Информационно-коммуникационные технологии на уроках биологии
статья по биологии на тему

ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НА УРОКАХ БИОЛОГИИ

В последнее время отмечается падение интереса учащихся к изучению естественнонаучных дисциплин. Помочь здесь могут современные информационно-коммуникативные технологии (ИКТ), в частности компьютерные, используемые на различных стадиях учебного процесса.

Применение информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) на уроке становится очень распространенным явлением. И правильное использование в учебном процессе компьютера, который является наивысшим техническим средством обучения, позволяет осуществлять учебный процесс в новых условиях, когда учитель перестает быть единственным источником информации для учащихся. Но прежде чем говорить о том, какую важную роль играют ИКТ в том, чтобы методически грамотно подготовить и провести современный урок, необходимо сказать о том, что информационные технологии – это инструмент, который обретает силу лишь при условии правильного подхода к нему и последнее слово всегда останется за личностью, его творческим мышлением.

Использование информационных технологий - это обновление роли учителя, его готовности передавать свои знания и опыт новыми средствами. И поэтому в первую очередь должен быть подготовлен учитель для грамотного использования компьютера в преподавании того или иного предмета.

В процессе обучения ИКТ позволяют повысить интерес и расширить кругозор учащихся по предмету, изменить традиционное преподавание, активизируя все потенциальные возможности ученика посредством смены видов деятельности на уроке.

Использование возможностей компьютерных технологий открывает доступ к справочным системам и электронным библиотекам, позволяет обеспечивать учебный процесс новыми учебными и учебно-методическими ресурсами, развивает творческие способности учащихся.

Биология – учебный предмет, в процессе изучения которого могут быть широко использованы ИКТ. Применение компьютера на уроках биологии позволяет повысить его эффективность, сделать занятия более наглядными и интересными.

Нужно учитывать и то, что на уроке биологии ИКТ не может заменить натуральные объекты, изучение живых организмов в естественной среде обитания. Однако с помощью компьютера можно смоделировать многие сложные биологические процессы и закономерности, помочь в проведении контроля знаний учащихся, организации самостоятельных работ, объяснении и закреплении нового материала.

Информационно-коммуникативные технологии образования – это совокупность организационных форм, педагогических технологий и технологий управления образовательным процессом, которые основаны на использовании современных компьютерных и телекоммуникационных систем и обеспечивают достижение принятого образовательного стандарта всеми обучаемыми.

Главной отличительной чертой использования ИКТ в биологии является перераспределение потоков информации на учебном занятии. Диалог учителя с обучающимися опосредован электронным пособием, который выступает в роли третьего компонента образования, индивидуального (индивидуализированного) для каждого обучающегося. Причем обучающийся превращается тем самым в активного участника образовательного процесса. Активная деятельность обучающегося приводит к значительному повышению его мотивации, стимулирует его активную поисковую познавательную деятельность.

Особенностью преподавания биологии в средней общеобразовательной школе является необходимость демонстрации различных форм наглядности на всех этапах урока: при опросе, при объяснении нового материала и в процессе закрепления новых знаний. Установлено, что эффективность усвоения материала при использовании одних словесных методов изложения возможна в пределах 10-15%, при использовании только зрительной наглядности усвоение возрастает до 25%, а при одновременном предъявлении звуковой и зрительной информации эффективность усвоения материала достигает уже 65%.

На уроках биологии возможно использование следующих видов ИКТ:

- презентации на уроках изучения нового материала;

- включение некоторых фрагментов из электронных учебников на этапе изучения нового материала;

- проведение практических работ.

- при подготовке учащихся к ЕГЭ;

- подготовка разноуровневых контрольных работ, тестов;

- выполнение наглядного материала при оформлении класса.

К наиболее эффективным формам представления материала по биологии, следует отнести мультимедийные презентации. Использование мультимедийных презентаций целесообразно на любом этапе изучения темы и на любом этапе урока. Презентация дает возможность учителю проявить творчество, индивидуальность, избежать формального подхода к проведению уроков. Данная форма позволяет представить учебный материал как систему ярких опорных образов, наполненных исчерпывающей структурированной информацией в алгоритмическом порядке. В этом случае задействуются различные каналы восприятия учащихся, что позволяет заложить информацию не только в фактографическом, но и в ассоциативном виде в память учащихся. Цель такого представления учебной информации - формирование у школьников системы мыслеобразов. Подача учебного материала в виде мультимедийной презентации сокращает время обучения, высвобождает ресурсы здоровья детей. Кроме того, при наличии принтера они легко превращается в твердую копию.

