Использование компьютерных технологий при изучении раздела “Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники”

Загрузка...

Целью работы являлось: разработка методики, основанной на использовании новых информационных технологий и сравнение ее эффективности с традиционной методикой обучения на примере изучения раздела «Ботаника». Для реализации цели исследования были поставлены следующие задачи.

АНАЛИЗ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ УЧЕБНЫХ ПОСОБИЙ ПО БИОЛОГИИ

Пронизывая все сферы общественной жизни, компьютерная коммуникация не может не затрагивать образование. Закономерно, что педагоги все чаще обращают внимание на эту динамичную область научно- технического прогресса, которая стимулирует радикальное изменение практики образования.

Установлено, что в случае применения программных средств на уроках повышается качество обучения за счет его индивидуализации, постоянного контроля качества знаний на каждом этапе. Кроме этого, сокращается время обучения за счет уменьшения времени на технические операции (например, вычисления), мгновенной реакции программы на допущенные ошибки, различного темпа обучения, с учетом уровня знаний [9, 10].

Использование электронных учебников (ЭУ) должно максимально облегчить понимание и запоминание (причем активное, а не пассивное) наиболее существенных понятий, утверждений и примеров, вовлекая в процесс обучения иные, нежели обычный учебник, возможности человеческого мозга, в частности, слуховую и эмоциональную [21].

В настоящее время и существует целый ряд электронных учебных пособий по биологии, в той или иной степени пригодных для использования на уроках, при выполнении домашних работ или самообразования. Но многие из них не всегда методически продуманны и не реализуют тех возможностей, которые предоставляют современные компьютерные средства обучения.

Учитывая новизну и сложность этой проблемы, ее решение требует экспериментального поиска на основе имеющегося в системе образования опыта работы с информационными технологиями [9, 13].

При этом должна быть решена проблема содержания образования на современном этапе, соотношения традиционных составляющих учебного процесса и новых информационных технологий, новых взаимоотношений учащегося, учителя и образовательной среды.

Поэтому, подводя итоги можно сказать, что

требуется более пристальный взгляд на разработку ЭУ, т.к. компьютер делает обучение более простым и интересным;

необходима экспертиза качества курсов и, в соответствии с этим, рекомендации к использованию в учебных заведениях;

нужна апробация во многих учебных заведениях, чтобы получить информацию по доработке. (Поэтому требуется широкое распространение и доступная цена.)

необходима подготовка преподавателей для эксплуатации ЭУ и главное, разработка методики преподавания на уроках с использованием мультимедиа.

Использование компьютера в обучении биологии

В качестве синонима термину «технические средства информационных технологий» используют «компьютер с периферийными устройствами» или более короткий термин «компьютерная техника», понимая, что периферийные устройства могут использоваться только в сочетании с компьютером. Постоянное и быстрое обновление компьютерной техники делает нецелесообразным описание устройств конкретных производителей. В то же время особенности устройства и функционирования различных средств аппаратного обеспечения информационных технологий входят в предметную область школьного курса информатики. Учитывая это, логично остановится на особенностях компьютерной техники, наиболее значимых в контексте применения при обучении биологии.

Исходя из определения информационной технологии как совокупности последовательных операций с информации, всю компьютерную технику можно разделить на устройства ввода (клавиатура, фотоаппарат, сканер, видеокамера, микроскоп) и вывода (предъявления) информации (интерактивная доска, видеопроектор, телемонитор). К устройствам обработки, накопления, хранения и передачи информации относится компьютер, объединённый телекоммуникационными сетями с компьютерами других пользователей. Для хранения больших объёмов учебной информации иногда используют внешние накопители (винчестеры) и флэш-память.

Как средство обучения компьютерную технику можно классифицировать на три группы. К одной группе относят универсальные устройства, предназначенные для применения на уроках по любому учебному предмету в качестве средства предъявления учебной информации. Это видеопроектор, интерактивная доска и телемонитор. Специально предназначены для обучения биологии цифровой микроскоп и лаборатория «Архимед».

Сканер и принтер, наряду с фотоаппаратом и видеокамерой, используются учителем и учащимися на стадии подготовки к уроку. Фотоаппарат и видеокамера также могут применяться в качестве средств обучения. Но их использование ограничено внешкольными и внеурочными занятиями с небольшими группами увлечённых биологией учащихся. Возможно, в недалёком будущем эти средства фиксации, документирования визуальной информации найдут широкое применение и на уроках.

Для проведения на уроке биологии мультимедийной лабораторной или практической работ классная комната может быть оснащена комплексом из нескольких компьютеров, объединённых в локальную сеть.

Чтобы повысить информационную оснащённость процесса обучения учителя и учащиеся используют глобальную компьютерную сеть, объединённую телекоммуникационной системой Интернет. Учебная информация, которую позволяет получить Интернет, всё чаще находит применение на уроках биологии. Однако обращение к Интернету непосредственно на уроке пока ещё не распространено в российских школах вследствие причин технического и технологического характера. Поэтому Интернет следует отнести к техническим средствам, обеспечивающим процесс обучения, но пока не включённым в него непосредственно в качестве средства обучения.

Учитывая различную потребность учителя в средствах обучения на уроках биологии, в данной главе будут рассмотрены только те из них, которые используются регулярно и систематически как для проведения занятий, так и для подготовки к ним.

Второй важной составляющей информационных технологий, возможности которых используются для обучения биологии, наряду с техническими (аппаратными) средствами является программная составляющая. Сюда относятся программы, разработанные специально для целей образования (например, образовательные среды, электронные школы др.) и сервисные программы общего назначения.

ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ БИОЛОГИИ

Компьютер в сочетании с различными периферийными устройствами используется в образовании в качестве: а) объекта изучения (учебный предмет «информатика»); б) элемента системы управления образованием (подготовка и хранение документов, приём, передача и представление управляющей информации, база данных); в) элемента системы управления обучением (тестирование, электронный дневник и журнал); г) элемента системы информационного обеспечения учебного процесса (подготовка методической документации, дидактических материалов; приём, обработка, передача и хранение учебной и учебно-методической информации); д) средства обучения (наглядное представление информации, контроль и оценка достижений учащихся, моделирование и имитация деятельности); е) средства воспитания (личный архив, компьютерные игры, удалённое общение, самообучение, поиск информации); ж) средства научно-педагогической деятельности (поиск, обработка, хранение и передачи исследовательской информации)46.

Использование компьютера в качестве средства обучения открывает перед учителем широкие возможности по оптимизации учебного процесса за счёт:

инициативности - управления обучающими программами учителем или учащимися, которые имеют возможность в любой момент прервать или приостановить работу программы, задать ей вопросы, просить о помощи, возвратиться в любую исходную точку и т.д.;

индивидуализации - возможности настраивать, адаптировать обучающие программы, сообразуясь с индивидуальными особенностями и стилем познавательной деятельности отдельного учащегося или группы учащихся, а также с индивидуальным стилем профессиональной деятельности учителя;

интерактивности - наличия обратной связи, возможности обмена информацией между программой и учителем или учащимся.

Применение компьютерных обучающих программ позволяет учителю решать проблемы, возникающие при использовании традиционных средств обучения:

• проблема адаптации учебного материала и способов его подачи в зависимости от

индивидуальных познавательных особенностей учащихся и индивидуального стиля учителя.

Программно-педагогические продукты большинства российских производителей позволяют адаптировать учебный материал применительно к индивидуальным особенностям и запросам учащихся. В качестве примера можно привести информационный продукт компании 1C. Он содержит базовый уровень, снабжённый текстом, таблицами, анимациями, интерактивными рисунками и схемами. На базовом уровне этого материала достаточно для хорошего усвоения знаний. Для реализации повышенного уровня существует система дополнительных статей, справочник. По каждой теме разработан тест с возможностью возвращения и исправления ошибок. Однако при необходимости учитель может заблокировать эту возможность.

Компьютер на занятиях по биологии используют в сочетании:

с проекционной техникой (проектором, телемонитором) - в качестве средства демонстрации фото и видеоизображений биологических объектов и процессов на этапе объяснении нового учебного материала в форме в форме лекции, беседы, рассказа;

с проекционной техникой в сочетании с цифровым микроскопом или лабораторией «Архимед» - в качестве средства демонстрации биологических объектов и процессов, происходящих в реальном времени, на этапе объяснении нового учебного материала в форме лекции, беседы, рассказа;

с проекционной техникой в сочетании с интерактивной доской или телемонитором в качестве средства моделирования разнообразных биологических процессов на этапе объяснении нового учебного материала в форме в форме лекции, беседы, рассказа;

с планшетом или интерактивной доской в сочетании с проекционной техникой – в качестве средства организации коллективной или групповой учебной деятельности с зарисовкой учащимся или учителем биологического объекта, схемы процесса и т.д. на этапе объяснении нового материала в форме в форме лекции, беседы, рассказа;

с устройствами ввода информации (клавиатурой, мышью, интерактивной доской, планшетом) - в качестве средства проверки усвоения материала отдельными учащимися или для самопроверки;

с интерактивной доской и видеопроектором - в качестве средства фронтальной проверки усвоения учебного материала;

с мобильным классом в сочетании с цифровым микроскопом - в качестве средства получения и сохранения информации при проведении лабораторных работ по изучению живых микрообъектов и происходящих с ними процессов;

с мобильным классом в сочетании с лабораторией «Архимед» - в качестве средства получения информации при изучении жизнедеятельности человека, растений, животных и измерению экологических параметров среды обитания на этапе формирования умений и навыков в форме лабораторной работы;

с проекционной техникой в сочетании с мобильным компьютерным классом - в качестве средства сопровождения и управления индивидуальной деятельностью учащихся на этапе формирования умений и навыков в форме лабораторной работы;

с устройствами ввода информации (клавиатурой, мышью, планшетом) - в качестве средства моделирования биологических процессов на этапе формирования умений и навыков в форме лабораторной работы;

с проекционной техникой в сочетании с мобильным компьютерным классом - в качестве средства сопровождения и управления индивидуальной деятельностью учащихся на этапе проверки усвоения учебного материала.

При подготовке к занятиям учитель использует компьютер:

• в сочетании с устройствами ввода информации (сканером, фото и видеокамерой, диктофоном) - в качестве средства ввода и сохранения учебной и учебно-методической информации;

в качестве средства преобразования и подготовки учебной информации для предъявления учащимся;

в сочетании с принтером - в качестве средства преобразования и подготовки раздаточного материала (инструктивных карточек, иллюстраций, тестов, заданий и т.д.)

в сочетании с телекоммуникационной сетью - в качестве средства поиска и обмена учебной и учебно-методической информации с коллегами;

в сочетании с телекоммуникационной сетью - в качестве средства консультативной помощи учащимся при выполнении ими домашних заданий.

ИНТЕРАКТИВНАЯ ДОСКА

Единственное, что отличает «маячковую» интерактивную доску от сенсорной - это настоящие маркеры и губка для удаления надписей с поверхности доски. Всё остальное, включая методы и приёмы работы, возможности применения в качестве средств обучения у данных модификаций идентично.

Подобно графическому планшету интерактивная доска позволяет вводить графическую информацию (текст, рисунки) и представлять визуальную информацию (видео, фотографии, рисунки) большой аудитории. По сути, интерактивная доска - это большой компьютерной монитор, который одновременно может выполнять функции мыши, клавиатуры и графического планшета.

