Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки

Федеральный институт педагогических измерений

Методическое письмо

«О преподавании биологии в средней школе с учетом результатов единого государственного экзамена 2005 года»

Научный руководитель: Г.С. Ковалева, к. п. н., заместитель директора ФИПИ.

Письмо подготовлено председателем федеральной предметной комиссии разработчиков КИМ для ЕГЭ по биологии, к.п.н. Г.С. Калиновой.

Методическое письмо

«О преподавании биологии в средней школе с учетом результатов единого государственного экзамена 2005 года»

Введение

Школьный курс биологии - важный компонент естественнонаучного образования. Он вносит весомый вклад в решение задач общего образования, обеспечивая формирование у учащихся биологической картины мира, научного мировоззрения, развитие их интеллектуальных, творческих способностей, привитие ценностных ориентаций, подготовку к жизни.

Цели и задачи биологического образования решаются в соответствии со следующими нормативными документами:

1) Временные требования к обязательному минимуму содержания основного общего образования (Приказ МО РФ № 1236 от 19.05.1998 г.).

2) Обязательный минимум содержания среднего (полного) общего образования (Приказ МО РФ № 56 от 30.06.1999 г.).

3) Федеральный компонент государственных образовательных стандартов начального общего, основного общего и среднего (полного) общего образования (Приказ № 1089 от 05.03.2004г.).

4) Федеральный базисный учебный план и примерные учебные планы для образовательных учреждений Российской Федерации, реализующие программы общего образования (Приказ № 1312 от 09.03.2004г.).

В этих документах перед школой поставлена задача постепенного обновления структуры и содержания общего среднего образования, создания равных возможностей для всех обучающихся в получении качественного образования.

На качество образования наряду с другими сторонами учебного процесса влияет оценка образовательных достижений учащихся. Последние годы характеризуются изменениями в системе аттестации выпускников школы, среди которых заслуживают внимания компьютерное тестирование, портфолио, введение единого государственного экзамена. Важным элементом создания общероссийской системы оценки служит единый госэкзамен. Он предусматривает решение следующих задач:

* получение объективной оценки уровня и качества биологической подготовки выпускников;

* совмещение выпускного экзамена в средней (полной) школе и вступительного экзамена в вуз;

* использование результатов ЕГЭ для выявления причин полученных результатов, сильных и слабых сторон преподавания курса;

* определение направлений совершенствования образовательного процесса с целью повышения его качества.

Эксперимент в форме ЕГЭ по биологии проводится с 2001г. В 2005г. в нем приняли участие свыше 58 тыс. выпускников из 50 регионов РФ. Около половины экзаменуемых (42,7%) составили учащиеся сельских школ.

Модель экзамена по биологии в форме ЕГЭ

По сравнению с традиционной формой проведения выпускных экзаменов по биологии (устный экзамен по билетам, защита реферата, собеседование, письменное изложение ответа), ЕГЭ проводится в форме тестирования. Тест по биологии, в отличие от вопросов в билетах, включает большое число разнообразных заданий за основную и старшую школу и позволяет охватить проверкой основное содержание курса биологии, выявить уровень овладения учащимися знаниями и различными видами учебной деятельности, более обоснованно судить о глубине усвоения изученного материала. В этом состоит одно из преимуществ ЕГЭ по сравнению традиционной итоговой аттестацией. Кроме того, установлено, что тестовая форма контроля нравится экзаменуемым, поскольку позволяет распределить время для осмысления предложенных заданий и грамотного изложения знаний с учетом своих индивидуальных особенностей. С точки зрения психологии, тестирование исключает отрицательное воздействие экзаменатора на учащегося.

В экзаменационную работу включены задания, контролирующие биологические знания, наиболее значимые для формирования научного миропонимания, гигиенических норм и правил здорового образа жизни, экологической и генетической грамотности школьников. Наряду со знаниями в ЕГЭ большое внимание уделяется проверке разнообразных умений: сравнивать объекты и процессы; устанавливать их соответствие, взаимосвязи; выявлять сущность явлений живой природы; обосновывать приемы выращивания растений и разведения животных, правила поведения в природе, в повседневной жизни, решать биологические задачи, применять знания в нестандартных ситуациях.

