Компьютерные образовательные технологии в преподавании биологии

Впервые в методике преподавания биологии понятие о методах мультимедийного обучения биологии было дано авторами основного учебника по методике биологии под общей редакцией И.Н. Пономаревой в 2003 году. В данном учебнике подробно изложены особенности мультимедийных методов обучения биологии, а именно, дано подробное описание мультимедийной лекции и мультимедийной практической работе.
Поскольку мультимедийные методы обучения обладают признаками словесных, демонстрационных и практических, их можно назвать комплексными. Следует подчеркнуть основную особенность комбинированных (мультимедийных) методов обучения – они сочетают в себе все каналы передачи информации.

Информационная технология обучения – это педагогическая технология, использующая специальные способы, программные и технические средства (кино, аудио- и видеосредства, компьютеры, телекоммуникационные сети) для работы с информацией.
Информационные технологии обучения представляют собой приложение информационных технологий для создания новых возможностей передачи знаний, восприятия знаний, оценки качества обучения и развития личности обучаемого в ходе учебно-воспитательного процесса.
Для эффективного применения информационных технологий обучения учителю биологии в первую очередь необходимо ориентироваться в соответствующем программном обеспечении.

Предметное обучение реализует в своей основе общие тенденции развития образования, и отражает такие явления, как увеличение интегративных процессов, углубление дифференциации обучения, фундаментальности содержания предмета. В значительной степени этому способствует технологизация обучения в условиях широкого внедрения новых информационных технологий в практику преподавания всего комплекса естественных наук и биологии, в частности.
Компьютер может использоваться на всех этапах процесса обучения биологии: при объяснении (введении) нового материала, закреплении, повторении, контроле знаний, умений, навыков. При этом для ребенка он выполняет различные функции: учителя, рабочего инструмента, объекта обучения, сотрудничающего коллектива, досуговой (игровой) среды.

В функции учителя компьютер представляет:
• источник учебной информации (частично или полностью заменяющий учителя и книгу) с учётом потребностей найти информацию энциклопедического характера;
• наглядное пособие, при помощи которого возможно детальное изучение биологических объектов посредством виртуальной среды (качественно нового уровня с возможностями мультимедиа и телекоммуникации);
• индивидуальное информационное пространство;
• тренажер при подготовке к различного рода промежуточным и итоговым испытаниям;
• средство диагностики и контроля.

В функции рабочего инструмента компьютер выступает как:
• средство подготовки текстов, изображений, мультипликаций и т. д., их хранения;
• текстовый редактор;
• графопостроитель, графический редактор;
• вычислительная машина больших возможностей (с оформлением результатов в различном виде при помощи средств математической обработки и моделирования);
• средство моделирования биологических процессов, явлений, действия законов.

Функцию объекта обучения компьютер выполняет при:
• программировании, обучении компьютера заданным процессам;
• создании программных продуктов;
• применении различных информационных сред. Сотрудничающий коллектив воссоздается компьютером как следствие коммуникации с широкой аудиторией (компьютерные сети), телекоммуникации в сети Интернет.
Использование новой компьютерной технологии открывает широкие возможности для развития принципиально нового обучения, которое становится управляемым, контролируемым и адаптированным к индивидуальным особенностям обучаемого. Внедрение информационных технологий может содействовать реорганизации
обучения, существенному повышению его эффективности. С помощью этих систем можно давать успешно работающим учащимся дополнительный или факультативный материал, целенаправленно управлять соревновательным элементом, присутствующим в деятельности учащихся, осуществляя индивидуализацию и дифференциацию обучения. Давно доказано, что учащиеся по-разному осваивают новые знания. Ранее преподавателям трудно было найти индивидуальный подход к каждому ученику. Теперь же, с использованием компьютерных сетей и онлайновых средств, школы получили возможность преподносить новую информацию таким образом, чтобы удовлетворить индивидуальные запросы каждого ученика .

