Использование ИКТ в преподавании биологии
материал по биологии на тему

МЦКО

ТЕМА: «ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ПРЕПОДАВАНИИ БИОЛОГИИ»

Лозовская Светлана Анатольевна

учитель биологии ГБОУ СОШ №1283

Москва

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Информационные технологии в преподавании биологии
2. Конкретные примеры использования ИТ:

1.  Использование мультимедиа презентаций

2.2 Применение on-line тестирований

2.3 ЕГЭ по биологии с использованием информационных технологий

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Данная работа направлена на рассмотрение различных способов использования информационных технологий в школе. Более подробно будут раскрыты возможности, преимущества и недостатки, трудности в процессе их применения на уроках биологии в целом и на конкретных примерах.

        Перед тем как перейти к непосредственному рассмотрению информационных технологий, необходимо определить, что же это такое. Под информационной технологией понимают совокупность методов, производственных и программно-технологических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, хранение, обработку, вывод и распространение информации. Информационные технологии предназначены для снижения трудоемкости процессов использования информационных ресурсов.

На современном этапе в преподавании биологии особое внимание уделяется овладению учащимися традиционными методами научного познания окружающего мира: теоретическому и экспериментальному, что не всегда интересно детям с низкой познавательной активностью. Отсюда появляется противоречие между трудностями усвоения учебного материала у большого количества детей с недостаточным познавательным интересом к учебе и необходимостью обеспечить выполнение обязательного образовательного стандарта, а также включения учащихся в активный познавательный процесс.

Разрешить данное противоречие помогает использование новых информационных технологий.

Новые информационные технологии в сфере образования выступают одним из ведущих факторов формирования личности.

Понятие информации является основополагающим в этом процессе.

Так как обучение является передачей информации ученику, то, по определению академика В.Н. Глушкова (информационные технологии - процессы, связанные с переработкой информации), можно сделать вывод о том, что в обучении информационные технологии использовались всегда. Более того, любые методики или педагогические технологии описывают, как переработать и передать информацию, чтобы она была наилучшим образом усвоена учащимися. То есть любая педагогическая технология - это информационная технология. Когда же компьютеры стали настолько широко использоваться в образовании, что появилась необходимость говорить об информационных технологиях обучения, выяснилось, что они давно фактически реализуются в процессах обучения, и тогда появился термин «новая информационная технология обучения».

Таким образом, появление информационных технологий связано с появлением и широким внедрением компьютеров в образовании.

Главное в информационных технологиях - это компьютер с соответствующим техническим и программным обеспечением, отсюда и определение: новые информационные технологии обучения - процесс подготовки и передачи информации обучаемому, средством осуществления, которого является компьютер. Такой подход отражает первоначальное понимание педагогической технологии, как применение технических средств в обучении.

Таким образом, во главе становится процесс обучения со своими особенностями, а компьютер - это мощный инструмент, позволяющий решать новые, ранее не решенные, дидактические задачи.

Использование информационных технологий в учебном процессе можно разделить на два основных направления: использование информационных технологий на уроках и использование информационных технологий для самостоятельной работы или дополнительного углубленного изучения материала.

Производители программных продуктов предлагают широкий выбор мультимедийных программ для обучения. Наиболее часто используемыми в учебном процессе являются обучающе-контролирующие или контролирующие программы. Большинство таких программ работают, как автоматические обучающие системы, и рассчитаны на самостоятельную работу учеников или для использования в компьютерных классах, где роль учителя сводится исключительно к выполнению технических функций по обеспечению работы программ и к консультациям. При таком способе использования, эффективная работа возможна только при владении учеником базовыми знаниями по изучаемому предмету и консультационной поддержке учителя.

Применяя информационные технологии, педагог может столкнуться со следующими трудностями:

• обычно в школе имеется не более двух-трех компьютерных классов;

• сложно составить расписание занятий для разных предметов, т.к. в компьютерных классах в основном ведутся уроки информатики;

• низкая информационная грамотность учителей;

• большинство программ имеет существенные недостатки: полное или частичное несоответствие действующим учебным планам и программам, индивидуальные особенности учащегося не учитываются.

Для преодоления трудностей, возникающих при использовании компьютерных классов, во многих школа создаются специализированные учебно-методические кабинеты, презентационные залы, оборудованные современными техническими средствами, позволяющими проведение групповых занятий с использованием информационных технологий. Эти классы оборудованы проектором с подключенными к нему мощным мультимедийным компьютером, имеющим выход в сеть Internet, видеомагнитофоном, а также имеют мультимедийные библиотеки и полный набор программного обеспечения, позволяющего демонстрировать разнообразный иллюстрационный материал на экране. Некоторые школы оснащают оборудованием специализированные предметные классы.

