Подходы к повышению эффективности обучения биологии в школе Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

психологии АПН СССР. — М.: "Педагогика", 1972. — С. 7—44.

3. Маркова А.К. Формирование мотивации учения в школьном возрасте. - М.: Просвещение, 1983.

4. Полат Е.С. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования. / Под ред. Е.С .Полат. - М.: Академия, 2000. - 272 с.

5. Савина Ф.К. Интегративные основы формирования познавательных интересов учащихся // Целостный учебно-воспитательный процесс: исследование продолжается (Методологический семинар памяти профессора В.С. Ильина). Вып.4. Волгоград: Перемена, 1997. - С. 44-47

6. Щукина Г.И. Педагогические проблемы формирования познавательных интересов учащихся. — М.: Педагогика, 1998-. 208с.

Педагогика

УДК 378.17

кандидат наук по физическому воспитанию и споту, доцент Воронин Денис Михайлович

Государственный гуманитарно-технологический университет (г. Орехово-Зуево); кандидат биологических наук, доцент Завальцева Ольга Александровна Государственный гуманитарно-технологический университет (г. Орехово-Зуево); кандидат биологических наук, доцент Хотулёва Ольга Викторовна

Государственный гуманитарно-технологический университет (г. Орехово-Зуево)

ПОДХОДЫ К ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОБУЧЕНИЯ БИОЛОГИИ В ШКОЛЕ

Аннотация. Данная работа посвящена подходам к повышению эффективности обучения биологии в школе, путем широкого использования инновационных методик и технологий преподавания. У любого обучающегося существует доминирующий режим получения информации, что обязательно необходимо учитывать при обучении предмету, используя элементы зрительного, слухового, письменного и кинестетического типов передачи информации. Также для лучшего освоения материала необходимо использовать инновационные технологии преподавания.

Ключевые слова: обучение, биология, эффективность, сенсорное восприятие, инновационные технологии.

Annotation. This work is devoted to approaches to improving the effectiveness of teaching biology at school, through the widespread use of innovative methods and technologies of teaching. Any student has a dominant mode of obtaining information that must be taken into account when studying the subject, using the elements of visual, auditory, written and kinesthetic types of information transfer. It is also necessary to use innovative teaching technologies for better assimilation of the material.

Keywords: education, biology, efficiency, sensory perception, innovative technologies.

Введение. Педагог всегда стремится к максимально активному вовлечению всех обучающихся в учебный процесс. Это стремление к активному вовлечению всех студентов охватывает все возрастные уровни и все разновидности образовательных учреждений. Большинство педагогов делают это из искренней любви к своей дисциплине и желания поделиться своими компетенциями с обучающимися. Педагогические науки ничем не отличается от других дисциплин в этом плане. Однако, как бы мы ни старались в науке, отсутствие разнообразия в статистике того, кто выбирает научные дисциплины профессионально, говорит о невысокой эффективности охвата обучающихся [1, 3, 5].

Изложение основного материала статьи. В своей книге, говоря про низкую активность обучающихся: почему ученики покидают науку, Элейн Сеймур и Нэнси Хьюитт (1997) предоставляют обширные доказательства из анализа предыдущих работ и своих собственных исследований, что два основных фактора, которые стимулируют выбор обучающихся в сторону научной деятельности это психологический климат в классе и педагоги, которые работают с обучающимися. Эти факторы лежат в основе многих причин, которые в дальнейшем формируют отношение обучающихся к науке и обучению (Сеймор, 1997). Конкурентный классовый климат, строгая градация, перегруженные учебные планы и предвзятое отношение некоторых преподавателей чаще всего цитируются как критика и причины отказа от науки. Однако, Сеймур и Хьюитт (1994) подчеркивают, что интересы и способности различных групп обучающихся сильно отличаются, при этом способность учится не является надежным предиктором, того что обучающийся будет заниматься наукой [4, 6].

Это приводит к выводу, что среда научного класса, стили преподавания и процесс учебного отбора непреднамеренно вызывают потерю способных, заинтересованных обучающихся из научной деятельности. Если мы теряем обучающихся именно потому, что они учатся по-другому и думают иначе, чем те, кто в настоящее время доминируют в профессии и учат их, мы теряем потенциальный источник будущего творчества по нашей дисциплине. Шейла Тобиас (1990), автор книги "Они не тупые, они разные", пишет, что не каждый обучающийся, который не занимается наукой, не может заниматься наукой, многие из них просто не хотят или не имеют стимула.

