Познавательные стратегии решения биологических задач по генетике (стр. 1 )

, учитель биологии

МАОУ СОШ № 25 г. Владимира

Познавательные стратегии решения биологических задач по генетике

Обоснование актуальности темы: раздел «Основные закономерности явлений наследственности и изменчивости» является одним из самых сложных и объемных разделов общей биологии. Выпускники средней (полной) школы должны не только знать сущность законов Г. Менделя, генетическую символику и терминологию, но и уметь решать биологические задачи разной сложности. Решение задач позволяет легче усвоить сложный теоретический материал. С 2003 года в контрольно-измерительные материалы по биологии на едином государственном экзамене включаются генетические задачи (в часть С). Выполнение этих заданий вызывает наибольшие затруднения у выпускников. Необходимо не только решить данную задачу (составить схему скрещивания, определить генотипы и фенотипы родительских особей и потомства), но самое главное - объяснить полученные результаты, т. е. теоретически обосновать решение, используя не только материал общей биологии, но и знания, которые были получены в основной школе. Как показывает практика проведения ЕГЭ по Владимирской области, в 2010-2011 учебном году всего 39.3 % выпускников справились с заданием С6. В 2011-2012 учебном году – 40.9 %. [3] Поэтому формирование умения решать генетические задачи, используя стратегии, является наиболее востребованным для обучающихся 10 медицинского класса, которые после окончания школы планируют свое будущее связать с медициной, психологией и другими биологическими специальностями. Решение генетических задач способствует формированию логического мышления у школьников, а учителю позволяет осуществлять эффективный контроль за усвоением данной темы.

Гипотеза исследования: развитие познавательных стратегий решения биологических задач по генетике будет способствовать успешной сдаче выпускниками 11-х классов государственной (итоговой) аттестации в форме и по материалам ЕГЭ.

Цели исследования и задачи: изучение состояния данной проблемы по аналитическим материалам, результатам диагностических работ по данной теме, составление вопросника для выявления стратегий, выявление стартовых индивидуальных стратегий учеников 10-х классов, анализ выявленных стратегий учителем и учениками, развитие индивидуальных стратегий решения биологических задач, разработка памятки по решению генетических задач.

Методическая литература по решению генетических задач в школьном курсе биологии (разнообразные сборники генетических задач, учебно-методические пособия) в лучшем случае содержит краткий теоретический материал по разделам генетики и примеры решения задач, задания для самостоятельной работы обучающихся. Демоверсии КИМов ЕГЭ также содержат только текст задачи, и в критериях дается только решение данной задачи. Только некоторые учебные пособия содержат алгоритмы решения задач. Например, алгоритм решения задач при условии менделирования признаков будет следующим:

1.  Читая условие задачи, необходимо сразу заготовить схему решения данной задачи, записав с помощью общепринятых символов исходные данные.

2.  Если первое поколение единообразно, то фенотипический признак доминантен.

3.  Если родительские особи гомозиготны, то первое поколение единообразно.

4.  Чистые линии дают всегда один сорт гамет.

5.  Если особь имеет рецессивный фенотип, то она гомозигота рецессивная.

6.  Гетерозиготы дают всегда четное число гамет, которое определяется степенью гетерозиготности данной особи.

7.  При скрещивании гибридов всегда наблюдается расщепление по изучаемым признакам.

8.  При анализирующих скрещиваниях число образованных в поколении фенотипических классов указывает на число сортов гамет, образуемых гибридом, причем все фенотипические классы будут представлены разными пропорциями (1:1, 1:1:1:1 и т. д.).

9.  Если родители гетерозиготны, то в F1 при полном доминировании расщепление по фенотипу соответствует 3:1, при неполном доминировании – 1:2:1, в случае летальности доминантных гомозигот – 2:1. [2]

Применять такой алгоритм на уроках – практикумах по решению генетических задач достаточно сложно, воспользоваться им могут только ученики, хорошо владеющие теоретическим материалом, т. к. он содержит последовательность предметных действий. Как показывает практика, теоретический материал усваивается с большим трудом, особенно генетические понятия. Поэтому одной из главных задач экспериментальной работы стала разработка памятки по решению генетических задач.

Анализ стратегий решения биологических задач по генетике.

1 этап эксперимента (декабрь 2012 года). На первом этапе было интересно познакомиться с процессом выявления познавательных стратегий обучающимися. Каким образом они будут определять цели своей деятельности, этапы деятельности, какие операции они укажут при осуществлении того или иного учебного действия, каким образом будут контролировать свою деятельность, как осуществят рефлексию. Ученикам были предложен вопросник по модели ТОТЕ для выявления стратегии решения генетических задач. Большинство обучающихся затруднялись с определением целей своей деятельности, указывали небольшое количество предметных действий при выполнении заданий, очень небольшая часть учеников пыталась сделать выводы об успешности и неуспешности своих действий. Однозначно раньше десятиклассники с таким видом деятельности – выявление и обогащение своих познавательных стратегий не сталкивались.

В декабре 2012 года обучающимся был предложен первоначальный вариант вопросника и был выбран метод исследования стратегий – анализ стратегии сразу после реализации деятельности на основе специальных вопросов о структуре стратегии. Поскольку данная тема в 10- м классе изучается во втором полугодии, а результаты для анализа хотелось получить как можно быстрее, данный вопросник был предложен обучающимся 11-го медицинского класса после очередной контрольной работы, в которой одним из заданий была - генетическая задача. Обучающимся было предложено проанализировать свою учебную деятельность при выполнении данного задания.

