Приложение N 5. Модельная архитектура образовательной программы Дома научной коллаборации

Приложение N 5

Модельная архитектура образовательной программы Дома научной коллаборации

ДНК

Пример кейса, рассчитанного на 2 занятия.

Цели:

1. выявить этические проблемы, связанные с практикой генной инженерии в репродуктивной медицине;

2. понимать ключевые термины и понятия, связанные с наукой о генной инженерии.

Материалы:

- Компьютер с доступом в Интернет (необязательно, но очень полезно)

- Библиотечные ресурсы для исследований

- Бумага, ручки и карандаши

Содержание:

1. Начните урок с группировки учащихся в пары. Попросите обсудить гены и почему они важны. Дайте ребятам пять минут, чтобы обсудить и записать их идеи.

2. Проведите общеклассную дискуссию о генах. Объясните, что гены унаследованы от родителей и важны, поскольку они во многом определяют поведенческие, психические и физические особенности. Каждый ген содержит код ДНК, который дает клетке инструкции о том, как производить конкретные белки. Эти белки образуют основу для структурного каркаса жизни.

3. Объясните, что медицинская наука прогрессировала и что теперь гены могут быть изменены с помощью генной инженерии. В этом процессе ученые вставляют генетические инструкции, чтобы сделать определенный белок в ДНК клетки. Клетка будет производить белок, который влияет на определенную характеристику, и клетка также передает новые инструкции своему потомству. Генная инженерия дает ученым возможность улучшать и изменять основной состав живой клетки. Это называется биотехнология.

4. Попросите учащихся провести мозговой штурм о рисках и преимуществах, связанных с биотехнологией. Например, удаление гемофилии или других серьезных нарушений из генофонда является преимуществом, потому что люди больше не будут страдать от хронического заболевания. Пример риска - люди заходят слишком далеко в выборе генетического состава будущих детей.

Риски: 1) Опора на евгенику или выбор генетического состава будущих детей. Эта практика может дать людям возможность контролировать некоторые личные качества, такие как наличие светлых волос или рост. В крайнем случае, это может устранить некоторые черты.

2) Использование биотехнологии до исследования других вариантов, особенно в области репродуктивной медицины. Например, технология позволяет ученым имплантировать яйцеклетку от одной женщины в матку другой. Но, возможно, стоит не сразу использовать эту технику, а сначала попробовать менее экстремальную.

Возможные преимущества: 1) Устранение генетических заболеваний. Например, генетики считают, что возможно устранить генетические заболевания, такие как болезнь Тея-Сакса, с помощью тщательных и методических программ скрининга.

2) Скрининг нерожденных детей. Это относится к скринингу генетических нарушений либо до наступления беременности, либо в первые месяцы беременности. Более подробная информация даст будущим родителям больше возможностей для решения проблем своих детей.

3) Лечение болезней. Например, ученые работают над тем, чтобы вставить клетки из эмбрионов в раковые клетки как способ остановить рост рака.

5. Укажите, что биотехнология является мощным инструментом, и что ученым приходилось учитывать многие этические проблемы, связанные с ней. В результате появилась новая область биоэтики. Биоэтика - это изучение этических последствий биологических исследований и применений, особенно в медицине; в том числе изучение преимуществ и рисков биотехнологии.

6. Скажите детям, что они будут думать об этических вопросах, связанных с биотехнологией в области репродуктивной медицины. Распространите информационный лист "Возьмите домой": различные перспективы генной инженерии. Объясните, что учащиеся прочитают сценарий, касающийся муковисцидоза и генной инженерии. Они изучат сценарий с точки зрения одного из шести человек, включая религиозного человека и молекулярного биолога.

7. Для домашней работы попросите каждого учащегося прочитать сценарий и написать заявление о позиции с точки зрения индивидуума. Учащиеся могут использовать цитаты отдельных лиц в своих позиционных заявлениях. Поделитесь с ними веб-сайтами, чтобы помочь им изучить эту тему.

8. В течение следующего учебного периода группируйте учащихся в соответствии с назначенными ими лицами. Группы должны в течение 15 минут обсудить свои позиции и выработать консенсус. Пусть каждая группа выберет одного человека, чтобы представить свою позицию классу.

9. После того, как группы представят свои позиции, проведите обсуждение в классе. Может ли класс разработать политическое заявление о роли правительства в биотехнологии? Должна ли биотехнология в репродуктивной медицине быть запрещена? Решат ли государственные постановления какие-либо этические дилеммы? Помогите ребятам понять, что это сложные вопросы и что простых решений не существует.

Предложите учащимся 6-8 классов выполнять домашнюю работу в аудитории. Пусть они работают в шести кооперативных группах, чтобы написать свои документы с изложением позиции. Они могут использовать веб-сайты, приведенные на занятии для справочной информации. Обсудите положение каждой группы как класса. Пусть они попытаются достичь консенсуса относительно того, какой, по их мнению, должна быть роль правительства в отношении биотехнологии в репродуктивной медицине.

Обсуждение вопросов

1. Обсудить вопросы, связанные с биотехнологией и репродуктивной медициной. Например, технология может позволить 60-летней женщине родить ребенка. Это положительный или отрицательный результат? Рассмотрите его последствия. Как этот пример иллюстрирует некоторые сложные проблемы, возникающие при использовании биотехнологии?

2. Обсудите, каким образом биотехнология становится мощным фактором в нашей жизни. Какие области были затронуты биотехнологией? Приведите хотя бы два примера.

