26 листопада 2013 р.

Застосування комп’ютерних технологій в процесі навчання біології



 В даний час сучасне суспільство піддається сильному впливу на нього комп'ютерних технологій. Невід'ємною і важливою частиною цих процесів є комп'ютеризація освіти. Час диктує нам умови, за яких система освіти орієнтується на входження у світовий інформаційно-освітній простір. Цей процес супроводжується істотними змінами в педагогічній теорії і практиці навчально-виховного процесу, пов'язаними з внесенням коректив у зміст технологій навчання, які повинні відповідати сучасним технічним можливостям. Комп'ютерні технології покликані стати частиною цілісного освітнього процесу. Вони повинні значно підвищити загальну мотивацію учнів, ефективність освіти і якість знань.


Комп'ютерні технології все більше входять в наше життя, все більше часу займають у підростаючого покоління. Всі ми чудово розуміємо, що сьогоднішні школярі значно більше часу проводять за комп'ютерами, ніж за читанням художньої або навчальної літератури. З цим боротися марно, це треба прийняти як даність і використовувати її в своїх інтересах. А найголовніший наш інтерес - дати учням необхідні знання, підвищити якість і рівень освіти, навчити школярів шукати нові знання, користуватися ними. У досягненні цієї мети комп'ютер - друг наших дітей і наш таємний спільник - може надати нам велику допомогу.
Сьогодення вимагає якісних змін і в біологічній освіті, її модернізацію й узгодження з потребами життя. Основна мета реформування шкільної біологічної освіти - забезпечення широких можливостей для розвитку, навчання та виховання творчої особистості, в результаті яких вона буде підготовлена до активного, самостійного життя в сучасному суспільстві. Розв'язання такого складного завдання потребує використання інноваційних технологій навчання, серед яких чільне місце займають комп'ютерні технології.
Зараз у школі комп'ютерні технології зайняли міцне місце в організації навчального процесу з різних дисциплін. Сьогодні не виникає сумнівів у необхідності та ефективності їх використання. Стан сучасної освіти таке, що процес навчання проходить в умовах постійного збільшення потоку інформації, що підлягає засвоєнню.
В даний час сучасне суспільство піддається сильному впливу на нього комп'ютерних технологій. Невід'ємною і важливою частиною цих процесів є комп'ютеризація освіти. Час диктує нам умови, за яких система освіти орієнтується на входження у світовий інформаційно-освітній простір. Цей процес супроводжується істотними змінами в педагогічній теорії і практиці навчально-виховного процесу, пов'язаними з внесенням коректив у зміст технологій навчання, якіповинні відповідати сучасним технічним можливостям. Комп'ютерні технології покликані стати частиною цілісного освітнього процесу. Вони повинні значно підвищити загальну мотивацію учнів, ефективність освіти і якість знань. Комп'ютерні технології все більше входять в наше життя, все більше часу займають у підростаючого покоління. Всі ми чудово розуміємо, що сьогоднішні школярі значно більше часу проводять за комп'ютерами, ніж за читанням художньої або навчальної літератури. З цим боротися марно, це треба прийняти як даність і використовувати її в своїх інтересах. А найголовніший наш інтерес - дати учням необхідні знання, підвищити якість і рівень освіти, навчити школярів шукати нові знання, користуватися ними. У досягненні цієї мети комп'ютер - друг наших дітей і наш таємний спільник - може надати нам велику допомогу.
Сьогодення вимагає якісних змін і в біологічній освіті, її модернізацію й узгодження з потребами життя. Основна мета реформування шкільної біологічної освіти - забезпечення широких можливостей для розвитку, навчання та виховання творчої особистості, в результаті яких вона буде підготовлена до активного, самостійного життя в сучасному суспільстві. Розв'язання такого складного завдання потребує використання інноваційних технологій навчання, серед яких чільне місце займають комп'ютерні технології. Зараз у школі комп'ютерні технології зайняли міцне місце в організації навчального процесу з різних дисциплін. Сьогодні не виникає сумнівів у необхідності та ефективності їх використання. Стан сучасної освіти таке, що процес навчання проходить в умовах постійного збільшення потоку інформації, що підлягає засвоєнню. У цих умовах якість освіти залежить від правильної організації навчальної роботи і від професіоналізму та компетентності викладача.
