Методические рекомендации применения цифровых образовательных медиа-ресурсов на уроках биологии
методическая разработка по биологии

Методические рекомендации применения цифровых образовательных медиа-ресурсов на уроках биологии

         Можно выделить несколько типов урока, на которых используются информационные технологии [15]:

1. Один компьютер (на учительском столе) + интерактивный экран (демонстрационная доска)

2. Компьютерный класс, у каждого есть свой ПК, без выхода в интернет

3. Компьютерный класс, у каждого есть свой ПК, с выходом в интернет

При использовании медиа-ресурсов преимущественно применяется, когда на уроке один компьютер - учителя, и материал воспроизводится с помощью проектора. Актуальность использования программ, позволяющих наглядно продемонстрировать то, что затруднительно продемонстрировать с помощью только учебника или микроскопа (из-за недостатка оборудования, длительность процессов и т.д.), высока.

Интерес у ученика появляется непосредственно от увлеченности самого учителя к своему предмету, его методики преподавания и разнообразных форм и методов обучения, применяемых на уроке, тем самым учитель передает свое отношение как к предмету, так и к необходимости личностного и профессионального саморазвития.

Для педагогов и обучающихся были разработаны и опубликованы множество программ: обучающие, тренинговые, контролирующие (тесты), а также электронные учебники, справочники, и экзаменаторы. Подача материала педагогом на своем предмете происходит с использованием таких технологий, как: презентация, электронные учебники, виртуальные практические и лабораторные работы, тесты, тренинги [15].

Помимо стандартных приемов, используемых педагогами многие годы, для повышения эффективности обучения биологии, можно использовать технологию создания QR-кода для перехода к виртуальному интерактивному источнику информации.

При прохождении новой темы можно использовать технологию дополненной реальности для погружения обучающихся в атмосферу естественнонаучных музеев, ботанического сада, экосистемы леса, пруда, болота и т.д. Учитель может предложить ученикам создать свой виртуальный музей, который позволил бы передвигаться по нему и рассматривать различные объекты.

Использование ЦОР возможно благодаря программам учебных приложений, которые предназначены для самостоятельного изучения и самоконтроля обучающихся, организации их познавательной деятельности.  Их использование доступно на всех этапах урока и в каждой теме предмета биологии.

При демонстрации презентаций целесообразно показывать схемы, таблицы, портреты ученых, видеофрагменты изучаемых объектов, графики. Тесты можно использовать при закреплении материала или проверке домашнего задания. На данный момент создано множество программ, где можно создавать тесты, такие как GOOGLE-форма, или можно создать в самой презентации и выводить правильные ответы с помощью анимации. Благодаря таким формам можно быстро оценить степень подготовленности учеников к уроку [10]

Для закрепления знаний и повышения познавательной деятельности, ученикам предлагаются различные домашние задания, например:

1) составление интерактивных схем;

2) подготовка сообщения в виде презентаций;

3) создание анимационного мультфильма;

4) подготовка аудио-сопровождения на следующий урок по определенной теме.

Обучающиеся, например, с математическими способностями скорее всего выберут подготовку презентаций, составления алгоритмических схем и т.д., а гуманитарий выберет подготовку сообщения, создание мультфильма (требующее большого воображения, как изобразить и представить всем).

Проанализировав научные источники, можно предложить рекомендации по использованию цифровых образовательных медиа-ресурсов на примере урока биологии в 10 классе комбинированного типа на тему «Наследственная изменчивость. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости». Использовался учебник авторской линии: Н. Д. Андреевой 10-11 класс 2013 года [1].

Обучающими задачами данного урока являются определение понятий «мутационная изменчивость», «геном», «хромосомные мутации», «генные мутации», «мутагенез», раскрытие механизмов наследственной изменчивости, ее эволюционной характеристики, раскрытие сущности закона гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова. К развивающим задачам относятся: развитие умений сравнивать, анализировать и обобщать, обосновывать характеристики наследственной изменчивости; использовать положения закона гомологических рядов наследственной изменчивости в объяснении примеров появления мутантных особей со сходными изменениями, применять элементы новых информационных технологий для оптимизации работы с информацией.

