Методические рекомендации ФИПИ по биологии: анализ ошибок ЕГЭ 2022

Текст документа

Текст извлечён из официального PDF ФИПИ автоматически: формулы, таблицы и рисунки могут отображаться неточно — сверяйтесь с документом выше.

Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки ФГБНУ «Федеральный институт педагогических измерений»

В.С. Рохлов, Р.А. Петросова

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ для учителей, подготовленные на основе анализа типичных ошибок участников ЕГЭ 2022 года по БИОЛОГИИ

Москва, 2022

В основу разработки контрольных измерительных материалов (далее – КИМ) ЕГЭ по биологии в 2022 г. был положен федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования (ФГОС) (приказ Министерства образования и науки Российской Федерации от 17.05.2012 № 413 с изменениями, внесенными приказами Министерства образования и науки Российской Федерации от 29.12.2014 № 1645, от 31.12.2015 № 1578, от 29.06.2017 № 613, приказами Министерства просвещения Российской Федерации от 24.09.2020 № 519, от 11.12.2020 № 712). Также учитывались Примерная основная образовательная программа среднего общего образования (одобрена решением федерального учебно-методического объединения по общему образованию (протокол от 28.06.2016 № 2/16з)) и содержание учебников федерального перечня Минпросвещения России. Была обеспечена преемственность между положениями ФГОС и федерального компонента государственного образовательного стандарта среднего (полного) общего образования (приказ Министерства образования Российской Федерации от 05.03.2004 № 1089 «Об утверждении федерального компонента государственных образовательных стандартов начального общего, основного общего и среднего (полного) общего образования» с изменениями, внесенными приказами Министерства образования и науки Российской Федерации от 03.06.2008 № 164, от 31.08.2009 № 320, от 19.10.2009 № 427, от 10.11.2011 № 2643, от 24.01.2012 № 39, от 31.01.2012 № 69, от 23.06.2015 № 609, от 07.06.2017 № 506). Модернизация КИМ ЕГЭ по биологии на основе ФГОС строится в парадигме системно-деятельностного и компетентностного подходов. Предложенные новые модели и отдельные модули заданий позволяют проверить не только предметные знания и умения, но и познавательные универсальные учебные действия: формулировать цель, ставить задачи; выбирать способы по поиску и работе с информацией, структурировать и анализировать ее; синтезировать имеющиеся знания; устанавливать причинноследственные связи; высказывать суждения; формулировать проблемы и находить способы их решения. КИМ ЕГЭ 2022 г. учитывали специфику учебного предмета, его цели и задачи, сложившуюся в последние годы концентрическую структуру общего биологического образования. Объектами контроля выступали биологические знания, метапредметные и предметные умения, навыки и способы деятельности выпускников, сформированные при изучении следующих разделов курса биологии: «Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники», «Животные», «Человек и его здоровье», «Общая биология». Такой подход позволял охватить проверкой основное содержание курса биологии и обеспечил содержательную валидность КИМ. В экзаменационной работе преобладали задания по разделу «Общая биология» (базовый и углубленный уровни), поскольку в нем интегрируются и систематизируются наиболее значимые биологические знания и предметные умения, рассматриваются ключевые биологические теории, законы и закономерности биологической науки, проявляющиеся на разных уровнях организации живой природы. Приоритетной при конструировании КИМ являлась необходимость проверки у выпускников важнейших теоретических и практических биологических знаний, сформированности разнообразных предметных и общеучебных умений и способов деятельности: усвоение понятийного аппарата курса биологии; овладение методологическими умениями; применение знаний и умений при объяснении биологических процессов, явлений и закономерностей, а также их практическом использовании; решение количественных и качественных биологических задач различного уровня сложности. В содержание итоговой экзаменационной работы были включены задания, проверявшие прикладные знания и умения из следующих областей: генетика, молекулярная биология, селекция организмов, биотехнология, рациональное природопользование, охрана природы, физиология и здоровый образ жизни человека. 2

Каждый вариант экзаменационной работы состоял из двух частей, включавших в себя 28 заданий, различных по форме предъявления, уровню сложности и способам оценки. Задания в КИМ группировались в зависимости от проверяемых видов учебной деятельности и в соответствии с тематической принадлежностью, отраженной в спецификации КИМ и кодификаторе. Часть 1 содержала 21 задание: с множественным выбором ответов из предложенного списка с рисунком или без него; на установление соответствия элементов с рисунком или без него; на установление последовательности систематических таксонов, биологических объектов, процессов, явлений; на решение базовых биологических задач по цитологии и генетике; на дополнение недостающей информации в схеме; на дополнение недостающей информации в таблице; на анализ информации, представленной в графической или табличной форме. Ответы на задания части 1 давались в виде соответствующей записи в виде слова (словосочетания), числа или последовательности цифр, записанных без пробелов и разделительных символов. Часть 2 состояла из 7 заданий с развернутым ответом, предполагающих от трех до девяти элементов. Часть 1 (1–21) содержала задания базового и повышенного уровней сложности с кратким ответом. Часть 2 (22–28) состояла из заданий высокого уровня сложности, требовавших развернутого обоснованного ответа. Задания этой части работы были нацелены на выявление и дифференциацию выпускников с хорошей и отличной биологической подготовкой. В части 1 КИМ ЕГЭ 2022 г. произошли следующие изменения в сравнении с экзаменационной моделью 2021 г.: – ввиду того что из экзаменационной работы исключено задание 1 на дополнение схемы, на этой позиции было задание 2 по работе с таблицей (с рисунком и без рисунка), проверяющее знание следующих тем: «Биология как наука», «Методы научного познания», «Уровни организации живого», «Признаки живого» (по нумерации 2021 г.); – в задании 2 предложена новая модель задания базового уровня, проверяющая умение прогнозировать результат биологического эксперимента из разных областей биологии, например физиологии клеток, тканей, органов, систем органов и отдельных организмов разных царств живой природы; – традиционные задачи с кратким ответом по генетике на моно-, дигибридное и анализирующее скрещивания были перенесены из линии 6 в линию 4; – задания, проверяющие знания и умения блока «Клетка как биологическая система, организм как биологическая система», были объединены в единый содержательный модуль (задания 5–8), который представлен двумя вариантами сборки. В первом варианте сборки задания 5 и 6 проверяют знания клетки как биологической системы (строение, метаболизм, жизненный цикл), а задания 7 и 8 проверяют знания организма как биологической системы. Во втором варианте задания 5 и 6 проверяют знания организма как биологической системы, а задания 7 и 8 – знания клетки как биологической системы. В последующие годы подобна структуризация части 1 коснется и других содержательных блоков. В части 2 были исключены традиционные практико-ориентированные задания линии 22 повышенного уровня сложности, а на их место были предложены задания высокого уровня сложности на применение биологических знаний и умений в практических ситуациях (анализ биологического эксперимента); выполнение задания оценивалось максимально 3 баллами вместо 2 баллов в 2021 г.

