Введение
Подготовка обучающихся к итоговому экзамену по биологии, его успешной сдаче – одна из приоритетных задач в старшей школе, где происходит обобщение и систематизация знаний по всему курсу школьной биологии. Высокие баллы, полученные за итоговый экзамен, дают возможность выпускнику школы поступить в вуз и получить желаемую профессию. Итоговая аттестация дает представление педагогу и обучающимся о том, насколько хорошо усвоено содержание всех разделов школьной биологии, какие вопросы вызывают у выпускников наибольшие затруднения и требуют дополнительного изучения. Как показывает анализ итоговых экзаменационных работ выпускников 11 класса, наибольшее затруднение вызывают задания из разделов общей биологии, таких как генетика, молекулярная биология, цитология [1]. Усложнение единого государственного экзамена (ЕГЭ) по биологии, происходящее несколько последних лет, затрагивает именно самые сложные разделы общей биологии. В ЕГЭ 2025 г. во второй части появилось больше заданий на анализ и интерпретацию данных, увеличилось количество заданий по молекулярной биологии и генетике [2]. Также, согласно анализу результатов итогового экзамена по биологии последних лет, для обучающихся самыми трудными вопросами пятого блока «Организм человека и его здоровье» являются темы, связанные с кровообращением, нервной системой, гуморальной системой, анализаторами. Сложность изучения данных тем, по мнению авторов, обусловлена тем, что эти вопросы требуют высокой степени визуализации, системного подхода к изучению анатомии, интеграции биологии с другими предметами естественнонаучного цикла. Рассматривая аспекты модернизации современного биологического образования, авторы опирались на исследования С.В. Суматохина, Е.В. Носовой, Ф.Е. Чистякова, Н.В. Павловой, Н.Л. Абрамовой [3–5]. Преемственность применения современных интерактивных средств обучения в общеобразовательных школах и вузах, их роль в образовательном процессе по биологии исследована в работах Н.В. Павловой, Е.Н. Арбузовой, Е.Н. Арбузова [4; 5, с. 38; 6, с. 112]. В работах Г.Ф. Мельниковой, Р.З. Хусаиновой, Т.В. Дьячковой и др. отмечена важность и необходимость подготовки будущих педагогических кадров с применением инновационных цифровых технологий [7; 8]. Вопросы интенсификации обучения биологии с применением современных технологий обучения биологии проанализированы в работах Т.В. Дьячковой, И.А. Берсеневой, О.И. Вагановой, И.Р. Ворониной, Д.А. Лошкаревой и др. [9–11].
Цель исследования – описание возможностей интерактивного анатомического стола «Пирогов» в подготовке школьников профильного класса к решению заданий ЕГЭ по биологии (на примере блока «Организм человека и его здоровье») в рамках интенсива во внеурочной работе.
Материалы и методы исследования
Материалом исследования является обобщение практического опыта работы использования интерактивного анатомического атласа «Пирогов» в процессе проведения внеурочного мероприятия с обучающимися. В исследовании приняли участие 17 обучающихся 10 «А» класса биохимического профиля МБОУ «Канашская средняя общеобразовательная школа». Интенсив проводился на базе Технопарка универсальных педагогических компетенций в Шадринском государственном педагогическом университете в сентябре 2025 г. В качестве методов исследования применялся метод анализа нормативных документов, регламентирующих ЕГЭ по биологии, анализ федеральной рабочей программы среднего общего образования «Биология (базовый уровень)» для 5–9 классов [12], Федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования (ФГОС ООО) [13], обобщение, наблюдение.
Результаты исследования и их обсуждение
На сегодня ЕГЭ по биологии состоит из 28 заданий, разделенных на две части. Часть первая включает 21 вопрос, требующий краткого ответа. Задания построены в виде тестов открытого типа, в которых необходимо вставить соответствующее слово, указать цифру правильного ответа, расположить ответы в правильной последовательности или установить соответствие. Часть вторая предполагает развернутые ответы на 7 вопросов, то есть необходимо проанализировать текст, решить задачу, объяснить процесс, проанализировать график, диаграмму, рисунок.
Блок ЕГЭ «Организм человека и его здоровье» – это пятый из семи блоков, включающих 28 тем курса биологии с 5 по 11 класс. Элементы знаний, включенных в каждый блок, и требования к результатам их проверки обозначены в одном из нормативных документов, регламентирующем ЕГЭ по биологии – кодификаторе [14]. Блок «Организм человека и его здоровье» направлен на проверку знаний и предметных умений обучающихся в соответствии с требованиями федеральной рабочей программы и ФГОС ООО, касающихся строения и жизнедеятельности организма человека, а также вопросов гигиены и оказания первой медицинской помощи [14].
