Круглый стол для учителей биологии, физики, химии. Актуальные вопросы естественнонаучного образования в Новосибирской области

Август 9, 2022

Главная
Образование
Круглый стол для учителей биологии, физики, химии. Актуальные вопросы естественнонаучного образования в Новосибирской области

Содержание

2. Составляющие качества биологического образования. О многоходовых задачах в школьном курсе молекулярной биологии Чернухин Валерий Алексеевич Доцент
3. Без протокола решения Выбор одного правильного ответа Выбор нескольких правильных ответов Сопоставление признаков С протоколом решения
4. Изложение протокола решения – основа развития навыков логического мышления. «Одноходовые», «двухходовые», «трёхходовые», «многоходовые» задачи – термин,
5. Как сделать задачу сложной Неожиданность, нестандартность Многоходовость – ситуация довольно типичная для школьной физики и математики,
6. У E. Coli в активном центре фермента глутатион-пероксидазы есть остаток аминокислоты селеноцистеина. Как он там появляется?
7. Мало практикуем логические рассуждения. Почему вирусы не считаются живыми организмами? Почему вирусы считаются неклеточными формами жизни?
8. Размножение генетически неидентичными мейоспорами мхов и папоротников считается бесполым, но… В учебниках пишется генетическая идентичность потомства
9. Проблемы заданий по молекулярной биологии Логические противоречия в стандартных алгоритмах решений Резко ограниченный круг возможных задач:
10. Об этом в школьных учебниках пишут, но потом игнорируют Цепь ДНК «имеет направление» (5’- и 3’-концы)
11. Нахождение комплементарной цепи Правильное (в школьных олимпиадах) Неправильное (в ЕГЭ) "Слышал я, что эта ошибка встречается
12. Применение общепринятого неверного алгоритма решения даст неверный ответ Дано 2 последовательности ДНК ГАГГАГААЦЦГГГААЦТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТЦТЦЦТЦТТГГЦЦЦТТГ (1); ГАГГАГААЦЦГГГААЦТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТГТТЦЦЦГГТТЦТЦЦТЦ (2)
13. Топологические задачи Найти возможные и невозможные структуры в ДНК или РНК Найти возможные и невозможные структуры
14. Топологические задачи по молекулярной биологии Можно ли из молекулы ДНК сделать ленту Мёбиуса?
15. Проблема формулирования условий задач «Дана цепь ДНК: ТЦЦГААТЦГ. Составьте вторую цепь ДНК, сосчитайте количество водородных связей.
16. Задача должна быть сформулирована таким образом, чтобы минимизировать неоднозначное прочтение. В формулировках задач по молекулярной биологии
17. Задачи, которые невозможно решить логически противоречивым общепринятым в ЕГЭ способом Эндонуклеаза рестрикции BstF5I расщепляет последовательность ДНК
18. Задачи, которые невозможно решить логически противоречивым общепринятым в ЕГЭ способом Последовательность ДНК длиной 26 нуклеотидов является
19. Традиция, принятая для задач по физике и химии: использование справочного материала В фрагменте смысловой последовательности гена
20. Многоходовая задача: возможно пока рекорд Последовательность ДНК длиной 26 нуклеотидов является смысловой одновременно для двух полипептидных
21. ГЛАВНЫЕ ТЕЗИСЫ! Необходимо привнесение к биологическим задачам тех лучших традиций, которые существуют для школьных задач по
22. Конструктивный результат Автором создано пособие: «Задачи по молекулярной биологии: разнообразнее и интереснее», позволяющее существенно выйти за
23. СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ
25. Скачать презентацию

Слайд 2

Составляющие качества биологического образования.
О многоходовых задачах в школьном курсе молекулярной

биологии

Чернухин Валерий Алексеевич
Доцент кафедры
естественнонаучного образования НИПКиПРО

Слайд 3

Без протокола решения
Выбор одного правильного ответа
Выбор нескольких правильных ответов
Сопоставление признаков
С протоколом

решения
Перечисляются последовательные этапы рассуждения и вычисления.

