Использование информационных технологий при выполнении лабораторных работ по биологии
статья по биологии

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ  ЛАБОРАТОРНЫХ  РАБОТ

Все новинки технологического прогресса с особым восторгом встречают именно дети. Поэтому очень важно использовать любознательность и высокую познавательную активность учащихся для целенаправленного развития их личности. Именно на уроках под руководством педагога школьники могут научиться использовать компьютерные технологии в образовательных целях, овладеть способами получения информации для решения учебных, а впоследствии и более широкого круга задач, приобрести навыки, обеспечивающие возможность продолжать образование в течение всей жизни.

В настоящее время в образовании идет процесс перехода к стандартам нового поколения, при этом определяется роль информатизации и подтверждается факт вхождения человечества в эпоху глобализации информационных процессов. Только за последнее время повсеместно стали использоваться новые информационные технологии: Интернет, мобильная связь, цифровые технологии. При этом разрабатываемый образовательный стандарт должен стать ответом на вызов современного непрерывно меняющегося мира.

Однако использование в данный момент компьютерных технологий в процессе обучения, в том числе биологии, скорее исключение, чем правило. Кроме того, надо признать, что за последние годы наблюдается снижение интереса учащихся к естествознанию вообще и к биологии в частности, что представляет собой одну из проблем школьного образования. Причины негативных изменений, появившихся в обучении биологии за последние годы, связаны с нарастанием сложности программного материала и сокращением учебного времени на его усвоение, а также недостаточным обеспечением учебного процесса специальным оборудованием.

В настоящее время под информационно-коммуникационной технологией мы понимаем совокупность методов, средств обработки и передачи документированной информации, включая прикладные программные средства, и способы и  порядки их применения. На основании этого, можно сделать вывод, что в современной педагогике одновременно существуют и дополняют друг друга множество различных современных инновационных технологий: интерактивные технологии, личностно-ориентированное обучение, модульное обучение, технологии проектного обучения, компьютерные, здоровьесберегающие технологии и     т. д.

Что касается информационно-коммуникационных технологий, используемых в учебном процессе, то к основным из них чаще всего относят:

1. Офисные технологии, позволяющие подготовить большинство учебных материалов в Word, Excel, PowerPoint, Access;
2. Сетевые технологии, осуществляющие доставку учебных материалов в рамках  локальной школьной и глобальной Интернет сети и регламентирующих доступ к ним;
3. Телекоммуникационные технологии, организующие взаимодействие между  пользователями в рамках электронной почты, телеконференций, форумов и чатов;
4. Средства разработки программных комплексов учебного назначения (от HTML документов до виртуальных миров и виртуальных лабораторий).

Обобщая собственный опыт, отмечу, что в процессе работы сложилась некая система по проведению лабораторных и практических работ на уроках биологии, основанная на использовании следующих инновационных технологий:

1. интерактивные технологии;
2. технологии проектного обучения;
3. компьютерные технологии,

 – это позволяет рационально спланировать процесс обучения  и добиться довольно высоких результатов. Все вышеперечисленные технологии обучения биологии позволяют организовывать такие виды деятельности учащихся, которые характеризуются их позицией на уроке и учитывают индивидуальные потребности и интересы.Кроме того, использование в процессе проведения лабораторных работ компьютерных технологий позволяет принципиально расширить возможности учителя в выборе и реализации средств и методов обучения.

Преимуществами использования компьютерных технологий на уроках биологии являются:

- возможность использования на различных этапах урока;

- многократность использования и необходимость приостановки в нужный момент;

- детализирование изучаемых объектов и их частей;

- восприятие материала на зрительном, слуховом и эмоциональном уровне.

Уроки с использованием электронных изданий вызывают большой эмоциональный подъем и повышают уровень усвоения материала, стимулируют инициативу и творческое мышление.

Так, на этапе подготовки к уроку компьютер предоставляет возможности:

- создавать компьютерные модели конспекта урока, темы, курса в целом;

- максимально целесообразно располагать материал;

- обеспечивать основной материал дополнительной информацией;

- подбирать и систематизировать материал с учетом особенностей класса и отдельных учащихся.

