IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Информатизация сегодня рассматривается как один из основных путей модернизации системы образования. Это связано не только с развитием техники и технологий, но и, прежде всего, с переменами, которые вызваны развитием информационного общества, в котором основной ценностью становится информация и умение работать с ней.

Образование всегда выступало основной базой внедрения современных информационных технологий, поэтому реформы общеобразовательной школы последних десятилетий направлены на совершенствование форм, средств и методов обучения подрастающего поколения для подготовки к вступлению в информационное пространство и быстрой адаптации в нём. В сложившихся социально-экономических условиях информационные технологии обучения должны занять ведущее место.

Российская система образования развивается с учетом мировых тенденций информационного обновления сферы образовательных услуг. Постоянные изменения, происходящие в жизни современного информационного общества, должны находить адекватное и незамедлительное отражение, как в самом учебном процессе, так и в различных учебных материалах. С 2005 года в России реализуется государственный проект «Информатизация системы образования» - ИСО. Одна из основных задач проекта - формирование наборов цифровых образовательных ресурсов, расширяющих учебно-методические комплексы, рекомендованные к использованию в учебном процессе. Вопросы внедрения электронных образовательных ресурсов (ЭОР) в учебный процесс рассматривались 22.12.2010 г. на заседании президиума Совета при Президенте РФ по развитию информационного общества в Российской Федерации. Министерством образования и науки России в рамках федеральной целевой программы развития образования на 2011 - 2015 годы планируется:

1. Создание единого Интернет-портала методической и технической поддержки учителей общеобразовательных учреждений по вопросам использования информационных технологий и ЭОР в учебном процессе.
2. Создание единой информационной среды распространения ЭОР всех типов, в том числе создаваемых учителями, и поддержки организации учебного процесса.

Решению этой задачи способствует обеспечение учебных заведений современными учебными и техническими средствами. За последнее время их видовой состав пополнился такими средствами, как электронные учебники, электронные учебные пособия, средства компьютерного моделирования, Интернет-сайты и другие цифровые образовательные ресурсы. Актуальность и своевременность появления единого информационного пространства, обобщающего разные обучающие ряды (текстовой, визуальный, тестовый и другие), не подвергается сомнению современными методистами и педагогами. При использовании набора ЭОР достигается особенно важный результат - визуализация изучаемого материала, реализуются возможности виртуальной реконструкции биологических процессов, усиливается эмоциональная компонента обучения, делающая усвоение материала более личностным.

ЭОР в системе образования используют сравнительно недавно. Применение средств обучения в преподавании биологии изучали Н.М. Верзилин, В.М. Корсунская, Б.П. Есипова, В.П. Голов и др. В разработку теории и определения понятий внесли свой вклад М.А. Якунчев, С.Г. Шаповаленко, А.В. Дворецкая и др. Методику применения информационных ресурсов разрабатывали А.А. Андреев, М.И. Башмаков, А.П. Ошмарин и др. Различные аспекты применения компьютерных технологий обучения в преподавании биологии раскрываются в работах З.В. Абрамовой, О.И. Белякова, С.А. Бешенкова, Д.П. Гольневой, Н.Л. Луниной, В.Е. Стародубцева, В.А. Смирнова, И.В. Роберт и др.

Средства обучения - это объекты, созданные человеком, а также предметы естественной природы, используемые в образовательном процессе в качестве носителей учебной информации и инструмента деятельности педагога и обучающихся для достижения поставленных целей обучения, воспитания и развития [Богоявленская А.Е., 1996].

Средства обучения - разнообразные предметы, явления, факты, обучающие программы, способствующие повышению эффективности учебной деятельности в соответствии с целями и задачами обучения. В связи с этим можно выделить три основных вида средств обучения:

• реальные (натуральные) объекты и процессы,
• знаковые (изобразительные) заместители реальных объектов и процессов,
• словесные, или вербальные, средства.

Выделение этих трех групп средств обучения биологии соответствует концепции теории познания (теории отражения) и стадиям развития мышления. Все средства обучения представляют собой те или иные способы выражения фиксации содержания биологии и организации учебно-познавательной деятельности [Якунчев М.А., 2008].

Мультимедиа (от англ. multi - много, media - среда) - это взаимодействие визуальных и аудиоэффектов под управлением интерактивного программного обеспечения с использованием современных технических и программных средств, они объединяют текст, звук, графику, фото, видео в одном цифровом представлении.

