CC BY
149
Берендяева Л.А., Конева И.В., Конев А.В., Мицуля Т.П., Старун А.С. Особенности применения интерактивных методов в преподавании дисциплин естественнонаучного цикла // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2015. -№2(2) июль-сентябрь. - URL http://e-joumaLomgau.ru/index.php/2015-god/2/19-statya-2015-2/141-00030
УДК 372.8
Берендяева Людмила Александровна
Кандидат биологических наук, доцент
ФГБОУВПО ОмГАУим. П.А. Столыпина, г. Омск
la.berendyaeva@omgau.org
Конева Ирина Владимировна
Кандидат биологических наук, доцент
ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина, г. Омск
iv.koneva@omgau.org
Конев Алексей Владимирович
Кандидат ветеринарных наук, доцент
ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина, г. Омск
av.konev@omgau.org
Мицуля Татьяна Петровна
Кандидат биологических наук, доцент
ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина, г. Омск
tp.mitsulya@omgau.org
Старун Алла Станиславовна
Кандидат биологических наук, доцент
ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина, г. Омск
as.starun@omgau.org
Особенности применения интерактивных методов в преподавании дисциплин
естественнонаучного цикла
Аннотация. В данной статье рассмотрено применение интерактивных методов в преподавании химических дисциплин, изучаемых студентами аграрного вуза. Основное внимание уделено таким методам, как лекция-визуализация, метод кейс-стади, веб-квест, активизация творческой деятельности. Выявлено положительное влияние использования данных методов на результаты учебной деятельности студентов.
Ключевые слова: интерактивные методы, лекция-визуализация, кейс-стади, ситуационные задания, веб-квест, синквейн.
Введение. В современных социальных условиях происходит смена приоритетов образовательной парадигмы. Формирование компетенций будущего выпускника вуза должно быть тесно связано с развитием у него способности решать проблемы и задачи
разного уровня сложности, в разных контекстах, возникающие в реальных ситуациях профессиональной деятельности, а также уметь доказывать профессиональную эффективность реальными достижениями и результатами. Обучающийся в вузе молодой человек является субъектом в учебной деятельности, он участвует в познавательном процессе, активно выполняя различного вида задания: творческие, поисковые, проблемные. Как указывает М.Д. Ильязов необходимыми условиями формирования общекультурных и профессиональных компетенций у студентов являются: создание профессионально развивающих ситуаций; сотрудничество преподавателей и студентов; профессиональное позиционирование; проблематизация содержания обучения; обязательное использование деловых игр; методы анализа конкретных ситуаций; формирование системы познавательных и профессиональных мотивов [1].
Объекты и методы. Модернизация образовательного процесса предполагает повышение качества преподавания путем внедрения новых педагогических технологий, методов и форм обучения в соответствие с современными техническими и
социогуманитарными достижениями. В этой связи, активная творческая работа вузовского преподавателя должна быть направлена на поиски новых методов и приемов обучения. Являясь организатором и руководителем учебной деятельности студента, преподаватель на основе современных педагогических технологий методически грамотно должен обеспечить образовательный процесс по преподаваемой дисциплине.
Реализация компетентностного подхода предусматривает проведение учебных занятий с использованием активных и интерактивных методов обучения. В требованиях федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах определяется главной целью основной образовательной программы, контингентом обучающихся, содержанием конкретных дисциплин. По направлениям подготовки бакалавриата и специалитета для агропромышленного сектора указывается на широкое использование в учебном процессе интерактивных форм проведения занятий в сочетании с внеаудиторной работой: не менее 20% и 30% соответственно. Выполнение данного требования преобразует информационно-контролирующую функцию преподавателя в консультативно-координирующую.
Под интерактивными методами принято понимать методы обучения, основанные на взаимодействии обучающихся между собой. Технологии интерактивного обучения — это способ реализации содержания обучения, предусмотренного учебными программами, представляющий систему форм, методов и средств обучения, обеспечивающую наиболее эффективное достижение поставленных целей [2, с. 9].
