Актуальные проблемы химического и биологического образования

Применение электронно-информационных образовательных систем в преподавании химических дисциплин высшей школы

А.В. Осипова, Т.П. Луцко

Санкт-Петербургская академия ветеринарной медицины, Санкт-Петербург, Россия

Образовательное пространство как динамичная система постоянно развивается: внедрение в учебный процесс новых образовательных стандартов с рекомендуемыми компетенциями, изменение учебной нагрузки и другие нововведения требуют от преподавателя как серьезной мобильности при разработке и совершенствовании рабочих учебных программ, учебно-методических комплексов дисциплины, фондов оценочных средств, учебно-методических и учебно-контролирующих материалов, так и качественного совершенствования в проведении традиционных лекций, лабораторных и практических занятий [1, с. 270].

Авторы [2, с. 286] отмечают, что введение в образование компетентностного подхода предполагает глубокие системные преобразования, затрагивающие не только процесс преподавания, но и оценивание его результатов. Оценивание начинает интерпретироваться как конструктивная обратная связь при освоении содержания программ обучения.

В соответствии с последними образовательными тенденциями высшего образования практически половина часов учебного плана дисциплины отводится на самостоятельную работу. Поэтому роль методически верного обеспечения организации самостоятельной работы особенно возрастает. В связи с этим целесообразна организация специального управления самостоятельной работой студентов в ходе их самоподготовки, например применение технологии дистанционного обучения с использованием автоматизированного рабочего комплекса дисциплины, сформированного с помощью электронно-информационной образовательной среды (ЭИОС).

Использование образовательных программ с применением электронного обучения, дистанционных и информационно-коммуникационных технологий особенно необходимо для преподавателей, которые работают со студентами заочной и очно-заочной форм обучения. На практических занятиях наряду с традиционными методами опроса теоретического материала обязательно используются и интерактивные методы. На кафедре неорганической химии и биофизики СПбГАВМ была разработана модель организации самостоятельной работы студентов, в основе которой лежит проектирование и конструирование целостного дидактического процесса, представляющего собой специально организованное, целенаправленное взаимодействие преподавателя и обучающихся. Данная модель представляет собой спроектированную технологию дистанционного обучения при изучении химических дисциплин в процессе организации самостоятельной работы студентов с использованием автоматизированного рабочего комплекса дисциплины, сформированного с помощью платформы Moodle. Технологии данной платформы предоставляют совершено новые способы коммуникации студентов и преподавателя, позволяющие активно вовлекать в образовательный процесс всех его участников, повышать мотивацию обучения и, соответственно, качество образования.

Разработанный методический комплекс представляет собой последовательность этапов, составляющих в совокупности целостную дидактическую систему, обеспечивающую индивидуальный образовательный маршрут студента в соответствии с формируемыми компетенциями будущих специалистов. Комплекс включает в себя тематический указатель, который имеет гипертекстовую многоуровневую структуру и выполняет функцию внутреннего меню. Для создания учебного курса в среде Moodle применяется простой инструментарий, который позволяет преподавателю как автору курса отобрать необходимые для создания курса инструменты и сервисы, а затем создать набор учебных текстовых документов, подготовленных и оформленных в текстовом редакторе MS Word или других форматах (pdf, MS PowerPoint). Комплект методических материалов позволяет реализовать функцию управления познавательной деятельностью обучающихся. При изучении дисциплины большое внимание уделяется организации и проведению лабораторного практикума, методические рекомендации к которому включают не только методику проведения эксперимента, но и теоретические основы темы, контрольные работы, комплекты учебно-познавательных заданий разной степени сложности. Весь теоретический материал преподаватель четко структурирует, затем с помощью ЭИОС после каждой изученной темы задает студенту контрольные вопросы, и, в зависимости от правильности ответа, направляет его для изучения следующей части или возвращает на предыдущий шаг. Глоссарий позволяет создать словарь терминов и понятий, используемых в курсе. Итоговая отметка учитывает не только качество собственных работ, но и активность в формировании глоссария, размещения видеоматериалов и т.д. Таким образом, образуется единое пространство, где принимают активное участие все стороны образовательного процесса. Следовательно, технология дистанционного обучения посредством предложенного комплекса представляет собой последовательность этапов, составляющих в совокупности целостную дидактическую систему, обеспечивающую индивидуальный образовательный маршрут студента в соответствии с формируемыми компетенциями.