В качестве оборудования можно использовать компьютер, проектор, экран, колонки, электронный словарь обучающихся. Наглядными средствами обучения являются карточки с QR-кодом – позволяющие перевести обучающихся в виртуальную лабораторию «Выявление изменчивости у особей одного вида», презентация «Наследственная изменчивость. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости».

На этапе актуализация знаний (5 минут) учителю рекомендуется вывести на слайде презентации тест с выбором одного ответа. Можно использовать следующие тесты:

1. Чем определяются пределы изменчивости?

а) генотипом

б) фенотипом

в) и генотипом и фенотипом

г) не определяется

2. В пределах нормы реакции чаще всего встречается:

а) среднее развитие признака

б) признак не развивается

в) гипертрофическое развитие признака

г) минимальное развитие признака

В случае правильного ответа, изображение варианта ответа начинает двигаться с помощью анимации.

Далее учителю следует организовать индивидуальную работу учащихся на компьютерах (телефонах). На экран выводится ссылка, для перехода на «Vico SmartBoard» (онлайн-класс), где ученикам предлагается нарисовать кластер на тему «Модификационная изменчивость».

По окончании данного этапа урока учитель должен сообщить тему, которую предстоит изучить, и сообщить краткий план работы (ознакомление с понятиями «мутация», «геном», «полиплоидия» и т.д., изучение их характеристик, рассмотрение закона гомологических рядов наследственной изменчивости).

На этапе изучения нового материала (25 минут) учителю рекомендуется включить демонстрацию презентации ««Наследственная изменчивость. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости».

Учитель должен объяснить, что наследственная изменчивость связана с изменением генетического материала особей, затрагивает генотип организма проявляется как мутация (= мутационная изменчивость). Далее он должен информировать учащихся о разновидностях мутаций (геномной, хромосомной и генной), об их отличительных характеристиках, показать цитологические механизмы их образования.

Демонстрируя слайды «Геномные мутации», «Полиплоидия», «Хромосомные мутации» учителю следует предложить учащимся записать в свой электронный словарь для быстрого поиска определение понятий «геном», «гаплоидный набор хромосом», «диплоидный набор хромосом», «полиплоидия», «дупликация», «делеция», «инверсия», «транслокация».

Демонстрируя на слайде таблицу с характеристикой хромосомной мутации, учитель в беседе с учащимися должен выяснить причины хромосомных мутаций.

На этапе представления слайда с генными мутациями учитель должен объяснить их причины и привести примеры, сообщить о классификации мутаций на генеративные, возникающие в половых клетках, передающиеся по наследству при половом размножении, и соматические, происходящие в соматических клетках и наследующиеся в случае бесполого размножения, которое осуществляется с участием мутантных соматических клеток.

Далее, демонстрируя слайд «Мутагенез», учитель может попросить учащихся записать в электронный словарь определение данного понятия, причину их появления, частоту встречаемости, а также понятия «химические мутагены», «физические мутагены», «биологические мутагены».

При этом он должен пояснить, что химическими мутагенами могут быть вещества из группы алкилирующих соединений, азотистых оснований и т.д., биологическими – вирусы, физические – волокна асбеста, ионизирующая радиация, УФ и другие факторы.

Учителю следует показать последний слайд и объяснить закон гомологических рядов наследственной изменчивости. Учитель отмечает, что автор этого закона Н. И. Вавилов подчеркивал, что целые семейства растений характеризуются определенной изменчивостью, проходящей через все роды и виды, составляющей семейство.

На этапе закрепления материала (10 мин) учителю рекомендуется раздать на каждую парту QR-код, для перехода обучающихся на виртуальную лабораторную работу по теме: «Выявление изменчивости у особей одного вида».