Результаты исследований. В рамках достижения цели научно-методической работы по общеуниверситетской теме «Инновационные методы и технологии обучения, активные и интерактивные формы проведения занятий» мы поставили задачу рационально организовать учебную деятельность обучающихся, целенаправленно ею управляя. Таким образом, наша научно-методическая работа была направлена на переход к другим формам, при этом вектор обучения смещается от знаний к умениям и навыкам. Применяется технология, учитывающая индивидуальные особенности студентов, индивидуализация обучения осуществляется по объему и времени, предоставляя возможность способным студентам более глубоко изучить учебный материал, пока менее способные или более медлительные изучают обязательный материал.
Современная педагогическая наука располагает обширным арсеналом интерактивных методов. Применяя их, преподаватель может вовлекать в образовательный процесс весь контингент обучаемых, которые активно участвуют в познавательном процессе, выполняют творческие, поисковые, проблемные задания. К интерактивными методам обучения принято относить: творческие задания, работа в малых группах, образовательные, деловые и ролевые игры, тренинги, методы кейс-технологии и др. [2]. В интерактивной форме могут проводиться как лекции, так и лабораторные, и практические занятия. Так, наибольшую
значимость приобретают: лекция-визуализация, лекция вдвоем, лекция с заранее запланированными ошибками, лекция-пресс-конференция, лекция-диалог, лекция с элементами деловой игры. Из всех перечисленных видов интерактивных лекций нами в наибольшей степени используются лекции-визуализации с элементами лекции-диалога и лекции-беседы. В ходе лекции-визуализации передача преподавателем информации сопровождается демонстрацией рисунков, фотографий, диаграмм, метапланов, структурно-логических и опорных схем. При предварительной подготовке визуальных материалов к лекции - визуализации преподаватель структурирует, систематизирует и выделяет наиболее существенные и значимые блоки содержания темы. Визуальный материал подбирается с учетом специфики преподаваемой дисциплины, таким образом, чтобы добиться концентрации внимания обучающихся на наиболее существенных в аспектах каждой темы, помочь глубже понять и усвоить учебный материал. Удельный вес текстовых блоков в лекции-визуализации не превышает 25-30% и состоит, в основном, из перечня рассматриваемых на лекции вопросов, перечня вопросов для самостоятельного изучения, формулировок законов, определения понятий, списка источников литературы и иных источников по теме или разделу дисциплины. Представленный в такой форме учебный материал побуждает студента выделять главное, служит опорой для мыслительных и практических действий, формируя навыки уверенной работы со схемами, таблицами, и другими формами визуализации, что создает предпосылки для развития профессионально-значимых компетенций. Использование мультимедиа при чтении лекций повышает степень взаимодействия преподавателя-лектора со студентами, дает дополнительную возможность задавать им вопросы, следить за эмоциональной обратной связью.
Практико-ориентированный и личностно-ориентированный подходы в образовательном процессе реализуются через такой метод интерактивного обучения, как метод кейсов. Под методом кейсов понимают изучение предмета, путем рассмотрения большого количества ситуаций и заданий в определённой комбинации. Задачей кейс-метода является максимальное вовлечение каждого студента в активную самостоятельную работу по решению той или иной учебной задачи [3, с.173]. Данный метод способствует развитию умений: анализа ситуации; выбора оптимального пути решения; оценки альтернативного решения заданий, межличностного общения. Из всего многообразия кейс-технологии нами внедрены в практику обучения ситуационные задачи и упражнения и метод анализа конкретных ситуаций (кейс-стади), как наиболее соответствующие содержанию и специфике преподаваемых дисциплин. Так, по естественнонаучным дисциплинам к каждому разделу (модулю) разработаны ситуационные задания. Это, как, правило, задачи и задания практического, обучающего и учебно-исследовательского характера. Задания выполняют студенты в малой группе. В зависимости от объема и содержания учебного модуля количество человек в группе может быть два, три или четыре. Наиболее оптимальный вариант - группа из трех человек. Объектами и источниками содержания ситуационных заданий служат биологические жидкости сельскохозяйственных животных, находящиеся в клинике института ветеринарной медицины и биотехнологии, сырье и продукты растительного и животного происхождения. В ходе выполнения этих заданий у студентов формируются навыки постановки цели и задач, навыки работы с приборами, оборудованием, интерпретации результатов научного исследования. Отклонение полученных студентами данных от референтных значений, приводит к необходимости проработки теоретического материала, предложения и обсуждения причин возможного нарушения метаболизма у животного, биологическая жидкость которого исследуется. В ходе рассмотрения возникших вариантов аргументация позиции каждого студента в малой группе обсуждается всеми студентами учебной группы, а преподаватель лишь подводит итог дискуссии.
