Использование ИКТ в биологии
статья по биологии по теме

Использование ИКТ-технологий в обучении биологии.

Клещевская В.И. – учитель биологии МОУ «СОШ № 3»

В Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года поставлена важная задача: подготовить подрастающее поколение к жизни в быстро меняющемся информационном обществе, в мире, в котором ускоряется процесс появления новых знаний, постоянно возникает потребность в новых профессиях, в непрерывном повышении квалификации. И ключевую роль в решении этих задач играет владение современным человеком ИКТ. В связи с изменением доминанты профессиональной деятельности использование информационно-компьютерных технологий открывает для учителя новые возможности в преподавании своего предмета. Изучение любой дисциплины с использованием ИКТ дает детям возможность для размышления, и участия в создании элементов урока, что способствует развитию интереса школьников к предмету. Классические и интегрированные уроки в сопровождении мультимедийных презентаций, on-line тестов и программных продуктов позволили учащимся углубить знания, полученные ранее, как говорится в английской пословице - “Я услышал и забыл, я увидел и запомнил”. Применение информационных технологий дает возможность в большей степени использовать некоторые универсальные особенности личности ребенка – естественный интерес и любопытство ко всему, что лежит вне и внутри их, потребность в общении и игре, стремлении к коллекционированию, порядку, способность создавать неожиданные и эстетически значимые произведения. Основа человеческого развития – стремление и способность к обучению в течение всей жизни – должна закладываться в школе.

Для педагогов существуют различные возможности использования компьютера:

1. использование компьютера для получения и работы с информацией на электронных носителях, из сети Интернет, для реализации общения с целью обмена опытом, методическими разработками и другой документацией;
2. подготовка методических разработок и дидактических материалов к уроку;
3. подготовка и проведение уроков с использованием мультимедиа;
4. компьютерный контроль знаний учащихся;
5. организация внеклассной работы;
6. подготовка к итоговой аттестации;

В последнее время отмечают падение интереса учащихся к изучению естественнонаучных дисциплин. И это печально, поскольку именно они дают знания о Земле как о природном теле, они формируют правильное восприятие окружающего мира. Они играют значительную роль и в формировании личности в целом. Падение интереса к изучению естественнонаучных дисциплин вызвано в первую очередь применением довольно старых наглядных материалов, однообразным использованием учебников, таблиц, схем. Одним из способов повышения интереса к дисциплинам естественнонаучного цикла, углубления знаний учеников по этим предметам является использование современных информационных технологий, в частности компьютерных, на различных стадиях учебного процесса.

Компьютерные средства, используемые в обучении  биологии:

1. Презентации – это электронные диафильмы, которые могут включать в себя анимацию, аудио- и видеофрагменты, элементы интерактивности. Для создания презентаций используются такие программные средства, как PowerPoint или Open Impress. Эти компьютерные средства интересны тем, что их может создать любой учитель, имеющий доступ к персональному компьютеру, причем с минимальными затратами времени на освоение средств создания презентации. Использование программ-презентаций помогает психологически комфортно чувствовать себя учащимся на уроках. Можно неоднократно возвращаться к любому слайду презентации, вникая во все тонкости изучаемого урока. Программное обеспечение MS PowerPoint позволяет к каждому слайду презентации добавлять звуковые файлы. Эти звуковые файлы могут содержать функциональную музыку, позволяющую учащемуся расслабляться, а так же файлы дикторского текста, которые подробно объясняют, то, что в данный момент происходит на экране компьютера. Кроме того, презентации активно используются и для представления ученических проектов.
2. Электронные энциклопедии – являются аналогами обычных справочно-информационных изданий – энциклопедий, словарей, справочников и т.д. Для создания таких энциклопедий используются гипертекстовые системы и языки гипертекстовой разметки, например, HTML. В отличие от своих бумажных аналогов они обладают дополнительными свойствами и возможностями:

1. они обычно поддерживают удобную систему поиска по ключевым словам и понятиям;
2. удобная система навигации на основе гиперссылок;
3. возможность включать в себя аудио- и видеофрагменты.

