Филипцова Г.Г., Филиппова С.Н. Методическая разработка эвристического занятия по учебной дисциплине «Ксенобиология»
Опубликовано 06 декабря 2023 в 12:00

Филипцова Галина Григорьевна, кандидат биологических наук, доцент кафедры клеточной биологии и биоинженерии растений биологического факультета БГУ, filiptsova@bsu.by

 

Филиппова Светлана Николаевна, кандидат биологических наук, доцент кафедры клеточной биологии и биоинженерии растений биологического факультета БГУ, FilippSN@bsu.by

 

Учебная дисциплина: «Ксенобиология», 4 курс (специальность «Биология» направление «Научно-производственная деятельность») / 5 курс (специальность «Биология» направление «Биотехнология»).

Количество часов на реализацию методической разработки: 4 ч.

Тема: «Биологическая активность чужеродных соединений»

Ксенобиология – интегральная наука, базирующаяся на знаниях различных биологических дисциплин: биохимии, физиологии, фармакогнозии, экологии и др. Разработанное задание направлено на комплексный анализ всех аспектов жизнедеятельности организмов, содержащих токсичные соединения, изучение биохимического состава и биологической активности токсинов, возможности их использования в различных сферах деятельности человека.

Основные цели педагога по отношению к индивидуальной самореализации студента при изучении данной темы

Организовать образовательную среду для создания студентами собственного продукта о взаимосвязи между биохимическим составом живых организмов и их функциональными особенностями через фантазийное соотнесение характеристик, присущих некоторым организмам токсинов, с психоэмоциональными особенностями личности.

Занятие проводилось преподавателями в двух академических группах. На образовательном портале БГУ заранее было размещено задание, содержащее все поясняющие компоненты.




Целеполагание студентов

В одной группе студентам предлагалось заполнить таблицу, в которой отражены их знания и незнания о токсичных ксенобиотиках, входящих в состав живых организмов. Пример таблицы:


Ксенобиотик

Я знаю про их метаболизм и функции в живых организмах Я ничего про них не знаю (что-то знаю), но хочу узнать

Антибиотики

Алкалоиды

Фитогемаглютинины

Ботулотоксин


Кроме того, было предложено сформулировать несколько вопросов, связанных с темой занятия, например:

  • Почему мне может быть интересно знание о ядовитых соединениях, входящих в состав живых организмов?
  • Каким образом лично мне в жизни может помочь знание о вторичных метаболитах растений?

Во второй группе студентам было предложено вспомнить как можно больше представителей различных Царств живых организмов, содержащих ядовитые соединения. Свои знания предлагалось оформить в виде таблицы, в которой приведены организмы, ядовитые соединения и их биологическая активность. Пример таблицы:


Организм Ядовитое соединение  Биологическая активность
Бактерии Clostridium botulinum

Ботулотоксин

Нейротоксин


В начале занятия была организована игра, в которой студенты по очереди называли токсичный организм, а другие должны были вспомнить, какие соединения в нем содержатся и какова их биологическая активность. За правильные ответы студенты получали баллы. Студент, набравший наибольшее количество баллов, стал «председателем» научного семинара.

Главная проблема занятия с позиции самореализации студента заключается в интерпретации информации о биологической активности того или иного соединения и составлением «психологического портрета» организма, синтезирующего данное соединение.

Круг реальных объектов действительности, предлагаемых студентам для изучения: бактерии, растительные и животные организмы; токсичные химические соединения, входящие в их состав.

Методы изучения реального объекта действительности

Креативные методы: метод целеполагания, метод смыслового видения, метод придумывания, эвристического наблюдения.

Когнитивные методы: метод эмпатии, метод гипотез.

Методы оргдеятельностного типа: метод самоорганизации обучения, метод рефлексии.

Этапы занятия

  1. Приветствие
  2. Озвучивание цели занятия
  3. Целеполагание студентов
  4. Разъяснение задания
  5. Выполнение задания (предварительная домашняя заготовка)
  6. Представление и обсуждение работ студентов
  7. Оценивание образовательного продукта студентов
  8. Рефлексия

Открытое эвристическое задание «Я токсичный, но не злой»

В борьбе за существование некоторые виды живых организмов сформировали свой арсенал для борьбы, свои методы, уловки и хитрости. Многие из них научились синтезировать токсины-ксенобиотики, которые помогают им защищаться от недругов и выживать. Плохо их зная, можно подумать, что они «очень плохие» и «злые»! Но так ли это на самом деле!?

