Методические аспекты подготовки школьников к олимпиадам по биологии и химии

• материалы олимпиад различного уровня;

• вузовские учебники;

• специализированная литература.

Обращаем внимание на подготовку студентов по географии, биологии, экологии, физике и математике. Очень важно, чтобы у участника олимпиады был прочный фундамент естественнонаучных и математических знаний. Успешное постижение химии невозможно без этих наук. Как показывает практика, обучающиеся, принимающие участие в олимпиадах, сталкиваются с существенными трудностями по естественнонаучным дисциплинам. «Специалист подобен флюсу…» - писал Козьма Прутков. В ваших силах способствовать развитию у студента широкого кругозора. Ловкова Т.А. Подготовка к олимпиадам по биологии. 8-11 классы. - Айрис, 2008.

Кроме естественнонаучных знаний у студентов должен быть определенный набор методологических приемов - способов, помогающих добывать новые знания и творчески перерабатывать уже имеющиеся. Хорошо, если в колледже есть предмет «Логика». Если нет, подарите студенту учебник логики и старайтесь как можно чаще останавливать внимание вашего подопечного на том, как он получил ответ, с помощью каких умозаключений к нему пришел.

Предлагайте обучающемуся придумывать олимпиадные задачи. Кроме того, следует уделять особое внимание самопроверке полученных результатов при решении различных задач. Профессия - учитель: учеб. пособие для профильной и профессиональной ориентации и профильного обучения школьников / А. С. Роботова, И. Г. Шапошникова, В. А. Родионова и др.; под ред. А. С. Роботовой. - М.: Издательский центр «Академия», 2005.

2.2 Принципы формирования комплектов заданий внутриколледжского и муниципального этапов всероссийской олимпиады обучающихся (составлены на основе методических рекомендаций ЦПМК 2010-2011гг.)

1. Задания должны быть составлены на основе общеобразовательных программ, реализуемых на этапах основного общего и среднего (полного) общего образования. Раскрываются обязательное базовое, основное содержание предметной образовательной области и требования к уровню подготовки обучающихся основной и средней школы. Задания для студентов разных групп одного курса могут строиться по принципу «накопленного итога»: задания по химии для 1 курса - задачи по всему основному школьному курсу (от 8 до 10 классов). Соловков, Д. А. ЕГЭ по биологии. Практическая подготовка / Д.А. Соловков. - М.: БХВ-Петербург, 2015. - 544 c.

2. Задания должны учитывать возрастные особенности обучающихся в определении сложности заданий с ее нарастанием по мере увеличения возраста соревнующихся. Задания не должны форсировать прохождение тем. По тем разделам программы, которые не изучены к моменту проведения олимпиады по всем базовым учебникам, задания должны быть исключены. В тексте заданий не должны встречаться термины и понятия, выходящие за рамки изучаемых в пределах базового учебного плана тем; в крайних случаях, они должны быть определены или конкретизированы. Уровень сложности заданий формирует положительную мотивацию участников олимпиады. Задачи в каждом комплекте должны быть такой сложности, чтобы дать возможность проявить себя как недостаточно подготовленным, так и сильным участникам. Важно: не отпугнуть сложностью задач только начинающих свой путь в олимпиадном движении обучающихся, а вовлечь их в олимпиадное движение, деятельность, и усилить их мотивацию к дальнейшему совершенствованию своих знаний и умений. Ловкова, Т. А. Внутришкольный контроль. Подготовка учащихся к ЕГЭ по биологии / Т.А. Ловкова. - М.: Айрис-пресс, 2014. - 192 c.

3. Разумная трудоемкость заданий. На решение заданий олимпиады отводится определенное время. Задания должны быть составлены с учетом временных затрат. Продолжительность внутриколледжского этапа - не более 2-3-х уроков.

4. Творческий характер заданий. Оригинальность, уникальность формулировки заданий или оригинальный, интересный способ и идея их решения для определенного состава участников олимпиады. Задания направлены на проверку развития у студентов мышления, логики, творческих способностей, эрудиции и интуиции. С их помощью обучающиеся могут в полной мере раскрыть имеющийся у них творческий потенциал. Обязательная установка не на воспроизводство заученных сведений, а на эвристический, творческий подход к решению поставленной задачи, проблемы, вопроса. Внутриколледжский этап олимпиады не должен напоминать контрольную работу. В задания олимпиады можно включать загадки, интересные, оригинальные вопросы, которые будут способствовать выявлению ширины кругозора участников и вызывать интерес к предмету и желание участвовать в олимпиаде. Ганчарова О. С., Злобовская О.А. Кирюхина О.О. Олимпиада по биологии. Взгляд изнутри. - М.: Издательство МЦНМО, - 2009.

5. Методическая и технологическая корректность разработки комплекта заданий. Корректность формулировки заданий: формулировка должна быть законченной, четкой, простой, доступной, однозначной. Корректность подбора текстовых материалов. Возможно использование заданий на выбор участниками (например, при выборе из списка заданий творческого характера для краткого рассказа или сочинения-эссе) с сохранением как основы заданий инвариантных. Представление заданий через различные источники информации (отрывок из документа, диаграммы и таблицы, иллюстративный ряд и др.). Буковский М.Е. Экологические олимпиады учащихся 9-11 классов: подготовка, проведение, оценка. - М.: Аркти, 2004.

6. Новизна заданий для участников олимпиады. Задания могут быть авторскими или составлены на основе малоизвестных источников. Не допускается использование заданий муниципального этапа олимпиады предыдущего учебного года.

7. Тематическое разнообразие заданий - отражение различных содержательных линий, тем курса. Наличие комплексных, сложных заданий, объединяющих различные разделы общеобразовательной программы с учетом межпредметных связей. Биология. Международная олимпиада. Серия 5 колец. Ред. В.В. Пасечника. - М.: Просвещение, 2009.

8. Предметно-методическая комиссия должна подготовить для жюри соответствующего этапа олимпиады комплект задач и заданий с подробными (возможными) решениями и рекомендациями по оцениванию каждой из задач и каждого задания.

