Использование информационных технологий на уроках биологии

3), что 35% (7 учеников) показали высокий уровень познавательной активности, 50% (10 учеников) средний уровень, и 15% (3 ученика) низкий уровень познавательной активности.2.2 Методика использования информационных технологий на уроках биологииСегодня достаточно остро стоит проблема реформирования школьного биологического образования, что имеет целью сделать ее более качественной путем обеспечения широких возможностей для развития, обучения и воспитания творческой личности, в результате которых она будет подготовлена к активной, самостоятельной жизни в обществе.Также в школьных заведениях четко прослеживается нежелание учеников учиться, что низкий интерес к новым знаниям.Такую сложную задачу можно решить путем использования инновационных технологий обучения, среди которых главное место занимают информационные технологии.Они открывают новые, еще недостаточно исследованные, возможности совершенствования учебной деятельности.Компьютерные программы по биологии разделяются по дидактическим целям:1. Обучающие программы подают новый материал в виде отдельных, логически объединенных, блоков и заканчиваются набором вопросов или тестов.Эти программы способствуют усвоению новой информации и направляют процесс обучения в зависимости от уровня знаний и индивидуальных способностей учащихся.2. Тренирующие, или программы-тренажеры, рассчитанные на повторение и закрепление изученного материала.3.Имитационноно-моделирующие программы позволяют изучать любой - раздел на основе модели.Манипулируя доступными для изменения параметрами физических величин, ученик по реакции моделирующей системы определяет диапазон их допустимых изменений и осознает суть процессов, которые осуществляются под его руководством.Например, в модели экологической системы ученик может изменить процентный состав грызунов и хищников и следить за всеми изменениями, которые происходят в ней.4.Диагностирующие, контролирующие программы составляют преимущественно на основе тестов.Они предназначены для диагностирования, проверки и оценки знаний, умений и навыков учащихся.5.Базы данных - это источники информации из разных областей знаний, в которых с помощью вопросов отыскивают необходимые ответы, например, для объяснения биологических понятий и терминов.6.Инструментальные программы дают возможность ученикам самостоятельно решать задачи за короткое время с меньшими усилиями.Они освобождают от рутинной вычислительной и статистической работы, предоставляя ученику свободу в выборе методов решения конкретных задач и простор для творчества.7.Интегрированные учебные программы сочетают в себе признаки двух или трех вышеперечисленных классов.При проведении уроков биологии в экспериментальном 9 классе использовалось такое программное обеспечение как «Атлас биологии человека» производства "StoneLtd '' 2009 года.Рис. 5 Программное обеспечение «Атлас биологии человека» производства "StoneLtd '' 2009 года.Атлас включает в себя три раздела: энциклопедию, атлас тела человека и видеобиблиотеку.К энциклопедии относятся следующие разделы: строение клетки, строение тела, нервная система, 5 чувств, кровообращение, дыхание и питание, размножение. Каждый раздел энциклопедии состоит из подразделений, содержащих устройство и детальное описание каждого органа. НапримерРис. 6. Пример раздела «кровообращение»Кроме того каждое подраздел содержит видео изображение процессов, происходящих в том или ином органе.Рис. 7 Иллюстрация замкнутого круга кровообращенияАтлас тела содержит в себе устройство систем и органов человека с подробным описанием. При необходимости можно распечатать каждую схему и использовать как раздаточный материал.Видеобиблиотека включает в себя небольшие, на 2 - 3 минуты, анимации которые показывают процессы, которые происходят в клетках, органах и системах органов. Эти анимации сопровождаются голосовыми пояснениями.Чаще всего данное программное средство использовалось в начале изучения системы органов, где показываю не только строение, но и процессы, происходящие в организме. Атлас требует наличия специального плеера для открытия и не устанавливается на компьютере, то есть работает при наличии диска. Приведем разработанные нами уроки.Урок 1Тема.Общие принципы регуляции функций.Нервная регуляцияЦели урока: дать первоначальное представление о процессах регуляции функций в организме человека,познакомить с основными терминами и понятиями нервной регуляции.Оборудование и материалы: презентация «Функции и строение нервной системы».