"Методические подходы к постановке биологического эксперимента в школе. Обработка и оформление результатов"

Методические подходы к постановке биологического эксперимента в школе. Обработка и оформление результатов.

1. Особенности научного эксперимента

1.     Принципиальные отличия научного эксперимента от наблюдений, практик и ЛПЗ (строгое соблюдение условий, повторности биологические и аналитические, требования к прибора - поверка, реактивам, химической посуде).

2.     Изучение литературы как основы для формулировки цели и задач исследования.

3.     Формулировка гипотезы на основании собранной научной литературы, наличие и отсутствие результатов, доказывающих или опровергающих гипотезу

4.     Выбор объекта исследования

5.     Выбор материально-технического обеспечения.

6.     Выбор необходимого и достаточного числа параметров (характеристик) объекта изучения.

7.     Планирование и проведение эксперимента

8.     Статистическая обработка результатов

9.     Графическое и табличное изображение результатов.

10. Сравнение с литературными данными.

11. Подтверждение или опровержение гипотезы.

12. Достаточность собранных результатов и данных.

13. Необходимость постановки дополнительных экспериментов.

14. Оформление полученных результатов в виде научной публикации

2. Работа с одаренными школьниками - подготовка к участию в олимпиадах. Олимпиадные задания. Использование ЭОР для этих целей

ИКТ-технологии можно применять на различных этапах урока:

1) при объяснении нового материала (цветные рисунки и фото, слайд-шоу, видеофрагменты, 3D–рисунки и модели, анимации короткие, анимации сюжетные, интерактивные модели, интерактивные рисунки, вспомогательный материал) в качестве интерактивной иллюстрации, демонстрируемой с помощью мультимедийного проектора на экран (в настоящее время это актуально вследствие того, что не всегда таблицы и схемы есть в наличие у учителя);

2) при самостоятельном изучении учебного материала учащимися на уроке в ходе выполнения компьютерного эксперимента по заданным преподавателем условиям (в виде рабочих листов или компьютерного тестирования) с получением в итоге вывода по изучаемой теме;

3) при организации исследовательской деятельности в форме лабораторных работ в сочетании с компьютерным и реальным экспериментом. При этом следует отметить, что при использовании компьютера учащийся получает намного больше возможностей самостоятельного планирования экспериментов, их осуществления и анализа результатов по сравнению с реальными лабораторными работами;

4) при повторении, закреплении (задания с выбором ответа, задания с необходимостью ввода числового или словесного ответа с клавиатуры, тематические подборки заданий, задания с использованием фото, видео и анимаций, задания с реакцией на ответ, интерактивные задания, вспомогательный материал) и контроле знаний (тематические наборы тестовых заданий с автоматической проверкой, контрольно-диагностические тесты) на уровнях узнавания, понимания и применения. При выполнении учениками на этих этапах урока виртуальных лабораторных работ и опытов повышается мотивация учащихся — они видят, как могут пригодиться полученные знания в реальной жизни;

5) домашние эксперименты могут быть выполнены учеником по рабочему листу с соответствующей адаптацией и при наличии дома учебного диска по данному курсу.

3. Цифровые образовательные ресурсы

Использование цифровых образовательных ресурсов (ЦОР) как готовых электронных продуктов позволяет интенсифицировать деятельность учителя и ученика, позволяет повысить качество обучения предмету, отразить существенные стороны биологических объектов, зримо воплотив в жизнь принцип наглядности.

Мультимедийные презентации

Использование мультимедийных презентаций позволяет представить учебный материал как систему ярких опорных образов, наполненных исчерпывающей структурированной информацией в алгоритмическом порядке. В этом случае задействуются различные каналы восприятия, что позволяет заложить информацию не только в фактографическом, но и в ассоциативном виде в долговременную память учащихся.

Презентация – форма подачи материала в виде слайдов, на которых могут быть представлены таблицы, схемы, рисунки, иллюстрации, аудио– и видеоматериалы.

Возможности презентаций:

• демонстрация фильмов, анимации;
• выделение (нужной области);
• гиперссылки;
• последовательность шагов;
• интерактивность;
• движение объектов;
• моделирование.

Для того чтобы создать презентацию, необходимо сформулировать тему и концепцию урока; определить место презентации в уроке.

4. Ресурсы сети Интернет

Сеть Интернет несет громадный потенциал образовательных услуг (электронная почта, поисковые системы, электронные конференции) и становится составной частью современного образования. Получая из сети учебно-значимую информацию, учащиеся приобретают навыки:

• целенаправленно находить информацию и систематизировать ее по заданным признакам;
• видеть информацию в целом, а не фрагментарно, выделять главное в информационном сообщении.