Весьма сложной задачей является методически грамотное размещение материалов, подбор информационных ресурсов и составление заданий. Поэтому для профессорско-педагогического состава в ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины» было организовано практическое изучение программы «Система дистанционного обучения Moodle как основа работы в электронно-информационной образовательной среде», целью которой является повышение профессионального уровня педагогов в рамках имеющейся квалификации. Задачи данной программы направлены на изучение способов построения учебного курса на основе системы дистанционного обучения Moodle и создание индивидуальной траектории обучающегося с использованием электронно-информационной образовательной среды (ЭИОС). В процессе изучения данной программы слушатели курсов получают знания в области работы в ЭИОС; изучают современные формы и методы создания индивидуального образовательного маршрута с использованием системы дистанционного обучения Moodle. Результатом освоения данной программы является создание и управление индивидуальной образовательной траекторией обучающегося по преподаваемым дисциплинам. Таким образом, в СПбГАВМ создаются все условия для повышения качества образовательного процесса.

Изучение материала в высокотехнологичной информационной мультисенсорной среде с использованием множества способов передачи информации способствует качественному формированию необходимых компетенций, что, в свою очередь, значительно повышает успешность освоения дисциплины.

1. Митрофанова В.И. Использование некоторых интерактивных методов в преподавании дисциплины физико-химические методы анализа // Актуальные проблемы химического и экологического образования: сб. науч. тр. 64-й Всерос. науч.-практ. конф. химиков с междунар. участием, Санкт-Петербург, 13–15 апреля 2017 г. СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2017.

2. Использование дистанционных образовательных технологий в организации самостоятельной работы студентов при изучении химических дисциплин / Оскотская Э.Р. и др. // Актуальные проблемы химического и экологического образования: сб. науч. тр. 64-й Всерос. науч.-практ. конф. химиков с междунар. участием, Санкт-Петербург, 13–15 апреля 2017 г. СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, 2017.

Разработка и внедрение элективного курса биологической направленности в предпрофильную подготовку обучающихся

Н.В. Перелович, О.В. Ломаченкова

Московский педагогический государственный университет, Москва, Россия

Исследование эффективности профориентации обучающихся показало важность введения элективных курсов в систему общего образования, на что указывают многие специалисты в области профильной и предпрофильной подготовки. Действительно, к 14–16 годам у большинства старшеклассников складывается ориентация на сферу будущей профессиональной деятельности и создание условий для эффективного профильного обучения весьма актуально.

В настоящей работе исследованы процесс и результат обучения школьников 9 классов средней общеобразовательной школы № 2 им. Е.В. Камышева города Гагарина Смоленской области до и после внедрения элективного курса «Человек – биосоциальный вид».

Целью исследования мы определили выявление условий для поднятия профориентационной подготовки школьников 9 класса на более высокий уровень результативности. При этом была сформулирована гипотеза исследования: если подготовка обучающихся 9 класса будет осуществляться с применением элективного курса «Человек – биосоциальный вид», то это будет способствовать повышению интереса к изучению характеристик собственной личности и профессиональному самоопределению школьников.

Для достижения цели исследовании были поставлены следующие задачи:

1. Выявить состояние профессиональной ориентированности школьников до внедрения элективного курса «Человек – биосоциальный вид».

2. Разработать программу, содержание и методику реализации предпрофильного элективного курса «Человек – биосоциальный вид» в рамках стандартной образовательной программы и апробировать его в условиях общеобразовательной школы.

3. Оценить эффективность курса «Человек – биосоциальный вид» по результатам профессиональной ориентированности учащихся.