Внутриколледжский этап олимпиады можно проводить как во время пар, например, провести «Олимпиадную неделю», так и во внеурочное время. Если желающих принять участие в олимпиаде больше, чем позволяет материальное оснащение кабинета, можно разделить учащихся по группам и проводить олимпиаду в разное время, или проводить в нескольких кабинетах. Внеурочная деятельность. 1-11 классы. Теория и практика. - М.: ВАКО, 2015. - 288 c.



2.3 Характеристика олимпиадных заданий

Основу теоретического тура этапов олимпиады составляют тестовые задачи, которые потребуют от участников, как воспроизведения теоретических знаний, так и умения проводить сравнительный анализ содержания вариантов ответов и его письменного изложения с обоснованием выбранного ответа. Биология. Международная олимпиада. Серия 5 колец. Ред. В.В. Пасечника. - М.: Просвещение, 2009.

Выполнение заданий такого образца потребует от обучающихся не только знаний понятийного аппарата предмета, но и умения оперировать («распоряжаться») собственными знаниями, анализировать содержание и объём понятий, находить общее и различное, внятно и аргументировано излагать свою позицию на бумаге, обращаясь к экологической фактологии. Ловкова Т.А. Подготовка к олимпиадам по биологии. 8-11 классы. - Айрис, 2008.

Под теоретической подготовленностью конкурсантов олимпиады следует понимать знание содержания, объёма и связей понятий, которые составляют понятийный аппарат основных разделов УД «Химия» и «Биология» (курс «Экология»): общей, прикладной и социальной. Кроме этого, участники должны иметь ясное представление о современных процессах в сфере химии и экологии, протекающих на локальном (местном), региональном и глобальном уровнях.

В частности, речь идёт о состоянии среды обитания, живой Природы, здоровья, о решении экологических и химических проблем в различных аспектах - социальном, технологическом и научном. Участники также должны владеть информацией из истории химической и экологической наук, а также из истории взаимоотношений цивилизации и Природы. Методические рекомендации по реализации экологического образования в ФГОС второго поколения. // Дзятковская Е.Н., Захлебный А.Н., Либеров А.Ю. М.: Образование и экология, 2011.

Однако само по себе усвоение информации на уровне её устного или письменного воспроизведения (репродукции) или даже узнавания (при решении закрытых тестовых задач) хотя и важно, особенно на первом и втором этапах олимпиады, но не представляет особой ценности без умения применить эти знания на практике.

В этом случае под практикой понимается умение использовать знания при выполнении конкурсного задания первого тура. Поэтому к выполнению конкурсного задания теоретического тура, обучающиеся должны быть подготовлены таким образом, чтобы показать уровень владения химическими, биологическими и экологическими понятиями, которые составляют основу УД как области знания и профессиональной деятельности. Биология. Всероссийские олимпиады. Серия 5 колец. Вып. 2 под. Ред. В.В. Пасечника. - М.: Просвещение, 2011.

Учитывая сложность и творческий характер, задания теоретического тура в методических рекомендациях для обучающихся имеются:

1) описание конкурсного задания;

2) описание структуры и содержания тестовых задач

3) описание порядка действий, которые обеспечивают выполнение тестовых задач. Алексинская О.В., Маслак Е.Н., Иванова Е.А., Кожемякина И.И. Предметные олимпиады. 5-11 классы. Биология / авт. - сост О.В. Алексинская [и др.]. - Волгоград: Учитель. - 163 с.

2.3.1 Тесты

Обучающихся можно ознакомить с рекомендациями и правилами решения как в ходе подготовки к соревнованиям олимпиады, так и непосредственно перед выполнением конкурсного задания.

Чаще всего это тестовые задачи закрытого типа, выполнение которых заключается в выборе одного правильного и наиболее полного ответа из четырёх предложенных. Тестовые задачи закрытого типа составляют не менее 80-90%, а 10-20% - тестовые задачи закрытого типа, решение которых предполагает письменное обоснование правильного ответа.

По сравнению с простым выбором правильного и точного ответа в тестовых задачах закрытого типа такое задание является значительно более трудным и сложным не только для выполнения участниками, но и для проверки жюри. Багоцкий С.В. Вопросы и задачи по биологии. Пособие для учителей. - М.: МИОО, 2005. -129 c.

Также, вторая часть тестовой задачи содержит ошибочные утверждения. В чём заключается эта ошибочность - это тоже необходимо выявить и затем обосновать. Эти ошибочные ответы предназначены для того, чтобы замаскировать правильный ответ.

Ошибочность ответов может быть организована по-разному. Она может заключаться в неполноте и/или в неправильности толкования содержания, объёма или связей химических и экологических понятий.

Все тестовые задачи в зависимости от содержания ошибочных ответов можно разделить на три группы:

а) с балластными ошибочными ответами, для которых используется материал и информация из других разделов биологии и химии, и даже других предметов;

б) с балластно-маскирующими ошибочными ответами, для которых используется материал и информация из разделов экологии и химии, которые не относятся к условию данной задачи;

в) с маскирующими ошибочными ответами, для которых используется материал из раздела экологии и химии, откуда берётся материал для составления правильного ответа и непосредственно относящийся к условию данной задачи. Соловков, Д. А. ЕГЭ по биологии. Практическая подготовка / Д.А. Соловков. - М.: БХВ-Петербург, 2015. - 544 c.

В теории самой сложной для распознавания ошибочности ответов и решения следует считать тестовую задачу с маскирующими ошибочными ответами.

По способу формулировки ответов тестовые задачи делят на аналитические, решение которых требует хотя бы несложного анализа содержания вариантов ответа, и репродуктивные, основанные на непосредственном узнавании правильного ответа.

Наиболее сложными для решения являются тестовые задачи аналитического типа, которые составляют основу конкурсных заданий регионального и, в особенности, всероссийского уровней олимпиады.

Аналитические задачи предназначены для проверки осознанности усвоения учащимися содержания понятий, терминов, законов, фактов. Они решаются с применением таких исследовательских операций, как анализ, синтез, обобщение, классификация, установление аналогии, что обусловливает более качественное и усвоение содержания понятийного аппарата экологии и химии.

Как правило, существует два, наиболее распространённых способа решения тестовых задач, которые часто дополняют друг друга.

