CC BY
28
УДК 378 ЛУЗИНА Т.Н.
доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой ботаники, физиологии и биохимии растений Орловский государственный университет имени И. С. Тургенева E-mail: [email protected] КИРИЛЛОВА КГ.
кандидатбиологических наук, доцент кафедры ботаники, физиологии и биохимии растений, Орловский государствен ныйуниверсшпет имени И.С. Тургенева
UDC378 PUZINA T.I.
Doctor of Biology, Professor, Head ofthe Department of Botany, Plant Physiology and Biochemistry, Orel State
University E-mail: [email protected] KIRILLOVA LG.
Candidate in Biology, docent at the Department of Botany, Physiology and Biochemistry plants, Orel State University
КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ «ФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ» ПО ПОДГОТОВКЕ МАГИСТРА БИОЛОГИИ
CONCEPTUAL FOUNDATIONS OF THE EDUCATIONAL PROGRAM «PLANT PHYSIOLOGY» FOR THE PREPARATION OF THE MASTER IN BIOLOGY
Рассматриваются концептуальные основы содержания и структуры образовательной программы «Физиология растений» подготовки магистра биологии. Исходя из ее цели и поставленных задач, основное внимание уделяется модульному подходу построения программы. Приводится структура каждого модуля. Раскрывается содержание авторских рабочих программ дисциплин профильного модуля как в вариативной части, так и в дисциплинах по выбору. Уделяется внимание задачам, а также подбору баз проведения практик. Особое значение придается научно-исследовательской работе, проводимой в рамках научных направлений лаборатории «Регуляция роста и развития растений» Орловского госуниверситета, еженедельного научного семинара и ежегодных Тимирязевских и Чайлахяновских чтений в Институте физиологии растений имени К.А Тимирязева РАН. Приводится востребованность магистров-биологов в разных областях, связанных с физиологией, биохимией и экологией растений.
Ключевые слова: концептуальные основы, магистр биологии, образовательная программа, модульный подход, содержание профильного модуля.
The conceptual bases of the content and structure of the educational program «Plant Physiology» for the Master of Biology are considered. Based on its goal and objectives, the main focus is on the modular approach to building the program. The structure of each module is given. The contents of the author's working programs of the disciplines of the profile module are disclosed in both the variable part and in the elective disciplines. Attention is paid to tasks, as well as the selection of bases for conducting practices. Of particular importance is the research work carried out within the framework of the scientific directions of the Laboratory for the Regulation of Growth and Development of Plants of the Oryol State University, the weekly scientific seminar and the annual Timiryazev and Chailakhyan Readings at the Institute of Plant Physiology named after K.A. Timiryazev of the Russian Academy of Sciences. Masters-biologists in various fields connected with physiology, biochemistry and ecology of plants are demanded.
Keywords: conceptual basis, Master of Biology, educational program, modular approach, content of the profile module.
Проблема построения образовательной программы по подготовке магистра биологии приобретает особую актуальность в связи с трёхуровневой системой образования. Магистратура является вторым этапом в реализации подготовки специалистов с высшим образованием [2]. Ее целью является подготовка высококвалифицированных кадров для инновационных отраслей
промышленности, экономики, бизнеса, социальной сферы и научно-исследовательских учреждений.
Концепция образовательной программы по направлению подготовки «Биология», профиль «Физиология растений» направлена на подготовку компетентных и конкурентоспособных на рынке труда физиологов растений, обладающих общекультурными.
Статья публикуется в рамках Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Психолого-педагогические проблемы процесса обучения в современной школе» национального педагогического симпозиума «Образование и национальная безопасность». ФГБОУ ВО «Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева», г. Орёл, 18-19 октября 2017 года.
The article is published in the framework of the АН-Russian scientific-practical conference with international participation "Psychological and pedagogical problems of the process of education in a modem school" ofthe national pedagogical symposium "Education and national security". FSBEIHE "Orel State University named after I.S. Turgenev", Orel, October 18-19, 2017.
© Пузина Т.И., Кириллова И.Г. © Puzina XI.. Kirillova I.G.
общепрофессиональными и профессиональными компетенциями, позволяющие эффективно осуществлять научно-исследовательскую, научно-производственную, организационно-управленческую и педагогическую деятельность.
