Комплексное использование компьютерных технологий и традиционных средств обучения на уроках биологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Комплексное использование компьютерных технологий и традиционных средств обучения на уроках биологии



Содержание

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Компьютерные технологии в системе средств обучения биологии

1.2 Методические основы комплексного применения средств обучения

1.3 Принципы выбора и использования средств обучения

2. Методика проведения педагогического эксперимента

3. Результаты педагогического эксперимента

Выводы

Список литературы

Приложение



Введение

Внедрение в учебно-воспитательный процесс компьютерных технологий является необходимым этапом развития современного образования.

Учителя биологии в своей работе нередко встречаются с трудностями, связанными с неудобностью технических средств обучения, обновлением устаревшей информации. Использование компьютерных технологий позволяет решить эти проблемы, однако, необходимо не забывать о традиционных средствах, особенно о средствах натуральной наглядности, которые необходимо применять в сочетании с компьютерными средствами обучения.

Расширение области применения компьютерных технологий в школьном курсе биологии требует обоснования использования средств обучения с позиции методики и дидактики.

Также важной задачей, позволяющей организовать грамотный процесс обучения, является соотнесение компьютерных технологий и традиционных средств обучения. Если сочетать данные компоненты в разумных пропорциях, можно организовать современный и высокоэффективный образовательный процесс.

Необходимо признать важность использования компьютерных технологий в преподавании биологии в школе, однако, на данный момент, недостаточна проработана методика их использования и изучена их действенность.

Цель работы: разработка экспериментальной методики комплексного использования компьютерных технологий и традиционных средств обучения.

Предмет исследования:методика комплексного использования компьютерных технологий и традиционных средств обучения на уроках биологии.

В процессе анализа литературы была выдвинута следующая гипотеза: наиболее эффективный процесс обучения можно построить только при комплексном использовании компьютерных технологий и традиционных средств обучения.

В соответствии с поставленной целью были поставлены следующиезадачи:

1) Исследоватьсостояние изучаемой проблемы в специальной литературе: методической, психологической и педагогической.

2) Изучитьсостояниеиспользования компьютерных технологий в современной школе.

3) Разработать экспериментальную методику по комплексному использованию компьютерных технологий и традиционных средств обучения на уроках биологии и проверить ее эффективность на практике.

В процессе проведения работы были использованы следующие методы исследования:

1) Анализ методической и педагогической литературы, соответствующей поставленной цели исследования.

2) Педагогический эксперимент.

3) Контрольный срез знаний.

4) Анкетирование учащихся.

5) Способы представления данных педагогического эксперимента.

Данная работа является актуальной, поскольку на данный момент традиционные средства обучения и компьютерные технологии используются вместе недостаточно эффективно. Многие учителя в соответствии со своими

предпочтениями используют тот метод, которым они владеют в наибольшей степени, забывая о разумности сочетания ТСО и компьютерных технологий.

Практическая значимость работы заключается в разработке мультимедийной презентации, которую можно использовать на уроках биологии в школе, а также во внеурочной деятельности, в том числе при подготовке к ОГЭ и ЕГЭ, а также в разработке экспериментальной методики, которую можно применять на уроках биологии.

биология обучение компьютерный



Глава 1. Литературный обзор

1.1 Компьютерные технологии в системе средств обучения биологии

В современных условиях в школе образовательные технологии взаимосвязаны с традиционными и находятся в зависимости от них. Проблема применения средств новых информационных технологий в образовательном процессе активно развивается психологами, методистами и учителями.

По И. В. Роберту, «средства новых информационных технологий - это программно-аппаратные средства и устройства, современные средства и системы информационного обмена, обеспечивающие операции по сбору, накоплению, хранению, обработке и передаче информации» [1].

Также в литературе можно встретить термин «компьютерные технологии». Г. К. Селевко дает следующее определение понятию

«компьютерные технологии»: «Компьютерные (новые информационные) технологии обучения - это процессы подготовки и передачи информации обучаемому, средством осуществления которых является компьютер» [2].

Далее мы будем употреблять термины «средства новых информационных технологий» и «компьютерные технологии» в качестве синонимов. Причем термин «компьютерные технологии», на наш взгляд, является более удачным, так как он дает более полное понятие о том, что является основой этих технологий. Понятие «средства новых информационных технологий» менее удачно, так как все технологии имеют тенденцию устаревать и переставать быть новыми.

Многими авторами также вводится понятие педагогическая информационная технология: «система материальных (технологических) и идеальных (знания) средств, используемых в обучении для обработки, передачи, распространения информации и преобразования способов ее представления» [3]. Таким образом педагогическая информационная

технология состоит из множества составляющих, таких как: компьютерные технологии, помещений и технических средств обучения, приспособленных к работе с ними; различных методик использования компьютерных технологий в процессе обучения; учителей и учеников, имеющих навыки применения компьютерных технологий.

Некоторые авторы убеждены в том, что информационная технология обучения:

- Должны быть согласована с фундаментальными принципами педагогической технологии, такими как целостность и воспроизводимость, то есть должна иметь место возможность использования этой технологии любым учителем, при этом ее применение не должно вызывать дополнительных трудностей.

- Может разрешать задачи, которые до этого не нашли решения в дидактике;

- Средством подготовки информации учителем и передачи информации учащемуся является компьютер.

Также приводятся показатели, которыми должны обладать компьютерные технологии обучения:

1) Компьютерные технологии должны быть направлены на решение актуальных проблем школы.

2) Компьютерные технологии должны включать не используемое ранее решение этих проблем.

3) Возможность широкой реализации компьютерных технологийна уроках и во внеурочной деятельности.

4) Получение качественно новых результатов при использовании компьютерных технологий.