Доминирование лекций и прямого обучения, особенно на уровне средней школы и бакалавриата, в попытке эффективно передать большой объем накопленных научных знаний, создало относительную монокультуру стилей обучения в этих условиях. Несмотря на то, что были разработаны различные стратегии для расширения доступа студентов через более разнообразные учебные стратегии (Allen and Tanner, 2003; Tanner et al., 2003), эти подходы широко не используются по целому ряду причин. Это не означает, что лекции не имеют места в педагогическом инструментарии научного преподавателя, а скорее то, что этот инструмент, как правило, используется чрезмерно (Powell, 2003). Таким образом, стратегии преподавания, используемые в научных классах, создали ситуацию, которую мы будем называть здесь учебным выбором, в которой по нашему выбору педагогики мы строим среду, в которой только определенная часть обучающихся может добиться успеха. Понимание различных стилей обучения, которые обучающиеся приносят в науку не только поможет ученикам узнать больше граней науки, но и помочь большему количеству обучающихся освоить научные и проектные методы исследования [3, 5, 7].

Цель исследования - повысить заинтересованность обучающихся биологии, путем использования инновационных подходов и технологий.

Чтобы обеспечить открытый доступ к научному обучению и поощрить широкий круг обучающихся к продолжению обучения в научной области, мы, как учителя и преподаватели, должны начать рассматривать разнообразие стилей обучения в наших классах. Итак, что такое стиль обучения? Индивидуальный стиль обучения может быть определен по-разному, в том числе как: "комплексный порядок и условия, при которых учащиеся наиболее эффективно воспринимают, обрабатывают, хранят те данные, которые изучают (Джемс, 1995) или, альтернативно: "предпочтения или предрасположенность личности воспринимать и обрабатывать информацию определенным способом или комбинацией способов" (Сарасин, 1998). С биологической точки зрения, мозг является органом обучения, и как таковой, стиль обучения, вероятно, будет сложным, возникающим взаимодействием нейрофизиологии мозга человека и уникальным процессом развития, который сформировал его через опыт и взаимодействие с окружающей средой. Таким образом, стиль обучения является фенотипической характеристикой организма, как и любой другой. Учитывая пластичность человеческого мозга и его склонность учиться и, вероятно, меняться синаптически с течением времени, стили обучения должны рассматриваться как гибкие, а не неизменяемые - стиль обучения человека может быть активно адаптирован, в определенной степени, к различным средам обучения [6, 7, 8].

Изучение стилей обучения человека является устоявшейся областью в рамках дисциплины когнитивной психологии. Набор книг и сотни статей ведущих исследователей в этой области выходят за рамки этого короткого введения в теорию стиля обучения. Чтобы обеспечить вступление в основные идеи для заинтересованного научного факультета, мы решили кратко изучить три доступные рамки для характеристики различий в том, как учащиеся предпочитают учиться: VARK, Multiple Intelligences и измерения стилей обучения в науке. Ни одна школа мысли не превосходит и не уступает другим, и те, которые представлены здесь, являются лишь выборкой идей в этой области исследований когнитивной психологии. Среди этих примеров много общих нитей и тем. Были предложены другие подходы к описанию и классификации стилей обучения, которые не отличаются от представленных здесь идеях (Honey and Mumford, 1982; Kolb, 1984 , 1994). В частности, Изабель Бриггс Мейерс и Кэтрин Бриггс, адаптировали теории Карла Юнга для получения оценки индикатора типа Мейерса-Бриггса, который исследует связь между личностью, темпераментом, стилем обучения и выбором карьеры и обычно используется как в корпоративной, так и в академической среде (Мейерс и Макколли, 1986; Мейерс-Бриггс, 1980). Важно иметь в виду, что все эти рамки и исследовательская литература по пониманию стилей обучения являются попытками упростить то, что является принципиально сложным вопросом, а именно, кто мы и как мы учимся.

Одна из самых старых характеристик стилей обучения заключалась в определении предпочтительного способа обучения учащегося с точки зрения сенсорной модальности, с помощью которой они предпочитают принимать новую информацию. VAK - это аббревиатура, которая обозначает три основных сенсорных режима обучения: визуальный, слуховой и кинестетический, в зависимости от типа восприятия, которым обучающийся предпочитает получать информацию. Совсем недавно эта сенсорная структура была расширена до VARK, в нее включены чтение/письмо в качестве дополнительного типа смешанной сенсорной модальности обучения. Все обучающиеся используют эти сенсорные режимы в обучении, однако один режим часто является доминирующим и предпочтительным для ученика. Обучающиеся, склонные к зрительному восприятию информации предпочитают учиться с помощью рисунков и других инструментов обучения, богатых изображениями. Обучающиеся, склонные к слуховому восприятию информации учатся преимущественно через слух, умеют слушать лекции и изучать материал через обсуждения и, возможно, должны созидать через идеи. Обучающиеся, склонные к восприятию информации через чтение/письмо учатся преимущественно через взаимодействие с текстовыми материалами, в то время как учащиеся с кинестетическим типом восприятия информации учатся через прикосновение и предпочитают опыт обучения, который подчеркивает выполнение, физическое участие и манипулирование объектами [3, 4, 7].