        Поэтому, при использовании информационных технологий необходимо учитывать наличие как аппаратной составляющей, так и программной.

1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

НА УРОКАХ БИОДОГИИ

Предмет биология и его преподавание обладает рядом существенных особенностей, которые затрудняют обучение и применение информационных технологий:

• при изучении предмета необходимо быстрое восприятие и обработка больших объемов информации учащимися (чаще устной информации или статических схем, рисунков, фотографий);

• школьный предмет «Биология» слабо математизирован и с трудом поддается алгоритмизации, в отличие от физики и математики;

• общая грамотность в области информационных образовательных технологий и техники у методистов и учителей биологии гораздо ниже, чем, например, учителей точных наук;

• в методике обучения биологии велика роль традиции, вследствие чего многие педагогические инновации не оказывают существенного влияния на нее.

В связи с этими особенностями создание хороших обучающих программ очень трудно, или даже невозможно. Но это только отрицательная сторона. Существует множество возможностей проведения уроков биологии с использованием технических и программных средств.

В настоящее время развиваются следующие направления информационных технологий обучения:

1) универсальные информационные технологии (текстовые редакторы, графические пакеты, системы управления базами данных, процессоры электронных таблиц, системы моделирования, экспертные системы и т. п.);

2) компьютерные обучающие и контролирующие программы, компьютерные учебники;

3) мультимедийные программные продукты;

4) компьютерные средства телекоммуникаций.

Эти направления можно реализовать в школе, через следующие виды уроков.

Виды уроков:

Использование собственных программных продуктов.

Каждый учитель может легко освоить пакет программ, входящий в MsOffice. Программы, входящие в данный пакет, позволяют широко использовать визуальный канал. Разнообразие цветовой палитры, анимационные эффекты, возможность создания таблиц, сложных схем и др. - всё это позволяет значительное время удерживать произвольное внимание учащихся на уроке.

Использование ЭР (электронное издание, учебное электронное издание, электронный учебник).

Электронное издание (ЭИ) - совокупность графической, текстовой, цифровой, речевой, музыкальной, видео-, фото- и другой информации, а также печатной документации пользователя. Электронное издание может быть исполнено на любом электронном носителе - магнитном (магнитная лента, магнитный диск и др.), оптическом (CD-ROM, DVD), а также опубликовано в электронной компьютерной сети

Учебное электронное издание (УЭИ) должно содержать систематизированный материал по соответствующей научно-практической области знаний, обеспечивать творческое и активное овладение учащимися знаниями, умениями и навыками в этой области. УЭИ должно отличаться высоким уровнем исполнения и оформления, полнотой информации, качеством методического инструментария, наглядностью, логичностью и последовательностью изложения.

Электронный учебник (ЭУ) - основное УЭИ, созданное на высоком научном и методическом уровне, полностью соответствующее федеральной составляющей дисциплины Государственного образовательного стандарта специальностей и направлений, определяемой дидактическими единицами стандарта и программой.

Интегрированные уроки.

Это, наверное, самая сложная форма работы использования данной технологии. Так как необходимо интегрировать какой-либо предмет с предметом информатика. Такие уроки в школах редкость (именно с предметом информатика), но все же их можно проводить, интегрируя такие предметы как:

информатика - математика

информатика - физика

информатика - химия

информатика - биология

и другие.

Метод проектов

Метод проектов всегда ориентирован на самостоятельную деятельность учащихся - индивидуальную, парную, групповую, которую учащиеся выполняют в течение определенного отрезка времени. В основе метода проектов лежит развитие познавательных навыков учащихся, умений самостоятельно конструировать свои знания, ориентироваться в информационном пространстве, развитие критического и творческого мышления, умение увидеть, сформулировать и решить проблему.

Метод проектов всегда предполагает решение какой-то проблемы.

Решение проблемы предусматривает, с одной стороны, использование совокупности, разнообразных методов, средств обучения, а с другой, предполагает необходимость интегрирования знаний, умений применять знания из различных областей науки, техники, технологии, творческих областей.

Учебный проект - это совместная учебно-познавательная, творческая или игровая деятельность учащихся-партнеров, имеющая общую цель, согласованные методы, способы деятельности, направленная на достижение общего результата по решению какой-либо проблемы, значимой для участников проекта.

Осуществить все эти виды уроков можно через следующие формы работы с техническими средствами.