В ЕГЭ 2022 г. по биологии приняли участие более 118 тыс. человек. Средний тестовый балл, распределение первичных и тестовых баллов участников, доля не преодолевших минимального балла сопоставимы с аналогичными показателями ЕГЭ 2021 г. Для получения представления об уровне биологической подготовки участников ЕГЭ 2022 г. по всем проверяемым разделам биологии были проанализированы результаты выполнения заданий по каждому содержательному блоку, представленному в кодификаторе. Анализ ответов экзаменуемых позволил определить круг проблем, связанных с освоением определенных элементов содержания разными группами экзаменуемых, выявлением затруднений и типичных ошибок, некоторые из которых повторяются из года в год. Блок I «Биология как наука. Методы научного познания» Содержание этого блока в части 1 проверялось заданиями 1, 2, 21 базового уровня, которые оценивались в 1 (линия 1) и 2 (линии 2, 21) балла, а также в части 2 заданием 22 высокого уровня, которое оценивалось в 3 балла. Задания блока контролировали материал о структуре биологической науки, об уровнях организации живого, о методах научного познания в биологических исследованиях, а также владение умениями прогнозировать результаты биологического эксперимента, проводить анализ данных, полученных в табличной или графической форме и применять биологические знания в практических ситуациях (анализ биологического эксперимента). В линии 1 предлагались задания на работу с таблицей, в которой необходимо было определить метод или уровень организации живого по его описанию. Задания линии 1 выполнило в среднем около 58%, что несколько ниже заявленного уровня (60–90%). Однако результаты существенно различаются в зависимости от проверяемого содержания. По теме «Методы познания живой природы» выполнение составило в среднем 51,7%, а по темам «Основные уровни организации живой природы», «Общие признаки биологических систем» – 63,5%. Полученные результаты свидетельствуют о том, что участники ЕГЭ владеют материалом о биологических науках, об уровнях организации живой природы. Затруднения вызывали задания, направленные на установление методов биологических исследований, т.е. связанные с методологией научного познания. Самый низкий результат получен за задание, в котором требовалось определить гибридологический метод по описанию области его применения (32% выполнения). Приведем пример задания. Рассмотрите таблицу «Методы биологических исследований». Запишите в ответе пропущенный термин, обозначенный в таблице вопросительным знаком. Методы Микроскопия ?

Применение методов Изучение особенностей фаз митоза Скрещивание представителей чистых линий для определения доминантных признаков

Ответ: гибридологический. Низкий результат (36%) получен также по заданию, в котором требовалось определить метод, с помощью которого возможно определение нуклеотидной последовательности ДНК или РНК (один из широко применяемых методов в молекулярной биологии). Ответ «секвенирование» дали только 13%, и это при том, что участникам экзамена засчитывались ответы: биохимический, молекулярногенетический, цитогенетический методы. Умение анализировать результаты эксперимента проверялось на базовом уровне в заданиях линии 2. Их результаты были выше заданий линии 1 и составили в среднем 4

68% (58–78%). Только несколько заданий вызвало затруднения. Например, задание, в котором требовалось определить наличие активного фермента каталазы, разлагающего пероксид водорода, в вареном и сыром мясе, выполнили только 51% экзаменуемых, примерно столько же смогли определить химический состав костей. Приведем пример задания. Экспериментатор поместил куриную кость на несколько дней в 3%-ный раствор соляной кислоты. Как изменилось количество белков и солей кальция в кости за это время? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения: 1) увеличилась 2) уменьшилась 3) не изменилась Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться. Количество белков

Количество солей кальция

Ответ: 32 Задания базового уровня сложности на умение проводить анализ данных, полученных в табличной или графической форме, традиционно были представлены в линии заданий 21. Большинство участников экзамена успешно справилось с ними (в среднем 76,1% выполнения). Задания высокого уровня сложности были представлены в части 2 линии заданий 22. С ними справились от 28% до 52% экзаменуемых (в среднем 40%). Участники экзамена в своих развернутых ответах продемонстрировали умения выделять независимую и зависимую переменные, объяснять наблюдаемые явления, анализировать результаты эксперимента, делать выводы. Максимальные 3 балла получили за выполнение этого задания от 7% до 15% участников. Блок II «Клетка как биологическая система» Заданиями данного блока проверяются знания экзаменуемых о строении, жизнедеятельности и многообразии клеток, а также умения устанавливать взаимосвязь строения и функций органоидов клетки, распознавать и сравнивать клетки разных организмов, процессы, протекающие в них. Эти знания и умения проверялись заданиями на базовом, повышенном и высоком уровнях. Данный блок в каждом варианте был представлен 5–6 заданиями: – базового уровня – два задания (линия 3 – решение биологической задачи, линия 5 – анализ рисунка или схемы или линия 7 – множественный выбор); – повышенного уровня – два задания (линия 6 – установление соответствия (с рисунком) или линия 8 – установление последовательности или линия 20 – работа с таблицей); – высокого уровня сложности – одно-два задания (линия 23 – задание с рисунком или линия 24 – анализ текста и линия 27 – решение задачи по цитологии). На базовом и повышенном уровнях большинство испытуемых продемонстрировало: – умение решать задачи по установлению химического состава клетки, генетической информации, строению хромосом, хромосомному набору соматических и половых клеток (выполнение 62–70%); – знания и понимание строения клеток прокариот и эукариот (68%); – умение устанавливать взаимосвязь строения и функций отдельных органоидов клетки (58%); 5

– умение сравнивать процессы обмена веществ, энергетический и пластический обмен, этапы фотосинтеза, энергетического обмена (58–70%); – умение распознавать по рисунку тип и отдельные фазы деления клетки (67%). В части 1 в линиях 5 и 6 предлагались задания нового типа (мини-тест), в которых проверялись умения работать с рисунком. Один рисунок использовался одновременно в заданиях 5 и 6. В задании 5 требовалось определить по рисунку клеточную структуру, процесс или вещество и записать в ответе соответствующий термин, а в задании 6 необходимо было установить соответствие между указанными на изображении структурами или процессами и их характеристиками. Результаты выполнения заданий оказались ниже заявленного уровня: на базовом уровне от 46% до 54% (задания линии 5), а на повышенном уровне – 24–40% (задания линии 6). Вызвали затруднения и отдельные задания линии 3, где проверялось умение решать биологические задачи по цитологии. Приведем конкретные примеры заданий с низкими результатами. Сколько аутосом содержит соматическая клетка птицы, если в её кариотипе содержится 16 хромосом? В ответе запишите только соответствующее число. Ответ: 14. Выполнить задание смогли только 35,5% участников экзамена. Большинство участников экзамена не различает аутосомы и половые хромосомы. Укажите номер, которым на рисунке обозначена структура, отделяющая митохондрию от цитоплазмы?

Ответ: 5. В данном задании от участников экзамена по схематическому изображению требовалось определить одну структур митохондрии. С этим справилось только 37,5% участников. Низкие результаты получены и по отдельным заданиям повышенного уровня в линии 6. Приведем пример такого задания.

Установите соответствие между характеристиками и веществами, участвующими в клеточном дыхании, обозначенными цифрами на схеме: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

ХАРАКТЕРИСТИКИ А) окислитель в дыхательной цепи Б) продукт гликолиза В) макроэргическое соединение Г) исходный субстрат для гликолиза Д) шестиуглеродный моносахарид Е) содержит три остатка фосфорной кислоты Ответ: 421331.

