Генетическая лаборатория и учебные экспедиции: как московских учеников вовлекают в науку

Московские учителя предлагают интересные  педагогические разработки, которые помогают детям лучше усваивать математику, химию, физику и биологию и выбирать профессии, связанные с этими науками.

Развитие системы математической и естественно-научной подготовки школьников мэр Москвы Сергей Собянин назвал одним из приоритетов развития системы образования на 2025 год. Так, в школе № 1505 «Преображенская» дети занимаются в собственной лаборатории генетики, в Инженерной школе № 1581 технические знания интегрируют в уроки русского языка, а ученики школы «Марьино» отправляются в учебно-исследовательские экспедиции естественнонаучной направленности. Необычные методы обучения педагоги представили на Первой всероссийской научно-практической конференции «Теория и практика предпрофессионального образования».

Лаборатория генетики

В школе № 1505 «Преображенская» создали лабораторию генетики, где ученики экспериментируют с плодовыми мухами вида Drosophila melanogaster. Опыты на дрозофилах – часть проектной и исследовательской работы школьников, интересующихся естественными науками. Они также проводятся в качестве лабораторных занятий на уроках биологии в медицинских классах либо в процессе выполнения индивидуальных проектов.

Дрозофила — очень удобный объект для исследования, поскольку продолжительность жизни насекомого в среднем составляет порядка 100 дней и у него короткий цикл развития организма — от 10 до 14 дней. Таким образом, можно довольно быстро развести большое количество особей, необходимое для получения статистически достоверного результата.

Дрозофилы удобны еще тем, что у них есть много мутаций, проявляющихся внешними признаками: цветом глаз, формой крыльев. Таких специально выведенных линейных мух с различными мутациями школе предоставляли сотрудники кафедры генетики биофака МГУ и Института биологии гена РАН.

Также учёные из ИБГ РАН предложили школьникам проводить исследования в рамках работы института. Одно из них выполнила ученица 10-го класса в ходе подготовки индивидуального проекта. Она проверила гипотезу о том, что одна из мутаций влияет на стрессоустойчивость дрозофил. Мушек охлаждали до минус 18 градусов по Цельсию в течение пяти минут. В результате такого стрессового воздействия длительность жизни дрозофил, уменьшилась более чем в два раза.

Исследование было достаточно трудоёмким — каждый день школьнице нужно было охлаждать мух и подсчитывать погибших, а  раз в 5–7 дней пересаживать насекомых на свежий корм. Выяснилось, что мутантный ген по-разному влияет на стрессоустойчивость самцов и самок. Зачем это нужно? Ген w, которые ребята исследуют, у дрозофил в мутантной форме вызывает белый цвет глаз и многие другие изменения. А у человека есть его близкие «родственники», отвечающие за транспорт многих важных веществ в клетку. Мутации в таких генах могут приводить к различным заболеваниям.

Методики работы с дрозофилой просты и не требуют специального дорогостоящего оборудования, доступны для работы в условиях школы, и сейчас в лаборатории собрана уже большая материальная база. Педагоги планируют постепенно расширять тематику работ и проводить мастер-классы по организации работ с дрозофилами для учителей и учащихся других школ.

Уроки русского языка для будущих инженеров

Во многих московских школах открыты предпрофессиональные инженерные и ИТ-классы. Сейчас в них учится более 20 тысяч старшеклассников, которые на углублённом уровне изучают математику, информатику, физику, проходят спецкурсы по робототехнике, программированию, гравировке, 3D-печати. Но чтобы поступить в этот класс и успешно учиться в нем, ученикам необходимо обладать определёнными навыками. Например, структурным мышлением.

Оксана Ганабова, учитель русского языка и литературы из Инженерной школы № 1581 разработала для будущих инженеров и разработчиков специальную учебную программу по русскому языку. На её уроках ребята решают системные задачи и учатся работать по алгоритму: выстраивать определённые цепочки и последовательности действий, создавать мыслительные стратегии, анализировать, преобразовывать и, моделировать тексты.

Педагог придумала «грамматический конструктор», который помогает ученикам закреплять знания: она задаёт определённые параметры и просит учащихся придумать словосочетания или предложения с их учётом. «Техническое задание» может выглядеть так: «Создайте все возможные формы причастий от глаголов «решать» и «решить» и постройте с ними предложения с причастными оборотами в пре-, интер- и постпозициях». Выполняется оно в несколько этапов: сначала учащиеся определяют вид, тип спряжения и переходность глаголов, затем создают для них формы действительного залога прошедшего и настоящего времени и страдательного залога прошедшего и настоящего времени, а после с этими формами строят пять предложений, полагаясь на своё воображение.

А при «моделировании» дети могут получить задание написать рассказ на тему «Моя любимая креветка!», в который нужно включить не менее десяти конструкций, представляющих собой все типы обособленных обстоятельств, и все случаи отсутствия обособлений для обстоятельств.

Подобные упражнения развивают аналитические способности, навык концентрации внимания и логическое мышление, учат соблюдать последовательность и находить причинно-следственные связи. Ребята, которые приучены к структурному подходу, будут успешнее в учёбе и более подготовлены к программе инженерного или ИТ-классов.

Учебно-исследовательские экспедиции 

В школе «Марьино» имени маршала авиации А.Е. Голованова ученики профильных и предпрофессиональных классов каждый год отправляются в учебно-исследовательские экспедиции эколого-биологической направленности. Все выезды школа согласовывает с администрацией особо охраняемых природных территорий, и ребята  могут проконсультироваться с сотрудниками заповедников, узнать у них об особенностях природоохранной деятельности и сформировать навыки бережного отношения к природе. 

Сейчас в школе для учеников 7 – 8 классов реализуется авторская программа «Путешествие в природу», а для учащихся 9 – 10 классов – программа «От растения до человека». Занятия проходят на территории Памятника природы «Серебряный бор», природного заказника Воробьёвы горы, природно-исторических парков «Измайлово» и «Кузьминки-Люблино». 

В  экспедициях ученики занимаются исследованиями и выполняют разные проекты, первичные результаты которых представляют на итоговой конференции. Затем педагоги помогают им доработать проекты, оформить результаты и подготовиться к защите результатов исследований на различных конкурсах и конференциях.

По материалам пресс-службы Департамента образования и науки Москвы