Історичний огляд проблеми дослідження дозволив виявити періоди комп’ютеризації вітчизняної системи освіти, починаючи з ідей застосування механічних пристроїв у ролі засобів навчання й програмованого навчання до застосування інтелектуальних систем навчання й створення інформаційних середовищ як засобів всебічного розвитку людини.
У процесі дослідження з’ясовано,що застосування комп’ютерних технологій у системі освіти сприяє: використанню комп’ютера у навчальному процесі як засобу навчання, об’єкту вивчення, складової системи управління народною освітою, елемента методики наукових досліджень; використанню інтерактивної дошки та програмного забезпечення SMARTBoard; застосуванню комп’ютерного моделювання; використанню комп’ютерних навчальних програм і програмно-педагогічних засобів; застосуванню засобів мультимедіа; створенню електронних підручників; використанню ресурсів всесвітньої мережі Інтернет; впровадженню дистанційної освіти, що дає змогу сформувати комп’ютерну та інформаційну грамотність учнів.
Комп’ютерні технологіїтакож дозволяють включати в навчальний процес нові форми творчих робіт: комп’ютерну навчальну гру, побудову відеоряду, написання власних сценаріїв уроків. Їх можна використовувати при створюванні нестандартних уроків (ділові ігри, прес-конференції, змагання, конкурси, КВК, творчі звіти, аукціони, діалоги тощо), а також на факультативних та гурткових заняттях.
Досліджено, що застосування комп’ютерних технологій у загальноосвітніх навчальних закладах України створює нові можливості у вивченні біології. Вони дозволять суттєво перебудувати і вдосконалити шкільну біологічну освіту. Застосування комп’ютерних технологій сприяє вирішенню проблеми змісту навчання біології, нових її форм і методів, значно підвищує рівень мотивації навчання, розширюються можливості самостійної діяльності учнів у процесі вивчення біології.
Аналіз дидактичних можливостей комп’ютерних технологій дав змогу встановити напрями їх використання в процесі навчання учнів біології: демонстрація біологічних об’єктів, процесів та явищ; демонстрація статичних і динамічних таблиць, схем, інтерактивних моделей; проведення лабораторних і практичних робіт; створення й показ презентацій, слайд-шоу; комп’ютерне моделювання; контроль знань; джерело інформації (Інтернет, бази даних); розробка біологічних ігор; підготовка до олімпіад; проектна діяльність; науково-дослідницька робота.
Теоретичний аналіз проблеми дослідження дозволяє стверджувати, що використання комп’ютерних технологій у процесі навчання біології учнів може здійснюватися у двох напрямках. Один з них – це комп’ютерна підтримка предмета, що виражається у використанні стандартного програмного забезпечення з біології, а саме мультимедійних енциклопедій, електронних підручників, тощо. Другий – розробка уроків, що супроводжуються використанням комп’ютера з мультимедійним проектором і ретельно підібраним відеорядом, в якому візуалізація навчальної інформації дає змогу моделювати процеси та явища, що вивчаються, імітувати їх з найвищим ступенем вірогідності, розвивати наочно-образне мислення, посилювати мотивацію навчання за рахунок образотворчих засобів програми.
Для впровадження комп’ютера у навчально-виховний процес створено програмно-педагогічні засоби, які поділяються за основними функціями, способом програмування, за функціональним або методичним призначенням, залежно від виду взаємодії з комп’ютером, за здатністю адаптуватися до рівня знань учнів тощо.
Нами окреслено психолого-педагогічні аспекти комп’ютеризації навчального процесу з біології, а саме: мотиваційний аспект, облік індивідуальних особливостей та активізація навчального процесу, розширення можливостей подання навчальної інформації, зміна форм та методів навчальної діяльності, контроль за діяльністю учнів.
У другому розділі «Методика використання комп’ютерних технологій на уроках біології» подано характеристику сучасних програмно-педагогічних засобів з біології; досліджено стан застосування комп’ютерних технологій у навчанні учнів біології; створено програмно-педагогічний засіб «Біологія людини. Конструктор уроків» і розроблена методика його використання на уроках біології.
Здійснено дослідження стану комп’ютеризації загальноосвітніх навчальних закладів України, застосування комп’ютерних технологій у навчанні біології учнів основної школи й аналіз існуючих на сьогодні навчальних комп’ютерних програм з біології. Було з’ясовано, що проблема впровадження комп’ютерних технологій у навчальний процес з біології продовжує залишатися нерозв’язаною. Основні труднощі в її вирішенні значною мірою спричинені відсутністю психолого-педагогічного й методичного обґрунтування форм і методів використання комп’ютерних технологій у навчальному процесі з біології, а також недостатнім забезпеченням його сучасними комп’ютерними засобами навчання, що визначило проблему нашого дослідження.
