τα μαθησιακά αντικείμενα από το φωτόδεντρο :
- Αναδίπλωση πρωτεϊνών
- Μοντελοποίηση της μετάφρασης του mRNA
- μεταλλάξεων του DNA
- Παράγοντες που επηρεάζουν τη δράση των ενζύμων
- παρουσίαση για την δράση των ενζύμων
- επικρατή και τα υπολειπόμενα,
- μεταλλάξεων του DNA
Τα κεφάλαια από το εμπλουτισμένο βιβλίο
Και τα λήμματα από το βικιλεξικό και την Wikipedia (ελληνική – αγγλική γλώσσα)
- χημικούς δεσμούς , δεσμός υδρογόνου
- μονοσακχαρίτες , ολιγοσακχαρίτες , πολυσακχαρίτες
- λιπίδια , φωσφολιπίδια , λιποπρωτεΐνες , πρωτεολιπίδια , γλυκολιπίδια
- πεπτιδικοί δεσμοί , πρωτεΐνη , πρωτοταγής δομή , δευτεροταγής δομή , τριτοταγής δομή , τεταρτοταγής δομή
- DNA , RNA , πρωτεϊνοσύνθεση , ένζυμα , μεταβολισμός
- χρωμοσώματα , γονίδια , αυτοσωμικά , φυλετικά , κληρονομικότητα , Γρηγορίος Μέντελ
- Αντιγραφή του DNA , Μεταγραφής του DNA , Μετάφρασης του DNA
- Μετάλλαξη , Χρωμοσωμική μετάλλαξη , Σωματική μετάλλαξη
- γονιδιακές θεραπείες
Και την ιστοσελίδα από το τμήμα χημείας του ΑΠΘ
Διάρκεια
Εκτιμώμενη διάρκεια διδακτικού σεναρίου κατά προσέγγιση δύο διδακτικές ώρες.
Ανάπτυξη σεναρίου
Φύλλα Εργασίας
1η διδακτική ώρα
Δραστηριότητες ανάκλησης γνώσης
(Δ1) – Ορισμός Μοριακής Βιολογίας – Είδη μορίων στους ζωντανούς οργανισμούς.
Δίνοντας τον ορισμό της μοριακής βιολογίας καλούνται οι μαθητές να θυμηθούν είδη μορίων – κατηγορίες μορίων που απαντώνται στους ζωντανούς.
(Δ2) – Τρόποι εισόδου ή μη κάποιου μικροοργανισμού και πρόκλησης ασθένειας.
Συμπληρωματικά, μέσω των μαθησιακών αντικείμενων χημικούς δεσμούς και δεσμός υδρογόνου καλούνται οι μαθητές ανακαλέσουν και να καταγράψουν ιδιότητες του μορίου του νερού, όσον αφορά την διαλυτική του ικανότητα και τον τρόπο δράσεις του μέσα στα διαλύματα.
2η διδακτική ώρα
Γενική αντιμετώπιση
(Δ3) – Είδη μακρομορίων ιδιότητες – χαρακτηριστικά – χρησιμότητα.
Σε επόμενη φάση οι μαθητές καλούνται να ερευνήσουν τους υδατάνθρακες. Αυτό γίνεται σε επίπεδο υποκατηγοριών με την βοήθεια των ιστοτόπων μονοσακχαρίτες , ολιγοσακχαρίτες, πολυσακχαρίτες, και το πώς συντίθενται και πώς συσχετίζονται αυτές οι κατηγορίες. Επίσης γίνεται αναφορά στην χρησιμότητά τους – λειτουργίες τους. Στην συνέχεια περνάμε στα λιπίδια που και εδώ μετά από έρευνα στους ιστοτόπους λιπίδια, φωσφολιπίδια, λιποπρωτεΐνες, πρωτεολιπίδια, γλυκολιπίδια γίνεται αναφορά στον τρόπο σύνθεσή τους αλλά και στην χρησιμότητά τους που εκτός από ενέργεια αποτελούν δομικά συστατικά της κυτταρικής μεμβράνης του νευρικού ιστού, αποτελούν πρόδρομες ενώσεις για πολλές ορμόνες ή βιταμίνες αλλά και άλλα λειτουργικά μόρια. Στην συνέχεια με τον ίδιο τρόπο περνάμε στην διερεύνηση των πρωτεϊνών. Αφού μελετηθούν οι ιστότοποι πεπτιδικοί δεσμοί, όρους πρωτεΐνη, πρωτοταγής δομή, δευτεροταγής δομή, τριτοταγής δομή και τεταρτοταγής δομή από την βικιπαίδια αλλά και ενός ιστοτόπου του τμήματος χημείας του ΑΠΘ για τις πρωτεΐνες, μαθαίνουν για την δομή – στερεοδομή των πρωτεϊνών και μέσω του μαθησιακού αντικειμένου αντικείμενο Αναδίπλωση πρωτεϊνών μαθαίνουν την χρησιμότητα της δομής – στερεοδομής τους. Τέλος μέσω του αντικειμένου Μοντελοποίηση της μετάφρασης του mRNA καθώς και των ιστοτόπων το DNA και το RNA μελετώντας πρωτεϊνοσύνθεση. Αντιλαμβάνονται την δομή, τις κατηγορίες και την λειτουργία των νουκλεϊκών οξέων.