Психолого-педагогическими основами новых компьютерных технологий образования являются:

- Развивающие обучение, осуществляемое путем создания различных моделей;

- Создание педагогических ситуаций, которые мотивируют обучаемыхосуществлять самостоятельную деятельность: формулирование задачи, разработка плана по ее решению и проверка данного решения на правильность.

- Исследовательская деятельность обучаемых, то есть умения учеников в постановке проблемы, выдвижениерабочих гипотез, разработка плана ее проверки, проверка полученных выводов.

Самыми важными функциями компьютерных технологий, по мнению некоторых авторов [4], в образовании являются:

- Процесс контроля знаний и диагностики уровня усвоения знаний и умений;

- Тренажеры по решению различных заданий;

- Электронные справочники;

- Системы, отвечающие за обучение предмету.

Подавляющая часть методистов считает важным применение компьютерных технологий при обучении биологии в школе, однако из-за того, что теория и методика их применения проработана недостаточно, у учителей и методистов складывается множество точек зрения на применение данных технологий.

В педагогической среде имеет место как преувеличение роликомпьютерных технологий, основанное на том, что они могут заменить в большей степени традиционные средства обучения, так и точки зрения, говорящие о том, что обучение биологии в школе может полностью отказаться от реализации компьютерных технологий.

В связи с этим, необходимо осознавать, что на сегодняшнем этапе развития школьного образования важно находить сбалансированные сочетания традиционных средств обучения и компьютерных технологий. Только в этом случае можно выстроить оптимальный процесс обучения биологии в школе.Компьютерные технологии в современном обучении очень важны, так как они повышают его эффективность, а, следовательно, интерес к предмету и самому образовательному процессу в целом.

Использование компьютерных технологий открывает большой ряд возможностей перед учителем. К примеру, они способны обеспечить процесс обучения биологии высококачественными изображениями объектов и явлений, которых к тому же еще легко демонстрировать. Также необходимо не забывать об удобстве хранения школьных таблиц и схем в электронном виде, так как это сокращает время поиска необходимого материала и практически не занимают места.

В случае, если наблюдаемый объект или явление показать сложно или практически невозможно, можно воспользоваться средствами компьютерного моделирования. К сожалению, навыки работы с натуральными объектами в таком случае не вырабатываются, но тем не менее вследствие некоторых причин применение компьютерных технологий является оправданным (например, в таких случаях, когда демонстрирование натурального объекта может травмировать детскую психику).

Однако, остается несколько элементов образовательного процесса, которые не могут быть заменены компьютерными технологиями. Необходимо не забывать об исследовательской деятельности обучаемых, осуществляемой при работе с натуральными объектами.

Далее для дальнейшего понимания рассуждений необходимо ознакомиться со следующими понятиями: «средства обучения», «учебное оборудование», «технические средства обучения», «средства новых информационных технологий».

Н. А. Пугал и Д. И. Трайтак[5] разделяют области применения понятий «средства обучения» и «учебное оборудование».

К учебному оборудованию относят наглядность (как натуральную, так и изобразительную), оборудование для проведения лабораторных работ, технические средства обучения, средства новых информационных технологий, методическую литературу учителя и учебники обучающихся.

«Средства обучения» является более широким понятием, включающем в себя кроме учебного оборудования специальную мебель и приспособления, необходимые для организации процесса обучения биологии.

К средствам новых информационных технологий относят компьютеры, плазменные панели, проекторы, фотокамеры, разнообразные компьютерные программы. Также в эту группу можно включить различные датчики, с помощью которых можно проводить замеры в школьной биологической лаборатории.

Н. М. Шахмаев[6] предлагает классификацию средств обучения, в основе которых лежит роль технических средств обучения в учебном процессе:

1) Средства передачи информации.

2) Средства контроля уровня знаний обучаемых.

3) Средства, объединяющие множество функций.

В. Н. Аниськин, В. И. Богословский, Г. А. Сухонкин[7] рассматривают компьютерные технологии обучения как часть педагогических информационных технологий:

1) Аудиальные средства (представлены приборами, осуществляющими воспроизведение звуковой информации: магнитофоны, музыкальные центры).

2) Визуальные средства (различные проекторы, электронная доска).

3) Аудиовизуальные средства (телевизоры, видеокамеры, видеопроигрыватели).

4) Компьютерные средства (компьютер, проектор).

С. Г. Шаповаленко [8] в своей классификации средств обучения включает:

1) Объекты натуральной наглядности:

- живые объекты,

- фиксированная натуральная наглядность,

- объекты неживой природы.

2) Различные приспособления, которые необходимы для проведения лабораторных и практических работ, а также демонстраций различных экспериментов учителем в процессе проведения урока.

3) Изобразительные средства обучения.

4) Технические средства обучения.

5) Средства новых информационных технологий.

6) Литература, предназначенная для учителя и обучаемых.

В процессе сравнения новых информационных технологий и традиционных средств обучения не составляет труда выявить следующие отличия:

1) С помощью одного устройства можно работать со всеми видами информации (при использовании традиционных средств часто одно устройство отвечает за один вид информации).

2) Интерактивность обучения - получение немедленного ответа на запрос (это удобно использовать в школьной биологии при создании различных тестов и проведения тестирования).

3) Компьютер как средство индивидуальной учебной работы учащихся.

И. В. Роберт [9] выделяет следующие достоинствакомпьютерных средств обучения:

- Обеспечение индивидуального темпа работы учащегося,

- Наличие быстрой обратной связи между учащимся и компьютером,

- Осуществление функции моделирования,

- Интерактивный режим работы,

- Возможность обработки большого количества информации,

- Визуализация объектов и процессов.

