Современное образование требует внедрения инновационных технологий для повышения эффективности учебного процесса. В последние годы особое внимание уделяется использованию цифровых лабораторий, которые представляют собой мощный инструмент для организации практических работ на уроках биологии. Центр «Точка Роста» предлагает ученикам возможность проводить эксперименты и наблюдения в интерактивной форме, что способствует более глубокому пониманию ботаники и процессов, происходящих в растительном мире.

Цифровые лаборатории, такие как те, что предлагает центр «Точка Роста», помогают осуществлять связь между теорией и практикой. Они позволяют проводить эксперименты, которые в обычных условиях могли бы быть времязатратны или труднодоступны.

Наука развивается человеческим любопытством, и задача преподавателя состоит в том, чтобы обучающиеся не только запоминали набор знаний, но и овладевали методом их самостоятельного получения в ходе лабораторной и практической работы. Изучение основ науки предполагает не только овладение определенным объемом знаний, но и овладение ее методами, которые воспитывают у школьников строгость и честность в своих мыслях, уважение к истине, умение самостоятельно получать знания в непосредственном контакте с природой. Для изучения основных понятий, законов и теорий необходимо подготовить эмпирическую базу [1].

Современные требования к организации образовательного процесса в контексте реализации Федеральных государственных образовательных стандартов основного общего образования ориентируют педагогов на формирование личностных, метапредметных и предметных результатов, которые выражаются в овладении обучающимися различными видами деятельности. Важную роль при изучении биологии в школе играет лабораторная работа, которая помогает школьникам лучше усвоить знания и умения, способствует более глубокому и содержательному освоению биологии, развитию практических и исследовательских умений, развитию творческого мышления, установлению связей между теоретическими знаниями и практической деятельностью человека, облегчает понимание фактического материала [2].

Образовательный эксперимент обладает огромным потенциалом для всестороннего развития личности школьников. Эксперимент включает в себя не только источник знаний, но и метод их нахождения, а также знакомство с первичными навыками изучения природных объектов. В ходе эксперимента школьников получают представление о научном методе познания.

Лабораторная работа рассматривается как проведение обучающимися экспериментов по заданию преподавателя с использованием приборов, различных инструментов и другие технических средств, то есть изучение каких-либо явлений обучающимися с помощью специального оборудования. Они позволяют формировать и развивать систему универсальных учебных действий

Необходимость создания универсальных учебных действий для каждого школьника средствами конкретных учебных дисциплин возможна только при организации практической части образовательной программы. Ее реализация становится главным ориентиром для построения содержания образования, формирования научной картины мира и научного мировоззрения, обобщения способов познавательной и практической деятельности [3].

Опытная деятельность многоаспектна и разнообразна по своей сущности. В педагогике существует единое мнение, что основными составляющими опытной деятельности являются демонстрационная и лабораторная деятельность. Опытная и экспериментальная работа в ходе урока дает возможность установлению взаимодействия между исследователем и изучаемым им процессом или явлением.

Важное значение, при организации проведении опытов имеют методы обучения. Среди их большого числа можно выделить частично-поисковый метод, являющийся основой большинства опытов, связанных с изучением свойств объектов, природных явлений, процессов.

Реализовать большинство опытов при обучении биологии возможно в ходе проведения практических и лабораторных занятий, способствующих формированию у обучающихся критического мышления, самостоятельности, инициативности, обеспечивающих адаптацию учащихся к жизни в условиях современной информационной среды.

В процессе выполнения практических и лабораторных работ обобщаются, систематизируются, углубляются и конкретизируются теоретические знания, вырабатывается способность и готовность использовать теоретические знания на практике, развиваются интеллектуальные умения.

Таким образом, организация и проведения опытов в рамках лабораторных и практических занятий позволяет обучающимся отрабатывать способы действий, совершенствовать полученные навыки, самостоятельно применять полученный комплекс знаний на практике.

Использование цифрового оборудования центров «Точка роста» для организации и проведения опытов дает возможность более качественно, интересно провести занятие и достичь желаемых результатов, повысить интерес к науке, исследовательской деятельности, изменить традиционный подход при выполнении экспериментов, переходу от репродуктивной передачи знаний к творческой, систематизации и углубления знаний.

