ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Калужский государственный педагогический университет им. К. Э. Циолковского

 

 

Институт Естествознания

Биолого-химический факультет

Кафедра ботаники и экологии

 

Комплект  учебно-методических  материалов к учебному модулю:

"Методика использования ЦОР и ИКТ при обучении биологии в общеобразовательной школе"

в курсе

"Теория и методика обучения биологии"

 

 

УТВЕРЖДАЮ

 

Заведующий кафедрой

профессор Шестакова Г.А..

«___» _____________ 200 __ г.

 

Конспект лекций

 

Специальность    050102.65  «Биология  с дополнительной специальностью»

 

Ведущий лектор:

Ивченко Тамара Валентиновна, профессор, кандидат

педагогических наук, доцент

 

                                                      Одобрен на заседании кафедры

«___» _________ 2007 г. протокол № _________

 

Калуга   

2007

                                                     

 

                                                             СТРУКТУРА

конспекта лекций по учебному модулю

 

                                                    Лекция № 1

Тема: Компьютерные технологии: современные       

                                          представления

 

Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:

 

1. Новые информационные технологии обучения.

2.     Компьютерные технологии обучения: концептуальные положения, возможные варианты, особенности содержания.

3.     Компьютерные технологии: за и против?

 

Краткое содержание лекционного материала

 

1. Новые информационные технологии обучения

 

Все педагогические технологии - это информационные технологии, поскольку основу любого технологического процесса обучения составляет информация и ее преобразование.

Слово «информация» происходит от латинского infomatio с первичным значением  «предавать форму, свойства, образовывать »  и со вторичным «обучать, воспитывать, ознакомлять, мыслить». В европейских языках оно закрепилось с XIV века. Тогда так называли своеобразное «программирование», вложение души в тело человека. В основе этих представлений лежат легенды о глиняном роботе Големе, который оживал, когда хозяин вкладывал ему под язык «программу»- текст с именем бога. Примерно с этого времени слово «информация» стали употреблять в значении передачи знаний с помощью книг.

 Характерной чертой науки конца ХХ - начала XXI веков явилось смещение акцентов на рассмотрение сложности и динамичности поведения систем на всех уровнях. Движение, развитие, эволюция, изменчивость лежат в основе всего сущего: «язык природы это язык изменений».

Наряду с множеством подходов, используемых для описания и объяснения процессуальных явлений (дарвиновский эволюционизм, синергетика, теория катастроф и динамических систем…), используется и информационный подход.

 

Система понятий в информационном поле:

 

 

 

 

Информация - отображенное разнообразие

 

 

 

 

 

Отражение - зафиксированные изменения

 

 

 

Движение- все типы взаимодействия и изменения

 

Материя, пространство, время

 

В настоящее время понятие «информация» прочно вошло во все сферы человеческой деятельности - быт, науку, технологии, образование…

В связи с этим обучение на современном этапе - это процесс ориентации в разнообразной ИНФОРМАЦИИ (текстовой, графической, звуковой, аудиовизуальной…) с целью извлечения материалов, удовлетворяющих образовательные потребности конкретного обучаемого.

Таким образом, в образовании информационными технологиями обучения называют все технологии, использующие различные технические информационные средства, в том числе компьютер. Возможно, для большей точности данные технологии следует называть более конкретно- КОМПЬЮТЕРНЫЕ.

 

 

2. Компьютерные технологии обучения: концептуальные положения, возможные варианты, особенности содержания

 

Компьютерные технологии (КТ) развивают идеи программированного обучения.

Концептуальные положения:

·        Обучение включает общение учащегося с компьютером.

·        Принцип адаптивности.

·        Диалоговый характер обучения.

·        Управляемость: коррекция учителем процесса обучения.

·        Оптимальное сочетание индивидуальной и групповой работы.

Компьютерная технология может осуществляться в следующих вариантах:

                                                      I.      Технология (применение компьютерного обучения по отдельным темам, разделам, для решения конкретных дидактических задач).

                                                   II.      Основная (наиболее значимая из используемых в данной области частей).

                                                III.      Монотехнология (все обучение, в т.ч. управление учебным процессом, все виды диагностики, мониторинг, опираются на применение компьютера).

                Образовательные средства КТ можно классифицировать по ряду параметров:

1.     По решаемым педагогическим задачам:

·        средства, обеспечивающие базовую подготовку (электронные учебные пособия);

·        средства практической подготовки (задачники, практикумы, виртуальные конструкторы, программы имитационного моделирования, тренажеры);

·        вспомогательные средства (энциклопедии, словари, хрестоматии, развивающие компьютерные игры и т.д.).

2.     По функциям в организации учебного процесса:

·        информационно-обучающие (электронные книги, периодические издания, словари, справочники, информационные системы);

·        интерактивные (электронные каталоги, электронные телеконференции);

·        поисковые (поисковые системы, каталоги).

3.     По типу информации:

·        с текстовой информацией;

·        с визуальной информацией;

·        с аудиоинформацией;

·        аудио- и видеоинформацией;

·        с комбинированной информацией.