Использование компьютера в учебном процессе дает возможность накопить в банке данных необходимый дидактический материал: варианты контрольных, экзаменационных, самостоятельных работ; подборку задач, упражнений и тестов в бланочном варианте. Использование оргтехники облегчает подбор индивидуальных заданий для учащихся, снимает дефицит в обеспечении школьников учебными пособиями.

В последнее время наблюдается массовое внедрение Интернет в школьное образование. Увеличивается число информационных ресурсов по всем предметам и по биологии в том числе. Нельзя не сказать о значении Интернета для самообразования учителя и использования богатейших ресурсов сети для подготовки к урокам.

Среди комплексных методов обучения биологии можно назвать мультимедийную лекцию и мультимедийную практическую работу, позволяющую осуществить лабораторную работу по биологии и даже виртуальную экскурсию в природу.

Технически мультимедийная лекция может быть реализована в компьютерном классе при работе каждого учащегося за отдельным компьютером или группы по два человека за компьютером, а при использовании мультимедийных проекционных систем – при работе всего класса. Это необходимо для полноценного погружения в виртуальную информационную среду и выполнения всех заданий.

Мультимедийная лекция может быть полностью автоматизирована и сопровождаться заранее записанным текстом или может проходить в сопровождении слов учителя. Мультимедийная программа демонстрирует последовательно кадры, которые раскрывают содержание лекции, определяют задания учащимся, дают оценку их действий и т.п. Школьники под руководством учителя или сама программа автоматически меняют кадры. Продолжительность показа каждого кадра длится не более 1–2 мин, а видеоролика – 5 мин.

Мультимедийная практическая работа может быть реализована в компьютерном классе, где каждый ученик сидит за отдельным компьютером, или группами по два человека за компьютером. Такие работы позволяют моделировать естественные условия, ставить биологические эксперименты, выяснять природные закономерности. Практика показывает, что практические работы с моделями вызывают большой интерес к материалам биологии, мультимедийным методам обучения и образовательному процессу вообще.

Комплекты педагогических программных средств позволяют довести до учащихся огромный поток информации. При этом у школьников развивается зрительная память, акцентируется внимание на важных объектах за счет фрагментальной подачи материала. При работе используются преимущества информационных технологий, заключающиеся в сочетании сразу нескольких компонентов: текста, рисунка, анимации, звукового сопровождения и других элементов.

Количество электронных изданий, предназначенных для школьников, из года в год увеличивается. Изменяется и их качество. Большую роль в этом сыграло появление государственного заказа на создание таких ресурсов.

По биологии на сегодняшний день разработаны некоторые электронные издания. Среди них можно выделить следующие:

- электронные учебники по биологии из серии виртуальная школа «Кирилла и Мефодия» могут успешно дополнять классический вариант урока. Так виртуальные уроки по биологии обеспечат наглядным материалом изучаемую тему. Яркие рисунки с возможностью их изменения и системой самоконтроля будут способствовать быстрому и осмысленному запоминанию изучаемого материала. Организация лабораторных работ по биологии на уроке с использованием лабораторного оборудования не всегда приносит желаемый результат. Учащиеся еще не владеют навыками работы с микроскопом, не всегда правильно определяют объект исследования и на организацию таких уроков затрачивается много времени, а результат не всегда положительный.

Использование иллюстраций виртуального учебника повышает качество проведения лабораторных работ, так как учащиеся в сравнительном плане рассматривают объект под микроскопом и на экране монитора, что позволяет им быстро ориентироваться в натуральном объекте, сравнивать, выделять главное. Организацию таких лабораторных работ можно планировать как групповую работу на основе индивидуальной и выводить учебно-воспитательный процесс на уровень сложной кооперации. Особое значение приобретает такая организация учебно-воспитательной деятельности, когда недостаточно раздаточного материала натуральных объектов или в ходе изучения процессов жизнедеятельности организмов. Электронный учебник способен восполнить эти недостатки.

Использование справочного материала позволить закрепить умения работать с дополнительными источниками информации наряду с учебной и дополнительной литературой. Информация, не прописанная в учебнике, обеспечивает учащимся широту кругозора с одной стороны и не требует дополнительных усилий учителя в организации такой деятельности – с другой.

- «1С: Репетитор. Биология»

Данный мультимедийный курс по биологии рассчитан на самостоятельную подготовку учащихся. Материал курса представлен в той последовательности, по которой проводится обучение в школе, поэтому программа может быть использована при работе в классе и позволяет расширить методические возможности учителя. Дидактический материал состоит из основной части – учебника и дополнительной части: альбома, глоссария, исторических сведений, таблиц.

Учебник содержит основной теоретический материал с гиперссылками. Все части учебника взаимосвязаны, при активизации слов можно открыть или текст по смежной теме, или иллюстрацию из альбома, или исторические сведения и т.д. Навигация по диску удобная, легко переходить с одной страницы на другую, в любой части продукта понятно, в каком разделе находишься.