В ходе реализации данной программы решаются следующие образовательные задачи. Исследовательские: самостоятельный выбор и обоснование темы исследования; проведение научного эксперимента по физиологии и биохимии растений; формирование новых задач, возникших в ходе проведения исследований; выбор и освоение методов исследования; освоение новых теорий; работа с научной информацией; статистическая обработка полученных результатов; подготовка научных отчётов, докладов, публикаций. Научно-производственные: планирование и проведение лабораторных, вегетационных и полевых опытов; освоение новых биологических технологий (/тп1го и /яг/\>о):исслсдованис физиологических процессов у растений в природной среде; внедрение результатов исследований в практику растениеводства. Организационно-управленческие: планирование и осуществление мероприятий экологического характера (исследование физиолого-биохимических процессов растений в разных условиях среды) для экспертизы результатов действия стрессовых факторов (засуха, заморозки, засоление, гипоксия и др.); планирование и проведение семинаров, круглых столов, конференций и т.п. Педагогические: осуществление педагогической деятельности по физиологии растений в организациях высшего образования, лицеях и колледжах с углублен-нымизучением биологии.
Принципиально новой технологией построения образовательной программы по подготовке магистров биологии не только является компетентностный подход, но и модульное обучение [1].
Содержание программы включает базовуючасть, представленную четырьмя модулями: гуманитарным, коммуникативным, естественнонаучным и профессиональным. Гуманитарный модуль представлен двумя дисциплинами: иностранный язык в профессиональной сфере и философские проблемы естествознания. Коммуникативный модуль включает дисциплину - компьютерные технологии в биологии. Естественнонаучный модуль включает дисциплины: биофизика мембран, учение о биосфере, современная экология и глобальные экологические проблемы. Профессиональный модуль представлен дисциплинами: история и методология биологии, современные проблемы биологии.
Вариативная часть включает 4 модуля: коммуникативный. гуманитарный, естественнонаучный, профильный. Коммуникативный модуль представлен дисциплиной «Современные технологии преподавания биологии». Гуманитарный модуль представлен дисциплиной «Методология научного поиска». Естественнонаучный модуль включает дисциплину «Устойчивое развитие». Профильный модуль включает дисциплины: актуальные проблемы физиологии растений, энергетика и метабо-
лизм растительной клетки, гормоны растений, коммуникативная физиология, физиология размножения и развития, эволюционная физиология растений.
Дисциплины по выборувключают два модуля: мобильный междисциплинарный модуль, профильный модуль. Мобильный междисциплинарный модуль представлен следующими дисциплинами: клеточная физиология и биотехнология растений, деловое общение, природоохранное законодательство, основы менеджмента. Профильный модуль включает дисциплины: региональное законодательство в области охраны природы, социальная экология, иммунология растений, биологические методы защиты растений от патогенов, специфика интеллектуального труда, экологическая физиология растений, синтетические регуляторы роста растений, физиология устойчивости растений, трансгенные растения и биобезопасность, физиология полярности в растительном организме, физиологические градиенты в растении.
Содержание авторских рабочих программ дисциплин профильного модуля отражает актуальные проблемы современной фитофизиологии. Например, в дисциплине «Актуальные проблемы физиологии растений» изучаются следующие вопросы: актуальные проблемы физиологии целостности растительного организма; сигналинг фитогормонов; физиология трангенных растений и проблемы биобезопасности; физиологические механизмы стресса; адаптации и выживание растений; цитоскелет растительной клетки, его физиологическая роль. В дисциплине «Иммунология растений» дается характеристика фитопатогенов, категориям фитоиммунитета, биохимическим аспектам иммунитета растений, методам защиты растений. В дисциплине «Синтетические регуляторы роста растений» рассматриваются общие сведения о синтетических регуляторах роста и развития растений; физиологические проявления действия гербицидов, арборицидов, альгицидов, ретардантов, дефолиантов, десикантов, морфактинов и экологические аспекты применения синтетических фиторегуляторов. В физиологии полярности в растительном организме изучаются факторы индукции полярности, физиологическое проявление полярности на уровне растительной клетки, тканей и органов, а также полярность в процессах роста и морфогенеза. В дисциплине «Физиология устойчивости растений» рассматривается стресс и его регуляция у растений, растительная клетка и активные формы кислорода, устойчивость к гипо- и анаксии, устойчивость к дефициту воды, к гипотермии, к гипертермии, засолению, несбалансированному минеральному питанию, к тяжелым металлам, к ионизирующим излучениям, к фитопатогенам. Дисциплина «Физиологические градиенты в растении» включает следующие вопросы: осевые физиологические градиенты как основная причина дифференцировки, градиенты кальция в растительной клетке, градиенты биоэлектрических потенциалов, градиенты фитогормонов, градиенты скорости роста, градиенты цветения. Содержанием дисципли-