Способ 1. Путём распознавания чаще всего решаются репродуктивные тестовые задачи с короткими, в два-три слова, формулировками вариантов ответов. Таким же образом могут решаться и тестовые задачи, требующие для решения контекстуального анализа. Решение распознаванием позволяет существенно сэкономить отведённое на выполнение конкурсного задания время. Однако, чтобы использовать этот способ, не ошибаясь в выборе правильных ответов, учащиеся должны не только хорошо знать понятийный аппарат экологии и химии, но и быть специально подготовленными к решению тестовых задач.

Способ 2. Решение задач путём последовательного исключения (перебора) неправильных ответов занимает больше времени, однако почти полностью избавляет от ошибок при решении тестовых задач аналитического типа. Ориентирование на этот метод решения при подготовке обучающихся позволяет наиболее полноценно подготовить их к соревнованиям первого тура. Для обучения анализу содержания ответа следует использовать как коллективные, так и индивидуальные формы работы с учащимися. Соросовский образовательный журнал.- 1999, №7 (44).

Для того чтобы грамотно составить обоснование ответа на тестовые задачи необходимо иметь представление о способах создания ошибочных ответов создателями олимпиадных заданий. Вне зависимости от способа организации ошибочности подготовка ответа начинается, как правило, с поиска подходящего фрагмента текста в справочниках, учебниках, статьях и др. Ведь ошибочные ответы всех видов (балластные, балластно-маскирующие или маскирующие) должны быть построены на основе верной информации - содержания, объёма, взаимосвязей экологических и химических понятий, фактов. Именно поэтому занятия по подготовке к олимпиаде должны быть оснащены достаточным для всех обучающихся количеством экологической и химической литературы.

Первый способ моделирования ошибочного ответа, пожалуй, самый простой и эффективный, - изъятие существенного элемента из фрагмента текста, что делает содержащуюся в нём информацию неполной, недостоверной или ошибочной.

Например, таким способом к условию «Фотохимический туман возникает в условиях» был разработан один из вариантов ошибочного ответа: «интенсивной солнечной радиации, безветрия, высокой концентрации выхлопных газов, насыщенных N_хO_у и C_хH_у». В ответе отсутствует слово «инверсия», которое делает его полным и правильным. Педагогический энциклопедический словарь / гл. ред. Б. М. Бим-Бад; редкол.: М. М. Безруких, В. А. Болотов, Л. С. Глебова и др. - М.: Большая Российская энциклопедия, 2008.

Второй способ - замена одного существенного элемента текста, другим не подходящим сюда по смыслу, значению, искажающим смысл и др., также широко используется при разработке тестовых задач.

Например, этим способом к условию «Пределы вертикального распространения организмов ограничены» был разработан один из вариантов ошибочного ответа: «увеличением потока длинноволновых ультрафиолетовых лучей, обладающих большой энергией и высокой химической активностью». В ответе заменено слово «коротковолновых».

Третий способ требует определённого опыта, так его суть в объединении в одном ответе двух взаимоисключающих, противоположенных по значению факта или определения одного и того же понятия, речь о котором идёт в тестовой задаче.

Например: условие задачи: Морфологическими особенностями позвоночных животных, кормящихся на поверхности и укрывающихся в почве, являются. Ответ: вытянутое укороченное тело, покрытое прилегающими шипами.

Четвёртый способ заключается в придании ошибочности за счёт нарушения логики описания факта, определения, что изменяет содержание связи между элементами, составляющими изначально правильный текст. Например, ответы в задаче с таким условием:

Физико-химическое единство живого вещества биосферы имеет важное практическое значение, что обусловлено:

- быстрой заменой исчезающих видов другими видами, особенно в управляющем звене экосистем - среди продуцентов и редуцентов;

- вымиранием видов как обязательным эволюционным процессом в развитии группы, о чём свидетельствуют существующие реликты.

Пятый способ заключается в использовании для моделирования ошибочного ответа текста, содержание которого частично или полностью не соответствует условию задачи. Для этого можно использовать не относящиеся к условию задачи определения понятий, описание фактов. Например, ошибочные ответы к задаче с условием:

Фактор среды называют лимитирующим, если:

- на действие фактора организм реагирует приспособительными реакциями в пределах диапазона выносливости;

- отсутствие или недостаток действия фактора компенсируется близким или аналогичным фактором в диапазоне выносливости;

- действие фактора снижает экологическую пластичность организма. Биология. Углубленный уровень. 10 класс. Линия УМК И. Н. Пономаревой. Лотова Л. И. «Ботаника: морфология и анатомия высших растений».

Приступая к ответу на тестовые задания, следует учитывать, что этот процесс связан с умением анализировать текст и устанавливать содержание и объем тех понятий, усвоение которых предполагается проверить.

При этом под содержанием понятия понимают совокупность существенных признаков предметов, охватываемых понятием, а под объемом - множество предметов, отражаемых понятием. Причем, чем меньше существенных признаков используется для описания предметов, тем больше число предметов охватывает это понятие. Иными словами, чем меньше содержание понятия, тем больше его объем. В качестве примера рассмотрим соотношение между содержанием и объемом понятий «экосистема» и «биогеоценоз». Практика показывает, что на проведение этапа желательно отводить не более 2-х астрономических часов. Рассел Джесси. Всероссийская олимпиада школьников по биологии / Джесси Рассел. - М.: Книга по Требованию, 2014. - 203c.

2.3.2 Задачи

Основу теоретического тура школьного этапа олимпиады составляют задачи разных типов.

Задания по классам могут быть дифференцированы как по сложности, так и по количеству задач. Задачи в разных параллелях могут повторяться. Можно делать комплект заданий для каждой параллели отдельно или объединить задания по параллелям, например, для 7-8 классов и для 10-11 классов.

В настоящее время в качестве олимпиадных не рекомендуется давать тестовые задачи закрытого типа («угадайка») как, например, только с выбором правильного утверждения ("да" - "нет") и/или выбор одного правильного ответа из 4-х возможных.

Возможно использование тестовых задач закрытого типа - выбор 2-х (и более) правильных ответов из 6 (и более) вариантов ответов.