Базовые понятия и термины: регуляция функций, нервная регуляция, нервная система, нейрон, аксон, дендриты, нейрофибриллы, чувствительные, двигательные и вставочные нейроны, нервная ткань, рефлексы, рефлекторная дуга, центростремительное и центробежный нейроны, синапс.Концепция урокаРассказать об основных системах, осуществляющих регуляцию функций у человека, - нервной и гуморальной;напомнить, какие особенности строения свойственны нервным системам животных;дать определение нервной системы, напомнить особенности строения нервной ткани и нервных клеток;обратить внимание на то, что в нервной системе постоянно происходят два процесса - возбуждение и торможение, которые лежат в основе всей ее деятельности;дать определение рефлекса, показать, что в основе любого рефлекса лежит рефлекторная дуга;рассказать о составных частях рефлекторной дуги и показать их на схеме.Ход урокаІ. Организационный этап (6 мин)II.Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности учащихся (12 мин)Вопрос к ученикам1. Зачем нужно регулировать процессы в организме?2. Какие системы органов регулируют процессы в организме человека?3. Какие клетки входят в состав нервной ткани?III.Изучение нового материала (20 мин)Рассказ учителяРегуляция функций организма человека:1) нервная (с помощью нервных импульсов, передаваемых по мембранах нервных клеток);2) гуморальная (с помощью химических веществ, переносимых различными жидкостями организма).Взаимосвязь двух типов регуляции проявляется в том, что нервная и гуморальная системы влияют друг на друга.Так, нервная система может вызывать изменение интенсивности секреции биологически активных веществ, а действие веществ, продуцируемых гуморальной системой, может привести к возникновению нервных импульсов и регулировать работу отдельных частей нервной системы.Нервные системы животных представлены четырьмя основными типами.Наиболее распространенные типы нервных систем животных:- Диффузная (у кишечнополостных);- Узловая (у кольчатых червей и членистоногих);- Разбросано-узловая (у моллюсков);- Трубчатая (у хордовых).В диффузной нервной системе нервные клетки расположены непосредственно под эпителием.Они соединяются друг с другом отростками и образуют единую сетку.Узловая нервная система представлена головным мозгом (образуется в результате слияния ганглиев), окологлоточнымиконнективами (нервные стволы, которые огибают глотку по бокам) и брюшным нервным стволом, на котором расположены ганглии.Эти ганглии могут или размещаться в каждом сегменте тела, или образовывать скопления.Разбросано-узловая нервная система представлена несколькими нервными узлами, расположенными в разных отделах тела животного.Трубчатая нервная система хордовых (человека в том числе) представлена нервной трубкой, полость которой заполнена жидкостью.На переднем конце трубки (у всех хордовыхкроме ланцетника) образуется расширение - головной мозг.Полость нервной трубки образует у человека желудочки мозга (Приложение 3).IV.Обобщение, систематизация и контроль знаний и умений учащихся (5 мин)Вопрос к ученикам1. Расскажите об особенностях строения нервной ткани?2. Какие клетки входят состав нервной ткани?3. Какие типы регуляции функций у человека?4. Расскажите о структуре рефлекторной дуги.Самостоятельная работа учащихся1. Зачем человеку две системы регуляции?(Это позволяет увеличить надежность и точность регулирования процессов, происходящих в организме)2. Как связаны между собой нейроны?(С помощью синапсов)V. Домашнее задание (2 мин)Урок 2Тема.Центральная и периферическая нервная система.Спинной мозгЦели урока: познакомить учащихся с общей структурой нервной системы, ее отделами,рассмотреть особенности строения спинного мозга.Оборудование и материалы: презентация «Строение и функции нервной системы человека» (Приложение 4), муляжи головного мозга человека и животных.Базовые понятия и термины: соматическая нервная система, вегетативная нервная система, центральная нервная система, периферическая нервная система, спинной мозг, головной мозг, черепно-мозговые нервы, спинномозговые нервы, спинномозговой канал, спинномозговая жидкость, твердая, мягкая и паутинная оболочки, серое вещество, белое вещество, восходящие и нисходящие проводящие пути.