на правах рукописи Петрова Оксана Геннадьевна

на правах рукописи
Петрова Оксана Геннадьевна
Информационно-коммуникационная предметная среда обучения
биологии как средство повышения качества общего биологического
образования
Специальность 13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания
(биология)
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата педагогических наук
Москва – 2012
Работа выполнена на кафедре методики преподавания биологии и общей
биологии ГБОУ ВПО города Москвы
"Московский городской педагогический университет"
Научный руководитель
доктор педагогических наук
Суматохин Сергей Витальевич
Официальные оппоненты:
доктор педагогических наук
Зенкина Светлана Викторовна
кандидат педагогических наук
Самкова Виктория Анатольевна
Ведущая организация
Московский институт открытого образования
Защита состоится «21» февраля 2012 г. в … часов на заседании диссертационного совета Д 212.155.03 при Московском государственном областном университете по адресу: 141014, Московская область, г. Мытищи,
ул. Веры Волошиной, д. 24, ауд. 627
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного областного университета
Автореферат размещен на сайте: http//www.mgou.ru
Автореферат разослан «…» ...................... 2011 г.
Ученый секретарь диссертационного
совета, кандидат биологических наук,
доцент
А.П. Коничева
Общая характеристика исследования
Актуальность исследования обусловлена существенным изменением
требований к повышению качества общего образования, в частности, биологического. Важным механизмом, способствующим достижению качественных образовательных результатов по биологии, является информатизация
образования. Одним из современных средств повышения качества образовательных результатов служит информационно-коммуникационная предметная
среда по биологии.
Организация
учебной
деятельности
в
информационнокоммуникационной предметной среде позволяет придать урокам биологии
развивающий характер, усилить мотивацию учебной деятельности, усовершенствовать управление образовательным процессом, более объективно оценивать качество образовательных результатов. В педагогике доказано, что
применение таких электронных образовательных ресурсов, как автоматизированные обучающие системы, имитационные и моделирующие средства обучения, средства компьютерных телекоммуникаций, интегрирующие среды обучения, приводит к существенному изменению образовательного процесса и повышению качества обучения. Поэтому обучение биологии в информационнокоммуникационной предметной среде позволяет полнее реализовать цели
биологического образования.
Проведенные на курсах повышения квалификации опросы учителей
биологии, анализ открытых и конкурсных уроков в 2007-2011 годах, позволяют утверждать, что в образовательной практике чаще всего применяются
демонстрационные электронные образовательные ресурсы, их отбор производится случайным образом, без учета дидактических свойств и методических функций. Многие учителя биологии не имеют опыта работы в интегрирующих средах обучения, не обладают навыками самостоятельного конструирования подобных сред. Это связанно с отсутствием знаний по основам
проектирования среды и отбору электронных образовательных ресурсов в зависимости от поставленных педагогических задач.
Анализ научно-методической и психолого-педагогической литературы,
результаты констатирующего этапа эксперимента позволили выявить противоречия между:
–
потенциальными возможностями информационно-коммуникационной
предметной среды, позволяющими совершенствовать процесс обучения биологии, и недостачной исследованностью теоретических аспектов конструирования этой среды;
–
необходимостью повышения качества биологического образования и
недостатком научно-обоснованных методических рекомендаций по осуществлению учебной деятельности в информационно-коммуникационной
предметной среде обучения биологии.
Указанные противоречия позволили определить проблему исследования,
заключающуюся в необходимости научного обоснования и разработки методической системы организации учебной деятельности в информационнокоммуникационной предметной среде обучения биологии.
Актуальность, практическая значимость и недостаточная теоретическая
разработанность проблемы обусловили выбор темы исследования: «Информационно-коммуникационная предметная среда обучения биологии как
средство повышения качества общего биологического образования».
Цель исследования – повышение качества общего биологического образования посредством организации учебной деятельности в информационно-коммуникационной предметной среде обучения биологии.
Объект исследования – процесс обучения биологии в общеобразовательной школе.
Предмет исследования – учебная деятельность в информационнокоммуникационной предметной среде обучения биологии.
Гипотеза исследования заключается в том, что качество общего биологического образования будет повышено, если:
– научно обосновать и создать систему организации учебной деятельности в
информационно-коммуникационной предметной среде обучения биологии
на основе интеграции интерактивных средств информационнокоммуникационных технологий и традиционных средств обучения биологии;
– разработать методику конструирования учебных задач для информационнокоммуникационной предметной среды обучения биологии;
– организовать в информационно-коммуникационной предметной среде обучения биологии учебно-воспитательный процесс, направленный на освоение содержания биологического образования и развитие мотивационных
и познавательных ресурсов личности учащихся.
В соответствии с поставленной целью и сформулированной гипотезой
определены следующие задачи исследования:
1. Проанализировать методическую, педагогическую, психологическую литературу по проблеме обучения в информационно-коммуникационной
предметной среде.
2. Научно обосновать и создать методическую систему организации учебной
деятельности в информационно-коммуникационной предметной среде
обучения биологии.