3. Дидактические материалы – сборники задач, диктантов, упражнений, а также примеров рефератов и сочинений, представленных в электронном виде
4. Программы-тренажеры выполняют функции дидактических материалов и могут отслеживать ход решения и сообщать об ошибках.
5. Системы виртуального эксперимента – это программные комплексы позволяющие обучаемому проводить эксперименты в “виртуальной лаборатории”. Главное их преимущество – они позволяют обучаемому проводить такие эксперименты, которые в реальности были бы невозможны по соображениям безопасности, временным характеристикам и т.п.
6. Программные системы контроля знаний, к которым относятся опросники и тесты. Главное их достоинство – быстрая удобная, беспристрастная и автоматизированная обработка полученных результатов.
7. Электронные учебники и учебные курсы – объединяют в единый комплекс все или несколько вышеописанных типов. Например, обучаемому сначала предлагается просмотреть обучающий курс (презентация), затем проставить виртуальный эксперимент на основе знаний, полученных при просмотре обучающего курса (система виртуального эксперимента). Часто на этом этапе учащемуся доступен также электронный справочник/энциклопедия по изучаемому курсу, и в завершение он должен ответить на набор вопросов и/или решить несколько задач (программные системы контроля знаний).
8. Обучающие игры и развивающие программы – это интерактивные программы с игровым сценарием.

Более подробно остановлюсь на использовании ИКТ – технологий в исследоватеьской и проектной деятельности по биологии в профильном образовании.

Личностная ориентация педагогического процесса диктует перенос акцента с обучающей деятельности учителя на познавательную деятельность учащегося. Это в полной мере можно использовать в проектной деятельности, особенно на старшей ступени образования в условиях введения профильного обучения. В новом варианте базисного учебного плана старшей школы специально предусмотрена, наряду с элективными курсами, проектная и исследовательская деятельность школьников. Важнейшими признаками метода проектов является самостоятельность  и креативность деятельности учащихся.  Функция учителя – управление учебной деятельностью учащегося, а не  управление самим учащимся. Учитель выступает в роли наставника, координатора и помощника.

 Выполнение проекта связано, как правило, с коллективным характером деятельности. В связи с этим, Е.С. Полат дает следующее определение учебным проектам: «Учебный проект – это совместная учебно-познавательная, творческая или игровая деятельность учащихся-партнеров, имеющая общую цель, согласованные методы, способы деятельности, направленная на достижение общего результата деятельности».

Работа в коллективе при выполнении проектов позволяет учащимся объединяться по интересам, обеспечивать распределение ролей, воспитывает чувство долга и ответственности при выполнении заданий в намеченные сроки, способствует развитию коммуникативных навыков. Проектирование связано с построением новых моделей (в настоящее время,  прежде всего информационных, знаковых, реализуемых на компьютере) объектов, процессов и ориентировано на создание определенного образовательного продукта или получение нового знания.

Выполненные школьниками проекты должны иметь личностную или общественную значимость, приводить к реальным результатам, которые можно применять в практической деятельности.

Рассмотрим применение метода проектов на примере изучения биологии в профильном химико-биологическом классе по программе В.Б. Захарова, С.Г. Мамонтова, Н.И. Сонина.

Данный метод эффективен как на уроке (серии уроков) по какой-либо значимой теме, разделу программы, так и во внеклассной деятельности. Работа над проектами способствует:

- расширению кругозора учащихся;

- повышению мотивации к обучению;

- развитию умения работать в коллективе;

- воспитанию самостоятельности;

- развитию творчества;

- возможности самореализации.

Проекты, которые выполняют учащиеся, очень  многообразны по разным параметрам. Проектная деятельность требует большой подготовки. Прежде всего, начинать надо с выбора темы проекта, его типа, определения числа участников, постановки проблемы, помочь учащимся осознать значимость проекта.

На втором этапе реализации проекта необходимо оказать помощь ученикам в подборе источников информации, по возможности предоставить литературу, сайты в Интернете, видеоматериал, составить план работы над выполнением проекта. Учащиеся включаются в работу, они самостоятельно распределяют роли, назначают ответственных за определенный вид деятельности: одни – подбирают теоретический материал, другие – перерабатывают его, анализируют, сокращают, применяют к конкретной теме проекта, третьи – выполняют исследовательскую часть работы.