            

Особенности содержания.

Компьютерная технология основывается на использовании некоторой формализованной модели содержания, которое представлено педагогическими программными средствами, записанными в память компьютера и возможностями телекоммуникационной сети.

Главной особенностью фактологической стороны содержания образования является многократное увеличение «поддерживающие информации», наличие компьютерной информационной среды, включающей на современном уровне базы информации, гипертекст и мультимедиа (гипермедиа), микромиры, имитационное обучение, электронные коммуникации (сети), экспертные системы.

Программные средства применяются в зависимости от учебных целей и ситуаций.

Использование КТ позволяет изменять и неограниченно обогащать содержание образования, включая в интегрированные и элективные курсы, знакомство с историей науки, с творческими лабораториями выдающихся ученых, с мировым уровнем науки.

 

3. Компьютерные технологии - за и против.

«…происходит эволюция универсальной информационной сети, способной связать воедино всех людей. Речь идет о наступлении нового века. Технология предлагает нам намного более значительные информационные  и коммуникационные ресурсы. Эти ресурсы столь     

 велики, что очевидно: мы вступаем в новую эру - информационный век»

У. Дайзард

 

Преимущества использования  компьютерных технологий (КТ) очевидны, они явно просматриваются при общей характеристике данной технологии. Среди основных КТ  можно еще раз назвать следующие:

·        индивидуализаций обучения

·        интенсификация самостоятельной работы учащихся

·        повышение познавательной активности и мотивации усвоения знаний

·        обеспечение значительно большей наглядности с включением различных органов чувств учащихся

·        развитие творческих способностей учащихся

·        объективная и оперативная оценка знаний и многое другое.

КТ воздействует на все этапы процесса образования: на то, как мы учимся, что мы знаем и откуда получаем информацию, а так же на последовательную цепочку получения и усвоения нового знания - от обычных заданий до исследовательских проектов.

Все это открывает для педагога новые возможности в образовательном процессе. Для этого учитель должен владеть методами и технологиями поиска, передачи, обработки и анализа информации (так называемая компьютерная грамотность).

Интегрирование традиционной методики с КТ позволяет учителю переложить часть своей работы на компьютер, делая при этом процесс обучения более интересным, разнообразным, интенсивным.

          Таким образом, будущее за КТ, но преимущества от их применения - это только одна сторона медали. Есть обратная - это здоровье детей. В формировании здоровья учащихся наряду с другими участвует и фактор учебного процесса. В последние годы к традиционным (неправильное освещение, неправильная посадка, несоблюдение режима и т.п.) добавляется новый фактор – влияние компьютера. Результаты многочисленных наблюдений позволяют назвать основные вредные факторы, действующие на человека при работе за компьютером:

·        воздействие электромагнитного излучения монитора (в большей или меньшей степени в зависимости от защиты экрана);

·        утомление глаз, нагрузка на зрение;

·        перегрузка суставов костей;

·        стресс при потере информации.

          Воздействие электростатических и электромагнитных полей компьютера вызывает неблагоприятные изменения в иммунной, нервной и сердечнососудистых системах подопытных животных, ухудшают процесс запоминания и выработку условных рефлексов. При длительной работе с компьютером у некоторых школьников отмечаются психические расстройства, повышается раздражительность, появляется нарушение сна, головные боли и депрессивные состояния, снижается работоспособность.    

           Работа на компьютере происходит в позе, связанной с повышенной нагрузкой на некоторые группы мышц, в результате чего могут появляться боли в шейном и грудном отделах позвоночника.

            Все это говорит о необходимости ограничения времени работы учащихся на компьютерах.

             Кроме негативного воздействия компьютера при длительном его использовании, существует и другие сдерживающие факторы в его применении в учебном процессе. К ним можно отнести:

·        отсутствие ПК у многих учителей и учащихся;

·        недостаточная компьютерная грамотность у  учителей и учащихся;

·        отсутствие должного контакта с учителем информатики;

·        ограничение доступа в Интернет;

·        недостаточная методическая подготовка будущих учителей к использованию интерактивных средств обучения, в том числе компьютерных;

·        излишняя увлеченность КТ может привести к тому, что учитель от развивающего обучения перейдет к репродуктивному с использованием объяснительно-иллюстративных методов.

 

Заключение

        Биология - учебный предмет, в процессе которого могут широко и разнопланово использоваться КТ. Применение компьютера на уроках биологии позволяет повысить его эффективность, сделать знания более наглядными и интересными. Следует только помнить, что несоблюдение санитарно-гигиенических условий организации учебных занятий с применением компьютера может отрицательно сказаться на здоровье учащихся. Зарубежные психологи констатируют, что перегруженность машинной технологий  приводит к утрате школьниками эмоционально-личностного отношения к учебе, без чего педагогический процесс бесплоден.

           Необходимо учитывать и то, что на уроке биологии компьютер не может полностью заменить натуральные объекты, изучение живых объектов в естественной среде обитания.

