Розвиток навчально-пізнавальних та інформаційних компетенцій учнів шляхом впровадження інноваційних технологій на уроках біології

Рудченко Н.

Розвиток  навчально-пізнавальних  та інформаційних компетенцій  учнів  шляхом  впровадження  інноваційних технологій на уроках біології

У статті проаналізовано теоретичні й методичні аспекти  процесу впровадження  інноваційних  технологій  на уроках біології. Розкрито основні  переваги  використання педагогічних інновацій в освітній діяльності, зокрема  описано  можливості  мультимедійних  технологій  на  уроках біології.  Охарактеризовано  роль  мультимедійних  технологій  у  процесі   розвитку  навчально-пізнавальних й  інформаційних  компетенцій   учнів.  З’ясовано, що  інноваційні  технології  є  потужним  засобом активізації пізнавальної  діяльності  учнів, інтелектуального розвитку, впливають  на   формування  ключових  компетентностей.

Ключові слова: інноваційні технології, інформаційні технології, мультимедійні  технології, навчально-пізнавальні компетенції, інформаційні компетенції.

Актуальність теми. Впровадження сучасних педагогічних інноваційних технологій в освітній  процес – необхідна  реалія  сьогоднішнього  дня. Обумовлено  це  тим,  що  існуюча  система  навчання  й виховання  не  завжди  здатна створити  відповідні  умови  для  всебічного  розвитку  особистості  учня. Відтак  потрібні  нові  підходи, що сприятимуть швидкому та ефективному засвоєнню учнями наукових знань.

Такими є інноваційні технології  навчання, які  розширюють  можливості учнів щодо якісного рівня формування системи знань, умінь і навичок, їх застосування на практиці  й  створюють  сприятливі  умови  для  навчальної  діяльності  й  пізнавального  розвитку  учнів.

Концепція  та  зміст  Нової  української  школи  передбачає  формування  й  розвиток  в  учнів  ключових  компетентностей, однією  з  яких є  інформаційно-цифрова  компетентність, що  визначена  як  впевнене  й  критичне  застосування  інформаційно-комунікаційних технологій (далі – ІКТ) для  створення,  пошуку,  обробляння, обміну  інформацією; інформаційна й медіаграмотність, основи  програмування, алгоритмічне мислення, роботи з базами даних, навички безпеки в Інтернеті та кібербезпеці;  розуміння етики роботи з інформацією 9.

Серед ключових компетентностей  Нової української школи виділяється   «уміння  навчатися  впродовж  життя», яку  можемо  означити  як  навчально-пізнавальну  компетентність.

Навчально-пізнавальна  компетентність  належить  до  загального змісту освіти, представляє  сукупність взаємопов’язаних змістових орієнтирів, знань, умінь  та  навичок, досвіду  діяльності учнів стосовно об’єктів  реальної  дійсності  та  є  однією з центральних проблем педагогічної  науки.

Сьогодні  серед  науковців  немає  єдиної  точки  зору  щодо визначення понять «компетенція» і «компетентність». Деякі дослідники розглядають ці поняття  як  синонімічні,  інші  ж  науковці  диференціюють  ці  категорії.  У Державному  стандарті  базової  і  повної  загальної  середньої  освіти [10] розкрито поняття «компетентність», «предметна компетентність», «ключові  компетентності», «компетентнісний підхід»:

компетентність  набута  у процесі навчання інтегрована здатність учня, що складається із знань, умінь, досвіду, цінностей і ставлення, що можуть  цілісно реалізовуватися на практиці;

предметна  компетенція – сукупність  знань, умінь та характерних рис у межах конкретного предмета, необхідних для виконання учнями певних дій  з метою  розв’язання  навчальних  проблем, задач, ситуацій.

Державний стандарт базової і повної загальної середньої освіти до предметних (галузевих) компетентностей зараховує комунікативну, літературну, мистецьку, між предметну естетичну, природничо-наукову і математичну, проектно-технологічну та інформаційно-комунікаційну, суспільствознавчу, історичну  і здоров՚язбережувальну  компетентності 10.

Оволодіння  учнями навчально-пізнавальними та інформаційними компетенціями  відбувається в освітньому  процесі  за допомогою  різних  навчальних  дисциплін,  зокрема  й  біології.