Доминируют в олимпиадных заданиях, а также в ЕГЭ и ОГЭ.
Относительно легко формализуется проверка.
Могут быть проверены компьютером

Традиционно считаются более сложными.
Круг существующих задач очень ограничен.
Остаётся актуальной проблема разработки новых разнообразных задач этого типа
Труднее поддаются формализации проверки.
Обязательно проверяются человеком.

Задачи по биологии

Слайд 4

Изложение протокола решения – основа развития навыков логического мышления.
«Одноходовые», «двухходовые», «трёхходовые»,

«многоходовые» задачи – термин, широко применяемый в шахматах.

В школьной биологии задачи, требующие написания протокола решения, как правило 2-3 ходовые. Разнообразие задач этого типа очень ограничено.
Многоходовые задачи практически отсутствуют.

ПРОБЛЕМА

Слайд 5

Как сделать задачу сложной
Неожиданность, нестандартность
Многоходовость – ситуация довольно типичная для школьной

физики и математики, но исключительно редкая для биологии.
Выход за пределы школьной программы – типично для биологических олимпиад

Как сделать задачу красивой

КРАСОТА =
НЕОЖИДАННОСТЬ Х ПРОСТОТА

Слайд 6

У E. Coli в активном центре фермента глутатион-пероксидазы есть остаток аминокислоты

селеноцистеина. Как он там появляется?

Теоретический тур заключительного этапа XVI Всероссийской биологической олимпиады школьников. Сочи. 2000 год.

а) встраивается в процессе трансляции; б) образуется посттрансляционно из остатка цистеина; в) образуется посттрансляционно из остатка серина; г) образуется посттрансляционно путем присоединения селеноцистеина специальным ферментом.

Выход за пределы школьной программы – главный способ усложнить задачи во Всероссийской биологической олимпиаде школьников

Но не самый лучший способ!

Слайд 7

Мало практикуем логические рассуждения.
Почему вирусы не считаются живыми организмами?
Почему вирусы

считаются неклеточными формами жизни?
Неклеточное строение имеют организмы:
Грибы
Бактерии
Вирусы
Животные

Мы приручаем детей игнорировать логические ошибки!

Игнорируем явные логические ляпы.

Вопросы из ЕГЭ и сборников по подготовке к нему

Слайд 8

Размножение генетически неидентичными мейоспорами мхов и папоротников считается бесполым, но…
В учебниках

пишется генетическая идентичность потомства при бесполом размножении.
Спрашиваем в ЕГЭ в какой группе организмов фотосинтез или кровеносная система возникли ВПЕРВЫЕ, хотя…
Науке это неизвестно.
Объявляем митоз и мейоз делением клеток, но…
Приводим примеры деления ядер без деления клетки, например, мейоз ядер у инфузорий.

Игнорируем явные логические ляпы.

Слайд 9

Проблемы заданий по молекулярной биологии
Логические противоречия в стандартных алгоритмах решений
Резко ограниченный

круг возможных задач:
Нахождение ГЦ-состава молекул ДНК и РНК
Нахождение комплементарной цепи, антикодонов тРНК и кодируемых белковых последовательностей.

Слайд 10

Об этом в школьных учебниках пишут, но потом игнорируют
Цепь ДНК «имеет

направление» (5’- и 3’-концы) – униполярность.
В двойной спирали цепи имеют противоположное направление - антипараллельность

А как же тезис
«уметь применять знания»?