Данный блок представлен восемью вопросами. Это задания линии 13–16 в первой части, рассчитанные на базовый и повышенный уровни сложности, и задание линии 25 во второй части высокого уровня сложности, которое оценивается тремя баллами. В первой части блока «Организм человека и его здоровье» определены следующие виды заданий
Задание 13 линии представлено рисунком. Оценивается в один балл. Уровень сложности базовый.
Задание 14 на установление соответствия. Оценивается двумя баллами. Уровень сложности повышенный.
Задание 15 с множественным выбором (с рисунком и без рисунка). Оценивается двумя баллами. Уровень сложности базовый.
Задание 16 на установление последовательности. Оценивается двумя баллами. Уровень сложности повышенный.
Согласно кодификатору проверяемых требований к результатам освоения основной образовательной программы среднего полного образования и элементов содержания для проведения ЕГЭ по биологии на базовом уровне в первой части проверяется усвоение существенных элементов содержания курса биологии на уровне среднего основного образования, сформированность мировоззрения [14]. Виды учебной деятельности, которые необходимо обучающимся применить для решения заданий первой части: владение биологической терминологией, знание особенностей строения и жизнедеятельности организма, гигиенических норм и правил здорового образа жизни, умения распознавать объекты и процессы по их описанию и рисункам. Задание второй части предполагает самостоятельное оперирование понятиями, умение обосновать и объяснить биологические явления и процессы, грамотно формулировать ответ, интегрировать знания, делать выводы и прогнозы, устанавливать логические связи [14].
В ходе исследования авторами были изучены и проанализированы контрольно-измерительные материалы единого государственного экзамена по биологии 2025 г. и на их основе разработаны задания для интенсива с применением интерактивного стола «Пирогов». Анатомический стол «Пирогов», который применялся в процессе интенсива, представляет собой цифровую панель, включающую более 3000 3D-моделей анатомических структур, которые представлены в разделах «Анатомия человека», «Сцены», «Патология», «Диагностика» [3]. После обновлений цифрового анатомического атласа в 2025 г. появился раздел «Функциональная анатомия», демонстрирующий работу опорно-двигательной системы человека, движение в суставах. Для проверки знаний используется раздел контроля знаний. Благодаря функционалу интерактивного атласа отдельные органы можно изолировать, разбивать на сегменты, окрашивать и др. Для более полного и детального изучения строения органов используется раздел «Топография». Также органы можно препарировать, видеть их гистологическое строение.
Далее в работе описаны примеры выполнения заданий ЕГЭ по биологии с применением анатомического стола «Пирогов», применяемые в процессе интенсива со школьниками.
Задание 13. Блок «Организм человека и его здоровье». Данное задание – это задание первой части экзаменационной работы. Обучающимся предлагается работа с рисунком. Необходимо выбрать, под каким номером находится на рисунке почка. Это задание базового уровня, которое оценивается одним баллом (рис. 1).
Рис. 1. Экзаменационное задание линии 13 [14]
Рис. 2. Экзаменационное задание линии 15 [14]
Задание в виде рисунка представлено на интерактивной доске. Обучающиеся должны дать ответ на вопрос: «К какой системе организма относятся почки?» Далее на панели стола «Пирогов» активируется выделительная система и 3D-изображение почки. В процессе работы с изображением школьники изучают строение и фиксируют расположение почек в теле человека. Выполняя сагиттальный срез почки, выделяют структурные компоненты коркового и мозгового слоя почки. Затем изображение дополняется кровеносной системой, где обозначены сосуды (почечные артерии и вены), выходящие и входящие в почку, и вводится термин «почечные ворота». В разделе «Патология» проводится сравнение здоровой почки и патологически измененной (на примере заболевания «острая почечная недостаточность»). Обобщая все, что изучили о почке с помощью 3D-модели на панели стола «Пирогов», обучающиеся отвечают на вопросы о строении, расположении, патологии, объясняют новое понятие «почечные ворота».
Задание линии 15 с множественным выбором (в данном случае с рисунком). Это задание первой части базового уровня. Отвечая на задание, необходимо выбрать признаки, относящиеся к изображенной на рисунке ткани человека (рис. 2).