Очень важно организовать промежуточные обсуждения полученных данных в группах.

Это позволяет организовать планомерную работу над проектом. Учитель наблюдает, делает замечания, дает советы,  корректирует деятельность учащихся по окончательному выполнению и оформлению результатов. Между учителем и учеником возникают связи по обмену информацией. На протяжении всех этапов работы по выполнению проекта происходит интерактивное взаимодействие учителя с учащимися.

По данному алгоритму выполнены информационные проекты по учебным разделам

«Развитие органического мира» и «Антропогенез». Эти разделы в школьном учебнике профильного курса биологии представлены неглубоко, не рассматриваются все аспекты исторического развития природы, очень мало информации по этапам эволюции человека, отсутствует информация по доказательствам происхождения человека, биосоциальной сущности человека, факторам антропогенеза, человеческим расам и их происхождении. В учебнике недостаточно иллюстраций, или они не привлекательны для школьников. Все эти недостатки мы решили поправить, используя метод проектов.

Перед изучением вышеназванных разделов, за 1-1,5 месяца  были предложены темы работ в пределах раздела,  возможность выбора темы и группы по выполнению проекта. Учащиеся всего класса самостоятельно разбились на 5 групп по 4 -5 человек, и приступили к подготовке проекта. Результатом являлся образовательный продукт в виде творческой работы и презентации, выполненной на компьютере.

Современные школьники – дети нового, компьютерного поколения. Поэтому применение компьютерных технологий в проектной деятельности является неоспоримым. Установлено, что при использовании электронных средств обучения запоминаемость увеличивается на 25 – 60%, а объем усваиваемой информации – примерно на 50%.

Учащиеся отрабатывают практические навыки создания собственных мультимедийных презентаций, используют видеосъемку и видеомонтаж с помощью компьютерной техники, умения сканировать изображения, готовить слайды, использовать эффекты анимации и  многое другое.

Весь подготовленный материал был представлен на уроках в форме защиты проектов.

Публичная защита является очень важной частью работы по методу проектов, именно она позволяет учащимся обобщать и систематизировать знания, полученные в ходе работы. Учащиеся на уроках выступали в роли учителя, что также актуально в личностно ориентированном обучении. Каждая группа старалась быть лучшей, в классе витал дух творческого соревнования.

Важный этап работы над проектами  -  оценка результатов. При оценивании результатов проектной деятельности целесообразно использовать рейтинговые виды оценки и элементы самооценивания: что делали, что понравилось, почему, кто внес больший вклад и т.д.  Очень важно дать возможность всем учащимся выразить свое мнение, обменяться впечатлениями. Каждый проект заслуживает похвалы, так как это труд с конечным результатом. Все учебные материалы в дальнейшем используются учащимися при подготовке к зачету по разделу. Презентации передаются в медиотеку кабинета биологии для следующих поколений учеников.

Большинству учащихся такая форма работы нравится, это повышает их учебную мотивацию, и как следствие, качество получаемых знаний. При работе над проектом ученик сам видит (особенно в сравнении с работами своих одноклассников) насколько удачно он поработал. Оценка учителем личностных качеств школьника, проявленных в процессе работы (усидчивость, находчивость, воля и преодоление трудностей, аккуратность и кропотливость, и многие другие), становится для ученика более весомой, чем отметка по предмету по данному разделу. Такой коллективный проект, состоящий из мини-проектов,  изменяет и психологический климат в классе. Ощущается творческий подъем, осознание значимости деятельности каждого члена классного коллектива. В этой связи психолог Л.С. Выготский отмечает, то, что дети могут сделать вместе сегодня, - завтра каждый из них сможет сделать самостоятельно.  