Концепция урокаПознакомить учащихся с основными отделами нервной системы человека;обратить внимание на анатомическое (центральная и периферическая) и функциональное (соматическая и вегетативная) разделение нервной системы;подчеркнуть, что воздействие на организм центральной нервной системы возможно только посредством периферической;отметить наличие 12 пар черепно-мозговых и 31 пары спинномозговых нервов;указать на наличие в некоторых черепно-мозговых и спинномозговых нервах проводящих путей, входящих в состав как соматической, так и вегетативной нервной систем;рассказать о строении спинного мозга;подчеркнуть функциональные различия между серым (состоит из тел нейронов) и белым (состоит из ростков нейронов) веществом мозга;особенно выделить роль серого вещества в рефлекторных реакциях, а белого - в проведении нервных импульсов;отметить роль оболочек мозга и спинномозговой жидкости в поддержании постоянства среды, в которой находится спинной мозг, и его защите от внешних воздействий.Ход урокаІ. Организационный этап (4 мин)II.Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности учащихся (10 мин)Вопросы для беседы1. Какие принципы лежат в основе регуляции функций организма?2. Что такое рефлекс?3. Как устроена рефлекторная дуга?4. Зачем организму нужна нервная система?III.Изучение нового материала (20 мин)Спинномозговые нервыСпинномозговые нервы попарно отходят от спинного мозга.Различают 31 пару спинномозговых нервов: 8 пар шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 1 пару копчиковых.Все они смешанные и содержат чувствительные, двигательные и вегетативные нервные волокна.Из позвоночного канала спинномозговые нервы выходят через межпозвонковые отверстия.Каждый из них около выхода из межпозвонкового отверстия разветвляется на четыре ветви.Две из них длинные - задняя и передняя, две короткие - оболочечная и соединительная.Черепно-мозговые нервыЧерепно-мозговые нервы, головные нервы - нервы, отходящие от головного мозга и иннервирующие органы и ткани головы, шеи, грудной и брюшной полостей.Всего имеется 12 пар черепно-мозговых нервов.Каждый нерв имеет свой номер и название.Черепно-мозговые нервывыходят из полости черепа через соответствующие отверстия и разветвляются в области головы и шеи, а блуждающий нерв (10-пара) - также в грудной и брюшной полостях.По функциональной характеристикой нервных волокон различают следующие виды черепно-мозговых нервов: чувствительные, двигательные, смешанные и нервы, содержащие парасимпатические волокна.К чувствительным принадлежат нервы 1-й, 2-й и 8-й парк двигательным - нервы 3-й, 4-й, 6-й, 11-й, 12-й парк смешанным - нервы 5-й, 7-й, 9-й, 10-й пар.К нервов, содержащих парасимпатические волокна, принадлежат нервы 3-й, 7-й, 9-й, 10-й пар.Таблица 1. Черепно-мозговые нервы человека№ парыНазвание нерваТип1ОбонятельныйЧувствительный2ЗрительныйЧувствительный3ГлазодвигательныйДвигательный4БлочныйДвигательный5ТройничныйСмешанный6ОтводящийДвигательный7ЛицевойСмешанный8Преддверно-улитковый (нерв слуха и равновесия)Чувствительный9ЯзыкоглоточныйСмешанный10БлуждающийСмешанный11ДополнительныйДвигательный12ПодъязычнаяДвигательныйПроводящие путиПроводящие пути спинного мозга обуславливают связь спинного мозга с головным.В зависимости от того, в каком направлении они проводят и какие импульсы, различают два типа проводящих путей: восходящие (чувствительные), проводящие импульсы к головному мозгу, и нисходящие (двигательные), которые проводят импульсы от головного мозга.Каждый ведущий путь проводит импульсы, как правило, только в одном определенном направлении.Восходящие пути размещены в задних и боковых канатиках белого вещества спинного мозга.Основными из них являются тонкие и клиновидные, передние и задние спинномозочковые и спинноталамичные.Нисходящие проводящие пути размещены в передних и боковых канатиках спинного мозга.IV.Обобщение, систематизация и контроль знаний и умений учащихся (7 мин)Вопрос к ученикам1. Что входит в состав центральной нервной системы?2. Что входит в состав периферической нервной системы?3. Чем отличаются серое и белое вещества?Самостоятельная работа учащихся1. Какие функции выполняют оболочки спинного мозга?(Обеспечение защиты и питания мозга)2. Почему соотношение белого и серого веществ в различных отделах спинного мозга разное?(Это связано с отличием в функциях, которые выполняются.В отделах, выполняющих в основномведущую функцию, больше белого вещества, а в тех, что выполняют функцию анализа и обработки информации, - больше серого вещества)V. Домашнее задание (4 мин)2.3 Результаты контрольного экспериментаСравнивая результаты тестирования (рис. 7), нами установлено, что результаты повторного опроса в экспериментальном классе значительно отличаются от результатов контрольного класса.По результатам проведенного анкетирования по поводу заинтересованности учащихся в получении биологической информации и определения рейтинга предметов, рейтинг биологии поднялся.К концу нашего эксперимента в двух группах провели повторные тестирования (см. Приложение 1, Приложение 2).