1.2. Применение оптимальных сочетаний средств обучения на уроках химии и биологии как способ активизации учебно­познавательной деятельности учащихся

Для достижения новых образовательных целей необходимы новые технологии, организационные формы и методы преподавания, как общеобразовательных, так и профессиональных дисциплин, которые в настоящее время не мыслятся без использования традиционных и новейших информационных средств обучения в образовательном процессе.

Активизация УПД учащихся невозможна без изменения организации процесса обучения, без совершенствования педагогических условий, увеличения доли самостоятельности и внутренней мотивации обучающихся. Одним из эффективных методов активизации учебно-познавательной деятельности учащихся профессиональных образовательных организаций мы считаем использование оптимальных сочетаний средств обучения на уроках химии и биологии. Данный метод, по нашему мнению, значительно сократит время усвоения учебной информации, повысит качество образования, а также будет способствовать реализации компетентностного похода.

Для применения оптимальных сочетаний средств обучения в соответствии с новыми требованиями, предъявляемыми ФГОС, необходимо дать краткую характеристику различных средств обучения, а также рассмотреть возможные варианты их совместного использования для активизации УПД и формирования компетенций различного уровня учащихся ПОО. В качестве методологической основы для понимания и оценки роли комплексного применения средств обучения использовались подходы, рассмотренные в работах педагогов-исследователей и психологов: в методике обучения химии освещены основные методы применения средств обучения в исследованиях А.Ф. Аспицкой, А.А. Грабецкого, Е.К. Долгань, И.И. Дрига, Т.С. Назаровой, М.С. Пак; биологии - И.Д. Зверева, А.Н. Мягковой, А.И. Никишова, И.Н. Пономаревой, А.М. Розенштейна и др. Теоретические основы комплексного применения средств обучения определили С.Г. Шаповаленко и В.А. Стародубцев, на уроках химии - И.Л. Дрижун, У.Б. Еслямова; биологии - А.С.

Введение ФГОС предполагает обновление материальной базы и приобретение нового оборудования. По каждой дисциплине разработаны перечни необходимого оборудования. Например, по естественнонаучным дисциплинам должно быть значительное количество натуральных объектов и приспособлений для проведения экспериментальной работы учащимися. Данный подход вполне оправдан, так как смысл естественнонаучных дисциплин складывается из теоретических положений, которые опираются на мощную эмпирическую базу, поэтому изучение химии и биологии будет бессмысленным без опоры на экспериментальную деятельность [127, с. 47].

Многочисленными исследованиями показано, что эффективность обучения зависит от степени привлечения органов чувств. Чем больше органов чувств учащихся привлекается в процесс познания, тем прочнее усваивается понятие или представление о каком-либо процессе. Таким образом, занятия по химии и биологии должны быть органично насыщены различными средствами обучения, выполняющими определенные дидактические функции.

И.Н. Пономарева дает следующее определение: «средства обучения - разнообразные предметы, явления, факты, обучающие программы, способствующие повышению эффективности учебной деятельности в соответствии с целями и задачами обучения» [156, с. 191].

Границы понятия «средства обучения» в настоящее время размываются из-за появления новейших информационных обучающих программ, например, виртуальных лабораторий для выполнения экспериментальных работ, конструкторов молекул, интерактивных моделей для симуляции химических и биологических процессов и др. Средства обучения теперь не обязательно должны входить в материальную базу кабинетов химии и биологии, они могут быть использованы непосредственно на учебном занятии, например, при работе в сети Интернет.

Таким образом, необходимо уточнить понятие «средства обучения». По нашему мнению, средства обучения представляют собой любые материальные предметы и информационные ресурсы, которые могут быть использованы в процессе обучения для повышения наглядности (визуализации) теоретического материала.

Средства обучения классифицируют по различным критериям.

И.Н. Пономарева [156, с. 191] подразделяет все средства обучения на:

- реальные (натуральные) объекты, которые могут восприниматься не только зрением, и другими органами чувств (микропрепараты, живые или фиксированные организмы и т.д.);

- знаковые (изобразительные) объекты, которые непосредственно воспринимаются органами зрения (таблицы, схемы, фотографии, модели, муляжи и пр.);

- словесные (вербальные) средства - это книга, слово, дикторский текст, тесты и др.

A.B. Осин [139, с. 50] выделяет три группы средств обучения:

- печатные;

- технические средства обучения (ТСО) - аудиовизуальное представление информации;

- электронные средства - могут содержать как текстовую информацию, так и аудиовизуальную (мультимедиа).