Биология как учебный предмет обладает широкими возможностями для организации исследовательской проектной деятельности. В разделе «Индивидуальное развитие организмов»  дано описание развития разных типов позвоночных животных, материал научный, довольно сложный для изучения и в учебнике не показано практическое применение этих знаний. Мной был предложен проект по изучению эмбриогенеза человека и влиянию тератогенных факторов на развитие зародыша. Цели проекта:

1. Изучить эмбриогенез человека;
2. Сравнить эмбриональное развитие хордовых животных с эмбриональным развитием человека;
3. Показать, что человек являясь биосоциальным существом, подчиняется общим законам природы;
4. Доказать негативное влияние тератогенов на развитие зародыша человека.

Данный проект выполняли четыре ученика, изучив научно-популярную и медицинскую литературу, используя данные Интернета, учебные мультимедийные диски по анатомии и физиологии человека учащиеся представили свою работу в форме презентации. В качестве исследования  использовали статистические данные, которые им предоставили в районной больнице. Кроме этого учащиеся провели интервью с врачом-гинекологом, она на конкретных примерах рассказала о пагубном влиянии наркотических средств на зародыш человека. Данный проект имел не только обучающий характер, но и воспитывающий. Использование видеоматериалов, фотографий последствий «пьяного зачатия» не оставили никого равнодушными к данной проблеме.

Во внеклассной работе проектная деятельность не менее актуальна. Ежегодно старшеклассники участвуют в научно-практических конференциях школы и района , представляя творческие проекты. Такие работы обычно выполняются индивидуально или в паре. Темы проектов они предлагают сами, но весь ход работы согласуется с учителем. Наиболее интересные работы по темам:

1. «Искусство живописать растениями». Ученица изучила приемы ландшафтного дизайна, создала проект озеленения микрорайона школы.
2. « Генетически модифицированные продукты: за и против». Главной проблемой является вопрос: Безопасны ли для здоровья человека продукты, полученные на основе ГМ источников? Ученица привела аргументы за, и против данных продуктов питания, изучила состав некоторых продуктов на содержание ГМ источников, провела социологический опрос среди  населения города разных возрастных групп, беседовала с работниками здравоохранения и торговли. Использовала видеосъемку, фотографирование, составляла сравнительные диаграммы.
3.  «Похудеть до смерти». В мире эталоном моды считались девушки с полупрозрачным телом, высоким ростом, и многие стали стремиться за моделями с обложек журналов. Для некоторых это закончилось болезнью – анорексией. Тема очень актуальна для современной молодежи.
4. « Сахарный диабет – болезнь 21 века». Развитие заболевания, меры профилактики, статистика, социологический опрос легли в основу исследования по данной проблеме.
5. « Жизнь – как она возникла: путем эволюции или сотворением?». Этот вопрос волновал многих ученых разных времен. Ученики, изучив разные источники информации, пытались ответить на этот вопрос.

Все перечисленные проекты выполнены с использованием компьютерной техники и заняли призовые места на районной научно-практической конференции «Старт в науку».

Таким образом, проект формирует невероятное количество умений и навыков, развивает личность школьников, определяет их социальную позицию.

Интеграция педагогических технологий обучения и современных аудиовизуальных, информационных и компьютерных технологий повышает эффективность и качество обучения.

Таким образом, можно сделать вывод , что применение ИКТ-технологий:

1. интенсифицирует передачу информации, значительно расширяет иллюстративный материал, создает проблемные ситуации, усиливает эмоциональный фон обучения, формирует учебную мотивацию у обучаемых, дифференцирует и индивидуализирует учебный процесс;
2. позволяет преподавателю значительно расширить объем изучаемой информации и разнообразить формы, способы ее восприятия учащимися;
3. создает условия для использования наиболее эффективных методов и форм обучения, реализации основных принципов целостного педагогического процесса и правил обучения (от простого к сложному, от близкого к далекому, от конкретного к абстрактному); экономии учебного времени, энергии преподавателя и учащихся за счет уплотнения учебной информации и ускорение темпа;
4. материал, предлагаемый учащимся в такой форме, запоминается намного лучше, чем на традиционных уроках и в конечном итоге приводит к более высокому уровню усвоения предмета.
5. способствует развитию креативности детей через создание образовательных информационных продуктов.
6. способствует психологическому росту личности, развитию навыков самообразования и самовоспитания.