 

Учебные наглядные пособия и ЦОР,  демонстрируемые на лекции:

Электронное издание  «Биология. Живой организм,  6 кл.». Мультимедийное приложение к учебнику Сонина Н.И., изд-во «Дрофа», серия 1 С: образовательная коллекция.

Электронное издание  «Подготовка ЕГЭ  по биологии». Совместная разработка компании «Физикон» и изд-ва «Дрофа» Виртуальный экзамен позволит учащимся адаптироваться к технологии ЕГЭ, избежать ошибок на экзамене и повысить уровень как теоретических знаний, так и практических навыков.

Электронное издание серия «Готовимся к ЕГЭ. Биология», изд-во «Просвещение- Медиа. Новый диск».

Электронное издание «Биология. Бактерии. Грибы. Растения. 6 класс».  Автор Семин А.И., учитель  Раменской средней школы, Мосальского района, Калужской области.  В состав диска включены методические материалы по данному разделу: методические рекомендации к  каждому уроку тестовые задания, контрольные работы.

Электронное издание «Биология. Общие закономерности. 9 класс. Мультимедийное приложение к учебнику С.Г.Мамонтова, В.Б.Захарова, Н.И.Сонина; серия 1 С: образовательная коллекция.

Электронное издание «Школа. Экология, 10-11 класс», серия 1 С: образовательная коллекция.

Электронное издание «Природа России», изд-во «Просвещение-Медиа. Новый диск».

Электронное издание   Республиканский мультимедиа центр + НФПК: Биология, 6-11 класс.

 

 

 

 

                                            Лекция № 2

Тема: Функциональные особенности и возможности использования электронных изданий и ресурсов при изучении биологии в общеобразовательной школе

 

Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:

1.     Состояние информатизации изучения биологии в школе.

2.     Классификация электронных изданий и ресурсов.

3.     Критерии анализа электронных изданий.

4.     Анализ возможности использования отдельных электронных изданий на различных этапах учебного процесса.

 

 

Краткое содержание лекционного материала

 

   1.  Состояние информатизации измерения биологии в  

                       общеобразовательной школе

 

Проект «информатизация системы образования» (ИСО) направлен на реализацию стратегий РФ в области  развития образования на период до 2010 года, оказание содействия в обеспечение доступности, качества и эффективности образовательных услуг в системе общего, начального и среднего профессионального образования. Основная идея проекта состоит в создании условий для поддержки системного внедрения и активного использования информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) в работе образовательных учреждений.

Основная цель проекта – создание в России устойчивого потенциала в области производства высококачественных, открытых, доступных для системы образования цифровых учебных материалов.

Постановка задач создания электронных изданий и разработка методики их использования на государственном уровне является актуальной, но несколько запоздалой.

Хотя история применения компьютеров в обучении насчитывает более сорока лет, впечатляющих успехов от их использования до сих пор нет. Причины этого следующие.

Из результатов анкетирования учителей, проведенного в 2006 году следует, что хотя подавляющее большинство учителей (79%) хотели бы использовать КТ в процессе обучения, делают это лишь немногие (23%), для сравнения - в 2000 году – менее 1%.

По мнению  учителей, основными причинами недостаточного применения КТ в образовательном  процессе является:

·        отсутствие компьютера на рабочем месте учителя (80%);

·        недостаток знаний по методике использования компьютера в учебном процессе (38%);

·        отсутствие навыков работы на компьютере (31%).

Однако есть и другие причины.

Хотя в настоящем времени создано значительное число электронных изданий (ЭИ), в том числе, для обучения биологии в общеобразовательной школе, однако до сих пор они не заняли должного места в учебном процессе. Главная причина такому положению дел - их низкая дидактическая эффективность.

Среди принципиальных недостатков, присущих большинству имеющихся ЭИ по биологии, можно выделить следующие:

·        значительная часть ЭИ посвящено изучению отдельных тем школьного курса биологии, что не позволяет их использовать в системе;

·        многие ЭИ являются узкоспециализированными, предназначенными для использования в качестве репетитора, для проведения демонстраций, контроля знаний, в качестве электронной энциклопедии и т.п.;

·        отсутствие понимания у большинства методистов возможности и недостатков современных ИТ в обучении, что приводит к созданию ЭИ, основанных на модели работы с учащимися с традиционным учебником или с программированным пособием;

·        отсутствие ЭИ, предназначенных для использования в составе учебно-методических комплектов.

 

2. Классификация электронных изданий и ресурсов.

 

В настоящее время наиболее общим термином является электронное издание (ЭИ), кроме того, используются: электронное средство учебного назначения (ЭСУН), информационный источник сложной структуры (ИИСС), цифровой образовательный ресурс (ЦОР), компьютерная обучающая программа (КОП) и ряд других.

Существующие обучающие программы можно классифицировать по-разному. Подходы к классификации компьютерных обучающих программ достаточно подробно рассмотрены в книге Машбиц Е. И.

