"Цифровой конструктор для прогнозирования результатов скрещивания живых организмов в рамках задач школьного курса генетики".

Один из самых удобных способов решения проблемы сложности передачи полного объема знаний по курсу генетики – это систематизация информации, ее представление в виде интерактивной программы. С помощью биоконструкторов учащийся погружается в виртуальную среду, где имеет возможность создавать существ и скрещивать их, при этом применяя основные законы Менделя или Моргана, как, например, в нашем идейном прототипе - программе "Биоконструктор 1.5". Тем более, молодое поколение в наши дни буквально «выросло с компьютером», что делает процесс освоения работы с компьютерной программой минимально трудоемким, даже привычным. Ни для кого не секрет, что с каждым днем растет сфера влияния цифровых развлечений и видеоигр. Использование таких приемов, как высокая интерактивность (прямая связь пользователя и программы), удобный и приятный интерфейс, который позволяет быстро освоить приложение (ребенку не приходится долго разбираться в управлении) – все это повышает эффективность передачи информации пользователю. В качестве объекта исследований был выбран школьный курс генетики, так как, с одной стороны, материал трудный для понимания и требует для своего изучения подобных интерактивных программ, с другой стороны - имеет некоторые закономерности, позволяющие выстроить алгоритмы решения поставленных задач. Для разработки программы использовался материал учебников по биологии 9,10,11 классов и учебные пособия по генетике для вузов. Также для освоения принципов решения генетических задач был проработан ряд учебников по подготовке к ЕГЭ и для поступающих в вузы. На основе полученных знаний и опыта были разработаны алгоритмы работы программы и прототип ее визуального исполнения. Программа отображает теоретическое распределение генотипа и фенотипа при создании нового организма. Сознательным ограничением программы на настоящем этапе является ограничение развития организма его рождением, так как на существо в процессе последующего онтогенеза начинают влиять слишком много внешних условий и вероятности значительно усложняют возможность рассчитать какие-либо дальнейшие его признаки. В проекте предметом исследования является применение «биоконструкторов» в процессе обучения школьников курсу генетики в кабинете биологии. В связи с сегодняшним интенсивным использованием молодым поколением компьютерных технологий, скорость их освоения в обучении крайне высока. В отличие от использования программы в домашних условиях, «игра» под наблюдением учителя может стать эффективным инструментом преподавания. В основе программы лежит язык разметки HTML, а также CSS и язык программирования JavaScript. Для разработки программы брались уже известные данные (количество хромосом человека, взаимодействие его генов, отвечающих за пол, цвет кожи, наследственные болезни) и по ним составлялись алгоритмы или признаки, которые пользователь будет выбирать вручную (либо пользователь сможет создать свое существо с абстрактными признаками). Рассматривались множественные варианты распределения генов по хромосомам, варианты их взаимодействий и передачи. В основу программы-прототипа войдут несколько базовых типов задач: задачи на первый закон Менделя "О единообразии потомков первого поколения", второй - "Расщепления признаков", и третий - "О независимом наследовании признаков", а также скрещивания с неполным доминированием. Были воспроизведены модели, отображающие генетические процессы в организмах, и таблицы, выявляющие результат (генотипы и фенотипы полученного потомства), для наглядности предоставляемой информации. Подобные технологии для своей разработки требуют мощных компьютерных ресурсов, большого количества свободного времени и базовых знаний в области генетики, а также навыка программирования. Готовая программа планируется как общедоступное кросс-платформенное сетевое приложение, использующее игровые и обучающие элементы. Для использования готового продукта необходим компьютер или мобильный гаджет с установленным браузером и некая теоретическая база.