3η διδακτική ώρα
(Δ4) – Αλληλεπιδράσεις – Μεταβολισμός – Ένζυμα.
Στην συνέχεια τους ζητείται να εκφέρουν την άποψή τους αν τα μόρια – κατηγορίες αυτές αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Προτρέπονται να χρησιμοποιήσουν τα μαθησιακά αντικείμενα Μοντελοποίηση της μετάφρασης του mRNA και μεταλλάξεων του DNA και τους ιστοτόπους πρωτεϊνοσύνθεση, ένζυμα και μεταβολισμός στους παραπάνω συνδέσμους και χρησιμοποιώντας τα μαθησιακά αντικείμενα Παράγοντες που επηρεάζουν τη δράση των ενζύμων , παρουσίαση για την δράση των ενζύμων. Μετά την διερεύνηση αυτή αναμένεται οι μαθητές να έχουν αντιληφθεί την αλληλεπίδραση που έχουν τα βιομόρια μεταξύ τους, εκτός της παραγωγής ενέργειας, και την έννοια του μεταβολισμού. Ταυτόχρονα ανακαλύπτουν την τεράστια σημασία και τις ιδιότητες των ενζύμων στις διαδικασίες του μεταβολισμού
3η - 4η διδακτική ώρα
(Δ5) – Χρωμοσώματα Κληρονομικότητα – Μεταλλάξεις
Μετά την ανάλυση των αλληλεπιδράσεων και του μεταβολισμού περνάμε στην έννοια της κληρονομικότητας και των χρωμοσωμάτων. Χρησιμοποιώντας τους ιστοτόπους χρωμοσώματα, γονίδια, το μαθησιακό αντικείμενο επικρατή και τα υπολειπόμενα, τους ιστοτόπους αυτοσωμικά, φυλετικά, Γρηγορίος Μέντελ, κληρονομικότητα , το κεφάλαιο από το εμπλουτισμένο βιβλίο Μενδελική Κληρονομικότητα, τους ιστοτόπους Αντιγραφή του DNA, μεταγραφής του DNA, μετάφρασης του DNA οι μαθητές καλούνται να διερευνήσουν και να ανακαλύψουν και να κατανοήσουν τις έννοιες που αφορούν τα γονίδια τα χρωμοσώματα την αντιγραφή, την μεταγραφή και την μετάφραση του DNA καθώς και τους νόμους της κληρονομικότητας. Επίσης αντιλαμβάνονται την διαφορά επικρατούς από υπολειπόμενο γονίδιο αλλά και τις άλλες υποκατηγορίες γονιδίων (ισοεπικρατή, θνησιγόνα κ.τ.λ.) Επιπλέων κάνουν μία εισαγωγή στην έννοια των μεταλλάξεων και των κατηγοριών τους. Επίσης καλούνται να ερευνήσουνε την περίπτωση ύπαρξης ασθενειών που οφείλονται σε μεταλλάξεις.
4η διδακτική ώρα
(Δ6) – Μεταλλάξεις – ασθένειες.
