Программа учебного курса для специализированного биотехнологического класса

Министерство образования и науки Российской Федерации

МБОУ СОШ №2 Карасукского района Новосибирской области

Программа учебного курса 

«Основы микробиологии»

Составила: Лобачева Т.В.

2018

Пояснительная записка

Увы, не царь природы человек, -

его кладут микробы на лопатки. 

Георгий Александров

     Предлагаемый учебный курс «Основы микробиологии» рассчитан на 16 часов и расширяет содержание школьного курса «Биология».  Учебный курс предназначен для учащихся 8 специализированного класса биотехнологического профиля, предусматривает практико-ориентированную деятельность учащихся по изучению микроорганизмов и предоставляет широкие возможности для саморазвития учащихся, что соответствует идее исследовательского обучения.

       Микроорганизмы широко распространены в природе. Их общая масса на планете примерно в 25 раз превышает массу всех животных. Встречаются они повсеместно, кроме кратеров вулканов и эпицентра ядерного взрыва. В 1 м³ воздуха содержится от нескольких микробных клеток до десятков тысяч.

       Значение микроорганизмов в природе и жизни человека велико. Микроорганизмы участвуют в почвообразовательных процессах, формируют полезные ископаемые (нефть, залежи железа, серы, марганца), фиксируют азот. Человечество давно научилось использовать микробиологические процессы в практической деятельности. Многие микробиологические процессы применяются в пищевой промышленности. Предприятия медицинской и микробиологической промышленности, используя микроорганизмы, выпускают десятки наименований лекарственных веществ, сотни тонн ферментных препаратов, кормовых аминокислот, средств защиты растений, антибиотиков, сотни тысяч тонн кормового белка и других препаратов. Наряду с полезными микроорганизмами существуют вредные, вызывающие нежелательные процессы. Такие микроорганизмы вызывают порчу пищевых продуктов и могут стать причиной пищевых отравлений и пищевых инфекций.

       Мельчайшие представители живого мира – бактерии, низшие грибы, простейшие животные и одноклеточные растения изучаются в школьном курсе на протяжении небольшого количества учебных часов, поэтому введение учебного курса позволит углубить знания учащихся по данному разделу биологии, познакомить их с современными направлениями микробиологии, биотехнологии, поможет сориентироваться в мире профессий, связанных с биологией.

       Исследование живых объектов на занятиях, постановка с ними опытов активизируют познавательную деятельность школьников, развивают практические умения, углубляют связь теории с практикой.

       В настоящее время в производственной сфере возрастает потребность в специалистах-микробиологах, биотехнологах (лабораторная диагностика инфекций, разработка и производство вакцин, сывороток, антибиотиков, в лабораториях и на предприятиях пищевой, химической, нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, в сельском хозяйстве и т. д.). Развивая интерес школьников к микробиологии на дополнительных занятиях, можно показать учащимся новые пути приобретения профессиональных знаний и тем самым способствовать более осмысленному подходу к выбору будущей профессии.

       Актуальность предлагаемого курса не вызывает сомнений: научное познание живой природы - одна из основных задач обучения и воспитания школьников. Известно, что работа с оптическими приборами, предполагающая углубленное изучение биотических объектов, вызывает у детей особый интерес к биологии, формирует исследовательские навыки, расширяет горизонты восприятие мира.

       Цель. Расширение кругозора учащихся о микроорганизмах, биотехнологии, освоение методик биологического эксперимента и научного анализа полученных данных и вовлечение в проектную деятельность.

Задачи.

1.      Формировать научное мировоззрение на основе современных взглядов о месте микроорганизмов в системе органического мира.

2.      Углубить знания учащихся о разнообразии микроорганизмов, строении их клеток, физиологических и биохимических особенностях.

3.      Развить представление о связях между микроорганизмами, об их роли в природе и жизни человека, в поддержании функционирования отдельных экосистем и биосферы в целом.

4.      Познакомить с основными методами микробиологии (микроскопия, культивирование, видовая идентификация, таксономический и экологический анализ).