Метод конкретных ситуаций (кейс-стади) - это метод активного проблемно-ситуационного анализа, основанный на обучении путем решения конкретных задач-ситуаций. Этот метод интерактивного обучения относится к неигровым имитационным методам, который позволяет применить теоретические знания к решению практических задач.
Конкретная ситуация - это событие, которое включает в себя противоречие (конфликт) или выступает в противоречии с окружающей средой.
Студентам предлагаются иллюстративные и учебные ситуации, основные задачи которых научить обучающихся как индивидуально, так и в составе группы анализировать информацию; сортировать информацию для решения выбранной задачи; выявлять ключевые проблемы предложенной ситуации; генерировать альтернативные пути решения и оценивать их; выбирать оптимальное решение и формировать программы действий.
Не все разделы наших учебных дисциплин подходят для применения метода кейс-стади. В большей степени это разделы, касающиеся физико-химических методов исследования, разделы биологической химии и микробиологии, где предлагаются ситуационные задания с применением разнообразных объектов (сырье и продукты питания, биологический материал от животных). Нами разработаны кейс-стади по разделам «Витамины», «Гормоны», «Липиды», «Физиология микроорганизмов». Пакет методических материалов включают описание кейса, инструкцию для студента, информационный материал и перечень источников литературы, а также перечень ресурсов информационно-коммуникационной сети «Интернет» и локальных сетей университета. Аналитическая деятельность студентов заключается в применении теоретических знаний о строении, свойствах, взаимопревращениях тех или иных биоорганических веществ. Работа студента над предлагаемыми ситуациями включает этапы, требующие как репродуктивного знания фактического материала, так и творческого подхода с использованием нестандартных путей решения. В качестве содержательной составляющей кейсов, кроме текстов научной, научно-популярной литературы, широко используются научные публикации и монографии преподавателей кафедры. Особенностью и достоинством этих источников является актуальность, новизна материала, а также выраженная профессиональная и региональная направленность. Научные публикации преподавателей выступают не только как источник содержательной части, но и включаются в список литературы, необходимый для выполнения кейса.
Например, по теме «Витамины» предлагается сюжет кейса: «Цереброкортикальный некроз — незаразное заболевание молодняка полигастральных животных, проявляющееся спорадически и охватывающее большую часть поголовья. Он поражает молодняк крупного рогатого скота в возрасте от 4 мес. до 2 лет, ягнят в возрасте 3-4 мес. Чаще всего заболевание отмечается в зимний период. Поражаемость достигает 60%, смертность — 50%. Наиболее опасна эта болезнь в условиях интенсивного животноводства. При острой форме у животных отмечаются нарушение зрения, мышечная дрожь, судороги, нескоординированные движения конечностей, повышенное слюноотделение, иногда агрессивность, без ухода за животным на 2-6 день наступает кома и гибель животного. В условиях хозяйств диагноз уточняется на основании реакции больных животных на применение высоких доз тиамина. В случае цереброкортикального некроза состояние животных улучшается. Недостаток тиамина в организме чаще всего связан с торможением синтеза и усвоения этого витамина, а также с резким изменением рациона кормления. Вследствие недостаточности тиамина в клетках мозга нарушается углеводный обмен, что приводит к дисфункции нейронов». Задания по анализу кейса:
1. Охарактеризуйте химическое строение молекулы тиамина.
2. Какова суточная потребность в тиамине молодняка жвачных животных? Перечислите источники тиамина для животных.
3. Охарактеризуйте отличия в удовлетворении потребности в тиамине моногастральных и полигастральных животных.
4. Как влияют антагонисты тиамина на структуру его молекулы и его усвоение. Каким путем эти антагонисты попадают в организм животного.
5. Укажите физиологическое действие тиамина в животном организме.
6. В каких биохимических процесса участвует тиамин. Приведите уравнения соответствующих реакций.
