Виступ на педраду "Сучасний урок біології і цифровізація"

ОПИС МАТЕРІАЛУ: ВИСТУП на педраду «Сучасний урок біології та цифровізація»

   Сутність інноваційних форм проведення уроків біології полягає у тому, що навчальний процес організується на засадах постійної активної взаємодії усіх учнів класу. Це співнавчання, взаємонавчання, де учень і вчитель рівноправні, рівнозначні суб’єкти навчання, розуміють, що вони роблять, рефлектують з приводу того, що вони знають, уміють і здійснюють. Учитель виступає як організатор процесу навчання, консультант, який не «замикає» навчальний процес на собі. 

  Сучасний урок біології має бути демократичним, тобто проводитися не для учнів, а з учнями, з урахуванням їхніх потреб та інтересів. Основні вимоги до уроку біології, поділені на чотири групи: дидактичні, виховні, організаційні й методичні. До дидактичних вимог належать: чітке визначення освітніх завдань кожного уроку та його місця в загальній системі уроків; визначення оптимального змісту уроку відповідно до навчальної програми, мети уроку з урахуванням рівня підготовки учнів; добір доцільних методів, прийомів і засобів навчання, їх оптимальна взаємодія на кожному етапі уроку, вибір методів, які забезпечують пізнавальну активність, поєднання різноманітних форм колективної роботи на уроці із самостійною діяльністю учнів. Виховні вимоги: чітка постановка виховних завдань уроку, які забезпечують формування на основі наукових знань і з біології наукової картини світу, екологічної культури, естетичного смаку, працьовитості; формування й розвиток в учнів пізнавальних інтересів, умінь і навичок самостійного оволодіння знаннями, творчої ініціативи та активності; дотримання вчителем педагогічного такту. Організаційні вимоги: наявність продуманого плану проведення уроку на основі тематичного планування; чітка організація уроку на всіх етапах його проведення; підготовка та раціональне використання різноманітних засобів навчання, в тому числі технічних. Методичні вимоги: будова будь-якого органу організму має вивчатись у взаємозв'язку з виконуваними ним функціями; розглядаючи будову організмів (біологічних систем), слід акцентувати увагу на їхній цілісності; вивчаючи організми, треба з'ясовувати їхні пристосування до умов довкілля; будову й життєдіяльність певної групи організмів слід вивчати в еволюційному аспекті; показувати учням можливості використання біологічних знань у різних сферах виробничої та суспільної діяльності.

    Структура інноваційного уроку складається з п'яти елементів:

1.       мотивація;
2.       оголошення, представлення теми та очікуваних навчальних результатів;
3.       надання необхідної інформації;
4.       інтерактивна вправа – центральна частина заняття;
5.       підбиття підсумків, оцінювання результатів уроку.

   У систему освіти поняття технологія, як відомо, прийшло із виробництва, де необхідність масового продукту, що відповідає певним стандартам із застосуванням складного обладнання, зумовила необхідність дотримання суворого режиму у виробництві, тобто здійснення операцій у чіткій послідовності із дотриманням певних правил. Інакше кажучи, при цьому процес виробництва набував нової якості, виступаючи як технологічний процес, відхилення від якого призводило до браку. Термін технологія в системі освіти спочатку тлумачили як застосування в навчальному процесі певних технічних засобів, однак згодом його тлумачення зазнало істотних змін. Навчальна технологія - це проектування вчителем навчального процесу, підготовки вчителя до його здійснення, а також до реалізації окремих функцій учителя – організації навчального процесу, контролю знань учнів тощо. Навчальна технологія - це характеристика навчальної діяльності вчителя, що віддзеркалює певну освітню систему, тобто систему засобів і способів їх застосування в навчальному процесі. Методи навчання (від гр. mthodos — спосіб пізнання, шлях дослідження) — це упорядковані способи діяльності вчителя й учнів, спрямовані на ефективне розв'язання навчально-виховних завдань.

   Дослідницький метод, що є основним методом здобуття досвіду творчої діяльності, характеризується найвищим рівнем самостійної пізнавальної активності учнів.