5.      Формировать практические навыки работы с микроскопом и лабораторным оборудованием.

6.      Развить познавательную активность и самостоятельность, научно-исследовательские и проектные компетенции.

7.      Проводить подготовку учащихся к практической деятельности в области микробиологии, биотехнологии, медицины.

Общая характеристика курса

            Программа курса «Основы микробиологии» нацелена на получение школьниками знаний и умений, необходимых для формирова­ния целостного представления о мире микроорганизмов, об их роли в природных процессах и в жизни человека, а также о методах исследования микромира.

            Микроорганизмы по их значению для биосферных процес­сов, для человека как биологического вида и для хозяйственной деятельности людей вполне сопоставимы с представителями макромира — растениями и животными, а в некоторых областях существенно их превосходят. Медицина и экологическая безопасность, генетическая инженерия и промышленная биотехнология, ветеринария и фитосанитария — развитие этих и многих других сфер деятельности человека невозможно без глубоких знаний о мире микроорганизмов.

            В то же время весьма скромное положение, которое занимают микроорганизмы в образовательных программах и учебных пособиях по биологии для средней школы, не соответствует современным требованиям к уровню микробиологического образования выпускников школы. Сложившееся противоречие нуждается в преодолении, а ознакомление уча­щихся с основами микробиологии целесообразно проводить в основной школе. Выше изложенное обусловливает актуальность включения курса «Основы микробиологии» в программу биологического образования специализированного биотехнологического класса.

       Программа курса рассчитана на 16 часов. Учащиеся познакомятся с объектами микромира, а также получат возможность применить полученные знания при проведении практических работ и составлении проектов.

       Программой предусмотрена разнообразная практическая, исследовательская деятельность учащихся, способствующая широкому развитию творчества школьников посредством работы над проектами, написания рефератов, создания презентаций, оформления результатов экспериментальной деятельности. Программа курса направлена на формирование у учащихся умения поставить цель и организовать её достижение, а также креативных качеств— гибкость ума, терпимость к противоречиям, критичность, наличие своего мнения, коммуникативных качеств.

       Программа курса позволяет реализовать актуальные в настоящее время компетентностный, личностно-ориентированный, деятельностный подходы.

Ожидаемые результаты:

·         сформированность более глубоких, полных системных  знаний в области микробиологии;

·         развитие интеллектуальных качеств личности: самостоятельности мышления, совершенствование общеучебных умений и навыков творческой, научно – познавательной исследовательской деятельности;

·         сформированность потребности в самостоятельной познавательной деятельности, овладение навыками саморефлексии;

·         развитие практических умений школьников по экспериментальной работе;

·         профессиональная ориентация учащихся в области естественных наук;

·         участие в олимпиадах, конкурсах, конференциях, научно-исследовательской и проектной деятельности;

·         внедрение результатов научно-исследовательской и проектной работы  (в рамках класса, школы, ВУЗа);

·         популяризация знаний основ микробиологии (взаимодействие через СМИ, социальные сети).

Планируемые результаты освоения учебного курса «Основы микробиологии»

Личностные результаты обучения:

1) реализация этических установок по отношению к биологическим открытиям, исследованиям и их результатам;

2) признание высокой ценности жизни во всех её проявлениях, здоровья своего и других людей, реализации установок здорового образа жизни;

3) сформированность познавательных мотивов, направленных на получение нового знания в области микробиологии в связи с будущей профессиональной деятельностью или бытовыми проблемами, связанными с сохранением собственного здоровья и экологической безопасности.

Метапредметными результатами являются:

1) овладение составляющими исследовательской и проектной деятельности, включая умения видеть проблему, ставить вопросы, выдвигать гипотезы, давать определения понятиям, классифицировать, наблюдать, проводить эксперименты, делать выводы и заключения, структурировать материал, объяснять, доказывать, защищать свои идеи;

2) умение работать с разными источниками биологической информации: находить биологическую информацию в различных источниках (тексте учебника, научно-популярной литературе, биологических словарях и справочниках), анализировать и оценивать информацию, преобразовывать информацию из одной формы в другую;

3) способность выбирать целевые и смысловые установки в своих действиях и поступках по отношению к живой природе, здоровью своему и окружающих;

4) умение адекватно использовать речевые средства для дискуссии и аргументации своей позиции, сравнивать разные точки зрения, аргументировать свою точку зрения, отстаивать свою позицию.