А.В. Хуторской [222, с. 434] классифицирует средства обучения по следующим признакам:

- по составу объектов - материальные (помещения, оборудование, мебель, компьютеры) и идеальные (образные представления, знаковые модели, мысленные эксперименты);

- по отношению к источникам появления - искусственные (приборы, картины, учебники) и естественные (натуральные объекты, препараты, гербарии);

- по сложности - простые (образцы, модели, карты) и сложные (видеомагнитофоны, компьютерные сети);

- по способу использования - динамичные (видео) и статичные;

- по особенностям строения - плоские (карты), объемные (макеты), смешанные, виртуальные (мультимедийные программы);

- по характеру воздействия - визуальные, аудиальные и аудиовизуальные;

- по носителю информации - бумажные (учебники, картотеки), магнитооптические (фильмы), электронные (компьютерные программы), лазерные (CD-Rom, DVD);

- по уровням содержания образования - средства обучения на уровне урока (текстовый материал и т.д.), на уровне предмета (учебники), на уровне всего процесса обучения (учебные кабинеты);

- по отношению к технологическому прогрессу - традиционные (наглядные пособия, музеи, библиотеки); современные (средства массовой информации, мультимедийные средства обучения, компьютеры), перспективные (веб - сайты, локальные и глобальные компьютерные сети, системы распределенного образования).

В данном диссертационном исследовании мы будем использовать понятие «традиционные» средства обучения, которые включают в себя натуральные объекты и печатные средства обучения; и «новейшие» - средства информационно-коммуникационных технологий (ИКТ).

Основной характеристикой средства обучения является его дидактическая функция. Дидактическая функция - это назначение средства обучения, его роль и место в процессе обучения [133, с. 196]. Каждое средство обучения должно выполнять определенную дидактическую роль на конкретном этапе занятия, а также они должны органично вписываться в ход

урока, его логический каркас.

В настоящее время выделяется три подхода к использованию средств обучения в педагогической практике:

1. Недооценка роли средств обучения в образовательном процессе, их положительного влияния на учебно-познавательную деятельность учащихся. Курсы химии и биологии в условиях учреждений начального и среднего профессионального образования вводят широкий спектр новых понятий, чаще абстрактных, а также носят обобщающий характер. Таким образом, на данных предметах необходимо использовать как натуральные средства обучения, так и новейшие средства информационно-коммуникационных технологий.

2. Абсолютизация роли средств обучения, построение урока в зависимости от материального оснащения кабинета химии и биологии: от имеющихся в наличии реактивов, расходных материалов и оборудования. Данный подход малоэффективен, так как при этом урок перенасыщается различными средствами обучения, что вызывает переутомление учащихся и в итоге их пассивность.

3. Использование средств обучения в зависимости от выполняемой ими дидактической функции для достижения поставленных целей урока. Данный подход, по нашему мнению, наиболее оправдан, поскольку подбор средств обучения производится в соответствии с их информационной емкостью и используемыми методами работы с группой.

Показано, что для формирования понятий, ведущую роль играют словесные методы, а наглядные - вспомогательную; наоборот, при формировании представлений, основными выступают наглядные методы обучения, а словесные - вспомогательную [38, с.

Рассмотрим последовательно основные виды традиционных и новейших средств обучения с точки зрения их дидактической функции.

К натуральным средствам обучения относят влажные препараты, микропрепараты, коллекции, раздаточный материал для практических работ и др. Натуральные средства обучения на данном этапе используются чаще для проведения лабораторных работ и в качестве демонстрационного или раздаточного материала. Чаще всего гербарии на занятиях по биологии используют в качестве раздаточного материала, но при этом преподаватель должен пояснять, что растения могли утерять естественную окраску и некоторые их органы могут быть деформированы, поэтому гербарный материал лучше сопровождать другими средствами обучения, например, фотографиями или иллюстрациями. При использовании микропрепаратов на занятии преподаватель должен четко объяснить учащимся: что конкретно они должны увидеть в объективе микроскопа. Раньше эту функцию могли выполнить только рисунки преподавателя на доске. В настоящее время для этого целесообразно показывать слайды с изображением, нежели подходить к каждому учащему с пояснениями.

На завершающем этапе изучения химии и биологии возрастает роль моделирования, как метода научного познания. Особенно при изучении органической химии необходимо использовать модели, так как они помогают осознанно воспринимать строение сложных органических соединений. Учащиеся должны самостоятельно научиться строить модели молекул с помощью шаростержневых конструкторов (в настоящее время для этого лучше использовать неограниченные возможности компьютерного моделирования, с помощью которого можно не только отразить размер атомов в молекуле, но и наглядно увидеть ее положение в пространстве).