Широко распространенные в школах ранее технические средства обучения имеют ряд ограничений. Например, видеопроигрыватели имеют ряд недостатков, таких как медленный поиск определенного блока информации, невозможность осуществления быстрого поиска информации, отсутствие возможности редактирования видеофильмов, в том числе выделения отдельных фрагментов. Все эти недостатки решаются при помощи использования компьютерных средств обучения.

При работе с текстовой информацией большое значение для удобства работы имеют гиперссылки. Они позволяют осуществлять быстрый поиск информации в тексте, связывать различные текстовые фрагменты с другими, а также со средствами визуализации (таблицы, графики, рисунки, фотографии, видеозаписи), звуковыми дорожками.

Также при помощи компьютера можно достаточно просто распространять и использовать обучающие программы, электронные учебники и энциклопедии, книги.

При использовании сети Интернет можно получить доступ к большим объемам информации, хранение которых в бумажном виде не может быть обеспечено большинством библиотек. Это также увеличивает скорость получения знаний учителем и учащимися.

В связи с вышесказанным невозможно не согласиться с тем, что средства компьютерных технологий способны заменить все типы традиционных средств обучения.

При этом стоит понимать, что замена традиционных средств обучения компьютерными происходит без потерь для образовательного процесса. Например, если на уроке применять в качестве источника воспроизведения видеоматериалов компьютер, а не традиционные средства обучения, то функция биологического фильма останется прежней: сообщение информации, развитие способностей к наблюдению. Таким образом, можно отметить, что процесс смены традиционных средств обучения на компьютерные технологии имеет только преимущества и никак не влияет на качество обучения.

Выбор средств и методов обучения взаимосвязаны и оказывают большое влияние друг на друга. В качестве методических преимуществ технических средств обучения стоит выделить простоту в обращении и лаконичность выражения информации.

И. В. Роберт [1]предлагает следующую классификацию компьютерных технологий:

1) Аппаратное обеспечение - электронные устройства и прочие приспособления, при помощи которых осуществляется ввод, переработка, хранение и вывод информации, а также ее передача от пользователя к пользователю, располагающихся друг от друга на расстоянии.К этой группе относят:

- Персональный компьютер;

- Устройства, отвечающие за хранение информации (жесткие и гибкие диски, флеш-карты);

- Техника, при помощи которой можно перевести информацию в цифровой формат и обратно (сканеры и принтеры);

- Специальное оборудование.

2) Программное обеспечение - комплекс программных продуктов, которые помогают пользователю использовать аппаратное обеспечения для разрешения разнообразных задач:

- Программы - тесты;

- Операционные системы;

- Прикладные программы общего назначения (различные редакторы: текстовые, графические);

- Прикладные программы специального назначения.

Отмечая большое значение программного обеспечения, многие авторы вводят понятие программно-педагогические средства.

Существует множество классификаций программно-педагогических средств, разработанных разными авторами. Необходимо отметить, что любая такая классификация имеет условный характер, потому что одну и ту же программу можно отнести сразу к нескольким типам.

К примеру, И. Г. Захарова [10] считает, что программное обеспечение можно распределить по нескольким направлениям:

- Системы, обеспечивающие обучение, закрепление информации и контроль ее усвоения;

- Поисковые системы;

- Программы, направленные на создание моделей;

- Инструментальные средства, обеспечивающие коммуникативный процесс;

- Инструментальные средства, поддерживающие образовательный интерес;

- Универсальные инструментальные средства.

И. В. Роберт [1] выделяет следующие виды программно- педагогических средств:

1) Обучающие программные средства, направленные на процесс передачи знаний обучаемому, обеспечивающие оптимальный уровень их усвоения и мотивирующие учеников приобретать умения и навыки.

2) Программы-тренажеры, назначением которых является самоподготовка, а также отработка имеющихся умений; не содержащие новой информации, а служащие лишь для закрепления и повторения пройденного материала.

3) Контролирующие программы, функцией которых является диагностика уровня усвоения учебного материала, которая может осуществляться как учителем, так и самостоятельно.

4) Информационно-справочные программы, позволяющие пользователю найти ответ на интересующий вопрос.

5) Имитационные программы, которые позволяют моделировать реальные объекты или явления для исследования их определенных характеристик, используя несколько параметров.

6) Программы для демонстрации (видео проигрыватели).

7) Игровые программы.

8) Досуговые программы, направленные в большей степени на реализацию развивающих функций процесса обучения.

Учебные программы по биологии В. В. Пасечник классифицирует в зависимости от дидактических целей:

1) Обучающие, направленные на усвоение материала.

2) Демонстрационные, служащие для иллюстрирования изучаемого материала.

3) Контролирующие, используемые для проверки качества усвоения полученных знаний и их повторения.

4) Имитационные и моделирующие, необходимые для того, чтобы показать воздействие разнообразных факторов на различные биологические процессы.

5) Комбинированные.

Функциональная значимость средств компьютерных технологий в учебном процессе различна.

Большинство средств обучения выполняет следующие функции (Н. А. Пугал, Д. И. Трайтак [5]):

1) Иллюстративная.

2) Адаптивная.

3) Функция преемственности.

4) Инструментальная.

5) Функция интерактивности.

6) Мотивационная.

Компьютерную технику можно применять на всех этапах образовательного процесса, как при изучении нового материала, так и при осуществлении функции контроля.

Необходимо отметить важный плюс компьютерных средств обучения, так как при их использовании обучаемый может сам регулировать темп работы, что способствует формированию самостоятельности учащегося и ответственного отношения к учебе. Также не маловажным является то, что у ученика происходит формирование слуховых и зрительных образов, что является важным компонентом при изучении новой и закреплении изученной информации.

