В статье выявлена и обоснована необходимость использования новых информационных технологий для повышения эффективности обучения и приближения его к реалиям современной жизни. С использованием ГИС-технологий разработана виртуальная экскурсия «Удивительный биогеоценоз низинных болот», проведение которой возможно как в рамках урока, так и в рамках внеклассного занятия. Проведенное экспериментальное обучение позволило улучшить результаты знаний и повысить познавательный интерес учащихся 9 класса в среднем на 43,3 %.
Ключевые слова: новые информационные технологии, ГИС-технологии, виртуальная экскурсия, низинное болото
Одной из актуальных задач курса биологии средней школы является изучение биоценозов [1]. Этому способствует проведение различных экскурсий, а так же использование современных научных методов.
Экскурсия в природу — увлекательная форма работы учителя с классом. На экскурсии школьники учатся видеть нужные объекты, наблюдать, сравнивать, находить примеры взаимосвязи организмов друг с другом и с условиями окружающей среды [2].
Болото — отличная модель биоценоза для преподавания не только курса экологии, но и всех разделов биологии, а также многих других наук — естественных, гуманитарных и технических [3].
При организации экскурсии на болото учитель сталкивается с рядом трудностей. Первая состоит в том, что в некоторых районах болота встречаются редко, или не встречаются вовсе. Кроме того, некоторые виды растений произрастающие на болотах встречаются очень редко.
Поход на болота несёт в себе риск встречи со змеёй и, чтобы провести эту экскурсию, учителю необходимо заблаговременно изучить исследуемый маршрут. Кроме того, перед экскурсией необходимо провести инструктаж техники безопасности. Поэтому, актуальным является создание виртуальных экскурсий с помощью современных интерактивных мультимедийных средств, в том числе и с использованием географических информационных систем (GIS-технологий).
В настоящее время большое значение приобретают геоинформационные системы (ГИС). Это система накопления и хранения географических данных, инструмент для фиксации и характеристики объектов земной поверхности. Большинство ГИС включают в свои задачи создание карт или используют картографические материалы как источник информации [4].
Важность ГИС-технологий для географического образования обуславливают её функциональные возможности, которые, в полной мере соответствуют традиционным методам географического изучения окружающей среды, а также, расширяют их и выводят на качественно новый уровень» [5].
С целью выявления состояния исследуемой проблемы в практике работы массовой школы нами было проведено анкетирование 10 учителей биологии из 6 школ Лукояновского района Нижегородской области. Для этого были разработаны вопросы анкеты.
Мы хотели узнать в какие биогеоценозы учителя проводят экскурсии в природу. Исследование показало, что 70 % участников анкетирования проводят экскурсии в лес, 40 % — на реку, остальные опрошенные выбрали другие варианты (табл. 1.)
Таблица 1
Информационные данные оместе проведения экскурсий вприроду. Анализ ответов на вопрос анкеты «В какие биогеоценозы Вы проводите экскурсии сучениками?»
|
Вариант ответа |
Ответы |
|
|
Абсолютные |
Относительные в%. |
|
|
7 |
70 |
|
4 |
40 |
|
2 |
20 |
|
1 |
10 |
Нас интересовало, знакомы ли учителя с понятием «виртуальная экскурсия» и имеется ли у них опыт в их разработке (рис. 1).
Рис. 1. Данные о наличии представления, что такое виртуальная экскурсия и наличие опыта в их разработке
Исследование показало, что 50 % учителей биологии, из числа опрошенных, знакомы с понятием «виртуальная экскурсия», однако опыт разработки подобной экскурсии имеется лишь у одного учителя (10 %).
По результатам проведённого анкетирования учителей массовой школы, мы выяснили, что учителя данный вид деятельности не используют в учебном процессе, и они не заинтересованы в проведение экскурсий на болото. С нашей точки зрения виртуальные экскурсии необходимо шире использовать, особенно для изучения редких биоценозов. Болото является одним из них, и в его изучении есть большие возможности для использования современных технологий.
Многие учителя не владеют инновационными технологиями, необходимыми для разработки виртуальных экскурсий. Поэтому для решения этой проблемы нами была разработана и проведена виртуальная экскурсия «Удивительный биогеоценоз низинных болот» с использованием ГИС-технологий. Проведение данной экскурсии было возможно как в рамках урока, так и в рамках внеклассного занятия. Методика проведения данной экскурсии довольно-таки непроста, учитывается то, что этот раздел не был еще изучен, его изучение предусматривается весной. Перед экскурсией был разработан и проведён опережающий урок для 9 класса на тему «Сообщество, экосистема, биогеоценоз».
