Обобщение педагогического опыта на тему

«Использование  информационных  компьютерных технологий на  уроках  биологии

как  средство  повышения  эффективности

учебно-воспитательного процесса»

учителя биологии и химии

МБОУ Красноватрасской СШ

1 квалификационной категории

Самойлова Елена Юрьевна

Введение

Каким должен быть образец современного урока? Какой должна быть его структура, форма, методика? Каким требованиям он должен отвечать? Сколько толков, шума и споров вокруг всего этого…

Результаты работы учителя оцениваются умениями его учеников, уровнем самодеятельности учащихся на уроке, отношением учащихся к предмету, учителю, друг к другу, воспитательной и развивающей подвижностью личности, возникшей в ходе урока.

В результате моей работы в школе я пришла к выводу, что добиться хороших успехов в обучении можно только путем повышения интереса к своему предмету. Для этого я использую на уроках современные педагогические технологии, в том числе информационно-коммунникационные.

Информационная технология обучения – это педагогическая технология, использующая специальные способы, программные и технические средства (кино-, аудио- и видео средства, компьютеры, телекоммуникационные сети) для работы с информацией.

Как и все методы, методические приемы, средства обучения выполняют триединство дидактических функций, которые, в принципе, остаются неизменными в любом предметном обучении и выполняют триединые функции: обучение, развитие, воспитание в рамках предметной деятельности с учётом использования средств цифровых образовательных ресурсов (ЦОР) и методик информационно-коммуникационных технологий (ИКТ).

Использование ИКТ на уроках биологии позволяет повысить качество обучения предмету; отразить существенные стороны различных объектов, зримо воплотив в жизнь принцип наглядности; выдвинуть на передний план наиболее важные (с точки зрения учебных целей и задач) характеристики изучаемых объектов и явлений природы.

Преподавание биологии в школе подразумевает постоянное сопровождение курса демонстрационным экспериментом. Однако в современной школе проведение экспериментальных работ по предмету часто затруднено из-за недостатка учебного времени, отсутствия современного материально-технического оснащения. И даже при полной укомплектованности лаборатории кабинета требуемыми приборами и материалами, реальный эксперимент требует значительно большего времени как на подготовку и проведение, так и на анализ результатов работы. При этом в силу своей специфики реальный эксперимент часто не реализовывает основное свое предназначение — служить источником знаний.

Многие биологические процессы отличаются сложностью. Дети с образным мышлением тяжело усваивают абстрактные обобщения, без картинки не способны понять процесс, изучить явление. Развитие их абстрактного мышления происходит посредством образов. Мультимедийные анимационные модели позволяют сформировать в сознании учащегося целостную картину биологического процесса, интерактивные модели дают возможность самостоятельно «конструировать» процесс, исправлять свои ошибки, самообучаться.

Одним из достоинств применения мультимедиа технологии в обучении является повышение качества обучения за счет новизны деятельности, интереса к работе с компьютером. Применение компьютера на уроках стало новым методом организации активной и осмысленной работы учащихся, сделав занятия более наглядными и интересными.

ИКТ-технологии применяются мною на различных этапах урока:

1) при объяснении нового материала (цветные рисунки и фото, слайд-шоу, видеофрагменты, 3D–рисунки и модели, анимации короткие, анимации сюжетные, интерактивные модели, интерактивные рисунки, вспомогательный материал) в качестве интерактивной иллюстрации, демонстрируемой с помощью мультимедийного проектора на экран (в настоящее время это актуально вследствие того, что не всегда таблицы и схемы есть в наличие у учителя);

2) при самостоятельном изучении учебного материала учащимися на уроке в ходе выполнения компьютерного эксперимента по заданным преподавателем условиям (в виде рабочих листов или компьютерного тестирования) с получением в итоге вывода по изучаемой теме;

3) при организации исследовательской деятельности в форме лабораторных работ в сочетании с компьютерным и реальным экспериментом. При этом следует отметить, что при использовании компьютера учащийся получает намного больше возможностей самостоятельного планирования экспериментов, их осуществления и анализа результатов по сравнению с реальными лабораторными работами;

4) при повторении, закреплении (задания с выбором ответа, задания с необходимостью ввода числового или словесного ответа с клавиатуры, тематические подборки заданий, задания с использованием фото, видео и анимаций, задания с реакцией на ответ, интерактивные задания, вспомогательный материал) и контроле знаний (тематические наборы тестовых заданий с автоматической проверкой, контрольно-диагностические тесты) на уровнях узнавания, понимания и применения. При выполнении учениками на этих этапах урока виртуальных лабораторных работ и опытов повышается мотивация учащихся — они видят, как могут пригодиться полученные знания в реальной жизни;

5) домашние эксперименты могут быть выполнены учеником по рабочему листу с соответствующей адаптацией и при наличии дома учебного диска по данному курсу.