3. Разработать методику конструирования комплекса учебных задач для информационно-коммуникационной предметной среды обучения биологии.
4. Экспериментально проверить эффективность учебно-воспитательного
процесса в информационно-коммуникационной предметной среде обучения биологии.
Методологической основой исследования являются положения теорий деятельности, развития личности (П.Я. Гальперин, В.В. Давыдов, А.Н.
Леонтьев, Н.Ф. Талызина и др.); теории содержания общего образования
(В.С. Леднев, И.Я. Лернер, А.А. Кузнецов, М.В. Рыжаков, М.Н. Скаткин и
др.).
Исходными положениями исследования на частно-методическом
уровне являлись теоретические разработки по реализации деятельностного
подхода и использованию средств обучения в общем биологическом образо-
вании (И.Д. Зверев, Г.С. Калинова, В.В. Пасечник, И.Н. Пономарева, Н.А.
Пугал, С.В. Суматохин, Д.И. Трайтак, П.И. Третьяков и др.).
К современным исследованиям по созданию и развитию информационно-коммуникационной предметной среды, направленной на повышение качества образовательных результатов, относятся работы Т.П. Ворониной, В.Н.
Гончарова, И.Г. Захаровой, С.В. Зенкиной, А.А. Кузнецова, М.Б. Лебедевой,
Е.С. Полат, В.И. Слободчикова, О.Н. Шиловой.
Для решения поставленных задач и проверки гипотезы использовались
следующие методы исследования:
теоретические: изучение и анализ психолого-педагогической и методической литературы, законодательных актов в области образования, нормативных и программно-методических документов, диссертационных исследований, стандартов общего образования;
эмпирические: изучение опыта работы учителей, наблюдение, анкетирование, тестирование, беседа, опрос, самооценка и экспертная оценка, педагогический эксперимент.
Экспериментальной базой стали Серёдкинская средняя общеобразовательная школа, Тямшанская гимназия, Локнянская средняя общеобразовательная школа Псковской области и Псковский областной институт повышения квалификации работников образования (ПОИПКРО).
Этапы исследования. На первом этапе (2006-2008 гг.) происходило
накопление эмпирического материала, изучалось состояние исследуемой
проблемы в теории и педагогической практике, анализировалась психологопедагогическая и учебно-методическая литература, диссертационные исследования, нормативные документы. Это позволило определить актуальность
проблемы и ее значимость.
На данном этапе была сформулирована тема, определены цель, объект,
предмет, задачи исследования, выдвинута гипотеза, подготовлен и проведен
констатирующий эксперимент.
На втором этапе (2008-2009 гг.) проводилась систематизация и обобщение теоретического материала, формулировались основные идеи методической системы организации учебной деятельности в информационнокоммуникационной предметной среде обучения биологии. Корректировались
гипотеза, предмет и задачи исследования, проектировались методическая система
организации
учебной
деятельности
в
информационнокоммуникационной предметной среде обучения биологии, разрабатывалась
методика конструирования комплекса учебных задач.
На третьем этапе (2009-2011 гг.) проверялась эффективность учебновоспитательного процесса в информационно-коммуникационной предметной
среде обучения биологии; определялись показатели уровня достижения результатов по качественным и количественным параметрам; анализировались
и обобщались результаты исследования; формулировались выводы и оформлялся окончательный текст диссертационного исследования.
Достоверность полученных результатов обеспечивается последовательной реализацией методологической основы исследования; логически не-
противоречивым теоретико-методологическим анализом проблемы; целенаправленным использованием теоретических и эмпирических методов педагогических исследований, адекватных поставленной цели исследования; репрезентативностью опытно-экспериментальных данных; длительностью внедрения результатов; количественным и качественным анализом результатов
проведенного опытно-экспериментального исследования.
Научная новизна исследования:
– дополнено и расширено понятие информационно-коммуникационной
предметной среды обучения биологии, определена ее структура;
– разработана методическая система организации учебной деятельности в
информационно-коммуникационной предметной среде обучения биологии;
– разработан конструктор комплекса учебных задач и предложена методика
– его применения в информационно-коммуникационной предметной среде
обучения биологии;
– доказана эффективность использования разработанной методической системы организации учебной деятельности в информационнокоммуникационной предметной среде обучения биологии.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что совокупность полученных результатов вносит значительный вклад в решение
проблемы повышения качества общего биологического образования. В ходе
исследования:
– определено и теоретически обосновано место интерактивных средств
обучения,
функционирующих
на
основе
информационнокоммуникационных технологий в системе средств обучения, которые не
могут быть заменены другими средствами обучения без снижения качества обучения биологии;
– организация учебной деятельности в информационно-коммуникационной
предметной среды обучения биологии расширяет методические возможности учителя биологии;
– разработанные
подходы
к
конструированию
информационнокоммуникационной предметной среды и методика применения конструктора комплекса учебных задач в данной среде могут быть использованы
при обучении другим учебным дисциплинам;
– результаты данного исследования могут быть применены для повышения
квалификации учителей биологии.