Количество задач в комплекте может быть следующим:

- для 7-8 классов - 8 задач закрытого типа (тип задач: - выбор 2-х (и более) правильных ответа из 6-и (и более) возможных.), 5 задач открытого типа, например - выбор правильного утверждения ("да" - "нет") с его последующим обоснованием; 3 задачи "выбор одного правильного ответа из 4-х возможных с его обоснованием". Задачи с обоснованием всех вариантов ответов (как правильных, так и неправильных) также рекомендуется давать в более старших классах.

- для 9 класса - 8 задач закрытого типа (тип задач: - выбор 2-х (и более) правильных ответа из 6-и (и более) возможных.), 5 задач открытого типа, например - выбор правильного утверждения ("да" - "нет") с его последующим обоснованием; 4 задачи "выбор одного правильного ответа из 4-х возможных с его обоснованием". Рекомендуется ввести хотя бы одну задачу с обоснованием всех вариантов ответов (как правильных, так и неправильных).

- для 10-11 классов - 10 задач закрытого типа (тип задач: - выбор 2-х (и более) правильных ответа из 6-и (и более) возможных.), 5 задач открытого типа, например - выбор правильного утверждения ("да" - "нет") с его последующим обоснованием; 3 задачи "выбор одного правильного ответа из 4-х возможных с его обоснованием". Рекомендуется ввести хотя бы одну задачу с обоснованием всех вариантов ответов (как правильных, так и неправильных). Буковский М.Е. Экологические олимпиады учащихся 9-11 классов: подготовка, проведение, оценка. - М.: Аркти, 2004.

Можно использовать задачи только открытого типа. Однако следует помнить, что задачи открытого типа более трудоёмкие и времяёмкие как при их решении, так и при проверке, кроме того, они требуют более высокой квалификации жюри. Но при этом они более показательны в плане подготовленности конкурсантов, что является существенным как при отборе школьников для участия в следующем региональном этапе и подготовке к нему, так и в диагностике одарённости школьников в сфере экологии и химии.

При проверке олимпиадных заданий жюри рекомендуется руководствоваться образцами примерных ответов обучающихся (обоснованиями выбора либо отказа от выбора того или иного варианта ответа), которыми должна быть снабжена каждая задача. При этом следует помнить, что задание теоретического тура имеет творческий характер, и предлагаемые примеры ответов конкурсантов не являются эталонными и исчерпывающими. При проверке работ обучающихся, решении спорных вопросов члены жюри ориентируются также на собственный экспертный опыт и знания.

Сколько раз на показе работ на олимпиадах различного уровня мы слышали возглас участников: «Ой, я невнимательно прочитал(а) условие задачи!..» Подросткам не хватает собранности и внимания.

Одно из объяснений подобной невнимательности заключается в том, что за ограниченное время (не более пяти часов) необходимо решить заданное число задач, и участник, торопясь все успеть, начинает читать условия задач «по диагонали». Биология. Всероссийские олимпиады. Серия 5 колец. Вып. 1 под. Ред. В.В. Пасечника. - М.: Просвещение, 2008

Следует напоминать школьникам, что при чтении условия задачи надо быть начеку, иначе в силу стереотипов, которые выработались в ходе изучения экологии и химии, можно увидеть не то, что действительно дано и следует рассчитать.

Самый распространенный тип невнимательности - некоторые участники олимпиад не анализируют собственное решение! Ведь получение ответа - это всего лишь часть решения. Необходимо проверить, насколько полученный ответ соответствует условию задачи и здравому смыслу. Пименова И.Н., Пименов А.В. Биология: Подготовка к государственному централизованному тестированию. - Саратов: Лицей, 2003. - 112 с.

2.3.3 Конкурс рефератов по экологии и химии

Конкурс рефератов по экологии и химии, на основе которых обучающиеся в дальнейшем разрабатывают свои экологические и химические проекты - это основа проектного тура третьего (регионального) и четвертого (заключительного) этапов Всероссийской олимпиады школьников по экологии и химии.

На этом этапе уже идет отбор конкурсантов и к участию в реферативном туре рекомендуется привлекать не всех конкурсантов, а только тех, кто набрал определённое (проходное) количество баллов, количество которых устанавливается жюри. Ямбург, Е. А. Педагогический ансамбль школы / Е. А. Ямбург. - М.: Знание, 1987.

В рамках отборочного тура вариантами возможных заданий для учащихся являются:

• ответ на развернутый вопрос

• или собственная проектная работа.

При ответе на развернутый вопрос этапа нужно использовать несколько источников. Не следует переписывать источник напрямую. Ответ должен представлять собой самостоятельно выполненный короткий реферат, отражающий систематизированную вами информацию из всех найденных источников. В конце ответа желательно указать, какая литература и Интернет-ресурсы были использованы. При оценке ответов жюри руководствуется следующими критериями: - точность ответа; - полнота ответа; - логика изложения, умение творчески осмыслить литературный материал по теме; - оформление работы: соблюдение требований к объему, грамотность, желание проиллюстрировать изложенный материал; - самостоятельность автора.

Цель реферативного тура - определение готовности обучающихся к самостоятельному планированию экологического и химического исследования, которое отражает исследовательскую компетентность обучающихся.

На этом туре оценивается умение обучающихся применить экологические и химические знания на практике - при планировании исследования, основу которого составляет разработка научного аппарата, включающего тему, цель, задачи, гипотезу, и моделирование возможных результатов изучения экологических и химических объектов, которые задаются в предлагаемых учащимся ситуациях.

Под практической подготовленностью конкурсантов олимпиады следует понимать умение, выбрав для изучения экологический и химический объект, заранее намечать тему, определять цель, ставить задачи, формулировать гипотезу, подбирать методы и строить схему предстоящего эксперимента и/или наблюдения. Совокупность всех перечисленных компонентов исследования (тема, цель, гипотеза, задачи и т.д.) называют научным аппаратом исследования.

Поэтому конкурсное задание практического тура построено так, чтобы оценить уровень исследовательской компетентности, которая проявляется в умении планировать исследование, разрабатывая его научный аппарат и прогнозируя его результаты. Буковский М.Е. Экологические олимпиады учащихся 9-11 классов: подготовка, проведение, оценка. - М.: Аркти, 2004.