«Виртуальная лаборатория «представляет собой программно-аппаратный комплекс, позволяющий проводить опыты без непосредственного контакта с реальной установкой или при полном отсутствии таковой. В первом случае мы имеем дело с так называемой лабораторной установкой с удаленным доступом, в состав которой входит реальная лаборатория, программно-аппаратное обеспечение для управления установкой и оцифровки полученных данных, а также средства коммуникации. Во втором случае все процессы моделируются при помощи компьютера» // А.В. Трухин. «Об использовании виртуальных лабораторий в образовании» // Открытое и дистанционное образование. – 2002. – № 4 (8) .

Итак, под виртуальными лабораториями понимается два типа программно-аппаратных комплексов:

1. программное обеспечение, позволяющее моделировать лабораторные опыты – виртуальные лаборатории в узком смысле.

2. лабораторная установка с удаленным доступом (дистанционные лаборатории).

В чём состоят преимущества виртуальных лабораторий перед реальными?

Согласно упомянутому выше источнику, основными преимуществами виртуальных лабораторий являются:

• Отсутствие необходимости приобретения дорогостоящего оборудования и реактивов. Из-за недостаточного финансирования во многих лабораториях установлено старое оборудование, которое может искажать результаты опытов и служить потенциальным источником опасности для обучающихся. Кроме того, в таких областях как, например, химия, кроме оборудования требуются также расходные материалы (реактивы), стоимость которых достаточно высока. Разумеется, компьютерное оборудование и программное обеспечение также стоит недешево, однако универсальность компьютерной техники и ее широкая распространенность компенсируют этот недостаток.

• Возможность моделирования процессов, протекание которых принципиально не- возможно в лабораторных условиях. Наглядная визуализация на экране компьютера. Современные компьютерные технологии позволят пронаблюдать процессы, трудноразличимые в реальных условиях без применения дополнительной техники, например, из-за малых размеров наблюдаемых частиц.

• Возможность проникновения в тонкости процессов и наблюдения происходящего в другом масштабе времени, что актуально для процессов, протекающих за доли секунды или, напротив, длящихся в течение нескольких лет.

• Безопасность. Безопасность является немаловажным плюсом использования виртуальных лабораторий в случаях, где идет работа, например, с высокими напряжениями или химическими веществами.

• В связи с тем, что управлением виртуального процесса занимается компьютер, появляется возможность быстрого проведения серии опытов с различными значениями входных параметров, что часто необходимо для определения зависимостей выходных пара- метров от входных.

• Экономия времени  и  ресурсов  для  ввода  результатов  в  электронный  формат. Некоторые работы требуют последующей обработки достаточно больших массивов полученных цифровых данных, которые выполняются на компьютере после проведения серии экспериментов. Слабым местом в этой последовательности действий при использовании реальной лаборатории является ввод полученной информации в компьютер. В виртуальной лаборатории этот шаг отсутствует, так как данные могут заноситься в электронную таблицу результатов непосредственно при выполнении опытов экспериментатором или автоматически. Таким образом, экономится время и значительно уменьшается про- цент возможных ошибок.

• И, наконец, отдельное и важное преимущество заключается в возможности использования виртуальной лаборатории в дистанционном обучении, когда в принципе отсутствует возможность работы в лабораториях университета.

Примеры виртуальных лабораторий

STAR (Software Tools for Academics and Researchers) – программа Массачусетского технологического института (MIT) по разработке виртуальных лабораторий для исследований и обучения. Деятельность программы заключается в разработке обучающих и исследовательских приложений по общей биологии, биохимии, генетике, гидрологии, в области распределенных вычислений. Большинство приложений реализованы в java либо в html. Официальный сайт программы: http://star.mit.edu.

VirtuLab – проект по разработке виртуальных лабораторных работ для учащихся по физике, химии, биологии, экологии. Виртуальные лабораторные работы реализованы при помощи технологии Flash. Отличаются узкой специализацией, в большинстве случаев линейностью опыта (вся последовательность действий и результаты опыта заданы заранее). Продукты VirtuLab имеют познавательную ценность и решают задачу проведения лабораторных работ при отсутствии необходимого оборудования, например, «Взаимодействия частиц и ядерных реакций»,  «Сравнение молярных теплоемкостей     металлов»,

«Изучение закона Ома для полной цепи», «Знакомство с образцами металлов и сплавов». Официальный сайт проекта VirtuLab: http://www.virtulab.net/.

2D симулятор Algodoo программа имеет очень богатый инструментарий для для физических 2D симуляций: создания различных объектов, механизмов и систем с целью моделирования их свойств и физического взаимодействия. Например, можно создать модель работающих часов, модель планетохода или пневматической винтовки. Программа способна симулировать не только механические процессы, но и оптические, а возможность программирования при помощи скриптового языка Thyme позволяет создавать объекты с оригинальными физическими свойствами, различные функции, эффекты и явления. Также имеется возможность загружать рисунки: рисунок становится объектом симуляции и ему можно задать любые физические свойства. Программа бесплатна. Имеется хранилище algobox, где пользователи могут обмениваться своими моделями.