Στην συνέχεια οι μαθητές αφού έχουν κα΄νει πρώτα κάποιες υποθέσεις σύνδεσης μεταλλάξεων – ασθενειών καλούνται να μελετήσουν τα κείμενα των ιστοτόπων Μετάλλαξη, Χρωμοσωμική μετάλλαξη, Σωματική μετάλλαξη, το κεφάλαιο από το εμπλουτισμένο βιβλίο Γονιδιακή μετάλλαξη και χρωμοσωμικές ανωμαλίες, και να ξαναχρησιμοποιήσουν το μαθησιακό αντικείμενο των μεταλλάξεων του DNA. Με σκοπό να επιβεβαιώσουν ή όχι τις αρχικές υποθέσεις τους. Τέλος καλούνται να εκφέρουν την γνώμη τους αν υπάρχει δυνατότητα «διόρθωσης» με σκοπό την γονιδιακή θεραπεία κάποιων ασθενειών που τελικά καλούνται να επιβεβαιώσουν τις απόψεις τους μετά από μελέτη του ιστοτόπου τις γονιδιακές θεραπείες.
| α/α | Τίτλος δραστηριότητας | Φύλλο/α εργασίας ανά δραστηριότητα | Διάρκεια (λεπτά) | Διδακτική τεχνική |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Ανάκληση γνώσεων – Ορισμός μοριακής βιολογίας είδη μορίων στους ζωντανούς οργανισμούς. | Δ1 | 10 | Συνεργατική εργασία μεταξύ των μαθητών. |
| 2 | Ανάκληση και καταγραφή ιδιοτήτων του μορίου του νερού. | Δ2 | 20-25 | Εργασία με βικιπαίδια. |
| 3 | Ανάπτυξη υποκατηγοριών μακρομορίων – τρόπων σύνθεσή τους τρόπων λειτουργείας τους και χρησιμότητά τους στους ζωντανούς οργανισμούς. | Δ3 | 45 | Εργασία με μαθησιακά αντικείμενα από φωτόδεντρο– βικιπαίδια |
| 4 | Μεταβολισμός δράση ενζύμων Τρόποι αλληλεπίδρασης μακρομορίων. | Δ4 | 20 | Εργασία με μαθησιακά αντικείμενα από φωτόδεντρο– βικιπαίδια |
| 5 | Κληρονομικότητα – χρωμοσώματα - μεταλλάξεις | Δ5 | 35-45 | Εργασία με βικιπαίδια. |
| 6 | Γονιδιακή θεραπεία | Δ6 | 15-20 | Εργασία με βικιπαίδια. |
Αξιολόγηση μαθητών
Η αξιολόγηση των μαθητών γίνεται μέσω αυτοαξιολόγησής του είτε μέσα από τις δραστηριότητες του λογισμικού είτε μέσα από τα φύλλα εργασίας που τους δίνονται.
Αξιολόγηση σεναρίου:
Τα μαθησιακά αντικείμενα μπορούν να αξιολογηθούν από τους μαθητές με το εργαλείο αξιολόγησης Μαθησιακών Αντικειμένων: προσαρμοσμένο LOES-S (υλικό αναφοράς).
Τα μαθησιακά αντικείμενα μπορούν να αξιολογηθούν από εκπαιδευτικούς με το εργαλείο αξιολόγησης μαθησιακών αντικειμένων από εκπαιδευτικούς (υλικό αναφοράς).
Το σενάριο μπορεί να αξιολογηθεί από μαθητές ως προς τη δομή και τη λειτουργικότητα του.
Το σενάριο μπορεί να αξιολογηθεί από εκπαιδευτικούς με την αξιοποίηση της σχάρας αξιολόγησης εκπαιδευτικού σεναρίου που παρουσιάζεται στο υλικό αναφοράς της ενότητας 7.5 του πρόσθετου υλικού.
Για επιπλέον πληροφορίες ή τυχόν διευκρινίσεις, μπορείτε να επικοινωνήσετε μαζί με την ομάδα έργου BioSTEM μέσω της φόρμας επικοινωνίας είτε μέσω email.
Επεκτασιμότητα σεναρίου
Μπορεί να επεκταθεί και στην ύλη της β και γ λυκείου που αναφέρεται διεξοδικότερα στον μεταβολισμό αλλά και σε κεφάλαια γενετικής και ασθενειών, με κατάλληλες πάντα τροποποιήσεις και επεκτάσεις.
Βιβλιογραφία
Anderson, L. W. & Krathwohl, D. R. (Eds.) (2001). A Taxonomy for Learning, Teaching, and Assessing: A Revision of Bloom’s Taxonomy of Educational Objectives. MA: Allyn & Bacon.
Churches, Α. (2015). Bloom’s digital taxonomy. Ανακτήθηκε στις 3 Απριλίου 2019 από http://burtonslifelearning.pbworks.com/f/BloomDigitalTaxonomy2001.pdf
Krathwohl, D. R. (2002). A Revision of Bloom’s Taxonomy: An Overview. Theory into practice, 41(4), 212-218