7. Составьте схему метаболизма глюкозы, укажите этапы, на которых необходимо присутствие тиамина.
8. Перечислите основные клинические признаки церебрального некроза. Какие биохимические процессы лежат в их возникновении.
9. Для каких метаболитов углеводного обмена будет характерно изменение концентрации в крови?
10. Какими методами можно контролировать содержание тиамина в организме животного. Как можно определить содержание тиамина в кормах?
11. С какой целью при лечении церебрального некроза в рацион животных водят отруби?
12. Тиамин продуцируется микрофлорой в рубце жвачных. У взрослого животного синтезируется 32 мг/сут, а у молодняка 8 мг/сут. Проанализируйте, достаточно ли этого количества тиамина для нормальных физиологических процессов.
13. Приведите примеры исследований, проводящихся в направлении профилактики недостатка тиамина при разведении крупного и мелкого рогатого скота.
14. Составьте словарь новых для вас терминов.
Применение в образовательном процессе данной технологии позволяет существенно повысить интерес студентов к изучаемой дисциплине и их учебную мотивацию. Выполнение кейс-заданий студентами поощряет творческий спор, значительно их стимулирует и даёт или чувство удовлетворенности от своей работы.
Активное восприятие учебной информации требует помимо специальной организации, также и продуманных способов предъявления усвоенных знаний. Одним из таких способов является визуализация учебного материала. Для наглядного отображения содержания учебного материала в педагогической практике используют такие формы как графы, метаплан, карта памяти, семантическая цепь, матрицы, конспект-схемы, опорный конспект, и т.п. и их сочетания. Вместе с пакетом кейс-стади студенты получают методические указания по технологии визуализации материала.
Другим интерактивным методом, успешно применяемым нами, является метод веб-квеста. В настоящее время чаще всего в высшей школе этот метод используется при организации самостоятельной работы студентов, обучающихся по направлениям гуманитарного, экономического профиля. Однако, практически не встречается в литературе сведений по использованию данной технологии по дисциплинам естественнонаучного цикла. В соответствие с определением А.В. Федорова и А.А. Новиковой, веб-квест - это образовательный сайт, посвященный исследовательской работе студентов по определенной теме с гиперссылками на различные веб-странички [4, с.49-60]. Изучив структуру «классического» веб-квеста и шаблоны для его создания, мы подготовили методическое обеспечение внеаудиторной работы студентов по преподаваемым дисциплинам. Так как большая часть общей трудоемкости самостоятельной работы по дисциплине «Биологическая химия» приходится на раздел «Биохимия органов и тканей». Для разработки веб-квестов были выбраны темы этого раздела «Биохимия костной ткани», «Биохимия крови». Учебное задание для студентов по каждой из тем традиционно предполагает поиск и систематизацию информации, представление материалов из разных интернет-источников в виде презентации, отражающей понимание темы, а также оценку, как обоснование собственной точки зрения по изученной проблеме и выводы. Задание веб-квеста выдается для группы студентов (2-3 человека), в которой они сами распределяют роли. Веб-квест позволяет организовать самостоятельную работу, при которой студенты проводят поиск информации по конкретной теме учебной дисциплины в сети Интернет. Преподаватель разрабатывает задание веб-квеста, включающее описание исходной ситуации, цель, перечень вопросов, на которые студент должен сформулировать ответы при реальной работе над веб-квестом; перечень ссылок на информационные сетевые ресурсы; пояснения по переработке полученной информации. Инструкция включают сроки выполнения, форму представления отчета о проделанной работе, критерии оценки. Задача студента - обработать, структурировать и
специальным образом сформировать информацию. Преподаватель должен тщательным образом проработать критерии оценки (они должны соответствовать результату, быть измеримыми, устанавливать уровень и качество исполнения, соотносится с процессом, продуктом или знанием), а также подготовить ссылки на адекватные сетевые ресурсы. Выдается задание веб-квеста в виде отдельного файла формата .pdf. Выполняя веб-квест, студенты получают навыки анализа, синтеза и оценки информации, расширяют и уточняют основные понятия учебной дисциплины, учатся раскрывать причинно-следственные связи, выделять основную идею и второстепенную информацию.
