Методика подготовки к олимпиадам и интеллектуальным турнирам по биологии Сергей Александрович Соловьев,

Методика подготовки к олимпиадам и
интеллектуальным турнирам по
биологии
Сергей Александрович Соловьев,
доктор биологических наук,
профессор ОмГУ им. Ф.М.
Достоевского
Стратегия обучения решению
нестандартных заданий
Ускорение- учет потребности и
возможности определенной категории
учащихся, отличающихся разным
темпом развития
Погружения, творческие
мастерские, мастер-классы
Углубление- эффективно по
отношению к одаренным детям,
которые обнаруживают
экстраординарный интерес к предмету
Более глубокое изучение тем
конкретной области знаний,
обучение в школе, классе с
углубленным изучением предмета
Обогащение- ориентир на качественно
иное содержание обучения учащихся,
изучение нетрадиционных тем за счет
установления связей с другими темами
Погружение учащихся в
исследовательские проекты,
интеллектуальные турниры и
конкурсы
Проблематизация- стимулирование
личностного развития учащихся
Использование проблемных
ситуаций, оригинальных
объяснений, поиск новых
трактовок и альтернативных
интерпретаций
Требования к программам подготовки к олимпиадам
и интеллектуальным турнирам
Дополнительное изучение тем разделов и актуальных проблем области научных знаний
по биологии (для учета интересов учащихся к обобщению, ориентации к будущей
профессии);
Интегрированный подход к изучению тем и проблем (для стимулирования стремлений
учащихся к расширению и углублению своих знаний, развитию их способности к
соотнесению разнородных природных явлений и поиску решений на «стыке» разных видов
межпредметных знаний);
 Изучение нерешенных актуальных проблем науки (для формирования умения к
проведению исследовательской работы);
 Учет личностных интересов учащихся (для поощрения углубленного изучения тем,
выбранных самим учеником);
 Гибкость и вариативность образовательного процесса с точки зрения содержания, форм
(корректировка методики с учетом специфики индивидуальных особенностей учащихся);
 Свободный доступ и использование разнообразных источников и способов получения
информации (работа с оборудованием в полевых условиях, с приборами, в научных
библиотеках и т.п.);
 Умение учащихся оценивать результаты своей работы с помощью содержательных
критериев (формирование у них навыков рефлексии и публичного обсуждения
результатов);
 Элементы индивидуальной психологической поддержки (учет своеобразия личности
каждого участника олимпиад)
Формирование умений учащихся
работать по изучению содержания
различных информационных ресурсов
Подбор литературных
источников и
электронных ресурсов
Использование средств
мультимедийных
технологий
Оценка степени целесообразности
использования указанных источников
информации
Формирование умений учащихся по
обработке и интерпретации
информации
Работа с терминами,
определение понятий,
выявление этимологии термина,
соотнесение термина с понятием
Закрепление изученного материала,
составлением письменных ответов
на вопросы, для выработки
краткого и развернутого ответа
Заполнение простых и
комбинированных таблиц для
развития умения отбора
необходимой информации
Работа с иллюстрациями,
рисунками, схемами, диаграммам
для систематизации информации по
заданными признакам, выделение
главной мысли
Сравнительно-аналитическая работа
с информацией
Комплексное сочетание всех типов заданий по работе
с разными источниками информации обеспечивает
коммулятивный эффект:
Мотивировать ученика к активной подготовке к олимпиаде;
Обеспечить вариативное повторение и углубление учебного материала;
 Формировать большинство учебных навыков, в том числе
исследовательских и творческих;
 Организовать самостоятельную деятельность школьников
Формирование умений работать с
тестовыми заданиями
Обзор структуры
различного вида
тестовых заданий
Пошаговый тренинг с
анализом правильных
ответов и типичных
ошибок
Итоговый контроль в виде зачета
Этапы подготовки учащихся к олимпиадам и
интеллектуальным конкурсам
I этап - Мониторинг
•Наблюдение, анализ письменных работ, первичное анкетирование учащихся на выявление их общей и предметной одаренности.
II этап - Теоретическая подготовка.
•Знакомство с заданиями (Правила оформления. Обзор литературных источников).
•2. Химический состав и строение клеток.
