CC BY
110
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №4/2016 ISSN 2410-700Х_
завкафедрой ЧИППКРО, г.Челябинск, РФ E-mail: tvutkina@rambler.ru
ПРОБЛЕМНЫЙ МЕТОД ОБУЧЕНИЯ В УСЛОВИЯХ РЕАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА ОСНОВЕ ИНТЕГРАЦИИ ФИЗИКИ И БИОЛОГИИ
Аннотация
В статье рассматривается возможности использования цифровых образовательных лабораторий для эффективной реализации интеграции предметов естественнонаучного цикла, таких как физика и биология. Представлены уровни проблемности, знание которых поможет учителю правильно организовать учебную деятельность учащихся ориентированную умение комплексного применения знаний.
Ключевые слова
Проблемный метод обучения, информационно-коммуникационные технологии, цифровые образовательные лаборатории, интеграция физики и биологии.
Важнейшей целью образования в условиях реализации требований федеральных государственных образовательных стандартов общего образования является всестороннее развитие учащихся. Развитие учащихся означает формирование у них новых способностей, универсальных учебных действий. Условием развития может стать как новое знание, так и навыки, и умения, приобретенные учащимися в результате практической деятельности.
Требования времени нацелено на приобретение учащимися практических навыков по использованию знаний из разных областей знаний, осмысливать свою деятельность в контексте различных связей. К целостному миропониманию при рассмотрении реальных процессов и явлений приводит объединение знаний из смежных предметов физики и биологии. Физика, хотя и описывает основные явления и закономерности природы, но глубокая их интерпретация возможно только на основе биологических знаний.
В ныне действующей системе российского образования, когда предметы изучаются изолированно друг от друга именно интеграция знаний, позволяет учащимся приобретать опыт разрешения проблемы, исходно не имеющей готового решения (проблемный метод обучения). Использование данного метода на основе интеграции физики и биологии в ходе изложения учебного материала предполагает, что по ходу изучения, учащиеся размышляют, доказывают, обобщают, анализируют факты.
Международные исследования показали, что у российских школьников не формируется гипотетико-дедуктивное мышление, то есть способность самостоятельно строить гипотезы и делать выводы. Следовательно, в условиях образовательного процесса необходимо создать условия для развития такого типа мышления с использованием проблемного метода обучения, но в иной форме, чем традиционный урок.
Под проблемным обучением понимают обучение, протекающее в виде снятия (разрешения) последовательно создаваемых в учебных целях проблемных ситуаций. Существуют четыре уровня проблемности в обучении:
1. Учитель сам ставит проблему (задачу) и сам решает ее при активном слушании и обсуждении учениками.
2. Учитель ставит проблему, ученики самостоятельно или под его руководством находят решение. Учитель направляет ученика на самостоятельные поиски путей решения (частично-поисковый метод). Здесь наблюдается отрыв от образца, открывается простор для размышлений.
3. Ученик ставит проблему, преподаватель помогает ее решить. У ученика воспитывается способность самостоятельно формулировать проблему.
4. Ученик сам ставит проблему и сам ее решает. Учитель даже не указывает на проблему: ученик должен увидеть ее самостоятельно, а увидев, сформулировать и исследовать возможности и способы ее решения.
Третий и четвертый уровни — это исследовательский метод.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №4/2016 ISSN 2410-700Х_
Культивируемый в проблемном обучении исследовательский метод — это такая организация учебной деятельности, при которой учащиеся знакомятся с научными методами добывания знаний и, осваивая доступные им элементы научных методов, овладевают умением самостоятельно добывать новые знания, планировать поиск и открывать новую для себя зависимость или закономерность.
Если в науке главной целью исследования является производство новых знаний, то в образовании цель исследовательской деятельности - в приобретении учащимися навыка исследования как универсального способа познания действительности.