Использование ресурсов Интернета на уроке при изучении нового материала делает урок интереснее, повышается мотивация ученика к получению знаний. В Интернете можно найти тематические сайты по всем предметам школьного курса, задачники с подробными решениями, тесты, рефераты, модели различных опытов.

Ни для кого из педагогов уже не секрет, что в качестве источника информации подавляющее большинство современных школьников используют отнюдь не литературные источники, а ресурсы Интернет. В этом есть большое преимущество, хотя бы в том, что ребята экономят личное время. Задача учителя научить учащихся правильно работать с найденной информацией, уметь ее структурировать, составлять к ней логические схемы, вопросы, выделять главное. Например, при изучении темы «Происхождение живого вещества» ребята получают предварительное задание найти информацию в Интернете. Задания могут носить как индивидуальные, так и групповой характер.

Если время позволяет лучшие работы можно отметить и предложить ребятам выступить с сообщениями по своим темам, конечно же, такая форма это результат длительной целенаправленной работы с учащимися над информацией.

При организации исследовательской деятельности ресурсы Интернет становятся незаменимыми при поиске теоретической информации, для ознакомления с другими исследовательскими проектами, ну и, наконец, в Интернете можно найти информацию о проведении конкурсов и принять в таковых участие.

5. Электронные энциклопедии

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.

В последнее время широкую популярность приобрели информационные продукты компании «Кирилл и Мефодий». В их каталоге имеется большой выбор разработок, которые можно использовать на уроках биологии и экологии, а также для индивидуальной работы дома, в том числе и учащимся, и учителями. Ярким примером является «Большая энциклопедия». В ней для урока можно найти: справочные таблицы и схемы, различные интерактивы, в том числе классификации живых существ и растений, мультимедийные панорамы («эволюция жизни», «экосистемы Земли»), видеоприложения («жизнь диких животных»), фонотеку («голоса животных»), фотоальбомы («природа России», «хищные звери»), Красную книгу Российской Федерации и многое другое.

6. Дидактические материалы

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, .rtf и .txt. Неудобство этого, почти традиционного, контроля знаний состоит в том, что все равно приходится самостоятельно проверять рукописные работы учащихся и выставлять за них балл и оценку.

Эта работа может быть автоматизирована. Учитель имеет возможность сам составить дидактический материал, не прибегая к помощи текстового редактора, использовать специализированную для этого программу. Такой программой является «Конструктор тестов».

«Конструктор тестов» – это универсальная система проверки знаний. В программе имеются следующие возможности:

• использование неограниченного числа тем, вопросов и ответов;
• вопросы могут содержать музыку, звуки (файлы mp3, wav, mid), изображения (файлы jpg, bmp, ico), видеоролики (файлы avi), форматированный текст неограниченной длины (выделение жирным, наклон, курсив, цвет и т.д.);
• поддержка пяти типов вопросов: выбор единственно правильного ответа, выбор нескольких возможных правильных ответов, установка последовательности правильных ответов, установка соответствий ответов, ввод ответа вручную с клавиатуры;
• печать на принтере и сохранение в файл тем, вопросов и ответов, результатов тестирования;
• возможность проведения тестирования на одном компьютере несколькими пользователями (для каждого пользователя заводится персональная карточка пользователя);
• возможность задавать вопросы в произвольном порядке; задавать цену каждому вопросу и ответу в баллах; проводить психологическое тестирование; ограничить тестирование по времени; прервать тестирование и продолжить его в другое время; пропускать вопросы и возвращаться к пропущенным вопросам;
• возможность выставлять оценку по окончании тестирования (шкалу оценок можно настроить от 2-х до 100-бальной системы);
• сбор и централизованный анализ результатов, полученных после тестирования на разных компьютерах через локальную сеть;
• резервное копирование и синхронизация базы данных (при помощи этой функции можно легко обмениваться данными с другими пользователями и переносить данные с компьютера на компьютер); копирование тем и вопросов (при помощи этой функции можно скопировать тему целиком или выборочно скопировать вопросы из одной темы в другую);
• проверка орфографии;
• поиск по базе данных.

7. Программы-тренажеры

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

·         Важным пунктом использования компьютерных технологий становится подготовка к ЕГЭ. Существует большое количество электронных репетиторов для подготовки.

·         С учащимися, решившими сдавать ЕГЭ по биологии, я использую программы-тренажеры «Новая школа: Экспресс-подготовка к экзамену. Биология» и «Репетитор Кирилла и Мефодия».