3. Какие гарантии должно принять общество, чтобы справиться с быстрым прогрессом в биотехнологии?

4. В какой степени религиозная идеология должна влиять на биоэтику? В какой степени религиозная перспектива должна влиять на использование биотехнологии?

5. Каковы некоторые положительные долгосрочные эффекты биотехнологии? Каковы некоторые негативные долгосрочные эффекты?

6. Во время Второй мировой войны нацисты в Германии провели эксперименты по выборочному разведению голубоглазых мужчин и женщин. Это пример евгеники, которая наносит ущерб обществу. Объясните, почему.

Предполагаемые результаты

Отлично: демонстрация глубокого понимания темы; умение писать четкую, лаконичную, хорошо проработанную позицию; совместная работа в группе для выработки единого мнения; активное участие в финальной дискуссии, умение задавать вопросы, правильно их формулировать. Хорошо: демонстрация адекватного понимания темы; умение адекватно исследовать тему и написать краткую позицию; совместная работа в группе для выработки консенсуса мнений, но с некоторым отрывом от группы; некоторая вовлеченность и интерес к финальной дискуссии.

Дополнительный материал

Предложите прочитать фантастическую классику "О дивный новый мир" Олдоса Хаксли. Затем попросите каждого школьника написать критическое эссе, в котором сравниваются и противопоставляются этические и социальные конфликты в обществе Хаксли с использованием биотехнологии в нашем обществе. Например, ученым потребовалось 277 попыток, чтобы клонировать нормальную, здоровую овцу (Долли). Но что случилось с другими 276 овцами? Можно изучить эти предыдущие попытки.

Ошибки клонирования. Что произойдет, если потребуется 277 попыток клонировать человека? Что эта информация говорит нам о последствиях клонирования?

Теперь у нас есть генетическое тестирование для многих наследственных расстройств, таких как мышечная дистрофия, а также случайных расстройств, таких как синдром Дауна. Участие в генетическом тестировании сложнее, чем кажется, и поднимает много вопросов. Хотя информация, представленная в книге, иногда бывает трудной, она является отличным обзором темы.

Термины:

Биоэтика - изучение этических проблем биологических исследований и применений, особенно в медицине. Ученые должны учитывать биоэтику, чтобы принимать соответствующие решения о некоторых медицинских процедурах.

Биотехнологии - методы управления биологическими системами для пользы человека.

Дезоксирибонуклеиновая кислота - химическое вещество внутри ядра клетки, которое несет генетические инструкции для создания живых организмов. Контекст: ученые изучают ДНК от развивающегося эмбриона, чтобы узнать, будут ли у него серьезные врожденные дефекты.

Этика - система моральных принципов. Контекст: манипулирование генами нарушает этику некоторых людей.

Евгеника - наука об улучшении качеств породы или вида с помощью различных стратегий, таких как тщательный отбор родителей или использование генетического тестирования.

Ген - функциональная и физическая единица наследственности, передаваемая от родителя к потомству. Контекст: введение здоровых генов в больные клетки становится установившейся медицинской практикой.

Генетический код - инструкции в гене, которые говорят клетке, как сделать определенный белок. Контекст: изучая генетический код человека, ученый может обнаружить определенные аномалии.

Генная инженерия - методы, используемые для манипулирования генами в организме. Контекст: в течение следующих 20 лет может появиться множество инноваций, потому что ученые делают успехи в генной инженерии.

Таблица 1. Дорожная карта вводного модуля программы (60 часов)

Уровень организации	Кол-во часов	Типы деятельности	Методы работы	Приборы и оборудование	Объекты изучения	Примечания
Организменный	10	Исследование, реферирование, моделирование, проектирование, конструирование, самообучение	Наблюдение, поведенческий опыт и эксперимент, измерения (прямые, опосредованные и косвенные), статистическая обработка, физиологические опыты и эксперименты, токсикологические исследования ...	Видеокамеры, микрофоны, лабиринты, вольеры, естественные средовые пространства, микроскопы световые, цифровые и оптические ...	Млекопитающие (собаки, мышевидные грызуны, китообразные, ластоногие, приматы); рыбы, рептилии, амфибии, птицы; беспозвоночные (моллюски, ракообразные, черви, кишечнополостные); простейшие и бактерии ...
Клеточный	20		Микробиологические методы, гистохимические и цитохимические методы, методы световой и сканирующей микроскопии, физиологические опыты и эксперименты, методы биофизики клетки и мембран ...	Световой и цифровой микроскопы, туннельный и другие сканирующие микроскопы, оборудование для прокраски препаратов, оборудование для культивирования клеток эукариот и бактерий ...	Препараты органов и тканей; нативные органы и ткани; культуры клеток (перевиваемые, первичные, меристемные, бактериальные, грибные); культуры инфузорий ...
Молекулярный	30		Цитохимия, методы молекулярной биологии, биотехнологии, молекулярной биофизики и биохимии	Спектрофотометры, спектрофлюориметры, центрифуги, биохемилюминометры, ПЦР-боксы, электрофоретические ячейки, хроматографические системы, ультрацентрифуги, эмульгаторы и др. диспергаторы, лиофильные сушки, плоттеры для ИФА и т.д.	Органеллы клеток, антитела, антигены, белки (в т.ч. рекомбинантные), плазмиды, нуклеиновые кислоты, липиды, тени эритроцитов,..