Мета статті: виявити  роль  інноваційних  технологій на уроках біології  у процесі  розвитку навчально-пізнавальних та інформаційних компетенцій  учнів.

Виклад  основного  матеріалу.   Останніми роками все частіше науковцями й методистами  піднімається  питання щодо того як  зробити  процес  набуття  учнями навчально-пізнавальних та інформаційних компетенцій  в  освітньому  процесі  більш  продуктивним.

На  думку вчених, використання на  уроках  інноваційних технологій, зокрема  мультимедійних, що  на  основі технічних  і  програмних засобів  забезпечують  роботу  з  комп’ютерною графікою, текстом, мовленнєвим супроводом,  звуком,  статичними   зображеннями  й  відео, сприяє  ефективному  формуванню  в учнів інформаційних й пізнавальних  компетенцій. Дослідники зазначають, що «застосування  мультимедійних  засобів   на уроках  допомагає зробити  процес  здобуття  освіти   більш  цікавим, гнучким, індивідуалізованим і одночасно  надає змогу  учням використовувати глобальні  інформаційні ресурси для  навчання, спілкування, саморозвитку 6, с. 16».

Термін  «мультимедіа» (від лат. multum – багато та анг. medium – засіб, спосіб) трактується  як  інформаційна технологія,  що  поєднує  в  одному  програмному  продукті  різноманітні  види  інформації: тексти, ілюстрації, аудіо і  відеоінформацію [4, с. 331].

У загальноприйнятому визначенні  мультимедійна технологія  навчання  – це спеціальна інтерактивна технологія, яка за допомогою технічних і  програмних засобів забезпечує роботу з комп’ютерною графікою, текстом, мовленнєвим супроводом, високоякісним звуком,  статичними  зображеннями  й  відео [5, с. 20].

Підґрунтям використання мультимедійних технологій на уроках біології  є  провідна  властивість мультимедіа – гармонійне  інтегрування різних видів інформації; одночасне використання різних форм подання інформації.  Доцільність  використання  мультимедійних технологій  у  навчанні  зумовлена  об'єктивними  законами фізіології  вищої  нервової  діяльності  та заснованої на них психології особистого сприйняття.

Так, дані фізіології та психології  свідчать, що в  процесі засвоєння  знань  в  людини  переважає  той  чи  інший орган відчуття (візуальний, аудіальний і кінестетичний).  Особливо  важливу  роль  у  сприйнятті  інформації, запам’ятовуванні  належить візуальному  й  аудіальному (слуховому) аналізаторов: за даними  вчених, людина  запам’ятовує  лише  10% прочитаного, 20% – почутого, 30% – побаченого. Якщо  людина чує та бачить, рівень  запам’ятовування  підвищується  до  50%,  а  якщо   чує,  бачить,  а  потім  обговорює,  то  й  до  70%  [1, с.8].

Отже, мультимедійні технології навчання  забезпечують  сприйняття інформації з підключенням розбіжних видів пам’яті – зорової, слухової, емоційної. При  цьому  якість інформації, що засвоюється учнями, підвищується за рахунок принципу унаочнення матеріалу як основного збудника асоціативного мислення. Переваги  полягають у тому, що мультимедіа  середовище  значно  вище за інформаційною щільністю. Так,  якщо одна сторінка тексту включає  інформацію, яку вчитель промовляє орієнтовно  за 1 – 2 хвилини, то за цей самий  період  часу повноекранне відео несе інформації  у  десятки  разів  більше.

Відтак  в  умовах  стрімкого зростання  інформаційних  потоків і збільшення  дефіциту   навчального часу  мультимедійні  технології  навчання  дозволяють  за   один  і  той  же  термін  часу  викласти  й  засвоїти  значно більший  обсяг  навчального матеріалу.  

Основними  педагогічними  завданнями  використання  інноваційних мультимедійних  технологій   на уроках біології  є:

• повідомлення  учням найбільш повної і точної інформації про явища, об’єкти  або  предмети  матеріального  світу, які  вивчаються;
• забезпечення  наочності з  усіх  каналів  процесу  сприйняття;
• загальної  доступності навчання, або  створення умов, за яких недоступний або малодоступний матеріал стає для учнів посильним та доступним;
• інтенсивності передачі  навчальної  інформації;
• полегшення  праці  учителя  при  навчанні  учнів.
• формування  й  розвиток навчально-пізнавальних та інформаційних компетенцій  учнів  6, с. 18.