В сочетании со специальным программным обеспечением интерактивная доска позволяет учителю в ходе занятия:

делать специальным маркером или рукой пометки, надписи, комментарии, примечания или акцентирующие внимание учащихся «обводки» на выведенном на экране статических и динамических изображениях (текст, рисунки, схемы, фото, видео, и т.д.) – технология «электронные чернила»;

удалять фрагменты выведенного на экране статического и динамического изображения при помощи электронного ластика, функцию которого выполняет рука или пластиковый макет ластика - технология «электронный ластик»;

сохранять в памяти компьютера сделанные электронными чернилами пометки и надписи с тем, чтобы затем разослать по электронной почте учащимся или коллегам, разместить в Интернете, распечатать в виде раздаточного материала, использовать в качестве иллюстраций в других программах и документах и т.д.;

организовывать коллективные просмотры Web-сайтов, видеофильмов, фотографий;

проводить коллективные занятия в виртуальных классах и лабораториях с компьютерными моделями биологических объектов и процессов;

свободно перемещаться по классу при демонстрации изображений биологических объектов и при коллективной работе с ними;

с помощью коллекции шаблонов и изображений разрабатывать оригинальные задания упражнений и проверки усвоения учебного материала;

с помощью встроенного в программное обеспечение инструментария для обогащения дидактического материала разрабатывать оригинальные презентации;

демонстрировать мультимедийные презентации;

сохранять сделанные на уроке и записанные на доске комментарии для использования их в других классах или в следующем учебном году;

акцентировать внимание учащихся на любом участке изображения, выведенного на интерактивную доску, при помощи виртуальной лупы, выборочного затенения отдельных фрагментов изображения, или выделяя при помощи виртуального фонарика (маркера) участки полностью затененного изображения;

управлять программным обеспечением при помощи маркера или пальцем при подготовке слайдов, редактировании документов, выполнении тестовых заданий, управлении воспроизведением аудио- и видеофрагментов, перетаскивать, масштабировать и поворачивать объекты, работать с любыми компонентами пользовательского диалога, проецируемыми на поверхность доски; набирать текст касаниями маркера на клавишах виртуальной клавиатуры.

Применение интерактивной доски позволяет учителю сделать процесс обучения:

конструктивным, так как учащимся предоставляется возможность выбора и обработки информации, достижение результатов через деятельное освоение знания;

активным, так как обеспечивает учащимися восприятие учебного материала не пассивно, на уровне репродукции, а путём непосредственного, творческого участия в организации усвоения, в конструировании творческих заданий, их выполнении и оценивании собственных учебных достижений;

коллективным, так как в образовательный процесс вовлекается весь класс, а учитель имеет возможность привлекать внимание учащихся к различным свойствам изучаемого биологического объекта и по собственному усмотрению выстраивать взаимодействие отдельных групп учащихся.

Благодаря объединению компьютера и интерактивной доски, учитель может объединить возможности информационных технологий с традиционными формами обучения, вернуть утраченный учителями и учащимися интерес к таким традиционным формам классно-урочной деятельности, как устный и письменный ответы у доски, коллективное обсуждение различных аспектов изучаемого материала и т.д.

Учитель выводит на интерактивную доску несколько задач, вызывает к ней для решения одного или нескольких учащихся, затем после выполнения задания организует дискуссию. Если работа ведется в мобильном классе, объединённом локальной сетью, то демонстрирует результаты работы учащихся, дополняя их своими рукописными и графическими комментариями.

Функциональным дополнением к интерактивной доске является интерактивный планшет, который позволяет учителю контролировать все программы и делать записи и пометки на небольшом экране, находясь при этом в любой точке учебной аудитории, в то время как ученики будут видеть это же изображение на интерактивной доске. Все функции и программы интерактивной доски есть и на интерактивном дисплее планшета. Также как и доска, планшет позволяет делать пометки, рисовать формулы и схемы, подписывать, наносить условные значки на фотоизображения и видеофрагменты.

Важной функциональной особенностью интерактивного планшета является то, что он позволяет учителю работать с классной интерактивной доской, находясь на расстоянии от неё, например, за своим рабочим столом.

В практику образования начинает входить горизонтальная версия интерактивной доски - интерактивные столы, программное обеспечение которых позволяет проецировать на горизонтальную поверхность объёмные изображения любых объектов и производить с ними различные манипуляции, моделируя, например, различные настольные игры, составление пазлов, мозаик, сборку конструкторов, рисование, раскрашивание, лепку и т.д. Для имитации действий с изображёнными на столе объёмными моделями предметов был разработан специальный софт, позволяющий работать в интерактивном режиме не в одно, как на интерактивной доске, а в несколько одновременных касаний. Такие программно-технические возможности интерактивных столов делают их перспективным средством для проведения лабораторных и практических работ по биологии с виртуальными (точнее, визуальными) моделями биологических объектов. Возможно скорое появление интерактивных столов с воспроизведением объёмных голографических моделей различных объектов и возможностью манипуляций с ними.

Существует ещё одна, пока не нашедшая широкого применения в общем образовании разновидность классной электронной доски - копирующая, которая позволяет распечатать одну или даже несколько ксерокопий (с уменьшением до размеров обычного машинописного листа) всего, что написано на такой доске. Копирующий блок сам сканирует надписи и рисунки на поверхности доски, позволяя, по желанию преподавателя, распечатать нужное число копий в качестве раздаточного материала (либо просто для протоколирования сделанных записей), или "перегнать" изображения в подключенный компьютер, чтобы хранить их на жестком диске, а при необходимости добавлять различные замечания и пометки. Эта разновидно

сть электронных досок в силу своей функциональной специфики не нашла такого применения в общеобразовательных учреждениях, как интерактивные доски. Хотя в некоторых вузах - технических, художественно-графических, архитектурных - данная разновидность электронной доски применяется.