Учащиеся на своих мобильных устройствах (планшетах) переходят на страницу виртуальной лаборатории и рассматривают предлагаемые изображения организмов, принадлежащих к одному виду. Они выделяют особенности внешнего строения, общие для всех представителей одного вида, а также особенности строения, по которым они различаются и составляют таблицу. Далее анализируют, по каким признакам проводился отбор, в результате которого были сформированы указанные в таблице сорта и породы.

Для контроля усвоенного материала учителю следует отправить на общую почту класса тестовые задания. Учащиеся отвечают на тестовые вопросы на своих смартфонах и отправляют ответы по почте.

В качестве домашнего задания (1 мин) учителю рекомендуется предложить выбрать из нескольких вариантов задания с использованием медиа-ресурсов:

1. Подготовить презентацию по одному из примеров мутации в природе.

2. Создать видеофрагмент или видеофильм на тему "Мутации в природе" с помощью видео-редактора (на выбор ученика) и пояснительными комментариями.

Для подведения итогов урока (3 мин) учитель должен предложить обучающимся перейти по ссылке в GOOGLE-форму для ответа на вопросы:

1. Что больше всего запомнилось?

2. Что больше всего понравилось на уроке?

3. Чего не хватало на уроке?

В конце урока они делают рефлексивный выводы о проделанной работе и отправляют его на почту учителя.

Рекомендации по применению медиа-ресурсов можно предложить на примере комбинированного типа урока биологии в 6 классе на тему «Многообразие птиц и их значение. Птицеводство». Для этого рекомендуется использовать учебник авторской линии В. В. Пасечника [11].

Обучающими задачами данного урока являются характеристика многообразия птиц, формирование представлений об особенностях различных групп птиц, их строения и образа жизни. К развивающим задачам относятся развитие умений сравнивать и анализировать условия среды и образа жизни птиц, обосновывать характеристики их надотрядов.

В качестве оборудования следует использовать компьютер, проектор, экран, колонки, презентацию «Многообразие птиц и их значение. Птицеводство».

Перед началом урока учителю рекомендуется включить запись пения различных птиц, что является «затравкой» урока и предложением учащимся самостоятельно назвать тему урока.

На этапе актуализация знаний (5 минут) учителю следует вывести на слайде презентации внешнее строение птицы и попросить учеников назвать части тела сверху вниз, правильные ответы будут появляться с помощью анимации.

Затем учитель просит учащихся поделиться на 3 группы для командной работы, в течение урока каждая команда будет зарабатывать баллы, позволяющие получить оценку.

На этапе изучения нового материала (25 минут) учитель может включить презентацию «Многообразие птиц и их значение. Птицеводство».

Каждый слайд рекомендуется сделать с аудио сопровождением голоса птицы изучаемого надотряда или отряда (если команда догадается, о ком идет речь, то получает балл, баллы также можно заработать, если назвать представителей отряда птиц).

Учитель должен обратить внимание на отличительные признаки каждой группы птиц, и предложить учащимся их записать.

Демонстрируя слайд «Надотряд Пингвины», учитель может спросить членов ученической команды, что они знают об этих птицах и попросить предположить причину неспособности к полету. Важно обратить внимание на видоизмененные конечности – ласты, форму клюва и оперение.

На этапе представления слайда с «Надотряд Страусовые» учитель должен сообщить, что Надотряд Страусовых объединяет нелетающих африканских страусов, американских нанду, австралийских казуаров, эму и киви. Преподавателю рекомендуется спросить, какая отличительная особенность у Страусовых (если команда правильно ответит, она получает балл). После ответов учащихся рассказать о том, что это самые крупные птицы в современном мире, их отличительная особенность – это слабое развитие передних конечностей и мощное развитие задних (приспособленные к быстрому бегу). Далее учитель может включить короткий видеофильм о представителях данного надотряда, что позволит учащимся получить более полное представление.

Далее на слайде демонстрируется «Надотряд Типичные птицы», учителю рекомендуется показать рисунок с многообразием птиц. Учитель должен рассказать об их строении, видах клюва, местах обитания и приспособлениях.

Заканчивая этап изучения нового материала, учителю следует рассказать о значении птиц в природе, их охране и о птицеводстве, раскрыть понятия «экологические группы птиц» и «порода».