Общеизвестно, что информационные технологии могут сделать процесс обучения более интересным, отвечающим реалиям сегодняшнего дня, предоставляя нужную информацию в нужное время. Одним из достоинств применения компьютера в обучении считается повышение мотивации учения. Не только новизна работы с компьютером, которая сама по себе нередко способствует повышению интереса к учебе, но и возможность регулировать предъявление учебных задач по уровню трудности, поощряя правильные решения, не прибегая к нравоучениям и порицаниям, которыми нередко злоупотребляют педагоги, позитивно сказываются на мотивации учения. Что же касается занимательности как источника мотивации учения, то возможности информационных технологий здесь поистине неисчерпаемы, и основная задача, которая уже сегодня приобрела большую актуальность, заключается в том, чтобы занимательность не стала превалирующим фактором в использовании компьютера, не заслоняла собственно учебные цели.

Учебный процесс во многом определяется ранее полученными знаниями, ожиданиями и результатами, которые формируют среду обучения, поэтому на современном этапе реформирования российской школы все большее внимание уделяется информатизации образовании
Я считаю, что невозможно научить ребёнка, если ему не интересно, если он не увлечён процессом познания. Активная работа ученика на уроке - залог успешного обучения. Известно, что познавательная активность учащихся тем выше, чем сильнее их интерес к изучаемому предмету. В развитии интереса к учебному предмету нельзя полагаться только на содержание изучаемого материала, важны и методы, с помощью которых школьники вовлекаются в процесс познания. Использование новых информационных технологий в процессе обучения позволяет добиваться качественно более высокого уровня наглядности на уроках, значительно расширяет возможности активизации деятельности школьников, а непрерывная обратная связь оживляет учебный процесс, способствует повышению его динамизма, что, в конечном счете, ведёт к формированию положительного отношения учащихся к изучаемому материалу.

Разнообразие источников информации создает ситуацию новизны и разнообразия и, несмотря на большую информационную насыщенность, такое занятие воспринимается учащимися с интересом и оставляет у них хорошее впечатление.
Мой опыт обучения детей биологии строится на ИКТ в трёх направлениях это:
1. Учебная деятельность
2. Внеклассная работа
3. Подготовка к ЭГЭ.
Преимущества мультимедийных технологий, по сравнению с традиционными, многообразны: наглядное представление материала, возможность эффективной проверки знаний, многообразие организационных форм в работе учащихся и методических приемов в работе учителя.

Многие биологические процессы отличаются сложностью. Дети с образным мышлением тяжело усваивают абстрактные обобщения, без
картинки не способны понять процесс, изучить явление. Развитие их абстрактного мышления происходит посредством образов.
Мультимедийные анимационные модели позволяют сформировать в сознании учащегося целостную картину биологического процесса, интерактивные модели дают возможность самостоятельно «конструировать» процесс, исправлять свои ошибки, самообучаться.
Методические приемы используемые на уроках :
- При закреплении материала или проверки домашнего задания отключаю звук в колонках и прошу ученика прокомментировать увиденный процесс или останавливая кадр, предлагаю продолжить дальнейшее протекание процесса с объяснением.
-При изучении текстового материала с помощью диска предлагаю учащимся заполнить таблицу, составить краткий конспект, найти ответ на вопрос.
-При изучении нового материала и его закрепления использую омсы .С помощью их учащиеся самостоятельно учатся добывать информацию. Проверяют свои знания с помощью лабораторных работ, тестов.
-Предлагаю учащимся самостоятельно подготовить к определенной теме презентацию и рассказать по ней материал.
Этот вид работы развивает у детей речь, мышление, память, учит конкретизировать, выделять главное, устанавливать логические связи.

В учебной деятельности я широко применяю презентации учебного материала. Мною созданы образовательные презентации по темам биологии 7-11 класса.
Презентация дает возможность демонстрировать организмы, их строение, жизнедеятельность и взаимоотношения с другими организмами. Использовать это можно на всех этапах урока, и при объяснении нового материала, и при закреплении, и для контроля знаний. Причем, на каждом этапе урока предоставляется возможность огромного выбора материала. При проведении урока в 5 классе по теме «Способы передвижения животных» я использовала презентацию «Функции и среда обитания животных». На уроке рассматриваются три основных способа движения: амебоидное, с помощью жгутиков и ресничек и
мышечное движение. При изучении первого способа движения учащимся предлагается прочитать, что такое амебоидное движение в параграфе учебника, а затем посмотреть слайды, где показано движение амебы, снятое при помощи микроскопа. Конечно, увидев презентацию, учащиеся значительно лучше воспринимают данный материал. Они непродолжительны по времени, но дают прекрасную возможность увидеть на уроке тех животных, о которых идет речь. Затем я предлагаю ребятам вспомнить животных, имеющих жгутики и реснички. Мы рассматриваем их в учебнике и опять обращаемся к слайду, где показано движение инфузории туфельки и движение сперматозоидов животного. Основной способ движения в животном мире это мышечное движение.