Реализация исследовательского метода в образовательном процессе предполагает широкое применение информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), что позволяет сформировать у учащихся общеучебные умения, навыки, универсальные способы деятельности, такие как:
• умения исследовательского характера (постановка проблемы, изучение взаимосвязей, выдвижение гипотез и осуществление их проверки);
• поиск, критическое оценивание, передача содержания информации (сжато, полно или выборочно);
• перевод информации из одной знаковой системы в другую (из графиков, формул в текст, из текста в таблицу, из аудиовизуального ряда в текст и др.);
• использование мультимедийных ресурсов и компьютерных технологий для обработки и передачи информации, презентации результатов деятельности;
• умения развернуто обосновывать суждения, давать определения, приводить доказательства, подтверждать примерами сделанные утверждения;
• навыки организации и участия в коллективной деятельности, включая постановку общей цели и определение средств ее достижения, конструктивное восприятие иных мнений и идей, учет индивидуальных черт партнеров по деятельности, объективную оценку своего вклада в общий результат;
• овладение учебно-исследовательской и проектной деятельности (проведение эксперимента, решение задания в соответствии с выбранным алгоритмом, вывод на основе наблюдения) [1].
Внедрение ИКТ в образование является важным фактором создания системы образования, отвечающей процессу реформирования традиционной системы образования в свете требований современного индустриального общества. Использование ИКТ в обучении позволяет достичь следующих возможностей:
- индивидуализация учебного материала, адаптация его к уровню образования учащегося позволяет сформировать идеальный в каждом случае план обучения;
- использование компьютерного тестирования как средства оценки промежуточных и текущих знаний и достижений учащихся позволяет оперативно и объективно оценить учащегося и организовать обратную связь;
- организация практических и лабораторных работ с помощью компьютерной визуализации и моделирования позволяет изучить явления, недоступные для реального изучения из-за их сложности, опасности явления или дороговизны лабораторного оборудования;
- использование аудио- и видеоматериалов, изображений, моделей в качестве вспомогательных материалов и источников информации позволяет повысить наглядность учебных материалов и, как следствие, мотивацию учащихся к обучению;
- подготовка и организация творческих и проектных работ учащихся с помощью ИКТ дает возможность повысить качество и наглядность работы, автоматизировать расчеты, сымитировать процессы и явления [2].
В условиях сформированной и интенсивно развивающейся информационно-образовательной среды образовательной организации, где на первом месте умение учителя «встраиваться» в информационно -образовательную среду образовательной организации, внедрение ИКТ является важным фактором создания системы образования, отвечающей процессу реформирования традиционной системы образования в свете требований современного индустриального общества [3].
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №4/2016 ISSN 2410-700Х_
Особое внимание заслуживают лабораторные средства ИКТ, так как использование на учебных занятиях цифровых образовательных лабораторий, позволяет учащимся имитировать работу ученых, овладевать элементами научного познания. Использование цифровых образовательных лабораторий позволяет эффективно реализовать интеграцию предметов естественнонаучного цикла, таких как физика и биология, в направлениях:
- расширения содержания физических и биологических знаний;
- показа объективного характера проявления физических законов и закономерностей для объяснения процессов, происходящих в живом организме;
- раскрытия сущности физических явлений, протекающих в биообъектах и изучения методов, применяемых для их исследования;
- формирования структуры исследовательской деятельности в условиях учебной лаборатории и экспериментальных умений обучающихся;
- развития самостоятельности обучающихся в исследовании биологических структур, что в совокупности обеспечивает развитие естественнонаучное мышление обучающихся.
В качестве примера рассмотрим лабораторную работу «Изучение терморегуляторной функции кожи» с использованием цифровой лаборатории «Архимед», которую можно провести при изучении тем по биологии «Роль кожи в теплорегуляции» и физики «Виды переноса тепловой энергии». В ходе проведения лабораторной работы, учащиеся используют знания, приобретенные при изучении этих предметов, что позволяет сформировать у них целость познания реального мира, материальное единство мира, всеобщую связь явлений, происходящих в природе, качественное и количественное многообразие явлений и предметов, их взаимопревращение, взаимовлияние и развитие.