МОБИЛЬНЫЙ УЧЕБНЫЙ КЛАСС

Лет десять назад символом и синонимом информатизации общего образования и отдельно взятой школы был компьютерный класс - учебная аудитория, оснащённая объединёнными в локальную сеть компьютерами. Чтобы громоздкие мониторы с электроннолучевыми трубками не закрывали от учителя аудиторию, их ставили по периметру и учащиеся сидели спиной друг к другу, а учитель, передвигаясь по классу за спинами учащихся, наблюдал за происходящими на мониторах событиями. Сначала в компьютерных классах занятия проходили только по информатике. Потом такие классы начали использовать другие учителя-предметники.

Вскоре практика показала, что одной и даже двух аудиторий на школу, в которой все ученические места оснащены компьютерами, для информатизации всех школьных предметов недостаточно.

С появлением на рынке электроники недорогих, простых в эксплуатации и надёжных ноутбуков, которые можно быстро установить на ученических столах в одной аудитории, объединив в локальную сеть при помощи беспроводной связи, а после урока так же быстро убирать, решение было найдено, получив название мобильного учебного класса.

В практике обучения биологии наиболее распространена фронтальная (общеклассная) форма, которая характеризуется совместной работой учащихся всего класса над общим заданием или однотипными заданиями различной сложности, которые учитель распределяет в зависимости от индивидуальных особенностей и подготовленности учащихся. При такой форме организации работы учащиеся работают рядом, но не вместе. От темпов и эффективности работы каждого зависит успешность выполнения задания всем классом.

При традиционном подходе к фронтальной организации учебной деятельности ориентация на среднего учащегося, сложность учета возможностей сильных и слабых учащихся существенно снижают эффективность этой организационной формы обучения. Программно-технические возможности мобильного учебного класса позволяют эффективно преодолевать барьеры на пути полноценного использования сильных сторон фронтальной работы при изучении нового материала, в ходе проверки знаний и их закрепления. У учителя появляется возможность сочетать фронтальную и индивидуальную работу учащихся наилучшим образом, так, что индивидуальная работа является продолжением фронтальной и затем снова сводится к ней. Это достигается за счёт реализации разнообразных возможностей мобильного учебного класса.

Во время выполнения индивидуальных заданий (например, лабораторной работы) учитель может получить на своём ноутбуке изображения экранов ученических компьютеров в виде отдельных миниатюрных окон (при индивидуальной работе) или объединённых в группы (соответственно разделению учащихся при групповой работе) окон, что позволяет учителю контролировать самостоятельную работу учащихся в реальном времени. Одновременно просматривая происходящее на всех мобильных компьютерах класса в режиме уменьшенных окон, учитель в любой момент может подключиться к ноутбукам учащихся для оказания помощи в выполнении задания, внести коррективы в содержание ответа или задания.

Во время изучения нового материала учитель может вывести одновременно на ноутбуки учащихся любую статическую или динамическую информацию со своего компьютера, делая лекцию, рассказ или беседу интересной и содержательной. При демонстрации наглядности на индивидуальных мониторах учитель должен учитывать, что учащимся приходится распределять внимание между изображением на экранах и его рассказом. При таком подходе лучше всего не сопровождать рассказ иллюстрациями (или наоборот), а ритмично чередовать устное объяснение учебного материала с демонстрацией изображения на экранах. Возобновляя рассказ после демонстрации изображения, учитель выводит на экраны учащихся заставку с названием понятия, которое будет обсуждаться во время фрагмента рассказа, или, при необходимости, с надписью «внимание на меня».

Объясняя новый материал с использованием атласа, учитель сталкивается с проблемой концентрации внимания на необходимых в данный момент страницах. Использование иллюстрированного учебного пособия первый раз вызывает живой интерес учащегося ко всему пособию и отвлекает учащихся от конкретной учебной задачи. Если учащиеся знакомы с содержанием пособия, то потеря эффекта новизны восприятия иллюстративного материала способна снизить интерес учащихся к учебной информации. Любопытство, любознательность учащихся - серьёзный фактор успеха усвоения нового материала, от которого отказываться не следует. Возможным решением проблемы поддержания интереса за счёт новизны иллюстративного учебного материала является использование мобильного класса в качестве средства представления наглядности. Мобильный класс позволяет демонстрировать только те иллюстрации, которые необходимы учащимся в данный момент урока. Кроме того, компьютерная графика имеет больше возможностей: изображение может быть объёмным, динамичным, озвученным и т.д.

Быстро, эффективно и наглядно провести фронтальный устный опрос позволяет трансляция на все ученические компьютеры текста, схем, таблиц, фотографий и видеофрагментов. Во время такого фронтального опроса внимание учащихся сосредоточено на изображениях, выведенных учителем на экраны ученических компьютеров. При этом у учащихся, как правило, не возникает желания заглянуть в книгу или обратиться за подсказкой к соседу. Для проведения фронтального опроса в устной форме лучше использовать задания средней степени сложности, чтобы все учащиеся могли выслушивать ответы своих одноклассников и участвовать в их обсуждении. Такая форма фронтального опроса основана на сочетании традиционного подхода с компьютерными средствами наглядности, что позволяет разнообразить учебную деятельность. При такой форме работы у учащихся развиваются навыки устного общения.

Заключительные уроки, как правило, проводятся в форме фронтального опроса (тестирования, ответов на открытые вопросы), реже - в форме беседы. Это позволяет не только подвести итоги изучения целого раздела или темы, но и оценить успешность усвоения учебного материала. Однако такие традиционные формы организации урока не способствуют повышению у учащихся интереса к предмету и не позволяют разнообразить учебную деятельность. Кроме того, психологи указывают на повышение уровня тревожности при проведении таких уроков. Игра, викторина, конференция на заключительном уроке создаёт комфортный психологический климат, увлекая учащихся, повышая практическую направленность обучения.