В исследовании были использованы известные теоретические, эмпирические, в том числе социологические (беседа, интервью, анкетирование, тестирование), психодиагностические методы, а также методы математической статистики.

При разработке элективного курса «Человек – биосоциальный вид» мы использовали системно-деятельностный и компетентностный подходы.

Исследование проводилось в три этапа:

1) констатирующий этап;

2) формирующий этап;

3) контрольный этап.

На констатирующем этапе проводились анкетирование, интервьюирование и беседы с учениками и учителями. Анкетирование проводилось с 63 учащимися 9 классов средней общеобразовательной школы № 2 им. Е.В. Камышева города Гагарина Смоленской области. Установлено, что около 60% школьников еще не определились, пойдут ли они в 10–11 классы или в среднее профессиональное учебное заведение. Также 50% учеников не определились с выбором профессии. Среди школьников, которые решили продолжить обучение в 10–11 классах, 65% хотят получить профильное образование. 60% обучающихся интересны профессии, для которых необходимы биологические знания.

Полученные данные позволили нам сделать вывод о необходимости разработки программы и содержания элективного курса в рамках школьного компонента, на который отводится 1 час в неделю.

На формирующем этапе содержание элективного курса «Человек – биосоциальный вид» мы разделили на два блока. Первый блок – углубление биологических знаний о человеке, полученных в 8 классе в курсе «Человек и его здоровье» по теме «Строение и функции центральной нервной системы и нервно-гуморальная регуляция». Второй блок – это изучение социально-психологических характеристик человека, направленных на углубление знаний по высшей нервной деятельности.

Затем мы подобрали тематику и содержание практических работ. Бóльшая часть занятий элективного курса была запланирована в виде уроков-семинаров и практических занятий. Использование данных форм проведения занятий позволила, на наш взгляд, приблизить учащихся к вузовским формам обучения. Подобранные в ходе этих уроков методы способствовали выработке умений работать с дополнительной научной литературой, конспектировать, четко и доступным языком излагать свои мысли, выделять главное, задавать вопросы по существу, добывать знания самостоятельно. Использовались также базовые методы социально-психологического тренинга: дискуссия и метод мозгового штурма. Большая роль отводилась информационным технологиям.

На практической работе № 1 «Изучение отделов головного мозга человека и животных» с помощью разборной модели головного мозга, таблиц и 3D-моделей учащиеся закрепили знания, полученные в 8 классе, о строении головного мозга человека и животных.

Практическая работа № 2 «Асимметрия головного мозга», направленная на изучение доминирующего полушария головного мозга, позволила учащимся сделать вывод о скрытых склонностях и о перспективах дальнейшей трудовой деятельности.

Практическая работа № 3 «Изучение работоспособности и переключаемости внимания» и тест «Корректирующая проба» позволили учащимся получить надежные сведения об устойчивости их внимания и о необходимости соответствующих тренировок.

Практическая работа № 4 «Изучение кратковременной и долговременной памяти» дала учащимся возможность самостоятельно использовать приемы развития памяти, а практическая работа № 5 «Тренировка и развитие памяти комплекс упражнений» – увеличить объем разных видов памяти.

Практическая работа № 6 «Определение уровня развития творческого мышления» позволила учащимся выявить творческие способности в гуманитарной или технической области.

Практические работы № 7–13 «Хронотипы», «Эмоции», «Упражнения для снятия стресса перед экзаменом», «Формула темперамента», «Предпочтительные виды профессиональной деятельности», «Изучение и развитие интеллекта», «Мотивация поведения. Пирамида А. Маслоу» также позволили учащимся получить жизненно важные сведения о собственной личности и о перспективах личностного роста.

На контрольном этапе в мае 2016 г. нами были проанализированы результаты освоения учащимися элективного курса. Данные повторного анкетирования учащихся в сравнении со стартовыми сведениями приведены ниже на диаграммах (рис. 1, 2).

Рис. 1. Планирование учащимися продолжения обучения после 9 класса (до изучения элективного курса и после)

В августе 2016 г. в СОШ № 2 им. Е.В. Камышева было сформировано два профильных класса: физико-математический и социально-гуманитарный. В результате 37 учеников из 63 (59%) написали заявление на обучение в 10–11 классах. Из них 20 человек выбрали физико-математический класс.