•3. Многообразие живых организмов. Систематика. Признаки царств.
•4. Общая характеристика царств Растения, Грибы, Бактерии.
•5. Общая характеристика царства Животные.
•6. Характеристика систем органов человека.
•7. Теоретические основы общей биологии.
•8.Разбор прошлогодних олимпиадных заданий. Консультация.
•9.Работа с дополнительной литературой. Составление письменных конспектов.
•10. Организация научно-поисковой работы учащихся посредством сети Интернет.
III этап - Практическая подготовка – формирование умений.
•1. Практические занятия по формированию навыков работы со специальным оборудованием (микроскоп, бинокулярная лупа),
определения и узнавания видов животных и растений, изготовления микропрепаратов, срезов, препарирования, составления и
оформления биологических коллекций и т.д.
•2.Решение задач по цитологии.
•3.Решение задач по генетике.
•4.Разбор практических заданий прошлогодних олимпиад.
•5. Разбор практических заданий различного уровня по теме «Человек и его здоровье».
•6.Разбор практических заданий по темам «Растения» и «Животные».
IV этап - Самоподготовка.
•1.Решение олимпиадных заданий прошлых лет различного уровня сложности.
•2.Решение практических заданий различного уровня сложности прошлогодних олимпиад.
•3. Развитие логического и интеллектуального мышления через чтение интернет-журналов научной и учебной направленности.
•4. Консультации по наиболее трудным вопросам.
Основное содержание:
•Биология как наука
•Биология как наука. Отрасли биологии, ее связи с другими науками. Объект изучения биологии – биологические
системы. Общие признаки биологических систем. Современная естественнонаучная картина мира. Роль биологических
теорий, идей, гипотез в формировании современной естественнонаучной картины мира. Методы познания живой
природы.
•Популяционно-видовой уровень организации жизни
•Возникновение и развитие эволюционных идей. Значение работ К.Линнея. Эволюционная теория Ж. Б. Ламарка. Жизнь и
труды Ч. Дарвина. Основные принципы эволюционной теории Дарвина. Формирование синтетической теории эволюции.
Работы С. С. Четверикова и И. И. Шмальгаузена. Палеонтологические, биогеографические, сравнительно-анатомические,
эмбриологические и молекулярные свидетельства эволюции.
•Вид, его критерии. Популяция – структурная единица вида. Роль эволюционной теории в формировании современной
естественнонаучной картины мира. Движущие силы эволюции. Формы естественного отбора. Взаимосвязь движущих сил
эволюции. Синтетическая теория эволюции. Популяция – элементарная единица эволюции. Элементарные факторы
эволюции. Исследования С.С.Четверикова. Закономерности наследования признаков в популяциях разного типа. Закон
Харди-Вайнберга. Результаты эволюции. Формирование приспособленности к среде обитания. Образование новых видов.
Способы видообразования.
•Микро- и макроэволюция. Формы эволюции (дивергенция, конвергенция, параллелизм). Пути и направления эволюции
(А.Н.Северцов, И.И.Шмальгаузен). Причины биологического прогресса и биологического регресса.
•Отличительные признаки живого. Гипотезы происхождения жизни на Земле. Этапы эволюции органического мира на
Земле. Основные ароморфозы в эволюции растений и животных. Гипотезы происхождения человека. Этапы эволюции
человека. Происхождение человеческих рас. Критика расизма и социального дарвинизма.
•Клеточный уровень организации жизни
•Цитология – наука о клетке. М.Шлейден и Т.Шванн – основоположники клеточной теории. Основные положения
современной клеточной теории. Роль клеточной теории в формировании современной естественнонаучной картины
мира. Методы изучения клетки.
•Химический состав клетки. Макро- и микроэлементы. Строение и функции молекул неорганических и органических
веществ. Взаимосвязи строения и функций молекул. Редупликация молекулы ДНК.
•Строение и функции частей и органоидов клетки. Взаимосвязи строения и функций частей и органоидов клетки. Ядро.
Хромосомы. Химический состав, строение и функции хромосом. Соматические и половые клетки. Диплоидный и
гаплоидный наборы хромосом. Гомологичные и негомологичные хромосомы.