Педагоги часто подчеркивают значимость кинестетического обучения с маленькими детьми через использование моделей и игрушек, а потом переходят к более наглядному обучению. Большинство преподавателей, которые ведут вводные научные курсы, обнаруживают, что материал может быть организован для включения всех вышеуказанных типов методов обучения, но реальность, а именно -большое число обучающихся и ограниченный бюджет могут сделать это проблемой.

Разработанный в 1987 году Нилом Флемингом, Vark Inventory является инструментом для оценки того, в каких сенсорных областях лежат преобладающие способности человека в восприятии информации.

В отличие от других характеристик стилей обучения, подход Говарда Гарднера к определению стилей обучения исходит из того, что концепция интеллекта была слишком узко определена. Гарднер утверждает, что психологи, определяя интеллект и разрабатывая инструменты для измерения и сравнения интеллекта между людьми, сосредоточились на единственном, едином понятии интеллекта. По мнению Гарднера, доминирующий формальный тест IQ измеряет только один тип интеллекта, но люди могут проявлять несколько областей интеллекта. В 1983 году Гарднер представил свою широко обсуждаемую теорию множественных разумов. В дополнение к лингво-вербальному интеллекту и математико-логическому интеллекту, двум основным когнитивным навыкам, проверенным IQ instruments, Гарднер предложил еще шесть начальных областей интеллекта (таблица 1). Гарднер указывает, что, хотя эти категории интеллекта могут представлять только подмножество диапазона человеческих способностей, они, вероятно, будут более точным представлением, чем единственное понятие интеллекта. Исследуя структуру множественного интеллекта Гарднера, можно найти следы подхода сенсорной модальности к стилям обучения, описанным выше.

Визуально-пространственный интеллект характеризуется объектом с изображениями и графической информацией, а телесно-кинестетический интеллект включает объект с физическими манипуляциями телом и другими способами физических взаимодействий (Гарднер, 1983). Кроме того, Гарднер предлагает два вида интеллекта, которые характеризуются либо талантом в понимании и взаимодействии с другими (межличностный интеллект) или талант к познанию себя и метапознания о себе (внутриличностный интеллект). Чтобы определить категорию интеллекта, Теория Гарднера требует, чтобы было выполнено несколько критериев, включая различие интеллектов с помощью психологических тестов, потенциал для локализации в мозге, существование савантов, которые превосходят в области единого интеллекта, и

потенциальную эволюционную историю. Этот последний аспект определения интеллекта особенно интригует биологически, учитывая наличие острых пространственных навыков у рептилий и насекомых и свидетельство искусных музыкальных навыков у птиц, важных для обозначения территории и привлечения товарищей (Gardner, 1999) [3, 4, 8].

Опять же, вводный научный курс может быть организован с целью привлечь большое количество обучающихся, в том числе по различным формам обучения на протяжении всего курса. И такие формы, как лекции, богатые визуальной информацией, дискуссии, которые способствуют взаимодействию между учениками, групповые проекты и презентации, которые подразумевают творческие элементы, лабораторные исследования увлекают обучающихся и повышают их заинтересованность.

Таблица 1

Теория множественного интеллекта Говарда Гарднера (1983). Восемь Интеллектов (интеллект и его характеристика)

1. Лингво-словесный интеллект - слова, язык, чтение и письмо.

2. Логико-математический интеллект - математика, расчеты и количественная оценка.

3. Визуально-пространственный интеллект - три измерения, изображения и графическая информация.

4. Телесно-кинестетическая манипуляция объектами - физическое взаимодействие с материалами.

5. Музыкально-ритмический интеллект - ритм, шаг, мелодия, тон.

6. Межличностное понимание окружающих - умение эффективно работать в группах.

7. Внутриличностный метакогнитивный интеллект - способность понимать себя, самосознание.

8. Натуралистический интеллект - наблюдение закономерностей, идентификация и классификация.

