Кейс № : Генетично модифіковані організми стали реальністю з кінця 1970 років, коли з’явилися перші бактерії із вбудованими генами інсуліну. Генетична модифікація відрізняється від природного та штучного мутагенезу спрямованістю змін генотипу, що має вагомі наслідки на здоров’я людини та на природу в цілому.

* Випробування передбачає ВИКОНАННЯ МЕТОДИЧНИХ ЗАВДАНЬ:

1)                 сформулювати на основі запропонованої навчальної або життєвої проблеми біологічного змісту нові проблеми різних рівнів складності та визначити для кожної з них дидактичну цінність;

2)                 спрогнозувати варіант стратегії розв’язання однієї зі сформульованих проблем, який можуть запропонувати учні; 

3)                 розробити поради учням щодо розроблення стратегій розв’язання сформульованих          проблем;

4)                 розробити рекомендації для вчителів щодо використання сформульованих проблем в освітньому процесі.

Нові проблеми різних рівнів складності та їх дидактична цінність

Проблема №1 

Коли Марійка приїхала в село до дідуся й бабусі, вони їй сказали, що в місті вона їсть тільки шкідливу їжу, нашпиговану ГМО, а в селі у них їжа корисна для здоров’я. Чи так це? Наведіть свої аргументи.

Дидактична цінність: це завдання спонукає розвитку критичного мислення, має продуктивний рівень – застосування знань на практиці. Крім того, воно має ще просвітницьке значення: знання можна перевірити і доповнити знання про здорове харчування та спростувати міф про перебільшену шкоду генетично модифікованих організмів та продуктів харчування, які містять

ГМО. Це завдання також дає можливість сформувати і власне відношення до ГМО і право вибору тих продуктів, які будуть не шкідливі для власного здоров’я, формуються здоров’язберігаючі компетентності.

Проблема № 2

Олег в магазині уважно вивчав етикетки до продуктів, які збирався купити: гречку, круасани і воду мінеральну. Скрізь в етикетках було написано, що ці продукти не містять ГМО. Знайдіть інформацію про те, що означає ця загадкова абревіатура, розкрийте це поняття і аргументуйте необхідність зазначати наявність ГМО у цих продуктах, які збирався купити Олег. Чи купили б ви ці продукти? Чому? 

Дидактична цінність: це завдання розпізнавального і репродуктивного рівня, учні знаходять інформацію про поняття ГМО, застосування в житті мотивує учнів до пошуку інформації, також завдання спонукає до аналізу, критичного мислення, встановлення логічних зв’язків між поняттям і необхідністю позначати на етикетках. Формує власне відношення до проблеми, формує громадянську відповідальність, оцінку дій держави на законодавчому  рівні.

Проблема № 3

Уявіть себе, що ви працюєте в лабораторії з генної інженерії. Які б процеси і ферменти ви б застосовували для отримання ГМО організмів? Над яким би проектом ви хотіли працювати зараз?

Дидактична цінність: Це завдання репродуктивного, продуктивного і творчого рівнів. Учні вже застосовують отримані знання на практиці, згадують процеси реплікації, ПЛР (полімеразної ланцюгової реакції), секвенування, вірусів-векторів, плазмід, рестриктаз, ревертаз, лігаз… Уявляють себе фахівцем з генної інженерії (присутня профорієнтація) і на основі отриманих знань і вмінь створюють новий продукт (творчий рівень). 

Проблема № 4

Уявіть себе, що ви на міжнародній конференції з біотехнологій в Берліні. Які б питання ви б хотіли б задати на конференції своїм колегам стосовно генної інженерії? 

Дидактична цінність: завдання продуктивного рівня, застосування знань на практиці. Задати правильно питання – це вже потрібно встановити зв’язки між поняттями, зацікавити опонента, розуміти актуальність проблематики. Завдання розвиває мовні компетентності, уявлення про міжнародну конференцію показує необхідність знань іноземних мов, можна скласти питання іноземною мовою (німецькою, англійською, польською…) Завдання можна обіграти в класі, то цінність зростає, розвиваються комунікативні, психологічні та праксіологічні компетентності в результаті роботи з аудиторією, мотивація підвищується в результаті рольової гри, симуляції.