Практическая значимость исследования:
– разработан комплекс дидактических материалов по использованию конструктора учебных задач для информационно-коммуникационной предметной среды обучения биологии;
– подготовлены и включены в план работы ПОИПКРО программы повышения квалификации с методическими рекомендациями для учителей
биологии «Проектирование информационно-коммуникационной предметной среды обучения биологии», «Организация учебной деятельности
по биологии»;
– написаны и изданы методическое пособие, методические рекомендации
по разделу «Биология. Общие закономерности. 9 класс», разработан и
размещен в открытом доступе авторский электронный дистанционный
курс «Планируем реализацию урочного проекта», в которых раскрыты и
конкретизированы выявленные в ходе исследования методические подходы по конструированию учебных задач и организации учебной деятельности в информационно-коммуникационной предметной среде обучения
биологии.
На защиту выносятся положения:
1. Информационно-коммуникационная предметная среда обучения биологии
является средством повышения качества общего биологического образования.
2. Разработанная методическая система организации учебной деятельности в
информационно-коммуникационной предметной среде обучения биологии
обеспечивает развитие мотивационных и познавательных ресурсов личности учащегося.
3. Использование конструктора комплекса учебных задач в информационнокоммуникационной предметной среде обучения биологии позволяет организовать целенаправленную учебную деятельность на основе точного подбора учебных задач, средств обучения, в том числе электронных образовательных ресурсов, в соответствии с определенными видами деятельности и
планируемыми результатами.
Проверка результатов исследования осуществлялась посредством
публикаций, обсуждения основных положений на заседаниях кафедры методики преподавания биологии и общей биологии Института естественных
наук ГОУ ВПО МГПУ, Ученом совете ПОИПКРО, выступлений и обсуждений на международной конференции «Чему и как учиться и учить в XXI веке» (Москва, 2008, 2009 гг.), международной конференции «Информационные технологии в образовании» (Москва, 2008 г., Ростов-на-Дону, 2007 г.),
Всероссийских конференциях представителей региональных научнообразовательных сетей «RELARN» (Нижний Новгород, 2008, 2010 гг., Санкт
Петербург, 2009 г., Ростов-на-Дону, 2011 г.), ежегодных научнопрактических конференциях ПОИПКРО (Псков, 2006 – 2011 гг.), Всероссийском съезде учителей биологии (Москва, 2011 г.); а также через непосредственное участие автора в апробации и внедрении методической системы организации учебной деятельности в информационно-коммуникационной
предметной среде обучения биологии в образовательную практику. Основные идеи и результаты исследования использовались при проведении занятий на курсах повышения квалификации учителей биологии ПОИПКРО
(2007-2011 гг.), в работе с сетевыми центрами повышения квалификации, вовлеченными в деятельность института (2010-2011 гг.).
Структура диссертации обусловлена логикой исследования и состоит
из введения, трех глав, заключения, списка литературы (204 источника) и
приложений.
Основное содержание работы
Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены
его цель, объект, предмет, задачи и методы; сформулирована гипотеза; раскрыты основные этапы исследования; изложены научная новизна, теоретическая и практическая значимость выполненной работы; определены положения, выносимые на защиту; охарактеризована область апробации и внедрения
результатов, полученных в ходе исследования.
В
первой
главе
«Конструирование
информационнокоммуникационной предметной среды обучения биологии» проанализировано состояние изучаемой проблемы, уточнен категориальный и терминологический аппарат исследования, раскрыты понятия «среда», «информационнокоммуникационная предметная среда», «содержание образования», «качество
образовательных результатов», «учебная деятельность».
Исходное положение при организации исследования состоит в новом
понимании качества образовательных результатов, рассматриваемом с позиций развития личности учащегося, когнитивной сферы, а также условий, в
которых получено то или иное качество. При обучении биологии достигнуть
требуемых результатов можно в информационно-коммуникационной предметной среде (далее ИКПС). Она является средством повышения качества
биологического образования, удовлетворяющего индивидуальным образовательным потребностям каждого учащегося. Этот тезис подтвержден в педагогической науке исследованиями И.Г. Захаровой, С.В. Зенкиной, А.А. Кузнецова, М.Б. Лебедевой, Е.С. Полат и других ученых. Они доказали, что образовательная среда – это взаимосвязь условий, возможностей, влияний,
обеспечивающих развитие учителя и учащегося. ИКПС является системно
организованной совокупностью информационного, технического, учебнометодического обеспечения при наполнении компонентов среды предметным
содержанием. ИКПС становится средой развивающего обучения, если конструируется учителем на основе интеграции содержательного, деятельностного компонентов среды и средств информационно-коммуникационных технологий. При этом системообразующим фактором является результат функционирования – повышение качества биологического образования.
Исследование психолого-педагогической и методической литературы
позволило нам сконструировать ИКПС обучения биологии, определить ее
структуру, описать новые возможности для осуществления образовательного
процесса по биологии. Структура ИКПС обучения биологии схематично
представлена в таблице 1.