   Діти дослідники від народження. Саме дослідження допомагає їм пізнавати навколишній світ. Підготовка дитини до дослідницької діяльності, навчання її вмінь та навичок дослідницького пошуку стає найважливішим завданням сучасної освіти, при вивченні біології та природознавства дослідницький потенціал безмежний. Наше завдання – допомогти дітям знайти себе в майбутньому, стати самостійними, творчими та впевненими у собі людьми. Пошуково-дослідницька діяльність червоною стрічкою проходить через всю пізнавальну діяльність дітей, досліди допомагають краще зрозуміти явища, що відбуваються в природі, з’ясувати причинний зв’язок цих явищ. Досліди дають можливість познайомити дітей в доступній формі з законами природи. Досліди є не тільки способом повідомлення знань, вони розвивають спостережливість і мислення учнів. Усвідомивши, з допомогою вчителя питання, яке потребує розв’язання, діти обмірковують способи його вирішення, будують різні припущення, перевіряють їх шляхом постановки дослідів, спостерігають викликане ними самими явище.

   Для розвитку стійкого інтересу учнів до експериментальних досліджень на уроках біології необхідна науково обґрунтована організація їхньої пізнавальної діяльності. Використання інтенсивних технологій вимагає від учнів чіткого розуміння самої суті організації пізнавальної діяльності. Проте як для вчителя, так і для учнів особливо важливим є досягнення поставленої пізнавальної мети при вирішенні творчих завдань. Для успішного виконання дослідження особливе значення має розробка плану. Він містить у собі перелік робіт, що забезпечують логічну послідовність ходу дослідження. При розробці плану визначають:

а) умови проведення дослідження (перевірки гіпотези);

б) необхідні спостереження;

 в) величини виміру;

г) прилади і матеріали для кожного етапу роботи;

 д) послідовність виконуваних дослідів, спостережень;

е) найбільш раціональну форму запису інформації;

ж) форми звітності (повідомлення на уроці, заняттях гуртка, факультативу, доповідь на конференції, участь в олімпіаді, конкурсі, виставці і т. д.).

  Тематика досліджень по біології надзвичайно різноманітна. Головне, щоб робота відповідала інтересам учня, його віковим, індивідуальним і інтелектуальним можливостям. Для спостережень і досліджень відбирають такі об'єкти і явища, що найбільше типове і яскраво відбивають істотні сторони місцевих природних умов; доступні для систематичних і регулярних спостережень; можуть бути використані в навчальному процесі для формування і розвитку біологічних понять учнів, логічного мислення, пізнавальних інтересів, удосконалювання практичних умінь і навичок

   Необхідно ширше використовувати специфічні для біології методи: спостереження, експерименту, практичної роботи на навчально-дослідній ділянці, в кабінеті біології в поєднанні з бесідою, розповіддю, роботою з підручником. Вони найбільшою мірою сприяють вирішенню навчально-виховних завдань при навчанні біології, розвитку критичного мислення, практичних умінь, подолання формалізму в знаннях учнів. Методи спостереження, експерименту, практичної роботи надають навчанню діяльнісний характер, тому є найбільш ефективними для навчання біології.

   Метою дослідницького методу є здобуття знань через власний творчий, дослідницький пошук, виявлення проблем, вироблення і постановка гіпотез, спостереження, досліди, експерименти, а також зроблені на їх основі думки і висновки. Центр тяжіння в навчанні при вживанні дослідницького методу переноситься на факти дійсності, їх аналіз. Дослідницький метод навчання - це спосіб взаємозв'язаної діяльності викладача і учнів, направлений на опанування знаннями, уміннями і навиками; на виховання і розвиток в процесі навчання. Творча діяльність викладача полягає в тому, щоб раціонально використовувати в учбовому процесі цей метод для забезпечення як найкращого досягнення поставленої мети. Задачі дослідницького методу Спонукання учнів до активної розумової і пізнавальної діяльності в процесі опанування учбового матеріалу. Використання такої системи навчання, яка направлена головним чином не на виклад викладачем готових знань, їх запам'ятовування і відтворення учнем, а на самостійне опанування учня знаннями і уміннями в процесі активної пізнавальної і розумової діяльності. Постановка перед учнями питання (проблеми), на яке вони самостійно шукають відповідь, самі створюють для них нові знання, «роблять відкриття», формулюють теоретичні виводи. Він вимагає активної розумової і пізнавальної діяльності учнів. Поза сумнівом, пізнавальна діяльність учнів протікає не самостійно, а під керівництвом викладача, який ланцюжком питань і завдань підводить учнів до виводів. Використання дослідницького методу вимагає від викладача хорошого знання учбового матеріалу, уміння встановлювати і підтримувати в учбовій роботі контакт з учнями, створювати атмосферу співпраці.