В большинстве случаев удобна классификация компьютерных обучающих программ по их функциональному назначению. К классу компьютерных программ учебного назначения относится любое программное средство, специально разработанное или адаптированное для применения в обучении и для которых разработаны методики применения в учебном процессе. Методики применения могут быть оформлены в виде текстовых материалов, а также содержаться в самом программном средстве в виде отдельного файла или контекстной помощи. Следует отметить, что как раз методическое обеспечение если и присутствует, то обычно в недостаточно проработанном виде.

Компьютерные программы учебного назначения могут быть классифицированы по типам следующим образом:

- компьютерные учебники (КУ) - это программно-методический комплекс, обеспечивающий возможность самостоятельно освоить учебный курс или его большой раздел. КУ соединяет в себе свойства обычного учебника, справочника, задачника и лабораторного практикума (примеры);

- предметно-ориентированные среды (ПОС) - это программа, пакет программ, позволяющий оперировать с объектами некоторого класса. Среда реализует отношения между объектами, операции над объектами и отношениями, соответствующие их определению, а также обеспечивает наглядное представление объектов и их свойств (примеры);

- лабораторные практикумы (ЛП) - служат для проведения наблюдений над объектами, их взаимосвязями или некоторыми их свойствами, для обработки результатов наблюдений, для их численного и графического представления, для исследования различных аспектов использования этих объектов на практике (примеры);

- тренажеры (ТР) - служат для отработки и закрепления технических навыков решения задач. Они обеспечивают получение информации по теории и приемам решения задач, тренировку на различных уровнях самостоятельности, контроль и самоконтроль. Предоставляют вспомогательные средства (калькулятор, таблицы, "записную книжку", автоматическое решение подзадач и т. п.). Как правило, включают режимы: теория, демонстрация примеров, работа с репетитором, самостоятельная работа, самоконтроль (примеры);

- контролирующие программы (КП) - программные средства, предназначенные для проверки (оценки) качества знаний (примеры);

- справочники, базы данных учебного назначения (УБД). Программы этого класса предназначены для хранения и предъявления учащемуся разнообразной учебной информации справочного характера. Для них характерны иерархическая организация материала и средства быстрого поиска информации по различным признакам или по контексту (примеры).

К сожалению, в большинстве существующих ЭИ предъявление знаний обучаемым происходит традиционным способом и не имеет существенных качественных преимуществ перед традиционными носителями информации.

3. Критерии анализа ЭИ и ресурсов

 

Количество электронных изданий, предназначенных для школ, из года в год увеличивается. Изменяется и их качество. Большую роль в этом сыграло появление государственного заказа на создание таких ресурсов и разработки методик их использования в рамках Президентской программы компьютеризации сельских школ, Федеральной целевой программы, но развитию единой образовательной информационной среды и проекта НФПК по информатизации системы образования (ИСО).

Результаты   проведенного анализа предназначены, прежде всего, будущим учителям, думающим о  практической работе, о том, что новые ресурсы должны обеспечивать труд современные учителя, делать его более интересным, эффективным, повысить мотивацию учащегося к изучению биологии.

Критерии анализа

1.     Соответствие образовательным стандартам

К сожалению, следует констатировать, что большинство ЭИ содержит биологические ошибки и технические опечатки в текстах. Это  объясняется тем, что полиграфические издания, ориентированные на школу, проходят тщательное редактирование и строгую процедуру содержательной экспертизы в Федеральном экспертном совете при МО РФ. ЭИ, ориентированные в основном на домашний рынок, такой процедуре не подвергаются. Лишь единичные продукты имеют рекомендации ФЭС и соответствуют полиграфическим школьным учебникам.

2. Открытость ресурсов.

При использовании ЭИ в преподавании в школе  возникает проблема согласованности различных программных платформ, которые используются для организации работы с различными цифровыми ресурсами (тексты, анимации, видео, звуковые файлы и т.д.).  При развитии продуктов на коммерческой основе и ориентированные  на рынок домашних компьютеров каждая фирма стремиться разработать свою платформу и защитить свой продукт от копирования. Однако каждая платформа занимает дисковое пространство, часто сетевые версии этих платформ плохо стыкуются и т.п., поэтому к ЭИ, разрабатываемым по заказу МО РФ, предъявляется требование открытости разрабатываемых ресурсов, возможность проигрывания их с использованием не только специальной платформы, но и стандартных средств Windows .

Хотя полностью эти требования выполнить невозможно (некоторые модели разрабатываются в специальных программных средах, защищенных авторским правом и имеющих высокую стоимость), коммерческие организации  в последних своих разработках стараются следовать этому принципу.

 

 

  4.  Использование возможностей КТ на различных этапах обучения

   Традиционные методы обучения биологии включают  три этапа: передача информации (объяснение), тренинг (закрепление) и аттестация (контроль). Для каждого из этих этапов имеются свои дидактические полиграфические материалы. Компактный электронный ресурс, содержащий традиционный набор таблиц, рисунков, текстовых материалов для распечатки, в совокупности с мультимедиа-проектором, системой компьютерного поиска и т.п., уже является привлекательным. Однако вряд ли понимание ЭИ как энциклопедии традиционных дидактических материалов может стимулировать учителя на освоение компьютера. ЭИ должно отличаться от полиграфических материалов. Современные КТ позволяют:

a.      использовать видеофрагменты, звуковое сопровождение, анимации с их остановкой, анализом, комментарием и удобным поиском фрагментов;

b.     многократно повторять интеллектуальные процедуры, контролировать результаты их выполнения;

c.     использовать интерактивные формы обучения, моделирующие элементы общения ученика с учителем;

d.     автоматизировать контроль и оценку знаний, систематизировать ошибки по нескольким параметрам.

