Autor: Anna Juwan

Temat: Łańcuchowa reakcja polimerazy

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

Podstawa programowa:

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.