Формы и методы применения икт в обучении биологии

Колесникова

Ольга Леонидовна

учитель биологии

МОУ "СОШ №16"

г. Подольска

Московской области

Подольск, 2010г.

Введение.

1. 
   Понятие информационно-коммуникационные технологии (ИКТ).
   

1. 
   Информатизация образования.
   
2. 
   Положительные и отрицательные стороны информатизации образования
   
3. 
   Понятия ИКТ – грамотности и ИКТ – компетенции.
   
4. 
   Виды ИКТ, используемые в учебном процессе
   

2. 
   ИКТ на уроках биологии.
   

3. 
   Заключение.
   
4. 
   Список литературы.
   
5. 
   Приложение.
   

Выбор темы проекта обоснован тем, что информационные и коммуникационные технологии (ИКТ) с каждым днем все больше проникают в различные сферы образовательной деятельности. Этому способствуют, как внешние факторы, связанные с повсеместной информатизацией общества и необходимостью соответствующей подготовки специалистов, так и внутренние факторы, связанные с распространением в учебных заведениях современной компьютерной техники и программного обеспечения, принятием государственных и межгосударственных программ информатизации образования, появлением необходимого опыта информатизации у все большего количества педагогов.

В большинстве случаев использование средств информатизации оказывает реальное положительное влияние на интенсификацию труда учителей школ, а также на эффективность обучения школьников.

Академик А.П. Ершов писал, что "информатизация - это комплекс мер, направленный на обеспечение полного использования достоверного, исчерпывающего и своевременного знания во всех общественно значимых видах человеческой деятельности". При этом А.П. Ершов подчеркивал, что информация становится "стратегическим ресурсом общества в целом, во многом обусловливающим его способность к успешному развитию".

     С появлением компьютерных сетей школьники и учителя приобрели новую возможность оперативно получать информацию из любой точки земного шара. Через глобальную телекоммуникационную сеть Интернет возможен мгновенный доступ к мировым информационным ресурсам (электронным библиотекам, базам данных, хранилищам файлов, и т.д.). В самом популярном ресурсе Интернет - всемирной паутине WWW опубликовано несколько миллиардов мультимедийных документов.

В то же время любой опытный учитель подтвердит, что на фоне достаточно частого положительного эффекта от внедрения информационных технологий, во многих случаях использование средств информатизации никак не сказывается на повышении эффективности обучения, а в некоторых случаях такое использование имеет отрицательный эффект.

Очевидно, что решение проблем уместной и оправданной информатизации обучения должно осуществляться комплексно и повсеместно. Необходимо обучать корректному, оправданному и уместному использованию средств информационных и коммуникационных технологий не только учителей, но и обучающихся.

Поэтому предполагаю сделать целью своего исследования формы организации уроков биологии с использованием ИКТ и методы применения ИКТ в обучении школьников и ставлю следующие задачи:

1. 
   Изучить теоретический материал об использовании информационных технологий в образовании;
   
2. 
   Разработать методическую базу и внедрить информационные технологии в учебный процесс, изменив методику преподавания предмета.
   

1. 
   Понятие информационно-коммуникационные технологии (ИКТ).
   

В трактовке И.В. Роберта под информационными технологиями понимаются "программно-аппаратные средства и устройства, функционирующие на базе микропроцессорной техники, современных средств и систем телекоммуникаций информационного обмена, аудио-, видеотехники и т.п., обеспечивающие операции по сбору, продуцированию, накоплению, хранению, обработке, передаче информации".

   Информационные и телекоммуникационные технологии (ИКТ) - это обобщающее понятие, описывающее различные методы, способы и алгоритмы сбора, хранения, обработки, представления и передачи информации в различных областях деятельности человека. Сфера образования является одной из областей деятельности человека. Таким образом, появляется понятие "информатизация образования".

1. 
   Информатизация образования.
   