На этапе закрепления изученного материала (15 минут) преподавателю рекомендуется с помощью генератора случайных чисел задать каждой команде для анализа определенный надотряд птиц, учащиеся должны назвать отличительные особенности строения птиц, объяснить, почему они выбрали именно эти особенности, придумать новые приспособления. Работа оценивается в 2 балла (1 балл за отличительные особенности и 1 балл за творческую оригинальность).

Оценки ставятся в соответствии с количеством набранных баллов. Но учащиеся могут отказаться от их оценки, если их она не устраивает.

В качестве домашнего задания (1 мин) учитель может предложить подготовить сообщение по одному из представителей из 3-х надотрядов (их строение, значение в природе и в жизни человека).

В конце урока рекомендуется провести рефлексию (попросить поделиться впечатлениями об уроке).

Итак, использование медиа-ресурсов возможно в разных классах и на всех этапах урока, в сочетании с натуральными средствами наглядности они мотивируют обучающихся, поднимают уровень их познавательного интереса, и в целом повышают продуктивность уроков биологии.

Цифровые образовательные медиа-ресурсы – являются доступным средством обучения, позволяющим эффективно организовать индивидуально-ориентированную репродуктивную и самостоятельную поисковую работу на уроке биологии. Использование медиа-ресурсов позволяет ставить опыты и эксперименты, при нехватке натуральных материалов. Для педагогов и обучающихся разработаны и опубликованы множество программ: обучающие, тренинговые, контролирующие (тесты), а также электронные учебники, справочники, и экзаменаторы.

Анализ научной и методической литературы позволил выделить наиболее удобные в применении средства обучения и технологии, основанные на использовании цифровых образовательных медиаресурсов: электронная библиотека; библиотека электронных наглядных пособий; электронная энциклопедия; репетиторы, тренажеры, практикумы; мультимедийные учебники; виртуальные лаборатории.

В качестве эффективных средств обучения биологии на основе применения цифровых образовательных медиаресурсов можно рассматривать интерактивную доску, виртуальную лабораторию, технологию дополненной реальности, QR-коды, видео/аудио материалы, интерактивные схемы и модели изучаемого объекта, оптимизирующие как изучение материала на уроках биологии, так и контроля, оценивания и самооценивания учебных достижений школьников.

Нами разработаны рекомендации применения учителями биологии цифровых образовательных медиа-ресурсов в разных классах на каждом этапе урока комбинированного типа.

В качестве рекомендуемых приемов использования цифровых образовательных медиаресурсов на уроке биологии, способствующих повышению его результативности, мы определили: использование слайдов презентации для контроля образовательных результатов учащихся (где верные ответы приобретают динамику благодаря анимации); использование ауди сопровождения для определения темы урока биологии, использование ссылок для перехода на «Vico SmartBoard» (онлайн-класс) и для перехода в GOOGLE-форму для ответа на вопросы на этапе контроля или закрепления усвоенного; организация записи учащимся новых понятий в свой электронный словарь по биологии для быстрого поиска; организация использования QR-кода для перехода обучающихся на виртуальную лабораторную работу по биологии.

Список литературы

1. Андреева Н. Д. Биология. 10-11 классы : учеб. для общеобразоват. учреждений (базовый уровень) / Н. Д. Андреева. – 6-е изд., испр. – М. : Мнемозина, 2013 – С. 205-209

2. Борис С. И., Ханнаннов Н. К. «Возможности использования российских электронных изданий на уроках биологии» Газета «Биология», № 6, 2005 год,. Издательский дом «Первое сентября»

3. Власенко И. С. Медиаобразовательные технологии в системе изучения курса "Русский язык и культура речи" в вузе: автореф. дис. ... канд. пед. наук: 13.00.02 / Власенко Иван Сергеевич, - М., 2011