1. В классе достаточно компьютеров, каждый ученик работает индивидуально под контролем учителя, но такая работа неприемлема во многих школах из-за нехватки рабочих мест.

2. В классе только один компьютер. Использование проектора и экрана дает возможность совмещать на уроке работу с программой и другие формы деятельности:

Ярко и наглядно проиллюстрировать изучаемый материал на большом экране.

Обсуждение просмотренного материала с классом.

Совместное решение предлагаемых заданий.

Индивидуальная работа в тетради, альбоме и др.

 3. В классе несколько компьютеров, за каждым работает одновременно несколько учащихся. Такая форма работы:

Учит детей работать в группе.

Учит словесно выражать свое мнение и слушать других.

Развивает коммуникативные навыки, навыки сотрудничества.

Обычно объединение учеников в группы используется при проведении лабораторных и практических работ на уроках биологии, но возможно применение этой формы занятий и на самостоятельных работах, в том числе носящих творческий характер.

Что же положительного дают такие уроки?

Ребятам очень нравится работать на компьютере, повышается интерес к предмету.

Каждый ученик выбирает себе тот темп, который ему больше подходит, в случае необходимости он может вернуться к тому материалу, который не понял.

Обучение идет индивидуально.

Способствует развитию самостоятельности.

Материал снабжен рисунками, различная цветовая гамма, звуковое сопровождение, если это возможно, все это оказывает положительное воздействие на ученика.

Сочетается контроль и самоконтроль.

Дает возможность быстро и эффективно тестировать.

Электронно-вычислительная техника сегодня - неотъемлемая часть технического оснащения школы. Применение информационных технологий позволило подойти к вопросу обучения биологии с качественно новой стороны.

Использование компьютерных программ решает ряд важных задач:

- делает процесс обучения наглядным;

- повышает объективность оценки ответов;

- позволяет осуществлять индивидуальный подход к обучению;

- сокращает время проверки знаний учащихся.

При создании электронного урока необходимо соблюдать четкость логики изложения теоретического материала с использованием всех цепочек рассуждений с помощью схем; четкость постановки задач, подробное комментирование примеров выполнения заданий, использование различных методов и средств активизации познавательной деятельности обучающихся в учебно-воспитательном процессе (проблемные ситуации, исследование, игра, решение кроссвордов и т.д.).

Уроки с применением компьютерных систем не заменяют учителя, а, наоборот делают общение с учеником более содержательным, индивидуальным и деятельным.

На уроках биологии компьютер можно использовать при проведении лабораторного практикума, контроле знаний учащихся, изучении теоретического материала, в исследовательской деятельности.

Существует достаточно большое количество программ и программных пакетов, предоставляющих возможность подготовки и демонстрации мультимедиа презентаций. Среди них широко распространены программные продукты фирм Microsoft, Macromedia, Corel. Программы последних двух фирм более сложны в использовании, хотя и предоставляют больше возможностей.

Наиболее доступной программой является PowerPoint фирмы Microsoft. Она проста в ее освоении, удобна в использовании и позволяет готовить презентации различного уровня сложности. Функциональных возможностей, предоставляемых программой PowerPoint, в большинстве случаев, вполне

достаточно. С помощью этой программы, для использования на уроках, учителя биологии могут создавать иллюстративные материалы в виде мультимедиа презентаций, которые могут обладать заданной степенью интерактивности.

2. КОНКРЕТНЫЕ ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ПРОЦЕССЕ ПРЕПОДАВАНИЯ БИОЛОГИИ

2.1 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МУЛЬТИМЕДИА ПРЕЗЕНТАЦИЙ

Подготовка иллюстративного материала для уроков – презентаций - начинается с определения целей и задач, которые необходимо выполнить в ходе урока выбора. От этого зависит организация работы на уроке (работа со всем классом сразу или индивидуальная работа в компьютерном классе) и выбор педагогической модели обучения, которая будет реализована в презентации.

Существуют четыре педагогические модели обучения, различающиеся по роли преподавателя и ученика, степени интерактивности и информационной структуре. Наиболее доступными моделями для реализации, используя презентации, являются только две педагогические модели обучения: это линейная модель, которая, в большинстве случаев, используется для подготовки иллюстрационного материала для уроков, и нелинейная модель, реализуемая в материалах для самостоятельной работы.

Презентация состоит из отдельных страниц (слайдов), на которых располагают элементы материала урока. Наполнение презентаций содержанием, один из самых важных этапов. Как известно, до 80% информации об окружающем мире человек получает, анализируя зрительную информацию, и поэтому особое внимание необходимо уделять выбору и организации информации на экране, которая максимально наглядно отражала бы суть изучаемого явления или объекта.