Часто под информатизацией образования подразумевается внедрение информационных и телекоммуникационных технологий в учебный процесс. Это, действительно, важнейшее направление информатизации образования, оказывающее определяющее влияние на повышение качества подготовки школьников. Однако важно понимать, что собственно учебный процесс является основной, но не единственной областью деятельности современной школы, в которой в настоящее время происходит массовое внедрение различных информационных технологий.

2. 
   Положительные и отрицательные стороны информатизации образования
   

• 
  совершенствования методов и технологий отбора и формирования содержания общего среднего образования;
  
• 
  введения и развития новых специализированных учебных дисциплин и направлений обучения, связанных с информатикой и информационными технологиями;
  
• 
  внесения изменений в обучение большинству традиционных школьных дисциплин, напрямую не связанных с информатикой;
  
• 
  повышения эффективности обучения школьников за счет повышения уровня его индивидуализации и дифференциации, использования дополнительных мотивационных рычагов;
  
• 
  организации новых форм взаимодействия в процессе обучения и изменения содержания и характера деятельности учителя и ученика;
  
• 
  совершенствования механизмов управления системой общего среднего образования.
  

Однако     использование современных средств ИКТ во всех формах обучения может привести и к ряду негативных последствий.

• 
   Индивидуализация сводит к минимуму ограниченное в учебном процессе живое общение учителей и школьников, учащихся между собой, предлагая им общение в виде "диалога с компьютером". Обучаемый надолго замолкает при работе со средствами ИКТ, не используя активную живую речь, Орган объективизации мышления человека - речь оказывается выключенным, обездвиженным в течение многих лет обучения.
  

• 
  Обучаемый не получает достаточной практики диалогического общения, формирования и формулирования мысли на профессиональном языке.
  
• 
  Получая значительную свободу в поиске и использовании информации, некоторые обучаемые зачастую неспособны воспользоваться той свободой, которую предоставляют современные телекоммуникационные средства. Часто запутанные и сложные способы представления могут стать причиной отвлечения обучаемого от изучаемого материала из-за различных несоответствий. К тому же, нелинейная структура информации подвергает школьника "соблазну" следовать по предлагаемым ссылкам, что, при неумелом использовании, может отвлечь от основного русла изложения учебного материала.
  
• 
  Колоссальные объемы информации, представляемые некоторыми средствами информатизации, такими как электронные справочники, энциклопедии, Интернет-порталы, также могут отвлекать внимание в процессе обучения.
  
• 
  Кратковременная память человека обладает очень ограниченными возможностями. Как правило, обыкновенный человек способен уверенно помнить и оперировать одновременно лишь семью различными мыслимыми категориями. Когда школьнику одновременно демонстрируют информацию разных типов, может возникнуть ситуация, в которой он отвлекается от одних типов информации, чтобы уследить за другими, пропуская важную информацию.
  
• 
   Часто при использовании таких средств ИКТ срабатывает свойственный всему живому принцип экономии сил: заимствованные из сети Интернет готовые проекты, рефераты, доклады и решения задач из школьных учебников стали сегодня в школе уже привычным фактом, не способствующим повышению эффективности обучения и воспитания школьников.
  
• 
  Во многих случаях использование средств информатизации образования неоправданно лишает школьников возможности проведения реальных опытов своими руками, что негативно сказывается на результатах обучения.
  
• 
  Определенную опасность таит внешнее поверхностное использование средств ИКТ и информационных ресурсов для выполнения малозначимых в общеобразовательном плане групповых и индивидуальных проектов.
   Для многих обучаемых компьютер может просто остаться увлекательной игрушкой. В этой связи достаточно вспомнить "заигравшихся" школьников, которые, к сожалению, в настоящее время тоже не являются редкостью.
  
• 
  Чрезмерное и не оправданное использование большинства средств информатизации негативно отражается на здоровье всех участников образовательного процесса.
       Средства ИКТ могут стать не только мощным средством становления и развития школьников (как личности; субъекта познания, практической деятельности, общения, самосознания), но и, наоборот, способствовать формированию шаблонного мышления, формального и безынициативного отношения к деятельности и т.п.
  

3. 
   Понятия ИКТ – грамотности и ИКТ – компетенции.
   

