2014 ¿Para qué sirve el ADN? (juguemos al CSI) Mª Elena Llano Fernández Introducción. Mi idea es conseguir que los alumnos de biología de 4º de ESO aprendan lo que es el ADN pero desde un punto de vista más aplicado, habitualmente la genética molecular no se explica en este curso y nos solemos centrar sólo en la mendeliana. A mi manera de ver, la primera está mucho más presente en la vida actual que la segunda, realmente los experimentos de Mendel no resultan muy motivadores, los ven como algo antiguo de un monje con mucha paciencia. Sin embargo, observo que cada vez más alumnos se sienten atraídos por la criminalística; en parte, creo yo, por la abundancia de series de televisión basadas en la resolución de casos criminales por parte de policías científicos o similares. De aquí surge mi idea de proyecto, usar esas series para mostrarles que ellos también pueden hacer experimentos semejantes, algunos en el laboratorio real y otros en laboratorios virtuales y que comprendan lo que hacen y para qué sirve. También intentaré que comprueben que las series, aunque algunas estén bien documentadas, no siempre se ajustan al proceso real del trabajo en el laboratorio. 1. Producto final deseado. 1. Modelo tridimensional de la molécula de ADN para exponer en el instituto. 2. Presentación de power point de técnicas de biología molecular con ADN para pruebas de paternidad, diagnóstico de enfermedades, aplicaciones en criminalística, etc. 2. Contexto y justificación del proyecto. Destinado a los alumnos de la asignatura de Biología y Geología de 4º de ESO Objetivos del área relacionados 1. Iniciarse en el conocimiento y aplicación del método científico. Aplicar estrategias personales, coherentes con los procedimientos de la ciencia, en la resolución de problemas: identificación del problema, formulación de hipótesis, planificación y realización de actividades para contrastarlas, sistematización y análisis de los resultados y comunicación de los mismos. 2. Reconocer y valorar las aportaciones de la ciencia para la mejora de las condiciones de existencia de los seres humanos, apreciar la importancia de la formación científica, utilizar en las actividades cotidianas las actitudes y valores propios del pensamiento científico, y adoptar una actitud crítica y fundamentada ante los graves problemas que hoy plantean las relaciones entre ciencia y sociedad. 3. Entender y valorar el conocimiento científico como un proceso de construcción, en el que participan distintas disciplinas, para profundizar en los diferentes aspectos de la realidad, ligado a las características y necesidades de la sociedad en cada momento histórico y sometido a evolución y revisión continua. Objetivos específicos 1. Identificar el ADN como material hereditario y “almacén” de la información genética. 2. Conocer en qué consisten las técnicas de ingeniería genética. 3. Describir las principales aplicaciones de la ingeniería genética Criterios evaluación unidad genética molecular 1. 2. 3. 4. 5. Conocer el concepto de gen. Entender el significado biológico del código genético y explica la replicación. Explicar la síntesis de proteínas. Detallar las principales técnicas de ingeniería genética. Indicar algunas de las aplicaciones de la ingeniería genética y conocer los inconvenientes que se derivan de la manipulación genética. Competencias Básicas Competencia en comunicación lingüística Sintetizar los conceptos realizando resúmenes. Realizar debates sobre la ética de la ingeniería genética Describir los principales conceptos tratados a lo largo de la unidad. Competencia matemática Realizar diagramas. Tratamiento de la información y competencia digital Mostrarse competente en la gestión y el procesado de información abundante y compleja, en la resolución de problemas reales, en la toma de decisiones y en el trabajo en entornos colaborativos. Competencia social y ciudadana Conocer la importancia de la ciencia y su desarrollo en el modo de vida de los seres humanos. Competencia para aprender a aprender Adaptar los principios o las teorías generales a las condiciones particulares de su entorno y describir nuevas observaciones, ordenarlas, agruparlas, clasificarlas, identificar semejanzas y diferencias, planificarlas, etc. Plantear preguntas, identificar y manejar la diversidad de respuestas posibles ante una misma situación o problema utilizando diversas estrategias y metodologías que permitan afrontar la toma de decisiones, racional y críticamente, con la información disponible. Autonomía e iniciativa personal Elegir con criterio propio, imaginar proyectos y llevar adelante acciones necesarias para desarrollar las opciones y planes personales. Reelaborar los planteamientos previos o elaborar nuevas ideas, buscar soluciones y llevarlas a la práctica. Fase de diseño/Investigación ACTIVIDAD ASPECTOS A EVALUAR INSTRUMENTO DE EVALUACIÓN MOMENTO COMPETENCIAS Búsqueda de Calidad y información adecuación de la información -Diario de Durante la Tratamiento de la aprendizaje tarea y al