Перед началом лабораторной работы учащиеся определяют: объект изучения, предмет, ставят гипотезу, задачи и методы исследования, что обеспечивает формирование у них гипотетико-дедуктивного мышления. Рассмотрим выполнение учащимися данной лабораторной работы.
Тема лабораторной работы «Изучение терморегуляторной и выделительной функции кожи»
Цель: установить зависимость потоотделения от температуры окружающей среды.
Оборудование: цифровая лаборатория «Архимед», резиновое кольцо или тонкий шнур длиной около 20 см, герметичный прозрачный пластиковый пакет, лампа с рефлектором, датчик температуры, датчик влажности, соединительный провод для датчика Nova
Схема экспериментальной установки. Настройка параметров измерений: частота измерений - 10 замеров/с; число замеров - 5000.
Объект: орган верхних конечностей человека - кожа.
Предмет: выделительная и терморегуляторная функция кожи.
Гипотеза: Если увеличим температуру окружающей среды, то усиливается потоотделение.
Задачи:
1. Изучить научную литературу по данной работе.
2. Экспериментально определить зависимость потоотделения от повышения температуры окружающей среды.
3. Обобщить полученные данные.
Методы:
1. Изучение литературных источников.
2. Эксперимент, наблюдение, сравнение, сопоставление, анализ, обобщение.
3. Применение цифровых датчиков измерения температуры и влажности.
Ход работы:
1. Начинайте регистрацию данных. Для этого нажмите кнопку Старт на панели инструментов MultiLab. Показания датчиков будут отображаться на экране в виде графика.
2. Наденьте пакет с датчиками на кисть руки и закрепите его в области запястья с помощью резинового кольца или шнурка.
3. Записывайте данные в течение 5-6 минут.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №4/2016 ISSN 2410-700Х_
4. Остановите регистрацию, нажав кнопку Стоп на панели инструментов MultiLab. Сохраните полученные результаты.
5. Снимите пакет с ладони, извлеките датчики.
6. Возьмите другой пакет и снова соберите установку.
7. Выполните новый опыт (с теми же параметрами).
8. Начинайте регистрацию данных.
9. Наденьте пакет с датчиками на кисть руки и закрепите его в области запястья с помощью резинового кольца или шнурка.
10. Включите лампу и приблизите ее к пакету.
11. Ведите запись данных в течение 5-6 минут.
12. Сохраните полученные результаты.
Анализ результатов эксперимента.
1. Если график оказался слишком «шумным», то есть искаженным помехами, рекомендуем выполнить его сглаживание. Для этого нажмите на панели инструментов графика кнопку Сгладить.
2. Откройте файл первого эксперимента. Сравните температуру и влажность в начале и в конце опыта.
3. Откройте файл второго эксперимента. Сравните температуру и влажность в начале и в конце опыта.
4. Сравните данные опытов (таблица 1).
Таблица 1
Опыт t min t max t средняя Влажность min Влажность max Влажность средняя
Опыт 1
Опыт 2
5. Сделайте вывод, используя ответы на вопросы:
- Почему повышается температура в пакете в ходе первого и второго опыта?
- Почему повышается влажность в пакете?
- Почему во втором опыте влажность увеличивалась быстрее и достигла более высокого значения, чем в первом?
- Какое значение для организма имеет функция потоотделения?
- Почему летняя одежда обычно делается из натуральных, а не синтетических тканей?
При выполнении таких лабораторных у учащимися, с одной стороны, достигается закрепление и совершенствование знаний, с другой, формируются определенные умения, которые потом могут стать основой для формирования умений профессиональных [4, с. 74].
Основные функции информационно-коммуникационных технологий на основе интеграции физики и биологии:
- развитие теоретического естественнонаучного мышления;
- самостоятельное усвоение обучающимися биофизических знаний и способов действий, стимулирование появления у обучающихся новых способов действий, которым их заранее не обучали;
- формирование мотивационной и эмоциональной сфер.