Так, например, А. С. Кондратьев, В. В. Лаптев, А. И Ходанович[11] отмечают следующие функции компьютерных средств обучения:

1) Техническое средство обучения (предоставление информации в наглядном виде, расширение коммуникативных возможностей образовательного процесса).

2) Средство программированного обучения (применимо на всех этапах обучения: при подаче нового материала, его закреплении и контроле).

3) Средство вариативного обучения (способ формирования у учеников способности контролировать себя самостоятельно, выбор индивидуальной траектории обучения).

4) Средство моделирования - замена сложных лабораторных экспериментов при помощи использования средств компьютерного моделирования.

5) Средство формирования образов - формирование способностей отбирать необходимую информацию, а также восприятия образов.

6) Средство развития когнитивных способностей.

Эти же авторы говорят, что использование компьютера стимулирует развитие личности учащихся:

- Развитие воображения, мышления.

- Формирование личной точки зрения на какие-либо проблемы, рост частоты общения.

- Повышение мотивации в осуществлении поисковой деятельности.

- Повышение чувства уверенности и уровня положительных эмоций.

Необходимо отметить следующие достоинства использования средств компьютерных технологий:

1) Компьютерные технологии позволяют более эффективно доносить информацию до учащихся,

2) Повышение качества визуализации учебной информации,

3) Способность моделировать процессы, которые трудно изучить на природных объектах,

4) Возможность сделать учебный процесс дифференцированным,

5) Создание у учащихся осознанной и мотивированной деятельности,

6) Экономия времени, отведенного на учебный процесс.

Средства телекоммуникации играют важную роль в учебном процессе, так как они:

1. Помогают быстро поддерживать связь между учителем и обучаемым.

2. Способствуют реализации возможности дистанционного обучения.

3. Позволяет быстро передавать информацию друг другу.

4. Помогают формировать навыки работы с информацией.

5. Формируют навыки общения.

Но, стоит еще раз сказать, что компьютерные средства обучения легко могут заменить традиционные средства обучения. Этот процесс наблюдается в современной школе.

Однако, средства натуральной наглядности компьютерные средства обучения заменить не могут, так как:

1) Компьютерные средства обучения не могут передать целостную картину, которую передает реальный объект. Эта картина складывается из совокупности различных ощущений.

2) Обучаемые должны обрести навык работы с натуральной наглядностью, что нельзя сформировать с помощью компьютерных средств обучения.

3) Одной из основных воспитательных задач школьного курса биологии является воспитание бережного отношения к природным объектам, что возможно только при использовании средств натуральной наглядности.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что наиболее эффективный процесс обучения можно построить на основе использования средств натуральной наглядности в сочетании с компьютерными средствами обучения.

1.2 Методические основы комплексного применения средств обучения

Для осуществления познания объектов природы человек использует несколько каналов получения информации: зрительный (визуальный), слуховой (аудиальный), тактильный (кинестетический). В процессе развития у человека также появляется четвертый канал - логический, который позволяет воспринимать информацию при помощи средств обобщения: схем, графиков. У каждого человека выделяется свой доминирующий канал, по которому он воспринимает основной поток информации. Поэтому людей делят на аудиалов, визуалов, кинестетов и дискретов.

В связи с этим, процесс передачи информации в процессе обучения необходимо организовывать в сочетании всех этих видов усвоения информации, то есть при комплексном использовании средств обучения.

Каждому учителю необходимо разрабатывать комплексное применение средств обучения по каждой теме, учитывая сочетания их дидактических возможностей, при этом комплексность должна быть ориентирована на реализацию определенной учебно-воспитательной задачи.

Выбор средств обучения для комплексного применения обуславливается:

1) Особенностями познавательной деятельности обучаемых;

2) особенностями методики обучения;

3) Количеством времени, которое выделено на изучение данной темы.

Также следует учитывать, что компоненты комплекса должны усиливать действие друг друга.

С. Г. Шаповаленко [8] выделяет четыре стадии разработки комплекса:

1) Постановка целей, задач и планирование результатов обучения.

2) Пошаговое разделение учебного материала. При этом необходимо учитывать возрастные особенности учащихся, сформированные у них навыки. На каждом этапе необходимо включать постановку проблемы, разработку ее решения, осуществление обратной связи между обучаемым и педагогом, обобщение и контроль знаний.

3) Определение форм и методов обучения, которые необходимо применять для определенного элемента содержания.

4) Пошаговое определение состава средств.

Обобщая сказанное выше, можно отметить основные характеристики комплекса средств обучения:

1) Средство обучения должно быть обоснованы с точки зрения методики и дидактики.

2) Применяемые средства обучения должны дополнять друг друга и быть взаимосвязанными.

3) Наличие структуры.

4) Целостность комплекса средств обучения.

1.3 Принципы выбора и использования средств обучения

В. А. Смирнов [12] выделяет принципы, на основе которых должно основываться применение компьютерных технологий в процессе преподавания биологии в школе:

1) Перестройка содержания курса биологии, связанная с процессами информатизации населения и различными открытиями в науке.

2) Создание у учеников мотивации к активной поисковой деятельности, предполагающей применение различных источников и формирование умения их анализировать.

3) Экологическое просвещение обучаемых.

4) Информатизация школьного обучения.

А. С. Кондратьев, В. В. Лаптев, А. И. Ходанович [13] признают, что для повышения эффективности образовательного процесса необходимо применять компьютерные технологии, позволяющие осуществлять:

1) Объединение коллективной деятельности обучаемых и принципов индивидуальной направленности обучения.

2) Овладение педагогами проектировочными умениями.

При использовании компьютерных технологий необходимо учитывать,

1) Необходимо соответствие содержания обучения целям и задачам, разработанным для конкретного предмета.

2) Компьютерные технологии должны гармонично сочетаться с содержанием предмета, усиливая эффективность образовательного процесса.