Мультимедиа средства - это комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих человеку общаться с компьютером, используя самые разные, естественные для себя среды: звук, видео, графику, тексты, анимацию.

Мультимедиа в учебном процессе представлено компьютерными программами (системами), электронными учебниками, компьютерным моделированием в виде разнообразных заданий для самостоятельной работы, учебно-познавательными задачами на разных этапах учебного занятия, компьютерными учебными играми, а также образовательными веб-страницами в сети Интернет.

Выяснилось, что в определении понятий, связанных с мультимедийными средствами обучения, возникают разногласия в трактовке понятия, и существует большое число синонимов.

В ряду электронных средств учебного назначения особое значение имеют учебно-методические комплексы (УМК, мультимедиа курс). Основой УМК (мультимедиа курса) является его интерактивная часть, которая может быть реализована только на компьютере. В нее входят: электронный учебник, электронный справочник, тренажерный комплекс (компьютерные модели, конструкторы, тренажеры), задачник, электронный лабораторный практикум, компьютерная тестирующая система.

А.В. Дворецкая выделяет 8 типов компьютерных средств используемых в обучении на основании их функционального назначения:

1. Презентации - это электронные диафильмы, которые могут включать в себя анимацию, аудио- и видеофрагменты, элементы интерактивности. Для создания презентаций используются такие программные средства, как Power Point или Open Impress. Эти компьютерные средства интересны тем, что их может создать любой учитель, имеющий доступ к персональному компьютеру, причем с минимальными затратами времени на освоение средств создания презентации. Применение презентаций расширяет диапазон условий для креативной деятельности учащихся и психологического роста личности, развивая самостоятельность и повышая самооценку. Презентации активно используются и для представления ученических проектов.

2. Электронные энциклопедии - являются аналогами обычных справочно-информационных изданий - энциклопедий, словарей, справочников и т.д. Для создания таких энциклопедий используются гипертекстовые системы и языки гипертекстовой разметки, например, HTML. В отличие от своих бумажных аналогов они обладают дополнительными свойствами и возможностями:

• они обычно поддерживают удобную систему поиска по ключевым словам и понятиям;
• удобная система навигации на основе гиперссылок;
• возможность включать в себя аудио- и видеофрагменты.

3. Дидактические материалы - сборники задач, диктантов, упражнений, а также примеров рефератов и сочинений, представленных в электронном виде, обычно в виде простого набора текстовых файлов в форматах doc, txt и объединенных в логическую структуру средствами гипертекста.

4. Программы-тренажеры выполняют функции дидактических материалов и могут отслеживать ход решения и сообщать об ошибках.

5. Системы виртуального эксперимента - это программные комплексы, позволяющие обучаемому проводить эксперименты в "виртуальной лаборатории". Главное их преимущество - они позволяют обучаемому проводить такие эксперименты, которые в реальности были бы невозможны по соображениям безопасности, временным характеристикам и т.п. Главный недостаток подобных программ - естественная ограниченность заложенной в них модели, за пределы которой обучаемый выйти не может в рамках своего виртуального эксперимента.

6. Программные системы контроля знаний, к которым относятся опросники и тесты. Главное их достоинство - быстрая удобная, беспристрастная и автоматизированная обработка полученных результатов. Главный недостаток - негибкая система ответов, не позволяющая испытуемому проявить свои творческие способности.

7. Электронные учебники и учебные курсы - объединяют в единый комплекс все или несколько вышеописанных типов. Например, обучаемому сначала предлагается просмотреть обучающий курс (презентация), затем проставить виртуальный эксперимент на основе знаний, полученных при просмотре обучающего курса (система виртуального эксперимента). Часто на этом этапе учащемуся доступен также электронный справочник/энциклопедия по изучаемому курсу, и в завершение он должен ответить на набор вопросов и/или решить несколько задач (программные системы контроля знаний).

8. Обучающие игры и развивающие программы - это интерактивные программы с игровым сценарием. Выполняя разнообразные задания в процессе игры, дети развивают тонкие двигательные навыки, пространственное воображение, память и, возможно, получают дополнительные навыки, например, обучаются работать на клавиатуре.