В результате теоретического анализа установлено, что на повышение
качества образовательных результатов по биологии существенно влияет
применение имитационных и моделирующих средств обучения, автоматизированных обучающих систем, средств компьютерных телекоммуникаций.
При этом организация проектной и исследовательской деятельности, развитие теоретического мышления в полной мере осуществимо в интегрирующих
средах обучения биологии.
Таблица 1
Структура информационно-коммуникационной предметной среды обучения биологии
Компоненты
Дидактический
Социальный
Пространственно-предметный
Традиционные средства обучения и
средства ИКТ
Содержание обОтношения, возни- Возможности для организации учеб- Учебник биологии, живые и фиксирощего биологиче- кающие между
ной деятельности:
ванные натуральные объекты, модели,
ского образовасубъектами:
– организация широкого информа- печатные таблицы;
ния
- партнерство
ционного и межличностного вза- Система дистанционного обучения
- наставничество
имодействия;
Moodle;
- тьюторство
– обеспечение выбора источников Средства телекоммуникаций;
информации, средств, форм и Средства ИКТ. Преимущественно:
ЛичностноОтношения, вознитемпа деятельности с учетом ин- – программные средства для построеориентированные кающие между
дивидуальных особенностей уча- ния моделей (Скретч и др.); информапедагогические
субъектами и срещихся;
ционные интерактивные модели, отратехнологии
дой:
– наличие дополнительных инстру- жающие качественные и количественинтерактивное инментов контроля и самоконтроля, ные свойства биологических объектов;
формационное взакоррекции;
– знаково-символические
средства
имодействие
– возможность оперативного полу- (графические схемы процессов, явлечения обратной связи от учителя и ний, биологических задач);
учащихся.
– средства для проведения виртуальных наблюдений и биологических экспериментов;
– средства фиксации, обработки и
представления результатов эксперимента, наблюдения;
– средства для работы с информацией.
Поэтому для отбора средств обучения в ИКПС обучения биологии были определены критерии: обеспечение интерактивного информационного
взаимодействия, адаптируемость к индивидуальным особенностям учащегося, дополнительные возможности организации учебной деятельности субъектов. На основе данных критериев были выбраны следующие средства обучения: традиционные (учебник, живые и фиксированные натуральные объекты,
модели, печатные таблицы); система дистанционного обучения Moodle;
средства телекоммуникаций. Благодаря интеграции в информационнокоммуникационной предметной среде совокупность средств обучения биологии приобрела новые качества.
В системе дистанционного обучения Moodle учитель биологии размещает учебные задачи, электронные образовательные ресурсы, критерии оценивания. В результате, каждый учащийся на уроке биологии взаимодействует с готовыми интерактивными моделями, отражающими качественные и количественные свойства биологических объектов, конструирует модели самостоятельно; проводит не только реальные, но и виртуальные наблюдения и
биологические эксперименты, фиксирует, быстро обрабатывает и представляет полученные результаты; пользуется современными средствами поиска,
систематизации, дополнения и хранения информации. Все результаты учебной деятельности автоматически сохраняются в индивидуальных портфолио
учащихся. Учитель биологии получает дополнительные инструменты для
планирования, координации и контроля учебной деятельности. Средства телекоммуникаций представляют сервисы, помогающие организовать проектную и исследовательскую деятельность, групповую работу с одним виртуальным объектом. Важно, что при этом вклад каждого учащегося в общий
результат фиксируется.
При подготовке домашнего задания по биологии учащийся может использовать не только учебник и рабочую тетрадь, но и все материалы, использованные на уроке: электронные образовательные ресурсы, результаты
творческой деятельности.
Требование к ориентации ИКПС на повышение качества обучения биологии определило направление нашего исследования по выявлению закономерностей формирования и развития среды. В результате теоретического
анализа работ И.Г. Захаровой, С.В. Зенкиной, М.Б. Лебедевой, Е.С. Полат,
В.И. Слободчикова, И.С. Якиманской и других ученых были выделены следующие закономерности формирования и развития ИКПС: нелинейность –
формирование ИКПС обучения биологии как компонента образовательной
среды школы, во взаимодействии с другими предметными средами; целостность – включение всех необходимых компонентов, образующих ИКПС; системность – все компоненты среды связаны единой личностноориентированной концепцией обучения; конструктивная целостность –
установление прочной взаимосвязи между всеми компонентами ИКПС, этапами конструирования и реализации на практике; открытость – обеспечение взаимодействия с внешним окружением – информационным, образовательным, культурным, социальным; структурированная и ресурсная избы-
точность – создание условий для индивидуализации и дифференциации
обучения.
Проведенное исследование позволило создать методическую систему
организации учебной деятельности в информационно-коммуникационной
предметной среде обучения биологии. Модель этой методической системы
представлена на рисунке 1.