ВЕЩЕСТВА, УЧАСТВУЮЩИЕ В КЛЕТОЧНОМ ДЫХАНИИ 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

Полностью справиться с заданием смогли только 21,9% участников. Сложными оказались задания, в которых по рисунку с изображением тилакоида необходимо было определить этапы фотосинтеза и вещества, которые образуются на этих этапах (выполнение – 25%). В то же время задание, в котором требовалось определить клеточные органоиды и соотнести с их характеристиками, выполнили 68% участников. Самые высокие результаты среди заданий базового уровня сложности получены по заданиям линии 7 – 58–69%. Следует отметить, что задания такого типа ежегодно дают примерно одинаковые результаты. Задания линии 8 на установление последовательности выполнили от 35% до 70% участников. Однако результат одного задания оказался ниже заявленного уровня сложности и составил 29%. Приведем пример этого задания. Установите последовательность процессов при транскрипции. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр. 1) соединение РНК-полимеразы с промотором гена 2) разрушение водородных связей между цепями ДНК 3) отделение РНК-полимеразы от ДНК 4) синтез РНК по принципу комплементарности 5) созревание иРНК 6) выход РНК из ядра Ответ: 124356. С заданиями линии 20 на дополнение таблицы в среднем справились 54% участников. Они продемонстрировали не только знание учебного материала, но и умения анализировать процессы, протекающие на клеточном уровне, дополнять недостающую информацию в таблице с использованием предложенного перечня терминов и понятий. 7

Анализ результатов выполнения заданий 3, 5, 6, 7, 8 базового и повышенного уровней позволяет сделать вывод, что задания, в которых проверяются не только знания по цитологии, но и умения работать с рисунком и определять по изображению клеточные структуры или процессы, протекающие в них, вызывают наибольшие затруднения у участников экзамена. Полученные результаты на 15–20% ниже, чем результаты по заданиям без рисунков по тому же содержанию. К числу слабо сформированных у участников знаний и умений (выполнение – менее 30%) следует отнести традиционный обмен веществ и превращение энергии в клетке. В части 2 содержание блока проверялось отдельными заданиями в линии 23 или 24, а также во всех заданиях линии 27. Задания успешно выполнялись только участниками с хорошей и отличной подготовкой. В линии 23 предлагались задания с изображением органоидов клетки, клеток организмов разных царств, фаз деления клетки. Их выполнение составило 23–32%, а максимальные 3 балла получили 8–13% участников, что вполне соответствует заявленному уровню сложности. В линии 24 были предложены задания на анализ текста по темам «Нуклеиновые кислоты», «Развитие половых клеток», «Функции органических веществ в клетке». Задания выполнили в среднем от 22–36% экзаменуемых, что свидетельствует о системной подготовке участников с хорошей и отличной подготовкой. Линия 27 традиционно была посвящена проверке умений применять знания по цитологии в новой ситуации при решении задач с использованием таблицы генетического кода, а также определять хромосомный набор клеток гаметофита и спорофита растений, число хромосом и ДНК в разных фазах деления клетки. Выполнение заданий в среднем составило 21–36%, что свидетельствует о сформированности у подготовленных испытуемых умений решать задачи по темам «Матричные реакции», «Хромосомный набор клеток. Деление клетки». Однако выполнение некоторых заданий вызвало затруднения. Например, трудности вызвала модель заданий с открытой рамкой считывания от стоп-кодона. Только 6% участников экзамена смогли с этим разобраться и выполнить задания. В целом по блоку «Клетка как биологическая система» можно отнести к числу слабо сформированных у участников умения: 1. определять хромосомный набор соматических и половых клеток, число аутосом и половых хромосом в кариотипе; 2. работать с изображением клеточных структур и устанавливать взаимосвязи между структурами клетки и процессами, которые в них протекают; 3. устанавливать последовательность процессов обмена веществ, матричных реакций в клетке; 4. определять стоп-кодон с открытой рамкой считывания.

Блок III «Организм как биологическая система» Задания этого блока контролируют усвоение знаний о закономерностях наследственности и изменчивости, об онтогенезе и воспроизведении организмов, о селекции организмов и биотехнологии, а также выявляют уровень овладения умениями применять биологические знания при решении задач по генетике. Данный блок в экзаменационной работе представлен пятью-шестью заданиями: на базовом уровне в линии 4 (решение генетической задачи), линии 5 (анализ рисунка или схемы), линии 7 (множественный выбор); на повышенном уровне в линии 6 (установление соответствия), линии 8 (установление последовательности), линии 20 (работа с таблицей); на высоком уровне в линиях 23 или 24, 28. Большинство участников продемонстрировало умения решать генетические задачи на моно- и дигибридное скрещивание, определять соотношение генотипов потомства (53–68%), что свидетельствует о сформированности базовых генетических понятий и умения применять эти знания при решении генетических задач. Однако задачи на анализ родословных вызвали затруднения, их выполнение составило только 38–42%. Средний процент выполнения заданий базового уровня по темам «Воспроизведение организмов. Способы размножения», «Онтогенез и присущие ему закономерности» составил 68% (60-72%). При выполнении заданий экзаменуемые продемонстрировали умения сравнивать и устанавливать соответствие между организмами и типами их размножения, характеристиками и способами размножения, зародышевыми листками и органами, которые из них формируются, а также устанавливать последовательность процессов эмбрионального развития. Однако наличие рисунка в заданиях значительно снизило результаты выполнения по сравнению с аналогичными заданиями без рисунков. Например, задание базового уровня на множественный выбор без рисунка в среднем выполнили 66%, а с рисунком – 36%. Это объясняется тем, что вначале требуется определить по рисунку структуры, а потом подобрать к ним соответствующие характеристики. Приведем пример такого задания. Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Какие из приведённых ниже структур развиваются из зародышевого листка, обозначенного на рисунке цифрой 1? 1) альвеолы лёгких 2) почки 3) поджелудочная железа 4) бедренная кость 5) миокард сердца 6) эпителий тонкого кишечника

Ответ: 245. С данным заданием справились только 37% участников экзамена. Аналогичная ситуация наблюдается и при выполнении заданий повышенного уровня на установление соответствия. В то же время выполнение заданий по этим темам существенно различалось в зависимости от типа задания. Так, задания на установление соответствия выполнили в среднем 64% участников, а задания на установление последовательности процессов – только 30%. Затруднение вызвало задание, в котором требовалось установить последовательность процессов в жизненном цикле сосны. Следует отметить, что задания, проверяющие знания жизненных циклов растений 9