Для успешного участия реферативного тура обучающиеся, помимо опыта планирования исследовательской деятельности, должны иметь ясное представление о содержании, объёме и связях понятий, составляющих понятийный аппарат основных разделов химии и экологии: общей, прикладной и социальной.

Суть реферативного тура состоит в публичном представлении в форме сообщения подготовленного заранее реферата, который должен включать:

1. описание конкретной ситуации, содержащей актуальную экологическую или химическую проблему;

2. анализ проблемы (экологической, химической); конкретные и обоснованные рекомендации по её решению;

3. источники информации, использованные при работе над рефератом.

Работая над рефератом, учащиеся разрабатывают (моделируют) научный аппарат исследования, которое могло бы, по мнению конкурсантов, стать источником информации, недостающей для решения представляемой в реферате проблемы. Методические рекомендации по реализации экологического образования в ФГОС второго поколения. // Дзятковская Е.Н., Захлебный А.Н., Либеров А.Ю. М. : Образование и экология, 2011.

Для оценки данного тура рекомендуется использовать шкалу, которая в виде бланка приводится ниже. Следует обратить внимание на взаимосвязь компонентов планируемого исследования. Особого внимания заслуживает формулировка основных компонентов научного аппарата: темы, цели, задач, актуальности, предмет, объект, методы изучения, выводы.



Пример бланка для моделирования научного исследования представленной в реферате проблемной ситуации





2.4 Рекомендации при решении тестовых заданий

Для решения тестовой задачи рекомендуется отработать со школьниками следующий алгоритм:

а) разборчиво впишите свою фамилию, имя и класс в специальную графу в верхней части бланка с тестовой задачей;

б) внимательно прочитайте тестовую задачу, включая все варианты ответа;

в) проанализируйте все ответы и выберите правильный и самый полный;

г) на черновике напишите всё, что объяснит выбор правильного ответа и отказ от ошибочных вариантов ответа. Например, это может быть определение использованных в задаче понятий, которое включает признаки экологического/химического объекта или явления. Сравнив с определением ошибочные ответы, Вы сможете объяснить свой отказ от ошибочных вариантов в пользу единственно правильного ответа;

д) соразмерьте объём написанного на черновике текста и место на бланке ответа. Выделите подчёркиванием на черновике то, что следует переписать на бланк. При необходимости сократите написанный Вами текст, вычеркнув несущественные слова;

е) впишите в специально отведённое на бланке место букву, соответствующую выбранному Вами правильному ответу;

ж) аккуратно и разборчиво перепишите из черновика на бланк, отредактированный Вами текст. Для удобства проверки Вашего обоснования текст желательно разбить желательно на четыре коротких абзаца - по числу проанализированных Вами вариантов ответа. Абзацы следует начинать словами: «ответ «а» правильный (или неправильный) потому что [далее следует обоснование]». Ловкова, Т. А. Внутришкольный контроль. Подготовка учащихся к ЕГЭ по биологии / Т.А. Ловкова. - М.: Айрис-пресс, 2014. - 192 c.

Таким образом, в главе II изучены проблемы использования и роль современных педагогических технологий при подготовке к олимпиадам различного уровня, принципы формирования комплектов и основные характеристики олимпиадных заданий: тестов (открытого и закрытого типов), задач (разной степени сложности), а также рассмотрены вопросы, касающиеся реферативного тура: цель, задачи, порядок организации, требования к данному этапу, суть и критерии оценивания реферативного тура.



Глава 3. Программа авторского курса по подготовке обучающихся к олимпиадам

3.1 Перечень разделов, по которым составляются олимпиадные задания по курсу «Экология»

Раздел 1. Экология как наука

1.1. Структура экологии.

1.2. История развития экологии.

1.3. Задачи и методы современной экологии.

Раздел 2. Экологические факторы и их классификации.

2.1. Закон оптимума (толерантности).

2.2. Взаимодействие экологических факторов.

2.3. Правило лимитирующих факторов и закон минимума.

2.4. Адаптационные возможности организмов.

2.5. Биоритмы.

Раздел 3. Экологический мониторинг и биоиндикация.

3.1. Структура и задачи экологического мониторинга.

3.2. Методы биоиндикации.

3.2.1. Лишайники как объект биоиндикации.

3.2.2. Обитатели пресноводного водоема как объекты биоиндикации.

3.2.3. Биоиндикация с помощью животных, обитающих в почве.

Раздел 4. Экологическая характеристика водной среды обитания

4.1. Экологические зоны Мирового океана и внутренних водоемов.

4.2. Основные абиотические факторы водной среды - плотность воды, вязкость воды температура воды, cоленость воды, биогенные вещества, концентрация кислорода, звук и электрические импульсы, cветовой режим.

4.3. Экологические группы гидробионтов - нектон, планктон, нейстон, бентос.

4.4. Экологическая роль морского льда.

Раздел 5. Экологические особенности наземной среды обитания

5.1. Состав и строение атмосферы Земли.

5.1.1. Эволюция состава атмосферы и ее экологические функции.

5.1.2. Современный газовый состав атмосферы.

5.2. Основные экологические факторы наземной среды жизни - плотность воздуха, газовый состав воздуха, температура воздуха.

5.3. Влияние температуры на жизнь животных

5.4. Влияние температуры на жизнь растений.

5.5. Погода и климат как экологические условия местности.

5.6. Экологические группы наземных животных.

5.7. Экологические группы наземных растений.

5.8. Экологические особенности почвы.

5.9. Экологические группы обитателей почвы.

Раздел 6. Популяции

6.1. Популяция как форма существования вида.

6.2. Классификация популяций.

6.3. Структура популяции.

6.3.1. Пространственная структура популяции.

6.3.2. Поведенческая структура популяции.

6.3.3. Возрастная структура популяции.

6.4. Динамика популяций.

6.4.4. Факторы регуляции численности популяции.

6.4.5. Стратегии выживания популяции.

Раздел 7. Биоценозы

7.1. Видовая структура биоценоза.