Содержание проверки на едином экзамене составляют знания и умения по всем разделам школьного курса биологии. В соответствии с требованиями стандарта в экзаменационной работе преобладают задания, контролирующие наиболее существенные вопросы содержания по разделам “Общая биология” и “Человек и его здоровье”: цитологические, генетические, эволюционные, экологические, анатомо-морфологические, гигиенические, о нейрогуморальной регуляции, закономерностях, проявляющихся на разных уровнях организации живой природы. В проверку включены знания о биологии как науке, методах ее познания, признаках живого, научные факты, необходимые для конкретизации теоретических обобщений.

Значительное место отводится контролю знаний о клетке - структурной и функциональной единице живого, поскольку они составляют основу для понимания процессов жизнедеятельности организмов: растений, животных, человека, грибов, бактерий, их индивидуального развития, генетических закономерностей. Знания о клетке, клеточной теории позволяют подвести учащихся к мировоззренческому выводу о материальном единстве живой природы.

Экзаменационная работа предусматривает контроль знаний о человеке и его здоровье: об особенностях строения и жизнедеятельности организма человека, высшей нервной деятельности, механизме регуляции процессов жизнедеятельности, об анатомо-физиологических основах гигиенических норм здорового образа жизни, об условиях сохранения здоровья человека.

Большое место в содержании ЕГЭ занимают знания по генетике, составляющие научные основы селекции, биотехнологии, проверяющие генетическую грамотность учащихся, материальные основы наследственности и изменчивости, законы генетики, умения решать задачи.

Важный компонент проверки на ЕГЭ - знания по экологии и эволюции: о среде обитания организмов, экосистемах, их основных звеньях, пищевых связях, биоразнообразии; процессах саморегуляции и круговороте веществ; о глобальных изменениях в биосфере и мерах сохранения равновесия в ней; о движущих силах, направлениях и результатах эволюции; усложнении растений и животных в процессе исторического развития.

С помощью заданий, контролирующих учебный материал по экологии и эволюции, представляется возможность выяснить понимание экзаменуемыми смысла и значения идеи эволюции, взаимосвязей организма и надорганизменных систем с окружающей средой, роли экологических факторов в историческом развитии.

Из основной школы в проверку включены преимущественно вопросы общебиологического плана: о биоразнообразии и его сохранении, систематике, об особенностях строения и жизнедеятельности организмов разных царств живой природы, их взаимосвязи, усложнении в процессе эволюции, родственных связях между организмами разных таксонов. Экзаменационная работа содержит также задания, контролирующие вопросы практического характера: агротехнические приемы выращивания растений, условия хранения продуктов сельскохозяйственного производства, защита растений и животных от болезнетворных бактерий, паразитических простейших, соблюдение мер профилактики инфекционных заболеваний, нарушения осанки, зрения и др.

Каждый вариант экзаменационной работы включает 50 заданий базового, повышенного и высокого уровня сложности.

Содержание всех заданий независимо от их уровня соответствует обязательному минимуму содержания биологического образования за основную и старшую школу. Задания базового уровня предусматривают выбор одного верного ответа из четырёх и проверяют достижение уровня общеобразовательной подготовки, зафиксированного в требованиях стандарта.

Задания повышенного уровня составлены на материале, который обычно контролируется как на выпускных экзаменах в школе, так и на вступительных экзаменах в вузах. Они требуют более сложных и разнообразных видов учебной деятельности и направлены на проверку овладения знаниями сущности биологических процессов, явлений, закономерностей; умениями сравнивать, применять знания в знакомой и изменённой ситуациях, обосновывать процессы и явления, сопоставлять и определять их последовательность, самостоятельно формулировать свободный ответ.

Задания высокого уровня используются для оценки сформированности умений применять биологические знания из разных разделов курса в измененной и незнакомой ситуации. Они предусматривают проверку знаний учащихся о наиболее существенных биологических закономерностях, проявляющихся на всех уровнях организации живого. Выполнение этих заданий требует записи развернутого ответа (обоснования, доказательства, решения задачи, аргументации, применения теоретических знаний на практике и других умений). Задания данного уровня обладают особой дифференцирующей способностью и направлены на выявление выпускников, имеющих высокий уровень подготовки по биологии. Они соответствуют более сложным заданиям традиционных выпускных экзаменов в средней школе и более сложным заданиям, предлагаемым на вступительных экзаменах в вузы.