На этапе проведения уроков компьютер позволяет: экономить время; красочно оформлять материал; повышать эмоциональную, эстетическую, научную убедительность преподавания; оптимизировать процесс усвоения знаний, воздействуя на различные анализаторы; индивидуализировать обучение; концентрировать внимание на важнейшей проблеме урока; в любой момент возвращаться к уже знакомому материалу; самостоятельно использовать учебный материал обучающимися.

На этапе методической проработки процесса обучения у учителя появляются дополнительные возможности: накапливать совместные усилия учителей; развивать, модернизировать, корректировать электронные материалы; систематически увеличивать материал; повышать мотивацию преподавания и обучения.

Рассмотрим детально применяемые нами возможности данных технологий на уроках биологии.

Интерактивные технологии – это специальная форма организации познавательной и коммуникативной деятельности, в которой обучающиеся оказываются вовлечёнными в процесс познания, имеют возможность понимать и рефлексировать по поводу того, что они знают и думают. Можно выделить следующие:

1. Творческие задания – задания, которые требуют от учащихся не просто воспроизведения информации, а оригинальной творческой деятельности, что позволяет получить метапредметные результаты при обучении биологии: овладение навыками самостоятельного приобретения новых знаний, самоорганизации, умения предвидеть возможные результаты своих действий.

Например, ученикам предлагаются следующие домашние творческие задания: при изучении «Тема 3. Многообразие живой природы. Усложнение растений в процессе эволюции». Практическая работа  «Распознание важнейших сельскохозяйственных культур на региональном материале» обучающиеся определяют иизучают по предлагаемому справочному материалу, по гербарным образцам и иллюстрациям: класс, семейство, сельскохозяйственное направление предложенных растений. Результаты заносят в таблицу, делают вывод (Какие отрасли растениеводства наиболее развиты в Хакасии? Какие культуры наиболее востребованы в региональном растениеводстве?)

2. Работа в группах – одна из самых популярных стратегий, так как она дает возможность всем обучающимся участвовать в работе, практиковать навыки сотрудничества, межличностного общения (в частности, умение активно слушать, приходить к общему мнению, разрешать возникающие разногласия). В процессе преподавания работа в группах организована нами при выполнении лабораторных и практических работ, экспериментальных заданий; обучающимся предлагаются групповые творческие домашние задания (например, создание самодельных биологических макетов, муляжей  практического применения). Данный подход развивает у обучающихся коммуникативные умения докладывать о результатах своего исследования, использовать справочную литературу, интернет-ресурсы, умения применять теоретические знания на практике.

3. Обучающие игры. Проявлению себя как личности способствует учебная игра – одна из разновидностей интерактивных технологий. Почему игра? Ведь биология – наука серьёзная. Игра для учеников – это еще одна возможность проявить свои творческие способности и параллельно исследовать, экспериментировать, обучаться. В качестве примера из опыта работы можно привести игры: «Турнир биологов - своя игра», «Мой дом и биология в нем», «Что? Где? Когда?» и др.

Проектное обучение в отличие от традиционного обладает рядом преимуществ. Во-первых, это преимущество в том, что организация обучения ориентирована на личность обучающегося. Во-вторых, на разных этапах работы над проектом учащиеся действуют практически самостоятельно. В-третьих, овладение мыслительными процессами определяется как синтез, сравнение, обобщение, классификация, абстрагирование. В-четвертых, растёт интерес к изучаемой дисциплине и мотивация личностного роста. В-пятых, изменяется роль педагога. Для реализации данной технологии при выполнении лабораторных работ обучающимся предлагаются дополнительные задания, требующие применения метода проекта.

Например, в лабораторной работе по изучению памяти обучающимся предлагается следующее задание: выявление объема смысловой, кратковременной и зрительной памяти. Задание выполняется в группах, что позволяет реализовать и дифференциацию обучения.

В процессе работы и обобщения полученных результатов обучающиеся учатся моделировать явления, выдвигать гипотезы, экспериментально проверять их и интерпретировать полученные результаты. Успешно ученики выполняют не только групповые, но и индивидуальные проекты, темы которых выбирают исходя из своих интересов. Например: «Сезонные изменения в природе и их влияние на человека», «Биология в моей специальности» и др.