на повышенном и высоком уровнях, уже многие годы плохо выполняются участниками экзамена. При выполнении заданий по теме «Закономерности наследственности и изменчивости» участники ЕГЭ продемонстрировали знание законов Менделя, характеристик типов изменчивости. Задания по этой теме не вызвали затруднений, их выполнение на базовом уровне составило 62%, а на повышенном – 48%. В отличие от предыдущих лет, положительные результаты получены по темам «Селекция, ее задачи и практическое значение», «Биотехнология, ее направления» как на базовом уровне (67%), так и на повышенном (48%). В части 2 по данному блоку были предложены задания 23, 24 и 28 высокого уровня сложности. В линии 23 было представлено только одно задание, результат которого составил 16,4%, а максимальные 3 балла получили 5% участников, что соответствует высокому уровню сложности. Задания линии 24 на исправление ошибок в тексте в среднем выполнили 35% (27–42%) участников. Это говорит о том, они не вызвали особых затруднений у хорошо и отлично подготовленных участников. В линии 28 традиционно предлагались генетические задачи на сцепленное дигибридное скрещивание и наследование признаков, сцепленных с полом. Средний результат выполнения составил 30,2%, что свидетельствует о сформированности у хорошо подготовленных участников умений решать сложные генетические задачи. В целом можно отметить, что решению генетических задач уделяется большое внимание при подготовке к ЕГЭ: обучающиеся знакомы с алгоритмом решения большинства предложенных на экзамене моделей, умеют анализировать условие задания и делать выводы, что приводит к высоким результатам.

Блок IV «Система и многообразие органического мира» Задания этого блока проверяли знания о многообразии, строении, жизнедеятельности и размножении организмов различных царств живой природы и вирусах, а также умения сравнивать организмы, характеризовать и определять их принадлежность к определенному систематическому таксону. В части 1 этот блок был представлен тремя заданиями, а в части 2 – двумя-тремя заданиями. Данный блок в каждом варианте был представлен четырьмя-пятью заданиями: базового уровня линий 9, 11, повышенного уровня (линия 10), высокого уровня (23, или 24, или 25). В части 1 средний результат выполнения заданий базового уровня составил 67% (52–82%). Участники экзамена продемонстрировали знание характеристик организмов царств бактерий, грибов, растений и животных основных систематических категорий, а также умение устанавливать последовательность таксонов биологических объектов. В частности, знание основных систематических категорий и их соподчиненность продемонстрировали 72–78% участников экзамена. Затруднение вызвало задание с множественным выбором, в котором требовалось сравнить голосеменные и покрытосеменные растения. В среднем их выполнили только 50% участников, а максимальные 2 балла получили всего 28% участников экзамена. В заданиях повышенного уровня проверялось не только знание основных царств живой природы, но и умение сравнивать биологические объекты между собой. Их выполнение составило от 36% до 62%. Лишь отдельные задания вызвали затруднения у экзаменуемых, например задания на установление соответствия видоизменений вегетативных органов растений и их характеристик (26% выполнения), сопоставление на рисунке клеток гидры с их характеристиками (15% выполнения). В части 2 задания высокого уровня сложности по этому блоку были представлены в линиях 23, 24, 25. С ними справились от 11% до 32% экзаменуемых, что соответствует уровню сложности. Участники экзамена продемонстрировали умения распознавать биологические объекты и их части, приводя характеристики, анализировать текст и исправлять ошибочные суждения, отвечать на вопросы проблемного характера. Лишь отдельные задания имели низкие результаты. Приведем пример одного такого задания, где выполнение составило 13,6%, а максимальные 3 балла получили только 3% участников экзамена. В зависимости от строения своей молекулы дыхательный белок гемоглобин может иметь различную степень сродства к кислороду, то есть различную способность присоединять кислород к железосодержащему гему. Чем меньше сродство гемоглобина к кислороду, тем медленнее кровь связывает кислород из внешней среды. Как различается сродство гемоглобина к кислороду у придонных рыб, обитающих в стоячих водоёмах, и рыб, обитающих в толще воды проточных водоёмов? Ответ поясните. Какие особенности строения жабр костных рыб обеспечивают эффективное насыщение крови кислородом? Элементы ответа: 1) сродство гемоглобина к кислороду больше у придонных рыб, обитающих в стоячих водоемах (меньше у рыб, обитающих в толще воды); 2) концентрация кислорода в придонном слое стоячих водоемов существенно ниже, чем в толще воды проточных водоемов (концентрация кислорода в толще воды проточных водоемов выше, чем в придонном слое); 3) большая площадь поверхности жабер (жаберных лепестков); 4) близкое расположение жаберных капилляров к поверхности (тонкий эпителий).

Блок V «Человек и его здоровье» В заданиях этого блока проверялось знание строения и функционирования отдельных органов и систем органов организма человека, нейрогуморальной регуляции физиологических процессов, санитарно-гигиенических норм и правил здорового образа жизни. Данный блок представлен в каждом варианте четырьмя-пятью заданиями: базового уровня (линия 12), повышенного уровня (линии 13, 14, 20), высокого уровня сложности (линия 23, или 24, или 25). Анализ результатов выполнения заданий блока позволил установить усвоение выпускниками знаний об организме человека, о профилактике инфекционных заболеваний и гигиене. Результаты выполнения заданий базового распределились в интервале 56–82%, а повышенного уровня – 36–61%. В то же время самые низкие результаты получены по следующим темам «Нервная и эндокринная системы. Нейрогуморальная регуляция процессов жизнедеятельности организма», «Анализаторы, строение и функции, роль в организме», «Высшая нервная деятельность». Так, например, затруднение вызвало задание, в котором требовалось установить соответствие между симптомами и заболеваниями (сахарный диабет и микседема), их влиянием на процессы в организме. Его выполнили только 31% участников, а максимальные 2 балла получили 10% участников. Установите соответствие между симптомами и заболеваниями человека: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца. СИМПТОМЫ А) снижение частоты сердечных сокращений Б) замедление окислительных процессов в организме, увеличение веса В) появление отёчности, ломкость ногтей, выпадение волос Г) снижение иммунитета Д) выделение большого количества мочи и постоянное ощущение жажды Е) нарушение синтеза инсулина в клетках поджелудочной железы Ответ: 222211.

ЗАБОЛЕВАНИЯ 1) сахарный диабет 2) микседема

Результаты по теме «Нейрогуморальная регуляция» являются самыми низкими многие годы. Это связано не только со сложностью содержания самой темы, но и со слабой сформированностью умений проводить системный анализ и объяснять физиологические процессы, происходящие в организме человека. По данному блоку в части 2 в каждом варианте предлагалось одно-два задания высокого уровня сложности (линии 24 и 25). Задания на работу с текстом в линии 24 не вызвали особых затруднений, их выполнение составило в среднем 32%. Результаты по линии 25 существенно ниже (5–21%). Самые низкие результаты получены по заданию, в котором требовалось оценить влияние щитовидной железы, мышц, промежуточного мозга на изменение концентрации глюкозы в крови. При выполнении этого задания требовалось использовать знания о функциях данных органов и их влиянии на изменение обмена веществ в организме.