Выберите любой живой организм, способный синтезировать токсины-ксенобиотики, уникальными защитными способностями которого Вы впечатляетесь! Попробуйте взглянуть на мир глазами этого организма. Представьте, что его может радовать, огорчать или тревожить. Наделите его уникальным характером. Придумайте занимательную историю из его жизни и расскажите ее от его имени.



Основные этапы задания.

  • Выберите любой живой организм, накапливающий ядовитые ксенобиотики;
  • Дайте краткую характеристику этого организма (обратите внимание на условия его существования);
  • Опишите химическую структуру и биологическую активность ядовитого соединения (соединений), характерного для данного организма;
  • Придумайте занимательную историю из жизни этого организма, наделив его уникальным «характером». Постройте свой рассказ, основываясь на научных знаниях о метаболизме, химическом составе, морфологических признаках и особенностях жизнедеятельности этого организма.
  • Проанализируйте, в каких сферах деятельности данный ядовитый ксенобиотик может быть использован на благо природы и человека.
  • Подготовьте презентацию.

Демонстрация и сравнение полученного образовательного продукта

Демонстрация проводилась в виде устных выступлений студентов, которые представляли и защищали свои «истории». Занятие проводилось аудиторно.


 


Студенты очень ответственно подошли к выполнению задания, подготовили неординарные творческие работы. Каждая работа содержала научный компонент, построенный на анализе литературных данных, а также креативный компонент – фантазийную историю, либо легенду о жизнедеятельности того или иного организма. После каждого доклада студенты задавали друг другу вопросы, была развернута небольшая дискуссия.

Ниже приведены фрагменты некоторых работ студентов:



«Плыву я себе одним летним прохладно-жарким деньком по Японскому морю, окаймляя залив Великого Петра, и казалось бы, ничего не предвещает беды, но вот я вижу перед собой рыбешку маленькую в сети, видно поймали. Рыбья солидарность здесь мимо не пройдет, поверьте мне на слово. Пытаюсь я значит порезать эту самую сеть своими шипами, которые расположены у меня по всей поверхности тела. Режу, режу и тут – вдруг!!!!.. мы уже не на дне моря, а плескаемся в той самой сети на лодке. Мое рыбье тельце иссыхает, и я постепенно погибаю, но человек еще не знает, что будет, когда он попробует меня на вкус. В моих органах и тканях я накапливаю яд – тетродотоксин – сильнейший нейропаралитик естественного происхождения, да и к тому же небелковый!...»  (Губаревич К.)



«Меня зовут Игнат, я самый обычный жук, ведущий обычный образ жизни. Для всех я известен как красный жук с черными точками, который вредит вашему урожаю. Однако, есть у меня тайна, которую мало кто знает. Я очень токсичный, но не самый злой… Для защиты от поедания меня другими животными в гемолимфе имеет яд – кантаридин. Это яд небелковой природы, обладающий раздражающими, кожно-нарывными свойствами…» (Белозор А.)



«Сегодня наступил новый день, я знаю, что он будет такой же как предыдущие. Точнее, на том же месте. Ведь где я родился, там и нахожусь по сей день... Если вы думаете, что в своей неподвижности я беззащитен, вы ошибаетесь. Я умею синтезировать серьезные соединения! Стероидные сапонины, флавоноиды, антрахиноны, фенолкарбоновые кислоты, иридоиды, дубильные вещества, и самое серьезное – алкалоиды! Стало страшно? Не бойтесь, они должны навредить только тем, кто сам представляет для меня опасность. Потому меня не едят животные и птицы, советую и дальше держаться им подальше…» (Воробьева В.)

Открытое задание на обобщение темы

Ответьте на вопросы, заданные себе в начале занятия.

Критерии оценивания

Максимальная отметка – 10 баллов.