Рис. 2. Планирование учащимися профильного обучения в 10–11 классе (до изучения элективного курса и после)

Оставшиеся 26 человек (41%) поступили в колледжи и техникумы Смоленской области на направления «Информационные системы» (по отраслям), «Преподавание в начальных классах», «Агрономия», «Механизация сельского хозяйства», «Техническая эксплуатация подвижного состава железных дорог», «Организация перевозок и управление на транспорте», «Сестринское дело», «Фармация», «Экономика и бухгалтерский учет» и др.

Анализ результатов практических работ, проводимых во время изучения элективного курса «Человек – биосоциальный вид», показал отчетливую корреляцию с выбранной учащимися будущей сферой деятельности. Это дает основания полагать, что содержание данного элективного курса выбрано адекватно поставленным целям и способствует профессиональному определению школьников.

Технология индивидуально-ориентированного обучения с применением многоуровневой системы средств обучения на уроках биологии в профильных классах

А.Н. Петкевич

Средняя общеобразовательная школа № 135 им. А.П. Дмитриева, Омск, Россия

Л.Н. Орлова

Омский государственный педагогический университет, Омск, Россия

Известно, что основным вопросом педагогической деятельности является вопрос, как обеспечить успешность каждого школьника в обучении. Один из способов решения данной проблемы – технология индивидуально-ориентированного обучения с применением многоуровневой системы средств обучения.

Какие преимущества имеет данная технология для обучающихся?

У обучающихся появляется возможность:

• самостоятельно определять цель своей учебной деятельности и определять средства обучения для достижения поставленной цели;

• самостоятельно планировать учебную деятельность;

• предвидеть результат.

В свою очередь, у учителя появляется возможность конструировать индивидуальную систему биологического образования, разрабатывать актуальный образовательный маршрут в соответствии с потребностями его учеников [3].

А это значит:

• модернизировать типовые программы;

• разрабатывать авторские программы;

• создавать образовательные маршруты с учетом индивидуальных особенностей обучающихся.

Одним из условий формирования познавательной активности у учащихся является понимание ими учебно-познавательной задачи. Учебно-познавательная деятельность является процессом активного участия школьника в преобразовании самого себя, собственных сил, возможностей. Индивидуализация учебного плана способствует обучению в собственном темпе, дает право на выбор задания и самостоятельное определение средств обучения, а также сроков сдачи изученного материала [1].

Основные направления в применении технологии индивидуально-ориентированной системы обучения с применением многоуровневой системы средств обучения представлены в разработанном нами фрагменте индивидуально-ориентированного учебного плана по разделу «Клетка» (11 класс).

Одним из положительных аспектов применения индивидуально-ориентированного учебного плана является самостоятельная работа обучающихся при изучении нового учебного материала. Самостоятельная работа способствует развитию волевых качеств, умению преодолевать трудности, уверенности в своих действиях, что имеет большое значение при прохождении итоговой аттестации.

Рассмотрим пример применения многоуровневой системы средств обучения при организации учебного процесса индивидуально-ориентированной системы обучения.

I уровень, мотивационно-ориентировочный (открытие новых знаний). Одним из условий данного уровня является сформированность мотивации обучающихся для включения в активную познавательную деятельность.

У учителя возникает необходимость создания учебных ситуаций, вызывающих интерес и потребность обучающихся к изучению предмета, применения таких средств обучения, которые способствовали бы глубокому усвоению знаний, основных биологических понятий [1]. Этому могут способствовать следующие средства обучения и методические приемы:

• чтение с остановками и анализ учебного материала, коллективное обсуждение биологических объектов, процессов;

• обучающимся предлагаются фрагмент, схема нового учебного материала и предлагается определить взаимосвязи между знанием (ранее изученным) и незнанием. Далее учитель может задать проблемные вопросы, уточнить наиболее сложные для усвоения понятия, предложить дополнительные средства для понимания того или иного процесса (например, видеофрагмент).