3) При использовании метода моделирования создаваемые модели должны показывать наиболее существенные черты объекта моделирования в соответствии с поставленными задачами обучения.

Модель должна создавать целостное представление об объекте моделирования.

4) Содержание обучение должно состоять как из теоретического материала, так и из материала, направленного на усвоение и закрепление полученных знаний.

5) В структуру компьютерных технологий важно включать справочные элементы, в том числе разъясняющие принципы работы с данными технологиями.

6) Обязательно должны быть представлены методы контроля и оценивания полученных знаний, умений и навыков.

Важным элементом современного преподавания практически любого школьного предмета является разработка мультимедийных презентаций, при создании которых необходимо соблюдать следующие принципы:

1) Логическая последовательность предъявления информации разрабатывается учителем.

2) Темпы предъявления информации также прорабатываются учителем на основе учета индивидуальных особенностей учащихся.

3) При использовании мультимедийной презентации как основного средства обучения трудно поменять логическую последовательность предъявления информации.

4) Мультимедийная презентация поддерживает аудиовизуальное восприятие информации обучаемыми.

5) Возможность каждому педагогу самостоятельно создавать мультимедийные презентации, при этом можно учитывать особенности учителя, класса, оснащенности кабинета и так далее.

Также в образовательном процессе находят применение электронные энциклопедии, которые обладают рядом особенностей:

1) Краткое изложение материала;

2) Наличие системы гиперссылок, обеспечивающих быстрое перемещение по текстовому материалу;

3) Возможность изучения определенного раздела без погружения в полный текст энциклопедии;

4) Материал, содержащийся в энциклопедиях должен нести исключительно справочный характер.

Ряд учителей на своих занятиях использует готовые мультимедийные презентации. Такой подход, на наш взгляд, является нерациональным, так как любой готовый продукт не может быть адаптирован под индивидуальные особенности обучаемых и материальное оснащение кабинета.

По мнению А. С. Кондратьева, В. В. Лаптева, А. И. Ходановича [13], важнейшими принципами использования компьютерных технологий в процессе обучения являются:

1) Процесс внедрения компьютерных технологий в систему школьного обучения является тенденцией развития методики обучения предметам.

2) Использование компьютеризации обучения регулируется педагогом.

3) Каждый учитель должен владеть компьютерными технологиями, это должно стать одним из профессиональных требований к педагогу.

4) Использование компьютерных технологий должно сочетаться с традиционными средствами обучения. Степень использования тех или иных средств зависит от задач, которые необходимо реализовать на данном занятии.

5) В процессе обучения должно происходить формирование алгоритмической культуры учащихся, это должно применяться как при использовании компьютерных технологий обучения, так и без их применения. Это может быть осуществлено в процессе проведения лабораторных работ, а также при ведении учениками учебных записей и самостоятельном конспектировании учебного материала.

Использование компьютерных технологий согласуется с возможностями программированного обучения, которое позволяет:

1) Разделять учебный материал на определенные части;

2) Формировать у учащихся умение анализировать содержание компьютерного текста;

3) Быстрая оценка знаний учащийся при использовании компьютерного тестирования, в том числе возможность самооценки учащимися своего уровня знаний.

Е. А. Филлипов [14] выделяет следующие принципы применения компьютерных технологий в процессе обучения:

1) Последовательность учебных операций должна быть рационально обусловлена;

2) Индивидуализация и доступность обучения;

3) Расширение возможностей использования принципа обратной связи, увеличение скорости ее осуществления;

4) Приведение процесса обучения к четкому алгоритму;

5) Принцип рационализации в распределении учебного времени;

6) Виртуализация обучения.

О. И. Беляков [15] выделяет следующие принципы оформления, которые можно применять и для создания мультимедийных презентаций:

1) На слайдах определенные объекты должны быть сгруппированы, эти группы должны быть разделены между собой.

2) Необходимо располагать объекты на слайдах в определенных местах.

Здесь автором приводятся некоторые указания к оформлению:

- Текст рекомендуется располагать в левом углу слайда, а изображение в правом;

- Текстовая информация не должна занимать более четверти экрана и должна быть выровнена по правому или по левому краю;

- Хорошим тоном считается, если автор презентаций применяет один шрифт и стабильно размещает определенные информационные блоки на соответствующих им местах на слайде.

3) Использование приемов акцентирования, которые позволяют выделить наиболее значимые объекты на слайде:

- Размещение более значимых блоков информации в центре слайда;

- Использование увеличенного размера шрифта;

- Использование ярких цветов текстовой информации;

- Данные объекты можно располагать на фоне, который будет контрастировать с фоном слайда;

- Необходимо отделять важные блоки информации от других свободным пространством.

4) Необходимо уравновешивать объекты, располагаемые на слайде. Для этого необходимо:

- Распределять информацию равномерно по всему слайду, ни одна часть слайда не должна доминировать по насыщенности информацией;

- Выравнивать заголовок по центру;

- Не перегружать слайды цветным текстом, так как он усваивается хуже, чем черный;

- Больше использовать объектов правильной формы, так как объекты неправильной формы хуже воспринимаются зрителем;

- Использовать очень крупные объекты, так как они хуже воспринимаются, чем мелкие.

5) Соблюдение принципа единства, который гласит, что объекты, размещенные на слайде, должны соотноситься по размеру, цвету и форме.

Здесь еще раз необходимо отметить, что объекты, которые имеют в природе более крупные размеры должны быть больше на слайде, чем объекты, которые имеют более мелкий размер. Иначе у обучаемого может сложиться неправильное впечатление о размерах живых организмов.

Также при использовании цветного текста не стоит использовать светлые цвета на светлом фоне и темные цвета на темном фоне, так как это может красиво выглядеть на экране, но при показе презентации на электронной доске эта текстовая информация будет трудноотличима от фона.