4.1           . Анализ возможности использования отдельных элементов издания на различных этапах учебного процесса.

При отборе дисков для объяснения и закрепления нового материала с использованием мультимедиа-проектора учитель предпочтет использовать те, которые содержат большее количество мультимедиа-объектов, а так же объекты, отличающиеся от традиционных дидактических материалов: интерактивные рисунки, 3D и интерактивные модели.

В таблице 1 приведены сведения о размере окна, в котором в каждом из анализируемых здесь изданий демонстрируется объекты видеоряда (при котором качество изображения еще является удовлетворительным).

 

                                                                                                     

 

 

                                                Таблица 1 Демонстрация объектов видеоряда

 

Электронное издание

Цветные рисунки

Фотография

Анимация

Видеофрагмент

1С: Репетитор. Биология

1\4

1\4

1\4

1\4

Открытая биология 2.5

Полноэкранный

Полноэкранный

Полноэкранный

нет

Виртуальная школа Кирилла и Мефодия. Методика по биологии

2\3

2\3

1\10

1\10

Электронный атлас для школьника: ботаника, зоология

Полноэкранный

Нет

Нет

Нет

Биология. Анатомия и физиология человека

2\3

2\3

Полноэкранный

Полноэкранный

1С: Экология

1\6

1\6

1\4

Полноэкранный

         Использование ЭИ при закреплении материала наиболее эффективно при обучении в компьютерном классе. Однако  число заданий в ЭИ различно (таблица 2), и они не везде собраны в тематические подборки.

                                                                                                

                                                                                                  Таблица 2

          Насыщенность ЭИ заданиями для закрепления и контроля знаний

 

Электронное издание

Количество заданий для закрепления

Количество заданий для контроля знаний

1С: Репетитор. Биология

24 тестовых задания

0

Открытая биология 2.5

585 тестовых заданий и 85 задач

554 тестовых заданий

Виртуальная школа Кирилла и Мефодия. Методика по биологии

93 задания (без проверки компьютера) и 18 интерактивных заданий

0

Электронный атлас для школьника: ботаника, зоология

50 тестовых заданий

50 тестовых заданий

Биология. Анатомия и физиология человека

315 заданий (при работе вне локальной сети или с выключенными подсказками)

315 заданий (при работе вне локальной сети или с выключенными подсказками)

1С: Экология

102 тестовых заданий и задач

70 тестовых заданий

          Таким образом, наиболее насыщены заданиями по закреплению знаний «1С: Репетитор. Биология», «Открытая биология 2.5», «Биология. Анатомия и физиология человека» и «1С: Экология». При этом надо учитывать, что поурочное закрепление изученного материала возможно проводить лишь с использованием двух последних.

Возможность контроля знаний с использованием ЭИ имеется, если ученик не может заглянуть в ответ и лишен возможности пользоваться теоретическим разделом или справочными данными.

Использование «Электронный атлас для школьника: ботаника, зоология» для этих целей малоэффективно, так как там задания входят в один итоговый тест. В  ЭИ «Биология. Анатомия и физиология человека» одни и те же задания могут быть использованы и для закрепления и для контроля знаний - по усмотрению учителя.

 

Учебные наглядные пособия и ЦОР, используемые на лекции

 Демонстрируемые ЭИ приведены в таблице 1 и таблице 2.

 

                                       

 

 

                                    Лекция № 3

Тема:              Методические особенности использования  

                  компьютерных технологий при изучении биологии в 

                                        общеобразовательной школе

 

Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:

1. Функциональные возможности использования компьютера в   

    образовательном процессе.

2.     Использование различных типов объектов электронных изданий на всех этапах урока («проникающая технология»).

3.     Использование компьютерной программы при изучении конкретной темы школьной программы (раздел «Человек и его здоровье»).

4.     Реализация мультимедиа технологий в школьных лекциях 

          по биологии.

 

Краткое содержание лекционного материала

 

Компьютерные средства обучения относят к интерактивным, так как они способны «реагировать» на действия ученика и учителя, осуществлять с ними диалог.

Компьютер может использоваться на всех этапах процесса обучения: при передаче информации (объяснении), тренинге (закреплении) и аттестации (контроля ЗУН).

 

       1.Функциональные возможности использования компьютера в  

                                       образовательном процессе

          

    Для пользователя компьютер может выполнять различные функции: учителя, рабочего инструмента, объекта обучения, сотрудничающего коллектива, досуговой среды.