Головне  завдання  вчителя  у  роботі  з  мультимедійними технологіями навчання  – визначити  доцільність використання  того  чи іншого  засобу  на  уроці,  обрати  методику  роботи  з  ним.

Мультимедійні  технології, що застосовуються на уроках біології  можна  умовно  поділити  на  такі  різновиди:

1. мультимедіа-презентації;
2. комп’ютерні  навчальні  програми (електронні підручники, самовчителі, посібники, довідники, словники, тести та навчальні ігри);
3. мультимедійні  ресурси  Інтернету 8, с. 3.

Мультимедійна презентація – один з найбільш поширених засобів унаочнення  навчального  матеріалу. Інформативність  електронних  презентацій  набагато вище  традиційних за  рахунок  мультимедійності – наявності не  лише тексту і графіки, але й анімації, відео та звуку.

Використання  мультимедійних  презентацій дозволяє учителю зручно й ефективно візуалізувати статичну й динамічну інформацію, самостійно компонувати  матеріал  виходячи  із  особливостей  конкретної групи учнів, теми  та  змісту  уроку, що  дозволяє побудувати урок  так, щоб домогтися максимального навчального ефекту.

Презентації на уроках біології можна використовувати під час вивчення будь-якої теми. Підручники, довідники, енциклопедії  містять зазвичай   «сухий»  теоретичний  матеріал, що  важкий  для  сприйняття.  Тому  зазвичай  в  учнів  формується  відраза  до вивчення біологічних понять та явищ, які вони  до того ж часто не розуміють. 

Щоб зробити  теоретичний  матеріал  цікавішим, можна  подати його творчо: створити  мультимедійну презентацію, що допомагає полегшити  процес  сприймання  наукового матеріалу з біології, оскільки  сприйняття  інформації  на  слух  пов’язано з формуванням  образів й  понять, що значно полегшується через візуальні  орієнтири.

Можливості презентацій:

1. Демонстрація анімації.

2. Виділення (потрібної  області).

3. Гіперпосилання.

4. Послідовність кроків.

5. Інтерактивність.

6. Рух об’єктів.

7. Моделювання 7, с. 40.

Для формування інформаційних компетенцій учнів вчитель може  запропонувати  учням  самостійно створити презентацію з того або іншого питання, презентувати  власну творчу роботу, наприклад проект на задану тему. Мета  педагогів – навчити  учнів не лише опрацьовувати  матеріали, а й  уміти їх представляти за допомогою ІКТ, бо  сьогодення вимагає від  сучасних  школярів  вміння нестандартно, креативно  презентувати свою роботу, вміти  відстоювати свою думку та аргументувати дії. Переваги такої роботи надзвичайні, адже  зростає зацікавленість предметом вивчення, учні  самі  стають  ініціаторами нових ідей, розвивають інтелектуальні здібності, навчаються  бути послідовними  у  відборі  найсуттєвішої  інформації.

Найпоширенішою програмою для створення мультимедійних презентацій є Microsoft Office Power Point, що  досить проста в застосуванні. Вона дає можливість зробити динамічну  зміну  слайдів  за  допомогою  візуальних  й  звукових  ефектів. Не  менш корисні  Padlet,  Canva, Piktochart  – це безкоштовні  онлайн-конструктори для створення презентацій.

Комп’ютерні  навчальні програми (електронні підручники, самовчителі, посібники, довідники, словники, тести та  навчальні ігри). Від  підручника сучасні  комп’ютерні  навчальні програми відрізняються інтерактивністю: можливістю для користувача  активно  взаємодіяти  з  програмою, зокрема, за бажанням, можна  задати індивідуальний темп роботи  в  межах програми, установити  швидкість подачі матеріалу, кількість повторень тощо. Таке задоволення індивідуальних потреб особистості в навчанні й дозволяє говорити про гнучкість  технологій  мультимедіа.  Проте   не  варто  забувати, що  учні звикли до пасивного споживання інформації. Тому при всіх можливостях мультимедійних технологій  центральною  фігурою  на  уроці, звичайно, залишається  вчитель, який  повинен  організувати  активне  сприйняття  навчального  матеріалу   та   наступну  комунікативну  діяльність  учнів.