  Сучасна цифровізація має відчутний вплив на навчання освітніх компонентів біологічного спрямування. Зокрема, застосування інноваційних технологій дало змогу оптимізувати практичне навчання. Використання віртуальних лабораторій у навчальному процесі і моделювання експериментальних досліджень є дієвим інноваційним інструментом, який значно підвищує можливості підготовки та навчання здобувачів освіти . Завдяки цифровізації освітнього простору набули поширення такі поняття, як «біологія онлайн», «онлайн-лабораторії», «віртуальна лабораторія», «онлайн-експеримент» та «віртуальний лабораторний практикум». Використання цих педагогічних форм і методів навчання свідчить про широке розповсюдження інноваційних цифрових технологій у освітніх середовищах. Деякі програми, як-от VirtualLab, LabInApp Virtual Labs, BioDigital Human, Labster тощо, активно застосовуються в європейських освітніх закладах для підготовки фахівців. Використання віртуальних лабораторій у біологічному навчанні сприяє поліпшенню розуміння біологічних концепцій і їх глибокому засвоєнню, розвитку практичних навичок та забезпечує доступне й активне навчання і допомагає створити стимулююче та безпечне освітнє середовище. Більшість віртуальних лабораторій надають можливість вивчати різні біологічні концепції через інтерактивні симуляції, а також ґрунтовно опановувати екологію, анатомію, зоологію, фізіологію, біологію клітини та гістологію, основ генетики та селекції, та інші біологічні дисципліни. Використання віртуальних лабораторій у біологічному навчанні має значні практичні переваги: проведення експериментів та досліджень без реальних ризиків для здоров'я, відсутність потреби у фізичних матеріалах та лабораторних приміщеннях, уникнення страху зробити помилку або пошкодити дорогі прилади. Універсальність такого підходу приведе до поширення використання віртуальних лабораторій у майбутньому, особливо з урахуванням прогресуючого впливу цифровізації на освіту загалом.

  Ось далеко не повний перелік інноваційних цифрових технологій, які рекомендую для використання при викладанні  предметів природничого циклу. Тут ви знайдете наступне :візуалізація теоретичного матеріалу у 3Д-форматі, віртуальний анатомічний атлас, моделі тіла людини по шарах, інтерактивна бібліотека, онлайн-експозиція(охоплює віртуальні екскурсії по 50 музеях природної історії), інтерактивні навчальні ігри, флеш-ігри, анімації, візуалізований онлайн-симулятор експериментів.

8-й клас (Анатомія людини)

  Анатомія людини є, напевно, найбільш цікавим блоком біології для учнів. Оскільки саме тут можна отримати знання про будову власного тіла, дізнатися\ за якими законами воно працює та отримати відповіді на каверзні питання, які давно цікавили. Звичайно, для вивчення анатомії людини дуже важливим є унаочнення. В мережі є низка електронних ресурсів, які мають можливість візуалізовувати вивчений теоретичний матеріал. 

  Тут ви знайдете віртуальний анатомічний атлас у 3D-форматі  Healthline Body Maps. А на цьому ресурсі – Zygote body – є можливість переглядати модель тіла людини по шарах, змінювати масштаб і швидко перемикатися на деталі, які вас цікавлять. Наприклад, можна таким чином ідентифікувати частина тіла, знайти певний м'яз, кістку або орган. 