Традиционные средства наглядности (иллюстративные карточки, атласы, таблицы, муляжи, натуральные объекты) являются хорошем подспорьем при проведении таких уроков. Однако при этом «за кадром», как правило, остаётся оценка усвоения материала по изученной теме, что обусловлено разной степенью включённости учащихся в учебную игру, быстротой реакции, особенностями характера и активности учащихся и т.д. В любой игре важен не результат, а процесс и поэтому оценка результатов проблематична. Использование средств ин

формационных технологий (мобильного класса) позволяет не только организовать увлекательную, интересную игру, в ходе которой учащиеся закрепляют знания по теме, но и оценить их успешность в усвоении учебного материала.

При изучении экологии, теории эволюции и генетики учащимся необходимо демонстрировать природные процессы с помощью математического моделирования, которое широко используется в практической экологии. Это не только придаёт изучаемому материалу наглядность, но и знакомит учащихся с элементами работы профессиональных экологов. Например, при изучении устойчивости и динамики численности природных популяций наиболее наглядной иллюстрацией экологических законов являются пищевые отношения по типу «хищник-жертва». Традиционные средства обучения не дают возможности показать учащимся динамику колебания численности в популяциях в течение нескольких поколений.

Особенно это удобно при организации деятельности учащихся по самостоятельному поиску учебной информации по заданной теме с последующим составлением краткого текстового сообщения, заполнением таблицы или подборки фотографий изучаемого объекта в виде тематического альбома. Такая увлекательная работа требует от учащихся не только опыта работы с поисковой программой, но и самоконтроля, умения сосредоточиться на выполнении задания, быстро выбирать требуемую информацию и т.д. Поэтому занятия с поиском учебной информации в Интернет, локальной сети или другом информационном ресурсе лучше проводить в старших классах.

Групповое обучение может быть организовано и в виде соревнования между группами, которые получают однотипные задания по поиску информации, разработке модели (текстовой, графической, рисованной) каких-либо биологических объектов. Причём в ходе групповой работы учителем может быть ограничено непосредственное (устное) общение между учащимися - только посредством переписки по внутрисетевому чату и пересылки друг другу файлов.

ЦИФРОВОЙ МИКРОСКОП

Микроскоп относят к средствам, которые помогают обеспечить наглядность при обучении биологии. Традиционные школьные микроскопы, вооружённые оптикой, отличаются эксплутационными особенностями, которые затрудняют их применение при проведении лабораторных работ. Учителя биологии знают, что традиционные оптические микроскопы требуют установки на ученических партах с учётом источника света, желательно дневного. В разных точках учебной аудитории освещённость разная, что осложняет настройку зеркал. Причём настроенный микроскоп нельзя передвигать, чтобы не сбить настройки света и резкости, о чём часто забывают учащиеся. Другая сложность состоит в том, чтобы понять, что в действительности видят учащиеся в окуляры установленных на их столах микроскопов -пузырёк воздуха, трещину или изучаемый объект.

Увиденное следует зарисовать, а это не всегда получается - не каждый учащийся перерисует в рабочий альбом то, что видно в ограниченном поле окуляра. Осложняет выполнение задания и то, что на парту, как правило, ставят один микроскоп на двоих. Впрочем, установка микроскопа каждому учащемуся тоже не решает проблемы. В этом случае учителю придётся вдвое увеличить время на инспекцию ученических микроскопов по ходу выполнения лабораторной работы. Чтобы учащиеся смогли увидеть «правильное» изображение объекта наблюдения, учитель устанавливает на демонстрационном столе хорошо настроенный микроскоп с чётким изображением микропрепарата. Возникает дополнительная непродуктивная трата времени - по ходу лабораторной работы учащиеся не один раз подходят к эталонному микроскопу, отвлекая друг друга и учителя. Один из возможных итогов такой лабораторной работы - учитель рисует на доске изображение того, что должно быть видно в окуляре, а учащиеся дружно перерисовывают это в рабочие тетради. При участии лаборанта лабораторная работа проходит более организованно. Но даже при этом непозволительно много урочного времени расходуется на решение технических, а не учебных проблем.

Принципиальным программно-техническим решением описанных выше проблем является включение в учебный процесс компьютера в сочетании с цифровым микроскопом, который по сравнению с традиционным микроскопом имеет ряд преимуществ. Такой комплекс позволяет учителю демонстрировать учащимся исследуемые объекты и все производимые с ними действия на мониторе персонального компьютера и/или на проекционном экране, если к компьютеру подключён видеопроектор. Резкость изображения и в цифровом варианте микроскопа также устанавливается при помощи привычных регулировочных винтов.

Цифровой микроскоп снимает некоторые ограничения, предъявляемые традиционным микроскопом к изучаемому объекту. Существенно снижаются требования к освещению изучаемого объекта и к его предварительной подготовке. У учителя появляется возможность демонстрировать учащимся не только микрообъекты, которые можно зафиксировать на предметном столике, но и более крупные объекты. Например, показать микроструктуру поверхности кожи или органов растений, биологические процессы на поверхности почвы, воды и т.д.

Цифровой микроскоп даёт учителю возможность производить фото и видеосъёмку помещённого под объектив микроскопа биообъекта, сохраняя его фото и видеоизображения на жёстком диске компьютера в виде доступных для редактирования и экспорта файлов (статические объекты - в форматах *.jpg и *.Ьмр; процессы - *.avi).

Изучение процессов, протекающих в растениях, в школьном курсе ботаники лабораторными методами затруднено из-за сложности организации наблюдений. Обычно для демонстрации процессов фотосинтеза, прорастания семян, дыхания и т.д. закладка опытов происходит за пять-семь дней до урока по изучению соответствующих тем. Причём при закладке демонстрационного эксперимента желательно участие школьников. Но это опережает изучение материала на уроках. Кроме того, невозможно организовать круглосуточное наблюдение учащимися за изучаемыми процессами. Учитель может только продемонстрировать начальные конечные фазы эксперимента. По сути, при таком традиционном подходе теряется смысл проведения такого эксперимента - учащиеся не имеют возможности увидеть физиологические процессы в динамике. Применение цифрового микроскопа позволяет учителю решить проблему наглядной демонстрации длительных физиологических процессов.