Концептуальной основой методической системы является личностноориентированное обучение биологии на основе системно-деятельностного
подхода. ИКПС обучения биологии была создана с целью повышения качества общего биологического образования. Достижение этой цели возможно,
если при конструировании ИКПС обновить и дополнить содержание, средства и технологии обучения биологии.
Таким образом, в результате анализа теоретических источников и образовательной практики расширены представления о том, что образовательный
процесс, организованный в ИКПС обучения биологии, позволяет повысить
качество общего биологического образования, так как предоставляет разнообразные инструменты для познания, самоконтроля, рефлексии, коррекции
результатов, обогащает информационное взаимодействие, способствует развитию культуры общения и навыков коммуникации.
Во второй главе «Организация учебной деятельности в информационно-коммуникационной предметной среде обучения биологии» на основе графовых и сетевых моделей представлены этапы проектирования содержания
образования в ИКПС обучения биологии.
Учебная деятельность с применением средств ИКТ организована с
применением системы дистанционного обучения Moodle. Необходимые материалы к уроку, расширяющие и дополняющие учебник, размещены в одном модуле. С учетом требований к организации учебной деятельности, каждый учебный элемент модуля содержит полный цикл учебной деятельности:
учебная ситуация – представление учащимся учебных задач в виде учебных
заданий (УЗ), ориентировочные (О), исполнительские (И) и контрольнокорректировочные действия, а также контроль и оценивание (рис. 2). Контрольно-корректировочные действия, контроль и оценка относятся к диагностической части (Д) учебного элемента.
Информационно-коммуникационная предметная среда обучения биологии позволяет учителю учесть индивидуальные особенности восприятия
информации, обеспечить каждому учащемуся необходимый темп работы,
направить учебную деятельность отдельных групп учащихся на разный уровень глубины усвоения материала. Для этого каждое учебное задание представлено в нескольких вариантах. Учитель распределяет учебные ситуации в
соответствии с уровнем подготовки учащихся, их индивидуальными особенностями.
И
К
П
С
Рисунок 1. Модель методической системы организации учебной деятельности в информационнокоммуникационной предметной среде обучения биологии
Другим вариантом организации учебной деятельности по биологии является самостоятельный выбор учащимися заданий, средств и способов деятельности из предложенных в изучаемом модуле.
Рисунок 2. Графическая структура модуля и вариативного
учебного элемента
На основании изучения теоретических источников в ходе исследования
была разработана система формирования учебных задач для ИКПС обучения
биологии, представленная в виде конструктора. Он позволяет проектировать
комплекс учебных задач по каждой учебной теме. Для этого используется алгоритм: Цели раздела биологии  Задачи учебной темы  Основное содержание темы  Учебные действия  Определение уровня навыков (по таксономии)  Конкретизация планируемого результата  Пример учебного задания  Тип электронных образовательных ресурсов (ЭОР). Схематически
алгоритм действий учителя биологии при формировании комплекса учебных
задач темы представлен на рисунке 3.
Эффективность управления учебной деятельностью обеспечивается точностью, конкретностью, измеримостью целей деятельности, сформулированных как ожидаемые результаты, и системой оценивания. Критерии и инструменты оценивания на всех этапах учебной деятельности известны учащимся.
Это позволяет организовать самоконтроль учащимися своих учебных достижений по результату и по способу действия.
Рисунок 3. Алгоритм действий учителя биологии при формировании комплекса задач темы
Таким образом, использование конструктора комплекса учебных задач
для ИКПС обучения биологии помогает учителю организовать учебную деятельность на основе точного подбора учебных задач, средств обучения, в том
числе электронных образовательных ресурсов, в соответствии с определенными видами деятельности и планируемыми результатами.
В третьей главе «Организация и проведение эксперимента по организации учебной деятельности в информационно-коммуникационной предмет-
ной среде обучения биологии» представлены результаты экспериментальной
работы, проходившей на базе Серёдкинской средней общеобразовательной
школы, Тямшанской гимназии, Локнянской средней общеобразовательной
школы Псковской области.
Проектирование и создание диагностического инструментария основывалось на эмпирической интерпретации основных понятий и критериальных
показателей, определенных в соответствии с целью и предметом исследования. Индикаторы оценки качества образовательных результатов по биологии
позволили измерять изменение:
– мотивации достижения;
– степени развития познавательных универсальных учебных действий;
– степени развития регулятивных универсальных учебных действий;
– уровня обученности учащихся.
Развитие мотивационных ресурсов личности учащихся при изучении
раздела «Биология. Общие закономерности» диагностировалось по следующим параметрам: уровень мотива избегания неудач; уровень мотива
стремления к успеху.
Для диагностики мотивации достижения использовался тест-опросник
А. Мехрабиана, усовершенствованный М.Ш. Магомед-Эминовым. В
результате была определена мотивационная тенденция, доминирующая у
учащихся. Результаты этой части эксперимента представлены на диаграмме
1.