Все задания в вариантах распределяются по 3-м частям.

Часть 1(А) включает задания с выбором одного верного ответа базового и повышенного уровня. Часть 2(В) содержит задания с выбором нескольких ответов, на соответствие и установление последовательности процессов и явлений природы. Они требуют от экзаменуемых более сложной умственной деятельности, умения воспроизводить и анализировать, проводить сравнение, обобщение и др., чем задания с выбором одного ответа.

Часть 3 (С) включает задания со свободным ответом повышенного и высокого уровня. Все задания требуют письменного ответа, владения умением самостоятельно излагать свои мысли, объяснять факты, использовать их для формулирования вывода, обобщения. При их выполнении экзаменуемый имеет возможность достаточно полно, глубоко выразить свои мысли, проявить умение применять знания в нестандартных ситуациях, решать биологические задачи, обосновывать собственные взгляды.

В 2006г., как и в 2005г., в часть 3 вошли задачи на определение генотипа и фенотипа, сцепленное с полом наследование, законы наследственности, промежуточное наследование признаков, на определение направлений и доказательств эволюции, на формирование приспособлений и видообразование, по цитологии и др. Впервые в тест включены задачи на установление характера наследования признака по родословной и на определение последовательности аминокислот в молекуле белка по схеме генетического кода.

Проверка заданий части «А» и части «В» осуществляется с помощью компьютера, а ответы к заданиям части «С» проверяются экспертной комиссией. К каждому заданию со свободным ответом прилагается инструкция с эталоном ответа. Она помогает эксперту соотнести ответ ученика с эталоном и правильно его оценить. При этом учитывается правильность ответов (наличие или отсутствие биологических ошибок) и их полнота в соответствии с разработанным для каждого ответа эталоном.

Следует иметь ввиду, что эталоны ответов являются примерными. Экзаменуемый может иначе сформулировать свой ответ, а в некоторых случаях дать полный развёрнутый ответ, привести дополнительные данные, которые содержатся в эталоне. В этой связи допускается иная формулировка ответа, не искажающая его смысла. Исключение составляют критерии оценивания задач по цитологии и генетике, которые требуют однозначного ответа.

Оценка экзаменационной работы осуществляется на основе первичных баллов, полученных выпускниками за выполнение заданий из всех частей. В 2005г. для получения отметки «3» достаточно было набрать от 17 до 33 баллов за выполнение заданий базового уровня или других заданий из всей работы. Как правило, отметка «3» выставляется, если правильно выполнено более половины заданий базового уровня. Для получения отметки « 5» нужно было выполнить правильно задания из всех трех частей, среди которых должно быть хотя бы одно задание с развернутым ответом высокого уровня сложности, и набрать не менее 50 баллов.

На выполнение экзаменационной работы по биологии отводится 3 часа (180 минут).

Характеристика участников ЕГЭ

Единый государственный экзамен по биологии проводился в мае-июне 2005г. В нем участвовало 58733 выпускников, что на 5926 человек (9,1%) меньше, чем в 2004г. Уменьшение числа участников ЕГЭ по биологии можно объяснить тем, что учащиеся стали более серьёзно относиться к выбору предмета для сдачи экзамена. В нем стали участвовать в основном школьники, которым он необходим для поступления в вузы.

В ЕГЭ 2005г. приняли участие выпускники средних общеобразовательных школ и школ с углублённым изучением предмета, вечерних (сменных) общеобразовательных учреждений, школ-интернатов, кадетской школы, учреждений начального, среднего и высшего профессионального образования, лицеев, гимназий. Число юношей и девушек, принявших участие в ЕГЭ 2005г., составило соответственно 27,2% и 72,8%.

Средний тестовый балл 2005г. составил 49,5. Положительные отметки по пятибалльной шкале получили 93,3% выпускников (из них тройки 42,94%, четвёрки 38,24%, пятёрки – 12,12%). Двойки выставлены 6,7% учащихся (Табл.1).

