Благодаря исследованиям цитологов были сформированы обобщения – основа хромосомной теории (Т. Бовери и У. Сеттон, 1902-1903):
В зиготе и возникших из нее соматических клеток одна половина числа хромосом материнского происхождения (от сперматозоида). В результате ядро соматических клеток содержит пары сходных, гомологических хромосом – отцовских и материнских. Число пар равно гаплоидному числу хромосом.
Хромосомы сохраняют структурную и генетическую индивидуальность в жизненном цикле органов.
В мейозе гомологичные хромосомы попарно коньюгируют, а затем расходятся, попадая в разные зародышевые клетки.
Каждая хромосома играет определенную роль в развитии особи.
Было высказано и предложение о том, что все наследственные факторы одной хромосомы наследоваться совместно (идея сцепленного наследования).
Ознакомление школьников с результатами опытов Г. Менделя, с идеями А Вейсмана и формулировками хромосомной теории дает возможность им самостоятельно обнаружить «параллелизм» в поведении хромосомы и гипотетических наследственных факторов Г. Менделя.
Становится также ясной и исследовательская программа Т. Г. Моргана (1866-1945). Конкретизировав представления о генах, он показал их материальную природу, локализацию в хромосомах, заложив основу современной теории гена. Ознакомление с формулировками Т. Моргана показывает их связь с идеями А Вейсмана, Г. Менделя, Т. Бовери и У. Сеттона:
Гены находятся в хромосомах и в пределах одной хромосомы образуют одну группу сцепления. Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом.
В хромосоме гены расположены линейно.
Частота кросинговера, происходящего в мейозе, пропорциональна расстоянию между генами.
В школьных учебниках хромосомная и генная теории в лучшем случае лишь называются, их положения четко не формулируются, умозрительные построения и эмпирические данные не отделяются друг от друга и не связываются между собой. В результате выпускники не только не могут сформулировать эти теории, но и не представляют себе того пути научного познания, который привел к открытию наиболее фундаментальных положений современной генетики.
Для преодоления недостатков необходимы специальные задания, рассчитанные на работу учащихся с текстом учебника и с формулировками идей А Вейсмана, г. Менделя, у. Сеттона и Т. Моргана.
Изучение основ генетики по принципу восхождения от абстрактного к конкретному как необходимый этап предполагает обращение к истокам молекулярной генетики – концепции наследственных молекул, сформированной в 1928 г. Н. К. Кольцовым (1872-1940).
3.2. Психолого-педагогическая характеристика испытуемых 11 «Б» класса
Дифференцированный подход в изучении генетики вводился в муниципально-образовательной «школе №6» города Курчатова в 11 «б» классе.
Курс генетики учащиеся здесь изучают в 11 классе в первом полугодии. В школе 5 классов, для нашего эксперимента был выбран один класс.
В 11 «б» классе 26 учащихся: 16 девушек и 10 юношей. Возрастной состав класса 16-17. В целом класс сильный. Более 70% детей учатся на «4» и «5», что соответствует их способностям. На «отлично» учатся: Исаева Надежда, Новиков Михаил, Рыжков Александр, Талдонова Олеся, Тулупова Юлия, Щербина Екатерина.
Как правило, эти дети всегда готовы к урокам по всем предметам. На уроках активны, работают с интересом, внимательно следят за объяснениями учителя, ответами учащегося.
Есть учащиеся, которые учатся по настроению – это Андрониковва Елена, Мотренко Елена, Новиков Михаил, Маслинников Александр. У них нет привычки систематически, добросовестно готовится к занятиям, активно работать изо дня в день, из урока в урок.
Имея хорошие способности, недостаточно хорошо относятся к учебе, ценя оценку, а не знания: Андрианова Елена, Севрюков Евгений, Новиков Михаил, Сеина Ольга, Мотренко Елена.
Есть дети, которые оценку «3» получают с большим трудом: Маслов Дмитрий, Петряев Александр.
Во время урока работоспособность у детей разная. Но активно, работает большая часть класса, есть и такие учащиеся, которые не желают работать на уроках – это Маслов Александр, Мотренко Елена, Петряев Александр. Активность сохраняется у большинства учащихся в течение всего урока. В целом дисциплина на уроках хорошая, но часто получают замечания: Андриянова Елена, Горбачева Ирина, Масленников Александр, Севрюков Евгений.
Все учащиеся положительно относятся к общественным поручениям и делам класса, они дружно, с удовольствием их выполняют, переживают за честь класса, не относятся к этому формально.
Многие ребята дополнительно занимаются на факультативах и в учебных заведениях города Курска, а также посещают спортивные секции.
Дети живут в обеспеченных семьях, имеют все необходимое, родители интересуются школьной жизнью учащихся, принимая непосредственное участие в процессе воспитания и обучения детей. Ребята вместе с родителями организуют свой досуг: проводят вечера, классные часы, ходят в походы, ездят на экскурсии и в театр, не забывают и об общественных мероприятиях, на которых всегда хорошо, достойно выступают. Дети считают свой класс сплоченным и это действительно так.