Также при создании презентаций не следует использовать мелкий шрифт, так как большинство учеников в современной школе имеют проблемы со зрением. Лучше такую информацию разбить на несколько слайдов и увеличить размер шрифта, нежели разместить на одном, так как в данном случае продуктивность размещения данного текстового блока на слайде будет крайне низка. По нашему мнению, наиболее оптимальным для размещения основной текстовой информации на экране является размер шрифта в интервале 28 - 32 пунктов.

При сообщении информации учащимся информации в виде компьютерных текстов необходимо использовать четкие смысловые конструкции, которые должны быть лишены смысловых интерпретаций.

В случае комплексного применения компьютерных технологий и традиционных средств обучения необходимо соблюдать следующие принципы:

1) Для каждого урока отбор материала должен быть методически обоснован, как для использования традиционных средств обучения, так и для использования компьютерных технологий. При этом необходимо разработать правильную последовательность применения данных средств обучения, которая должны соответствовать разработанной структуре урока.

2) Необходимо проанализировать, какую информацию можно подавать только при использовании одного вида средств обучения, а какую можно при использовании комплексного использования компьютерных технологий и традиционных средств обучения. При этом важно учитывать индивидуальные особенности учащихся. При использовании комплексного подхода, безусловно, происходит более качественное усвоение информации учащимися. Например, можно сначала объяснить материал, используя средства натуральной наглядности, а затем уже закрепить его, используя технические средства обучения.

3) Необходимо учитывать, что визуальные объекты на слайде должны отображать наиболее важные свойства реальных объектов, которые необходимо отобразить на данном уроке в соответствии с его целями и задачами.

4) Необходимо преподносить информацию в разных видах, она должна воздействовать на аудиальный, визуальный и кинестетический каналы восприятия. Только в таком случае будет происходить наиболее эффективное усвоение информации всеми учениками в классе. Особенно важно использовать средства натуральной наглядности на уроках биологии в средней школе, так как именно в этот период у учеников играет особую роль кинестетический канал.

5) Так как компьютерные средства обучения ускорить некоторые этапы обучения, учителю в результате высвобождения части времени важно проработать, какой материал программы необходимо изучить более подробно. Таким образом открываются возможности более индивидуально подходить к организации уроков в классах с разным уровнем знаний.

6) Использование компьютерных средств обучения не должно отвлекать учащихся от восприятия основной информации. Например, не стоит перегружать презентации большим количеством эффектов, предоставляемых программами по созданию и показу презентаций.

7) Необходимо строить содержание урока так, чтобы информация на уроке доходила до учеников не в виде блоков, разорванных по смыслу, а в виде единого смыслового потока. То есть использование различных средств обучения не должно нарушать логику обучения.

8) Информация, предоставляемая с помощью различных средств обучения должна дополнять друг друга.



2. Методика проведения педагогического эксперимента

Для реализации второй задачи нашего исследования, а именно изучения состояния совместного использования традиционных средств обучения и компьютерных технологий в современной школе, было произведено анкетирование учащихся, направленное на оценку использования компьютерных технологий учениками. Разработанная анкета представлена в приложении 1.

Далее было произведено обобщение полученных результатов и их анализ. Анкетирование проводилось в школе № 1253 ЦАО г. Москвы в 2016 году. В анкетировании принимали участие учащиеся 6-х (65 человек) и 8-х классов (64 человека).

Для реализации третьей задачи исследования были разработаны три экспериментальных методики по изучению темы «Семейства класса двудольные»:

1) Основанная только на использовании компьютерных технологий (Э1);

2) Основанная на комплексном использовании компьютерных технологий и традиционных средств обучения (Э2);

3) Основанная исключительно на применении натуральной наглядности (Э3).

Перед разработкой данных методик были проанализированы учебники по биологии (6 класс), а также различные методические пособия.

На основе разработанных методик были проведены уроки в 3-х экспериментальных классах. Уроки проводились в гимназии № 1637 ВАО г. Москвы в 2015 году.

Экспериментальные классы по одной программе, по одинаковой линии учебников (Пономарева И.Н. и др.), одним учителем. Средние оценки, полученные в результате проведения срезов знаний по предыдущим темам («Плауны. Хвощи. Папоротники», «Отдел голосеменные», «Отдел покрытосеменные») совпадали.

Первый экспериментальный класс проходил изучение выбранной темы по методике Э1, второй по методике Э2, третий по Э3.

В качестве примера реализации разработанной методики приведем описание урока, проведенного в ходе педагогического эксперимента.

Тип урока: комбинированный.

Цель урока: ознакомиться с основными семействами класса двудольные и их представителями.

Задачи урока:

Образовательные.

1) Закрепить понимание основных свойств, характерных для представителей отдела Покрытосеменные.

2) Закрепить понимание отличий между классом однодольные и классом двудольные.

3) Ознакомиться с основными семействами класса двудольные.

4) Ознакомиться с основными представителями семейств класса двудольные.

5) Ознакомиться со строением цветков и разнообразием плодов семейства двудольные.

6) Ознакомиться со значением представителей класса двудольные в природе и хозяйственной деятельности человека.

Воспитательные.

1) Продолжить формировать ответственное отношение к учебе, бережное отношение к окружающей среде.

Развивающие:

1. формировать умение проводить аналогии.

2. Сформировать умение анализировать полученную информацию.

3. Сформировать умение обобщать материал.

Оборудование:

Компьютер, мультимедийная доска, презентация «Семейства класса Двудольные», макет цветка; гербарии семейств розоцветные, бобовые, крестоцветные, пасленовые и сложноцветные; муляжи плодов растений этих семейств.