Индивидуально-ориентированный учебный план по разделу «Клетка»

Учитель на данном этапе использует учебный материал и задания, связанные с установлением сходства и различия предметов и явлений природы, их классификацией по заданным признакам. Так как задача данного этапа заключается в изучении основных биологических понятий конкретной темы урока в разделе курса, то является возможным использование опорных конспектов. Опорные конспекты должны быть прописаны на инструктивных карточках с целью использования их при маркировке текста при обсуждении того или иного биологического понятия.

Обязательным условием формирования учебных действий на повышение познавательной активности при изучении биологии на данном этапе является показ образца [3]. Учитель при организации учебного процесса должен использовать такие средства обучения, которые позволили бы выработать алгоритм открытия новых знаний через переход от известного к неизвестному.

II уровень, операционно-исполнительский, совпадает с применением средств обучения многоуровневой системы обеспечивающих практическое участие каждого обучающегося в поиске открытия новых знаний, с применением имеющихся знаний для выполнения лабораторных, практических, исследовательских работ. На данном этапе под руководством учителя ученики коллективно учатся применять в процессе открытия новых знаний дополнительные информационные источники, а также контролировать и оценивать результаты своей деятельности и деятельности одноклассников в представлении собственных продуктов деятельности изучаемых объектов (модели, презентации, видеосюжеты и др.).

III уровень, рефлексивный, – контроль и оценка своей деятельности. Учитель вместе с учащимися выходит на полный цикл контроля и оценивания, который включает в себя следующие операции: совместное определение критериев оценивания, сопоставление полученных данных с образцом, характеристика ошибок и выдвижение гипотез об их причинах, адекватная оценка результатов своей деятельности и деятельности одноклассников, самостоятельное выполнение коррекционной работы. Особую значимость на данном этапе приобретают такие средства обучения, как разнообразные тесты, задачи, упражнения. Работа направлена на формирование умений сопоставления прогнозируемых и полученных результатов, анализ причин успехов и неудач. Большое значение приобретает индивидуальная форма самоконтроля и самооценки. Самоконтроль и самооценка превращаются в необходимый элемент учебной деятельности. [4].

Основные направления в применении технологии индивидуально-ориентированной системы обучения с применением многоуровневой системы средств обучения представлены в разработанном нами фрагменте технологической карты (11 класс).

В образовательном процессе существенно меняются формы построения учебного диалога ученика и учителя. Следовательно, для того чтобы каждый ученик был успешен, необходимо обязательно учитывать индивидуальную избирательность ученика к содержанию, виду и форме учебного материала, его мотивацию, стремление использовать полученные знания самостоятельно, по собственной инициативе. Познавательная активность, сформированная через применение технологии индивидуально-ориентированного обучения с применением многоуровневой системы средств обучения, будет способствовать повышению качества знаний по предмету [3]. Качественная подготовка выпускников профильных биологических классов обеспечит возможность реализовать профессиональные и личностные устремления.

I уровень – мотивационно-ориентировочный (открытие новых знаний)

Урок-лекция (погружение в новую тему)

II уровень – операционно-исполнительский

Урок-семинар (расширение представлений об изучаемом)

III уровень – рефлексивный

Урок – применение новых знаний (рефлексия)

1. Ижойкина Л.В., Орлова Л.Н. Особенности форм самоконтроля и самооценки учебных действий младших школьников при обучении естествознанию // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 3.

2. Орлова Л.Н. Теоретико-методологические основы методики преподавания биологии. Омск: Омск. обл. ин-т повышения квалификации работников образования, 2001.

3. Петкевич А.Н. Модель многоуровневой системы средств обучения на уроках биологии в профильных классах // Научное мнение. 2018. № 5.

4. Тюкалова Ю.В. Технология личностно-ориентированного обучения. М., 2006.

Проблема оценивания уровня сформированности профессиональных компетенций студентов педагогической направленности

Г.А. Пичугина

Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия