ИНТЕГРАЦИЯ ЦИФРОВЫХ ИНСТРУМЕНТОВ В ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ЗООЛОГИИ ДЛЯ РАЗВИТИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ УМЕНИЙ - Студенческий научный форум

XVIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2026

Личный портфель

ИНТЕГРАЦИЯ ЦИФРОВЫХ ИНСТРУМЕНТОВ В ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ЗООЛОГИИ ДЛЯ РАЗВИТИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ УМЕНИЙ

Керимов Якупберди 1, Суслова А.И. 1
1ЮФУ
 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

1. Актуальность и противоречие

Современные образовательные стандарты (ФГОС ООО) акцентируют формирование навыков исследовательской деятельности, критического мышления и кооперации [6]. В биологии ключевая роль в этом отводится лабораторному практикуму [2; 5]. Однако его потенциал часто нивелируется известными ограничениями: дефицитом времени на индивидуальное обсуждение результатов, трудностью демонстрации микропрепаратов всему классу, формальным характером фиксации данных в тетради [1; 3; 4].

Возникает методическое противоречие: между требованием развивать исследовательские компетенции через практическую деятельность и недостаточными возможностями классической формы лабораторной работы для организации полноценной учебной дискуссии, совместного анализа и рефлексии.

Разрешить это противоречие позволяет стратегия смешанного обучения, направленная на создание интегрированной образовательной среды. В такой среде цифровые инструменты не являются самоцелью, а выступают логичным расширением реального эксперимента, решая конкретные дидактические задачи: коллективную визуализацию, организацию совместной работы с данными и усиление наглядности.

2. Дидактический сценарий урока-исследования: принцип смысловой дополнительности

Тема: «Изучение внутреннего строения дождевого червя».
Цель: выявить черты усложнения организации кольчатых червей по сравнению с плоскими и круглыми на основе анатомического и микроскопического анализа.
Принцип интеграции: Каждый цифровой инструмент подбирается для компенсации конкретного ограничения традиционного практикума и усиления исследовательского компонента.

Оборудование:

Базовое: препаровальные наборы, фиксированные образцы дождевых червей (род Lumbricus sp.), микропрепараты «Поперечный срез дождевого червя», световые микроскопы, лупы.

Цифровое:

  1. Интерактивная 3D-модель внутреннего строения (платформа «БиоВизор» или аналог). Функция: предварительное формирование точной пространственной модели, снижение когнитивной нагрузки при реальном препарировании.

  2. Цифровой микроскоп или адаптер для смартфона с выводом изображения на общий экран. Функция: трансляция индивидуального наблюдения в коллективное, организация направленного обсуждения.

  3. Облачная доска (Miro). Функция: совместная систематизация данных, создание общего «банка знаний» класса.

Таблица 1 – Дидактический сценарий урока-исследования

Этап, время

Педагогическая задача

Содержание деятельности

Роль цифровых инструментов (принцип дополнительности)

Формируемые умения (конкретизация УУД)

I. Предварительная подготовка (домашнее задание).

Сформировать базовое понимание топографии органов.

Самостоятельное изучение строения по интерактивной 3D-модели. Задание: составить схематичный план расположения основных систем органов.

3D-модель компенсирует отсутствие возможности «разобрать» целый объект дома. Усиливает наглядность и интерактивность по сравнению со статичным рисунком в учебнике.

Познавательные: построение мысленной модели объекта. Регулятивные: самостоятельное планирование этапов изучения модели.

II. Проблематизация (5-7 мин).

Создать содержательный контекст, выдвинуть гипотезы.

Обсуждение: «Как строение червя позволяет ему быть «инженером экосистемы»?». Связь с просмотренной моделью: предположения о строении мускулатуры, кишечника.

Демонстрация короткого видеофрагмента о почвообразовании. Функция: создание экологического контекста, превращающего анатомию в исследование адаптаций.

Коммуникативные: формулирование вопросов и гипотез. Познавательные: установление связей между строением и средой обитания.

III. Исследовательский практикум (25-30 мин).

Провести сравнительный анализ макро- и микростроения, собрать эмпирические данные.

1. Работа с макропрепаратом: Препарирование, идентификация пищеварительной системы, целомных мешков, зарисовка общего плана строения.
2. Работа с микропрепаратом: Изучение поперечного среза для подтверждения трёхслойности, наличия целома, кольцевой и продольной мускулатуры.

Цифровой микроскоп: учитель выводит на экран эталонное изображение среза, акцентируя ключевые структуры. Функция: обеспечение единого понимания всеми учащимися, немедленная корректировка ошибок идентификации (напр., различий между полостью тела и кишечником).

Познавательные: проведение сравнительного анализа, интерпретация визуальной информации. Регулятивные: коррекция действий на основе образца. Коммуникативные: участие в совместном обсуждении наблюдений.

IV. Анализ и синтез (10 мин).

Систематизировать данные, установить причинно-следственные связи.

Заполнение обобщающей таблицы «Система органов — Строение — Функция — Связь с образом жизни».

Совместное заполнение таблицы на облачной доске Miro. Каждая группа вносит данные по одной системе, может прикрепить фото с цифрового микроскопа. Функция: создание коллективного интеллектуального продукта, развитие навыков структурирования и цифровой презентации данных.

Познавательные: установление причинно-следственных связей, обобщение. Коммуникативные: учет разных точек зрения, аргументация.

V. Рефлексия и контроль (7 мин).

Оценить достижение цели, выйти на уровень эволюционного обобщения.

Ответ на ключевой вопрос урока: «Какие изученные признаки свидетельствуют о более высокой организации кольчатых червей?».

Итоговая таблица на Miro служит визуальной опорой для рефлексии. Учитель задает уточняющие вопросы на основе допущенных в таблице неточностей.

Познавательные: классификация, подведение под понятие. Регулятивные: самооценка на основе сопоставления с эталоном.

3. Критерии и анализ эффективности интеграции

Эффективность предложенной методики оценивается не по факту использования технологий, а по достижению конкретных педагогических результатов. В качестве критериев можно предложить:

  1. Повышение точности предметных знаний: снижение числа типичных ошибок в идентификации структур (например, отличие целома от просвета кишечника на срезе) благодаря демонстрации через цифровой микроскоп и последующей дискуссии.

  2. Глубина аналитического обсуждения: переход от репродуктивного описания («вижу кишечник») к установлению связей («кольцевая мускулатура позволяет червям утончаться и прокладывать ходы в почве») в ходе совместной работы над облачной таблицей.

  3. Развитие цифровых исследовательских навыков: умение использовать цифровой инструмент (микроскоп, облачную доску) для решения биологической задачи, а не как цель саму по себе.

Пример анализа: на этапе работы с микропрепаратом без интеграции учитель вынужден поочередно проверять корректность увиденного у каждого ученика, тратя время и не создавая пространства для общего обсуждения. Цифровой микроскоп, выводя изображение на экран, позволяет мгновенно сфокусировать внимание всей группы на спорном объекте. Например, учитель может задать вопрос: «Почему у одних на срезе целом виден как четкий просвет, а у других заполнен клетками?», инициируя мини-исследование о возможных плоскостях среза. Таким образом, технология служит катализатором исследовательской дискуссии, которая в традиционном формате затруднена.

К рискам относятся технические сбои и уход внимания на технологию. Минимизирует их дублирование цифрового контента аналоговыми схемами (бумажный атлас) и четкая постановка цели каждого этапа именно с биологической, а не технической точки зрения.

4. Заключение и перспективы

Предложенная методика демонстрирует, что содержательная модернизация лабораторного практикума возможна через педагогически обоснованную интеграцию цифровых инструментов, отобранных по принципу смысловой дополнительности к реальному эксперименту. Ключевым результатом такой интеграции является трансформация деятельности учащихся из индивидуально-репродуктивной в коллективно-исследовательскую.

Перспективы работы видятся в следующих направлениях:

  1. Разработка системы типовых дидактических решений (паттернов) интеграции цифровых инструментов для разных видов лабораторных работ (морфологическое, физиологическое, экологическое исследование).

  2. Создание и апробация инструментария для формализованной оценки влияния такой интеграции на уровень сформированности исследовательских компетенций.

  3. Подготовка методических рекомендаций для учителей, фокусирующихся не на освоении конкретных приложений, а на дидактическом сценарии их использования для углубления биологического содержания.

Таким образом, интеграция цифров в практикум — это путь не к технологизации ради технологизации, а к усилению главной миссии биологического образования: формирования научного мышления через живое взаимодействие с объектом изучения, обогащенное возможностями цифровой эпохи.

Литература

  1. Галкина Е. А., Марина А. В., Макарова О. Б. Новые подходы в методической подготовке студентов-биологов к работе в условиях перехода на ФГОС основного общего образования // Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. 2015. №3 (33). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/novye-podhody-v-metodicheskoy-podgotovke-studentov-biologov-k-rabote-v-usloviyah-perehoda-na-fgos-osnovnogo-obschego-obrazovaniya (дата обращения: 20.12.2025).

  2. Использование цифровых технологий в образовании Мельникова В.Д., Севостьянова М.В. В сборнике: ЛУЧШИЕ ПРАКТИКИ ОБЩЕГО И ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПО ЕСТЕСТВЕННО-НАУЧНЫМ И ТЕХНИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ. Сборник материалов IV Международной научно-практической конференции, посвященной памяти академика РАН К.А. Валиева. Казань, 2024. С. 349-353.

  3. Н. Г. Потысьева, Н. В. Павлова Заданный подход в обучении биологии в школе // Вестник ШГПУ. 2022. №4 (56). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/zadannyy-podhod-v-obuchenii-biologii-v-shkole (дата обращения: 20.12.2025).

  4. Петкевич А. Н. Развитие познавательной активности при использовании многоуровневой системы средств обучения на уроках биологии в профильных классах // Наука и школа. 2019. №5. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/razvitie-poznavatelnoy-aktivnosti-pri-ispolzovanii-mnogourovnevoy-sistemy-sredstv-obucheniya-na-urokah-biologii-v-profilnyh-klassah (дата обращения: 20.12.2025).

  5. Разработка лабораторного практикума по биологии Гайворонская А.А., Кукуца А.А., Севостьянова М.В. В сборнике: ЭКОЛОГИЯ, ЗДОРОВЬЕ, ОБРАЗОВАНИЕ. Материалы X Международной научно-практической конференции преподавателей, студентов и молодых ученых. Ростов-на-Дону, 2024. С. 47-51.

  6. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования (утвержден приказом Минпросвещения России от 31.05.2021 № 287).

Просмотров работы: 9