Перечисленные натуральные средства обучения через чувственное восприятие формируют у учащихся представления, а затем и понятия. Они являются незаменимыми на начальном этапе их формирования. Но на старшей ступени общеобразовательной подготовки они уступают знаковой наглядности и абстрагированию, так как учащиеся имеют уже достаточный опыт работы с химическими и биологическими объектами. Большинство учащихся ПОО, к сожалению, не имеют навыков работы с натуральными объектами, поэтому процесс обучения в училище необходимо обогатить разнообразной экспериментальной работой. Это позволит в значительной степени активизировать их учебно-познавательную и мыслительную деятельность, а также повысить мотивацию.

Печатные пособия являются одним из наиболее широко используемых традиционных средств обучения. К ним относятся: учебник, раздаточные материалы на бумажном носителе, учебные таблицы, фотографии и др.

Материал учебника содержит остов содержания образования, которое должно быть усвоено учащимися. Часто учебник на занятиях служит основным источником учебной информации (прочтите, классифицируйте, рассмотрите рисунок), преподаватель может непосредственно ссылаться на материалы учебника (абзац, схема, страница), а также его можно использовать как материал для самостоятельной работы учащихся (выпишите, найдите, ответьте на вопросы).

Таблицы в образовательном процессе могут выполнять разные дидактические функции в зависимости от места их применения на уроке.

Например, таблица, демонстрирующая характеристики различных объектов, предъявленная в начале занятия служит источником новой информации, при этом одним из плюсов такого использования таблиц является возможность общегрупповой работы для выделения основных черт изучаемого объекта или процесса. Таблицы подходят для самостоятельной работы, при выполнении заданий на систематизацию или сравнение. На этапе контроля знаний таблицы совместно с другими средствами обучения помогают учащимся структурировать ответ, вспомнить ранее изученный материал.

Раздаточные материалы представляют собой печатные пособия, по которым учащиеся самостоятельно выполняют различного рода задания [79, с. 32]. Занятие с использованием раздаточных материалов протекает наиболее эффективно, если преподаватель учитывает индивидуальные возможности обучающихся и имеет несколько вариантов раздаточных материалов разного уровня сложности. Особенно данное положение касается обучающихся ПОО, так как в одной группе присутствуют учащиеся и городских, и сельских школ с абсолютно разным уровнем школьной подготовки. На практических занятиях можно применять инструкционные карты, незаменимые при проведении лабораторных и контрольных работ. Их использование позволяет сэкономить время занятия, которое обычно тратиться на поиск и переписывание методики проведения эксперимента или алгоритма решения задач. Раздаточные дидактические материалы могут сочетаться с любыми другими средствами обучения, при этом их роль заключается в указании цели и направления учебно-познавательной деятельности учащегося.

Без печатных пособий не обходится ни одно занятие, начиная с учебника, справочников и заканчивая раздаточным материалом и инструкционными картами на печатной основе. Основная смысловая нагрузка при их использовании падает на знаковую наглядность, при этом учащиеся знакомятся с языком науки и научных исследований, их символичным выражением. Поэтому средства обучения этой группы хорошо сочетаются с натуральными объектами.

Экспериментальная работа по химии и биологии на данной ступени общеобразовательной подготовки носит обобщающий характер, способствует развитию умений анализировать и систематизировать имеющиеся или полученные экспериментально данные.

Химический эксперимент выполняет в первую очередь познавательную роль, так как учащиеся знакомятся с объектами, методами их познания, путями решения учебных задач и проверки выдвигаемых гипотез. Проводя химический эксперимент, учащийся проделывает собственное исследование, планирует ход его проведения, анализирует результаты, ищет ошибки, чувствует ответственность за собственную деятельность и творческую самостоятельность. Экспериментальная работа реализует также воспитательные цели: трудовое, культурное, экономическое, эстетическое, мировоззренческое и т.д. [142, с. 96].

Существует несколько видов экспериментальной работы на занятиях химией и биологией: демонстрационные эксперименты, лабораторные

опыты, а также проводимые с использованием новых информационных технологий - виртуальные лабораторные работы.

Демонстрационный эксперимент целесообразен при изучении нового материала, когда необходимо создать представление о химических объектах и явлениях, а также ввести новые понятия трудные для усвоения. Задачей выполнения таких экспериментов является формирование у учащихся четких образов, например, как правильно работать с приборами и реактивами, анализировать ход эксперимента, формулировать выводы, устанавливать причинно-следственные связи между наблюдаемыми явлениями. Иногда преподаватель проводит демонстрационный эксперимент из соображений безопасности и высокой стоимости расходных материалов [205, с. 124]. К сожалению не все химические реагенты безопасны, в нашей стране с каждым годом возрастает количество аллергенов, запрещенных для опытной работы в кабинете химии.