Модель сенсорной модальности и схема множественного интеллекта, наряду с другими теоретическими рамками, не представленными здесь, обеспечивают подходы для мышления о различных стилях обучения в классе. Однако в них конкретно не рассматриваются аспекты стилей обучения, которые могут иметь особое значение для научного образования, а также вопросы включения и исключения учащихся из учебных классов. Вдохновленные исследованием Шейлы Тобиас о том, почему некоторые способные студенты самостоятельно выбирают из вводных классов науки, Ричард Фелдер и Линда Сильверман попытались построить основу для стилей обучения, чтобы подчеркнуть разрыв между различными стилями обучения и традиционными стилями преподавания в научных курсах. Их измерения стилей обучения в науке первоначально были предложены в качестве основы для анализа преподавания и обучения в инженерных областях; однако его полезность распространяется на все научные дисциплины [5, 6, 7].

Фельдер и Сильверман (Фелдер, 1993; Фелдер и Сильверман, 1988) предлагают четыре типа измерения знаний студентов по стилям, каждый из которых относится к предпочтительным способам получения информации студентами, в том числе: 1) типе информации, которую они получают (сенсорная или интуитивная), 2) модальность, в которой они ее получают (визуальная или вербальная), 3) процесс, посредством которого они получают ее (активно или рефлекторно), и 4) порядок, в котором они получают информацию (последовательно или всю сразу). Эти аспекты полезны при рассмотрении разнообразия стилей обучения и того, как стратегии преподавания обеспечивают или не обеспечивают регулярный доступ к обучению для этих различных типов обучающихся.

Второе измерение стилей обучения, предложенных Фелдером и Сильверманом, связано с фактической сенсорной модальностью, с помощью которой обучающиеся получают информацию, аналогичную описанной выше структуре VARK. Фелдер указывает на то, что большая часть преподавания естественных наук на уровне школы и колледжа в значительной степени зависит от использования лекции в качестве педагогического инструмента, часто лишенного более визуальных материалов, практика, которая последовательно будет препятствовать доступу к обучению со стороны предпочтительно визуального ученика. В науках о жизни визуальные ресурсы становятся все более доступными, начиная от иллюстраций, предоставленных в нескольких форматах издателями учебников, до библиотек электронных ресурсов, включая анимации и видео [4, 6, 7].

Кроме того, что касается доминирующей педагогики научных классов, третье измерение стилей обучения Фелдера и Сильвермана проводит различие между активными обучающимися и рефлексивными обучающимися. Они предлагают, чтобы активные обучающиеся учились во время занятий и активно занимались исследованиями, групповой работой, дискуссиями и другими возможностями для взаимодействия между обучающимися и преподавателями. С другой стороны, учащиеся-рефлексивисты, скорее всего, выберут возможность размышлений, индивидуальной работы и возможности переварить информацию в отсутствие социального контекста. Возвращаясь к структуре Гарднера, активные обучающиеся в рамках Фелдера и Сильвермана могут обладать высоким межличностным интеллектом, в то время как рефлексирующие обучающиеся преуспевают в области внутриличностного интеллекта. В идеале возможности как для индивидуальной, так и для групповой работы должны быть частью любого курса.

Наконец, Фелдер и Сильверман предлагают измерение обучения, основанное на предпочтительной манере построения изучения новых знаний, описывая дихотомию между последовательным учеником и глобальным учеником. Последовательные обучающиеся описываются как люди, которые предпочитают хорошо упорядоченный, линейный путь к новым знаниям, который представлен в виде серии небольших частей, которые исходят друг из друга. Глобальные обучающиеся, напротив, предпочитают выполнить обзор более крупных концепций, а затем перейти к нижележащим идеям и рассмотреть более мелкие детали. На традиционных уроках последовательные обучающиеся, скорее всего, преуспеют и смогут сделать это в отсутствие понимания систем и взаимосвязанности основных концепций. В этих же условиях, глобальные обучающиеся могут потеряться среди фактов и не понять более широкую картину, которая имеет важное значение для них в создании знаний [5, 7].

В современном контексте методики преподавания биологии также стоит использовать информационные технологии, для улучшения качества усвоения материала обучающимися с различными типами информации.

Цифровые образовательные ресурсы позволяют интенсифицировать деятельность учителя и ученика, повысить качество обучения предмету, отразить существенные стороны биологических объектов, зримо воплотив в жизнь принцип наглядности.

Мультимедийные презентации позволяют представить учебный материал как систему ярких опорных образов, наполненных исчерпывающей структурированной информацией в алгоритмическом порядке.