7.2. Пространственная структура биоценоза.

7.3. Функциональная и экологическая структура биоценоза.

7.4. Типы отношений организмов в биоценозе.

7.5. Экологическая ниша и ее типы.

Раздел 8. Экосистемы.

8.1. Понятие об экосистеме и биогеоценозе.

8.2. Функциональные группы организмов в экосистеме.

8.3. Поток энергии в экосистемах.

8.4. Биологическая продуктивность экосистем.

8.4.3. Географическое распределение экосистем по уровню продуктивности.

8.5. Динамика экосистем.

8.6. Особенности агроэкосистем.

8.7. Биосфера как глобальная экосистема Земли.

8.7.1. Развитие представлений о биосфере.

8.7.2 Границы биосферы и ее структура.

8.7.3. Функции биосферы.

8.8. Эволюция биосферы и факторы ее определяющие.

8.9. Глобальные экологические проблемы.

3.2 Примеры заданий

3.2.1 Примеры тестовых задач закрытого типа (без письменного обоснования ответа (одного или нескольких правильных))

Весь спектр окружающих организм элементов и условий в той части пространства, где он обитает и с чем непосредственно взаимодействует, называют:

а) фактором;

б) средой; +

в) эдафотопом;

г) биотопом.

(1б)

Метод оценки состояния окружающей среды, основанный на учёте количества лишайников в городских насаждениях в районах крупных предприятий, называют:

а) биодеградацией;

б) гумификацией;

в) лихеноиндикацией; +

г) нормированием.

(1б)

Химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и необходимые для жизнедеятельности, называют:

а) микроэлементами; б) биогенными элементами; +

в) макроэлементами; г) ксенобиотиками.

(1б)

Организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических с использованием внешних источников энергии, называют:

а) деструкторами; в) продуцентами; +

б) детритофагами; г) редуцентами.

(1б)

Способность биологических систем (организмов, популяций, сообществ) противостоять изменениям условий существования и сохранять относительное динамическое постоянство структуры и свойств, называют:

а) адаптацией; в) регенерацией;

б) толерантностью; г) гомеостазом. +

(1б)

Организмы, питающиеся мёртвыми животными, главным образом, позвоночными, называются:

а) некрофагами; + в) копрофагами;

б) зоофагами; г) ихтиофагами

(1б)

Воздействие организмов друг на друга в борьбе за пищу, местообитание и другие, необходимые для жизни условия, ведущее к эволюционным изменениям, проявляется на элементарном уровне у:

а) отдельных особей; в) популяций; +

б) сообществ; г) биосферы.

(1б)

Типичным примером комменсализма можно считать:

а) сожительство клубеньковых бактерий и бобовых растений;

б) взаимоотношение льва и растительноядных копытных;

в) использование непаразитическими формами насекомых нор грызунов в качестве убежищ; +

г) отношения рака-отшельника и актинии.

(1б)

Взаимополезное существование, когда присутствие партнёра является условием существования каждого из партнеров, называют:

а) комменсализмом; в) мутуализмом; +

б) амменсализмом; г) паразитизмом.

(1б)

Процесс накопления в почве химических элементов, неорганических и органических веществ в результате разложения останков животных и растений называется:

а) гумификацией; в) детоксикацией;

б) рекультивацией; г) биоаккумуляцией. +

(1б)

Приспособление растений к недостатку влаги:

а) листовая мозаика;

б) отсутствие покровных тканей;

в) отсутствие механических тканей;

г) опушение стеблей, листьев;+

д) наличие толстого слоя кутикулы;+

е) широкие листовые пластины.

(2б)

Особо охраняемая природная территория, на которой находится дельта реки Селенги, это:

а) Прибайкальский национальный парк

б) Забайкальский национальный парк

в) Байкальский заповедник +

г) Баргузинский заповедник

(1б)

Максимальное видовое разнообразие характерно для биома:

а) тундры

б) широколиственного леса +

в) саванны

г) тайги

(1б)

Зимой покрывается льдом:

а) Северное море

б) Норвежское море

в) Балтийское море

г) Карское море +

(1б)

Хвоинки сосны и ели экономно испаряют воду, поскольку:

а) покрыты толстой кутикулой

б) мало устьиц

в) устьица в углублениях

г) все ответы верны +

(1б)

Эпидермис стебля не выполняет функции:

а) фотосинтеза +

б) газообмена

в) защиты от инфекций

г) выделения веществ

(1б)

Атомные электростанции находятся в России преимущественно:

а) на Дальнем Востоке

б) на Урале

в) в Европейской части страны +

г) в Западной Сибири

(1б)

В крупных городах способствуют очищению загрязнённого атмосферного воздуха такие объекты/явления:

а) домашние животные;

б) автотранспорт;

в) дожди и ветра;+

г) промышленные предприятия;

д) снегопады;+

е) мосты, плотины.

(2б)

Найдите ответ, где перечислены только живые существа:

а) клевер, каменный уголь;

б) ланцетник, летучая мышь;+

в) пластик, финиковая пальма;

г) пинцет, ушастый ёж;

д) нефть, камень;

е) инфузория, филин.+

(2б)

Эти науки можно перевести (с древнегреческого языка) как науки, связанныес домом:

а) история;

б) экология;+

в) этика;

г) геология;

д) экономика;+

е) физика

(2б)

К числу опасных атмосферных явлений, регулярно наблюдаемых в Москве, относятся:

а) град;+

б) грозы;+

в) гром;

г) радуги;

д) смерчи;

е) цунами.

(2б)

В крупных городах способствуют очищению загрязнённого атмосферного воздуха такие объекты/явления:

а) дикие животные;

б) автотранспорт;

в) парки;+

г) промышленные предприятия;

д) газоны и аллеи;+

е) мосты, плотины.

(1б)

3.2.2 Примеры задач c письменным обоснованием ответа

Верно ли утверждение: «Свойства почвы определяются не только климатом, живыми организмами, рельефом местности, породами, на которых она образовалась, но и периодом времени, за который это произошло»?

Ответ: Верно.