Таким образом, проблемный метод обучения с использованием информационно-коммуникационных технологий на основе интеграции физики и биологии позволяет подготовить учащихся к самостоятельной творческой работе в любой области знаний; осуществить приоритет деятельностного подхода к процессу обучения; развить у учащихся широкий комплекс общих учебных и предметных умений; овладеть способами деятельности, формирующими познавательную, информационную, коммуникативную компетенции.
Список использованной литературы: 1. Пяткова О.Б. Формирование универсальных учебных действий на уроках химии / Пяткова О.Б. / Сборник статей международной научно-практической конференции «Наука третьего тысячелетия». - 2016. - Ч.2.-С. 131-135
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №4/2016 ISSN 2410-700Х_
2. Рыжкова М.Н. Адаптивные информационные технологии в системе повышения квалификации // М. Н. Рыжкова / Научное обеспечение системы повышения квалификации кадров. - 2014 - № 2 (19). - С. 78-86
3. Хафизова, Н.Ю. К вопросу о влиянии информационно-образовательной среды школы на профессиональное развитие педагога. // Н.Ю. Хафизова / Инновационная наука. - 2016. - № 3. - С. 216220.
4. Уткина, Т. В. Учебные модули - средство повышения качества естественно-научного образования при реализации ФГОС / Т. В. Уткина // Биология в школе. - 2013. - № 10. - С. 64-75.
5. Информационные технологии в образовании [Электронный ресурс]: Режим доступа: http: //physics.herzen.spb .ru/teaching/materials/go sexam/b25.htm
6. Махмутов, М.И. Организация проблемного обучения в школе: кн. для учителя: / М.И.Махмутов. —М.: Просвещение, 1977.—240с.
7. Поливанова К.Н. Проектная деятельность школьников: пособие для учителя : / К.Н. Поливанова. - 2-е изд. - М.: Просвещение, 2011. - 192 с.
© Уткина Т.В., 2016
УДК 37
Фалей Алексей Владимирович
аспирант 2 курса г. Южно - Сахалинск Сахалинский государственный университет E-mail: alexey-faley@mail.ru
ИННОВАЦИЯ КАК ОСНОВА РАЗВИТИЯ ОБРАЗОВАНИЯ
Аннотация
Развитие системы образования возможно только через внедрения инновационных процессов. Внедрение инновационных процессов в отечественную систему образования определяется социальными условиями и имеет свои особенности.
Ключевые слова
Инновация, инновационные процессы, инновационное обучение.
На современном этапе трансформации общества происходит смена культурных ценностей, культурных норм и отношений, возникает необходимость выбора адекватной социокультурной модели образования. Произошедшая девальвация ценностей классического образования, базировавшегося на триединстве знаний, умений, навыков, способствовала возникновению противоречия между непрерывно возрастающим объемом знаний, необходимых человеку, и ограниченными условиями для овладения ими (в рамках традиционных образовательных систем). Решение этого противоречия возможно лишь через внедрения инновационных процессов в систему образования.
Образование - это способ вхождения человека в целостное бытие культуры; оно является сложным социальным организмом, «главные функции которого - воспроизводство опыта, накопленного в культуре, и создание условий для его целенаправленного изменения. Как орган социума, образование должно гибко адаптироваться к изменениям социальной среды и, как следствие, меняться само» [4, с.63]. Демократические перемены последних лет предоставили учительству дополнительные возможности для реализации своих смелых идей и начинаний, законодательно закрепив право на свободу педагогического творчества.
Новаторство и традиции - две взаимосвязанные стороны развития образования, характеризующие наличие в них как устойчивых, так и противоречивых моментов. Так, традиция образования является характеристикой стабильности, устойчивости. Благодаря традиционному обучению человечество усваивает культурный опыт поколений путем воспроизводства идей, ценностей, способов мировосприятия на основании использования научно обоснованных, принятых, апробированных технологий обучения. Система