·         Удобство этих тренажеров заключается в том, что они максимально имитируют проведение экзамена: присутствуют задания всех частей и идет обратный отсчет времени. Учащиеся могут узнать, каков процент правильных и неправильных данных ими ответов, а также какое количество баллов ими получено. Неправильные ответы тут же могут быть скорректированы при помощи теоретических материалов и кратких конспектов. В таких тренажерах, как правило, существует дневник, где проводится мониторинг знаний учащегося. В «Репетиторе Кирилла и Мефодия» есть также возможность проводить свободные тренинги и свободные экзамены, т.е. мини-экзамены по отдельным темам или даже по отдельным вопросам.

8. Системы виртуального эксперимента

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.

При изучении темы «Инфузории» в 7 классе мною запланирована лабораторная работа «Строение и передвижение инфузории-туфельки», но культуру инфузории не всегда удается вырастить. Поэтому в качестве виртуального эксперимента можно показать готовую работу с диска «Открытая Биология 2.5»; ООО «Физикон», 2003.

9. Электронные учебники и учебные курсы

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

Выпущенные Кириллом и Мефодием «Виртуальная школа: уроки биологии» для 6–11 классов содержат более 180 тем и уроков для изучения, более 2600 медиаиллюстраций, более 80 интерактивных тренажеров, более 2340 терминов и понятий в справочнике, более 1230 тестов и проверочных работ и более 30 интерактивных моделей и схем. Все это просто необходимо использовать учителем на уроке

Мною часто используются «Электронные уроки и тесты» — это серия образовательных программ, представляющих собой электронные учебные пособия по отдельным темам основных школьных предметов. Они могут быть использованы с любым из действующих школьных учебников. Программы этой серии представляют собой органичное сочетание новейших компьютерных технологий с перспективными направлениями школьного образования и являются незаменимыми помощниками для учащихся, делая процесс обучения более эффективным и интересным.

Учебные пособия полностью охватывают темы школьного курса и содержат большое количество дополнительной информации, нередко выходящей за рамки школьной программы.

10. Программные системы контроля

К программным системам контроля знаний 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.

При изучении курса «Человек» в 8 классе мною используется мультимедийное учебное пособие «Биология. Анатомия и физиология человека, 9», который содержит большое количество тестов, заданий типа «закончи предложение», «правильно сопоставь» и другие.

11. Видео- и аудиоматериалы

Проведение уроков с использованием видеопроигрывателя создает интерес учащихся к предмету. Зарубежные производители научно-популярных документальных фильмов, такие как National Geographic, Discovery и т.п., имеют колоссальный набор сюжетов для их показа на уроках биологии. В 6–7 классах на уроках по многообразию животных и растений я использую серию фильмов «Life» («Жизнь»), в которых рассказывается о жизни рептилий, амфибий, млекопитающих, рыб, птиц, насекомых и растений.

В настоящее время имеется немного аудиоматериалов, которые можно использовать при проведении уроков биологии. Самыми популярными являются аудиокурсы компании ИДДК: «Биология, 6», «Ботаника и зоология, 7», «Биология: Человек, 8», «Лекции для школьников: Растительный мир России», «Лекции для школьников: Животный мир России». Все представленные записи имеют формат mp3. В каждом сборнике аудиоматериалов содержатся лекции, некоторые из них повторяют текст учебника.

Заключение

На современном этапе развития школьного образования проблема применения компьютерных технологий на уроках приобретает очень большое значение. Информационные технологии дают уникальную возможность развиваться не только ученику, но и учителю. Компьютер не сможет заменить живого слова учителя, но новые ресурсы облегчают труд современного учителя, делают его более интересным, эффективным, повышают мотивацию учащихся к изучению биологии.

Передовые технологии видеосъемки и применение специально разработанной компьютерной графики позволяют проследить за работой организмов как бы «изнутри», открыть их особенности и загадки. Что вызывает большой эмоциональный подъем и повышает уровень усвоения материала, стимулирует инициативу и творческое мышление. А результат – призеры на олимпиадах и слетах.

Таким образом, использование ИКТ в процессе обучения биологии повышает его эффективность, делает более наглядным, насыщенным (повышается интенсификация процесса обучения), способствует развитию у школьников различных общеучебных умений, повышает качество обучения, облегчает работу на уроке.

Использование ИКТ на уроках биологии позволяет мне, как учителю, быть в курсе тенденций развития педагогической науки. Повысить профессиональный уровень, расширить кругозор и самое главное позволяет усилить мотивацию учения путем активного диалога ученика с компьютером, путем ориентации учения на успех; усвоить базовые знания по биологии, их систематизировать; сформировать навыки самостоятельной работы с учебником и дополнительной литературой. С использованием ИКТ источником информации является не только учитель, но и сам ученик.