Праця вчителя в умовах комп'ютерного навчання не тільки не спрощується, а, навпаки, ускладнюється. Однак процес інформатизації шкільної освіти не може відбутися миттєво, відповідно до якої-небудь реформи, він є поступовим і безперервним.
Матеріально-технічна база нашого ліцею знаходиться на високому рівні. Ми маємо сучасний комп'ютерний кабінет, яким керує висококласний професіонал, творча людина - вчитель інформатики Жихарєва Т.В., 5 комп'ютерів в кабінеті біології. Вони є багатофункціональними за своїм призначенням і можуть бути корисні не тільки на заняттях з інформатики, а й на уроках біології: для математичної обробки даних, зберігання інформації, керування тими чи іншими процесами, імітаційного моделювання.

Досвід використання комп'ютера
в практиці викладання біології.
Застосування комп'ютерних технологій створює нові можливості у вивченні біології. Вони дозволять суттєво перебудувати і вдосконалити шкільну біологічну освіту. Застосування комп'ютерних технологій сприяє вирішенню проблеми змісту навчання біології, нових її форм і методів, значно підвищує рівень мотивації навчання, розширюються можливості самостійної діяльності учнів у процесі вивчення біології.
Аналіз дидактичних можливостей комп'ютерних технологій дав змогу встановити напрями їх використання в процесі навчання учнів біології: демонстрація біологічних об'єктів, процесів та явищ; демонстрація статичних і динамічних таблиць, схем, інтерактивних моделей; проведення лабораторних і практичних робіт; створення й показ презентацій, слайд-шоу; комп'ютерне моделювання; контроль знань; джерело інформації (Інтернет, бази даних); розробка біологічних ігор; підготовка до олімпіад; проектна діяльність; науково-дослідницька робота.
Теоретичний аналіз проблеми дослідження дозволяє стверджувати, що використання комп'ютерних технологій у процесі навчання біології учнів може здійснюватися у двох
напрямках. Один з них - це комп'ютерна підтримка предмета, що виражається у використанні стандартного програмного забезпечення з біології, а саме мультимедійних енциклопедій, електронних підручників, тощо. Другий - розробка уроків, що супроводжуються використанням комп'ютера з мультимедійним проектором і ретельно підібраним відеорядом, в якому візуалізація навчальної інформації дає змогу моделювати процеси та явища, що вивчаються, імітувати їх з найвищим ступенем вірогідності, розвивати наочно-образне мислення, посилювати мотивацію навчання за рахунок образотворчих, засобів програми.
Для впровадження комп'ютера у навчально-виховний процес створено програмно-педагогічні засоби, які поділяються за основними функціями, способом програмування, за функціональним або методичним призначенням, залежно від виду взаємодії з комп'ютером, за здатністю адаптуватися до рівня знань учнів тощо.
Психолого-педагогічні      аспекти    комп'ютеризації навчального процесу з біології, а саме:
- мотиваційний аспект,
- облік індивідуальних особливостей та активізація навчального процесу,
- розширення можливостей подання навчальної інформації,
- зміна форм та методів навчальної діяльності,
- контроль за діяльністю учнів.
Розроблений ППЗ дає змогу учню підвищувати інтерес й загальну мотивацію до навчання завдяки новим формам роботи, відчувати свою успішність й інтелектуальну спроможність завдяки створенню комфортних умов навчання; учителю - чітко виділяти мету кожного уроку; підвищувати мотивацію навчання; послідовно або вибірково опрацьовувати теоретичний матеріал; включати в нього відеофрагменти, комп'ютерні демонстрації, довідковий матеріал; забезпечувати активну навчальну діяльність; проводити закріплення навчального матеріалу, що вивчається традиційними методами; створювати уроки за оригінальними методиками; проводити практичні та лабораторні роботи; отримувати додаткову інформацію (робота зі словником).
Контроль навчальних досягнень учнів здійснюється за допомогою навчальних частин програми у вигляді усного контролю знань за питаннями програми, фронтального
опитування (біологічні термінологічні та цифрові диктанти), завдань з закритою відповіддю, тестів, заповнення порівняльно- узагальнюючих таблиць, підписування «німих» малюнків, виконання лабораторних і практичних робіт, а також розв'язування задач, кросвордів.