Используя цифровой микроскоп в сочетании с компьютером, учитель получает возможность разрабатывать презентации с оригинальным фото и видеоматериалом, собирая из сделанных фото- и видео-файлов демонстрационные подборки-«диафильмы». При этом, не выходя из программы микроскопа, можно наносить подписи и указатели на фотографиях, копировать части изображения и т.д.

В результате в объективе микроскопа учащихся зачастую оказывается край предметного стекла, пузырёк воздуха, пылинка, которые принимаются за изучаемый объект. В стремлении компенсировать этот недостаток учитель вынужден подходить к каждому ученику, чтобы корректировать его работу по подготовке микропрепарата и настройке микроскопа на изучаемый объект. Это существенно осложняет проведение уроков подобного типа. Использование цифрового микроскопа в сочетании с компьютером, web-камерой и проекционной техникой позволяет решить эту проблему, показав крупным планом все детали лабораторной работы всем учащимся.

Зачастую можно услышать, что использование компьютерных технологий уводит детей от реального мира. Однако такое мнение ошибочно. Напротив, компьютер, проекционная техника, цифровой микроскоп и другие средства информационных технологий позволяют приблизить к учащимся недоступный для демонстрации на уроке мир живой природы. Городские школьники не связаны с живой природой так, как сельские дети. В повседневной, обыденной жизни учащиеся городских школ практически не обращают внимания на окружающий их растительный и животный мир. А учителя городских школ чаще всего не стремятся использовать живые объекты на уроках биологии. Это относится, в том числе, и к самому большому по численности и видовому составу классу животных - Насекомые, которые отличаются небольшими размерами, высокой подвижностью и многочисленными приспособлениями к условиям существования. Компьютерные средства обучения позволяют учителю не только продемонстрировать на уроке живых насекомых, но и способствует формированию у учащихся экологического мировоззрения. Животных демонстрируют учащимся в живом, а не в препарированном виде, а после наблюдения возвращают в среду обитания.

Итак, цифровой микроскоп в сочетании с компьютером и проекционным оборудованием позволяет учителю организовывать различные виды учебной деятельности, реализуя при этом наглядный, практический и словесный методы обучения, как в сочетании, так и по отдельности. Наблюдение за биологическими объектами и процессами при помощи цифрового микроскопа обеспечивает развитие деятельностных методов обучения, от объяснительно-иллюстративного до проблемного и исследовательского. Применение цифрового микроскопа позволяет сделать процесс обучения биологии наглядным, повышает активность и познавательную самостоятельность учащихся, развивая и формируя мотивационную сферу учебной деятельности. Практические методы с применением цифрового микроскопа активизируют творческую инициативу учащихся, формирует у учащихся интерес к профессии исследователя.

ПРЕЗЕНТАЦИИ

Важнейшим свойством презентации как средства обучения является возможность самостоятельной её разработки учителем и/или учащимися, выстраивания зрительного ряда из текста, схем, таблиц, фотографий аудио- и видеофрагментов под конкретные образовательные задачи и наполнения его содержанием, полностью отвечающим условиям конкретной образовательной ситуации. Разработанная учителем презентация - это не только оригинальное средство обучения, который учитель эффективно применяет на занятии и может предложить коллегам, но и творческий продукт, который характеризует его педагогическое мастерство, опыт. Разработка презентации является увлекательным, творческим заданием для учащихся, что делает её эффективным средством обучения биологии. Кроме того, уже разработанная, готовая презентации - это не раз и навсегда созданное, не допускающее изменения, корректуры, правки, модификации средство обучения. Презентация как форма и средство организации зрительного и звукового ряда допускает любые изменения. Эта особенность принципиально отличает от других программно-педагогических продуктов, каковым, собственно, она также является.

Основа презентации - совокупность слайдов (кадров), объединённых в зрительный ряд. По форме представления учебного материала слайды могут быть текстовыми, графическими, включать фотоматериалы, видео- и аудиоинформацию. Чаще всего в практике обучения применяют комбинированные слайды, объединяющие несколько форм подачи учебного материала. Непременным компонентом слайда, как правило, является текст, раскрывающей смысл, назначение экспозиции - совокупности представленного на данном слайде элементов учебного материала - текста, схем, рисунков, фотографий, видео- и аудиоинформации, составляющего единое изображение, которое воспринимается учащимися как целое. Расположение элементов учебного материала на отдельном слайде называется композицией, которая строится по хорошо известным в дизайне правилам, тиражированным в различных методических публикациях в печатных изданиях и в Интернете.

Количество слайдов в презентации, а также продолжительность их демонстрации зависит от содержания и, соответственно, назначения на уроке, и информационной насыщенности. Слайды различаются:

по содержанию (назначению) учебного материала: закреплять уже полученные знания; представлять новый материал; контролировать усвоение знаний; дополнять полученные знания;

по форме представления учебного материала: содержащие текстовой материал (определения, названия, факты, задачи, задания); иллюстративный материал (фотографии, рисунки, таблицы, графики, схемы); видео- и аудиоматериал; комбинированные;

по сопровождению учителем и/или учащимися: предназначенные для демонстрацияслайда с комментариями; для демонстрации слайда без комментариев;

по форме учебной работы с материалом слайда:

в интерактивном режиме, предполагающем изменение содержания слайда в процессе учебной работы с ним: заполнение таблицы, схемы или кроссворда и др.; обозначение частей биологического объекта;

в обычном режиме: ответы на вопросы по иллюстрации или видеофрагменту; комментариипо иллюстрации или видеофрагменту.