ны «Коммуникативная физиология растений» является изучение трансмембранного, дальнего транспорта в растении, донорно-акцепторных отношений, систем регуляции и интеграции. В эволюционной физиологии растений изучаются основные тенденции функциональной эволюции растений; эволюция водообмена, авто- и фототрофного метаболизма, химического состава растений, механизмов дыхания у растений, гормональной системы, онтогенеза, устойчивости растений. В содержание дисциплины «Гормоны растений» входит история открытия фитогормонов, их классификация, химическая природа и биосинтез, транспорт, физиологическое действие, взаимодействие фитогормонов, механизм их действия, практическое применение. Содержание дисциплины «Трансгенные растения и биобезопасность» представлено способами трансформации растений с целью получения ГМО, проблемами экспрессии и стабильности «чужеродных» генов в растении, диагностикой генетически модифицированных растений, физиологией и биотехнологией трансгенных растений, биополитическими аспектами использования ГМО и биологическими рисками (медицинские, фармакологические, пищевые). Содержание дисциплины «Физиология полярности в растительном организме» включает: факторы индукции, физиологическое проявление полярности, полярность растительной клетки, органов и тканей, полярность в процессах роста и морфогенеза. В дисциплине «Физиологические градиенты в растении» рассматриваются градиенты йонов кальция в растительной клетке, градиенты биоэлектрических потенциалов, градиенты фитогормонов, градиенты скорости роста, градиенты цветения. В содержании дисциплины «Энергетика и метаболизм растительной клетки» уделяется внимание следующим вопросам: энергетические «валюты» в клетке, сопрягающие йоны, преобразование энергии в процессе фотосинтеза и дыхания, биоэнергетика транспорта субстратов через мембраны клеток, активные формы кислорода в клетке и их утилизация.
Полученные теоретические знания закрепляются при прохождении специальных практик.
Практика по получению первичных профессиональных умений и навыков. Данная учебная практика проводится на базе лаборатории «Регуляция роста и развития растений» при НИИ естественных наук ОГУ имени И.С. Тургенева. Здесь магистранты знакомятся с тематикой научных исследований данной лаборатории, оборудованием и принципом её работы, а также принимают участие в проведении физиолого-биохимических анализов. Определяют темы своих ВКР.
Ознакомительная часть практики предполагает знакомство со структурой и тематикой научных исследований лабораторий ВНИИ селекции плодовых и ВНИИ зернобобовых культур, а также с их исследовательскими площадками и библиотеками.
Практика по получению профессиональных умений и опыта профессиональной деятельности. Данная практика проводится как на базе лабораторий НИИ есте-
ственных наук ОГУ имени И.С. Тургенева (клеточной инженерии и клеточной биотехнологии, молекулярной генетики и биотехнологии, иммунитета и биологической защиты растений, генетические основы продуктивности растений, регуляции роста и развития растений), так и в лабораториях ВНИИ СПК, ВНИИ ЗБК, сертификационной биохимической лаборатории ОГАУ
На базе данных лабораторий магистранты овладевают современными методами физиологии и биохимии растений: дифференциального центрифугирования, спектрофотометрии, хроматографирования (бумажная и высокоэффективная жидкостная хроматография), потен-циометрии. кондуктометрии, манометрическим и другими. Разрабатывают схемы лабораторных, вегетационных и полевых опытов. На исследовательских площадках проводят фенологические наблюдения за растениями, изучают влияние стрессовых факторов среды на физиоло-биохимические процессы растений, студенты учатся анализировать результаты экспериментальных исследований, проводить статистическую обработку данных.
Данная практика предусматривает посещение Института физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН в городе Москве (лабораторий культуры клеток и тканей, фенольного метаболизма, молекулярных основ систем регуляции, устойчивости растений), а также РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева (научные лаборатории и фитотрон кафедры физиологии растений).