Методика разработки виртуальной экскурсии состояла в первую очередь в создании карты изучаемого района. Через программу Arc Gis были созданы границы Лукояновского района. Затем путём наложения карт, скаченных в программе SAS-planet и полученных границ, в программе Arc Gis была создана общая карта района (рис. 2). Из программы SAS-planet в общую карту района были добавлены интересующие нас участки крупного масштаба на которых хорошо видны болота (рис. 3). После этого в материалы виртуальной экскурсии были включены фотографии болотных растений, которые были сделаны заранее — еще летом на изучаемых низинных болотах (рис. 4).
Рис. 2. Расположение болот на территории Лукояновского района (под номерами 1, 2, 3 обозначены самые крупные болота)
Рис. 3. Болота под номером 3 Лукояновского района на реке Алатырь: а) карта генштаб местности; б) космоснимок местности
Рис. 4. Примеры слайдов из виртуальной экскурсии
Изучение растений было представлено в виде путешествия на болото в поисках чудес, которых мы больше нигде не встретим. Это вызвало большой интерес у учащихся. В результате они смогли увидеть растения, произрастающие в таких уникальных и недоступных биогеоценозах как болота.
Для общей наглядности причин расположения и образования болот, была создана карта-схема глубины залегания грунтовых вод Лукояновского района (рис. 5). При ее создании мы использовали программу SAGA GIS. Данная карта-схема помогла учащимся закрепить знания полученные на уроках географии, в частности: болота и заболоченные земли — образуются в результате многих причин, главной из которых является близкое залегание грунтовых вод.
Рис. 5.Карта-схема залегания грунтовых вод Лукояновского района
После экскурсии для проверки знаний и усиления живого интереса у учащихся по изучению растительности болот, было разработано внеклассное мероприятие на тему: «Таинственное болото». Занятие «Таинственное болото» можно провести с учащимися на занятиях биологического кружка, на факультативе, как внеклассное или внеурочное мероприятие.
Контрольный срез знаний учащихся, перед началом и в конце после проведения экспериментального обучения, показал, что разработанные и проведённые нами один урок и два внеклассных мероприятия позволили улучшить результаты знаний и повысить познавательный интерес учащихся 9 класса в среднем на 43,3 % (рис. 6).
В современной школе применение инновационных технологий позволит решить большое количество проблем возникающих в процессе обучения, может послужить эффективным инструментом для закрепления и практического применения биологических, географических и краеведческих знаний, формирования умения самостоятельно добывать знания, а также способствовать решению ряда воспитательных задач.
Рис. 6.Результаты экспериментального обучения
Применение новых информационных технологий для повышения эффективности обучения и приближения его к реалиям современной жизни приводит к заметным результатам.
Электронный учебный материал предполагает последующую доработку, расширение, дает возможность изучать в собственном темпе, расширяет кругозор, т. к. выходит за рамки школьного обучения, предоставляет широкие возможности для дистанционного обучения, направляет увлечение информационными технологиями в образовательное русло, повышает мотивацию.
Литература:
- Гусева М. В., Недосеко О. И. Необходимость изучения структуры биоценоза в курсе биологии основной школы // В сб.: Наука сегодня: Проблемы и перспективы развития / материалы международной научно-практической конференции: в 2 частях, Научный центр «Диспут». 2016. С. 113–114.
- Беляева Л. Т. Экскурсия на торфяное болото / Л. Т. Беляева // Биология в школе. — 1971. — № 2. — С. 53.
- Минина З. Б. Экскурсия «Болото как экосистема» / З. Б. Минина, С. В. Коновалова // Биология в школе. — 2002. — № 5. — С. 50–58.
- Дьяконов К. Н. Современные методы географических исследований / К. Н. Дьяконов, Н. С. Касимов, В. С. Тикунов. — М.: Просвещение, 1996. — 207 с.
- Капустин В. Г. ГИС-технологии как инновационное средство развития географического образования в России / В. Г. Капустин // Педагогическое образование. — 2009. — № 3. — С. 68–76.