Предметными результатами освоения программы по микробиологии являются:

1.В познавательной (интеллектуальной) сфере:

• выделение существенных признаков биологических объектов (клеток: растительных и животных, доядерных и ядерных, половых и соматических; организмов: одноклеточных и многоклеточных) и процессов (обмен веществ, размножение, деление клетки, оплодотворение);

• объяснение роли микробиологии в формировании научного мировоззрения; вклада микробиологических теорий в формирование современной естественно-научной картины мира; влияния мутагенов на организм человека.

• приведение доказательств (аргументация) единства живой и неживой природы, родства живых организмов; взаимосвязей организмов и окружающей среды;

• умение пользоваться микробиологической терминологией и символикой.

2.В ценностно-ориентационной сфере:

• анализ и оценка различных гипотез сущности жизни, микробиологической информации, получаемой из разных источников;

• оценка этических аспектов некоторых исследований в области биотехнологии (клонирование, искусственное оплодотворение, направленное изменение генома).

3.В сфере трудовой деятельности:

• овладение умениями и навыками постановки микробиологических экспериментов и объяснения их результатов.

4.В сфере физической деятельности:

• обоснование и соблюдение мер профилактики вирусных заболеваний; правил поведения в природной среде.

        Контроль и учёт достижений учащихся ведётся по безотметочной системе (зачет/незачет) и направлен на проверку выполнения учащимися проектов, презентаций и других работ практической направленности.

Содержание

Введение.

            Микробиология как научная и учебная дисциплина, объекты ее изучения. История открытия микроскопа. Ученые исследователи, внесшие вклад в изучение микроорганизмов. Французский микробиолог Луи Пастер (1822 – 1895г), немецкий ученый Роберт Кох (1843 – 1910г) основоположники современной микробиологии. Основные направления современной микробиологии. Микроскопические методы изучения морфологии микроорганизмов. Приготовление разных видов микроскопических микропрепаратов. Приготовление питательной среды и выращивание на ней микроорганизмов. Выделение микроорганизмов из естественных субстратов.

Бактерии.

            Условия жизни бактерий. Форма и строение бактериальных клеток. Внешние и внутренние структуры. Способы питания. Распространение и значение бактерий. Роль бактерий в биосфере. Значение бактерий в жизни человека. Сине-зеленые водоросли.

Практическая работа «Микроскопирование живых бактерий (на примере сенной палочки)».

Практическая работа «Бактерии зубного налета».

Практическая работа «Изучение строения картофельной палочки и гнилостной палочки».

Грибы.

       Общая характеристика грибов как гетеротрофных эукариотических микроорганизмов. Строение, питание и размножение грибов. Сравнение признаков грибов, растений и животных. Плесневые грибы. Дрожжевые грибы. Чайный гриб – симбиоз гриба и бактерий.

Практическая работа «Строение плесневых грибов».

Лабораторная работа «Строение дрожжевых клеток. Почкование дрожжей»

Водоросли.

       Микроскопические растения (водоросли), особенности их организации, роль в экологических системах и значение для человека. Места обитания водорослей. Водоросли-космонавты. Важнейшие систематические группы водорослей и их представители.