При изучении темы: «Размножение птиц» демонстрирую ребятам презентацию «Гнёзда птиц», где они наглядно видят не только разнообразие гнёзд, но и узнают о том, из каких материалов строят гнёзда и наглядно убеждаются в том, что птицы являются искусными строителями. При изучении темы «Отряды насекомых» перед демонстрацией слайдов, ставлю перед ребятами задачи не только посмотреть презентацию, но и выявить общие черты сходства насекомых данного отряда, а затем заполнить необходимую графу таблицы «Характеристика отрядов насекомых» и т. д. Рассматривая на уроках экологические вопросы, нельзя не затронуть вопрос о том, что многие животные и растения занесены в Красную книгу Московской области. Одно дело услышать, другое дело посмотреть. И здесь на помощь мне снова приходит презентация. Многие презентации по редким видам животных готовили сами учащиеся . Очень удобно. Нет необходимости нести на урок Красную книгу, проносить её по классу, показывая картинки, или искать картинки с изображением тех, или иных животных. Это лишь некоторые примеры использования мною компьютерных презентаций на своих уроках. Имея коллекцию различных презентаций, я исходя из темы урока, цели и задач, корректирую материал презентации (просто показ, демонстрация с предварительным заданием, демонстрация с комментарием учителя или ученика и т.д.) Дети с удовольствием смотрят презентации, особенно если они сопровождаются анимацией и выполняют задания, которые даются мною перед просмотром.
Удобно применение компьютерных презентаций ещё тем, что появляется возможность подбирать наглядный материал в необходимом объёме. Можно материал корректировать: удалять ненужные слайды, добавлять новые, заменять иллюстрации на более удачные и т.д.

Исходя из поставленных целей и задач урока, добавляю сопроводительный текст, анимации, классическую музыку, комментирование слайдов учащимися и учителем.
Второй этап урока - закрепление нового материала осуществляю с помощью ИКТ. Даются основные тезисы урока, их можно увидеть на экране и прослушать аудиозапись. Учащимся предлагается прослушать их и записать в тетрадь.
При проверке знаний ИКТ дает возможность проведения разнообразных тестовых заданий. Это и выбор правильного ответа, и выбор животных, использующих определенный способ движения, и вопросы о количестве конечностей и способах передвижения животного. Диск дает возможность увидеть правильность ответа и допущенные ошибки У меня есть серия образовательных программ, представляемых собой электронные учебные пособия по отдельным темам биологии, которые успешно применяю в практической работе при проведении лабораторных и контрольных работ.

Мне очень понравились диски из данной серии: «Функции и среда обитания животных организмов», «Живой организм», «Анатомия и физиология человека». На этих дисках представлен и демонстрационный материал к урокам, и материалы для контроля знаний. Эти диски легко использовать на различных этапах урока. Также пользуюсь диском прогаммы Физикон « Открытая биология». Весь учебный материал этого диска представлен в наглядной форме и снабжен комплексом мультимедийных возможностей. Полноэкранные видеофрагменты с демонстрацией экспериментов и изучаемых процессов, анимации, высококачественные фотографии, графики и диаграммы, интерактивные трехмерные модели и анимационные ролики, позволяющие наблюдать процессы и рассматривать объекты, недоступные для непосредственного наблюдения, - вот далеко не полный перечень возможностей программы, способных превратить изучение биологии в увлекательную и познавательную игру. Система поиска и возможность создания примечаний и закладок на страницах уроков обеспечивает дополнительные удобства при работе с программами. Выполнение практических упражнений с возможностью проверки ответов и работы над улучшением результатов позволяют школьникам с успехом применять данные программы для самостоятельного обучения.