        Далее хотелось бы продемонстрировать презентацию по теме «Пищеварение в кишечнике» для учащихся 8 класса. Для большей наглядности будут представлены фотографии слайдов, которые проиллюстрируют многое возможности использования мультимедиа презентаций (графические изображения, схемы, таблицы и т.д.).

Так же возможности использования мультимедиа презентаций не ограничиваются на учителе. Их возможно использовать для практической работы на уроке и для самостоятельной проектной разработки учащимися дома.

Работая над презентацией или создавая буклет, учащиеся должны придерживаться следующего плана:

1. Цель;
2. Задачи;
3. Введение;
4. Основная часть;
5. Выводы;
6. Литература.

Создавая презентации, учащиеся приобретают навыки работать с дополнительной литературой, отбирать материал, умения работать с персональным компьютером.

2.2 ПРИМЕНЕНИЕ ON-LINE ТЕСТИРОВАНИЙ

        На уроках биологии на данный момент не распространено тестирование учащихся по определенным темам с использованием информационных технологий. Хотя, возможно создание тестов, используя стандартные программные средства, входящие в офисный пакет, например Ms Word, Ms Power Point, Ms Excel. Данные тесты можно использовать в индивидуальной, групповой и коллективной работе учащихся. Тесты могут быть разработаны не только учителем, но и самими учащимися.

        На данный момент в глобальной компьютерной сети Internet можно найти ряд сайтов, которые позволяют проверить знания учащихся в реальном времени, и без помощи учителя предоставить результат тестирования. Такие сайты проверяют знания различного уровня преподавания данного предмета в образовательном учреждении.

        Далее будет приведен пример такого сайта.

        Тесты, расположенные по адресу: http://www.bio.msu.ru/biotest.html, предназначены в основном для проверки знаний и тренировки, поступающих в ВУЗы, но могут быть использованы и в образовательном процессе средней школы.

        Вопросы составлены в полном соответствии с государственной программой, утвержденной для средней школы. Именно по этой программе проводится вступительный экзамен по биологии в Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова.

        Далее будет приведен список тестов, который предоставляет данный ресурс сети:

Ботаника 

Общие вопросы 

Семя 

Корень 

Побег и стебель 

Лист 

Вегетативное размножение растений 

Цветок и плод 

Водоросли 

Мхи 

Папоротникообразные 

Голосеменные 

Покрытосеменные (цветковые) 

Бактерии 

Грибы и лишайники 

Зоология 

Простейшие 

Кишечнополостные 

Плоские черви Круглые черви 

Моллюски 

Членистоногие 

Ракообразные 

Паукообразные 

Насекомые 

Хордовые 

Позвоночные 

Рыбы 

Земноводные 

Пресмыкающиеся 

Птицы 

Млекопитающие 

Анатомия и физиология человека 

Ткани

Нервно-гуморальная регуляция функций 

Железы внутренней секреции 

Кровь 

Кровообращение 

Дыхание 

Пищеварение 

Обмен веществ 

Выделение 

Кожа 

Общая биология 

Эволюционное учение. Развитие органического мира 

Происхождение человека

Основы экологии 

Основы учения о биосфере

Основы цитологии

Размножение и индивидуальное развитие организмов

Основы генетики 

Основы селекции 

Другие тесты по биологии

Тест по биологии 2000 года Государственного централизованного тестирования 

Любителям задач повышенной сложности

Задания  Школьной биологической олимпиады МГУ.

И другое.

2.3 ЕГЭ ПО БИОЛОГИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

        На данный момент предоставляется возможность подготовки к ЕГЭ по биологии не только традиционным способом, но и с использованием информационных технологий. Для этого учащемуся необходим доступ к следующим средствам: к компьютеру, имеющему доступ в Internet и некоторым специализированным программным средствам.

        Вот пример ресурса, предоставленного сетью Internet, который позволяет провести подготовку и проверку знаний по биологии - http://www.alleng.ru/edu/bio2.htm.

        Здесь предоставляется возможность получения файла формата *.pdf, в котором располагается следующая информация:

1. Пояснение к демонстрационному варианту 2009.

2. Инструкция по выполнению работы.

3. Задания части A:

4. Задания части B:

5. Задания части C:

6. Инструкция по проверке и оценке работ учащихся по биологии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В последнее время в среднем образовании остро ощущается уже давно наметившаяся тенденция увеличения необходимого минимума знаний по естественнонаучному циклу школьной программы, в частности по биологии, с одновременным сокращением количества часов, отводимых для предметов этого цикла. Учителя поставлены в сложную ситуацию, когда для получения учениками обязательного минимума знаний, они вынуждены выдавать им большое количество учебного материала, что отрицательно сказывается на качестве образования. Кроме этого современное общество ставит перед учителями задачу развития личностно значимых качеств учеников, а не только передачу знаний.