•Многообразие клеток. Прокариоты и эукариоты. Вирусы. Меры профилактики распространения инфекционных
заболеваний.
•Обмен веществ и превращения энергии в клетке. Энергетический обмен. Стадии энергетического обмена. Брожение и
дыхание. Фотосинтез. Световые и темновые реакции фотосинтеза. Хемосинтез. Роль хемосинтезирующих бактерий на
Земле. Пластический обмен. Генетическая информация в клетке. Ген. Генетический код. Биосинтез белка. Матричный
характер реакций биосинтеза.
•Клетка – генетическая единица живого. Жизненный цикл клетки: интерфаза и митоз. Фазы митоза. Мейоз, его фазы.
Развитие половых клеток у растений и животных.
•Организменный уровень организации жизни
•Одноклеточные и многоклеточные организмы. Ткани, органы системы органов, их взаимосвязь как основа
целостности организма. Гомеостаз. Гетеротрофы. Сапротрофы, паразиты. Автотрофы (хемотрофы и фототрофы).
•Воспроизведение организмов, его значение. Бесполое и половое размножение. Оплодотворение. Оплодотворение
у цветковых растений и позвоночных животных. Внешнее и внутреннее оплодотворение. Индивидуальное развитие
организма (онтогенез). Эмбриональное и постэмбриональное развитие. Причины нарушений развития организмов.
Жизненные циклы и чередование поколений. Последствия влияния алкоголя, никотина, наркотических веществ на
развитие зародыша человека.
•Наследственность и изменчивость – свойства организмов. Генетика. Методы генетики. Методы изучения
наследственности человека. Генетическая терминология и символика. Закономерности наследования,
установленные Г.Менделем, их цитологические основы. Закономерности сцепленного наследования. Закон
Т.Моргана. Определение пола. Типы определения пола. Наследование, сцепленное с полом. Взаимодействие
генов. Генотип как целостная система. Развитие знаний о генотипе. Геном человека. Хромосомная теория
наследственности. Теория гена. Закономерности изменчивости. Модификационная изменчивость. Норма реакции.
Наследственная изменчивость: комбинативная и мутационная. Виды мутаций, их причины. Последствия влияния
мутагенов на организм. Меры защиты окружающей среды от загрязнения мутагенами. Меры профилактики
наследственных заболеваний человека.
•Селекция, ее задачи. Вклад Н.И.Вавилова в развитие селекции. Учение о центрах многообразия и происхождения
культурных растений. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Методы селекции, их
генетические основы. Особенности селекции растений, животных, микроорганизмов. Биотехнология, ее
направления. Этические аспекты развития некоторых исследований в биотехнологии (клонирование человека,
направленное изменение генома).
•Биогеоценотический уровень организации жизни
•Биоценоз. Экосистема.
•Круговорот веществ и превращения энергии в экосистеме. Устойчивость и динамика экосистем. Биосфера –
глобальная экосистема. Глобальные антропогенные изменения в биосфере, проблема её устойчивого развития.
•Эволюция биосферы. Проблема устойчивого развития биосферы. Сохранение многообразия видов как основа
устойчивости биосферы.
Эффективные формы и методы
работы учителя, направленные
на развитие интеллекта и
креативности учащихся
Личностные особенности школьника с различными уровнями интеллекта и
творческих способностей
по М. Воллаху и Н. Когану [.
ИНТЕЛЛЕКТ
Высокий
К
Р
Е
А
Т
И
В
Н
О
С
Т
Ь
Низкий
В
Ы
С
О
К
И
Е
I Вера в свои возможности,
хороший самоконтроль,
хорошая социальная
интеграция, высокая
способность к концентрации
внимания, большой интерес ко
всему новому.
II Постоянный конфликт между
собственным представлением о
мире и школьными
требованиями. Недостаточная
вера в себя и недостаточное
самоуважение. Боязнь оценки со
стороны окружающих.
Н
И
З
К
И
Е
III Энергия направлена на
достижение успеха в учебе.
Неудачи воспринимаются как
катастрофа. Боязнь риска и
высказывания своего мнения.
Пониженная общительность.
Боязнь самооценки.
IV Хорошая (по крайней мере, по
внешним признакам) адаптация
и удовлетворенность жизнью.