Понятие ИКТ–грамотности определяет, какими навыками и умениями должен обладать человек, чтобы его можно было назвать грамотным в данном смысле. Перечень этих навыков и умений приведен ниже в порядке повышения сложности познавательных (когнитивных) действий, необходимых для их выполнения:

• 
  определение информации — способность использовать инструменты ИКТ для идентификации и соответствующего представления необходимой информации;
  
• 
  доступ к информации — умение собирать и/или извлекать информацию;
  
• 
  управление информацией — умение применять существующую схему организации или классификации;
  
• 
  интегрирование информации – умение интерпретировать и представлять информацию. Сюда входит обобщение, сравнение и противопоставление данных;
  
• 
  оценивание информации – умение выносить суждение о качестве, важности, полезности или эффективности информации.
  
• 
  создание информации – умение генерировать информацию, адаптируя, применяя, проектируя, изобретая или разрабатывая ее.
  
• 
  сообщение информации — способность должным образом передавать информацию в среде ИКТ. Сюда входит способность направлять электронную информацию определенной аудитории и передавать знания в соответствующем направлении.
  

Понятие ИКТ – компетенции.

Компетенция – понятие очень общее. В нем не отражены конкретные познавательно-практические качества, которые должны быть сформированы в процессе обучения. Это связано с тем, что в разных областях профессиональной деятельности компетентность будет раскрываться с помощью различных познавательно-практических понятий. Поэтому в разных предметных областях вырабатываются свои определения компетенции.

Переход от "знаньевоцентрического" подхода в обучении (знания ради знаний) к "компетентностному" обучению предполагает воспитание такого человека и гражданина, который будет приспособлен к постоянно меняющимся условиям жизни.

Пока круг компетенций, которым будут учить школьников, не определен окончательно, как и само понятие компетенция. Но за основу взяты способность брать на себя ответственность, участвовать в демократических процедурах, общаться и обучаться на протяжении всей жизни, проявлять самостоятельность в постановке задач и их решении.

В рамках рассматриваемого проекта сформировано следующее определение ИКТ–компетентности.

Под ИКТ–компетенцией подразумевается уверенное владение учащимися всеми составляющими навыками ИКТ– грамотности для решения возникающих вопросов в учебной и иной деятельности, при этом акцент делается на сформированность обобщенных познавательных, этических и технических навыков.

4. 
   Виды ИКТ, используемые в учебном процессе
   

• 
  Офисные технологии, позволяющие подготовить большинство учебных материалов в Word, Excel, PowerPoint, Access;
  
• 
  Сетевые технологии, осуществляющие доставку учебных материалов в рамках локальной школьной и глобальной Интернет сети и регламентирующих доступ к ним;
  
• 
  Телекоммуникационные технологии, организующие взаимодействие между пользователями в рамках электронной почты, телеконференций, форумов и чатов;
  
• 
  Широкий спектр специализированных прикладных программных средств,
  

• 
  Средства разработки программных комплексов учебного назначения (от HTML документов до виртуальных миров и виртуальных лабораторий).
  

2. 
   ИКТ на уроках биологии.
   

Использование ИКТ на уроках биологии позволит интенсифицировать деятельность учителя и школьника; повысить качество обучения предмету; отразить существенные стороны биологических объектов, выдвинуть на передний план наиболее важные (с точки зрения учебных целей и задач) характеристики изучаемых объектов и явлений природы.

В преподавании биологии всегда большое внимание уделялось овладению учащимися традиционными методами научного познания окружающего мира: теоретическому и экспериментальному. Детям с низкой познавательной активностью это не всегда интересно. Современные дети все меньше добывают информацию с "листа", стараются получить её из компьютера. Они лучше читают с "экрана". Использование новых информационных технологий в курсе биологии, как и других предметов, значительно поднимает уровень обученности при низкой мотивации учащихся. Одним из достоинств применения мультимедиа технологии в обучении является повышение качества обучения за счет новизны деятельности, интереса к работе с компьютером. Применение компьютера на уроках биологии может стать новым методом организации активной и осмысленной работы учащихся, сделав занятия более наглядными и интересными. Уроки с применением компьютерных систем не заменяют учителя, а дополняют его, делают общение с учеником более содержательным, индивидуальным и деятельным.