Лабораторная работа необходима при изучении нового материала для его лучшего усвоения, формирования глубоких знаний и экспериментальных умений. В ходе выполнения лабораторной работы учащиеся самостоятельно проводят опыты, осуществляют сбор данных, проводят анализ полученных результатов, выдвигают гипотезы, делают выводы, подтверждают теоретические положения. Наиболее эффективно проходят лабораторные работы, которые предполагают большую долю самостоятельности учащихся, когда совместно с лабораторным оборудованием и реактивами используют не готовые результаты экспериментальной работы («что должно наблюдаться»), а инструкционные карты и дополнительную литературу для самостоятельного поиска необходимой информации, в том числе в сети Интернет. Таким образом, основной целью проведения лабораторных занятий является освоение учащимися теоретических положений практическим путем. Именно самостоятельное приобретение знаний закрепляется в понимании наиболее прочно, тем самым и достигается высокое качество УПД учащихся.

Многие органические вещества являются ядами или аллергенами и запрещены для хранения в кабинете химии, поэтому все большей популярностью начинает пользоваться проведение виртуальных лабораторных работ. Цифровые образовательные технологии позволяют без опасности для здоровья и жизни учащихся проводить опыты и изучать свойства веществ [117, с. 60]. В этом случае можно использовать видеоопыт, или виртуальный химический эксперимент.

Все виды практической работы на занятиях химией и биологией несут огромное познавательное значение и сопровождаются активной учебно­познавательной деятельностью обучающихся. При их выполнении осваивается экспериментальный метод исследования, происходит интеграция теоретических положений и практических результатов, выполняются операции анализа, синтеза, обобщения полученных данных.

Технические средства обучения (ТСО) представляют собой совокупность технических устройств и носителей учебной информации, обеспечивающих наглядность и информационную насыщенность занятия. Целью применения технических средств является оптимизация процесса обучения за счет легкости предъявления информации и экономии учебного времени [86, с. 24]. ТСО дают возможность демонстрировать изучаемые объекты и явления в динамике (при использовании анимации, видеоматериалов, учебных фильмов), повышают интенсивность и увлекательность проведения уроков (средства мультимедиа), гарантируют безопасность и способствуют реализации творческой инициативы учащихся при постановке и проведении виртуальной экспериментальной работы, кроме того позволяют интерактивно взаимодействовать с учащимися.

Основным преимуществом аудиовизуальных (мультимедийных) технических средств обучения перед статическими пособиями является возможность показать явления и процессы в динамике, что не удается даже при применении ряда таблиц или слайдов. Данное преимущество значительно расширяет возможности изучения ряда сложных химических, биологических и технологических процессов.

Как известно, человек воспринимает 95% поступающей к нему информации органами зрения [206, с. 54]. Использование проекционного оборудования и средств мультимедиа на уроках химии и биологии активируют визуальный канал получения информации. Средства мультимедиа отличаются более высоким качеством воспроизведения информации по сравнению с диафильмами, учебными таблицами, статичными слайдами презентации, так как задействуют слуховой и визуальный анализатор учащегося.

Согласно исследованиям института «Евролингвист» (Голландия) большинство людей запоминает 5% услышанного и 20% увиденного. Одновременное использование аудио- и видеоинформации повышает запоминаемость информации до 50% [139, с. 21].

Таким образом, среди основных дидактических функций ТСО выделяют следующие:

1. Пробуждение и поддержание интереса к учебному материалу. Известно, что использование в начале изучения темы видеофрагмента или учебного фильма вызывает неподдельный интерес к изучаемым явлениям. Использование фильма после работы с учебником или долгой лекции взбодрит учащихся и интенсифицирует усвоение нового материала, поспособствует закреплению полученной информации и настроит на позитивный лад.

2. При аудиовизуальном (учебные фильмы) или визуальном (статичные слайды презентации) способе подачи информации, материалы учебного занятия лучше запоминаются и воспроизводятся учащимися.

3. Создание проблемных ситуаций и построение вопросов или заданий на основании материалов мультимедиа активизирует мышление, способствует формированию творческой компетенции за счет поиска нестандартных путей решения проблем, обогащает познавательный опыт учащегося, а также повышает понимание и усвоение нового материала.

4. На стадии закрепления изученного, просмотр короткого фрагмента видео или презентации поможет повторить новую информацию, что положительно сказывается на запоминании всего материала и формировании логических и межпредметных связей.

5. С помощью слайдов презентации или заданий на интерактивной доске можно организовать как индивидуальный, так и групповой контроль, быстро выявить плохо усвоенный материал. Организация обратной связи при такой форме работы с группой способствует развитию рефлексивной компетенции учащихся.