Сеть Интернет несет громадный потенциал образовательных услуг и является составной частью современного образования. Обучающиеся приобретают навыки: целенаправленно находить информацию и систематизировать ее по заданным признакам; видеть информацию в целом, а не фрагментарно, выделять главное в информационном сообщении [1, 2].

Электронные энциклопедии обладают следующими возможностями: поддерживают удобную систему поиска, по ключевым словам, и понятиям; удобная система навигации на основе гиперссылок; возможность включать в себя аудио- и видеофрагменты.

Автоматизированные дидактические материалы - сборники задач, диктантов, упражнений, а также примеров рефератов и сочинений, представленных в электронном виде, с возможностью электронного оценивания.

Программы-тренажеры выполняют функции дидактических материалов и могут отслеживать ход решения и сообщать об ошибках. Важным пунктом использования компьютерных технологий становится подготовка к ЕГЭ.

Системы виртуального эксперимента - это программные комплексы, которые позволяют обучающемуся проводить такие эксперименты, которые в реальности были бы невозможны по соображениям безопасности, временным характеристикам.

Электронные учебники и учебные курсы объединяют в единый комплекс все или несколько вышеописанных типов. Обучающимся сначала предлагается просмотреть обучающий курс, затем проставить виртуальный эксперимент на основе знаний, полученных при просмотре обучающего курса.

Программные системы контроля имеют большие преимущества: быстрая удобная, беспристрастная и автоматизированная обработка полученных результатов. Главный недостаток - негибкая система ответов, не позволяющая испытуемому проявить свои творческие способности [1].

Выводы. Для эффективного привлечения обучающихся к проектной и научной деятельности в рамках предмета «Биология» необходимо использовать не только инновационные технологии обучения, но и новые подходы к изучению предмета. У любого обучающегося существует доминирующий режим получения информации, что обязательно необходимо учитывать при обучении предмету, используя элементы зрительного, слухового, письменного и кинестетического типов передачи информации. Также для лучшего освоения материала необходимо использовать инновационные технологии преподавания.

Литература:

1. Демина Т.М. Современные методы преподавания биологии. Информационно-коммуникационные технологии / Открытый урок. Адрес доступа: http://открытыйурок.рф/б12108/

2. Цикало Е.С. Практикум по методике обучения биологии (инновационные методика подготовки учителя биологии). Учебное пособие. - Владимир: ВлГУ, 2013. - 78 с.

3. Allen D.E. Learning in context: problem-based learning - Cell Biol. Educ. - 2003, 2 - Р.:73-81.

4. Felder R.M. Reaching the second tier: learning and teaching styles in college science education - J. Coll. Sci. Teach. - 1993, 23(5). - Р.:28б-290.

5. Felder R.M. Learning and teaching styles in engineering education. Engr. Educ. - 1988, 78(7) - Р.: б74-б81.

6. James W.B. Learning styles: Implications for distance learning - New Dir. Adult Contin. Educ. - 1995, б7 -Р.: 19-32.

7. Powell K. Spare me the lecture. Nature. - 2003, 425 - Р.:234-23б.

8. Tanner K.D. Cooperative learning in the science classroom: beyond students working in groups. - Cell Biol. Educ. - 2003, 2 - Р.: 1-5.

Педагогика

УДК:378.2

старший преподаватель кафедры «Вычислительные системы и информационная безопасность» Ганжур Марина Александровна

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (г. Ростов-на-Дону); студент Дзюба Ярослав Витальевич

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (г. Ростов-на-Дону); студент Панченко Владислав Андреевич

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (г. Ростов-на-Дону)

ОСОБЕННОСТИ ЦИФРОВОЙ СТЕГАНОГРАФИИ КАК МЕТОДА ОБЕСПЕЧЕНИЯ СОКРЫТИЯ

ДАННЫХ

Аннотация. Практически любая информация имеет определённую ценность для её владельца. Соответственно она может являться ценной для некоторого лица, которое не владеет ей, но желает её заполучить любым возможным способом. Вследствие этого появилась необходимость в принятии различных мер по защите передаваемых данных, либо по сокрытию факта их передачи. Основной способ реализации второго соответственно - стеганография.

Ключевые слова: стеганография, цифровая стеганография, цифровой водяной знак, стегосистема, стегодетектор, стегоконтейнер.

Annotation. Almost any information has a certain value for its owner. Accordingly, it can be valuable for some person who does not own it, but wants to get it in any possible way. As a result, there was a need to take various