Таблица 1

Распределение аттестационных отметок (5-балльная шкала, %)

Основные результаты ЕГЭ

Данные анализа экзаменационной работы 2005г. показали, что большинство выпускников овладели содержанием биологического образования, предусмотренным обязательным минимумом и требованиями к знаниям и умениям по биологии. 93,3% экзаменуемых получили положительные отметки. Наметилась тенденция повышения уровня биологической подготовки выпускников средних учебных заведений. Так, в 2005 г. примерно на 2% увеличилось число экзаменуемых, получивших отметку “5”, уменьшилось число школьников, не сдавших ЕГЭ, с 8% до 6,7%, а получивших тройку - с 47,6% до 42,9%.

В 2005г. большее число экзаменуемых справились с заданиями повышенного и высокого уровня сложности, решением задач по цитологии и генетике, обоснованием знаний по гигиене человека и экологии, их применением в нестандартных ситуациях.

В то же время следует отметить, что имеются различия в уровне биологической подготовки учащихся разных регионов. Они обусловлены рядом причин: сложившейся практикой обучения в школе, особенностями контингента учащихся, уровнем их подготовки, типом образовательного учреждения, в котором они обучались, степенью знакомства с материалами ЕГЭ. Нужно также учитывать и то, что экзамен по биологии не является обязательным для всех выпускников и что мотивация сдававших экзамен в разных регионах может быть разной. Для одних мотивы выбора ЕГЭ заключались в получении аттестации, а для других - для поступления в вуз.

Выполнили все задания экзаменационной работы и набрали 100 баллов всего 10 человек, что составляет 0,017% от общего числа учащихся. Данные результаты позволяют сделать вывод о том, что проверочная работа имеет необходимую степень трудности, позволяет дифференцировать учащихся.

Анализ результатов выполнения заданий части 1 (А) показал, что средняя доля верных ответов в 2005г., по сравнению с 2004г., увеличилась с 56,7% до 62,8%, а заданий части 2 (В) с 36,7% до 47. Это прежде всего можно объяснить совершенствованием системы оценивания заданий этой части.

Что касается выполнения учащимися заданий части 3 (С), то средняя доля их выполнения осталась примерно на том же уровне, что и в 2004г. Недостаточный уровень владения учащимися умениями письменно излагать свои знания, применять их для объяснения процессов и явлений природы, для решения биологических задач привели к тому, что в ряде регионов задания этой части выполнили от 1/4 до 1/3 участников ЕГЭ.

Как и в предыдущие годы, более низкие результаты по биологии показали выпускники сельских школ. ЕГЭ позволил также выявить, что сильные выпускники выполнили в 2 -3 раза больше заданий, чем слабые. Особенно это касается заданий, трудных по содержанию и уровню сложности. Это дает возможность дифференцировать выпускников по уровню подготовки и свидетельствует о получении объективных выводов о качестве биологической подготовки школьников. Так, учащиеся, получившие на экзамене отметку “5”, выполняют практически все задания базового уровня, четверочники - около 4/5 заданий, троечники - примерно 50% заданий. Таким образом, не все учащиеся достигают базового уровня биологической подготовки.

Анализ результатов выполнения заданий ЕГЭ позволил выявить сильные и слабые стороны подготовки выпускников, наиболее типичные ошибки, допускаемые в ответах. При подготовке к экзамену на них следует обратить внимание. Особенно большие пробелы обнаружены в знаниях по биологии за основную школу. Это материал о многообразии организмов и их классификации, ароморфных особенностях отделов растений и типов животных.

Трудными для экзаменуемых оказались вопросы о механизме передвижения воды и минеральных веществ в растении, о роли завязи в образовании семян и плодов, об отличиях двудольных растений от однодольных, о классификации растений и животных, их происхождении, об особенностях строения органов кровообращения, обеспечивающих высокий уровень обмена веществ у птиц, об обмене веществ у птиц и других животных. На повышенном уровне задания по данным вопросам выполнили примерно в 2 раза больше сильных, чем слабых учащихся.

К типичным недочетам следует отнести ошибки в раскрытии роли бактерий и грибов в круговороте веществ, определении признаков семейств и классов покрытосеменных растений, роли видоизмененных побегов (клубня и луковицы) в жизни растений.