Издание имеет методические рекомендации по возможности его применения, примеры уроков с использованием различных имеющихся объектов.

Текстовой материал представляет собой полный курс (ботаника, зоология, анатомия и физиология человека, общая биология), содержательно интересен, но использовать на уроках, особенно средней школы, его будет крайне сложно, т.к. текст содержит достаточно большое количество сложных терминов, не изучающихся в школьном курсе. Это хороший материал для самообразования учащихся, учителя, или для классов с углубленным изучением биологии, или для проведения факультативных занятий в старшей школе.

Биографии ученых написаны очень хорошо, познавательно, интересно и направлены на расширение кругозора учащихся, содержат портреты ученых и флаги их стран. Этот материал может быть использован как учителями при объяснении, так и учащимися при написании докладов.

Вспомогательный материал представлен таблицами в справочнике. Использовать таблицы удобно – они копируются, трансформируются, их можно распечатывать или выводить на экран через мультимедиа-проектор.

- Открытая биология 2,5

Авторы рекомендуют этот курс для учащихся средних общеобразовательных школ, лицеев, гимназий, колледжей, для самостоятельного изучения биологии, для работы в локальной сети Интернет. Предлагаемый мультимедийный курс несколько отличается по изложению теоретического материала от традиционного, но, несмотря на это, электронное издание можно использовать на уроках основной школы, а также на факультативных занятиях: курс составлен в соответствии с программами по биологии и включает все разделы. Содержание превышает современный школьный стандарт по биологии для средней школы, оно соответствует уровню поступающих в вузы.

Курс содержит хорошие методические материалы с пробным описанием методик работы с диском, разработками некоторых видов уроков с использованием компьютерных моделей и сравнение эффективности разных составляющих мультимедийного курса при разных режимах использования компьютерной техники на уроке. Имеется примерное поурочное планирование для 5–11 классов с рекомендациями использования данного издания.

В издании приводится перечень рекомендуемой литературы, учебные программы, справочные таблицы, путеводитель по Интернет-ресурсам по биологии (в т.ч. информационные серверы и базы данных, электронные журналы, образовательные сайты и порталы, каталоги web-ссылок на биологические ресурсы).

При актуализации знаний и изложении нового материала возможна опора на приводимые в пособии хорошо продуманные схемы, рисунки, иллюстрации многообразия организмов. Они легко копируются, возможна их трансформация и использование в любых вариантах работы, как в компьютерном классе, так и при использовании компьютера и мультимедиа-проектора.

Представленные в издании фотографии яркие, разнообразные, их удобно использовать при рассмотрении многообразия живого мира и рассказе о редких видах. Фотографиями же проиллюстрировано наружное строение, например, наземных позвоночных животных (земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих).

Интересная методическая находка – совмещение рисунков объектов и их фотографий, сделанных при помощи электронного микроскопа. Таким приемом продемонстрировано строение органелл клетки. Несомненно, это позволяет учащимся разобраться в строении микрообъектов и одновременно лучше понимать схематические рисунки. Также интересно совмещение анимации и фотографий, демонстрирующих развитие побега из почки в Средней полосе России. Происходящие события демонстрируются как синтез визуального и реального изображений.

- «1С: Экология» представляет собой элективный (факультативный) мультимедиа-курс для старшей школы. Пособие состоит из двух частей: общей экологии и социальной экологии и включает текст учебника, большое количество иллюстративного материала, видеосюжеты и фотоальбом, методические и справочные материалы, содержащие информацию об экологических терминах и понятиях, сведения по истории экологической науки, биографии и портреты ученых-экологов.

Курс построен по модульному принципу. Основная часть учебника – теоретический материал с гиперссылками, позволяющими переходить в словарь терминов, биографии ученых и т.д. В текст включены поясняющие рисунки, схемы, фотографии, карты. Помимо основного теоретического материала имеется материал дополнительный – подборки интересных фактов. После статей могут размещаться демонстрации: модели-схемы и подборки сменяющихся слайдов со звуковым сопровождением. Для закрепления и контроля предлагаются экологические задачи и тестовые задания.

Дополнительная часть диска состоит из «галереи» и справочника. В «галерее» собраны все тренажерные тестовые задания и экологические задачи, размещенные в разделах основной части, все фотографии, видеофрагменты, демонстрации и слайд-шоу («Виртуальные экскурсии»), имеются эскизы страниц этих объектов.