Комплекты педагогических программных средств позволяют довести до учащихся огромный поток информации. При этом у школьников развивается зрительная память, акцентируется внимание на важных объектах за счет подачи материала фрагментами. При работе используются преимущества информационных технологий, заключающиеся в сочетании сразу нескольких компонентов: текста, рисунка, анимации, звукового сопровождения и других элементов.

У учащихся высока потребность к соревнованию. Это повышает познавательный интерес, побуждает к поиску чего-то нового. Жесткие рамки учебных занятий становятся тесными. Начинается работа по самостоятельному углубленному изучению материала.

Применение информационных технологий позволило подойти к вопросу обучения биологии с качественно новой стороны

Использование новых информационных технологий позволяет существенно повысить интерес детей к учебе, а, следовательно, и улучшить качество знаний учащихся.

Основной формой организации обучения, характерной для современной школы, является урок. Это необходимо учитывать при разработке и использовании средств ИКТ для системы общего среднего образования. Обучение школьников биологии в рамках классно-урочной системы идет в специальных кабинетах. Поэтому перспективы повышения эффективности классно-урочной системы связываются с оснащением кабинетов дидактическими и техническими средствами обучения и с совершенствованием типов уроков и их модулей.

Классификации возможных форм образовательного процесса, для которых разрабатываются образовательные электронные издания, применяемые в общем среднем образовании, достаточно четко фиксированы. Выбор формы образования для ОЭИ должен осуществляться в строгом соответствии с классификацией:

• 
  уроки-лекции,
  
• 
   уроки-семинары,
  
• 
  практические занятия,
  
• 
   лабораторные занятия,
  
• 
    учебная игра,
  
• 
   учебная исследовательская работа школьников (УИР),
  
• 
  педагогическое измерение и контроль,
  
• 
  самостоятельная учебная деятельность школьников
  

1. 
   Методы проведения учебных занятий в школе с использованием средств информационных и коммуникационных технологий.
   

Одним из наиболее распространённых методов применения ИКТ в обучении биологии является метод мультимедиа-презентации.

Термин "мультимедиа" означает спектр информационных технологий, использующих различные программные и технические средства с целью наиболее эффективного воздействия на пользователя (ставшего одновременно и читателем, и слушателем, и зрителем).
     Благодаря применению мультимедиа в средствах информатизации за счет одновременного воздействия графической, звуковой, фото и видеоинформации такие средства обладают большим эмоциональным зарядом и активно включаются в практику работы различных учреждений.
Целесообразность применения мультимедиа в обучении биологии можно проиллюстрировать многими примерами.

• 
   Как правило, презентации, сопровождаемые красивыми изображениями или анимацией, являются визуально более привлекательными, нежели статический текст, и они могут поддерживать должный эмоциональный уровень, дополняющий представляемый материал, способствуя повышению эффективности обучения.
  
• 
   Использование мультимедиа позволяет продемонстрировать учащимся ряд опытов по биологии, выполнение которых невозможно в школьных условиях.
  
• 
  Использование мультимедиа позволяет продемонстрировать учащимся ряд биологических объектов, которые невозможно показать в реальном времени.
  
• 
   С помощью мультимедиа можно "переместиться в пространстве" и показать учащимся изучаемые в курсе биологии экспонаты музеев или природные заповедники, не покидая класса.
  

Мультимедиа способствует:

• 
  Стимулированию когнитивных аспектов обучения, таких как восприятие и осознание информации;
  
• 
  Повышению мотивации учащихся к изучению предмета;
  
• 
  Развитию навыков совместной работы и коллективного познания у обучаемых;
  
• 
  Развитию у учащихся более глубокого подхода к обучению, и, следовательно, влечет формирование более глубокого понимания изучаемого материала.
  