По-прежнему уровень усвоения элементов содержания по вопросам классификации и систематики остается невысоким. Отчасти это можно объяснить тем, что данный материал изучается в основной школе (VI -VII класс) и у учителей практически нет времени на его обобщение и повторение. Следует порекомендовать учителям проводить закрепление знаний о многообразии и эволюции растений и животных, их классификации в органической связи с изучением теории эволюции и вопросов экологии на заключительном этапе биологического образования.

Существуют пробелы в знаниях выпускников и по блоку “Клетка как биологическая система”. В общей системе знаний, определяющих уровень биологической подготовки выпускников, элементы содержания этого блока занимают существенное место. Они служат базой для раскрытия сущности митоза, мейоза, онтогенеза, цитологических основ законов наследственности. Их усвоение означает понимание выпускниками мировоззренческих вопросов о сущности жизни, единстве органического мира, живой и неживой природы. В то же время в процессе анализа работы выявлены затруднения экзаменуемых в ответах на вопросы о химической организации клетки, о метаболизме, сущности хемосинтеза, матричном характере реакций биосинтеза, химизме фотосинтеза. К типичным ошибкам по данному блоку следует отнести следующие: соединение нитей ДНК пептидными связями, зависимость последовательности аминокислот в молекуле белка от последовательности нуклеотидов в тРНК, выполнение транспортной функции в клетке молекулами ДНК, ускорение реакции фотосинтеза молекулами хлорофилла. Многие отождествляют фотосинтез и хемосинтез, спираль белка считают первичной структурой, метафазу митоза на рисунке отождествляют с другими фазами, конъюгацию хромосом путают с кроссинговером и др.

Следует отметить, что материал по цитологии в школьной практике всегда вызывал затруднения у старшеклассников ввиду его сложности, отсутствия необходимых знаний по органической химии, недостатка времени на изучение, перегрузку раздела общей биологии теоретическими понятиями.

Чтобы повысить успешность выполнения заданий по блоку “Клетка как биологическая система,” учителям следует при изучении материала по цитологии в старшей школе конкретизировать сведения о клетке - структурной, функциональной и генетической единице живого сведениями о клеточном строении прокариот, растений, животных и человека, полученными в основной школе. Знакомство учащихся с такими проявлениями жизнедеятельности, как движение, размножение, круговорот веществ и поток энергии в биосфере, рекомендуем проводить на основе знаний о процессе обмена веществ, установления связи между клеточными структурами и приуроченными к ним процессами.

Выявлены недостатки в теоретических знаниях о движущих силах эволюции, основных ее направлениях и результатах - возникновении приспособленности и видообразовании. Примерно 30% выпускников допускает существенные ошибки в ответах на вопросы о критериях вида, путает морфологический критерий с генетическим, считает генофонд популяции результатом микроэволюции, кистеперых рыб относит к предкам пресмыкающихся. Почти половина экзаменуемых ошибочно считает, что социальная природа человека проявляется в наличии у него в коре центров речи, что родство рас обусловлено их жизнью в одинаковых климатических условиях.

Отчасти слабое усвоение теоретических знаний об эволюции органического мира можно объяснить сложностью их изложения в учебниках для старшей школы, отсутствием преемственности в раскрытии биологических закономерностей с опорой на знания из основной школы и их конкретизацию. Учителям можно порекомендовать при изучении учебного материала по эволюции использовать сведения, полученные школьниками ранее: об ископаемых остатках и переходных формах, об историческом развитии растений и животных, об изменчивости и наследственности, о приспособленности растений и животных к жизни в различных условиях, повышении уровня их организации в процессе эволюции.

Обнаружены ошибки школьников при решении генетических задач. Особенно трудными для многих выпускников оказались задачи на анализ родословной и сцепленное с полом наследование. Так, задачу с использованием схемы родословной семьи для определения генотипов родителей и детей, на выявление характера наследования признаков правильно решили 9% экзаменуемых, правильное неполное решение дали 24%, а 66% - не справились с задачей.

Задачу на определение генотипов родителей и потомства, соотношение фенотипов, характера наследования у растений дурмана с разными цветками и коробочками верно решили 8% выпускников, неполное решение дали 24%.

