Статья Нанотехнологии в курсе биологии средней школы

Нанотехнологии в курсе биологии средней школы.

Безрукавова Марина Николаевна,

учитель биологии МОУ «СОШ №8»

г. Астрахань

В условиях средней школы возможно первое общее ознакомление учащихся с сущностью методов нанотехнологий, используемых в биологических исследованиях, и их практическим применением в медицине, экологии, промышленном и сельскохозяйственном производствах. Достижение этой цели невозможно без углубления знаний учащихся об организации биологических систем на молекулярном, субклеточном и клеточном уровнях, расширения знаний о методах генетических и селекционных исследований. На этой основе учащиеся должны получить представление:

• о единстве фундаментальных естественных наук и перспективах их дальнейшего развития;

• об особенностях молекулярного, субклеточного и клеточного уровней организации и развития живых систем;

• о специфике нанообъектов и нанобиотехнологий;

• о возможных сферах применения нанобиотехнологий в науке и производстве.

Наиболее целесообразная форма обучения - элективная.

Для усвоения содержания данного курса необходимо знание ряда вопросов из курса общей биологии средней общеобразовательной школы:

• взаимосвязь молекулярного, субклеточного и клеточного структурно-функциональных уровней организации живой природы;

• химический состав клетки;

• строение и жизнедеятельность эукариотической и прокариотической клеток;

• обмен веществ в клетке;

• молекулярно-генетические принципы генной инженерии;

• достижения и перспективы развития биотехнологии;

• закономерности наследственности, изменчивости, индивидуального и исторического развития живых организмов;

• взаимосвязь живого организма и среды обитания;

• закономерности и факторы исторических изменений живой природы.

Ряд разделов дисциплины «Биология» для 10-11х классов средней общеобразовательной школы предполагают изложение материала, который может послужить основой для конкретного ознакомления с сущностью нанобиотехнологий («Клетка как биологическая система», «Размножение и индивидуальное развитие организмов», «Основы генетики», «Основы селекции»). Это в первую очередь темы, посвященные организации прокариотической и эукариотической клеток, клеточных мембран и органоидов, плазмалеммы, а также структуре и биологической роли

молекул биополимеров: ДНК, РНК, белков (ферментов, рецепторов, переносчиков, структурных белков).

В качестве базовых принципов преподавания элективного курса по нанотехнологиям в средней школе (биология) могут быть предложены следующие:

• многоуровневость изложения знаний о биологических системах в качестве теоретического обоснования нанобиотехнологий: биомолекулы, макромолекулы и биополимеры, биомембраны, цитоплазма и органоиды клетки, прокариотическая и эукариотическая клетки, неклеточные формы жизни;

• структурно-функциональный подход к изучению биомолекул и биоструктур;

• междисциплинарный характер всестороннего освещения организации биологических систем, предполагающий использование достижений биофизики, биохимии, экологии и других наук;

• обоснование теоретических основ в разработке нанотехнологий;

• определение ближайших и отдалённых перспектив развития нанобиотехнологий;

• освещение прикладного значения нанобиотехнологий для промышленности, медицины, сельского хозяйства, охраны природы и рационального природопользования.

По окончании преподавания данного курса учащиеся должны знать:

• строение и биологическую роль биомакромолекул, биомембран.субчастиц органоидов, органоидов прокариотической и эукариотической клеток;

• основные методы нанобиотехнологий;

• направления развития фундаментальных исследований и прикладных разработок в области нанобиотехнологий;

• основные достижения нанобиотехнологий, их значение для медицины, экологии, сельского хозяйства и промышленного производства;

• перспективы развития нанобиотехнологий;

учащиеся должны уметь: выполнять творческие задания для самостоятельного получения и применения знаний; обсуждать дискуссионные проблемы, отстаивая собственную точку зрения;

учащиеся должны приобрести навыки: самостоятельной работы с учебной, научной и справочной литературой; написания рефератов и литературных обзоров по проблеме.