Научно-исследовательская работа включает: изучение научной литературы по теме ВРК; планирование и выполнение экспериментов;участие в обсуждении полученных результатов; выступления с докладами в «Неделю науки» по итогам исследований и на семинаре кафедры «Современные достижения биологической науки»; подготовку к печати научных статей. Магистранты посещают ежегодные Тимирязевские и Чайлахяновские чтения в институте физиологии РАН. Принимают участие в работе Международных симпозиумов по феноль-ным соединениям и физиологии трансгенных растений.
Педагогическая практика предполагает освоение форм и методов обучения в общеобразовательных и профессиональных образовательных организациях, а также в образовательных организациях высшего образования; изучение современных технологий; получение практических навыков учебно-методической работы; умение подготовить учебный материал по требуемой тематике к практическому занятию, лабораторной работе; изучение учебно-методической литературы; программного обеспечения по рекомендуемым дисциплинам учебного плана; непосредственное участие в учебном процессе.
Преддипломная практика включает: завершение эксперимента по теме ВКР; обсуждение полученных результатов и оформление ВКР; предзащиту на заседании кафедры. Прохождение данной практики позволяет сформировать компетенции и профессионально значимые качества личности будущего исследователя.
Государственная итоговая аттестация представлена защитой ВКР.
Темы ВКР магистрантов соответствуют направлениям исследований лаборатории и научной школы «Регуляция роста и развития растений»:
- изучение гормонального статуса растений в процессе онтогенеза;
- изучение взаимосвязи гормональной и трофической систем регуляции растений;
- изучение функциональной сопряжённости фи-тогормональной и антиоксидантной систем регуляции;
- исследование физиолого-биохимических особенностей растительных организмов в условиях действия стрессоров различной природы (патогены, фитофаги, гипотермия, засуха и др.);
- исследование физиологических механизмов действия адаптогенов в растительном организме при стрессе;
- выявление участия тубулинового и актинового-цитоскелета в регуляции физиолого-биохимических процессов растения;
- исследование физиолого-биохимических аспектов действия фенольных соединений (гидроксикорич-ных кислот);
- изучение оптимизации минерального питания и качественных показателей урожая растений;
- цитолого-анатомическое изучение действия фи-тогормонов на рост и ветвление корня.
Характерной чертой процесса обучения является проведение еженедельных семинаров, на которых магистранты докладывают о ходе и результатах своих экспериментальных работ и представляют ежемесячные отчеты. Наряду с этим, обсуждаются текущие учебные вопросы и проблемы. С помощью семинаров и отчетов организуется не только дополнительный контроль текущих знаний, но и обеспечивается обратная связь, которая позволяет улучшать программу, корректируя ее содержание. Тематика семинаров отражает актуальные проблемы современной физиологии и биохимии растений. Например, знакомство с последними достижениями в области физиологии и биохимии растений по статьям из журналов РАН: «Физиология растений», «Прикладная микробиология и биохимия», «Известия АН» (Серия биологическая) и итогам Тимирязевских чтений; рассмотрение новых методик физиолого-биохимического эксперимента и другое.
Магистранты, освоившие образовательную программу «Физиология растений» по направлению подготовки 06.04.01 Биология, могут быть востребованы в отраслях, связанных с физиологией, биохимией и экологией растений, во ВНИИ биологического и сельскохозяйственного профилей, в экологических учреждениях и других профильных организациях, а также в образовательных учреждениях.
Библиографический список
1. Медведев Д. С., Поздняков А. А., Попков . 1.11. Образовательная модель на примере подготовки магистров в области мультимедийных многопроцессорных систем на кристалле// Инженерное образование. 2011, № 8, С. 46-49.
2. Приказ Минобрнауки России от 23.09.2015 №1052 «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению подготовки 06.04.01 Биология (уровень магистратуры [Электронный ресурс] // КонсультантПлюс. [сайт]. [2016]. URL: http://www/c9ns11ltant.ru.
References
1. Medvedev D.S., Pozdnvakov A4, Popkov A.I. Educational model on the example of training masters in the field of multimedia multiprocessor systems on a chip // Engineering education. 2011. № 8. Pp.46-49.
2. Order ofthe Ministry of Education and Science of Russia from September 23, 2015 №1052 "On approval ofthe federal state educational standard of higher education in the field of preparation 06.04.01 Biology (master's level [Electronic resource] // ConsultantPlus [site], [2016]. URL: http: // www/consultant.ru.