Недостаточный интеллект
компенсируется социальной
общительностью или некоторой
пассивностью.
Качества личности, соответствующие видам
образовательной
деятельности:
Когнитивные качества
Креативные качества
Эмоционально-образные
качества:
Вдохновленность,
образность,
ассоциативность,
воображение,
чувство новизны,
знакотворчество,
символотворчество.
Методологические
(оргдеятельностны
е)
качества
Физиологические
Знание
учеником
качества:
умение
своих
видеть,
слышать,
индивидуальных
осязать, чувствовать
особенностей;
изучаемый объект с осознание и умение
помощью обоняния,
пояснить
цели
вкуса;
своих занятий теми
развитая
или
иными
работоспособность,
учебными
энергетичность.
предметами,
отчетливое
понимание того.
Инициативность,
Интеллектуальные
изобретательность,
качества:
смекалка,
любознательность,
своеобразность,
эрудированность,
проницательность,
логичность,
умение видеть знакомое в
аналитичность,
незнакомом
и
синтетичность,
наоборот,
находить
аналогии,
преодоление
склонность
к
стереотипов.
эксперименту,
формулировать
проблемы и гипотезы,
владеть
способами
решения различных
задач, делать выводы
и обобщения;
оперативность действий,
нестандартность
мышления.
Наличие новой цели,
программы ее
достижения;
целеполагание;
составить план
достижения цели;
выполнить намеченный
план;
получить и осознать свой
результат;
сравнить его с
аналогичными
результатами
одноклассников.
Способность к генерации
идей,
их
продуцированию;
выбирать
методы
познания, адекватные
объекту;
умение
определять
структуру и строение,
находить функции и
связи
объекта
с
родственными
объектами;
прогнозирование
динамики
роста
объекта,
создание новых методов
познания
в
зависимости
от
свойств объекта.
Владение культурными
нормами
и
традициями,
отраженными
в
собственной
деятельности;
умение аргументировать
свои
знания
и
полученные
результаты;
умение самоопределяться
в ситуациях выбора;
умение понять и оценить
иную точку зрения,
вступить
в
содержательный
диалог или спор.
Способность
нормотворчества,
спрогнозировать
результаты
деятельности;
смысловое
видение
изучаемых объектов;
навыки самоорганизации:
планирование
деятельности,
коррекция этапов и
способов
деятельности,
реализуемость
планов;
комбинаторность
подходов
к
деятельности.
Прогностичность,
формулирование
гипотез,
конструирование
версий,
закономерностей;
владение
нелогическими
эвристическими
процедурами;
наличие
личностных
результатов
образования,
отличающихся
от
образовательных
стандартов
глубиной,
тематикой;
независимость, склонность
к риску;
наличие опыта реализации
своих
творческих
способностей в форме
выполнения и защиты
творческих
работ,
участие в конкурсах,
олимпиадах.
Структурно-системное
видение
изучаемых
областей
в
их
пространственной
и
временной иерархии;
отыскание связей объектов,
их причин, связанных с
ними проблем;
выбор
фундаментальных
объектов
среди
нефундаментальных,
отыскание
соподчиняющих связей
между ними;
видение иерархии, новых
функций
и
связей
известных объектов;
способность
отыскания
причин происхождения
объекта, его смысл и
источник.
Владение
методами
рефлексивного
мышления,
умение
выстроить
свои
дальнейшие
планы
обучения;
выявление
смысла
деятельности,
соединение результатов
с целями, самоанализ;
способность
взаимодействия
с
другими
субъектами
образования
и
с
окружающим миром;
умение отстаивать свои
идеи,
выносить
непризнание
окружающих,
«удержать удар»;
автономность,
независимость,
устремленность,
решительность,
коммуникативность.
Задания креативного типа
• Задания 1. Предложить ученикам по-своему
выполнить то, что уже известно: а) придумать
обозначение понятия б) дать определение
изучаемому понятию, объекту, явлению; в)
сформулировать правило, закономерность,
способ изготовления модели и т.д.
• Пример 1 изготовить модели для демонстрации.
Задания 2. Создать словесный продукт в различных жанрах:
изобретение формул, изготовление приборов, составление словарей,
сочинение современных видов текста (интервью, реклама, деловые
диалоги).