Практическая работа «Микроскопирование различных водорослей»

Тематическое планирование

№ занятия	Тема занятия	дата
Введение (2ч)
№1(1)	Микробиология как наука, её разделы. Методы и средства изучения микробиологических процессов. Задачи микробиологии.
№2(2)	Микроскопические методы изучения морфологии микроорганизмов
Бактерии (6ч)
№3(1)	Бактериология - раздел микробиологии. Строение и жизнедеятельность бактерий
№4(2)	Распространение и значение бактерий. Роль бактерий в биосфере Значение бактерий в жизни человека.
№5(3)	Практическая работа «Микроскопирование живых бактерий (на примере сенной палочки)».
№6(4)	Практическая работа «Бактерии зубного налета»
№7(5)	Практическая работа «Изучение строения картофельной палочки и     гнилостной палочки»
№8(6)	Сине-зеленые водоросли
Грибы (3ч)
№9(1)	Сравнение признаков грибов, растений и животных.  Особенности строения грибной клетки
№10(2)	Практическая работа «Строение плесневых грибов».
№11(3)	Дрожжевые грибы. Лабораторная работа «Строение дрожжевых клеток.  Почкование дрожжей»
Водоросли (2ч)
№13(1)	Общие принципы строения и функционирования низших слоевищных растений – водорослей. Важнейшие систематические группы водорослей и их представители.
№14(2)	Практическая работа «Микроскопирование различных водорослей»
Защита проектов. Подведение итогов (2ч)
№15(1)	Защита проектов по темам «Бактерии»
16(2)	Защите проектов по темам «Грибы», «Водоросли»

Примерные темы проектов

1.      Влияние температурных условий на рост развитие плесневых грибов.

2.      Изучение условий для жизнедеятельности дрожжевых грибков

3.      Микробиологическое исследование загрязненных рук

4.      Санитарно-бактериологические исследования продуктов питания

5.      Санитарно-бактериологические исследования воздуха в школьном помещении

6.      Микробиологические исследования зубного налета

7.      Водоросли – разрушители памятников архитектуры.

8.      Водоросли – разрушители зданий и сооружений.

9.      Фитопатогенные бактерии.

10.  Бактерии на службе человека.

11.  Первые цианопрокариоты.

12.  Микроскопические грибы-паразиты – вредители сельского хозяйства.

13.  Фитонциды микроорганизмов.

14.  Роберт Кох – один из основоположников современной микробиологии.

15.  Луи Пастер - основатель современной микробиологии и иммунологии.

16.  Жизнь и деятельность Александра Флеминга.

Список используемой литературы

1.         Алексеев В.Н., Бабенко В.Г., Сивоглазов В.И. Темы школьного курса. М.: Дрофа, 2015.

2.         Балашова Н.Б., Никитина В.Н. Водоросли. Л.: Лениздат, 2010.

3.         Бинас А.В., Маш Р.Д., Никишов А.И. Биологический эксперимент в школе. М.: Просвещение, 2010.

4.         Бухар М.И. Популярно о микробиологии. – М.: Знание, 2012.

5.         Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология т.1, М. “Мир”, 2010.

6.         Дикий И.Л. Микробиология. Руководство к лабораторным занятиям. — М.: Профессионал, 2014.

7.         Древс Г. и др. (ред.). Современная микробиология. Пер. с англ. под ред. А.И.Нетрусова. М., Мир, 2015 г., тт. 1-2.

8.         Иникеев В.В., Лукомская К.А. “Руководство к практическим занятиям по микробиологии”, М. “Просвещение”, 2013.

9.         Калганова Т.Н. Практикум по микробиологии. – Южно-Сахалинск: СахГу 2011.

10.     Мюллер Э., Лёффлер В. Микология / пер. с нем. — М.: Мир, 2015.

11.     Нейман Б.Я. Индустрия микробов. М.:Знание, 2013.

12.     Нетрусов А.И. (ред.). Практикум по микробиологии. Уч. пособие для вузов. М., Академия, 2015.

13.     Теппер Е.З., Шильникова В.К. Практикум по микробиологии. М.:Дрофа, 2014.

14.     Черепанова Н.П., Пшедецкая Л.И. Грибы. Л.: Лениздат, 2010.

15.     Шапиро Я.С. Микроорганизмы. СПБ.: Элсиб-СПб., 2013.

16.     Шапиро Я.С. Методическое пособие М: Вента-Граф 2012.