Экспериментально доказано, что проекционное воспроизведение графиков, таблиц формул позволяет сэкономить 15 - 20% учебного времени, которое при прочих равных тратится на их запись на доске или поиск материалов в учебнике.

Компьютер полностью замещает свойства обычных ТСО, с его помощью можно воспроизводить различные современные форматы кодирования информации, а также применение новейших компьютерных технологий позволяет преподавателю интерактивно взаимодействовать с учащимися. Применение всех возможностей компьютера позволяет делать уроки увлекательными, информационно и эмоционально насыщенными [10, с. 256].

Среди основных недостатков использования мультимедиа выделяют отсутствие навыков работы с компьютером и учебными мультимедиа приложениями у преподавателя и учащихся, технологическую сложность создания собственных мультимедиа-материалов и электронных тестов, технические сложности при установлении и обновлении программного обеспечения. Педагогам предстоит сложная работа по обучению основам работы с техникой и информационными материалами, по способам и возможностям их применения, усовершенствования и создания, а также определения их дидактической функции в процессе обучения.

Использование средств мультимедиа делает содержание образования более доступным для усвоения, снижает пассивность учащихся, дает возможность возвращения к одному и тому же вопросу или учебному материалу, ускоряет темп обучения, повышает качество образования, а также позволяет реализовать дифференцированный подход к учащимся.

На занятиях по химии и биологии проекция на экран (с использованием обычного проектора или интерактивной доски) является незаменимым средством обучения, если необходимо показать опасный, сложный в исполнении или медленно протекающий опыт, технологический процесс, динамику изменений клеточных структур и т.д. Например, при работе с микроскопом учащиеся, как правило, не могут быстро и правильно его настроить, найти объект исследования, им приходится ждать преподавателя, теряя время, что значительно снижает интенсивность и эффективность занятия. При помощи названных средств обучения преподаватель может легко показать основные объекты исследования, особенности на которые нужно обратить внимание.

Более быстрое и прочное усвоение знаний при использовании средств динамической проекции (видео, анимации) обеспечивается благодаря тому, что между учащимися и явлениями возникает непосредственный аудиовизуальный контакт, они становятся непосредственными участниками происходящих процессов и явлений. Полученные на уроке представления обретают форму понятий и могут быть закреплены при повторном просмотре видеоматериалов и проверены на итоговом занятии.

Одним из наиболее часто применяемых и эффективных технических средств обучения является анимация. Некоторые химические (электролитическая диссоциация, образование пептидных связей) и биологические (транскрипция, трансляция, онтогенез) понятия могут быть усвоены только при помощи данного средства обучения. Использование анимации в образовательной практике упрощает восприятие сложного учебного материала, так как в ней используется схематичное представление объектов, учитывающее наиболее важные и существенные их детали в изучаемых процессах. Применение анимационного материала прививает умение выделять основные особенности объектов, развивает способность к абстрагированию и обобщению.

Представление информации в виде анимации в учебном процессе может выполнять следующие дидактические функции: являться источником информации, способствовать формированию наглядных представлений о процессах разной сложности, сократить время усвоения материала. Еще одной немаловажной функцией анимации является возможность самостоятельного моделирования экспериментов с молекулами (демонстрация механизма протекания химических реакций). При этом у учащихся формируются такие понятия как химическая связь, энергия активации, функциональная группа, катализатор и т.д.

К наиболее эффективным и простым в использовании электронным средствам обучения относят мультимедийные презентации, которые можно использовать в течение всего урока. Презентация помогает преподавателю структурировать урок, четко ограничить его этапы, представить учебный материал в различном виде (фото, видео, анимации), эффективно использовать время занятия, так как любые абстрактные понятия и процессы легче усвоить, если можно их увидеть, хотя бы схематично. Так как курсы общей химии и биологии в изобилии располагают именно такими понятиями, вставленные в презентацию иллюстрации или фрагменты учебного фильма окажутся незаменимыми в контексте занятия. Учащиеся, пропустившие занятия, могут получить файл с презентацией и самостоятельно или вместе с преподавателем на консультации его изучить [174, с. 12]. Также презентации могут быть доступными учащимся для повторения и контроля пройденного на уроке материала.

Статичные слайды (не содержащие анимации или видеоматериалов) можно использовать для организации коллективной работы с группой: рассмотрение строения и свойств веществ, внутренней организации клеточных структур или биоценозов, обсуждение заданий, а также для более эффективной работы с натуральными объектами.

Статичные слайды презентации и анимации, если преподаватель их комментирует, также являются аудиовизуальным средством обучения, только в этом случае преподаватель самостоятельно выбирает логику изложения материала, что в значительной мере индивидуализирует процесс обучения (например, путем включения профессионально важных элементов содержания образования).