Стратегия (обучается в данной школе второй год, замкнута, круг общения в классе очень узкий, при обсуждении каких – либо проблем старается держаться в стороне, никогда не вступая в разговор, в учебе пока не достигла хороших результатов, но очень исполнительна и старательна).

Вопросы	Ответы
1.  Какую цель ты поставил (определил) для себя при решении задачи?	Решить задачу.
2.  Как ты читал текст задачи?	Сначала быстро, чтобы определить объем, количество данных, потом медленно, чтобы понять.
3.  Как ты записывал условие задачи?	Как обычно, в таблицу «Признак-ген», дополнительную информацию рядом.
4.  Как ты записывал вопрос к задаче?	Не записывала, держала в голове.
5.  Как ты приступил к решению задачи?	Вспоминала возможные пути решения и предыдущие задачи.
6.  Как ты осмысливал условие задачи?	Разложила все по «полочкам», составила взаимосвязанную цепь из условия задачи.
7.  Как ты решал задачу?	По плану: условие-схема по этому условию - поняла, что схема не подходит - застряла на кроссинговере без калькулятора.
8.  Как ты проверил правильность решения задачи?	Вспомнила предыдущие занятия, способы решения таких задач, пересмотрела задачу, проверила правильность.
9.  Как ты понял, что решил задачу верно и достиг цели?	Никогда не знаю точно, верно решила или нет. Проверила решение, сравнив ответ с условием задачи.

В данной стратегии по модели ТОТЕ: мотивация связана только с необходимостью выполнения данного задания, точные критерии для достижения данной цели не определены, стратегия содержит небольшой набор в основном предметных действий, но в определенной последовательности. Контроль качества и коррекции деятельности представлен, в основном он связан с предыдущим опытом выполнения аналогичных заданий. Сенсорные предпочтения по данной стратегии определить достаточно сложно. По интеллектуальным действиям и операциям: преобладают операции чувственного познания (воспринимает символы, схемы, представляет пути решения), представлены управленческие акты: целеполагание, присутствует контроль и коррекция, присутствуют операции аналитико-синтетические: элементы анализа («разложила по полочкам»), сопоставления («схема не подходит»).

Стратегия (обучается в данной школе второй год, спокойна, уравновешена, очень переживает за свои учебные достижения, стремится ко всему новому, внимательна, старается на занятиях фиксировать все новые для себя мысли, чем ярко отличается от своих одноклассников, общительна, умеет отстаивать свою точку зрения, не навязывая никому своих взглядов, пользуется уважением одноклассников).

Вопросы	Ответы
1.  Какую цель ты поставил (определил) для себя при решении задачи?	При решении я поставила себе цель ответить правильно на вопрос задачи, правильно решить, внимательно прочитать (условие), вспомнить законы, применяющиеся при решении данной задачи.
2.  Как ты читал текст задачи?	Сначала быстро пробежала глазами. Второй раз читала внимательно, обращая внимание на все нюансы и пометки.
3.  Как ты записывал условие задачи?	Внимательно перечитав условие задачи, я записала, что нам дано (условие) и потом проверила его на наличие ошибок.
4.  Как ты записывал вопрос к задаче?	Вопрос задачи я не записывала, но представила, что мне нужно найти, а потом проанализировала, что мне для этого нужно сделать.
5.  Как ты приступил к решению задачи?	Еще раз прочитав условие, ясно представив вопрос задачи и ход решения, я приступила к решению задачи.
6.  Как ты осмысливал условие задачи?	Я представила все то, что говориться в условии. Потом представила, что мне нужно найти (вопрос задачи). Сопоставила эти два элемента и прикинула ход решения.
7.  Как ты решал задачу?	Зная ход решения, я записала его. Потом внимательно проверила на наличие ошибок в том материале, что написала из дано и в ходе самого решения.
8.  Как ты проверил правильность решения задачи?	Прочитав задачу заново, я в голове, независимо от написанного решения, продумала ход решения задачи и ответ, который должен получиться. А потом сверила этот ход решения и ответ с записанным ответом.
9.  Как ты понял, что решил задачу верно и достиг цели?	Проанализировав ответ на его реальность (что он мог реально так получиться) я еще раз перечитала вопрос задачи. Поняв, что ответила именно на поставленный вопрос, я была почти уверена в правильности решения. После сдачи работы я посоветовалась с одноклассниками по ходу решения задачи и ответу. Наши мнения совпали, и я была уверена, что решила задачу правильно.

По сравнению с предыдущей стратегией данная стратегия – наиболее развернутая, что скорее объясняется особенностями данной ученицы. В данной стратегии по модели ТОТЕ: отражены все составляющее элементы (постановка цели, операции, направленные на достижение нужного результата, проверка действий, завершение процесса - понимание, что цель достигнута). По сенсорным предпочтениям – преобладают речевые предикаты визуальной репрезентативной системы. По интеллектуальным действиям и операциям: присутствуют управленческие акты (целеполагание, планирование выполнения данного задания, контроль), операции чувственного познания (воспоминание (представление) образов, сопоставление сенсорной информации), операции логического познания (оценка истинности рассуждений), операции аналитико-синтетические (сравнение и сопоставление, анализ).