Компьютерные технологии обучения биологии

В современных условиях развития общества школа призвана готовить не только мыслящих людей, способных самостоятельно трудиться над развитием собственного интеллекта, культурного уровня, нравственности, квалификации, но и в совершенстве владеющих современными информационными технологиями и способных к быстрому освоению новых.

Информационные технологии в педагогике связаны с информатизацией обучения, использованием вычислительной техники как средства управления познавательной деятельностью школьников, предоставления учителю и учащемуся текстовой, наглядной и прочей информации.

В последние годы в ряде документов Министерства образования и науки Российской Федерации компьютеризация обучения рассматривается как одно из приоритетных направлений развития отечественной системы образования.

Высокий уровень новизны для учащихся электронных средств обучения, большой интерес, проявляемый ими к новым информационным технологиям, востребованность в жизни умений и навыков работы на компьютере стали активными стимуляторами познавательного процесса и мотивации обучения. Кроме того, электронные средства обучения позволяют учащимся выбирать индивидуальный темп проработки учебной информации, максимально персонифицировать процесс обучения, получать из сетей и баз данных информацию по любому интересующему вопросу, обеспечивают тренинг и контроль знаний для коррекции достигнутых результатов, сокращение времени на обучение. Применение в обучении аудиовидиокомпьютерных комплексов значительно изменяет способы работы учащихся с учебным материалом — ориентация учебного процесса направлена на деятельность учения, а не на деятельность преподавания.

Компьютерные технологии, используемые в учебном процессе, основаны на реализации идей программированного обучения. Современный компьютер, снабженный соответствующим программным обеспечением, может не только предъявлять ученику определенные блоки информации, но и более рационально управлять процессом обучения, оценивать его результаты. При этом программный материал подается одновременно на всех возможных кодах: словесном, рисуночном, числовом, символическом и пр. При правильных ответах компьютер предъявляет учащимся новые порции информации, а при неправильных возвращает их к предыдущим порциям или же дает необходимые подсказки.

В условиях доступа к компьютерной информации не только в учебное время и не только с помощью учителя меняется и характер самостоятельной работы учащегося. Приобретение умений работы с компьютером дает ему свободу творчества, не ограниченного рамками урока или элективного занятия.

Эффект использования компьютерных технологий в обучении многократно увеличивается при взаимодействии компьютера с мультимедийными техническими средствами — проекторами, цифровыми фотоаппаратами, (veb) видеокамерами, цифровыми микроскопами, или мультимедиа.

Мультимедиа — это современная компьютерная информационная технология, позволяющая объединить в компьютерной системе текст, звук, видеоизображение, графическое изображение и анимацию. Мультимедиа — собирательный и абстрактный термин, используемый практически без перевода.

Систему мультимедиа может реализовать далеко не каждый персональный компьютер, а только тот, который обладает большой свободной памятью, быстродействием, достаточно высокой степенью работы устройств ввода и вывода информации.

В настоящее время создан ряд электронных пособий по биологии, в той или иной степени пригодных для школьного обучения или самообразования. Наиболее широкое использование в обучении биологии получили разработки программного обеспечения таких фирм, как «1C» («Биология, серия Репетитор», «Популярные энциклопедии»), «Кирилл и Мефодий» («Репетитор по биологии», «Уроки биологии для девятого класса»), а также программные продукты «Электронный атлас для школьника» (В. Р. Дольник, М. А. Козлов, И. В. Черепанов), «Открытая биология», полный интерактивный курс биологии для учащихся (Д. И. Мамонтов).

Использование имеющихся электронных пособий имеет большое значение в школьном обучении или самообразовании учащихся. Однако они не всегда методически продуманы и используются учителями в основном в качестве источника получения дополнительной информации при подготовке домашних заданий.

Основные недостатки имеющегося программного обеспечения компьютерного обучения проявляются в том, что:

• — при кажущейся простоте поиск информации, особенно если она не связана гиперссылками, занимает в ходе урока много времени;
• — биологическая информация или форма ее представления не соответствуют задачам, которые учитель ставит на уроках при ее изучении;
• — фактический материал содержит биологические ошибки; иллюстрации не всегда соответствуют текстовому материалу и т. п.

Не представляют большого интереса для учителей и электронные программы по курсу биологии, имеющие характер электронных учебников или репетиторов по предмету, если они представляют собой тексты учебников, перенесенные на электронный носитель.

Электронный учебник — новый жанр учебной литературы. Однако он не может и не должен заменить привычный школьный учебник. Как просмотр художественного фильма не заменяет чтения книги, по которой он поставлен, так и электронный учебник побуждает учащегося к чтению учебника.