Проблема № 5 

Інсулін, який отримали за допомогою генетично модифікованих бактерій певного штаму визвав сильну алергію у деяких людей. Які способи вирішення цієї проблеми ви можете запропонувати? Чи потрібно відмовлятися від цього методу і переходити на інсулін тваринного походження? Відповідь аргументуйте. Для виконання завдання об’єднайтеся в групи «За» і «Проти»; після обговорення надайте свої аргументи, питання до опонентів і власні пропозиції.

Дидактична цінність: продуктивний рівень – застосування знань на практиці. Учням потрібно володіти такими поняттями – ГМО, алергія, антигени, антитіла, гомеостаз, інсулін, цукровий діабет, глюкоза; познайомитися з історією відкриття інсуліну, побічних ефектів від тваринного інсуліну, значення інсуліну від генномодифікованих бактерій. Це завдання можна виконати індивідуально (заповнити табличку, зробити висновок) – розвиває критичне мислення, формує власне відношення до проблеми. Якщо це зробити у вигляді семінару, клубу, дискусії, - то цінність зростає, підключається соціальна складова, формується соціальні компетентності, формується розуміння наукового прогресу, значення науки, відзначаються наукові помилки і переоцінюється ставлення до себе, власних помилок і власного особистісного росту, формується компетентність навчання протягом життя.

Проблема № 6

Після великого смерчу в одній із країн Африки був повністю знищена кормова база для великої рогатої худоби. Продумайте, до яких наслідків це може призвести і як за допомогою ГМО можна вирішити проблеми, пов’язані з цією катастрофою в цій країні.

Дидактична цінність: репродуктивний рівень і продуктивний.

Застосовуються знання про взаємозв’язок організмів у екосистемі, їх зв’язки в трофічних ланцюгах, формується екологічна компетентність і усвідомлення значення сталого розвитку в природі. Знання про модифіковані продукти поліпшеної якості дають можливість спрогнозувати вирішити проблему голоду в цій країні.

Проблема № 7 

В фантастичному романі Сергія і Марини Дяченків «Цифровий» створили цифрову версію людей, в які переходили періодично живі люди. Пофантазуйте, які б гени поліпшили цю трансформацію.

Дидактичне цінність: це завдання високого творчого рівня, розвиває культурну компетентність, виходить за рамки програмного матеріалу, спонукає учнів до саморозвитку, зацікавлює, мотивує, спонукає до створення власного продукту. А хто не читав це фентезі, обов’язково прочитає, а можливо напише власне.

Проблема від учня:

«В комп’ютерній грі ферма Микола засіяв 3 га кукурудзи. Як можна оптимізувати процес вирощування кукурудзи, щоб прогодувати 20 поросят і 10 корів, щоб потім зібрати найкращий врожай і отримати вищий прибуток.» Стратегія вирішення:

1.     Встановити мету проблеми: «як оптимізувати вирощування кукурудзи, щоб прогодувати худобу і отримати вищий прибуток»

2.     Проблему поділити на складові, тобто поставити окремі задачі:

1.     Знайти інформацію про врожайність сортів без ГМО, з ГМО; порівняти їх характеристики: умови вирощування, стійкість до шкідників (метелика совки, гриба сажки…)

2.     Розрахувати, скільки гектарів кукурудзи з поліпшеними якостями потрібно, що покормити 20 поросят і 10 корів.

3.     Розрахувати, скільки кг кукурудзи Микола зможе продати у вигляді зерна, звернути увагу на дотримання норм законів і правову доброчесність (покупець повинен знати, що кукурудза  – ГМО).

4.     Розрахувати, який прибуток Микола отримує від продажу м’яса худоби, врахувати, скільки тварин він залишить на розплід.

5.     Врахувати витрати і заробіток порахувати чистий прибуток і порівняти його з вирощуванням кукурудзи без ГМО.

В групах обговорити всі «За» і «Проти». Чи хотіли б так вести господарство у реальному житті? Відповідь свою аргументувати. Обов’язково провести рефлексію, і сформулювати своє власне відношення до проблеми. В останньому завданні ще формуються математична і підприємницька компетентність, а також фінансова грамотність. Завдання відноситься до типу завдань-симуляцій, добре стимулює дітей і спонукає застосуванню знань на практиці.

Рекомендації учням щодо розв’язання сформульованих проблем

Дорогі діти, у вас все вийде, я вірю в вас, ви обов’язково вирішите ці проблеми. Послухайте деякі поради (секрети), які вам допоможуть. 

1.     Зосередьтесь, прочитайте уважно текст завдання, спробуйте виділити головне.