Одна з можливих форм організації навчання на уроках - використання електронного навчального посібника. Але якщо стандартне допомога може виступати як допоміжний матеріал до навчального заняття, то власне створення електронної форми дозволяє розширювати і поглиблювати знання, проводити, величезну дослідницьку роботу, виявляти творчий підхід до досліджуваного предмета. На перший план виходять учнівські презентації, в процесі демонстрації яких школяр набуває досвід публічних виступів і може виступати в ролі вчителя.
Відомо, що кількість електронних видань, призначених для школярів, збільшується з року в рік. Якість їх змінюється. Величезну роль у цьому зіграло появу державного замовлення на створення таких ресурсів і розробки методик їх використання в рамках цільової програми з розвитку єдиного освітнього інформаційного середовища і проекту по інформатизації системи освіти.
В даний час розроблено безліч різних електронних видань з біології, які розповсюджуються на CD-ROM. Цілком можливо їх використання в рамках традиційної поурочно системи викладання в поєднанні з традиційними дидактичними матеріалами (демонстраційний експеримент, поліграфічні таблиці, картки, робочі зошити, відеофрагменти і т.д.) і реалізація переваг комп'ютерних технологій для досягнення освітніх цілей. Існуючі електронні видання призначені, перш за все вчителям та методистам з біології, яка думає про практичну роботу, про те, що нові ресурси повинні полегшити працю сучасного вчителя, зробити його більш цікавим, ефективним, підвищити мотивацію учнів до вивчення біології.

Використання можливостей комп'ютерних технологій на
різних етапах навчання.
Традиційні методи навчання біології включають три етапи: передача інформації (пояснення), тренінг (закріплення) і атестація (контроль). Для кожного з цих етапів є свої дидактичні поліграфічні матеріали. Компактний електронний ресурс, який містить традиційний набір таблиць, малюнків, текстових матеріалів для роздруківки, у сукупності з мультимедіа- проектором, системою комп'ютерного пошуку І Т.П., вже є привабливим. Електронне видання повинне відрізнятися від традиційних (поліграфічних) матеріалів. Сучасні комп'ютерні технології мають ряд переваг, вони дозволяють:
         використовувати відеофрагменти, звуковий супровід, анімації з їх зупинкою, аналізом, коментарем та зручним пошуком фрагментів;
         багато разів повторювати інтелектуальні процедури, контролювати результати їх виконання;
       автоматизувати контроль та оцінювання рівня знань, систематизацію помилок за кількома параметрами і т.д.
Якщо технологічні можливості супроводі відповідною методикою використання, то це робить викладання предмета більш привабливим як для вчителів, так і для учнів, може полегшити працю вчителя, звільнити його від рутинної роботи на всіх трьох етапах навчання. Для більшої переконливості, наведу характеристику типів об'єктів та можливість їх використання на різних етапах.
Етап "Пояснення". Кольорові малюнки та фото-підручники і методичні посібники не можуть мати великий ілюстративний матеріал, тому що це різко підвищує їх собівартість. Цифрові технології дозволяють при тій же вартості наситити видання великою кількістю кольорових ілюстрацій. Кольорові фотографії дозволяють розширити ілюстративний ряд, надати йому наближеність до реального життя.
Слайд-шоу - додають даному етапу велику емоційність, виразність, наочність.
Відеофрагменти - виконують функцію, аналогічну що використовувались раніше навчальним кіно-і відеофільмів, проте у поєднанні з комп'ютерними технологіями виводять їх на якісно новий рівень (можливість використання паузи, копіювання кадру, збільшення окремого фрагмента, супроводу його текстом, винесення; створення власного об'єкта на основі кадру і т.д.)
СБ малюнки і моделі. Створення просторового малюнка з можливістю зміни ракурсу розглядання, наближення і видалення об'єкту з ефектом збільшення замінює собою серію малюнків, розрізів і виносок і дозволяє вчителеві вибирати для коментаря той чи інший фрагмент.