4. Галеева А.Г. Стандарты разработки цифровых образовательных ресурсов // Всероссийская научно-практическая конференция – 2014 г [электронный ресурс] – Режим доступа: https://ntfmfkonf.ucoz.ru/publ/2014/razrabotka_i_primenenie_informacionnykh_tekhnologij_v_obrazovatelnom_processe_problemy_i_perspektivy/standarty_razrabotki_cifrovykh_obrazovatelnykh_resursov/26-1-0-201 (дата обращения: 25.02.2021)

5. Использование педагогических программных средств в образовательной среде школы для формирования универсальных учебных действий// Сборник методических рекомендаций, технологические карты уроков, 2016, № седьмой

6. Князева Г. В. Применение мультимедийных технологий в образовательных учреждениях, научная статься по специальности «Науки по образованию» [электронный ресурс] – Режим доступа: https://clck.ru/MqQpj

7. Кузнецов С. А. Толковый словарь С. А. Кузнецова [электронный ресурс] – Режим доступа: https://cutt.ly/bk9gkmN (дата обращения: 16.02.2021)

8. Кузьмина М. В. Формирование медиакультуры учащихся в процессе создания ими образовательных видеоматериалов: автореф. дис. ... канд. пед. наук: 13.00.01 / Кузьмина Маргарита Витальевна, - М., 2014

9. Москвина Н. В. Технические средства обучения — ИКТ / Москвина Н. В., Горбунова Н. Н. — Текст : непосредственный // Педагогика сегодня: проблемы и решения : материалы V Междунар. науч. конф. (г. Санкт-Петербург, июль 2019 г.). — Санкт-Петербург : Свое издательство, 2019. — С. 47-50. — URL: https://moluch.ru/conf/ped/archive/337/15206/ (дата обращения: 16.04.2021)

10. Некрасова А. Н., Семчук Н. М. Мультимедийные презентации как средство обучения биологии // Научные исследования в образовании, 2010. № 5. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://clck.ru/UKdUL (дата обращения: 16.04.2021)

11. Пасечник В. В., Суматохин С. В., Калинова Г. С. Биология. 7 класс: учебник для общеобразоват. организаций; под ред. В. В. Пасечника. — 3-е изд. — М. : Просвещение, 2014 – С. 208-211

12. Постановление Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 29 декабря 2010 г. N 189 г. Москва "Об утверждении СанПиН 2.4.2.2821-10 "Санитарно-эпидемиологические требования к условиям и организации обучения в общеобразовательных учреждениях [электронный ресурс] – Режим доступа: https://rg.ru/2011/03/16/sanpin-dok.html

13. Смирнов В.А. Научно-методические основы формирования системы обучения биологии в открытом информационном обществе: автореф. дис. ... докт. пед. наук: 13.00.02 / Смирнов Василий Алексеевич, - М., 2000

14. Сурикова Н. Е. Методика разработки и использования цифровых образовательных ресурсов при дистанционном обучении в учреждении среднего профессионального образования: автореф. дис. ... канд. пед. наук: 13.00.08 / Суркова Наталия Евгеньевна, - М., 2007

15. Тищенко А.О. Применение компьютерных технологий на уроках биологии // Научные исследования в образовании, 2010. № 5. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/ar — URL: https://moluch.ru/conf/ped/archive/337/15206/ (дата обращения: 16.04.2021)

16. Филиппов Е. А. Методика использования средств мультимедиа в обучении общей биологии: автореф. дис. ... канд. пед. наук: 13.00.02 / Филиппов Евгений Александрович, - М., 2001.

17. Шагиева А.К Цифровые образовательные ресурсы: Студенческий научный форум – 2015 [электронный ресурс] – Режим доступа: https://clck.ru/JC9fU (дата обращения: 09.04.2021)

18. Щербакова М. А. Формирование творческих способностей учащихся старшего школьного возраста при реализации медиаобразования: автореф. дис. ... канд. пед. наук: 13.00.01 / Щербакова Марина Александровна, - М., 2008

19. Электронное методическое пособие: Использование цифровых образовательных ресурсов на уроках химии как основной компоненты интерактивного урока [электронный ресурс] – Режим доступа: http://gim8.rybadm.ru   (дата обращения: 22.03.2021