При разработке и применении презентации в обучении биологии учитель должен учитывать не только содержание учебного материала, но и индивидуальные особенности учащихся - возрастные, когнитивные, психофизиологические, их интересы и увлечения

Презентации могут быть построены по классической схеме и включать:

•вводную часть, информирующую учащихся о назначении и содержании презентации, всего занятия или его этапа, в ходе которого будет использована данная презентация;

•основную часть, содержащую информацию (текстовую, графическую и т.д.), обеспечивающую достижение основной цели занятия или его этапа (объяснение, закрепление, проверка);

•заключительную часть, позволяющую подвести итоги всего занятия, этапа наглядно представить учащимся домашнее задание.

Презентация может представлять и разрозненный набор слайдов, не объединённый общей идеей зрительный ряд, если такое построение будет соответствовать целям и задачам занятия Проведение урока в игровой форме допускает, в зависимости от содержания изучаемого материала, использование простой, «случайной» подборки изображений, описаний биологических объектов и явлений, которые станут предметом рассмотрения во время дискуссии, викторины, учебного соревнования, деловой игры качестве средства предъявления информации презентации используются на уроках биологии всех типов. В зависимости от типа урока и содержания презентуемого (представляемого) учащимся материала различают:

•объяснительные презентации, содержащие новый учебный материал;

•закрепляющие презентации, включающие задания, упражнения для закрепления, повторения, обобщения и систематизации изученного материала, формирования и закрепления умений

•контролирующие презентации, включающие задания для проверки усвоения учащимися изученного материала - знаний, умений, отношений

•комбинированные презентации, содержащие учебный материал для организации всех этапов обучения - от представления нового до проверки усвоения изученного материала

На учебных занятиях по биологии презентации используются в качестве средства организации деятельности учащихся и учителя и информационной поддержки основных групп методов обучения. Используя презентацию в качестве средства организации учебной деятельности, учитель наглядно представляет учащимся алгоритм её осуществления: содержание, инструменты (программно-технические средства, способы их применения) и порядок выполнения отдельных учебных действий; предполагаемые результаты отдельных учебных действий и всей деятельности; условия учебной деятельности (цель, задачи, ресурсы, этапы, средства и способы).

Под информационной поддержкой деятельности учащихся на занятиях по биологии посредством презентации следует понимать наглядное представление учебной информации, составляющей на данном этапе обучения содержание учебной деятельности и включающей определённую часть содержания биологического образования (знания, умения, отношения).

В зависимости от группы методов обучения, информационно и организационно поддерживаемых презентациями, различают:

презентации для наглядного сопровождения и организации словесных методов обучения: бесед, рассказов, устных опросов, школьных лекций, дискуссий, работы с учебными пособиями и т.д.

презентации для информационного сопровождения и организации наглядных методовобучения: демонстраций опытов с биообъектами и различных моделей (натурных, виртуальных и т.д.) объектов и явлений живой природы, просмотров видео- и фотоматериалов о жизни организмов и их сообществ, наблюдений за биологическими объектами и явлениями в естественных или специально созданных условиях

• презентации для информационного сопровождения и организации практических методов обучения: лабораторных работ, направленных на формирование новых знаний и практических умений, и практических работ, обеспечивающих закрепление, углубление и развитие теоретических знаний в комплексе с формированием необходимых для этого умений

Презентации находят применение и в качестве средства информационной и организационной поддержки различных видов учебной деятельности, различающихся по степени познавательной активности и самостоятельности учащихся и осуществляемых в рамках конкретных методов обучения - информационно-рецептивного, репродуктивного, проблемного изложения, частично-поискового и исследовательского. В зависимости от содержания учебной деятельности, для информационной и организационной поддержки которой предназначается презентация, различают:

•презентации для информационной и организационной поддержки репродуктивной учебной деятельности, которые должны быть составлены так, чтобы обеспечить чувственное восприятие учащимися изучаемых биологических объектов и явлений, взаимодействия с ними. В данном случае содержание презентации ориентировано на формирование у учащихся преимущественно представлений памяти, на основе которых затем, в учебной деятельности более высокого уровня познавательной активности и самостоятельности, учащимися будут сделаны обобщения, усвоены теоретические знания - понятия, причинно-следственные связи, законы и закономерности, теории; зрительный ряд презентаций подобного вида - красочные фотографии, видео- и аудиоматериал, наглядно и разнообразно представляющий изучаемые объекты в необходимых ракурсах и аспектах с необходимыми комментариями, подписями, названиями и т.д.

•презентации для организации и информационной поддержки учебной деятельности обеспечивают создание ситуаций познавательного затруднения (проблемных ситуаций) и организацию частично-поисковой деятельности учащихся. Презентации подобного вида могут содержать как всю информацию, необходимую для создания и разрешения проблемной ситуации, включая алгоритм учебной деятельности в данной ситуации, так и часть информации, что предполагает более активное участие педагога в организации учебной деятельности; презентация должна быть построена так, чтобы у учащихся возникала потребность в поиске недостающей информации; презентация может включать, например, изображения организмов без указания видовой принадлежности, незаполненные или частично заполненные таблицы и/или схемы, видеоматериал без звукового сопровождения или без отдельных фрагментов и т.д.