Речь в вопросе идет о скелетной мышечной ткани. Правильные ответы под номерами 2, 5, 6. Перед обучающимся ставится вопрос о видах мышечной ткани в организме человека: Участники вспоминают особенности строения разных видов мышечной ткани, расположение волокон и ядер, функции. Как правило, знания об особенностях строения различных видов мышечной ткани вызывают у обучающихся затруднения. Чтобы сформировать правильное представление о ткани, необходимо знать, как ткань выглядит под микроскопом, особенности строения, образующих ее клеток и ядер, какие структуры образованы данной тканью и ее функции в организме. Работа с интерактивным атласом «Пирогов» позволила дать ответы на заданные вопросы. Обобщая знания о гладких мышцах, обращаемся к 3D-модели желудка. На примере гистологии желудка обучающиеся наблюдают ткань с вытянутыми веретеновидными клетками и палочковидными ядрами. Исходя из физиологии, она сокращается непроизвольно, управляется вегетативной нервной системой, образует стенки полых органов. Рассматривая 3D-модель сердца, его срез и гистологический препарат сердечной мышцы человека в цифровом микроскопе, обучающиеся уточняют, что значит исчерченная ткань, за счет чего образуется исчерченность сердца. Далее можно подвести обучающихся к выводу о физиологических свойствах сердечной мышцы: сокращается непроизвольно, управляется вегетативной нервной системой (не зависит от воли человека). Затем на интерактивной панели в разделе «Анатомия» рассматриваются различные виды скелетных мышц (лица, шеи, конечностей), глубокие и поверхностные мышцы (рис. 3). На основе представленного на анатомическом атласе гистологического строения обнаруживаются многоядерные клетки, поперечно-полосатая исчерченность, пучки волокон, покрытые плотными оболочками. Также обучающиеся наблюдали отдельные глубокие и поверхностные мышцы, их прикрепление к костям и др. В разделе «Функциональная анатомия» целесообразно рассмотреть динамичные изображения работы мышц.
Рис. 3. Окрашивание прямой мышцы бедра на столе «Пирогов» [15]
При работе над этим заданием с помощью интерактивного атласа обучающиеся изучили особенности строения и функционирования всех видов мышечной ткани на примере моделей разных органов, сделали вывод о том, что на рисунке скелетная мышечная ткань, которая обеспечивает перемещение тела в пространстве (ответ 2), обладает возбудимостью и сократимостью (ответ 5), управляется соматическим отделом нервной системы, управляется сознанием человека (ответ 6).
Задание линии 16 из первой части повышенного уровня сложности в демонстрационной версии 2025 г. максимально оценивается двумя баллами. В данном задании необходимо установить последовательность передачи звука в слуховом анализаторе (рис. 4). Для решения и понимания сути этого задания целесообразно перейти в раздел «Сцены» и продемонстрировать 3D-модель слухового анализатора, последовательно выделяя структуры наружного, среднего и внутреннего уха, участвующие в проведении звукового сигнала в корковый отдел, где происходит его различение. Ответ ученика выстраивается следующим образом: слуховые косточки (5), находятся в среднем ухе, с них вибрация передается через овальное окно (3) в жидкость улитки (2), затем волосковые клетки улитки (4), реагируя на жидкость, создают нервный импульс, и он по преддверно-улитковому нерву (6) поступает в слуховую зону коры больших полушарий (1).
Применение 3D-модели строения слухового анализатора способствует более четкому пониманию строения и функции каждой структуры, последовательно участвующей в звуковом проведении. При рассказе можно использовать инструмент «скрепку» или «выделение», затем переходить к характеристике следующего отдела слухового анализатора и его структур [15].
Задание линии 25 второй части высокого уровня сложности. Оно представляет собой ситуационную задачу, проверяющую аналитические способности и системные знания школьника, практические аспекты, интеграцию биологических знаний с физикой, химией, экологией, географией. В рамках интенсива авторы не проводили разбор данных заданий высокого уровня сложности. Задача интенсива ограничивалась помощью обучающимся в решении заданий, которые требуют умения распознавать объекты и процессы по их описанию и рисункам, объяснять особенности их строения и функционирования.
Рис. 4. Экзаменационное задание линии 16 [14]
Заключение
Таким образом, на основе практического опыта работы можно сказать, что применение интерактивного анатомического атласа, стола «Пирогов», для подготовки обучающихся к единому государственному экзамену по биологии способствует систематизации предметных знаний и умений по биологии, позволяет более подробно изучить те системы организма, которые проверяются на экзамене. Эффективность применения интерактивной цифровой панели для подготовки обучающихся к итоговой аттестации по биологии обусловлена высокой степенью визуализации рассматриваемых анатомических структур и тканей, возможностью всестороннего исследования рассматриваемого анатомического объекта, что способствует более полному представлению и запоминанию его строения, расположения в организме человека. Возможность делать срезы на анатомической 3D-модели, добавлять и убирать отдельные органы и системы, видеть гистологию формирует целостное представление об организме человека, взаимосвязи всех составляющих его систем. Проведение интенсивов по анатомии в процессе внеурочной работы с применением стола «Пирогов» расширяет и углубляет знания выпускников, создавая условия для получения высоких результатов на ЕГЭ по биологии при выполнении заданий блока «Организм человека и его здоровье».