Результаты повторного тестирования дали следующие результаты.Рис.8Динамика изменения рейтингабиологии после проведения экспериментаНа рис.8 мы видим, что отношение к биологии в экспериментальном классе значительно улучшилось в сравнении с контрольным классомПосле повторного тестирования для определения уровня активизации познавательной деятельности, данные экспериментального класса значительно отличаются от показателей контрольного.Рис.9 Сравнение повторного тестирования уровня активизации познавательной деятельностиМы установили (рис. 9), что в контрольном классе высокий уровень познавательной активности учащихся уменьшился на 5% (1 ученик), а средний увеличился на 5% (1 ученик), низкий остался без изменений.В экспериментальном классе улучшилось высокий уровень познавательной активности на 25% (5 учеников), и средний уровень уменьшился на 10% (2 учащихся).Выводы по второй главеТаким образом, можно сделать вывод, что: Эффективность обучения с использованием компьютеров объясняется значительным наглядным программного материала, что позволяет лучше понять и усвоить абстрактные понятия, сформировать практические умения и навыки.Применяя на уроках биологии мультимедийные технологии, учитель может демонстрировать: микромир клетки;рост и развитие организмов, эволюцию живых систем, развитие жизни на Земле, то есть за короткое время демонстрировать процессы, которые проходят в течение месяцев, лет и даже веков;знакомить с явлениями, имеющими звуковое отображение;проводить практические и лабораторные работы.Все это позволяет вывести современный урок на качественно новый уровень;повышать статус учителя;внедрять в учебный процесс информационные технологии;расширять возможности иллюстративного сопровождения урока;использовать различные формы обучения и виды деятельности в пределах одного урока;эффективно организовывать контроль знаний, умений и навыков учащихся;облегчать и совершенствовать разработку творческих работ, проектов, рефератов, вызвать у учащихся интерес к учебе.ЗаключениеВ ходе работы была исследована проблема использования информационных технологий в ходе изучения биологии. Результаты данного исследования можно представить в виде следующих основных положений:Мы установили, что преимуществом презентаций на уроках биологии в школе является повышение качества обучения за счет новизны деятельности, заинтересованности учеников к восприятию материала. Такие занятия более наглядные и интересные.По данным анкетирования 89% учащихся ответили на вопрос положительно и считают целесообразным дальнейшее использование компьютерных технологий для повышения познавательной активности на уроках биологии.По результатам тестирования по определению уровня активизации познавательной деятельности, нами установлено, что в контрольном классе высокий уровень познавательной активности учащихся уменьшился на 5% (1 ученик), а в экспериментальном классе высокий уровень улучшился на 15% (5 учеников). Это свидетельствует о том, что активизация познавательной деятельности требует применения различных методов, средств, форм обучения, побуждающие человека к выявлению активности.Данные результаты исследования позволили сделать и обосновать следующие практические рекомендации:Сегодня рынок учебного программного обеспечения предлагает большой перечень программных средств различного назначения, но все они практически, являются иллюстрированными электронными учебниками, энциклопедиями, справочниками, то есть большинство этих программ по дидактическому назначению являются вспомогательным, иллюстративным источником знаний.Биология является одним из тех учебных предметов, что дает богатый материал для отработки самых разнообразных методов и приемов работы с информацией. Преподавание биологии связано с использованием большого объема разнообразной информации, что делает применение компьютерной техники особенно эффективным, поскольку позволяет очень быстро обработать эту информацию и представить ее в виде таблиц, схем, диаграмм, определить зависимость между различными объектами и явлениями, строением и функциями.Таким образом, поставленная во введении цель дипломной работы достигнута, а исследовательские задачи решены.Библиографический списокАнгеловский К. Учителя и инновиции. - М., 1991 – 234 с.Белецкая Н. Компьютерная поддержка формирования основ научного мышления у учащихся при изучении биологии / Н. Белецкая // Родная школа. - 2008. - № 7-8. - С. 53-56.Даниленко Л.И. Теория и практика инновационной деятельности в общей средней школе // Управление образованием. - 2001. - № 3. - С. 18-24.Дичковская И.