• 
  для изучения нового материала использую презентации свои и созданные коллегами;
  
• 
  для обобщения и закрепления знаний предлагаю учащимся сделать свои небольшие работы.
  
  

Как и любой учитель, я веду поиск способов организации самостоятельной деятельности учащихся, предусматривающий вовлечение каждого учащегося в активную познавательную деятельность. Одним из способов такой самостоятельной работы является обучение в сотрудничестве. Фронтальные работы все чаще заменяю индивидуальными, парными, групповыми. Парная или групповая работа обучаемых с использованием средств ИКТ оказывается намного эффективней объяснительно-иллюстративного и репродуктивного методов.

     Основными требованиями к использованию метода проектов в обучении школьников с использованием средств ИКТ считаю:

• 
  наличие значимой в исследовательском, творческом плане задачи, требующей интегрированного знания, исследовательского поиска для ее решения;
  
• 
  практическая, теоретическая, познавательная значимость предполагаемых результатов;
  
• 
  самостоятельная (индивидуальная, парная) деятельность ученика;
  
• 
  определение базовых знаний из различных областей, необходимых для работы над проектом;
  
• 
  структурирование содержательной части проекта;
  
• 
  использование исследовательских методов;
  
• 
  определение проблемы, вытекающих из нее задач исследования;
  
• 
  выдвижение гипотезы их решения, обсуждение методов исследования;
  
• 
  анализ полученных данных;
  
• 
  оформление конечных результатов;
  
• 
  подведение итогов, выводы, творческие отчеты и т.д.
  

• 
  формированию системы базовых знаний и навыков и дальнейшему их пополнению и развитию;
  
• 
  выработке устойчивой мотивации и ощущения потребности в приобретении новых знаний, необходимых в работе над проектом;
  
• 
  активизации познавательной деятельности учеников, особенно при выполнении ими проектно-компьютерных исследований;
  
• 
  развитию творческих способностей, позволяющих реализовывать проектную задачу в соответствии с собственным видением;
  
• 
  воспитанию инициативности в получении новых знаний и самостоятельности в расширении сфер их применения;
  
• 
  осознанию учениками себя творцами собственных знаний.
  

• 
  работа учеников в группах с сетевыми партнерами;
  
• 
  усвоение общекультурных знаний, формирование мировоззрения школьников на основе мультимедиа-информации, получаемой ими по телекоммуникационным каналам;
  
• 
  использование новейших средств ИКТ;
  
• 
  развитие коммуникативной письменной речи у школьников.
  

Работу учащихся с книгой, учебником, справочной, научно-популярной и учебной литературой считаю одним из важнейших методов обучения. В настоящее время к этим источникам добавляю электронные издания и ресурсы.

Еще одним немаловажным фактором является то, что современные гипермедиа-технологии, реализованные в сети Интернет, позволяют связывать между собой разрозненную мультимедиа-информацию, находящуюся на различных серверах, производить ее структуризацию, создавая тем самым целостный информационный ресурс, размеры которого могут быть в принципе не ограничены.

• 
  используемые ОЭИ находятся на различных серверах в сети Интернет;
  
• 
  количество информационных ресурсов и связей между ними может быть практически неограниченным;
  
• 
  система подачи информации с помощью гипертекста позволяет обучаемому находить собственную траекторию прохождения учебного материала, углублять и расширять знания по своему желанию и возможностям;
  
• 
  гипермедиа-технологии, использующиеся в сети Интернет, позволяют при необходимости встраивать в учебный материал иллюстрации, анимацию, видеоролики, озвучивать информацию.
  

     К недостаткам метода информационного ресурса могу отнести значительные затраты времени как со стороны учителя, связанные со сбором и структуризацией ОЭИ, повышенным требованием к качеству используемых средств ИКТ в процессе обучения, однообразность ресурсов, так и со стороны ученика: навигация, просмотр, чтение и т.д.