Блок VI «Эволюция живой природы» Задания этого блока контролировали знания о движущих силах, направлениях и результатах эволюции органического мира, а также умение объяснять основные эволюционные процессы, взаимосвязь движущих сил и результатов эволюции. По этому блоку в каждом варианте было в среднем пять заданий: одно задание базового уровня (линия 15), два – повышенного уровня (линии 16, 19), одно-два задания высокого уровня (линии 23 или 24, 26). При выполнении этих заданий участники продемонстрировали: знания о виде и его критериях, современных положениях синтетической теории эволюции, путях и направлениях эволюционного процесса; умения анализировать текст и определять по описанию соответствующий критерий вида или направление эволюции, исправлять неверные суждения, объяснять основные ароморфозы и идиоадаптации в эволюции растительного мира и животного мира, устанавливать взаимосвязь движущих сил и результатов эволюции. На базовом уровне с заданиями справились 61–78% участников, а на повышенном – 34–64%. Такие результаты свидетельствуют о достаточно хороших знаниях содержания этого блока. Результаты лишь одного задания оказались ниже заявленного уровня. Это задание на установление соответствия по теме «Доказательства эволюции живой природы. Результаты эволюции». Его выполнили только 26,8% участников, а максимальные 2 балла получили менее 20% участников. Очевидно, что большинство участников экзамена не различают атавизмы и рудименты. Приведем пример этого задания. Установите соответствие между структурами организмов и эволюционными явлениями: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца. СТРУКТУРЫ ОРГАНИЗМОВ А) зубы у птиц Б) третье веко у человека В) появление шерсти у китообразных Г) хвост у человека Д) тазовый пояс у змей Е) закладка зубов мудрости в эмбриогенезе у человека.

ЭВОЛЮЦИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ 1) атавизмы 2) рудименты

Ответ: 121122. В части 2 вопросы эволюции были представлены в отдельных заданиях линий 23, 24 и 26. Выполнение заданий 23 и 24 составило 32–36%. В заданиях с рисунком требовалось определить изображенный ископаемый объект, период его жизни по геохронологической таблице, класс, тип или отдел, к которому можно отнести этот организм, и указать признаки принадлежности к данному таксону. Их выполнение составило в среднем 36%. Такие результаты свидетельствуют о сформированности у участников знания палеонтологических доказательств эволюции, признаков таксонов растений и животных, умений определять ископаемые объекты с использованием геохронологической таблицы и характеризовать их. Задания на работу с текстом, нахождение и исправление ошибочных суждений (линия 24) также не вызвали затруднений. В среднем их выполнили 37% экзаменуемых, что объясняется хорошо усвоенным содержанием подготовленными участниками. Более низкие результаты получены по заданиям линии 26: в среднем 15,5% (11–20%), выполнения, а 3 балла получили около 4% экзаменуемых. 13

Блок VII «Экосистемы и присущие им закономерности» Линии заданий этого блока направлены на проверку знаний об экологических закономерностях, о круговороте веществ в биосфере, а также умений устанавливать взаимосвязи организмов в экосистемах, выявлять причины устойчивости, саморазвития и смены экосистем. В части 1 предлагалось три задания: одно задание базового уровня (линия 17), два задания повышенного уровня (линии 18, 19 или 20). В части 2 присутствовало – одно задание высокого уровня сложности (линия 24 или 26). На базовом уровне их выполнили в среднем 75%, а на повышенном – 55%. Участники экзамена продемонстрировали знания об экологических факторах, о компонентах экосистем, трофических уровнях, сукцессиях экосистем, круговороте веществ в биосфере. Кроме того, они показали умения: устанавливать взаимосвязи организмов в экосистемах; выявлять причины устойчивости, саморазвития и смены экосистем; сравнивать естественные и искусственные экосистемы; устанавливать последовательность смены экосистем; определять последствия деятельности человека в биосфере. Большинство заданий повышенного уровня на установление соответствия, последовательности и на работу с таблицей выполнено выше заявленного уровня. Задания части 2 высокого уровня сложности у участников экзамена также не вызвали особых затруднений. Результаты их выполнения составили 10–37%. В целом можно констатировать, что важнейшие экологические понятия и большинство знаний и умений по блоку «Экосистемы и присущие им закономерности» сформированы у основной части участников экзамена. Для анализа результатов выполнения экзаменационной работы в 2022 г. было выделено четыре группы участников экзамена с различным уровнем подготовки (рис. 1 и таблицу). Биология. ЕГЭ 2022 Распределение групп баллов 60 50 40 30 % 20 10 0 %

Рис. 1 Описание уровня подготовки этих групп экзаменуемых приведено в таблице.

Группы участников экзамена Группа 1 Тестовый балл 0–35 Первичный балл 0–15

Группа 2 Тестовый балл 36–60 Первичный балл 16–34 Группа 3 Тестовый балл 61–80 Первичный балл 35–49

Группа 4 Тестовый балл 81–100 Первичный балл 50–59

Таблица Описание уровня подготовки отдельных групп участников экзамена Минимальный уровень подготовки. Экзаменуемые имеют фрагментарные знания по курсу биологии, понимают ограниченный перечень биологической терминологии и символики, допускают существенные биологические ошибки. Правильно выполняют только отдельные задания с множественным выбором, к выполнению заданий с развернутым ответом части 2 практически не приступают или выполняют их неверно Удовлетворительный уровень подготовки. Экзаменуемые имеют базовые знания и владеют набором основных умений по всем разделам курса биологии, умеют оперировать большинством биологических понятий. Однако допускают биологические ошибки. Задания с развернутым ответом части 2 выполняют частично. В развернутых ответах при раскрытии основного содержания могут отсутствовать отдельные элементы Хороший уровень подготовки. Экзаменуемые имеют прочные базовые знания по всем разделам курса биологии, а именно умеют: оперировать биологическими понятиями; применять знания в новых ситуациях; сравнивать биологические объекты, процессы, явления; анализировать различные гипотезы о происхождении жизни; составлять схемы скрещивания, цепи питания; решать биологические задачи различной степени сложности. В ответах на задания с развернутым ответом части 2 при раскрытии основного содержания могут отсутствовать несущественные элементы, допускаются незначительные биологические ошибки Отличный уровень подготовки. Экзаменуемые имеют системные знания по курсу биологии, могут применять их в новой (нестандартной) ситуации. Они владеют умениями: сравнивать; обобщать; анализировать; устанавливать последовательность процессов и явлений, взаимосвязь строения и функций биологических объектов; давать полные развернутые ответы; решать биологические задачи и делать выводы. У экзаменуемых сформированы общеучебные умения и способы деятельности по составлению развернутого ответа на задание, четко излагать свои мысли, делать выводы

При анализе результатов выполнения заданий 121 части 1 с кратким ответом по каждой группе участников учитывалось, что элементы содержания считаются освоенными, а умения – сформированными, если процент выполнения задания, проверяющего данный элемент, равен или выше 50%. Результаты выполнения заданий части 1 представлены на рис. 2.