  Федерація американських вчених (FAS) розробила чудову освітню програму ІМУННА АТАКА для вивчення теми «Регуляція функцій організму»

9-й клас (Загальна біологія)

  Вивчення біології в 9-му класі є чи не найскладнішим. Вивчення основ молекулярної біології, генетики вимагає базових знань, розуміння процесу «що, звідки і куди». Для полегшення засвоєння тем також можуть бути використані деякі онлайн-ресурси. 

Сellsalive.com – інтерактивна бібліотека з цитології, мікробіології, імунології, генетики. Можна весело і корисно провести час з мікроскопічними об'єктами, поглянути про них відео, анімацію, погратися у флеш-ігри із клітинами. Інтерфейс простий, пояснення — доступною англійською. (для вивчення теми «Структура клітини»)

Vewiley.com  – інтерактивна бібліотека з біохімії та молекулярної біології. Хоча пояснення англомовні, анімація — цілком доступна для розуміння. А флеш-ігри допоможуть краще уявити молекулярні процеси. (для вивчення тем «Хімічний склад клітини та біологічні молекули», «Структура клітини»)

АйМолекула: Биологія ДНК – додаток «айМолекула: Біологія ДНК» розповідає про дивовижний світ клітинної біології. (для вивчення теми «Збереження та реалізація спадкової інформації»)

10-11-й клас (Біологія та екологія)

  Старшокласники вже все знають, все бачили. Принаймні, на їхню думку. Важливим під час навчання біології в 10-11-х класах чимось здивувати та водночас зацікавити. 

  В нагоді може стати онлайн-експозиція «Природознавство» від Arts & Culture Google, яка охоплює віртуальні екскурсії по 50 музеях природної історії.

  Вжитися в образ лауреата Нобелівської премії і провести віртуальний експеримент легко з іграми і моделями на сайті Нобелівської премії. Цей розділ складається з 46 модулів, з яких 29 є інтерактивними навчальними іграми, присвяченими великим відкриттям лауреатів Нобелівської премії. Поряд з кожною грою знаходяться посилання, де є детальна інформація про зміст наукового відкриття.

  Додаткові ресурси для кращого засвоєння  та глибшого розуміння складного матеріалу предметів природничого циклу.

 sumanasinc.com 

Тут зібрано анімації, що ілюструють найбільш складні та цікаві теми з біології: від біотехнології до охорони довкілля. Глибоко в теорію автори не занурюються, натомість показують практичні сфери застосування біології. Візуалізація — лаконічна, приємна, до деяких відео є просте пояснення англійською.

 phschool.com 

Класична інтерактивна бібліотека, добре структурована, з практичними завданнями, флеш-анімацією та тестами.

 mhhe.com 

Англомовна онлайн-лабораторія. Лабораторні роботи розроблені на одного з найкращих підручників з біології для школярів Raven Biology (mhhe.com/biosci/majorsbio/ravenbiology).
Це дійсно Advanced рівень. Він значно перевищує українську шкільну програму, проте лабораторія неймовірно корисна, якщо учень прагне бути дійсно готовим до університетської програми, орієнтуватися у сучасній біології і сповна розуміти, що відбувається на лекціях.

 explorelearning.com 

Дуже добре візуалізований онлайн-симулятор експериментів. Буде корисним не лише для абітурієнтів, але й для молодших школярів. Вдосталь уваги тут присвячено науковим методам. Зареєструвавшись, можна ставити навіть тривалі віртуальні експерименти, наприклад, з еволюції. Тут дуже цікаво проводити час — навіть ми особисто просиділи на сайті годину) 

   Сутність інноваційних форм проведення уроків біології полягає у тому, що навчальний процес організується на засадах постійної активної взаємодії усіх учнів класу. Результати навчання досягаються через взаємні зусилля учасників процесу навчання, за умови чіткої організації, що передбачає моделювання життєвих ситуацій, використання рольових ігор, спільне рушення проблем на основі аналізу обставин та відповідної ситуації тощо. Застосування інноваційних технологій дало змогу оптимізувати практичне навчання. Використання віртуальних лабораторій у навчальному процесі і моделювання експериментальних досліджень є дієвим інноваційним інструментом, який значно підвищує можливості підготовки та навчання здобувачів освіти .А також є невід’ємною складовою сучасного уроку біології.