В функции учителя компьютер представляет:

·        источник учебной информации;

·        наглядные пособия качественного нового уровня;

·        тренажер;

·        средство диагностики и контроля;

В функции рабочего инструмента компьютер выступает как:

·        средство подготовки текстов, их хранения;

·        текстовый редактор;

·        графопостроитель, графический редактор;

·        вычислительная машина больших возможностей;

·        средство моделирования;

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 Internet.

Досуговая среда организуется с помощью:

·        игровых программ;

·        компьютерных игр по сети;

·        компьютерного видео;

Деятельность учителя, в свою очередь, в КТ включает следующие функции:

·        организация учебного процесса на уровне класса в целом, предмета в целом (график учебного процесса, внешняя диагностика, итоговый контроль);

·        организация внутриклассной активизации и координации, расстановка рабочих мест, инструктаж и т.п.;

·        осуществление индивидуального обучения учащихся с использованием визуальных и слуховых ресурсов;

·        подготовка компонентов информационной, образовательной среды (учебное оборудование, программные средства и системы, наглядные пособия и т.п.), связь их с содержанием конкретного учебного курса (раздела).

2. Использование различных типов объектов электронных изданий на всех этапах урока («проникающая» технология)

        Биология – учебный предмет, в процессе изучения которого может достаточно широко использоваться компьютер. Однако в настоящее время еще рано говорить о компьютерном обучении биологии, точнее будет рассматривать элементы внедрения КТ в учебный процесс, или так называемая компьютерная поддержка традиционным технологиям (1 вариант – «проникающие» технологии).

В связи с этим рассмотрим характеристики типов объектов, представленных в проанализированных ранее ЭИ с указанием на возможность их использования на разных этапах урока.

 

                       Этап «объяснение» (передача информации)

          

          Цветные рисунки и фото – цифровые технологии позволяют насытить издания значительно большим количеством цветных иллюстраций, чем полиграфическое издание (при той же стоимости).

          Слайды-шоу – сменяющиеся иллюстрации с дикторским сопровождением.

Видеофрагменты – выполняют функцию, аналогичную учебным кино- и видеофильмам, однако в сочетании с компьютерными технологиями выводят их на качественно новый уровень.

3D – рисунки и модели. Создание пространственного рисунка с возможностью изменения ракурса рассматривания, приближения и удаления объекта с эффектом увеличения заменяют собой серию рисунков, разрезов и позволяют учителю выбирать для комментария тот или иной фрагмент.

Анимации короткие (упрощенные) – «ожившие» картинки, показывающие короткую динамику процесса.

          Анимации сюжетные – аналоги традиционных фрагментов «мультфильмов», включающихся в учебные кино- и видеофильмы для иллюстрации механизмов тех или иных биологических процессов, в том числе и процессов микромира.

Интерактивные модели – анимация, ход которой  зависит от задаваемых начальных условий. Могут использоваться для имитации биологических процессов, например, интерактивные таблицы.

Интерактивные рисунки – упрощенный вариант интерактивных моделей. При подведении курсора к такому рисунку отдельный объект  или часть объекта выделяется подсвечиванием или изменением цвета, и появляется его название.

Вспомогательный вариант – сюда можно отнести обобщающие таблицы, определения различных величин, формулы.

 

                        Этап «Закрепление» (тренинг)

 

Задания с выбором объекта – КТ позволяют легко анализировать, сохранять и обрабатывать задания, где требуется выбрать один или несколько вариантов ответа. Такие задания помимо текста могут содержать рисунки, фотографии, видео- и информационные фрагменты.

          Задания с необходимостью ввода числового или словесного ответа с клавиатуры – анализ числа или слова (словосочетания), введенного в специальном поле, в настоящее время также доступны большинству обучающих программ.

           Тематические подборки заданий – реализуют техническую возможность сборки объектов по их характеристикам и методическая возможность создания групп, заданий, рассчитанных на достижение целей за счет определенной последовательности их выполнения, привязки ко времени занятия, данной программе, выбранному учебнику.

           Задания с использованием фото-, видео- и анимации  - такие задания переводят перечисленные объекты из категории иллюстраций в категорию обучающих материалов (создание заданий, связанных с экспериментом, обработкой экспериментальных данных и для сопоставления различной информации).

Задания с реакцией на ответ – появление на экране «реакций» на правильный и неправильный ответ повышает обучающий эффект выполнения заданий за счет придания ему эмоциональной окраски.

          Интерактивные задания - система заданий, в которых заложен комплексный контроль этапов выполнения и ошибок, имеется система

подсказок для выбора следующего шага, система ветвлений в зависимости от результатов выполнения первого этапа.

 

          Вспомогательный материал – справочные и обобщающие таблицы и т.п. могут быть использованы и на этапе закрепления, в случае если учащийся обращается к ним при выполнении заданий или ликвидации пробелов в знаниях.

 

                              Этап «Контроль» (аттестация)

 

        Задания с выбором ответа, с необходимостью ввода ответа с клавиатуры, с использованием фото-, видео- и анимаций, интерактивные задания – все эти типы, обычно используемые на этапе закрепления, могут быть эффективно использованы и на этапе контроля, но только в том случае, если у учащегося нет возможности просмотреть верный ответ.