% выполнения Задания с кратким ответом 100 90

% выполнения

Ср. % вып_1

Ср. % вып_2

Ср. % вып_3

Ср. % вып_4

Задания с кратким ответом

Рис. 2 Проведенный анализ показал, что содержание учебного предмета «Биология» на базовом уровне освоено, а умения сформированы только у экзаменуемых из групп с отличной и хорошей подготовкой. Участниками из группы с удовлетворительной подготовкой базовые биологические знания в целом освоены, но наблюдаются существенные недостатки в развитии умений. Участниками экзамена с минимальным уровнем подготовки биологическое содержание практически не освоено, а умения не сформированы. Высокие результаты во всех группах получены за выполнение заданий базового уровня линий 2 (средний результат – 68,1%) и 21 (76,1%), где требовалось проанализировать результаты эксперимента по описаниям, данным в графической или табличной форме. Линии заданий с множественным выбором 7 (61,1%), 9 (61,8%), 12 (65,3%), 15 (72,6%), 17 (71,9%) и линия заданий 11 (73,4%) на установление последовательности биологических таксонов также имеют высокие результаты выполнения участниками из групп 2, 3, 4. Участники из групп с отличной и хорошей подготовкой продемонстрировали умение решать биологические задачи по генетике и цитологии (задания 3, 4 – 97% и 84% соответственно), в то время как участники групп из 1 и 2 показали низкие результаты (15–27%, 46–56% соответственно). К числу «проблемных» заданий базового уровня относятся задания линии 1 по теме «Методы научного познания. Уровни организации и признаки живого». В этих заданиях требовалось по предложенным примерам определить уровень организации или признак живого, установить метод биологического исследования. Средний результат составил 59%. Во всех группах результаты выполнения этого задания оказались ниже результатов по другим заданиям. Трудными оказались и задания линии 5, где по рисунку требовалось установить биологический объект или процесс на клеточном и организменном уровнях. Средний результат составил 54,8%, а в группе с удовлетворительной подготовкой – только 50%. Задания повышенного уровня сложности на установление соответствия и последовательности биологических объектов, процессов, явлений выполнили в среднем 39–49% участников. Умения сравнивать биологические объекты, процессы, явления и, устанавливать их последовательность сформированы только у участников экзамена с 16

хорошей и отличной подготовкой. У участников с удовлетворительной и минимальной подготовкой эти умения сформированы плохо. Практически во всех группах вызвали затруднения задания линий 6 и 10 на установление соответствия между изображенными на рисунке объектами или процессами и их характеристиками (средний результат – 41% и 39% соответственно). Результаты выполнения заданий части 1 базового и повышенного уровней у участников из группы 4 распределились в диапазоне 88–98%, а у участников из группы 3 – в диапазоне 65–90%. Это объясняется как глубиной и системностью знаний по биологии этих участников экзамена по сравнению с остальными, так и высокой дифференцирующей способностью заданий с кратким ответом. Участники из группы 2 достигли заявленного уровня и показали сформированность знаний и предметных умений (выше 50%) при выполнении заданий базового уровня и частично повышенного уровня. Интервал выполнения заданий части 1 в этой группе составил 36–69%. Вместе с тем они показали низкие результаты за выполнение заданий линий 5, 8, 10, 13, 19, 20. У участников из групп 1 и 2 оказались более низкие результаты, и они в большей степени зависели от содержания, типа задания и наличия рисунка. Участники из группы 1 продемонстрировали фрагментарные знания при выполнении заданий как базового, так и повышенного уровней сложности. Анализ результатов заданий части 1 позволяет сделать вывод о том, выполнение заданий участниками экзамена существенно зависит от формы его предъявления. Как и в предыдущие годы, наибольшие трудности вызвали задания на установление соответствия и последовательности биологических объектов и процессов. Кроме того, задания базового уровня, в которых требовалось решить задачу, самостоятельно сформулировать ответ, записать число или термин, выполнены с более низкими результатами, чем задания с множественным выбором. В части 2, как и в предыдущие годы, предлагалось семь заданий высокого уровня сложности (линии 22–28). На рис. 3 показаны результаты выполнения заданий с развернутым ответом участниками экзамена с различным уровнем подготовки. % выполнения Задания с развернутым ответом 100 90

% выполнения

Ср. % вып_1

Ср. % вып_2

Ср. % вып_3

Ср. % вып_4

Задания с развернутым ответом

Рис. 3

Показали высокие результаты в интервале 70–94% только участники из группы 4. Участники из группы 3 только по заданиям 22, 23, 24, 27, 28 продемонстрировали освоение биологического содержания и сформированность умений. Результаты выполнения заданий части 2 в этой группе распределились в интервале 37–63%. Самые высокие результаты в этих группах получены за задания 24 – анализ биологического текста и 28 – решение генетических задач. Экзаменуемые из группы 2 ни по одной линии заданий не приблизились к заявленному уровню освоения соответствующего учебного содержания и овладению соответствующими умениями: средние результаты выполнения заданий у этой группы оказались в интервале 12–33%. Участники из группы 1 показали самые низкие результаты по всем заданиям части 2. Их выполнение составило в среднем менее 9% независимо от типа задания. В этой группе большинство участников не приступало к выполнению заданий с развернутым ответом. Наибольшие затруднения во всех группах вызвали эвристические задания в линиях 25 и 26, где требовалось дать развернутый, аргументированный ответ, применить теоретические знания для объяснения биологических процессов и явлений по блокам «Многообразие организмов», «Человек и его здоровье» (линия заданий 25), «Эволюционное учение» и «Экология» (линия заданий 26). Выполнение этих заданий у участников из группы 4 составило 70–74%, а из группы 3 – в интервале 37–64%. Умения анализировать и объяснять биологические процессы и явления, аргументировать и приводить доказательства (линии 25, 26) оказались менее сформированными, чем умения анализировать текст и исправлять ошибки (линия 24), распознавать на рисунках объекты и приводить их характеристики (линия 23), решать сложные задачи по цитологии и генетике (линии 27 и 28), освоив определенный алгоритм. Интерес для анализа представляют результаты выполнения политомических заданий различного уровня сложности. В части 1 таких заданий было 17, а в части 2 – все 7 заданий. Их выполнение существенно зависит от уровня подготовки выпускников и различается во всех четырех группах (рис. 4). Гр. баллов 1 0 баллов