На уроках введения в новую тему или итоговых занятиях, когда необходимо представить большое количество материала за короткое время, целесообразно использовать презентации, содержащие как статичные, так и динамичные слайды, что позволит структурировать большое количество информации. При этом в 2 - 3 раза (до 75%) увеличивается доля усваиваемого материала, так как задействуются зрительный и слуховой каналы восприятия информации [16, с. 104].

Наиболее динамичным средством обучения этой группы является демонстрация учебных фильмов и видео. При использовании на занятии учебных фильмов преподавателю необходимо до начала просмотра кратко пояснить смысл фильма, указать на возможные трудные моменты или неизвестные термины, объявить, на что необходимо обратить особое внимание и назвать вопросы или задание, которое им нужно будет выполнить после просмотра фильма. Во время просмотра преподаватель может дать несколько пояснений при включении стоп-кадра или повторно с дополнительными комментариями показать особенно сложные моменты фильма.

В начале урока фильм может применяться в качестве наглядного материала и основного источника информации, в середине - для доказательства положений теории и тренировки мышления (анализ, синтез, сравнение с ранее изученным материалом), а в конце - для обобщения и систематизации полученных знаний. При этом учебный фильм должен органично вписываться в ход занятия и не дублировать рассказ преподавателя.

При проведении урока с использованием учебного кино важную роль играет постановка задания, которые учащиеся должны выполнить после просмотра видео. Важно не только добиться наиболее точного пересказа фильма, но и формирования навыков сравнения и анализа увиденного. Наиболее распространенными заданиями, выполняемыми после просмотра фильма, для закрепления полученной информации, являются: пересказ, ответы на вопросы, беседа, формулировка выводов, составление плана содержания фильма. Преподаватель может дать задание в устной форме непосредственно перед просмотром, что не может быть эффективным способом, так как учащиеся не успевают осмыслить задание и забывают его. Чаще всего преподаватель пишет текст задания на доске, но при этом он теряет время урока на написание, особенно если дается несколько заданий или вариантов. Наиболее оптимальным способом является раздача дидактических карточек для каждого учащегося, при этом задание направлено именно к данному учащемуся, что повышает осмысленность и ответственность за его выполнение, чего нельзя добиться при написании заданий на доске.

Среди дидактических функций видеофрагментов и учебных фильмов можно выделить: формирование наглядных представлений, многоканальная передача информации, сокращение времени усвоения учебного материала, создание позитивного эмоционального фона [140, с. 104], а также повышение мотивации учения.

О.А. Бутакова [29, с. 18] отмечает, что «для достижения современных целей образования необходима смена фундаментальных основ обучения, его философско-методологической парадигмы». Смена парадигмы, в этом случае, приведет к полному обновлению не только содержания образования, но потребует внедрения инновационных технологий обучения, которые сейчас невозможно представить без использования информационно­коммуникационных технологий (ИКТ).

Как отмечают многие исследователи, использование новых информационных технологий (НИТ) значительно повышает мотивацию к занятиям химией и биологией, стимулируется более эффективное взаимодействие преподавателя и учащихся [6, с. 22, 174, с. 10].

Использование данных технологий в образовательном процессе с появлением возможности интерактивного взаимодействия имеет большой потенциал для активизации УПД учащихся и интенсификации процесса обучения. Интерактивность превращает мультимедиа в совершенно новый инструмент образовательного процесса. При использовании интерактивных средств учащиеся получают возможность изменять исходные данные, иллюстрации, отвечать на вопросы тестов, получая при этом немедленный результат. Интерактивность является одним из наиболее существенных преимуществ мультимедиа, которое ставит процесс обучения на новый уровень, превращая учащихся в субъектов учебной деятельности, а также предоставляя полную свободу творчества при выполнении самостоятельных

работ.

Для интерактивной фронтальной работы с группой в материальном оснащении кабинета необходимо иметь еще одно техническое средство обучения - интерактивную доску. Основная особенность применения интерактивной доски в процессе обучения заключается в усилении характера взаимодействия преподавателя с учащимися [19, с. 122]. Использование интерактивной доски позволяет вести активный диалог с учащимися, отслеживать степень усвоения материала в режиме реального времени, развивать коммуникационную компетентность учащихся, создавать проблемные ситуации и обсуждать варианты их решения, выявлять трудности и возвращаться к плохо усвоенному или сложному материалу.

Использование интерактивной доски позволяет проводить тестирование на каждом занятии, что снижает негативное отношение учащихся к процедуре контроля. В случае неправильного ответа на слайде презентации по гиперссылке можно перейти на страницу, содержащую теоретические материалы, схемы, иллюстрации, на основании которых учащиеся могут самостоятельно дать правильный ответ. Таким образом, преподаватель производит контроль с дополнительным повторением информации.