Организация проектного обучения осуществляется по следующему плану.

1. «Погружение в проект» – ученики «осознают» проблему.

 2. Организационный этап – работа внутри группы, распределяются роли, задания.

3. Исполнительный этап – выдвижение идеи (мозговой штурм), самостоятельное выполнение проектного задания. Учитель лишь контролирует ключевые моменты выполнения проекта.

4. Защита проекта. В своём выступлении ученики дают самооценку своей деятельности. Процесс защиты проекта для учеников – хороший способ развития коммуникативных качеств.

5. Оценивание проектной деятельности. Объектами оценки являются:

1) результативность проектной деятельности;

2) продукт проектной деятельности;

3) продвижение обучающегося (личностные приращения; уровень сформированности ключевых компетентностей учащихся);

4) самостоятельность;

5) актуальная значимость;

6) полнота раскрытия темы.

Преподавание биологии, в силу особенностей самого предмета, представляет собой наиболее благоприятную сферу для применения информационных технологий главным инструментом, которых является компьютер. Без компьютера сегодня обходится редкий урок, потому что это одновременно и ноутбук, и проектор, и интерактивная доска, и микроскоп,  и справочник, и учебник, и средство контроля знаний. При дидактически правильном подходе компьютер активизирует внимание обучающихся, усиливает их мотивацию, развивает познавательные процессы, мышление, внимание, развивает воображение и фантазию, формирует умение ориентироваться в бурном потоке информации, умение выделять главное, обобщать, делать выводы. Для развития познавательной активности и творческого мышления учащихся, на уроке применяются мультимедийные компьютерные программы, открывающие школьникам  доступ к электронным словарям-справочникам, гипертекстовым учебникам и обучающим образовательным сайтам. Электронные учебники по биологии содержат материал нескольких уровней сложности, который сопровождается анимациями, видеосюжетами, гиперссылками, в них предлагаются демонстрации заданий для фронтальной и индивидуальной работы учащихся на уроке, для домашней самостоятельной работы. Использование динамического гипертекста позволяет провести диагностику знаний, а затем автоматически выбрать один из возможных уровней изучения одной и той же темы курса биологии. Все это создает условия для реализации дифференцированного подхода к обучению биологии.

Биология – наука экспериментальная, и её преподавание немыслимо без демонстрационного эксперимента, лабораторных и практических работ. Изучение материала и принципа действия различных биологических приборов – неотъемлемая часть современного урока биологии. Использование компьютера в процессе преподавания биологии позволяет проводить сложные лабораторные практикумы с возможностью моделирования реальных биологических процессов, которые позволяют учащимся воспроизводить на экране компьютера эксперименты, отличающиеся высокой степенью наглядности (например, явления микромира); ученик имеет возможность многократно повторить эксперимент, изменяя исходные параметры. Обычно, изучая тот или иной прибор, учитель демонстрирует его, рассказывает принцип действия, используя при этом модель или схему. Но часто обучающиеся испытывают трудности, пытаясь представить всю цепь процессов, обеспечивающих работу данного прибора. Отдельные компьютерные программы позволяют «собрать» прибор из отдельных деталей, воспроизвести в динамике с оптимальной скоростью процесс, лежащий в основе принципа его действия. При этом также возможно многократное повторение анимации.

Таким образом, в результате применения инновационных технологий в процессе преподавания биологии повышается эффективность усвоения знаний в целом, заинтересованность детей к дальнейшему самостоятельному и более глубокому изучению материала, создаются условия для отношений творческого сотрудничества между педагогом и учеником.  Вышеописанные технологии позволяют учитывать индивидуальные особенности обучающихся, активизировать их познавательный интерес к биологии.В дальнейшем этому свидетельствует увеличение числа учащихся активно участвующих в конкурсах и олимпиадах разного уровня. Обучающиеся не только создают проекты, ведут исследовательскую деятельность, но и успешно защищают свои работы на конференциях, создают интерактивные продукты. Практика показала, что методика использования инновационных технологий преподавания биологии эффективна в сочетании с традиционными формами обучения с соблюдением соответствующего баланса на каждом этапе обучения.