Dla nauczyciela

Autor: Anna Juwan

Przedmiot: Biologia

Temat: Łańcuchowa reakcja polimerazy

Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie podstawowym i rozszerzonym

Podstawa programowa:

Zakres podstawowy
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
VIII. Biotechnologia. Podstawy inżynierii genetycznej. Uczeń:
3) przedstawia istotę technik stosowanych w inżynierii genetycznej (elektroforeza DNA, metoda PCR, sekwencjonowanie DNA);
Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
XV. Biotechnologia. Podstawy inżynierii genetycznej. Uczeń:
4) przedstawia istotę technik stosowanych w inżynierii genetycznej (hybrydyzacja DNA, analiza restrykcyjna i elektroforeza DNA, metoda PCR, sekwencjonowanie DNA);

Kształtowane kompetencje kluczowe:

  • kompetencje cyfrowe;

  • kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się;

  • kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii.

Cele operacyjne (językiem ucznia):

  • Omówisz przebieg łańcuchowej reakcji polimerazy.

  • Przedstawisz istotę łańcuchowej reakcji polimerazy.

  • Opiszesz składniki mieszaniny reakcyjnej.

  • Wyjaśnisz znaczenie łańcuchowej reakcji polimerazy.

  • Przeprowadzisz doświadczenie polegające na amplifikacji fragmentu DNA metodą łańcuchowej reakcji polimerazy.

Strategie nauczania:

  • konstruktywizm;

  • konektywizm.

Metody i techniki nauczania:

  • z użyciem komputera;

  • ćwiczenia interaktywne;

  • rozmowa kierowana;

  • ćwiczenia laboratoryjne;

  • mapa myśli.

Formy pracy:

  • praca indywidualna;

  • praca w parach;

  • praca w grupach;

  • praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

  • komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu;

  • zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;

  • tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda;

  • arkusze papieru, flamastry.

Przed lekcją:

  1. Przygotowanie do zajęć. Nauczyciel loguje się na platformie i udostępnia uczniom e‑materiał „Łańcuchowa reakcja polimerazy”. Prosi uczestników zajęć o rozwiązanie ćwiczenia nr 1 (w którym należy zaznaczyć składniki mieszaniny reakcyjnej) oraz ćwiczenie nr 2 (w którym należy wskazać zdania fałszywe dotyczące tematu zajęć) z sekcji „Sprawdź się” na podstawie treści w sekcji „Przeczytaj”.

Przebieg lekcji

Faza wstępna:

  1. Nauczyciel wyświetla zawartość sekcji „Wprowadzenie”. Uczniowie wspólnie z nauczycielem omawiają cele lekcji i określają kryteria sukcesu.

  2. Wprowadzenie do tematu. Nauczyciel prowadzi pogadankę, zadając pytania:
    – W jakim celu przeprowadza się łańcuchową reakcję polimerazy?
    – W jakich sytuacjach metoda PCR może okazać się pomocna dla badaczy i w jakich dziedzinach nauki może ona znaleźć zastosowanie?

Faza realizacyjna:

  1. Mapa myśli. Nauczyciel dzieli uczniów na grupy i rozdaje im arkusze papieru A1 oraz flamastry. Omawia zasady tworzenia mapy myśli: uczniowie mają na podstawie e‑materiału w graficzny sposób uporządkować oraz zapisać informacje dotyczące składników mieszaniny reakcyjnej oraz przebiegu PCR. Nauczyciel kontroluje pracę grup, w razie potrzeby wyjaśnia wątpliwości uczniów. Po upływie wyznaczonego czasu chętne osoby prezentują mapy myśli wykonane przez swoją grupę.

  2. Praca z multimedium („Wirtualne laboratorium (WL‑I)”). Uczniowie przeprowadzają doświadczenie w wirtualnym laboratorium dotyczące amplifikacji fragmentu DNA metodą PCR. Rozwiązują problem badawczy i weryfikują hipotezę. W formularzu zapisują uzyskane wyniki, a następnie formułują wnioski. Wybrane osoby przedstawiają swoje odpowiedzi na forum klasy.

  3. Utrwalenie wiedzy i umiejętności. Uczniowie samodzielnie wykonują ćwiczenie nr 7 (w którym mają za zadanie wyjaśnić, dlaczego polimeraza DNA używana w PCR musi być termostabilna) z sekcji „Sprawdź się”. Następnie w 4‑osobowych grupach omawiają prawidłowe rozwiązanie. Po upływie wyznaczonego czasu wskazany przez nauczyciela przedstawiciel grupy prezentuje odpowiedź wraz z jej uzasadnieniem. Klasa ustosunkowuje się do niej. Nauczyciel udziela uczniom informacji zwrotnej.

Faza podsumowująca:

  1. Uczniowie wykonują ćwiczenie nr 5 (w którym mają za zadanie wskazać zalety PCR) z sekcji „Sprawdź się”. Chętne osoby prezentują swoją odpowiedź.

  2. Zalogowany na platformie nauczyciel wyświetla na tablicy temat lekcji i cele zawarte w sekcji „Wprowadzenie”. W tym kontekście podsumowuje omówione zagadnienia.

Praca domowa:

  1. Wykonaj ćwiczenia nr 3 i 4 oraz 6 z sekcji „Sprawdź się”.

Materiały pomocnicze:

  • Jane B. Reece i in., „Biologia Campbella”, tłum. K. Stobrawa i in., Dom Wydawniczy REBIS, Poznań 2021.

  • „Encyklopedia szkolna. Biologia”, red. Marta Stęplewska, Robert Mitoraj, Wydawnictwo Zielona Sowa, Kraków 2006.

Dodatkowe wskazówki metodyczne:

  • Nauczyciel może wykorzystać medium zamieszczone w sekcji „Wirtualne laboratorium (WL‑I)” do podsumowania lekcji.

Sprawdź się