Биология как учебный предмет представляет исключительную ценность для воспитания материалистического мировоззрения, так как ее материал является доступным наблюдению и требует логических выводов на основе наблюдаемых фактов и явлений (Н.М. Верзилин, В.М. Корсунская). Многими исследователями введение мультимедийных средств в процесс обучения определяется как технологическая революция в образовании. На современном этапе информационно-технического освоения учителя стоят перед необходимостью освоения новых технологий обучения, таких, как программные продукты, компьютерная поддержка на уроке, определенные категории мультимедиа средств (анимация, «слайд-шоу» и т.д.), электронный учебник, Интернет-ресурсы, электронная почта, применение видеопроекторов и плазменных панелей.

Использование мультимедиа способствует заинтересованности учащихся к предмету, развитию у них мотивационной деятельности к анализу, синтезу и сравнению, моделированию, установлению причинно-следственных связей, использованию разных видов информации. Благодаря урокам с применением мультимедийных средств обучения школьники могут в динамике рассмотреть все процессы, самостоятельно смоделировать то или иное явление по заданным условиям или составить гербарии, «посетить» виртуальные экскурсии, а также выполнять лабораторные, практические и другие задания самостоятельно. Немаловажную роль в повышении качества образовательного процесса играет грамотное использование мультимедийных средств обучения на занятиях по биологии.

При помощи ЭОР стало возможным обогатить урок качественным иллюстративным материалом, показать те процессы и явления, которые отдалены от нас во времени и пространстве, моделировать биологические процессы. Нельзя полностью заменять на уроках биологии натуральные объекты объектами виртуальной среды. Все средства обучения необходимо применять комплексно, исходя из цели, задач урока, особенностей обучающихся. Применение ЭОР позволяет повысить эффективность организации учебно-воспитательного процесса, развивать интеллектуальные, творческие способности обучающихся. Способствует повышению мотивации, формированию общеучебных умений и навыков, стимулирует активную поисковую познавательную деятельность, позволяет учитывать индивидуальные особенности обучающихся.

Планируя урок с применением ЭОР, учитель должен соблюдать дидактические требования, в соответствии с которыми: четко определять педагогическую цель применения данного ресурса в учебном процессе; уточнять, где и когда он будет использован; согласовывать выбранный ресурс с другими средствами обучения; учитывать специфику учебного материала, особенности класса, характер объяснения новой информации; возможности анализировать и обсуждать с классом фундаментальные, узловые вопросы изучаемого материала.

Очень важно обеспечить сохранение здоровья обучающихся при использовании ЭОР. В соответствии с требованиями СанПиН 2.4.2.2821-10, продолжительность непрерывного использования в образовательном процессе технических средств обучения в 8-11 классах составляет:

• просмотр статических изображений на учебных досках и экранах отраженного свечения - 25 минут;
• просмотр телепередач - 30 минут;
• просмотр динамических изображений на учебных досках и экранах отраженного свечения - 30 минут;
• работа с изображением на индивидуальном мониторе компьютера и клавиатурой - 25 минут;
• прослушивание аудиозаписи - 25 минут;
• прослушивание аудиозаписи в наушниках - 25 минут.

После использования технических средств обучения, связанных со зрительной нагрузкой, необходимо проводить комплекс упражнений для профилактики утомления глаз, а в конце урока - физические упражнения для профилактики общего утомления.

Биология - учебный предмет, в процессе изучения которого могут быть широко использованы ЭОР. Применение компьютера на уроках биологии позволяет повысить его эффективность, сделать занятия более наглядными и интересными. Нужно учитывать и то, что на уроке биологии ЭОР не может заменить натуральные объекты, изучение живых организмов в естественной среде обитания.

При проведении урока учитель может использовать:

• демонстрацию подготовленных цифровых объектов через мультимедийный проектор;
• использование виртуальных лабораторий и набора интерактивных моделей;
• компьютерное тестирование учащихся и помощь в оценивании знаний;
• индивидуальную исследовательскую и творческую работу учащихся с ЭОРами на уроке.

Нами изучены методы и приемы использования ЭОР в процессе обучения биологии. Применение мультимедийных средств обучения уместно на уроках изучения нового материала, обобщения и проверки знаний, также рассмотрены возможности их использования на каждом этапе урока. Использование ЭОР позволяет организовать интересную внеурочную деятельность и внеклассную работу, обеспечить подготовку к ЕГЭ и ГИА, быстро и объективно проверить знания обучающихся. Они хорошо вписываются в традиционные методы обучения биологии на разных этапах учебного процесса. К ним применимы те же приемы, которые использовались на уроках с применением ТСО с учетом специфики мультимедиа средств.