1 баллов

2 баллов

Гр. баллов 2 3 баллов

% выполнения

% выполнения

0 баллов

1 баллов

2 баллов

3 баллов

Задания

Задания

Гр. баллов 4

Гр. баллов 3 0 баллов

1 баллов

2 баллов

0 баллов

3 баллов

70 % выполнения

% выполнения

1 баллов

2 баллов

3 баллов

Задания

Задания

Рис. 4 Участники из группы 1 выполняли эти задания части 1 чаще всего на 1 балл (15– 50%), а максимальные 2 балла получили в среднем менее 20% участников. Не выполнили задания и получили 0 баллов 30–80% участников. За задания части 2 с развернутым ответом максимальные 3 балла получило менее 0,1% участников, 2 балла – менее 2%, а 1 балл – около 5%. Не выполнило задания части 2 более 87% участников. В группе 2 за задания части 1 максимальное количество баллов «2» получило менее 25–55% участников, 1 балл получили в среднем 20–40% экзаменуемых. В этой группе выполнение существенно зависело от проверяемого содержания и типа задания. Результаты по заданиям части 2 значительно ниже. Так, максимальные 3 балла получили около 4% экзаменуемых, а 2 балла – в среднем 15% участников, а 1 балл – 34%. В группе 3 максимальное количество баллов «2» за задания части 1 получили в 60– 80% участников, 1 балл – в среднем 25% (20–30%). Разница результатов выполнения заданий разных типов составила в среднем не более 5%. За задания части 2 с развернутым ответом максимальные 3 балла получило в среднем около 30% (20–40%) участников, причем в основном максимальные баллы получены за задания 22 (анализ эксперимента), 27 (задача по цитологии), 28 (задача по генетике). 2 балла получили 20–40% экзаменуемых, а 1 балл – 23%. Наиболее трудными оказались контекстные, поисковые задания линий 25 и 26. За задания линии 25 максимальные 3 балла получили 10,8% участников, линии 26 – 8,4% участников и 0 баллов за эти задания в среднем – 34%. Наиболее высокие результаты по всем заданиям работы получены участниками из группы 4. За задания с кратким ответом части 1 максимальные 2 балла получило более 73% экзаменуемых, а 0 балл – менее 1% участников. Результаты выполнения подавляющего большинства заданий этой части имеют приблизительно одинаковые статистические данные. У участников с отличной подготовкой в одинаковой степени хорошо сформированы разнообразные знания и учебные умения, поэтому тематика и форма предъявления заданий в данном случае не имели существенного значения. В этой группе получены самые высокие результаты и по заданиям части 2. Максимальные 3 балла получили 64% экзаменуемых, а 0 баллов – около 3%. Для преодоления минимального порога рекомендуется более тщательно прорабытавать учебный материал по разделу «Общая биология», используя для этой цели учебники базового уровня, так как основной материал КИМ ЕГЭ части 1 направлен на проверку именно этого содержания (12–13 заданий из 21). Кроме того, следует обратить 19

внимание на изображение биологических объектов и процессов. На уроках биологии при опросе обучающихся можно рекомендовать использовать рассказ по рисунку. При подготовке к экзамену для получения более высоких результатов необходимо использовать учебники только углубленного уровня, а также организовать повторение учебного материала за курс основной школы. Этот учебный материал может быть включен в урок при изучении таких тем общей биологии, как «Эволюционное учение. Эволюция органического мира», «Основы экологии». При изучении вопросов антропогенеза можно организовать повторение материала по анатомии и физиологии человека. На уроках биологии необходимо чаще использовать активные методы обучения, ставить перед обучающимися проблемные вопросы, предлагать задания поискового характера. При выполнении лабораторных опытов необходимо предлагать анализировать результаты эксперимента, находить зависимые и независимые переменные. Учителю необходимо чаще включать в урок такие виды самостоятельной работы, как работа с учебником и научно-популярной литературой, анализ биологических текстов, ответы на проблемные вопросы. Как было отмечено выше, модернизация КИМ ЕГЭ по биологии в 2022 г. вызвана переходом на контроль достижения ФГОС. В соответствии с ФГОС акцент в обучении на уровне метапредметных требований к результатам сделан на овладении обучающимися навыками познавательной, учебно-исследовательской и проектной деятельности, навыками разрешения проблем, способностями и готовностью к самостоятельному поиску способов решения практических задач, применению различных методов познания. Данное требование в предметной области реализуется на базовом и углубленном уровнях следующим образом. Требования к предметным результатам освоения биологии на базовом уровне включают в себя владение основными методами научного познания, используемыми при биологических исследованиях живых объектов и экосистем: описание, измерение, проведение наблюдений; выявление и оценка антропогенных изменений в природе; сформированность умений объяснять результаты биологических экспериментов, решать элементарные биологические задачи. Требования к предметным результатам освоения биологии на углубленном уровне включают в себя сформированность умений: исследовать и анализировать биологические объекты и системы; объяснять закономерности биологических процессов и явлений; прогнозировать последствия значимых биологических исследований; выдвигать гипотезы на основе знаний об основополагающих биологических закономерностях и законах, о происхождении и сущности жизни, глобальных изменениях в биосфере; проверять выдвинутые гипотезы экспериментальными средствами, формулируя цель исследования; владеть методами самостоятельной постановки биологических экспериментов, описания, анализа и оценки достоверности полученного результата. Проверка овладения участниками экзамена познавательными универсальными учебными действиями (в федеральном компоненте государственных образовательных стандартов они были представлены в разделе общеучебных умений) в КИМ ЕГЭ по биологии проводится с 2017 г., когда была предложена новая модель экзаменационной работы, исключавшая задания на выбор одного правильного ответа, что позволило изменить акценты выносимого на проверку предметного и метапредметного содержания. Дальнейшее совершенствование модели, продолженное в 2021 г., в связи с поэтапным переходом на ФГОС, и ставшее хорошо заметным в структуре КИМ в 2022 г., расширило возможности по проверке познавательных видов универсальных учебных действий. 20

Традиционно системное знакомство с методологией научного познания в учебном курсе «Биология» происходит на первых уроках биологии в 10 классе, при представлении структуры научного метода познания. Это позволяет, во-первых, закрепить знания обучающихся, полученные в основной школе, об общенаучных эмпирических методах (наблюдение, измерение, эксперимент), во-вторых, ознакомить с новой системой теоретических методов (анализ, синтез, абстрагирование, моделирование и др.). На этапе первоначального ознакомления важно структурировать представления о каждом из приведенных методов, а также научить обучающихся пользоваться понятийным аппаратом, который обеспечит их понимание, например, таких понятий, как «гипотеза», «проблема», «факт», «контроль», «результат», «зависимая переменная», «независимая переменная» и т.д. Углубление, расширение и конкретизация методологических понятий далее продолжаются при изучении отдельных тем раздела «Общая биология». Например, при изучении главы «Цитология – наука о клетке» ученики знакомятся с частными научными методами, которые используются непосредственно при изучении клетки. К таким методам в первую очередь относят хорошо знакомый учащимся еще в основной школе методе микрокопирования. Однако ограничиваться этим не стоит. Обучающихся следует знакомить с современными физико-химическими методами: хроматография, электрофорез, меченных атомов, центрифугирования, а также культуры клеток и рекомбинантных ДНК. Отдельно следует обратить внимание на физико-химические методы. Знакомство с ними не должно быть поверхностным. Учителю следует не ограничиваться обычным перечислением упомянутых методов, а познакомить учащихся с физическими и химическими принципами, на которых основан тот или иной метод. Таким образом, удастся задействовать содержание смежных естественно-научных предметов и продемонстрировать межпредметные связи, что будет способствовать осознанному пониманию жизнедеятельности клетки, в основе которой лежат физические и химические процессы. Дальнейшее полноценное обращение к научным методам в процессе обучения происходит при изучении темы «Генетика – наука о наследственности и изменчивости организмов». В частности, преподавателю следует подробно остановится на гибридологическом методе (именно как научном методе), который в истории биологии стал по-настоящему первым, полноценным, классическим экспериментом по изучению тел живой природы. Важность такого подробного изучения метода объясняется тем, что он позволяет анализировать генетические признаки организмов, проводить количественный учет, получать статистически достоверные результаты, анализировать их, выводить закономерности, формулировать биологические законы и научные теории. В целях расширения знаний о возможностях современной генетики обучающихся следует ознакомить с другими методами науки, например цитологическими (для анализа кариотипов, количества и качества хромосом), а также с группой молекулярногенетических методов на примере одного из них. Наиболее эффективными способами знакомства могут выступать небольшие видеофрагменты с хорошим методическим комментарием. Большое познавательное значение, для понимания роли научного метода в биологии, имеет ознакомление с разнообразными методами изучения генетики человека, так как они наглядно и убедительно демонстрируют практическое значение роли научного метода в познании всего живого. В 11 классе углубление и расширение знаний о научных методах будут продолжены в темах «Макроэволюция» и «Возникновение и развитие жизни на Земле». В современной биологии, занимающейся проблемами изучения эволюции живой природы, широко применяются не только традиционные – палеонтологические, эмбриологические, сравнительно-морфологические, но и современные – молекулярнобиохимические, генетические и математические методы изучения эволюционных процессов. При знакомстве с этим многообразием методов учителю необходимо не 21