Один из выходов в сложившейся ситуации это использование современных компьютерных технологий, которые с каждым годом становятся все более доступными для использования. Правильное использование компьютерных технологий позволяет организовать и интенсифицировать деятельность учите-

ля и обучаемого; повысить качество обучения предмету; отразить существенные стороны биологических объектов; выдвинуть на передний план наиболее важные характеристики изучаемых объектов и явлений природы.

Проводимая информатизация среднего образования показала, что чрезмерное и неправильное использование компьютерных технологий не способствует обучению и развитию личности ученика. На сегодняшний день важной задачей учителя становится оптимизация педагогического процесса с использованием потенциала информационных технологий. При правильном использовании, информационные технологии являются мощным средством учебного процесса, однако на разных этапах обучения существуют свои особенности их использования. Следует подчеркнуть, что мнение части педагогов о том, что использование компьютера повышает эффективности учебного процесса, не совсем верно. Сейчас уже накопилось достаточно опыта использования информационных технологий и компьютеров в учебном процессе, и это показало, что само их использование не всегда ведет к повышению эффективности обучения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. «Актуальные проблемы информатизации профессионального образования», материалы республиканской научно-практической конференции, Казань РИЦ «Школа», 2006г -152 с.

2. Апатова Н.В. «Информационные технологии в школьном образовании», М; изд-во РАО, 1994 г -228с.

3. Беспалько В.П. «Программированное обучение: Дидактические основы», М «Вища школа», 1970 г.

4. Захарова И.Г. «Информационные технологии в образовании», М, Издательский центр «Академия», 2005 г - 192 с.

5. «Информатизация общего среднего образования», Научно-методическое пособие /под ред. Д.Ш. Матроса/ - М «Педагогическое общество России», 2004 г - 384 с.

6. Кукушин В.С. «Теория и методика обучения», Ростов-на-Дону «Феникс», 2005 г - 474 с.

7. Методист, научно-методический журнал, № 3, 2005 г.

8. «Подготовка практикоориентированных специалистов для наукоемких производств: инновации, технологии, качество», материалы Межрегиональной научно-практической конференции, Казань, КГТУ, 2006 г - 304 с.

9. Полат Е.С. «Новые педагогические и информационные технологии в системе образования», М, Издательский центр «Академия», 2005 г - 272 с.

10. Соколова И.Ю., Кабанов Г.П. «Качество подготовки специалистов в техническом вузе и технологии обучения», Томск, изд-во ТПУ, 2003 г.

11. Фокин Ю.Г. «Теория и технология обучения: деятельностный подход», М, Издательский центр «Академия», 2006 г - 240 с.

12. Школьные технологии; научно-практический журнал школьного технолога, № 1, 2006 г.

13. Бартенева Т.П., Ремонтов А.П. «Использование информационных компьютерных технологий на уроках биологии», Международный конгресс «Информационные технологии в образовании». — Москва, 2003.

14. Золочевская М.В., Рыкова Л.Л. «Роль и место компьютера в учебно-воспитательном процессе» — Киев, 2002.

15. Смирнов В.А. «Принципы конструирования компьютеризированного курса» // Информатика и образование. 1994. №2.

16. Смирнов В.А. «Пути использования персонального компьютера» // Биология в школе. 1995. №6.

17. Корнер Т.В., Смирнов В.А. «Проблемный семинар как форма обучения учителей использованию ЭВТ в преподавании биологии» // Биология в школе. 1990. №4.

18. «Проблемы компьютеризации обучения предметам естественнонаучного цикла: По материалам телеконференции "ИНФОБИО–97"». – Научно-методический сборник, Сост. Смирнов В.А.. Под редакцией Соломина В.П. СПб.:РГПУ, СЗФ–ИНИНФО, 1998.

19. Смирнов В.А. «Компьютеризация: от энтузиаста–учителя к коллективу единомышленников». - Народное образование, 1992.

20. Смирнов В.А., Соломин В.П. «ЭВТ на уроках биологии», Учебное пособие. — СПб.: Образование, 1997.

21. Смолянинова О.Г. «Мультимедиа в образовании. – Красноярский государственный университет, Красноярск, 2002.

22. Никонова Е.Н. «Определение количества информации в содержании урока». — Системная педагогика. Бюллетень №3. Красноярск, 2004.