Среди преимуществ работы на интерактивной доске выделяют следующие: преподавателю легко писать сенсорным маркером, нет меловой пыли, можно легко стирать записи или возвращать их, при необходимости сохранять интересные и творческие работы обучающихся [5, с. 9].

Таким образом, использование новейших информационных технологий в процессе обучения позволяет:

- стимулировать когнитивные процессы, такие как восприятие, осознание, понимание, мышление, память;

- наглядно представить практическую и профессиональную значимость изучаемых явлений и процессов;

- повысить мотивацию учащихся;

- сократить время изучения объектов и явлений;

- повысить качество и результативность учебного процесса;

- организовывать проблемное обучение;

- проводить виртуальные эксперименты, моделировать химические и биологические процессы;

- демонстрировать возможности современных информационных технологий, что будет способствовать информационной грамотности обучающихся.

Таким образом, технические, включая новые информационно - коммуникационные средства обучения обладают огромным потенциалом для развития профессиональных и общих компетенций учащихся. Для достижения максимального педагогического эффекта традиционные и новейшие средства обучения, могут применяться совместно на основании их дидактической функции в образовательном процессе.

В нашем исследовании средства обучения формировались в группы согласно видам наглядности [147, с. 179]: естественная (натуральные объекты), экспериментальная (опыты, эксперименты), объемная (макеты), изобразительная (фото, рисунки), звукоизобразительная (видео), звуковая (аудио), символическая или графическая (графики, схемы), а также внутренняя (образы).

Каждое из перечисленных средств обучения обладает своими особенностями и может выполнять различные дидактические функции в учебном процессе. При этом использование только одного средства не всегда может обеспечить полное представление об изучаемых объектах и явлениях. Поэтому необходимо использовать несколько средств обучения для комплексного решения образовательных задач. Специально подобранные средства обучения для конкретного занятия могут совместно (комплексно) использоваться для достижения целей обучения. Многими исследованиями показан значительный педагогический эффект внедрения в образовательный процесс сочетаний традиционных и новейших информационно­коммуникационных средств обучения [167, с. 43; 216, с. 33]. С.К. Досполова отмечает, что «только сочетание различных видов средств обучения, то есть их комплексное использование, создает условия для всестороннего познания изучаемых объектов и явлений» [52, с. 100]. Исследуя комплексное применение средств обучения в учреждениях НПО и СПО, С.В. Пронько [163] отметил, что комплексность является «научным подходом к планированию и использованию оптимальной системы (комплекса) дидактических средств, необходимых для обеспечения качества профессионального образования».

С.Г. Шаповаленко [231, с. 39] выделяет следующие этапы формирования урока с комплексным применением средств обучения:

1. определение задач обучения;

2. определение содержания и объема знаний по данной теме;

3. анализ предшествующего познавательного опыта учащихся;

4. определение последовательности передачи содержания образования;

5. формирование шагов перехода от незнания к знанию;

6. методическая разработка каждого шага: выбор метода, способов осуществления контроля и обратной связи и средств обучения.

Существует другой способ составления комплексов средств обучения, который заключается в следующих этапах:

1. Анализ содержания учебного материала и средств обучения, поиск необходимых материалов в учебной литературе и глобальной сети.

2. Сопоставление имеющихся дидактических материалов, средств обучения и содержания образования.

3. Подбор методов обучения, упражнений и лабораторных опытов. Для уроков комбинированного типа необходимо продумать подготовку к каждому этапу занятия: восприятию нового материала с опорой на предыдущие уроки и возможность использования прошлого жизненного опыта учащихся, обсуждение новых данных, результатов опытов и наблюдаемых явлений, проведение этапа закрепления и контроля.

4. Проверка сочетаний выбранных средств, оценка их эффективности. Для этого нужно проверить не только сочетание средств обучения со словом преподавателя, но и взаимосвязь самих средств друг с другом, насколько удобно их совместное использование (включение, настройка, поиск образовательных ресурсов). После проведения урока необходимо выявить динамику интенсивности обучения, степени активности и вовлеченности группы, а также результативность усвоения новой информации.