     Достаточно эффективным методом обучения, реализация которого целесообразна с использованием средств ИКТ, является дидактическая игра. Существует несколько важных особенностей, которые считаю необходимым учитывать при использовании метода игр в обучении школьников. При организации игры на уроке с использованием средств ИКТ важно продумать, в каком темпе она будет проводиться. Игра должна быть динамичной, поэтому недопустимы пространные объяснения и обилие замечаний дисциплинарного порядка. Необходимо хорошо владеть методикой проведения игровых упражнений, четко представлять их цель, соблюдать определенный темп, представляя школьникам относительно большую самостоятельность. Наиболее удачно проходят игры с экологической направленностью и игры-путешествия.

Средства информационных и коммуникационных технологий все чаще применяют на уроках биологии для автоматизации процессов контроля и измерения результативности обучения школьников. Использую как специально разработанные средства, нацеленные на педагогические измерения с использованием компьютерной техники, так и контрольно-измерительные подсистемы образовательных электронных изданий и ресурсов, предлагаемых в сети.

Мой интерес к подобному способу оценивания знаний предопределили его положительные стороны:

• 
  высокая степень формализации и унификации процедуры тестирования,
  
• 
  возможность одновременного проведения тестирования на нескольких компьютерах,
  
• 
  возможность организации дистанционного тестирования посредством локальной компьютерной сети, либо через глобальную информационную сеть Интернет.
  

Тестовые материалы могут так же служить инструментарием, применяемым для достижения целей диагностики.

3. 
   Заключение.
   

Таким образом, введение информационных технологий при изучении биологии позволяет:

• 
  интенсифицировать все уровни учебно-воспитательного процесса;
  
• 
  рационально организовать познавательную деятельность учащихся в ходе учебного процесса;
  
• 
  построить открытую систему образования, обеспечивающую каждому индивиду собственную траекторию обучения;
  
• 
  использовать специфические свойства компьютера, позволяющие индивидуализировать учебный процесс и обратиться к принципиально новым познавательным средствам;
  
• 
  изучать явления и процессы в макро- и микромире, внутри сложных биологических систем на основе использования средств компьютерной графики и компьютерного моделирования;
  
• 
  представлять в удобном для изучения масштабе времени различные биологические процессы, реально протекающие с очень большой или очень малой скоростью;
  
• 
  конкретным образом изменить организацию процесса познания путем смещения его в сторону системного мышления.
  
• 
  обеспечить психологический рост личности, развитие навыков самообразования и самовоспитания.
  
• 
  выявлять и поддерживать одаренных детей.
  

Однако ИКТ никоим образом не сможет заменить живое знакомство с природой: выход на экскурсии, посещение музеев естественной истории, работу с микроскопом, гербариями, коллекциями и т. д.

4. 
   Список литературы.
   

1. 
   Андреев А.А. Компьютерные и телекоммуникационные технологии в сфере образования. //Школьные технологии. 2001. №3.
   
2. 
   Дворецкая А.В. Основные типы компьютерных средств обучения. //Школьные технологии. 2004. №3.
   
3. 
   Беспалов П.В. Компьютерная компетентность личностно-ориентированного обучения //Педагогика. 2003, № 4.
   
4. 
   Борис С.И., Хаппаков Н.К. Возможности использования электронных изданий на уроках биологии // Первое сентября. Биология, 2005, № 6 – 7.
   
5. 
   Гилева Г.Г. Медиаобразование и биология: первые шаги //Биология в школе, 1998, № 2. – С.36
   
6. 
   Пасечник В.В. Компьютерная поддержка урока биологии // Биология в школе, 2002, № 2. – С.30
   
7. 
   Пономарева И.Н., Соломин В.П., Сидельникова Г.Д. Общая методика обучения биологии: Учеб. пособие для студ. пед. вузов – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 272 с.
   
8. 
   Тирас Х.П. Компьютерная биология в школе - вполне возможная реальность // Компьютерные учебные программы, 1999, № 3.
   
9. 
   Тушина И.А. Использование компьютерных технологий в обучении биологии // Первое сентября. Биология, 2003, № 27-28.
   

5. 
   Приложение.