Именно поэтому для создания электронного учебника недостаточно взять хороший учебник, снабдить его навигацией (создать гипертексты) и богатым иллюстративным материалом (включая мультимедийные средства). Электронный учебник нельзя превращать ни в текст с картинками, ни в справочник, так как его функция принципиально иная. Он должен максимально облегчать понимание и запоминание учебного материала (причем активное, а не пассивное) с акцентом на наиболее существенные понятия и утверждения, конкретизируемые яркими примерами, вовлекать в процесс обучения иные, нежели обыч- 1бб ный учебник, возможности человеческого мозга, в частности, слуховую и эмоциональную.

Текстовая составляющая должна быть ограничена, так как остаются обычный учебник, бумага и ручка для углубленного изучения уже освоенного на компьютере материала.

По мнению учителей биологии, активно использующих компьютер как средство обучения, при отборе современных компьютерных учебных программ следует учитывать, что:

• — работа с ними должна быть «дружественной», т. е. понятной с первого знакомства как для учителя, так и для учащихся;
• — управление программами должно быть максимально простым;
• — учитель должен иметь возможность компоновать и изменять материал по своему усмотрению (в процессе подготовки к уроку он должен заниматься творчеством, а не запоминанием того, в каком порядке будет выводиться информация);
• — программа должна воспроизводить информацию комплексно (знаковый и дикторский текст, таблицы, диаграммы, слайды, фото и видеоматериалы, аудиозаписи, мультипликации).

В настоящее время наиболее используемыми учителями биологии оказались не готовые программные компьютерные продукты, а программы для создания учебных презентаций. Одной из наиболее предпочтительных из них оказалась программа Power Point из пакета Microsoft Office. Выбор данной программы объясняется, прежде всего, распространенностью этого пакета и его унифицированностью: любой учитель, имеющий представление об азах работы с любой программой из указанного пакета, может сам подготовить презентации по любым изучаемым темам курса биологии.

Создание высокопрофессиональных учебных программ-презентаций с использованием программы Power Point из пакета Microsoft Office возможно при наличии сканера, а также цифрового микроскопа и цифрового фотоаппарата. В них могут быть использованы изображения, полученные при сканировании рисунков с печатных источников, или снимки, сделанные с помощью цифрового фотоаппарата или микроскопа. Возможно использование изображений из Интернета или из имеющихся на дисках коллекций ClipArt. При создании программы-презентации (поддержки урока) можно использовать различные таблицы и схемы, готовые или создаваемые самостоятельно слайды. Основным достоинством программы-презентации является возможность быстрой ее настройки на конкретный урок.

Программа поддержки позволяет эффективно организовать работу учителя и ученика на уроке с высокой степенью наглядности, последовательности, научности и доступности, с минимальными временными затратами (смена зрительных рядов происходит путем нажатия на левую клавишу мыши).

Работа с программами-презентациями на уроке предполагает выведение изображения на экран с достаточно большой диагональю. Для этого необходим мультимедийный проектор, дающий изображение на экран с диагональю 2—3 метра. В этом случае отпадает необходимость затемнения окон класса (не допускается лишь попадание на экран прямого солнечного света). Можно использовать для демонстрации и телевизор с достаточно большой диагональю экрана и наличием платы вывода AV сигнала. Площадь учебного помещения в этом случае должна быть не больше стандартной классной комнаты.

Существуют и более высокотехнологичные устройства, чем обыкновенный экран или телевизор. Они позволяют не только отражать проецируемое изображение, но и работать с ним, как с обычным меловым рисунком на доске. Это устройство — интерактивная «доска», представляющая собой экран, подключенный к системному блоку компьютера, а через него к мультимедийному проектору. Необходимые изменения в проецируемые изображения вносятся при помощи дистанционной «мыши».

Например, на интерактивной доске отображается готовое изображение скелета млекопитающего. Учащемуся предлагается дистанционной «мышью» надписать названия костей или начертить таблицу с названиями и функциями отдельных костей скелета и пр. Все вносимые изменения при желании могут быть сохранены в памяти компьютера, представлены в отпечатанном виде.

Использование интерактивной доски позволяет всем учащимся класса участвовать в обсуждении работы вызванного ученика, фиксировать их внимание на тех объектах или их частях, о которых идет речь на данном этапе урока, изменять изображения или подписи к ним в соответствии с замечаниями учителя и учащихся класса.

При использовании компьютерной технологии обучении не следует забывать о здоровье учащихся: компьютерная составляющая учебного процесса должна перемежаться с другими видами познавательной деятельности, в частности с работой по изучению натуральных объектов, заполнению в тетрадях обобщающих таблиц, решению проблемных задач и пр.