В любом случае, основой построения занятия с применением сочетаний средств обучения является содержание образования, заложенное в государственном стандарте. Наиболее удобным способом структурирования содержания образования на уроках химии и биологии мы считаем применение модульной технологии обучения. Это связано, в первую очередь с тем, что отведенное количество учебного времени на усвоение одной темы чаще всего равно одному учебному часу, поэтому учащийся должен обладать полной информацией по теме, которая заложена в модуле. Во-вторых, при составлении модульной программы курса, в первом учебном элементе указываются непосредственно цели и задачи, которые должны быть достигнуты в результате усвоения данного модуля. Именно модульная технология обучения позволяет видеть общую структуру курса, познакомиться с требованиями к уровню усвоения информации и самостоятельно с ней работать. Модули в свою очередь делятся на учебные элементы, и на основании их совокупности строится план каждого урока (определяется количество учебных элементов, которые учащиеся должны усвоить на отдельном занятии). К каждому учебному элементу подбираются средства обучения и методы работы с ними, определяется их место и роль.

Следующий этап работы является наиболее значимым, так как из имеющихся средств обучения требуется выявить наиболее эффективные их сочетания в соответствии с методами обучения, которые помогут наиболее рационально решить задачи определенного этапа занятия.

Для реализации одного и того же информационного блока может быть использовано не одно, а несколько средств обучения. При этом важна не просто комбинация средств обучения (посмотрите на натуральный объект, а теперь на его фотоиллюстрацию), а именно сочетание средств которые дополняют друг друга, создавая новую учебную ситуацию (посмотрите на натуральный объект, а теперь на схему этого объекта на экране). При этом у учащихся возникают представления о взаимосвязи внешнего облика с внутренним строением и свойствами, или механизмом протекающих процессов.

При подборе различных средств обучения не стоит перегружать ими урок, тем более, если словесно-логические методы или средства знаковой наглядности оказываются вполне достаточными. Избыток средств наглядности может переутомить внимание учащихся, вызвать напротив их пассивность, например, если одно и то же свойство изучаемого объекта демонстрируют несколько средств обучения.

Нельзя недооценивать роль преподавателя в процессе обучения. Например, демонстрация фильма и органично связанный с ним рассказ преподавателя дают больший эффект, по сравнению с ситуациями, когда информация из фрагмента видео слабо сочетается со словом преподавателя. Например, если фильм подобран не совсем корректно или основная мысль слабо прослеживается. Именно поэтому ход урока должен быть хорошо продуман, а средства обучения подобраны согласно теме и целям обучения.

Таким образом, мы выделяем следующие этапы построения учебного занятия с применением сочетаний средств обучения при модульной технологии обучения (рис. 3).

Рис.3 Модель построения занятий с применением сочетаний средств обучения 76

Таким образом, можно выделить несколько предписаний, которые должны соблюдаться при применении сочетаний средств обучения:

1. В сочетании средства обучения не должны повторять дидактический смысл друг друга. На одном и том же этапе занятия недопустимо использование, например, таблиц и слайдов презентации демонстрирующих принципиально одно и то же. Рассмотрев основной учебный материал, допускается в конце занятия использовать средства обучения, конкретизирующие или дополняющие теоретические положения. Также не стоит повторно пересказывать информацию, содержащуюся в фильме. Для закрепления можно попросить обучающихся самостоятельно, в виде тезисов, передать содержание видеофрагмента или использовать короткий интерактивный тест для фронтальной работы с группой.

2. При совместном применении средства обучения должны быть взаимосвязаны, каждое из них должно нести в себе смысловую нагрузку (выполнять свою дидактическую функцию), то есть являться неотъемлемой частью целостного раскрытия темы занятия. Переход от одного средства к другому должен быть логически оправданным и плавным, а также не вызывать технических трудностей для преподавателя.

3. Применение сочетаний средств обучения обязательно связано с решением новых дидактических задач. При одновременном предъявлении сразу двух средств, перед обучающимися должна ставиться новая познавательная проблема, которая может быть решена путем оперирования имеющимися у них знаниями и данными средствами обучения. Например, можно использовать слайд с двумя поставленными рядом изображениями, требующими анализа и сравнения, при этом ставится задача, которую нельзя решить за счет последовательного представления двух изображений.

4. Если для объяснения конкретного понятия подходят несколько средств обучения несущих похожую смысловую нагрузку, в таком случае необходимо проанализировать их с точки зрения эффективности и экономии

времени занятия и выбрать наиболее оптимальное сочетание.

77

Таким образом, построение занятий с применением сочетаний средств обучения является процессом глубоко субъективным. Во-первых, это связано с педагогическим опытом преподавателя, во-вторых, с состоянием материальной базы кабинета и имеющимся набором цифровых образовательных ресурсов, а также с уровнем подготовки, особенностями и познавательными возможностями самих обучающихся.

По нашему мнению, использование данных принципов при построении каждого учебного занятия будет способствовать активизации УПД, формированию устойчивой мотивации к изучению предметов естественнонаучного цикла и формированию компетенций трех уровней: предметных, мета- и надпредметных.