         Тематические наборы текстовых заданий с автоматической проверкой – снабжены системой автоматической проверки и выдачей протокола выполнения. Оценивание выполнения оставлено за учителем по рекомендации автора.

         Контрольно-диагностические тесты – помимо протокола выполнения всех заданий содержат обоснованный анализ пробелов знаний по данной теме и рекомендации по их ликвидации.

         В качестве иллюстраций возможностей использования типов объектов  ЭИ на различных этапах урока рассмотрим компьютерный курс «Открытая Биология 2.5».

          Данное издание представляет собой компьютерный курс, состоящий из набора HTML – страниц, просматриваемых с помощью программы Internet Explorer. Внутри страниц находятся гиперссылки, позволяющие осуществлять быстрый переход по тексту.

           Курс рекомендуется для учащихся средних общеобразовательных учреждений различного типа, для самостоятельного изучения биологии, для работы в локальной сети и сети Интернет. Его можно использовать на уроках биологии, а также на факультативных занятиях. Курс составлен в соответствии с программой и включает все разделы. Однако, учителю надо иметь в виду, что содержание превышает современный школьный стандарт по биологии и ориентировано на поступающих в ВУЗы. Поэтому при изложении материала встречаются термины, выходящие за рамки школьной программы (пример).

             Курс содержит методические материалы с  подробным описанием методик работы с диском, разработками конкретных уроков (пример) и сравнение эффективности разных составляющих мультимедийного курса при разных режимах использования компьютерной техники на уроке. Помимо этого имеется примерное поурочное планирование для 6-11 классов с рекомендациями использования данного ЭИ.

             Имеется система поиска по предметному именному указателям и по вводу слова или фразы с клавиатуры. Предметный указатель выводит пользователя в раздел теоретического курса. Именной указатель содержит сведения с некоторыми биографическими сведениями о 270 ученых. В издании дан перечень рекомендованной литературы, учебные программы, справочный материал, путеводитель по Интернет-ресурсам по биологии.

             Далее приводятся конкретные примеры с использованием ранее перечисленных типов объектов на трех этапах урока: передачи информации, тренинге и аттестации.

             Особый методический интерес данного ЭИ представляет атлас анатомии человека - интерактивная модель, демонстрирующая внутреннее строение человеческого тела (пример).

             Кроме того, в издании имеется система составления и компьютерной обработки конкретных работ. Используя эту систему, можно собрать конкретную работу, содержащую необходимое количество вопросов и задач требуемой сложности по нужным темам. Всего в наборе 554 вопроса, они разделены по трем уровням сложности. Типы вопросов совпадают с заданиями в обучающей части диска. На каждый вопрос можно отвечать только один раз. После прохождения всех заданий можно увидеть свои результаты как по каждому из заданий, так и по всей контрольной работе целиком.

 

3.  Использование компьютерной программы при изучении   

  конкретной темы школьной программы  (раздел «Человек и его   

  здоровье»)

             В качестве примера рассмотрим изучение темы «Кожа» с помощью компьютерной программы «SKIN. BIO». Данная программа относится к обучающе-контролирующим и, соответственно, состоит из трех частей: обучающей, справочной и контролирующей.

             Изучение темы «Кожа» эффективнее осуществлять с использованием методики индивидуально-групповой деятельности, подробно разработанной профессором Пасечником В.В. В этом случае каждая группа, состоящая из 4-6 человек, работает самостоятельно по инструкции с компьютерной программой «SKIN. BIO» и изучает материал темы «Кожа». В этом случае распределение времени и организация работы учащегося внутри темы могут быть следующими.

Урок № 1. Вводная беседа и лекция по теме «Кожа», самостоятельная работа учащегося с учебником и компьютерной программой (передача информации).

Урок № 2. Самостоятельная работа учащегося с элементами беседы, работа на компьютере (передача информации).

Урок № 3. Коррекция и систематизация знаний (тренинг).

Урок № 4. Контрольно-обобщающий урок (аттестация).

Далее в лекции приводятся конкретные примеры с использованием компьютерной программы «SKIN. BIO» на всех уроках темы «Кожа».

 

 

4. Реализация мультимедиа технологий в школьных лекциях  по биологии

Школьные лекции – одна из обязательных форм обучения биологии, прежде всего, раздела «Общая биология». Отдельные учителя до сих пор используют лекционно-семинарский подход в обучении биологии, что вполне оправдано. Но и отдельные лекции (вводные, тематические, заключительные), прочитанные не в системе, имеют неоценимое значение для биологического образования школьников. Именно лекции помимо образовательных и воспитательных выполняют развивающие функции, в том числе учат старшеклассников работать на лекциях, грамотно их конспектировать, подбирать аргументирующий материал, делать выводы и т.п. Без этих умений, как показывает наш опыт, студентам 1-х (и не только) курсов гораздо сложнее адаптироваться в вузовской системе.