3.3. Психолого – педагогические аспекты изучения раздела
«Генетика» с помощью дифференцированных задач
Для проведения эмпирического исследования нами был выбран один 11 класс.
В классе был проведен контрольный срез знаний по биологии. Для этого использовался контрольный тест (тест-к), содержащий разнообразные задания, проверяющий знания по ряду тем биологии, ранее уже изучаемых. После тестирования были получены результаты; они и последующие встречающиеся в работе были вычислены следующим образом.
Результаты ответов учащихся на каждый вопрос фиксировались и заносились в таблицу 1.
Если ответ ошибочный или отсутствует совсем, то в соответствующей клетке таблицы ставится прочерк, в последних графах таблицы записывается число неправильных ответов и ставится оценка.
Критерии оценок ответов учащихся следующие:
10-9 верных ответов – «5»;
8-7 верных ответов – «4»;
6-5 верных ответов – «3»;
менее 5 ответов – «2».
После проведения контрольного среза знаний учащихся и подведения итогов, из всех учащихся были сформированы три группы: «сильные», «средние» и «слабые».
Первая группа – «слабые» учащиеся. В ее состав входят 19% детей.
Во второй группе – «средние» учащиеся оказалось 58% детей.
В третью группу вошли 23% школьников – «сильные» учащиеся.
Таблица 3. Тест-к.
| Дата опроса и № теста. | № | Фамилии учащихся | Номера вопросов | Число неправильных ответов | Оценка | ||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 0 | ||||||
| Тест –к 11 «б» класс | 1 | - | - | 2 | 4 | ||||||||||
| 2 | - | - | 2 | 4 | |||||||||||
| 3 | - | - | - | - | 4 | 3 | |||||||||
| 4 | - | - | - | 3 | 4 | ||||||||||
| 5 | - | - | - | - | - | 5 | 3 | ||||||||
| 6 | - | - | 2 | 4 | |||||||||||
| 7 | - | - | - | 3 | 4 | ||||||||||
| 8 | 0 | 5 | |||||||||||||
| 9 | - | - | - | 3 | 4 | ||||||||||
| 10 | - | - | - | - | - | - | 6 | 2 | |||||||
| 11 | - | - | - | - | 4 | 3 | |||||||||
| 12 | - | - | - | 3 | 4 | ||||||||||
| 13 | - | - | 2 | 4 | |||||||||||
| 14 | - | - | 2 | 4 | |||||||||||
| 15 | - | 1 | 5 | ||||||||||||
| 16 | - | - | - | - | 4 | 3 | |||||||||
| 17 | 0 | 5 | |||||||||||||
| 18 | - | 1 | 5 | ||||||||||||
| 19 | - | - | - | 3 | 4 | ||||||||||
| 20 | - | - | 2 | 4 | |||||||||||
| 21 | - | - | 2 | 4 | |||||||||||
| 22 | - | - | - | 3 | 4 | ||||||||||
| 23 | - | 1 | 5 | ||||||||||||
| 24 | - | - | - | 3 | 4 | ||||||||||
| 25 | - | - | 2 | 4 | |||||||||||
| 26 | 0 | 5 | |||||||||||||
Вторым этапом исследования было введение генетических задач разного уровня сложности – трехуровневая система задач.
Задачи первого уровня позволяют выявить знания конкретного материала и умение оперировать основными генетическими понятиями.
Второй тип задач позволяет определить знания по основным разделам генетики, умения учащихся оперировать понятийным аппаратом и опираться на знания предыдущих тем.
Задачи третьего уровня сложности позволяют, ко всему выше перечисленному, оценить умение логически мыслить, проводить межпредметные связи, обобщать материал, делать выводы.
Каждый тип задач имеет свою «шкалу ценностей» (уровень оценки):
· Задачи первого типа оцениваются не выше «4».
· Задачи второго уровня сложности оцениваются по пятибалльной шкале. За такую задачу учащийся может получить повышенную оценку.
· Третий тип задач мотивировался возможностью получения дополнительной оценки, в случае правильного выполнения задачи (за вторую часть выполнения задачи).
После изучения определенной темы, учащимся предлагалось выбрать задачи из трех уровней сложности.
Информация об уровне сложности задач и мотивация оценки была доведена до учащихся предварительно.
После изучения темы «моногенное наследование признаков», учащимся были предложены для решения вышеупомянутые задачи.
Выбор учащимися типов задач распределялся следующим образом.
Таблица 4.
Распределение дифференцированных задач в группах учащихся (моногенное наследование признаков).
| Уровень задач/ группы учащихся. | 1 | 2 | 3 |
| 1 | 40 % | 60% | |
| 2 | 20% | 60% | 20% |
| 3 | 30% | 70% |
40% учащихся первой группы выбрали задания первого уровня сложности и с ними справились. 60%учащихся выбрали задания второго уровня сложности, но получили положительную оценку лишь 33.3%