información y -Observación final digital (plantilla) Aprender a aprender Entrevistas a -Preguntas expertos que se hacen (Policía al experto científica) -Resumen de la entrevista -Diario de Durante la Comunicación aprendizaje tarea y al lingüística -Observación final (plantilla) Competencia matemática Visita a Informe sobre -Diario laboratorio la visita aprendizaje de análisis de A la entrega Conocimiento e del producto interacción con el mundo físico Fase de desarrollo ACTIVIDAD ASPECTOS A INSTRUMENTO EVALUAR DE EVALUACIÓN Elaboración -Adecuación de maqueta de materiales de ADN -Corrección del modelo -Resultado final -Rúbrica MOMENTO COMPETENCIAS Finalización de elaboración de la maqueta Tratamiento de la información Autonomía e iniciativa personal Competencia para aprender a aprender Extracción Conocimiento de ADN en el material de laboratorio laboratorio. Seguimiento de procedimiento aportado en un guión. Conocimiento medidas de seguridad. Respuesta a Rúbrica Informe de práctica con cuestiones sobre la misma. Observación directa de los procedimientos de laboratorio A la Tratamiento de la siguiente información sesión de clase Autonomía e Durante la iniciativa personal clase Competencia para aprender a aprender cuestionario sobre los fundamentos de la práctica. Elaboración folleto/Power point -Contenido -Originalidad -Calidad información -Rúbrica Finalización de elaboración del trabajo Comunicación lingüística Tratamiento de la información y competencia digital Autonomía e iniciativa personal Fase de difusión ACTIVIDAD Puesta en común de las distintas técnicas estudiadas por cada grupo mediante una exposición en clase. ASPECTOS A INSTRUMENTO EVALUAR DE EVALUACIÓN Información que se proporciona -Capacidad para transmitirla -Coevaluación (que sean sus propios compañeros los encargados de evaluar este apartado) a partir de una rúbrica MOMENTO COMPETENCIAS Posteriorment e a la publicación Comunicación lingüística. Heteroevaluació n: llevada a cabo por otros docentes del área Mediante cuestionarios. Exposición Resultado del Modelo final tridimensional en el instituto Heteroevaluació Posteriorment n: llevada a e a la cabo por otros realización. alumnos del centro, votarán el que más les guste.. Tratamiento de la información y competencia digital Autonomía e iniciativa personal Aprender aprender Competencia social ciudadana a y Autonomía e iniciativa personal Aprender aprender Competencia social ciudadana a y 3. Secuencia detallada de actividades. 1ª- Motivación/descripción del proyecto: a) Cuestionario sobre la pregunta ¿Para qué sirve el ADN? Lluvia de ideas a partir del cuestionario y visionado de un fragmento de un capítulo de serie basada en investigación policial con técnicas de biología molecular. b) Descripción del proyecto y formación de grupos de cómo máximo 5 miembros, con reparto de las funciones dentro de cada grupo. Agrupamiento: cuestionario individual, el resto en gran grupo. Materiales y recursos: aula, reproductor de DVD. Temporalización: 1 sesión 2º- Búsqueda de información sobre la estructura del ADN: a través de un cuestionario que les guiará, deberán descubrir la estructura de la molécula con la cuál luego trabajarán en el laboratorio, construirán una maqueta y sobre la que investigarán. Agrupamiento: pequeño grupo. Temporalización: 2 sesiones. Recursos necesarios: ordenadores, internet, libros, revistas. 3º- Realización de modelo tridimensional a gran escala del ADN para exponerlo en el instituto. Agrupamiento: cada grupo realizará su maqueta Temporalización: una sesión de clase para elegir los materiales con ayuda y realización de la maqueta como trabajo fuera del aula. El número de sesiones dependerá de su organización y habilidad para buscar materiales, montaje, etc. La entrega será en la fase final del proyecto. Materiales: ordenadores, internet, libros, revistas, para buscar información y el resto de materiales será los que usen para construir la propia estructura. Por ejemplo: alambre, papel, bolas de poliestireno, etc. 4º- Realización de práctica de laboratorio para extraer ADN de distintos especímenes: cebolla, cebolla, tomate, plátano o guisantes Agrupamiento: por parejas Temporalización: una sesión Materiales: • Agua destilada (en su defecto podremos utilizar agua mineral) lavavajillas, hielo, sal, alcohol de 96º (debe estar muy frío), pipeta, tubo de ensayo, vaso de precipitados de 250 y 500 ml, cristalizador, varilla de vidrio, cuchillo y cuchara, batidora, cebolla, tomate, plátano o guisantes. 5º- Movimiento de salida: consistiría en la visita a un laboratorio donde realicen pruebas de paternidad o también al laboratorio del hospital más cercano donde haya un departamento de genética que estudie enfermedades y busque anomalías para que los alumnos vean "in situ" cómo se realizan las técnicas de PCR, hibridaciones, etc. Agrupamiento: todos los alumnos juntos más uno o dos profesores acompañantes. Temporalización: una mañana de una jornada escolar o media, según la localización del laboratorio. Recursos: medio de transporte al destino, cuaderno de notas, cámaras de fotos y/o video para elaborar informe de la visita. 