Официальный сайт программы: http://www.algodoo.com/.

PhET– проект. разработанный Университетом Колорадо. Проект включает в себя множество виртуальных лабораторий, демонстрирующих различные явлений в области физики, биологии, химии, математики, наук о Земле. Опыты имеют высокую познавательную ценность и при этом очень увлекательны.

Официальный сайт проекта: http://phet.colorado.edu/.

Wolfram Demonstrations Project – цель проекта – наглядная демонстрация концепций со- временной науки и техники. Wolfram претендует на роль единой платформы, позволяю- щей создать объединенный каталог онлайновых интерактивных лабораторий. Это, по мнению его разработчиков, позволит пользователям избежать проблем, связанных с применением разнородных обучающих ресурсов и платформ разработки. Для просмотра демонстраций понадобится скачать и установить специальный Wolfram CDF Player. По со- стоянию на июль 2013 г. Wolfram Demonstrations Project обладает внушительным каталогом -- примерно 8900 интерактивных демонстраций. Каталог проекта состоит из 11 основных разделов, относящихся к различным отраслям знания и человеческой деятельности. Здесь есть крупные физические, химические и математические разделы, а также посвященные технике, инженерному делу, социальным наукам.

Официальный сайт проекта: http://demonstrations.wolfram.com/.

Teachmen.ru – разработанный специалистами Челябинского государственного университета проект полностью посвящен физике. Помимо собственно лабораторных работ, здесь можно также найти лекции с наглядными интерактивными элементами.

Примеры лабораторных работ: «Закон сохранения и изменения импульса», «Теплота. внутренняя энергия. работа», «Безопасная радиация».

Официальный сайт проекта: http://teachmen.ru/.

Одним из моих любимых сайтов, с виртуальными лабораторными работами стал сайт http://www.virtulab.net/.

Препарирование лягушки

Многообразие лабораторных работ на этом сайте позволяет выполнять все работы, запланированные программой обучения. Выполнение работ на этом сайте позволяет повысить интерес и мотивацию к изучению биологии и к выполнению, под час, скучных работ. Данный интернет-ресурс повышает и качество обучения биологии, что отражено в диаграмме сравнения качества обученности до использования виртуальных лабораторных и после их использования.

После и до внедрения в уроки биологии виртуальных лабораторных работ было проведено анкетирование учащихся и родителей по удовлетворенности преподаванием биологии и повышения мотивации к учению. Были получены следующие результаты.

Удовлетворенность родителями преподаванием предмета биологии

Уровень мотивации учащихся.

Заключение

На современном этапе развития школьного образования проблема применения компьютерных технологий на уроках приобретает очень большое значение. Информационные технологии дают уникальную возможность развиваться не только ученику, но и учителю. Компьютер не сможет заменить живого слова учителя, но новые ресурсы облегчают труд современного учителя, делают его более интересным, эффективным, повышают мотивацию учащихся к изучению биологии.

Передовые технологии видеосъемки и применение специально разработанной компьютерной графики позволяют проследить за работой организмов как бы «изнутри», открыть их особенности и загадки. Что вызывает большой эмоциональный подъем и повышает уровень усвоения материала, стимулирует инициативу и творческое мышление.

Таким образом, использование ИКТ в процессе обучения биологии повышает его эффективность, делает более наглядным, насыщенным (повышается интенсификация процесса обучения), способствует развитию у школьников различных общеучебных умений, повышает качество обучения, облегчает работу на уроке.

Использование ИКТ на уроках биологии позволяет мне, как учителю, быть в курсе тенденций развития педагогической науки. Повысить профессиональный уровень, расширить кругозор и самое главное позволяет усилить мотивацию учения путем активного диалога ученика с компьютером, путем ориентации учения на успех; усвоить базовые знания по биологии, их систематизировать; сформировать навыки самостоятельной работы с учебником и дополнительной литературой. С использованием ИКТ источником информации является не только учитель, но и сам ученик.

Список  литературы:

1. Биология  и  экология/  Сборник  программ  и  материалов  для  учителя.  —  Н.  Новгород:  Нижегород.  ин-т  развития  образования,  2010.
2. Виртуальная  школа  Кирилла  и  Мефодия:  Уроки  биологии  10  класс  —  М.:  ООО  «Кирилл  и  Мефодий»,  2006.
3. Виртуальная  школа  Кирилла  и  Мефодия:  Уроки  биологии  11  класс  —  М.:  ООО  «Кирилл  и  Мефодий»,  2006
4. Зеер  Э.Ф.,  Личностно-развивающее  профессиональное  образование  /  Э.Ф.  Зеер;  Рос.  гос.  проф.-пед.  ун-т.  —  Екатеринбург:  Издательство  РГППУ,  2006.
5. Федорос  Е.И.,  Нечаева  Г.А.  Экология  в  экспериментах.  —  М.:  «Вентана-Граф»,  2006.