Мультимедийные технологии постепенно внедряются в российский образовательный процесс. Именно они соответствуют основным принципам информационных технологий: интерактивный (диалоговый) режим работы с компьютерами; интегрированность (стыковка, взаимосвязь) с другими программными продуктами; гибкость процесса изменения, как исходных данных, так и постановки задач.

Мультимедиа технологии (МТ) – совокупность технологий (примеров, методов, способов), позволяющих с использованием технических и программных средств мультимедиа продуцировать, обрабатывать, хранить, передавать информацию, представленную в различных формах (текст, звук, графика, видео, анимация) с использованием программного обеспечения.

Мультимедийный курс лекции совмещает технические возможности компьютерной и аудио- видеотехники в представлении учебного материала (наглядно-образное представление информации) с общением учителя с классом (вербально-логическое представление информации). Такая организация представляет раскрыть на новом качественно высоком уровне  классический принцип дидактики – принцип наглядности, называемым «золотым правилом дидактики».

Использование МТ на лекциях оказывает большое психолого-педагогическое воздействие на учащегося. Наглядно-образная информация, выполненная средствами МТ, активизирует эмоциональное  воздействие на обучающихся, которое обеспечивает повышение роли сенсорно-перцептивного уровня восприятия и обработки бимодальной информации по сравнению с традиционной лекцией, а также повышение эффективности мнемических процессов.

В результате, как показывает опыт, реализация МТ в лекционных курсах способствует улучшению концентрации внимания, процессов понимания и запоминания, активизируя познавательную деятельность школьников.

Лекция – мультимедиа становится более гибкой и дидактически эффективной, так как МТ позволяют:

·        повысить информативность лекции;

·        стимулировать мотивацию обучения;

·        повысить наглядность обучения;

·        осуществлять повтор наиболее сложных моментов лекции;

·        реализовать доступность и восприятие информации за счет параллельного представления информации в разных модальностях: визуальной и слуховой;

·        организовать внимание учащегося в фазе его биологического снижения (25-30 минут после начала лекции и после минуты лекции) за счет художественно-эстетического выполнения слайдов-заставок или за счет разумно применимой анимации и звукового и звукового эффекта;

·        осуществить повторение (обзор, краткое воспроизведение) материала предшествующей лекции;

·        создавать учителю и учащемуся комфортные условия на лекции;

 

       Для создания лекций-мультимедиа возможно использование таких

программных продуктов, как Macromedia Flash, Power Point, позволяющие использовать анимационные и звуковые эффекты, включать в виде вставок фотографии и видеоролики. Временная последовательность появления анимационного изображения на экране регулируются самим лектором кликом мыши.

        Опыт проведения лекций с использованием МТ показывает, что объем и качество усвоения школьниками учебного материала значительно увеличивается, появляется дополнительная мотивация к изучению предмета. Однако опрос старшеклассников показал, что отдельный материал лучше представлять по традиционной технологии, с использованием доски и мела (например, строение нуклеотида, соединение их в линейную структуру, химизм фотосинтеза и т.д.). Это совпадает с одним из основных из основных дидактических принципов применения МТ на лекциях – принцип взаимодействия, сущность которого заключается в органическом сочетании мультимедиа и традиционных технологий.

          Далее на лекции демонстрируются отдельные фрагменты

мультимедийной лекции на тему «Фотосинтез, история  изучения, современное состояние проблемы» (10 кл., естественнонаучный профиль, биолого-химический класс).

 

                               Заключение

         Таким образом, можно утверждать, что методически грамотное использование современных  КТ способствует повышению качества подготовки школьников по биологии. Все приведенные аргументы, анализ и обобщение результатов экспериментальной работы подтверждают наличие перспективных резервов в использовании КТ, связанные с дальнейшей интенсификации обучения.

        Однако, учителю биологии необходимо всегда помнить и понимать, что средства компьютерной (в том числе мультимедийной) технологии должны  рассматриваться как вспомогательные по отношению к мыслительной деятельности участников образовательного процесса, одновременно стимулирующие ее активность. 

 

 

Учебные наглядные пособия и ЦОР, используемые на лекции

Электронное издание «Биология. Анатомия и физиология человека. 9 класс», изд-во «Просвещение».

Электронное издание «Биология. Основная школа. Человек и его здоровье». изд-во  «Просвещение-Медиа. Новый диск»

Электронное издание серия «Готовимся к ЕГЭ. Биология», изд-во «Просвещение- Медиа. Новый диск».

Электронный атлас для школьника «Анатомия.Физиология. Гигиена. 8-9  классы», изд-во «Просвещение-Медиа. Новый диск».

Электронное издание «Открытая биология 2.5», изд-во «Просвещение-Медиа. Новый диск» (совместно с «Физикон»).

Электронное издание «Биология: Репетитор», серия 1С: образовательная коллекция.

Электронный атлас для школьника «Анатомия. Физиология. Гигиена. 8-9  классы», изд-во «Просвещение-Медиа. Новый диск».

Электронное издание   Республиканский мультимедиа центр + НФПК: Биология, 6-11 класс.