Слайд 11

Нахождение комплементарной цепи
Правильное
(в школьных олимпиадах)
Неправильное
(в ЕГЭ)
"Слышал я, что эта

ошибка встречается даже в заданиях ЕГЭ. Это уже совсем недопустимо". (один из авторов олимпиадных задач по биологии) о неверном способе написания комплементарной цепи ДНК в ЕГЭ в статье «Некоторые типичные ошибки в учебной литературе по биологии» )

Слайд 12

Применение общепринятого неверного алгоритма решения даст неверный ответ
Дано 2 последовательности ДНК

ГАГГАГААЦЦГГГААЦТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТЦТЦЦТЦТТГГЦЦЦТТГ (1);
ГАГГАГААЦЦГГГААЦТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТТГТТЦЦЦГГТТЦТЦЦТЦ (2)
Какие из них могут образовывать вторичную структуру в виде шпильки? Считать, что в данных условиях шпилька может образоваться только при образовании не менее 16 комплементарных пар.

Слайд 13

Топологические задачи
Найти возможные и невозможные структуры в ДНК или РНК
Найти возможные

и невозможные структуры при репликации (стрелка показывает направление репликации)

Слайд 14

Топологические задачи по молекулярной биологии
Можно ли из молекулы ДНК сделать ленту

Мёбиуса?

Слайд 15

Проблема формулирования условий задач
«Дана цепь ДНК: ТЦЦГААТЦГ. Составьте вторую цепь ДНК,

сосчитайте количество водородных связей. Что произойдет при выпадении третьего нуклеотида?"

Очень интересный вопрос. А что, в самом деле, должно произойти при выпадении третьего нуклеотида? Даже профессиональный молекулярный биолог вряд ли сможет ответить. В задаче точно что-то «подразумевается», но явно не пишется. Может авторы теста подразумевали, что эта последовательность кодирует белок? Но в задаче не указаны:
какая цепь матричная, а какая смысловая;
рамка трансляции.

Слайд 16

Задача должна быть сформулирована таким образом, чтобы минимизировать неоднозначное прочтение.
В формулировках

задач по молекулярной биологии сложилась неудовлетворительная ситуация, когда не указываются концы нуклеотидных последовательностей (5’ и 3’).
Подчас даже в ЕГЭ задачи выглядят так, будто некодирующих участков в гене вовсе и нет, а рамка считывания начинается там, где написали первую букву.
Создаётся впечатление, будто такие темы в школьном учебнике, как, например, транскрипция, в том числе транскрипция на оперонах, или же экзон-интронная структура генов, равно как и иллюстрируемая в значительной части учебников за 10-11 класс униполярность полинуклеотидных цепей и антипараллельность дуплексов далее «забываются».

Слайд 17

Задачи, которые невозможно решить логически противоречивым общепринятым в ЕГЭ способом
Эндонуклеаза рестрикции

BstF5I расщепляет последовательность ДНК 5’-ГГАТГ-3’. На сколько частей будет разрезана следующая последовательность?
5’-AAAЦATЦЦTЦTATЦTГГATГTЦTTTAЦATЦЦTЦTЦTЦATЦЦЦTAЦTЦTЦTTTЦЦ-3’

Неверное общепринятое рассуждение: BstF5I расщепляет ГГАТГ и ЦЦТАЦ.
Правильное рассуждение: BstF5I расщепляет 5’-ГГАТГ-3’ и 5’-ЦАТЦЦ-3’.

Слайд 18

Задачи, которые невозможно решить логически противоречивым общепринятым в ЕГЭ способом
Последовательность ДНК

длиной 26 нуклеотидов является смысловой одновременно для двух полипептидных последовательностей (записаны стандартно в направлении от NH2 к СООН-концу):
NH2…-Три-Фен-Гли-Ала-Лиз-Гис-Фен-Гли-…COOH
NH2-…Вал-Три-Цис-Лиз-Тре-Три-Мет-…COOH.
Найти эту последовательность.

Слайд 19

Традиция, принятая для задач по физике и химии: использование справочного материала
В

фрагменте смысловой последовательности гена 5’-ЦЦЦТАГАТЦЦЦГЦГГЦЦЦТТТТААТГГЦТ-3’ имеется полных 9 кодонов, часть из которых (не менее 6) кодируют аминокислоты, образующих в белке конец α-спирали, а часть - неспиральную структуру. Определить, соответствующую последовательность белка из 9 аминокислот и аминокислоты, входящие в α-спираль. Какой конец α-спирали здесь представлен: N- или С-конец?