Синквейн - методический прием личностно-ориентированного подхода к обучению, который позволяет активизировать познавательную активность обучающихся. Синквейн (от фр. cinquains, англ. cinquain - пять) представляет собой пятистрочную стихотворную форму, написанную в соответствие с определенными правилами, и имеет ярко выраженную эмоциональную окраску. В каждой строке задается набор слов, который необходимо отразить в стихотворении. Работая над созданием синквейна, студент реализует и развивает свои интеллектуальные, творческие способности. Составление синквейна требует от создающего его вдумчивого изучения фактического материала по данной теме, умения находить в учебном материале наиболее существенные учебные элементы (выделять главное), делать заключение и выражать все это в краткой форме. Показателем правильно составленного синквейна служит узнаваемость его темы без чтения первой строки, только при знакомстве со 2-5 строками.
Этот метод активизации творческой деятельности обучающегося в основном применяется в преподавании дисциплин гуманитарного цикла. Нами предложена методика использования данного методического приема при изучении химических дисциплин. По дисциплине «Химия» предлагается составить синквейн на одно из понятий: атом, электрон, молекула, нуклоны, степень окисления, элемент, ион, коррозия, валентность. По дисциплине «Биологическая химия»: витамин, гормон, липиды, ДНК, фермент, ингибитор, активатор, кофермент. Обучающийся представляет составленный им синквейн красочно оформленным (рисунки, коллаж и т. п.) на листе формата А4. Пример синквейнов, выполненных студентами 2 курса факультета ветеринарной медицины:
Ингибиторы,
Конкурентные, неконкурентные, Приостанавливают, замедляют, Животным при отравлении помогают, Спасители.
Фермент,
Живой, белковый,
Действует, ускоряет, не изменяется,
Как метаболизм без него!
Катализатор.
Заключение. Текущий и промежуточный контроль по дисциплинам выявил, что применяемые нами интерактивные методы позволяют оптимизировать учебный процесс, способствуют повышению учебной мотивации, усилению исполнительской, творческой активности и самостоятельности студентов, а также обеспечивают успешное усвоение студентами учебных дисциплин. Так, качество знаний студентов по преподаваемым дисциплинам составляет 60% и более.
Ссылки на источники:
1. Ильязов, М.Д. Компенентностный подход и задачи развития современной высшей школы [Текст] / М.Д. Ильязов // Сибирский педагогический журнал. - 2008. - №1. - С. 61-77.
2. Ступина, С. Б. Технологии интерактивного обучения в высшей школе: учебно-методическое пособие [Текст] / С. Б. Ступина. - Саратов: Издательский центр «Наука», 2009. - 52 с.
3. Сурмин, Ю.П. Ситуационный анализ или анатомия кейс-метода [Текст] / Ю.П.
Сурмин. - Киев: Центр инноваций и развития, 2002. - С. 173. 4. Федоров, А.В. Интерактивное развитие медиакомпетентности в Web Quest и деловой интернет-игре [Текст] / А.В. Федоров, А.А. Новикова // Медиаобразование. - 2006. - № 4. - С. 49-60.
Lyudmila Berendyaeva
Candidate of Biological Sciences, Associate Professor Omsk State Agrarian University n. a. P.A. Stolypin, Omsk
Irina Koneva,
Candidate of Biological Sciences, Associate Professor Omsk State Agrarian University n. a. P.A. Stolypin, Omsk
Alexey Konev,
Candidate of Veterinary Sciences, Associate Professor Omsk State Agrarian University n. a. P.A. Stolypin, Omsk
Tatyana Mitsulya,
Candidate of Biological Sciences, Associate Professor Omsk State Agrarian University n. a. P.A. Stolypin, Omsk
Alla Starun,
Candidate of Biological Sciences, Associate Professor Omsk State Agrarian University n. a. P.A. Stolypin, Omsk
Application Features Of Interactive Methods In Teaching Natural Sciences
Abstract: The article examines the application of interactive training methods used in teaching Chemistry to the students of Agrarian University. Most of the focus is on such methods as lecture-visualization, case-study, web-quest, intensity of creative activity. The positive effect of given methods on learning outcome is found out.
Key words: interactive teaching methods, lecture-visualization, case-study, web-quest, cinqain