• Пример 1 (8 класс): составить словарь специальных
терминов по теме «Биоразнообразие».
• Пример 2 (9 класс): изготовить макет эволюционной
модели.
• Пример 3 (10 класс): составить справочник тривиальных
биологических названий.
• Пример 4 (11 класс): составить проблемную
биологическую задачу
• Задания 3. Сочинить сказку, задачу,
поговорку, пословицу, рифму,
стихотворение, сюжет, трактат.
• Задания 4. Составить кроссворд, игру,
викторину, сценарий спектакля, свое
задание для других учеников, сборник
своих задач.
• Задания 5. Придумать образ - рисованный,
двигательный, словесный. Перевести элемент с
языка одного предмета на другой: «оживить»
формулу, нарисовать картину природы, реакции
организма.
• Задания 6. Изготовить модель, макет, газету,
журнал, видеофильм.
• Задания 7. Провести урок в роли учителя,
разработать свои учебные пособия (алгоритмы
решения задач, памятки).
Креативность — это ключ к
успеху!
• Вопреки распространенному мнению, креативность не
является врожденной способностью. Наоборот:
креативному мышлению можно систематически
обучать.
• Способность находить креативные решения позволяет
успешно справляться с требованиями и решать задачи в
школе, в вузе, в профессиональной деятельности и
дома.
• С помощью правильной техники можно значительно
повысить кривую успеха каждого в отдельности!
Структура заданий
Тест состоит из 40 заданий. Все задания разделены на три группы.
На выполнение теста отводится 90 минут.
Часть 1:
Часть 2:
Задания 1 части базового уровня сложности
предполагают выбор ответа. К каждому из них даны 4
варианта ответа, из которых только один верный.
 25 вопросов
 1 балл за каждый
правильный ответ
Задания 2 части повышенной сложности предполагают
выбор ответа. К каждому из них даны 4 варианта ответа, из
которых только один верный.
 5 вопросов
 1 балл за каждый
правильный ответ
Часть 3:
Задания 3 части высокого уровня сложности
предполагают краткий ответ.
 10 вопросов
 2 балл за каждый
правильный ответ
Максимальное количество баллов – 50
8 класс
24. Для выхода растений на
сушу была необходима
почва. Какие организмы
обеспечили ее создание:
Правильный ответ – (2)
• 1) бактерии и водоросли
• 2) покрытосеменные и
голосеменные
• 3) мхи и папоротники
• 4) хвощи и плауны
8 класс
31. Находки отпечатков
археоптерикса являются
одним из доказательств:
•
•
•
Правильный ответ – (1)
•
1) происхождения птиц от древних
пресмыкающихся
2) многообразия древних
пресмыкающихся
3) наличия древнего предка
млекопитающих
4) происхождения птиц от
млекопитающих
8 класс
В1. Гормон, выделяемый почками при снижении
артериального давления, – ...
Правильный ответ - ренин.
8 класс
32. Различие в приспособлениях к распространению семян
у покрытосеменных растений является примером…
Правильный ответ – Идиоадаптаций.
9 класс
2. В одном водоеме живут щуки,
караси, окуни и плотва, в
другом караси, лещи и уклейка.
Сколько видов рыб и сколько
популяций рыб обитает в обоих
прудах?
Правильный ответ – (2)
•
•
•
•
1) 7 видов, 7 популяций
2) 6 видов, 7 популяций
3) 6 видов, 2 популяции
4) 2 вида, 6 популяций
9 класс
• 30. На какой период
приходится расцвет
земноводных?
Правильный ответ – (3)
•
•
•
•
1) силур
2) девон
3) каменноугольный
4) пермский
9 класс
35.Тело несегментировано, имеют развитие с неполным
метаморфозом, многие не имеют органов зрения. Эти
признаки являются особенностями...
Правильный ответ – клещей.
9 класс
31. Человек в темноте может разглядеть пламя свечи на
расстоянии 500 м. Это объясняется тем, что рецепторов
сумеречного зрения по сравнению с цветовыми в …
Правильный ответ – 20 раз больше.