  • 10-9 баллов: высокая степень оригинальности, творческий подход, глубокий и всесторонний анализ научной литературы, в т.ч. статей и монографий, активное участие в рецензировании и оппонировании работ.
  • 8-7 баллов: достаточная степень оригинальности; данные о токсинах получены из учебников и учебных пособий, достаточное участие в рецензировании и оппонировании работ.
  • 6-5 баллов: использование шаблонных клише, данные о токсинах получены из научно-популярных интернет-источников, низкая активность при рецензировании и оппонировании работ.
  • 4-0 баллов: отсутствие оригинальности и научной составляющей, заимствования идей из интернет-источников, отсутствие активности при обсуждении работ.

Рефлексия

Вопросы для рефлексии у разных групп также были разные.

  • Какие чувства и ощущения возникали у вас во время работы над заданием?
  • С какими трудностями вы столкнулись во время выполнения задания и как вы их преодолевали?
  • Какой этап занятия вам больше всего понравился: выбор объекта, придумывание истории, презентация, обсуждение других докладов?
  • Каковы ваши главные результаты? Благодаря каким внутренним и внешним факторам вам удалось их достичь?

Во время рефлексии студенты отметили, что при выполнении задания пришлось выйти за рамки привычного, но при этом все получили положительные эмоции и много новой информации.

Большинство студентов подчеркнули, что самым интересным и вместе с тем самым трудным было «придумавание» истории от лица другого организма, определение «характера» персонажа. Было интересно слушать и обсуждать доклады других студентов и открывать новые таланты своих одногруппников. Основные трудности – выбор организма, а также поиск информации о биологической активности и метаболизме токсинов.

Фрагменты рефлексии студентов

«Я считаю, что данный метод является наиболее продуктивным для усвоения знаний, так как вносит разнообразие в простое заучивание. На таких занятиях нет напряженной обстановки, что делает атмосферу между студентами и преподавателям более дружелюбной…» (Савенко П.)

«Определенно, такой вариант занятия внес разнообразие в наш учебный процесс. Конечно, это более трудозатратно, но проработав и детально подготовив одну историю, ты узнаешь еще 8 таких же занимательных и познавательных историй. Несмотря на то, что задание было сформулировано для всех одинаково, каждый воспринял его по-своему, привнес в доклад что-то свое» (Кругленя М.)

«Получив задание придумать историю от лица организма, я получила заряд вдохновения, в голову сразу стали приходить зарисовки мыслей, еще до того, как я села их писать» (Воробьева В.)

«Интересное, необычное задание, которое скрасило нашу учебу, в основном протекающую за учебниками и конспектами. Во время работы над заданием я испытала различные эмоции: любопытство и интерес, когда искала объект рассказа и изучала о нем информацию; вдохновение и воодушевление, когда писала повесть и делала презентацию; разочарование, когда не могла найти нужную рифму или выбрать подходящее изображение; и, наконец, облегчение и, в некотором роде, гордость за то, что все-таки смогла осуществить свою цель» (Труханович М.)

Выводы и рекомендации по использованию методической разработки

Методическая разработка эвристического занятия по учебной дисциплине «Ксенобиология» была успешно апробирована в двух академических группах студентов. Студенты проявили высокую активность и заинтересованность при выполнении данного задания.

Этап «Целеполагание» позволил сконцентрировать внимание обучающихся на заданной проблематике, повысить их заинтересованность и активизировать коммуникативное взаимодействие.

В ходе занятия студенты создали и представили в виде устных выступлений свои уникальные образовательные продукты – творческие работы, позволившие раскрыть их новые качества и обеспечить формирование не только профессиональных, но и коммуникативных, и оргдеятельностных компетенций.

Как свидетельствует анализ рефлексии студентов, выполнение эвристических заданий позволяет преодолеть рутинность образовательного процесса, мотивировать к самостоятельному поиску и изучению новой информации, развить их творческий потенциал.

Данная методическая разработка может быть использована в высших учебных заведениях в процессе преподавания не только ксенобиологии, но и других смежных биологических дисциплин.

Автор: Г.Г. Филипцова, С.Н. Филиппова