•презентации для информационной и организационной поддержки учебной деятельности исследовательского уровня обеспечивают учащихся организационной и предметной информацией для решения новых, ранее неизвестных учебных задач. Презентация подобного вида может содержать только алгоритм этапов исследовательской деятельности от осознании проблемы до выдвижения гипотезы и её практической проверки с составлением выводов своего исследования. Презентация может включать только фактический материал (весь и ли только часть), работа с которым и будет составлять содержание самостоятельного исследования по биологии

Презентация может быть комбинированной, объединяя алгоритм исследовательской деятельности с необходимым для исследования фактическим материалом. Презентация подобного вида может быть предназначена как для коллективного, так и для индивидуального просмотра в школьной аудитории с использованием компьютеров мобильного класса или в домашних условиях. Презентация может быть одним из результатов учебного исследования, который представляется учебному коллективу класса для обсуждения и защиты

Итак, презентации являются программным средством информационных технологий, позволяющим учителю биологии создавать оригинальные средства наглядности, которые выполняют на занятиях по биологии две важные функции: средства организации учебной деятельности учащихся и средства обучения, обеспечивая организованный, упорядоченный доступ учащихся к разнообразному эмпирическому и теоретическому учебному материалу, представленному в наглядной форме. Кроме того, презентации открывают возможности для учительского и ученического творчества, способствуя активизации процесса обучения.

Литература

1. Бабанский Ю.К, Методы обучения в современной общеобразовательной школе. - М. Педагогика, 1985.- 185 с.

2. Бархаев Б.П. Педагогическая видеотехнология: Образовательный проект. М. : Педагогика-Пресс, 1996 г.

3. Богданов Н.А. Средства новейших информационных технологий (СПИТ) в обучении биологии. // Актуальные вопросы биологии, химии и экологии: наука и образование. М. 2004.

4. Богданов Н.А. «Обзор программного обеспечения по биологии». Биология в школе, №1 стр. 60. М. 2007.

5. Выготский Л.С. Собрание сочинений В 6 т. М. 1984 г.

6. Давыдов В.В. Теория развивающего обучения. - М. 1996 г.

7. Джуринский А.Н. История образования и педагогической мысли. М. Владос-Пресс, 2003 г. 400 с.

8. Егоров В.В. Телевидение между прошлым и будущим. -М.: Воскресение, 1999 г.

9. Зазнобина Л.С. Школа и СМИ: проблемы взаимодействия // Педагогика. - 1999. - № 5.

10. Зазнобина Л.С. Стандарт медиаобразования, интегрированного с различными школьными дисциплинами. // Стандарты и мониторинг в образовании. - 1998. №3.

11. Зазнобина Л.С. Живая жизнь и "виртуальная реальность": Проблемы содержания медиаобразования в контексте школьного образования. // народное образование 1996. №9.

12. Зайнутдинова Л.Х. Создание и применение электронных учебников. Астрахань. Изд-во "ЦНТЭП", 1999.

13. Кинелев В.Г. Дистанционное образование - образование XXI в. А1та та1ег. -1999. №5.

13. Кузнецов А.А. Сергеева Т.А. Компьютерная программа т дидактика // Информатика и образование. - 1986. - № 2.

14. Куприенко В.Д., Мещерин И.В. Педагогические программные средства: Метод, рекомендации для разработчиков ППС. Ч. II. / Омский гос. пед. ин - т им. А.М. Горького. -Омск, 1991.

15. Ланда Л.Н. Алгоритмизация в обучении / [Под общ, ред. Б.В. Гнеденко и Б.В. Бирюкова]. - М.: Просвещение, 1966.

16. Лысенко А.С. "Дидактические особенности традиционных и компьютерных средств обучения биологии при их комплексном использовании». Проблемы методики обучения биологии и экологии в условиях модернизации образования. // Тесса СПб 2004. 41. Стр 86.

17. Мосолов В.В. Компьютер как средство реализации содержания экологического образования. // Экологическое образование. - 2004 №1.

18. Молчанова Г.В., Крутий И.А. Анализ условий эффективного использования видеоколлекций в учебном процессе. СГУ// Образование - 2000 №1.

19. Мусинова Н.В. Методика использования средств мультимедиа при обучению раздела "Животные".// Проблемы методики обучения биологии и экологии в условиях модернизации образования. // Тесса СПб 2004. 41. Стр 84.

20. Образование и информационная культура: Социологические аспекты // Труды по социологии образования. Том 5. Выпуск 7. /Под ред. В.С. Скобкина. М. Центр социологии образования. РАО, 2004 - 462 с.

21. Палат Е.С. Телекоммуникации в школе. // Информатика и образование. - 1993 - №1 - С. 55-57.

22. Прессман Л.П. Методика применения технических средств обучения: Экранно-звуковые средства обучения. - 2-е изд. - М. Просвещение, 1998.

23. Перспективный комплект учебной вычислительной техники: Исход, требования к изделию, подлежащему разраб.: Проект / НИИ средств обучения и учеб. кн. АПН СССР; разраб.: И.В. Роберт, отв. исполн.: М.В. Рязанский. - М., 1991.

24. Положение о кабинете вычислительной техники всех типов средних учебных заведений / НИИ шк. оборудования и техн. средств обучения АПН СССР; [С.Г. Шаповаленко, Е.П. Смирнов, И.В. Роберт и др.]. М., 1989.

25. Роберт. И.В. Современные информационные технологии в образовании: дидактические проблемы, перспективы использования. — М.: Школа-Пресс, 1994.

26. Роберт И.В. Средства новых информационных технологий - школе // Информатика и образование. 1989. - № 2.

27. Роберт И.В. Экспертно - аналитическая оценка качества программных средств учебного назначения // Пед. информатика. - 1993. - № 1.

28. Свириденко С.С. Современные информационные технологии. - М.: Радио и связь, 1989.

29. Словарь по кибернетике / Под ред. В.С. Михалевича. 2-е изд., перераб., доп. - Киев.: Гл. ред. Укр. Сов. Энциклопедии им. М.П. Бажана, 1989.

30. Смирнов Е.П. О воспитании информационной культуры учащихся средней общеобразовательной школы / НИИ шк. оборудования и техн. средств обучения АПН СССР. - М., 1985.

 

Загрузка...
Комментарии
Отправить