З метою забезпечення навчального процесу з біології сучасними візуальними засобами навчання нами створено програмно-педагогічний засіб «Біологія людини. Конструктор уроків», який за функціональним призначенням є комбінованою навчальною комп’ютерною програмою (інформаційно-демонстраційною з елементами контролю).
Титульною сторінкою програмно-педагогічного засобу є Інтернет-сторінка у форматі HTML. Навігатором по програмі слугують Інтернет-посилання.
Змістова частина програмно-педагогічного засобу відтворює усталену логіку викладання шкільного курсу біології і, згідно з програмою 11-річної школи, передбачає вивчення розділу «Біологія людини» у 8-9 класах.
Основу комп’ютерної програми складає навчальний матеріал, згрупований у п’ятнадцять тематичних блоків (з них: 10 блоків для восьмого класу та 5 – для дев’ятого) й спеціальна програма – MSPowerPoint, що містить у своєму арсеналі необхідний набір інструментів для ефективного подання навчального матеріалу у вигляді мультимедійних комп’ютерних презентацій. У кінці теми заключний урок виділений для тематичної атестації. Є три додаткових блоки: «Словник» (містить 206 біологічних термінів, розташованих за абеткою), «Необхідне для запуску» (містить блок технічної підтримки) та «Використані матеріали» (містить перелік матеріалів, які було використано при створенні даного програмно-педагогічного засобу).
Розроблений ППЗ не містить закадрового словесного супроводу коментатора. Демонстрація кожного слайда супроводжується поясненням чи коментарями вчителя, оскільки їх поєднання активізує увагу учнів до змісту навчального матеріалу й підвищує інтерес до нової теми. Такий урок стає зрозумілим, доступним і краще запам’ятовується.
Вбачаємо цілком реальною та не громіздкою трансформацію навчального матеріалу ППЗ, розробленого за програмою 11-річної школи у матеріал за програмою 12-річної школи. Цьому сприяють методичні принципи побудови ППЗ і технічні можливості програми MSPowerPoint.
Розроблений ППЗ дає змогу учню підвищувати інтерес й загальну мотивацію до навчання завдяки новим формам роботи, відчувати свою успішність й інтелектуальну спроможність завдяки створенню комфортних умов навчання; учителю – чітко виділяти мету кожного уроку; підвищувати мотивацію навчання; послідовно або вибірково опрацьовувати теоретичний матеріал; включати в нього відеофрагменти, комп’ютерні демонстрації, довідковий матеріал; забезпечувати активну навчальну діяльність; проводити закріплення навчального матеріалу, що вивчається традиційними методами; створювати уроки за оригінальними методиками; проводити практичні та лабораторні роботи; отримувати додаткову інформацію (робота зі словником).
Визначено концептуальні положення та алгоритм проектування комп’ютерного уроку.
На основі системного підходу розроблена методика використання комп’ютерних технологій у процесі навчання біології учнів 8-9 класів на прикладі ППЗ «Біологія людини. Конструктор уроків». Виявлено її компоненти: цілі навчання, зміст, принципи, методи й форми навчальної діяльності учнів.
Виходячи з цілей, обґрунтовано принципи навчання, що лежать в основі застосування розробленого ППЗ на уроках біології в основній школі, а саме:науковості, системності, наочності в навчанні, доступності (поетапного подолання труднощів), свідомості й активності учнів у навчанні, практичної спрямованості, індивідуалізації навчання й колективної організації навчальної діяльності.
Визначено методи навчання на основі застосування ППЗ «Біологія людини. Конструктор уроків» (інформаційно-рецептивний, репродуктивний, проблемного викладу, евристичний, дослідницький) і форми організації навчальної діяльності учнів (фронтальні, групові, індивідуальні).
Контроль навчальних досягнень учнів здійснюється за допомогою навчальних частин програми у вигляді усного контролю знань за питаннями програми, фронтального опитування (біологічні термінологічні та цифрові диктанти), завдань з закритою відповіддю, тестів, заповнення порівняльно-узагальнюючих таблиць, підписування «німих» малюнків, виконання лабораторних і практичних робіт, а також розв’язування задач, кросвордів.
Виявлено методичні умови забезпечення ефективного використання комп’ютерних технологій на уроках біології:
· відповідність змісту і структури програмно-педагогічного засобу змісту й вимогам Програми курсу «Біологія»;
· системне використання ППЗ у процесі вивчення біології;
· застосування ефективних методів і комплексний підхід до використання засобів навчання біології;
· обов’язкове застосування програмно-педагогічного засобу на різних етапах уроку з метою розв’язання відповідних дидактичних завдань;