М. Инновационные педагогические технологии. - М., 2004. - 352сЗверев, И.Д., Мягкова, А.Н. Общая методика преподавания биологии в средней школе. [Текст] /И.Д.Зверев, А.Н. Мягкова. — М.: Просвещение, 1985. – 234 с.Киршев С. П. Компьютер как средство повышения эффективности учебного процесса / Киршев С. П. , Киршева Н. В. // Труды ученых ГЦОЛИФКа: 75 лет: Ежегодник. - М. , 1993. - С. 162-167.Кузнецова, В.И. Уроки биологии. [Текст] /В.И. Кузнецова, — М.: Просвещение, 1991. – 98 с.Лихачев Б. Т. Педагогика: курс лекций: учеб.пособие для студентов педагог. учеб. заведений и слушателей ИПК и ФПК / Б. Т. Лихачев. - 4-е изд., Перераб. и доп. - М.: Юрайт-Издат, 2003. - 607 с.Мельникова Н. Готовим педагога-инноватора // Народное образование. - 1996. - № 4,5. -56-58Миронец Л. Использование компьютерных технологий в школьном курсе биологии / Л Миронец // Биология. Школьный мир. - 2007. - № 36. - С. 3-5Онищук Л.В. Гуманистическая направленность инновационной деятельности // Образование и управления. - 2003. - № 2.-С.92-96Остапчук А.Е. Инновационное развитие педагогических систем в условиях модернизации образования // Директор школы, лицея, гимназии. - 2003. - № 5-6- С. 153-161Педагогика: учебное пособие для студентов педагогических вузов и педагогических колледжей / Под ред. П. И. Пидкасистого. - М.: Педагогическое общество России, 1998. - 640 с.Пластюки А., Гудаков В. Использование информационных и компьютерных технологий / А. Пластюки, В. Гудаков // Биология. Школьный мир. - 2011. - № 4-5. - С. 38-41Подласый И.П., Подласый А.И. Педагогические инновации // Начальная школа. - 1998. - № 12.Раджа Рой Сингх. Образование в условиях меняющегося мира // Перспективы. Вопросы образования. - 1993. - № 1. - С. 7.Слипчук И. Ю. Дидактические возможности информационных технологий в обучении биологии // Биология в школе. - 2006. -№5 - с.32-34Столяренко, Л.Д. Педагогическая психология. Серия «Учебники и учебные пособия». [Текст] / Л.Д. Столяренко.- Ростов-на-Дону: «Феникс», 2000.-544 с.Триус Ю. В. Инновационные технологии обучения в высшей школе [Электронный ресурс] / Триус Ю. В.; Черкасский государственный технологический университет // Современные педагогические технологии в образовании: Х Межвузовская школа-семинар. - Харьков, 2012. - 52 с. - Режим доступа: http://www.slideshare.net/kvntkf/tryus-innovacai-iktvnzУсова, А. В. Система форм учебных занятий. [Текст] / А.В. Усова. -Сов. педагогика. - 1984 - № 1. - С. 48 - 54.Харламов, И.Ф. Педагогика: Учеб.пособие. [Текст] / И.Ф. Харламов. – М.: Юристь, 1997. – 512 с.Щукина, Г.И. Активизация познавательной деятельности учащихся в учебном процессе. [Текст]/ Г.И. Щукина. - М:1982.- 240 с.Юсуфбекова Н.Р. Общие основы педагогической инноватики. - М., 1991ПриложенияПриложение 1Анкетирование учащихсяЦель: выявить заинтересованности учеников в получении биологической информации и определения рейтинга предметов по личной значимости для учащихся1.Разместите в порядке личной значимости нижеперечисленные предметы:-Русский язык;-Русская литература;-Мировая литература;-Математика;-Английский язык;-Физика;-Химия;-Биология;-Физическая культура;-Правоведение;-Страноведение;-Информатика;-История;2.Сколько времени вы тратите на выполнение домашнего задания по биологии?3.Какие источники информации вы используете при подготовке д / з по биологии?4.Если бы вы были директором или Министром образования, как бы вы изменили биологию?Приложение 2Анкета для учащихся «Познавательная активность»Цель: оценка степени выраженности познавательнойактивности.Ученику предоставляется бланк анкеты, предлагается выбрать один из вариантов ответов.Нравится ли тебе выполнять трудные задачи по биологии?а) даб) иногдав) нет2. Что тебе нравится, когда задали вопрос на сообразительность?а) самому найти ответ, даже если это трудноб) когда какв) получить готовый ответ от других3. Много читаешь дополнительной литературы?а) много и постоянноб) иногда много, иногда - нетв) читаю мало4. Что ты делаешь, если у тебя возникли вопросы при изучении новой темы?а) всегда нахожу ответб) иногда нахожу ответв) не обращаю внимания5. Что ты делаешь, если узнаешь что-то новое на уроке?а) стараюсь поделиться с родителями, друзьямиб) иногда есть желание поделитьсяв) не рассказываю никогда об этомОбработка полученных данных: подавляющее большинство ответов «а» свидетельствует о высокой степени выраженности познавательной активности;ответов «б» - о умеренная степень;ответы «в» - о низкой степени познавательной активности.Приложение 3Презентация «Функции и строение нервной системы»Приложение 3Презентация «Строение и функции нервной системы человека»