Анімації короткі (спрощені) - "ожилі картинки", що показують коротку динаміку процесу. Можуть містити спливаючі підпису, виділення окремих частин, супровідний текст диктора або бути інтуїтивно ясними в силу зрозумілості змісту першого кадру 1 назви об'єкта.
Анімації сюжетні - аналоги традиційних фрагментів "мультфільмів", що включають до навчальних кіно-і відеофільми для ілюстрації механізмів тих чи інших біологічних процесів, в тому числі мікросвіту. Психологічно привабливі за рахунок використання сучасного комп'ютерного дизайну, що упроваджується в свідомість школяра телебаченням. У подібних анімація полегшена зупинка і перехід до потрібного фрагменту, за рахунок синхронізованого звукового супроводу можливо кваліфіковане пояснення процесу з потрібними візуальними акцентами.
Інтерактивні моделі - анімація, хід якої залежить від задаються початкових умов. Можуть використовуватися для імітації біологічних процесів. До цього типу об'єктів можна віднести інтерактивні таблиці (коли фрагменти можуть "оживати" в короткі анімації або укрупнюватися з появою нових деталей).
Інтерактивні малюнки - спрощений варіант інтерактивних моделей. При підведенні курсору до такого малюнку окремий об'єкт або частину об'єкта виділяється підсвічуванням або зміною кольору, і спливає його назву.
Допоміжний матеріал - сюди можна віднести довідкові та узагальнюючі таблиці, визначення величин, формули. Вони можуть бути використані на етапі пояснення для того, щоб не працювати з дошкою та крейдою під час проведення уроку.
Етап "Закріплення".
Завдання з вибором відповіді - комп'ютерні технології дозволяють легко аналізувати, зберігати та обробляти завдання, де потрібно вибрати один або декілька варіантів відповіді з запропонованих. Такі завдання крім тексту можуть містити малюнки, а також фотографії, відео-та анімаційні фрагменти (однак поки як правило, містять тільки тексти, формули та малюнки.)
Тематичні добірки завдань - реалізують технічну можливість збірки об'єктів за їх характеристик (атрибутів) і методичну можливість створення груп завдань, розрахованих на досягнення педагогічних цілей за рахунок певної послідовності їх виконання, прив'язки до часу заняття, даною програмою, вибраного підручника.
Завдання з використанням фото, відео та анімацій - такі завдання переводять фото-, відео та анімаційні об'єкти з категорії ілюстрацій до категорії навчальних матеріалів. У викладанні біології можуть бути використані для створення завдань, пов'язаних з експериментом, обробкою експериментальних даних і для зіставлення інформації, представленої в різних видах, тобто для засвоєння методів пізнання, включених в освітній стандарт з біології.
Завдання з реакцією на відповідь - поява на екрані "реакцій" на правильний і неправильний відповідь підвищує навчальний ефект виконання завдань за рахунок надання йому емоційного забарвлення.
Інтерактивні завдання - завдання (система завдань), в яких закладено комп'ютерний контроль етапів виконання і помилок, є система підказок для вибору наступного кроку, система розгалужень у залежності від результатів виконання першого етапу.
Допоміжний матеріал - довідкові та узагальнюючі таблиці і т.п. можуть бути використані і на етапі закріплення - якщо учень звертається до них при виконанні завдань або ліквідації прогалин у знаннях.
Етап "Контроль". Завдання з вибором відповіді, з необхідністю введення відповіді з клавіатури, з використанням фото, відео та анімацій, інтерактивні завдання - усі ці типи, зазвичай використовуються на етапі закріплення, можуть бути використані і на етапі контролю - якщо в учня немає можливості переглянути вірну відповідь або розв'язок завдання.
Тематичні набори тестових завдань з автоматичною перевіркою - забезпечені системою автоматичної перевірки та видачею протоколу виконання. Оцінювання виконання залишено за вчителем за рекомендаціями автора.
Ведеться робота над створенням контрольно-діагностичних тестів - крім протоколу виконання всіх завдань містять ґрунтовний аналіз прогалин знань з даної теми та рекомендації щодо їх ліквідації.

Як всяке нововведення, комп'ютеризація навчання породила масу проблем - педагогічних, психологічних, медичних. Необхідно про них знати, і завданням педагога є враховувати і по можливості уникати даних проблем.