Особливо важливі тестові програми на комп’ютері, що дозволяють полегшити  роботу вчителя  та  виявити реальний рівень знань учнів. Тестування  дає  змогу  не  лише  перевірити  знання  учнів, але й  підготуватися до тематичного оцінювання.  Тестові  програми  корисні  ще  й тому, що  кожний  учень  може самостійно перевірити свої знання та звернути  увагу  на  недостатньо засвоєний матеріал. Використовуючи тестові програми, учні розвивають навички взаємодії з інформаційно-комунікаційними технологіями,  навчаються   діяти   за   алгоритмом, зокрема  здійснювати  аналіз  різних  наукових  явищ,  понять.

Можливості використання мережі Інтернет у рамках навчальних програм  з  біології  можуть  вміщувати  цілу  низку  компонентів: від пошуку  навчальних  веб  ресурсів  за  допомогою  діючих пошукових  систем  до Інтернет-уроків, відео конференцій та організації дистанційних індивідуальних занять. Майже  необмежені ресурси Інтернету дають можливість відшукати будь-яку інформацію (в текстовому, фото чи відео вигляді), яку   вчитель  бажає  використати  на  уроці.  Інтернет-середовище дозволяє педагогу  моделюва­ти  умови  організованої навчальної  діяльності учнів  на  уроці, реалізовувати їх у різноманітних формах.

Інтернет ресурси ефективні не лише з точки зору методики викладання  біології, але й водночас сприяють формуванню інформаційних й пізнавальних  компетенцій  учнів, адже  отримуючи з  мережі навчально-значиму інформацію, учні набувають різних навичок: аналіз, систематизація й класифікація  інформації  за заданими  ознаками; вміння виділяти  головне  в  інформаційному  повідомленні; застосування інформаційно-комунікаційних технологій  для обробки  даних  з навчальною метою й т.д.

Досить  ефективним  засобом  розвитку  інформаційних  й навчально-пізнавальних  компетенцій  учнів на уроках  біології  є інтерактивна дошка, що дозволяє повною мірою викласти і досить добре засвоїти досліджуваний матеріал. Значимість інтерактивної дошки для вчителя:

• дозволяє пояснювати новий матеріал з центру класу;
•  заохочувати імпровізацію і гнучкість, дозволяючи  вчителям малювати і робити записи  поверх будь-яких додатків і веб-ресурсів;
• дозволяє зберігати і роздруковувати зображення з дошки, включаючи будь-які записи, зроблені під час заняття, не витрачаючи  при цьому багато часу і сил, спрощуючи перевірку засвоєного матеріалу;
• спонукає вчителя до пошуку нових методів навчання, стимулює професійний ріст.

Для учнів урок з інтерактивною дошкою  це:

• ефективний і цікавий урок, який розвиває навчальну  мотивацію;
• надає більше можливостей для участі в колективній роботі, розвитку особистих і соціальних навичок;
• сприяєю розумінню більш складного матеріалу;
• учні розуміють можливості інформаційно-комунікаційних технологій у навчанні, зростає їх зацікавленість до новітніх ресурсів 2, с. 3.

Моделі  використання  мультимедійних  технологій  на уроках біології:

• демонстрування можливостей і цілей мультимедійної  програми;
• під час виконання вправ навчального характеру  складання опорних схем, таблиць, конспектів;
• відпрацювання певних інформаційних  умінь і навичок;
• тестування, робота  над  помилками, труднощами;
• під час перевірки фронтальних самостійних робіт  швидкий контроль;
• під час вивчення нового матеріалу  ілюстрації, наочність.

Використання на уроках біології мультимедійних технологій навчання ефективне,бо так реалізуються нові цілі освіти: організація самостійної продуктивної діяльності учнів; формування інформаційної грамотності й компетентності;  індивідуалізація й диференціація процесу навчання, розвиток пізнавальної активності. З іншої сторони, ці засоби навчання є досить привабливим і для вчителів. Вони допомагають  їм  краще оцінити здібності  й  знання учнів, зрозуміти їх потреби, спонукають  використовувати  інноваційні  технології  навчання.