(3б)

Выберите из списка животных, которые строят норы: окапи, полевка-экономка, свиристель, ласточка-береговушка, зимородок, джейран

Ответ: полевка-экономка, ласточка-береговушка, зимородок

(3б)

Подумайте, что может объединять перечисленные виды растений, и отметьте лишнюю позицию в списке: ятрышник болотный, прострел весенний, седмичник европейский, цикламен кавказский, касатик тигровый, кандык сибирский

Ответ: седмичник европейский - обычное, широко распространенное растение, остальные виды внесены в Красную книгу РФ

(3б)

До середины ХХ века в крупных городах Англии было распространено явление, получившее название «лондонского» смога. Что это такое? В какой форме данное явление существует в настоящее время? Как отражается на здоровье человека?

Ответ: Все источники загрязнителей атмосферы делятся на естественные и антропогенные, последние весьма разнообразны. В частности, вещества, образуемые в атмосфере путем происходящих химических реакций, называют вторичными загрязнителями. К вторичным загрязнителям относится угольный или промышленный смог (от англ. smoke -дым и fog - туман) - совокупность паров воды (туман), аэрозолей серной кислоты, сульфатов металлов и сажи, образующихся при сжигании угля. Капли серной кислоты дополнительно адсорбируют воду, и туман сгущается, достигая высокой степени кислотности. Высокие концентрации смога вызывают нарушение дыхания и болезни легких. До середины ХХ века в связи с распространением угольного отопления в жилых домах угольный смог был обычным явлением в крупных городах Англии, отчего получил название «лондонского» смога. В 1911 г. в Лондоне от угольного смога по официальным данным умерло 1150 человек, в 1952 г. - 4000, а в 1956 и 1957 г. - 2500. После этого индивидуальные системы угольного отопления в Лондоне были заменены на современные, не загрязняющие воздух. (4б)

Какой город называют экополисом?

Ответ: Экополис - это город (поселение), спланированный с учетом комплекса экологических потребностей человека и необходимости сохранить ненарушенной окружающую поселение природную среду.

Принципы создания экополиса включают четыре основных требования: соразмерность архитектурных форм росту человека; пространственное единство водных и озелененных площадей, создающих иллюзию вхождения природы в город и расчленение застройки на «субгорода»; организацию приватности жилища, включающего элементы природного окружения непосредственно у дома и квартирное озеленение (зеленые стены, балконы, озеленение крыш); исключение негативного воздействия на природную окружающую среду.

В целом экополис - главным образом малоэтажный город с обширными «природными каналами» садов, парков, лесопарков (и даже лесов), полей, водоемов, создающий благоприятные экологические условия как для жизни людей, так и для существования многих видов растений и животных в его пределах. Подобиями экополисов являются небольшие города без промышленности - Оксфорд, Кембридж, Тарту, Новосибирский Академгородок, Пущино-на-Оке.

Экологический закон «неограниченности прогресса» определяет усложнение города и систем расселения, а также развитие новых технологий и новых отношений между природой и человеком. Таким образом, всегда можно найти новые пути развития для решения экологических проблем. Экополис - стремление человечества жить в гармонии с окружающей средой при достаточном уровне комфорта. (5б)

Какой вид энергетических ресурсов по современным оценочным прогнозам может быть исчерпан в первую очередь и почему?

Ответ: Это нефть. По различным оценочным прогнозам, разведанных и добываемых ресурсов нефти при современных темпах потребления может хватить на 25-80 лет. Причина заключается в превышении скорости использования нефти над скоростью разведки новых запасов и экономической нерентабельности разработки новых месторождений.

(4б)

Отметьте лишнюю позицию в списке: мистраль, муссон, бриз, чинук, зефир, самум

Ответ: муссон - устойчивый сезонный ветер, охватывающий огромные площади, в отличие группы местных ветров, характерных только для определенных географических районов

(3б)

На территории этого объекта Всемирного наследия ЮНЕСКО находятся 19 реликтовых пересохших озер, возраст которых насчитывает более 2 миллионов лет. Кроме того, найденные останки захоронений считаются древнейшими остатками человеческой деятельности на планете. Как называется данный объект и где он находится? __________________

Ответ: Озерный район Уилландра в Австралии

(3б)

В Западной Сибири, в таежных регионах, при нефтедобыче в составе растительных сообществ появляются галофиты, такие как Chenopodium rubrum, Aster tripolium и другие. Объясните почему.

Ответ: В Западной Сибири, в районах крупных нефтяных разработок велика вероятность загрязнения почв засоленными пластовыми водами и технологическими растворами, используемыми при бурении, поступающими на поверхность вместе с нефтью. Происходит процесс засоления почв, что дает возможность поселиться на таких почвах галофитам.

(3б)

Начинающим альпинистам, готовящимся к покорению горных вершин, перед восхождением в течение определенного времени необходимо находиться в альпинистских лагерях, расположенных на разных высотах, начиная с меньшей. Почему?

Ответ: Это необходимо с целью развития устойчивости (адаптации) организма к пониженному атмосферному давлению и к уменьшению объема кислорода в воздухе с высотой, что и достигается за период пребывания в лагерях, расположенных в горах на разной высоте (метод ступенчатой акклиматизации).

(3б)

Среди перечисленных пород деревьев: дуб, сосна, ясень, вяз, граб, ель, береза, осина, тополь, клён, липа, рябина, пихта, - назовите широколиственные. Какие из них встречаются в естественных (зональных) лесах на территории России только в Европейской части?

Ответ: К широколиственным породам относятся дуб, ясень, вяз, граб, клён, липа. В естественных лесах, только на территории Европейской части России встречается вяз. Липа встречается в Сибири. Дуб, ясень, граб и клён не встречаются в Сибири, но могут произрастать на Дальнем Востоке.