Слайд 20

Многоходовая задача: возможно пока рекорд
Последовательность ДНК длиной 26 нуклеотидов является смысловой

одновременно для двух полипептидных последовательностей (записаны стандартно в направлении от NH2 к СООН-концу):
NH2…-Три-Фен-Гли-Ала-Лиз-Гис-Фен-Гли-…COOH
NH2-…Вал-Три-Цис-Лиз-Тре-Три-Мет-…COOH.
Запись протокола решения требует 3 страницы!

Слайд 21

ГЛАВНЫЕ ТЕЗИСЫ!
Необходимо привнесение к биологическим задачам тех лучших традиций, которые существуют

для школьных задач по физике, математике, химии:
Уважение к точности формулировок.
Недопустимость логических противоречий.
Достаточно большая доля многоходовых задач с записью протокола решения.
Развитие способности в использовании справочного материала.
Применение правильного алгоритма нахождения комплементарной цепи открывает целую вселенную красивых и разнообразных многоходовых логических задач по молекулярной биологии.

Слайд 22

Конструктивный результат
Автором создано пособие: «Задачи по молекулярной биологии: разнообразнее и интереснее»,

позволяющее существенно выйти за рамки резко ограниченного круга задач (Издательство НИИПиКРО).

Большинство предложенных задач являются принципиально новыми, но их решение не требует выхода за пределы школьного учебника.

Слайд 23

Круглый стол для учителей биологии, физики, химии. Актуальные вопросы естественнонаучного образования в Новосибирской области

Содержание

Составляющие качества биологического образования. О многоходовых задачах в школьном курсе молекулярной

Без протокола решенияВыбор одного правильного ответаВыбор нескольких правильных ответовСопоставление признаковС протоколом

Изложение протокола решения – основа развития навыков логического мышления.«Одноходовые», «двухходовые», «трёхходовые»,

Как сделать задачу сложнойНеожиданность, нестандартностьМногоходовость – ситуация довольно типичная для школьной

У E. Coli в активном центре фермента глутатион-пероксидазы есть остаток аминокислоты

Мало практикуем логические рассуждения. Почему вирусы не считаются живыми организмами?Почему вирусы

Размножение генетически неидентичными мейоспорами мхов и папоротников считается бесполым, но…В учебниках

Проблемы заданий по молекулярной биологииЛогические противоречия в стандартных алгоритмах решенийРезко ограниченный

Об этом в школьных учебниках пишут, но потом игнорируютЦепь ДНК «имеет

Нахождение комплементарной цепиПравильное (в школьных олимпиадах)Неправильное (в ЕГЭ)"Слышал я, что эта

Применение общепринятого неверного алгоритма решения даст неверный ответДано 2 последовательности ДНК

Топологические задачиНайти возможные и невозможные структуры в ДНК или РНКНайти возможные

Топологические задачи по молекулярной биологииМожно ли из молекулы ДНК сделать ленту

Проблема формулирования условий задач«Дана цепь ДНК: ТЦЦГААТЦГ. Составьте вторую цепь ДНК,

Задача должна быть сформулирована таким образом, чтобы минимизировать неоднозначное прочтение.В формулировках

Задачи, которые невозможно решить логически противоречивым общепринятым в ЕГЭ способомЭндонуклеаза рестрикции

Задачи, которые невозможно решить логически противоречивым общепринятым в ЕГЭ способом Последовательность ДНК

Традиция, принятая для задач по физике и химии: использование справочного материала В

Многоходовая задача: возможно пока рекордПоследовательность ДНК длиной 26 нуклеотидов является смысловой

ГЛАВНЫЕ ТЕЗИСЫ!Необходимо привнесение к биологическим задачам тех лучших традиций, которые существуют

Конструктивный результатАвтором создано пособие: «Задачи по молекулярной биологии: разнообразнее и интереснее»,

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ

Похожие презентации