Методы и методические приемы: беседа, рассказ, демонстрация презентации, работа с гербарием.

Таблица 1 Комплекс средств обучения к уроку «Семейства класса двудольные»

Этап урока	Методы и методические приемы, учебное оборудование
I. Текущий контроль знаний (10 мин.)	Фронтальный опрос. Игра «Кто куда?».
II. Изучение нового материала (20 мин) 1) Общая характеристика	Объяснение учителя. Рассказ + самостоятельная работа учащихся.
2) Семейство розоцветные
3) Семейство бобовые
4) Семейство крестоцветные
5) Семейство пасленовые
6) Семейство сложноцветные
III. Закрепление знаний (10 минут)	Беседа.

При использовании методики, основанной на использовании компьютерных технологий (Э1), занятия проводились в компьютерном классе, при использовании комплексной методики (Э2) занятия проводились в кабинете биологии. При использовании методики, основанной на применении средств натуральной наглядности (Э3) занятия проводились в кабинете биологии.

На этапе текущего контроля знаний осуществлялся устный опрос учащихся по теме «Строение цветка». Учащиеся должны были вспомнить, из каких основных частей состоит цветок, показав их на компьютерном слайде (методика Э1) или на макете (методика Э2 и методика Э3). Далее по вариантам была проведена игра «Кто куда?». На первом этапе учитель зачитывал основные свойства классов покрытосеменные и голосеменные. Одновременно эти свойства дублировались на слайдах мультимедийной презентации (методика Э1 и Э2). Ученики 1 варианта выписывали свойства, характерные для покрытосеменных, ученики 2 варианта для голосеменных.

Для учеников были предложены следующие свойства:

1) Образуют семена.

2) Семян не образуют.

3) Развивают цветок.

4) Цветков не образуют.

5) Развивают плоды.

6) Плодов не развивают.

7) Имеют семязачатки. Они находятся в завязи пестика.

8) Имеют семязачатки. Они лежат открыто на чешуе шишки.

9) Опыление производится животными, ветром, водой. Возможно самоопыление.

10) Опыление производится ветром.

11) Пыльца попадает на рыльце пестика.

12) Пыльца попадает прямо на семязачаток.

13) Есть рыльце, способствующее улавливанию и прорастанию пыльцы.

14) Нет специального органа, улавливающего пыльцу.

15) В семязачатке при малом количестве делений (2-3) идет ускоренное развитие зародышевого мешка с одной яйцеклеткой.

16) В семязачатке при большом количестве делений (более 8) образуется многоклеточный орган с несколькими яйцеклетками.

17) Двойное оплодотворение.

18) Оплодотворение одним спермием одной яйцеклетки.

19) Древесина представлена сосудами и трахеидами.

20) Древесина представлена исключительно трахеидами.

21) Ситовидные трубки имеют простое строение.

22) Ситовидные трубки имеют сложное строение.

23) Имеются древесные, кустарниковые и травянистые формы.

24) Преобладают древесные формы, травянистых нет.

Второй этап игры проводился аналогично первому, но на нем обсуждались отличия классов однодольные и двудольные.

На данном этапе ученикам были предложены следующие свойства:

1) Зародыш семени с двумя семядолями.

2) Зародыш семени с одной семядолей.

3) Запасные питательные вещества находятся в зародыше или эндосперме.

4) Запасные питательные вещества у большинства видов находятся в эндосперме.

5) Листья обычно имеют перистое или пальчатое жилкование.

6) Листья обычно имеют параллельное или дуговое жилкование.

7) Черешок листа редко бывает влагалищным.

8) Черешок листа слабо выражен, но часто представляет собой листовое влагалище.

9) Проводящая система в стебле имеет кольцевое строение. Кольцом слоя камбия обеспечивается рост стебля в толщину.

10) Проводящая система в стебле состоит из многих отдельных пучков. Кольца камбия у стебля нет.

11) Зародышевый корешок семени быстро развивается в главный корень.

12) Зародышевый корешок развит слабо, и при прорастании от стеблевой части побега обычно отходят сразу несколько придаточных корней, которые формируют мочковатую корневую систему.

13) Обычно древесные и травянистые формы.

14) Обычно травы, редко древесные формы.

Далее ученики, пользуясь таблицами учебника, осуществляют самопроверку и выставляют себе отметку.

При изучении нового материала по методике, основанной на использовании компьютерных технологий, работа в классе была организована следующим образом. Характеристика каждого семейства давалась учителем в форме рассказа (с использованием мультимедийной презентации) и строилась по следующему плану:

1) Общая характеристика (число видов, жизненные формы, тип листа);

2) Строение цветка;

3) Тип плода.

После изучения характеристики каждого семейства, учащиеся на компьютерах самостоятельно изучали их представителей. Для реализации этой задачи ученикам была предложена готовая презентация, на слайдах которой были представлены внешний вид растения, фотографии цветка и плода. Ученики должны были зарисоватьв своей тетради строение цветка одного из представителей каждого семейства и внешний вид плода. На каждом рисунке цветка необходимо было подписать его основные части. Также ученикам было предложено на основе имеющийся знаний охарактеризовать хозяйственное значение представленных на слайдах растений.

При изучении материала по методике, основанной на комплексном использовании компьютерных технологий и традиционных средств обучения и по методике, основанной на использовании натуральной наглядности, план изучения характеристики семейств был сходным, в данном случае вместо фотографий были использованы гербарные материалы. Разнообразие плодов при объяснении материала учителем было показана не на компьютерных слайдах, а при использовании макетов.