только дать определение каждого из них, но и показать их практическое применение, определить границы использования, преимущества и недостатки каждого метода при формулировании окончательных выводов. Подобная детализация поможет глубже погрузиться в проблемы познания эволюции живой природы, четче понять причины и закономерности в развитии жизни на Земле. Заключительная тема, в которой развиваются представления о научных методах, – «Основы экологии». В современной экологии ученые используют множество эмпирических и теоретических научных методов. Такое их разнообразие позволит на уроках не только закрепить уже известные методы, например полевое наблюдение или биологический эксперимент, но и подробно остановиться на рассмотрении метода моделирования. Формирование представлений об этом методе наиболее удобно показать на уроках при изучении экологии популяций, сообществ и целых экосистем. Для лучшего понимания особенностей рассматриваемых научных методов, используемых в биологической науке, при изучении упомянутых выше тем учащимся на уроках можно предложить разнообразные поисковые вопросы и отдельные задания. Например, при изучении химического состава клетки можно предложить ответить на вопросы: «Какими методами было определено содержание того или иного элемента в клетке, содержание белка в клетке; каков аминокислотный состав белка?» Для ответа на эти и подобные вопросы ученики должны будут привлечь знания, полученные при знакомстве с методами на предыдущих уроках биологии, а возможно, и уроках химии и физики. В целях отработки большинства методологических понятий, а также разнообразных исследовательских умений, связанных с ними, преподаватели биологии могут воспользоваться открытым банком заданий, представленных на сайте ФГБНУ «ФИПИ». В открытом банке встречаются как отдельные вопросы, так целые задания из разных линий, проверяющие знание как частнонаучных, так и общебиологических методов и приемов. Например, задания линии 1 с кратким ответом части 1 представлены в открытом банке и могут использоваться в учебном процессе старшей школы и при активной подготовке к ГИА. Здесь имеется три типа заданий: на выбор одного ответа из четырех, на множественный выбор (два ответа из пяти), на дополнение таблицы (вписывание недостающего термина по описанию). Все эти типы заданий можно использовать при изучении каждой темы. На первом этапе предлагается использование самых простых заданий на выбор одного ответа из четырех. На выполнение таких заданий затрачивается минимальное время, их можно рекомендовать в качестве тренировочных заданий. После изучения конкретной темы или главы можно использовать задания на множественный выбор, а после для контроля всей темы предложить задания на заполнение таблицы. В целом эти задания проверяют знание научных методов всех разделов биологической науки, признаков живого, уровней организации жизни. В отличие от заданий линии 1, все задания линий 2 и 21 проверяют умение анализировать результаты биологического эксперимента или наблюдения. В заданиях линии 2 описано условие проведения эксперимента, а от обучающихся требуется их проанализировать и определить, какие результаты можно ожидать при изменении тех или иных условий. В заданиях линии 21 представлены результаты эксперимента или наблюдения в графической (графики и диаграммы) и табличной формах. От обучающихся требуется определить два правильных вывода, который можно сделать по представленным данным. За шесть лет (линейка заданий используется с 2017 г.) наработана методика их составления, а преподаватели отработали методику подготовки к подобным заданиям. К настоящему времени задания этой линии выполняют в среднем около 76% участников; это свидетельствует о том, что большинство участников экзамена владеет умениями 22

проводить анализ результатов, полученных в результате эксперимента или наблюдения, и делать на этом основании правильные выводы. Проверка усвоения исследовательских знаний и умений осуществляется с помощью заданий части 2 экзаменационной работы. За последние годы разработчиками ЕГЭ были созданы задания по проверке владения экзаменуемыми приемами исследовательской деятельности на примере классических экспериментов из истории биологии. Приведем пример задания из открытого варианта ЕГЭ. В 1958 г. учёными в процессе эксперимента был установлен полуконсервативный принцип репликации ДНК. В качестве объекта эксперимента использовали бактерию кишечную палочку Escherichia сoli. Бактерии длительное время выращивали на питательной среде, содержащей нуклеотиды с тяжёлым изотопом азота 15N, а затем перевели на среду с лёгким изотопом 14N. Как называется используемый в эксперименте метод? Какие изотопы азота (N) содержали цепи новых молекул ДНК после первого деления клетки на новой питательной среде? Элементы ответа: 1) каждая новая молекула ДНК состоит из одной исходной (15N) и одной новой (14N) цепи ДНК, синтезированной по принципу комплементарности (на каждой цепи исходной молекулы ДНК (15N) синтезируется другая (14N), недостающая цепь); 2) использовался метод меченых атомов. Приведем пример задания из открытого варианта ЕГЭ. В истории развития биологии рассматривают разные гипотезы возникновения жизни на Земле. Какие основные вещества и структуры, по гипотезам А.И. Опарина и Д. Холдейна, образовались в результате химической эволюции в процессе возникновения жизни на Земле? Какие условия способствовали этому процессу? Элементы ответа: Вещества и структуры: 1) абиогенный синтез органических веществ (мономеров) из неорганических соединений; 2) абиогенный синтез биополимеров из мономеров; 3) образование коацерватных капель, или коацерватов, из биополимеров; 4) формирование липидно-белковых мембран на границе разных сред (воды, суши, воздуха); 5) образование пробионтов. Условия: 6) электрические разряды; 7) солнечная радиация; 8) водная среда. Ответы на эти или подобные задания позволяют проверить понимание участниками экзамена понятий, образующих систему методологических знаний, включающих в себя контроль, объяснение результатов эксперимента, гипотезу, переменные, законы, правила, теории и др. Начиная с 2019 г. в КИМ ЕГЭ по биологии использовалась линейка заданий на проверку умения применять один из цитологических методов в генетике и цитологии. В настоящее время задания активно не используются, однако они могут быть предложены учащимся в учебном процессе при изучении конкретных тем. Это даст возможность закрепить знания о методах биологических исследований, что повлияет на результаты выполнения заданий 1 и 2. Приведем пример задания из открытого варианта ЕГЭ. 23