6º- Movimiento de entrada: la visita de un miembro de la policía científica para que les explique su carrera profesional y los entresijos de su profesión. Temporalización: 1 sesión de más de una hora entre exposición y coloquio posterior Recursos: cámara de vídeo y grabadora. Se puede utilizar para tomar notas; Evernote, Penultime, libreta... 7ª- Visionado de distintas series, o fragmentos de ellas donde se realicen experimentos con ácidos nucleicos: se trata de que se localicen las técnicas empleadas, por ejemplo una PCR, y después se busque información sobre una de ellas y su aplicación en el caso y elaboren una presentación para exponer la técnica a sus compañeros en clase. Agrupamiento: por grupos de trabajo, los mismos que elaboran cada maqueta y que se establecieron en la primera sesión. Temporalización: dos sesiones de visionado para elegir/repartir las técnicas a estudiar. Para la realización de la presentación se les dará una semana de margen. Recursos: reproductor DVD, material para tomar notas. Ordenador con conexión a internet para realizar la presentación. 8ª- Exposición de las distintas técnicas estudiadas por cada grupo. Agrupamientos: por grupo. Temporalización: según número de grupos, no más de tres exposiciones por sesión. Recursos: ordenador, proyector. 9ª- Reflexión sobre el proceso de enseñanza y de aprendizaje. También evaluación final, auto evaluación y evaluación del grupo y de la actividad. Agrupamiento: individualmente, en pequeño grupo y en gran grupo, según los tipos de evaluación. Temporalización: 1 sesión Recursos: cuestionarios, rúbricas aportadas por la profesora para la evaluación. 4. Indicadores de éxito del proyecto. Cumplimiento de objetivos: con los instrumentos de evaluación propuestos para cada producto y actividad. Calidad del producto final: con un buen resultado en la evaluación propuesta del mismo. Satisfacción de los participantes en el proyecto (alumnos, agentes externos, profesorado): mediante respuesta a cuestionarios de satisfacción. 5. Estrategias de evaluación y mecanismos de recogida de datos. Durante la realización del proyecto: observación directa del profesor, por las rúbricas de cada actividad, o cuestionarios, etc. Evaluación final mediante el portfolio del alumno donde se recogerán evidencias de todo el proceso. Evaluación a lo largo de las distintas fases del proyecto con los diferentes instrumentos de evaluación propuestos en el proyecto. Rúbrica para evaluar la actividad Modelo tridimensional de ADN Construcción/Materiales Calidad del trabajo Estructura del ADN Precisión del modelo 4 puntos Selección adecuada de los materiales y modificación creativa de los mismos. Los estudiantes superan los objetivos del proyecto. 3 puntos Selección adecuada de materiales e intento de modificación creativa de los mismos. 2 puntos Selección adecuada de materiales y modificación de los mismos para elaborar el modelo. Proceso cuidadoso de construcción. La estructura es atractiva, claramente definida y sigue adecuadamente el modelo. Incluye todas las características del modelo del ADN Construcción cuidadosa en su mayor parte pero con 1 o 2 detalles que podrían mejorarse La construcción sigue el modelo propuesto pero con 3 o 4 detalles que deberían mejorarse Incluye la mayoría de las características del modelo de ADN, faltando sólo una característica. Incluye algunas de las características del modelo del ADN, faltan 2 o 3 . Incluye muy pocas de las características del modelo del ADN: Modelo incompleto con muy pocas estructuras reconocibles Hay un error en el etiquetado. Hay dos errores en el etiquetado. Hay tres errores en el etiquetado. Todos los aspectos del modelo están completos y sin errores. Las estructuras están etiquetadas 1 punto Se seleccionan algunos materiales apropiados pero se hacen modificaciones mínimas para elaborar la estructura. Construcción descuidada. Muchos detalles necesitan mejorarse. 0 puntos Materiales inadecuados Construcción aparentemente inexistente. El trabajo entregado no cumple los requisitos. No incluye las características básicas del modelo del ADN. Los materiales utilizados hacen difícil reconocer la estructura tridimensional de la molécula. Modelo incompleto y mal etiquetado en su totalidad. Colaboración y gestión del tiempo adecuadamente. Uso inteligente del tiempo cuando trabajan en grupo. Buen trabajo en equipo incluso sin supervisión del profesor. Uso inteligente del tiempo cuando trabajan en equipo. Buen trabajo en equipo con pequeña supervisión por parte del profesor. Uso no siempre adecuado del tiempo cuando trabajan en grupo. Necesitan supervisión regular para mantenerse en la tarea. Uso inadecuado del tiempo cuando trabajan en grupo. Necesitan supervisión permanente para mantenerse en la tarea. Malgastan absolutamente el tiempo cuando trabajan en grupo. Necesitan tiempo extra para acabar la tarea con supervisión constante.