Новые подходы к обучению биологии с использованием цифровых образовательных комплексов

Автор: Каменских Дарья Дмитриевна

Организация: ОГАОУ «Лицей ядерных технологий» при НИЯУ МИФИ

Населенный пункт: Ульяновская область, г. Димитровград

Аннотация: в статье представлен опыт организации активного и исследовательского обучения биологии в основной школе с использованием цифровых и лабораторных образовательных комплексов. Рассматриваются возможности интеграции цифровых лабораторий, переносных экологических лабораторий, анатомического стола, микроскопического и компьютерного оборудования в учебный процесс. Показано, что системное использование современного оборудования позволяет реализовать требования ФГОС, повысить учебную мотивацию обучающихся и сформировать устойчивые исследовательские навыки.

Ключевые слова: ФГОС, активные методы обучения, цифровые лаборатории, исследовательская деятельность, биология.

Введение

Реализация Федеральных государственных образовательных стандартов в системе основного общего образования предполагает переход от объяснительно-иллюстративного обучения к деятельностной модели, ориентированной на активную, продуктивную работу обучающихся. В этих условиях особое значение приобретает создание современной образовательной среды, обеспечивающей возможность практического исследования, анализа и интерпретации результатов.

Выбор активных и исследовательских технологий обучения основан на положениях деятельностного подхода, подробно описанного в трудах Г. К. Селевко и А. В. Хуторского, согласно которым образовательный результат формируется в процессе самостоятельной учебной деятельности обучающихся.

Наличие в образовательной организации цифровых лабораторий, переносных экологических комплексов, анатомического стола, микроскопического оборудования, компьютерной техники и интерактивных средств обучения позволяет выстроить учебный процесс по биологии как систему учебных исследований, максимально приближенную к реальной научной деятельности.

Цель: показать возможности использования цифровой и лабораторной образовательной среды для организации активного и исследовательского обучения биологии в соответствии с ФГОС.

Задачи:

1. описать методику применения современного оборудования на уроках биологии;
2. продемонстрировать формы активной деятельности обучающихся;
3. проанализировать педагогический эффект используемых технологий.

1. Активная и продуктивная деятельность обучающихся

Выбор активных и исследовательских технологий обучения основан на положениях деятельностного подхода, согласно которому образовательный результат формируется в процессе самостоятельной учебной деятельности обучающихся (Г. К. Селевко; А. В. Хуторской). На уроках биологии данный подход реализуется через организацию экспериментов, работу с реальными объектами, анализ данных и формулирование выводов.

Практико-ориентированное обучение биологии, как подчёркивается в трудах В. В. Пасечника, способствует осмысленному усвоению учебного материала и формированию устойчивого познавательного интереса к предмету.

2. Методическое описание применения оборудования

2.1. Цифровая лаборатория «Знайка Лаб»

Цифровая лаборатория используется при изучении тем, связанных с физиологией человека, экологией и общей биологией. Обучающиеся работают с цифровыми датчиками, проводят измерения, фиксируют и анализируют результаты с использованием ноутбуков.

Формируются следующие умения:

• планирование эксперимента;
• работа с цифровыми данными;
• построение графиков и таблиц;
• формулирование выводов.

2.2. Переносные экологические лаборатории

Экологические лаборатории применяются при изучении тем «Экосистемы», «Экологические факторы», «Охрана окружающей среды», а также во внеурочной деятельности.

Практическая работа включает:

• исследование качества воды, почвы и воздуха;
• проведение сравнительного анализа;
• обсуждение экологических проблем локального уровня.

2.3. Анатомический стол

Анатомический стол используется при изучении анатомии и физиологии человека. Он позволяет визуализировать сложные пространственные структуры, проводить виртуальные «исследования» органов и систем, моделировать патологические изменения.

Использование данного оборудования способствует:

• развитию пространственного мышления;
• повышению наглядности обучения;
• индивидуализации образовательного процесса.

2.4. Микроскопическое и компьютерное оборудование

Микроскопы с высоким увеличением применяются при изучении клеточного строения, микроорганизмов, тканей растений и животных. Использование ноутбуков и интерактивной доски позволяет фиксировать результаты наблюдений, обсуждать их коллективно и оформлять в виде цифровых отчётов.

3. Интеграция урочной, внеурочной и дополнительной деятельности

В образовательной организации активно реализуются программы дополнительного образования экологической и естественно-научной направленности, в том числе «Экологический мониторинг окружающей среды» и «Агро-биотехнологии». Эти программы обеспечивают преемственность урочной и внеурочной деятельности и расширяют возможности исследовательской работы обучающихся.

Функционирование профильных классов естественно-научной направленности позволяет углублённо изучать биологию, химию и экологию, формировать предпрофессиональные навыки и выстраивать индивидуальные образовательные траектории.

4. Глубина и проработанность используемых технологий

Применение цифровых и лабораторных комплексов носит системный характер и интегрировано в учебный процесс. Оборудование используется не как демонстрационное средство, а как инструмент активного познания.

Используемые технологии обеспечивают реализацию межпредметных связей (биология, химия, экология, информатика), а также формирование метапредметных результатов и развитие исследовательской культуры обучающихся.

5. Результаты и педагогический эффект

Системное использование цифровых и лабораторных образовательных комплексов приводит к:

• повышению учебной мотивации обучающихся;
• развитию самостоятельности и ответственности;
• формированию исследовательских и проектных навыков;
• более осознанному выбору дальнейших образовательных маршрутов.

Заключение

Опыт показывает, что цифровая и лабораторная образовательная среда является эффективным инструментом реализации требований ФГОС и формирования активной познавательной позиции обучающихся. Использование современного оборудования позволяет превратить урок биологии в полноценное исследование, ориентированное на практическую деятельность и осознанное усвоение знаний.

Список литературы

1. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования: утв. приказом Министерства просвещения Российской Федерации. — Действующая редакция.
2. Федеральный государственный образовательный стандарт среднего общего образования: утв. приказом Министерства просвещения Российской Федерации. — Действующая редакция.
3. Пасечник В. В. Методика преподавания биологии в современной школе: учебно-методическое пособие. — М.: Просвещение, 2014.
4. Селевко Г. К. Современные образовательные технологии — М.: Народное образование, 1998.
5. Полат Е. С., Бухаркина М. Ю. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования — М.: Академия, 2015.
6. Хуторской А. В. Методика деятельностного обучения — М.: Академия, 2012.