Висновок. Отже,  мультимедійні  технології,  що  поєднують  у  собі  звук, текст,  зображення та відеоматеріали, роблять  процес  навчання  біології   інтенсивним, динамічним, творчим.  Робота  за  цими технологіями  в  освітньому процесі  сприяє підвищенню пізнавального інтересу учнів  до предмета, формує інформаційні компетенції, навички самостійної продуктивної  діяльності: учень бере стільки інформації, скільки може засвоїти, працює в темпі й з тими навантаженнями, які оптимальні для нього.

Використовуючи  мультимедійні технології на уроках біології, знаходимо  ряд переваг, які  допомагають педагогу в роботі,  а саме:  економія часу на уроці; поглиблення вивченого матеріалу;  підвищена мотивація  навчання; інтегрований підхід в навчанні; можливість одночасного використання аудіо-, відео-, мультимедійних матеріалів; можливість формування інформаційно-цифрової  компетентності  учнів, унаслідок  чого  учні  стають активними учасниками уроку не тільки на етапі  його проведення, а й при підготовці; залучення різних видів й форм навчальної діяльності, розрахованих на активну позицію учнів, розвитку вмінь самостійно мислити, вчитися, здобувати необхідну інформацію.

Отже, мультимедійні технології  як інновації в освітньому процесі є впливовим і  потужним інструментом у вивченні біології, засобом формування інформаційних й навчально-пізнавальних компетенцій учнів. Проте   варто  зазначити,  що  вони можуть  стати  таким  інструментом  лише  у випадку їх систематичного та циклічного використання  на всіх етапах уроку. Без  добре  розробленої  методології  їх  застосування в навчанні  біології  не  дасть  жодної  ефективності й  результату.  Зважаючи на широкий  спектр  дидактичних  можливостей  мультимедійних  технологій  навчання, вбачаємо доцільним  використовувати їх на всіх етапах освітньої діяльності з вивчення  біології.

Література

1. Верещагіна Г. Д. Впровадження інноваційних технологій на уроках біології з використанням опорних конспектів: Методичний посібник. Харцизька українська гімназія з класами загальноосвітньої школи І ступеня, 2011.  50 с.
2. Галоян К. О. Технологія використання інтерактивної дошки під час проведення мультимедійних лабораторних робіт з біології в 7 класі. Біологія.  2008.  Листопад (№ 33).  С. 2-7.
3. Грама П. Г. Інформаційно-комунікаційні технології  як засіб стимулювання школярів до навчальної діяльності: зб. наук. пр. Південноукр. держ. пед. ун-т ім. К. Д. Ушинського. Одеса : ПНПУ ім. К. Д. Ушинського, 2012.  № 5/6. С. 30–35.
4. Енциклопедія освіти / голов. ред. В. Г. Кремень.  К. : Юрінком Інтер, 2008. 1038 с.
5. Інформаційні технології на уроках біології / уклад. К. М. Задорожний. Харків, 2009.  126 с.
6. Махинько  М. Застосування мультимедійних технологій на уроках біології.  Біологія.  2009.  Січень (№ 1).  С. 16-20.
7. Миронець Л. Створення та використання комп’ютерних презентацій під час навчання біології. Рідна школа.  2008.  № 1/2. С. 40-41.
8. Мосьпан  Л. В. Використання сучасних інформаційно-комунікаційних технологій  під  час  викладання біології. Біологія.  2012.  № 5.  С. 2-9.
9. Нова  українська  школа:  концептуальні  засади реформування середньої школи. Офіційне видання Міністерства освіти й науки України URL: https://mon.gov.ua/storage/app/media/zagalna%20serednya/nova-ukrainska-shkola-compressed.pdf
10. Про затвердження Державного стандарту базової і повної загальної середньої освіти: Постанова КМУ  від 23.11.2011 № 1392 URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/1392-2011-%D0%BF#Text
11. Станкевич Т. О. Використання  інформаційно-комунікативних технологій на уроках біології. Біологія.  2010.  Лютий (№ 6).  С. 7-8.