Материалы пособия соответствуют обязательному минимуму содержания среднего (полного) общего образования по экологии, а само оно имеет гриф ФЭС Министерства образования и науки «Рекомендовано в качестве учебного пособия». Модульный принцип построения курса позволяет использовать его при работе по любой из действующих программ по экологии для 9-го или 10–11-х классов в сочетании с наиболее распространенными школьными учебниками.

Использование интерактивной доски

В некоторых случаях стать хорошим помощником может интерактивная доска (например, при, так называемом, индуктивном методе преподавания, когда ученики приходят к тем или иным выводам, сортируя полученную информацию). Учитель может по-разному классифицировать материал, используя различные возможности доски: перемещать объекты, работать с цветом, - при этом, привлекая к процессу учеников, которые затем могут самостоятельно работать в небольших группах. Иногда можно снова обращать внимание учащихся на доску, чтобы они поделились своими мыслями и обсудили их перед тем, как продолжить работу. Но важно понимать, что этот эффективность работы с доской во многом зависит от самого преподавателя, от того, как он применяет те или иные ее возможности.

Интерактивная доска - ценный инструмент для обучения всего класса. Это визуальный ресурс, который помогает преподавателю излагать новый материал очень живо и увлекательно. Она позволяет представить информацию с помощью различных мультимедийных ресурсов, преподаватели и учащиеся могут комментировать материал и изучать его максимально подробно. Она может упростить объяснение схем и помочь разобраться в сложной проблеме.

Преподаватели могут использовать доску для того, чтобы сделать представление идей увлекательным и динамичным. Доски позволяют учащимся взаимодействовать или передвигать объекты, создавая новые связи. Преподаватели могут рассуждать вслух, комментируя свои действия, постепенно вовлекать учащихся и побуждать их записывать идеи на доске.

Наличие ноутбука, мультимедийного проектора и интерактивной цифровой доски значительно расширило возможности применения ИКТ в образовательном процессе. Учитель не прикован к своему рабочему месту (компьютеру), что позволяет осуществлять более тесный контакт с аудиторией и незамедлительную обратную связь.

Возможность ведения конспекта урока на доске и последующее хранение в базе данных, позволяет преподавателю всегда иметь возможность вернуться к предыдущему этапу урока и повторить ключевые моменты занятия.

В результате: учебное время урока организуется более рационально; расширились возможности в выборе средств и методов обучения; повысилась мотивация учащихся и их активность на уроке, а как следствие и успеваемость. При этом практически не нарушается привычное течение и комфорт урока.

Преподавание с помощью интерактивной доски имеет следующие преимущества:

- материалы к уроку можно приготовить заранее - это обеспечит хороший темп занятия и сохранит время на обсуждения;

- можно создавать ссылки с одного файла на другой - например, аудио-, видео-файлы или Интернет-страницы. Это позволяет не тратить время на поиск нужных ресурсов;

- поощряет импровизацию и гибкость, позволяя преподавателям рисовать и делать записи поверх любых приложений и веб-ресурсов;

- после занятия файлы можно сохранить в изначальном виде или такими, как они были в конце занятия вместе с дополнениями. Их можно использовать во время проверки знаний учеников.

Анализируя опыт использования ИКТ на различных уроках, можно с уверенностью сказать, что использование информационно-коммуникативных технологий позволяет:

- активизировать познавательную деятельность учащихся;

- обеспечить положительную мотивацию обучения с помощью интерактивного диалогового гипертекста;

- проводить уроки на высоком эстетическом и эмоциональном уровне;

- обеспечить высокую степень дифференциации обучения (почти индивидуализацию);

- повысить объем выполняемой работы на уроке;

- усовершенствовать контроль знаний;

- рационально организовать учебный процесс, повысить эффективность урока;

- формировать навыки подлинно исследовательской деятельности;

- обеспечить доступ к различным справочным системам, электронным библиотекам, другим информационным ресурсам.

Использование ИКТ на уроках биологии позволит интенсифицировать деятельность учителя и школьника; повысить качество обучения предмету; отразить существенные стороны биологических объектов, выдвинуть на передний план наиболее важные (с точки зрения учебных целей и задач) характеристики изучаемых объектов и явлений природы

Информационные технологии позволяют:

- построить открытую систему образования, обеспечивающую каждому школьнику собственную траекторию обучения;

- коренным образом изменить организацию процесса обучения учащихся, формируя у них системное мышление;

- рационально организовать познавательную деятельность школьников в ходе учебно-воспитательного процесса;

- использовать компьютеры с целью индивидуализации учебного процесса и обратиться к принципиально новым познавательным средствам;

- изучать явления и процессы в микро- и макромире, внутри сложных технических и биологических систем на основе использования средств компьютерной графики и моделирования;

- представлять в удобном для изучения масштабе различные физические, химические, биологические процессы, реально протекающие с очень большой или малой скоростью.