диаграмма 1
Мотивационная тенденция, доминирующая у учащихся
В первой экспериментальной группе количество учащихся с доминирующим мотивом стремления к успеху увеличилось на 31,7%. Во второй
экспериментальной группе – на 2,69%. Одновременно с этим количество
учащихся, с доминирующим мотивом избегания неудач уменьшилось в первой экспериментальной группе на 36,58%, во второй экспериментальной
группе – на 42,11%.
Для оценки развития познавательных учебных действий были разработаны компетентностные задания. Они позволяли проверить овладение следующими действиями – способность выдвигать гипотезы, классифицировать,
моделировать, аргументированно защищать свои идеи, формулировать выводы, работать с информацией. В ходе исследования оценивались:
– способность использовать биологические знания в жизненных ситуациях;
– умение выявлять вопросы, на которые можно ответить, используя биологические знания;
– умение делать выводы, аргументировать свою позицию;
– способность работать с знаково-символическими моделями (графиками,
диаграммами, сравнительными таблицами) и умение интерпретировать
их;
– умение создавать модели биологических явлений или процессов, объяснять, прогнозировать биологические явления на основе моделирования;
– способность анализировать данные проведенного исследования.
Результаты анализа выполнения компетентностных заданий показали,
что наиболее эффективно познавательные учебные действия развиваются у
учащихся первой экспериментальной группы. На 1 этапе эксперимента
успешно выполнили задание 19,6% учащихся. На 3 этапе – 61,67%. Во второй экспериментальной группе количество учащихся, которые справились с
заданиями, увеличилось в два раза. Результаты выполнения компетентностных заданий приведены на диаграмме 2.
диаграмма 2
Результаты выполнения компетентностных заданий
Для оценки проектных умений они были дифференцированы по уровням сложности (по методике Н.Ю. Пахомовой): базовый – 1 уровень сложности; продвинутый – 2 уровень сложности; высший – 3 уровень сложности.
При этом умение планировать свою деятельность в проекте оценивалось
по следующим показателям:
– формулирование задач, исходя из поставленной цели;
– планирование поэтапного достижения цели;
– формулирование задач и предполагаемых результатов для каждого этапа;
– планирование деятельности, распределенной между членами группы, и
постановка задачи каждому члену группы для достижения конкретных
результатов;
– составление сетевого планирования со сложной структурой этапов, сроков и исполнителей, распределением задач и предполагаемых результатов. Выполнение графического представления этого планирования.
Сравнительный анализ полученных результатов показал существенный
разрыв в динамике развития проектных умений в сторону продвинутого и
высшего уровней в экспериментальных группах (диаграмма 3).
диаграмма 3
Сравнительная динамика развития проектных умений
При этом в первой экспериментальной группе достигнут лучший результат, чем во второй. Это можно объяснить тем, что по структуре учебная
деятельность близка к проектной. Результаты в первой экспериментальной
группе выше, так как ИКПС обучения биологии обладает новыми возможностями для организации проектной деятельности.
Об уровне сформированности регулятивных учебных действий свидетельствуют следующие показатели: управление своей деятельностью; контроль и коррекция; инициативность и самостоятельность. Для организации
наблюдения за учебной деятельностью были определены критерии и составлена карта наблюдений. На основе рекомендаций А.Г. Асмолова определялись критерии оценивания:
– способность планировать цель и пути достижения,
– содержание цели как прогнозируемого результата собственной активной
целенаправленной деятельности (активная цель),
– конкретность цели,
– временная перспектива,
– поэтапное планирование,
– степень активности субъекта в достижении поставленной цели,
– самооценка уровня достижения целей и задач этапов,
– коррекция деятельности на основе критериев и эталонов.
Анализ полученных результатов (диаграмма 4) показал, что у учащихся
экспериментальных групп произошло существенное развитие регулятивных
учебных действий.
диаграмма 4
Динамика развития регулятивных учебных действий
Для оценки степени обученности на каждом этапе эксперимента были
проведены тестовые контрольные работы. Их результаты представлены на
диаграмме 5. Валидность и надежность тестов определялась на основе соответствия заданий обязательному минимуму содержания основного общего
образования по биологии. Надежность тестовых заданий была обеспечена
надежностью каждого из включенных в них проверочных заданий. Они
предусматривали проверку: понимания простой и сложной информации, анализа и решения проблем, использования естественнонаучных методов и проведения исследований. В тест были включены задания пяти уровней (по П.И.
Третьякову): различение, запоминание, понимание, простейшие умения и
навыки, перенос.
диаграмма 5
Динамика степени обученности в ходе эксперимента
По итогам второй контрольной работы (промежуточный этап эксперимента) была выявлена положительная динамика знаний по биологии, сохранившаяся к окончанию эксперимента. При этом была проведена оценка результатов учебной деятельности в информационно-коммуникационной предметной среде обучения биологии на основе методики определения относительной эффективности обучения по результатам выполнения тестовых контрольных работ с помощью дидактического показателя эффективности обучения (Qv). В результате подтвердилась эффективность применения методической системы организации учебной деятельности в информационнокоммуникационной предметной среде обучения биологии.