Так например ,при изучение в 8 классе темы «Внутренняя среда. Значение крови и ее состав» демонстрирую красочную и интересную анимацию диска -образование тромба крови.
В теме «Нуклеиновые кислоты» наиболее сложным для понимания является структура ДНК и процесс репликации. Предлагаю учащимся возможность при помощи вращения модели, ознакомиться с общим планом строения молекулы, освоить сложную структуру нуклеотида. Такая наглядность помогает оперативно усвоить строение и принципы, на основе которых выстраивается вся молекула ДНК.
Широко используется ИКТ и во внеурочное время. Они помогаю мне сделать мероприятие зрелищным и интересным. Учащиеся средних и старших классов используют возможности ИКТ при выполнении реферативных заданий, докладов, сообщений, презентаций по различным темам. При проведении внеклассной работы по предмету тоже не обойтись без использования информационных технологий: обработка собранной в ходе эксперимента информации, подготовка электронных таблиц, диаграмм и документов в текстовом редакторе. Использование ИКТ помогает и при проведении исследовательских работ, открываются большие возможности использования цифровых и компьютерных технологий. Качественные цифровые фотографии, иллюстрирующие результаты исследований, сводные таблицы, возможность постоянного пополнения материала делает работу увлекательней и интересней. Так в 2009 году используя ИКТ, учащиеся 9 класса выполняли исследовательские работы. Очень интересным и поучительным оказалось творчество ребят. Они сами отнеслись к работе с большим энтузиазмом. Результатом стала выступление на общешкольном родительском собрании. Это работа по теме» «Курить или не курить».

А исследовательская работа по теме: «Пирсинг» заняла в районе призовое место.
Информационные технологии на своих уроках я использую систематически в 6-11 классах. Чтобы установить насколько данные технологии активизируют познавательную деятельность учащихся, я провела анкетирование в 6, 9 и 10 классах. Всего в анкетировании приняли участие 30 человек. Суть анкетирования сводилась к следующему: оценить в баллах (максимальный - 5) обычный урок и урок с использованием информационных технологий по пяти параметрам:
1. Интерес к изучаемому материалу.
2. Наглядность изложения материала.
З. Разнообразие форм работы.
4. Объём полученных знаний.
5. Прочность усвоения знаний. Результаты получились следующими:
По всем названным параметрам, уроки с использованием информационных технологий (по мнению учащихся) оценены в большее количество баллов. Такие уроки вызывают больший интерес у учащихся, являются более наглядными, разнообразными. На них учащиеся получают больший объём знаний и полученные знание прочнее усваиваются. Из всего вышесказанного легко сделать вывод: использование информационных технологий, несомненно, способствует активизации познавательного интереса учащихся на уроках, более качественному обучению. Следовательно, использовать информационные технологии целесообразно.

Есть у нас в школе и другой тип компьютерных услуг — доступ к ресурсам Интернет. Огромное количество информации по биологии содержится на различных Интернет-сайтах и может быть использовано на уроках как учителем, так и ученикам.
Важным пунктом использования ИКТ технологий становится подготовка к ЕГЭ. Она начинается с выполнения тестовых заданий на уроках биологии. Тесты могут быть представлены в электронном виде и использоваться в интерактивном режиме
Такая подготовка учащихся способствует выработке навыка работы с тестовыми заданиями и подготовке к ЕГЭ. Имею несколько дисков для подготовке к ЕГЭ.
На данных дисках предлагаются варианты компьютерного тестирования по предмету. Использую эти тесты как на уроках биологии, а так и для самостоятельной работы.

Китайская мудрость гласит - «Скажи мне, и я забуду, покажи мне, и я запомню, дай мне сделать самому и я пойму». Школа должна подготовить своих выпускников к жизни и деятельности в информационном обществе. Использование ИКТ на уроках биологии это маленькая крупица в подготовке учащихся к будущей жизни в информационном обществе.
Интерес ребят к изучению биологии растет, ребята за последние три года стали активно принимать участия и занимать призовые места в олимпиадах, проводить исследовательскую работу, стали участвовать в различных дистанционных конкурсах , имеют хорошие баллы при сдаче ЕГЭ по биологии. Отмечаю, что у учащихся возрос интерес к биологии, у них появилась устойчивая мотивация к учебной деятельности. Я считаю, что использование ИКТ является одним из возможных путей повышения качества знаний.
И моя дальнейшая педагогическая деятельность предполагает расширение работы в рамках новых информационных технологий, поиск и освоение новых методов работы с компьютером при изучении биологии в целях повышения качества образования, активизации познавательного интереса учащихся к предмету.