(3б)

Использование природных ресурсов, вовлечение их в хозяйственный оборот, в том числе все виды воздействия на них в процессе хозяйственной или иной деятельности называется __________

Ответ: природопользованием

(3б)

Выберите из списка виды, которые удовлетворяют понятию «r-стратег»: африканский слон, травяная лягушка, речной окунь, большая панда, пеночка-весничка, амурский тигр, серая крыса, шимпанзе

Ответ: травяная лягушка, речной окунь, серая крыса

(3б)

Совокупность особей одного вида, обладающих общим генофондом и занимающих определенную территорию, называется ________

Ответ: популяцией

(3б)

Часть дна речной долины, затапливаемая в половодье и поднятая над меженным уровнем, это __________

Ответ: пойма

(3б)

Выберите из предложенного списка рудеральные виды растений: котовник кошачий, подорожник большой, вахта трехлистная, клюква, копытень европейский, ятрышник пятнистый, пижма обыкновенная, ландыш майский, белена черная

Ответ: подорожник большой, пижма обыкновенная, белена черная

(3б)

Растения пустынь приспособились к недостатку влаги за счет _____

Ответ: видоизменения листьев в колючки для уменьшения испарения, есть безлистные кустарники или кустарники с редуцированными чешуйчатыми листьями, у злаков листья свернуты в трубку; развития мощных поверхностных или глубоко проникающих корневых систем (стержневые корни, длина которых в 10 раз превышает надземный побег) и т.д.

(3б)

Подземные воды верхнего водоносного горизонта, расположенного в водоупорном слое, это _________

Ответ: грунтовые воды

(3б)

3.2.3 Примеры тестовых задач (с обоснованием и выбором ответа)

Для лучшего восприятия содержания конкурсного задания тестовые задачи приводятся с ответами и обоснованиями.

Задача Избыточное увлажнение при выращивании культурных растений относится к абиотическим факторам, в то время как достаточное увлажнение относят к биотическим факторам

Ответ: нет. И избыточное, и достаточное увлажнение относится к действию абиотического фактора

(3б)

Задача. Экосистема - это совокупность всех особей одного вида, проживающих наодной территории.

Ответ: нет. Экосистема - это биологическая система, состоящая из сообщества живых организмов (биоценоз), среды их обитания (биотоп), системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. А совокупность особей одного вида, проживающих на одной территории, - это популяция

(3б)

Задача. К самым быстро двигающимся животным, обитающим в водной среде, относят медуз

Ответ: нет. Медузы - группа организмов, относящихся к планктону (организмам, свободно дрейфующим в толще воды и не способным - в отличие от нектона - сопротивляться течению). Строение тела медуз обеспечивает способность к реактивному движению путём сокращения мышц стенки колокола. Но даже самые крупные медузы не способны противостоять морским течениям, поэтому рассматриваются в составе планктона.

(3б)

Задача. Кислотные дожди могут ускорить процесс карста.

Ответ да. Если геологическая порода представлена известняками, то они могут быть подвержены растворению кислотными дождями. в результате образуются карстовые провалы.

(3б)

Задача. Целенаправленное преобразование природы человеком как геологическое явление «общепланетарного масштаба» началось в геологическую эпоху под названием «юрский период».

Ответ нет. Юрский период начался более 200 млн лет назад, когда господствующей группой животных были динозавры, задолго до появления человека как биологического вида. Преобразование природы человеком как геологическое явление относится к так называемому четвертичному периоду.

(3б)

Задача. Энергетический режим поверхности планеты и живого вещества на Земле определяется солнечной энергией.

Ответ да. Главным и самым мощным источником энергии на Земле, благодаря которой возможна жизнь, является солнечная энергия (автотрофы). Другим, но значительно меньшим источником энергии для жизни является энергия окислительно-восстановительных реакций (хемотрофы).

(3б)

Задача. Процесс индивидуального развития живого организма называется «коэволюция».

Ответ нет. Процесс индивидуального развития живого организма называется «онтогенез», а коэволюция - это совместная эволюция биологических видов, взаимодействующих в экосистеме.

(3б)

Задача. Углекислый газ в атмосфере исполняет роль стабилизатора температуры приземных слоёв воздуха.

Ответ да. в атмосфере роль «теплозадерживающего стекла» исполняют углекислый газ, метан и другие так называемые парниковые газы, задерживающие обратное инфракрасное переизлучение Земли в космос. Если бы этого стабилизатора температуры не было, то колебание приземной температуры было бы очень существенным, что сделало бы жизнь на Земле невозможной.

(3б)

Задача

Развитие городов обусловлено влиянием самых разнообразных экологических факторов, среди которых основными НЕ являются:

• географическое положение

• гидрогеологические и климатические условия

• особенности рельефа

• видовое разнообразие

Ответ г правильный, поскольку большое видовое разнообразие не является экологическим фактором, влияющим на развитие городов. Напротив, как правило, территории, характеризующиеся большим видовым разнообразием, как, например, тропические леса, являются труднодоступными для людей и, следовательно, для возникновения городов.

Расположение городов в горах или на равнине, в степной зоне или за Полярным кругом неизбежно предопределяет специфику как направлений градостроительного развития городов, так и подходов к решению различных, в том числе экологических проблем. Поэтому необходимо обращать внимание на окружающую город природу, ее «фоновые» для данной местности характеристики.

Географическое положение - является важнейшей характеристикой развития городов. Стремительный рост большинства крупных городов обусловлен именно выгодным географическим положением: будь то наличие удобной бухты на морском побережье, берега крупных рек и озер, пересечения транспортных магистралей и т.д. Экономико-географическое положение города - специфический ресурс, решающий фактор становления и эволюции города как социально-экономической системы.

Гидрогеологические и климатические условия - Гидрогеологические условия это доступ к чистой воде, что является необходимым условием функционирования любого населенного пункта. Климатические условия играют ведущую роль в функционировании города и в развитии его природного комплекса, поскольку именно на фоне климата проявляются особенности влияния на развитие городов остальных природных факторов.

Рельеф. Рельеф предопределяет территориальную планировку города. Примером «игнорирования» фактора рельефа могут служить города, расположенные в межгорных котловинах и понижениях. На начальных стадиях их развития такое местоположение не вызывало особых проблем. Но со временем, по мере роста города и развития промышленности, выбросы предприятий и выхлопы автотранспорта создают очень тяжелую проблему загрязнения воздуха. В условиях антициклонарного режима, при котором воздухообмен между нижними и верхними слоями атмосферы затруднен, воздух у поверхности земли застаивается, что приводит к скапливанию вредных веществ в воздухе.