Уровень знаний, полученных учащимися первой экспериментальной
группы, на 16,24% (на промежуточном этапе на 9,98%) выше по сравнению с
учащимися контрольной группы. Средняя эффективность объема усвоенного
материала первой экспериментальной группы на промежуточном тестировании – 4,7%, на итоговом 9,6%.
Уровень знаний, полученных учащимися второй экспериментальной
группы, на 11,86% (на промежуточном этапе на 6,65%) выше по сравнению с
контрольной группой. Средняя эффективность объема усвоенного материала
второй экспериментальной группы на промежуточном тестировании – 3,6%,
на итоговом 6,5%.
Обобщая изложенное выше, отметим, что результаты проведенного педагогического эксперимента подтвердили обоснованность исходных предположений относительно влияния информационно-коммуникационной предметной среды обучения биологии на повышение качества биологического
образования.
Таким
образом,
учебная
деятельность
в
информационнокоммуникационной среде обучения биологии способствует развитию мотивационных и познавательных ресурсов личности учащегося, обеспечивает
достижение требуемых образовательных результатов по биологии.
Основные результаты и выводы
В заключении подведены основные итоги работы и определены перспективы дальнейших исследований, излагаются выводы, подтверждающие
выдвинутую гипотезу исследования:
1.
Установлено, что понятие информационно-коммуникационной
предметной среды всесторонне изучалось многими философами, психологами, дидактами, методистами. Однако среди ученых до настоящего времени
нет
единого
подхода
к
конструированию
информационнокоммуникационной предметной среды. При переходе к личностноориентированному обучению предметом научного поиска остается методика
организации учебной деятельности в информационно-коммуникационной
предметной среде обучения биологии.
2.
Создана и научно обоснована методическая система организации
учебной деятельности в информационно-коммуникационной предметной
среде. Информационно-коммуникационная предметная среда обучения биологии представляет собой интегрирующую личностно-ориентированную методическую систему, в которой субъекты (учитель, учащиеся) реализуют
учебную деятельность на основе интерактивного информационного взаимодействия с объектами (адаптированное содержание, традиционные средства
обучения, средства информационно-коммуникационных технологий и учебной коммуникации) для повышения качества биологического образования и
развития учащихся.
3.
Для реализации методической системы организации учебной деятельности в информационно-коммуникационной предметной среде обучения
биологии отобран комплекс электронных образовательных ресурсов (на основе методических свойств и дидактических функций):
– информационные интерактивные модели, отражающие качественные и количественные свойства биологических объектов;
– программные средства для построения моделей;
– знаково-символические средства (графические схемы процессов, явлений,
биологических задач);
– средства для проведения виртуальных наблюдений и биологических экспериментов;
– средства фиксации, обработки и представления результатов эксперимента,
наблюдения;
– средства поиска, систематизации, обогащения и хранения информации.
4.
При формировании информационно-коммуникационной предметной среды обучения биологии следует учитывать закономерности: нелинейность – формирование ИКПС обучения биологии как компонента образовательной среды школы, находящуюся в тесном взаимодействии с другими
предметными средами; целостность – включение всех необходимых компонентов, образующих ИКПС обучения биологии; системность – все компоненты среды должны быть связаны личностно-ориентированной концепцией
обучения; конструктивная целостность – установление прочной взаимосвязи между всеми компонентами ИКПС обучения биологии, этапами конструирования и реализации на практике; открытость – обеспечение взаимодействия с внешним окружением – информационным, образовательным, культурным, социальным; структурированная и ресурсная избыточность – создание условий для индивидуализации и дифференциации обучения.
5.
Отбор средств обучения биологии в ИКПС осуществляется по
следующим критериям: обеспечение интерактивного информационного взаимодействия, адаптируемость к индивидуальным особенностям учащихся,
дополнительные возможности организации учебной деятельности субъектов.
6.
В ИКПС обучения биологии традиционные средства обучения
дополняются средствами телекоммуникаций и системой дистанционного
обучения Moodle. При интеграции в информационно-коммуникационной
предметной среде обучения биологии система средств обучения приобретает
новые качества.
7.
Учебная деятельность в информационно-коммуникационной
предметной среде обучения биологии позволяет создать принципиально новые условия для решения учащимися учебных задач:
– организация широкого информационного и межличностного взаимодействия;
– обеспечение выбора источников информации, средств, форм и темпа деятельности с учетом индивидуальных особенностей учащихся;
– наличие дополнительных инструментов контроля и самоконтроля, коррекции.
8.
Разработанный конструктор комплекса учебных задач и методика
его применения в информационно-коммуникационной предметной среде
обучения биологии помогает учителю организовать учебную деятельность на
основе подбора учебных задач, средств обучения, в том числе электронных
образовательных ресурсов, в соответствии с определенными видами деятельности и планируемыми результатами. Применен следующий алгоритм: Цели
раздела биологии  Задачи учебной темы  Основное содержание темы 
Учебные действия  Определение уровня навыков (по таксономии)  Кон-
кретизация планируемого результата  Пример учебного задания  Тип
электронных образовательных ресурсов (ЭОР)  Учебная задача.