2.     Візуалізуйте ядро проблеми, для цього візьміть аркуш (чи графічний планшет) виділіть головне та елементи, які з цим пов’язані, складіть ментальну карту, використовуйте асоціації до понять.

3.     Повторіть такі поняття: генна інженерія, ДНК, транскрипція, трансляція, ГМО, секвенування, ПЛР, які ферменти використовують, генетичні вектори, плазміди.

4.     Якщо важко запам’ятати поняття, використайте флеш-карти.

5.     Прочитайте історію відкриття інсуліну, де використовують ГМО в житті людини, для вирішення глобальних проблем.

6.     Складіть схему, яка б наочно показувала весь шлях продуктів ГМО в нашому організмі, для цього повторіть тему обміну речовин. На якому б етапі виникли у людини проблеми з засвоєнням ГМО. 

7.     Уявляйте, фантазуйте, використовуючи знання з теми, не бійтеся помилитися, помиляються всі - і вчитель, і вчені.

8.     Прислухайтеся до своїх відчуттів, чи цікава вам ця тема? Де б у житті ви зустрілися з цими поняттями? Чи хотіли б ви дізнатись більше?

9.     Працюючи в групі поважайте думку інших, навіть, якщо вона відрізняється від вашої, уважно вислухайте, не перебиваючи, але впевнено відстоюйте свою, аргументуючи її фактами (перевіреними знаннями).

10.Беріть на себе відповідальність за прийняте завдання, використовуючи джерела в Інтернеті, пам’ятайте про безпеку і піддавайте сумніву інформацію, перевіряйте її.

11.Використовуючи джерела інформації, пам’ятайте про принципи доброчесності, вказуйте джерело, посилання, автора.

12.Вивчаючи біологію, розширюйте горизонти, використовуйте знання із хімії (біохімічні процеси), і з географії, і з математики, з фізики… а також культурно збагачуйте себе, цікавтесь мистецтвом, художніми творами, самі творіть, спробуйте написати фентезі з застосуванням знань про ГМО. У вас все вийде! Все буде Україна!

Рекомендації вчителям щодо використання сформульованих проблем в освітньому процесі

По-перше, хочу почати з того, що ми, вчителі біології, як і будь-який вчитель, несе велику відповідальність за кожного учня. Кожна дитина – це як цілий Всесвіт, шанс для людства, тож в основі навчання – принцип дитиноцентризма. Далі за принципами дидактики – системно, від простого до складного, постійно здійснюючи моніторинг знань і вмінь учнів вести їх до формування життєвих компетентностей і щасливих людей у вільній Україні!

Всі діти різні за своїм рівнем підготовки, особистисними характеристиками, каналом сприйняття інформації (аудіали, візували, кін естетики), з різним набором множинного інтелекту (теорія Говарда Гарднера), але кожна дитина має право на безпеку, на розвиток. Тож завдання повинні враховувати ці особливості, бути особистісноорієнтованими, не занадто легкими, орієнтуватися на застосування знань на практиці, у житті, працювати над мотивацією, поєднувати формувальне оцінювання з підсумковим, проводити рефлексію, приклади якої я наведу нижче.

Проблема № 1 і Проблема № 2

Можна використати і курсі 8 класу – тема «Обмін речовин» ; 9 клас – «Біотехнології», 11 клас- «Біотехнології. Генна інженерія», на класних годинах про здорове харчування, на «Що? Де?Коли? – розвінчання міфів, формування критичного мислення іт.д.

 Проблеми № 3, 4 В 9 або 11 класах при виборі професії, на класних заходах, можна у вигляді постановки театральної, 4 проблема організувати клуб симпозіум, конференцію в паралелі класу, елемент дискусії на уроці.

Проблема № 5 на уроці в 8 класі тема «Гормони», 11 клас – «Генна інженерія», тиждень біології про історію відкриття інсуліну.

Проблема № 6 при вивченні у 9 класі 11 екологічних тем, екосистеми, зв’язків організмів в екосистемі, ГМО, інтегрувати можна з уроком географії.

Проблема № 7 при вивченні ГМО (раціональне харчування, генна інженерія, кібербезпека, мотиваційний елемент на уроці)

Для оцінювання понятійного апарату можна використати форму:

Таблиця самооцінювання понятійного апарату

Для оцінювання вмінь можна використати таблицю:

Для рефлексії можна використати вправу «Ромашка» («Долонька» є різні варіанти або «Фразеологізми» ))