10 класс
10. Основой фундаментального
свойства живого - способности к
воспроизведению себе
подобного являются реакции:
Правильный ответ – (3)
•
•
•
•
1) образование цепочки углеводов
2) реакции гликолиза
3) реакции матричного типа
4) превращение АТФ в АДФ
10 класс
• Искусственным выращиванием
биомассы женьшеня из
отдельных клеток этого растения
на специальных питательных
средах, в стерильных условиях
занимается ...
Правильный ответ – (2)
•
•
•
•
1) генная инженерия
2) клеточная инженерия
3) микробиология
4) растениеводство
10 класс
В2. Какой метод биологических исследований самый
древний?
Правильный ответ – сравнительно-описательный.
10 класс
33. Какие ткани в организме человека наиболее
чувствительны к радиоактивному излучению?
Правильный ответ - Кроветворные.
11 класс
22. Каковы генотипы
родителей при дигибридном
анализирующем
скрещивании?
Правильный ответ – (2)
•
•
•
•
1) ААВВ х ВbВb
2) АаВb х ааbb
3) ААВВ х ААВВ
4) Вb х Аа.
11 класс
28. Наибольший вред
двудольному растению
может принести:
Правильный ответ – (3)
• 1) удаление центральной
сердцевины
• 2) удаление пробковой ткани
• 3) удаление коры
• 4) удаление пробкового камбия
11 класс
35.Кодирующая цепочка молекулы ДНК имеет такую
последовательность нуклеотидов: ЦГТТЦГГЦААТГ. Какие тРНК
принимают участие в доставке аминокислот для синтеза
соответствующего полипептида?
Правильный ответ - ЦГУ, УЦГ, ГЦА, АУГ.
11 класс
36. Название метода, позволяющего изучать деление,
дифференцировку и специализацию клеток и получать их
клоны.
Правильный ответ - Культура клеток.
Общие методические рекомендации:
1.Гузеев В.В. Методы и организационные формы обучения. - М.: Народное
образование, 2001. – 128 с.
2.Битуова Д.Р. Одаренные дети: проблемы и перспективы. // Исследовательская
деятельность школьников. - №3. – 2005. – 157 с.
3.Хуторской А.В. Развитие одаренности школьников: Методика продуктивного
обучения: Пособие для учителя. - М.: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 2000. – 320 с.
4.Государственная итоговая аттестация (по новой форме): 9 класс. Тематические
тренировочные задания. Биология/ ФИПИ авторы составители: В.С. Рохлов, А.В.
Теремов– М.: Эксмо, 2014.
5.ГИА-2014. Экзамен в новой форме. Биология. 9 класс/ ФИПИ авторы
составители: - М.: В.С. Рохлов, А.В. Теремов, С.Б. Трофимов - Астрель, 2014.
6.Государственная итоговая аттестация выпускников 9 классов в новой форме.
Биология. 2014/ ФИПИ авторы составители: Г.И. Лернер, В.С. Рохлов, А.В.
Теремов, С.Б. Трофимов – М.: Интеллект-Центр, 2014.
Ресурсы Интернета:
1.VI Соросовская олимпиада школьников (Биология)
Материалы олимпиады. Вопросы и оригинальные задания заочного тура
http://ermine.narod.ru/BIOL/OLIMP/SOROS/grade10.htm
2.Оренбургский ИПК. Информационные материалы УМК Биологии.
Материалы олимпиад по биологии. Примерные варианты.
http://bank.orenipk.ru/str20.htm
3.Природа: национальный портал
Полная информация о природных ресурсах всех регионов РФ. Флора, фауна, охраняемые территории. Коллекция
ссылок на материалы, посвященные науке и образованию. Региональные и мировые новости. Государственное
управление сферой охраны природы. Атлас тематических карт.
http://www.priroda.ru/
4.База знаний по биологии человека
Учебник по молекулярной биологии человека, биохимии, физиологии, генной и белковой инженерии.
http://obi.img.ras.ru
5.Зоология: человек и домашние животные
Информация о диких и домашних животных: физиология, этология, генетика и эволюция различных видов и
пород.. Правовые сведения: законы, постановления, правила транспортировки, страхование животных. Ряд
ботанических материалов.
http://www.zoomax.ru/
Турнир им. М.В. Ломоносова
26 февраля - биология