К числу часто встречающихся ошибок при решении задач следует отнести следующие: неверное определение генотипа гетерозиготной особи, неумение правильно записывать типы гамет, непонимание сущности цитологических основ наследственности, правил чистоты гамет. Поэтому при подготовке к ЕГЭ следует уделить больше внимания решению генетических задач, так как у большинства выпускников они вызывают затруднения и, как показывает практика, задачи по генетике и цитологии редко используются в обучении.

Следует также иметь ввиду, что успешность выполнения заданий зависит не только от содержания проверяемых знаний и умений, но и от типа контрольных измерительных материалов. Больше всего верных ответов дали выпускники на задания части 1 (А), которые в основном соответствуют базовому уровню сложности. В части 2 (В) примерно половина экзаменуемых справились с заданиями на выбор нескольких верных ответов, на соответствие объектов, процессов и явлений живой природы. Большие затруднения вызвали у выпускников задания на определение последовательности процессов и явлений.

По-прежнему наиболее сложными для учащихся остаются задания, требующие свободного развернутого ответа. Ответы выпускников многословны, часто не по существу вопроса, не всегда соответствуют эталонам. Поэтому формирование умения у школьников письменно излагать свои мысли необходимо рассматривать как одно из условий успешной сдачи ЕГЭ.

Подобные выводы можно было сделать только на основе проведения ЕГЭ с использованием тестов, так как эта форма экзамена позволила охватить проверкой большое число учащихся, статистически обработать ее результаты и сделать объективные выводы об уровне биологической подготовки учащихся.

Рекомендации по совершенствованию биологического образования

Результаты ЕГЭ позволяют выявить уровень подготовки выпускников, влиять на качество учебно-воспитательного процесса, наметить пути дальнейшего совершенствования содержания биологического образования и процесса обучения биологии в средних учебных заведениях в следующих направлениях:

* ориентация на стандарты нового поколения и отражение в курсе классических и современных достижений биологии, вошедших в общечеловеческую культуру (открытия в области генетики, молекулярной биологии, расшифровка генома человека);

* повышение внимания к методам познания природы и использование полученных знаний для решения практических проблем, связанных с познанием человеком “самого себя”, значимых для самого ученика и востребованных в повседневной жизни, составляющих основу понимания необходимости ведения здорового образа жизни, сохранения собственного здоровья;

* расширение знаний по санитарии и гигиене как основы здорового образа жизни, борьбы с вредными привычками, распространения СПИДа;

* усиление прикладной направленности содержания за счет раскрытия связи теории с практикой, показ применения научных достижений в реальной жизни (защита окружающей среды, сохранение биоразнообразия и др.);

* разгрузка содержания биологического образования за счет сокращения описательного, второстепенного или сложного для усвоения материала, перенесения сложных теоретических понятий из основной школы в старшую;

В целях совершенствования обучения биологии, при организации учебного процесса следует уделить особое внимание:

* использованию эколого-эволюционного, функционального подходов, которые позволят акцентировать внимание на методах научного познания, раскрытии сущности обмена веществ, процессов жизнедеятельности, исторического развития видов и экосистем, способствующих повышению воспитательного и развивающего потенциала курса;

* реализации деятельностного подхода за счет включения в содержание биологического образования определенных способов учебной деятельности как интеллектуальной, так и практической (сравнение, распознавание, определение принадлежности, проведение наблюдений, постановка опытов и др.), выдвижению на первый план общебиологических знаний и умений применять их для анализа и интерпретации второстепенных, частных фактов;

* повторению и обобщению наиболее значимых и наиболее сложных для школьников знаний (классификация органического мира, обмен веществ, уровни организации живой природы, движущие силы, результаты и направления эволюции, экологические закономерности и др.);

* контролю знаний основных биологических теорий, законов, общебиологических понятий;

* решению задач по цитологии, генетике, эволюции и экологии;

* формированию умений применять полученные знания в новой ситуации, сравнивать, устанавливать причинно-следственные связи, выполнять практико- и личностноориентированные задания.

Познакомиться с новыми документами ЕГЭ 2006 года учителя, учащиеся и их родители могут на портале информационной поддержки проекта «Единый государственный экзамен» http://ege.edu.ru, а также на сайте Федерального института педагогических измерений http://www.fipi.ru.

Письмо подготовлено

председателем федеральной предметной комиссии

разработчиков КИМ для ЕГЭ по биологии,

к.п.н. Г.С. Калиновой.