9.
Экспериментальная проверка организации учебной деятельности
в информационно-коммуникационной предметной среде обучения биологии
подтвердила правильность выдвинутой гипотезы. Учебная деятельность в
информационно-коммуникационной предметной среде обучения биологии
способствует развитию мотивационных и познавательных ресурсов личности
учащихся, что обеспечивает повышение качества общего биологического образования.
Таким образом, цель исследования достигнута, поставленные задачи
решены.
Основные результаты исследования отражены в следующих публикациях автора:
Статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации
результатов исследований
1.
Масленикова О.Н., Петрова О. Г. Мультимедийные обучающие программы на уроках биологии // Информатика и образование. – 2008. – № 3. –
С. 73-76.
2.
Петрова О.Г. Урок «Сравнение клеток растений, животных и прокариот» // Биология в школе. – 2008. – №4 – С. 27-29.
3.
Петрова О.Г. Ожидания оправдались // Биология в школе. – 2011. – №9.
– С. 51 - 52.
4.
Петрова О.Г. Проектирование уроков биологии в информационнокоммуникационной предметной среде // Биология в школе. – 2011. – №6. – С.
35-39.
5.
Петрова О.Г. Каким должен быть современный урок биологии? // Биология в школе. – 2010. – №7. – С. 27-34.
Методические пособия и рекомендации
6.
Петрова О.Г. Биология. Общие закономерности. 9 кл.: методическое
пособие к учебнику С.Г. Мамонтова, В.Б. Захарова, И.Б. Агафоновой, Н.И.
Сонина «Биология. Общие закономерности. 9 класс» / О.Г. Петрова, В.И. Сивоглазов. – М.: Дрофа, 2010. – 186 с., [6 п.л., 5,1 авторских п.л.].
7. Петрова О.Г. Методические рекомендации / О.Г. Петрова, В.И. Сивоглазов // Биология: общие закономерности: 9 класс: к учебнику М.Г. Мамонтова, В.Б. Захарова, И.Б. Агафоновой, Н.И. Сонина / [сост. И.Б. Морзунова].
М. : Дрофа, 2011. (Серия «Книга для учителя»). С. 27-192 [6,5 п.л., 5,3 авторских п.л.].
8.
Петрова О.Г., Урсова О.В. Планируем реализацию урочного проекта
(на основе технологии развития критического мышления). Дистанционный
курс ПОИПКРО. Режим доступа: http://do.pskovedu.ru [2,8 авторских п.л.]
9.
Петрова О.Г. Урок биологии «Сравнение клеток растений, животных и
прокариот» [Электронный ресурс]. Золотые уроки. Методическая медиатека.
Брянск: Медиаресурсы, 2008.
Статьи и тезисы в сборниках научных трудов и журналах
10. Петрова О.Г. Урок «Основные экологические проблемы» // Электронное приложение №1 к журналу «Биология в школе». – 2011. – №8. – С. 35-39.
11. Петрова О.Г. Учебная деятельность на уроках биологии в информационно-коммуникационной предметной среде // Материалы XVIII конференции
представителей региональных научно-образовательных сетей «RELARN2011». Сборник тезисов докладов. – Ростов-на-Дону, 2011. – С. 270-273.
12. Петрова О.Г. Информационно-коммуникационная предметная среда
как средство и условие достижения качества биологического образования //
Материалы Всероссийского съезда учителей биологии. – М., 2011.– (в печати).
13. Петрова О.Г. Возможности информационно-коммуникационной образовательной среды для достижения современных образовательных результатов. // Материалы XVII конференции представителей региональных научнообразовательных сетей «RELARN-2010». Сборник тезисов докладов. – Нижний Новгород, 2010. – С. 198-201.
14. Петрова О.Г. Сетевое взаимодействие учителей-предметников как
условие повышения качества обучения. // Материалы XVI конференции
представителей региональных научно-образовательных сетей «RELARN2009». Сборник тезисов докладов. – М., 2009. – С. 143-149.
15. Петрова О.Г. Чему и как можно научить в среде электронного обучения
1:1. [Электронный ресурс]. Материалы Международной конференции «Чему
и как учиться и учить в XXI веке». Сборник тезисов докладов. – М., 2008.
16. Петрова О.Г. Возможности ИИП «КМ-Школа» для реализации целей
биологического образования. Информационные технологии в образовании //
XVIII Международная конференция-выставка: Сборник трудов участников
конференции. Ч. III. – М.: МИФИ, 2008. – С. 58-71.
17. Петрова О.Г. К вопросу о том, что же такое обучающая среда (Сравнение возможностей Moodle и Wiki-Wiki). // Материалы XV конференции представителей региональных научно-образовательных сетей «RELARN-2008».
Сборник тезисов докладов. – М., 2008. – С 167-174.