Этап закрепления знаний в методиках Э1 и Э2 был реализован одинаково. Учителем были обобщены знания учащихся по строению цветков и типу плодов, характерных для каждого из предложенных семейств, а также дополнил знания учащихся о хозяйственном значении представителей изученных семейств. Для реализации этого этапа были использованы слайды мультимедийной презентации, представленные в приложении 3. Для реализации той же задачи по методике Э3 учителем были использованы макеты.

Далее для оценки эффективности разработанных методик и проверки гипотезы исследования была составлена контрольная работа, направленная на диагностику качества усвоения знаний учащимися. Разработанная контрольная работа представлена в приложении 2. После этого по результатам контрольной работы был проведен анализ качества усвоения учениками материала, изложенного на экспериментальных уроках.



3. Результаты педагогического эксперимента

При анализеанкет учащихся, направленных на оценку использования компьютерных технологий учениками, были получены следующие результаты:

1) Наибольшее количество учащихся используют компьютер при изучении биологии с интенсивностью раз в неделю (рис. 1). Для данной школы этот показатель можно считать достаточно низким, поскольку у учащихся опрошенных классов уроки биологии проходят по 2 раза в неделю и более.

Доля учащихся, не использующих компьютер достаточно высока и составляет 25 %.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1. Интенсивность использования компьютера при изучении биологии

Также была выявлена закономерность, что интенсивность использования компьютера при изучении биологии от 6 к 8 классу у мальчиков возрастает, а у девочек падает (рис. 2).

Доля учеников, не использующих компьютер к 8 классу также возрастает. Возможно, это связано с недостаточной осведомленность учащихся о возможностях использования компьютерных технологий либо в отсутствии стойкого интереса к предмету.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2. Сравнение интенсивности использования компьютера у учеников 6 и 8 классов

2) Доля учеников, считающих, что использование компьютера делает обучение биологии более интересным достаточно высока и составляет 59%. Однако велика и доля тех учащихся, считающих что использование компьютера в обучении биологии не изменяет их отношения к предмету (рис. 3).



Рисунок 3. Роль компьютера при изучении биологии

Роль компьютера от 6 к 8 классу у девочек снижается, а у мальчиков возрастает.

Также следует отметить, что доля учеников, считающих, что использование компьютерных технологий при изучении биологии делает процесс обучения менее интересным крайне низка. Данная точка зрения характерна только для мальчиков (рис. 4).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 4. Сравнение роли компьютера при изучении биологии у учеников 6 и 8 классов

На наш взгляд, роль компьютера в процессе обучения биологии учениками недооценена. Возможно, это также связано с недостаточной осведомленностью учащихся о возможностях использования компьютера при изучении биологии.

3) Наиболее популярным источником (из источников компьютерной информации) при подготовке учеников к занятиям по биологии дома является Интернет (рис.5). Доля использования других источников относительно невысока. Возможно, это связано с их недостаточной распространенностью среди школьников.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 5. Источники, используемые при подготовке к занятиям по биологии дома



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 6. Сравнение использования различных источников при подготовке к занятиям по биологии дома у учеников 6 и 8 классов

4) Большая часть учеников искала информацию в сети Интернет по заданию учителя, однако велика доля тех учеников, которая это делала по собственной инициативе (рис. 7).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 7. Причины поиска дополнительной информации по предмету в сети интернет

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 8. Сравнение причин поиска дополнительной информации по предмету в сети Интернет у учеников 6 и 8 классов

При ответе на данный вопрос лишь 24% девочек 8 класса указали обе причины поиска дополнительной информации по биологии в сети интернет.

Остальные группы опрошенных ограничивались в своем ответе лишь одной причиной (рис.8).

5) Подавляющее большинство учащихся работает за компьютером дома (рис. 9). Это говорит нам о высокой доступности домашних компьютеров на данный момент. Таким образов, наличие дома компьютера не может являться ограничивающим фактором при изучении биологии.

6) Наиболее полезным источником информации при подготовке к занятиям по биологии большинство учеников считает Интернет (рис. 10).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 10. Распределение источников информации для подготовки к занятиям по биологии по их полезности

Данная закономерность весьма схожа с той, которая показывает распределение источников информации, используемых при подготовке к занятиям по биологии дома, однако доля учащихся, считающих электронные энциклопедии и справочники, электронное тестирование полезными источниками информации для подготовки к занятиям по биологии возрастает.

Для оценки эффективности использования разработанных методик был произведен анализ контрольных работ учащихся. У учеников класса, изучившего тему «Семейства класса двудольные» при использовании только компьютерных технологий, были получены следующие результаты:

Оценку «Удовлетворительно» получили 37% учеников, «хорошо» - 48%, «отлично» - 15% (рис. 11).

Рисунок 11. Результаты контрольных работ учащихся, обучаемых по методике Э1

При анализе результатов контрольных работ в классе, изучившем данную тему на основе методики комплексного применения компьютерных технологий и традиционных средств обучения были получены следующие результаты:

Оценку «Удовлетворительно» получили 16% учеников, «хорошо» - 52%, «отлично» - 32% (рис. 12).

Рисунок 12. Результаты контрольных работ учащихся, обучаемых по методике Э2

При анализе результатов контрольных работ в классе, изучившем данную тему на основе методики, основанной на использовании средств натуральной наглядности, были получены следующие результаты:

Оценку «Удовлетворительно» получили 22% учеников, «хорошо» - 49% учеников, «отлично» - 29% (рис. 13).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 13. Результаты контрольных работ учащихся, обучаемых по методике Э3

Таким образом, при сравнении полученных результатов, можно выявить, что у учеников, обучавшихся по комплексной методике, доля оценок «хорошо» и «отлично» выше, чем у учеников, обучавшихся по методике, в основе которой лежало только использование компьютерных технологий и методики, в основе которой лежало использование средств натуральной наглядности, а доля оценки «удовлетворительно» значительно ниже (рис. 14).

...