Применение лабораторий значительно повышает наглядность, как в ходе самой работы, так и при обработке результатов благодаря новым измерительным приборам, входящим в комплект лаборатории биологии.

При организации опытов на уроках ботаники в центре «Точка Роста» использовались цифровые измерительные лаборатории для школьников по биологии «ЛЦИ -16» ООО «СОЮЗТЕХНОЛОГИЯ».

Данные лаборатории предназначены для выполнения лабораторных работ и экспериментов на уроках биологии в основной школе и проектно-исследовательской деятельности учащихся при изучении естественных наук. Представляет из себя набор по закреплению изучаемых тем по предметным областям основного общего образования по биологии.

Исследование проводилось в три этапа: констатирующий, формирующий и контрольный.

На констатирующем и контрольном этапах была проведена диагностика уровня сформированности исследовательских умений, уровня познавательной активности и учебной мотивации обучающихся.

Для проведения диагностики были выбраны следующие методики:

1. Диагностическая методика Т. Д. Дубовицкой, направленная на выявление учебной мотивации обучающихся.
2. Методика «Выявление познавательной активности». Авторы методики Л. А. Червякова, Ю. В. Бойко.
3. Диагностическая карта «Выявление исследовательских умений» по методике Савенкова А. И.

Методика Т. Д. Дубовицкой состоит из 20 суждений, позволяющих выявить направленность и уровень развития внутренней мотивации учебной деятельности учащихся при изучении ими конкретных предметов. Методика может использоваться в работе со всеми категориями обучающихся, способными к самоанализу и самоотчету, начиная примерно с 12-летнего возраста. Результаты исследования по данной методике могут рассматриваться:

1. как показатель эффективности (качества) применяемой учителем методики (технологии) обучения (сравнение результатов исследования мотивации в контрольных и экспериментальных классах);
2. как показатель способности учителя активизировать мотивационную сферу учащихся (что может учитываться при проведении аттестации, конкурсов педагогического мастерства);
3. как основа для повышения эффективности педагогической деятельности и совершенствования педагогического мастерства.

Целью методики «Выявление познавательной активности» (Л. А. Червякова, Ю. В. Бойко) является изучение уровня познавательной активности учащихся по предметам, анализ динамики изменения в результате проведения ряда мероприятий по повышению познавательной активности

Анкета для обучающихся состоит из семи вопросов, связанных с предметной областью. В первом вопросе детям необходимо выбрать одну или несколько учебных дисциплин из предложенных. Вопросы 2–7 нацелены на понимание, почему обучающиеся заинтересованы предметами, которые они выбрали, а также узнать изменяется ли их познавательная активность вне школы или остается прежней.

Диагностическая карта «Выявление исследовательских умений» по методике Савенкова А. И. направлена на выявление исходного уровня сформированности исследовательских умений у обучающихся.При заполнении диагностической карты использовался метод наблюдения за действиями детей во время проведения исследовательской деятельности, на внеурочных занятиях и на уроках биологии.

В зависимости от набранных баллов определяется уровень развития исследовательских умений: 24–21 балла — высокий уровень; 20–16 балла — средний уровень; 15–10 балла — низкий уровень.

К высокому уровню относятся дети, которые самостоятельно умеют анализировать, могут находить информацию в разных источниках, умеют видеть проблему и искать пути ее решения, свободно формулируют выводы, у этих детей наблюдается креативное мышление.

Учащиеся со средним уровнем обладают рядом умений и навыков, которые помогают им решать простые задачи с помощью учителя. Они работают по наводящим вопросам, но у некоторых детей уже видны творческие задатки.

В категорию с низким уровнем попали дети, у которых интерес к исследовательской деятельности не развит или развит слабо, самостоятельно выполнить задание они не могут, только по аналогии, им требуется помощь учителя, они часто обращаются с вопросами.

На формирующем этапе опытно-экспериментальной работы на базе центра «Точка Роста» были организованы учебные занятия по ботанике с использованием цифровых лабораторий для проведения демонстрационных и лабораторных опытов.

Анализ результатов проведенного исследования позволил сформулировать следующие выводы:

1. Использование цифровых лабораторий на уроках ботаники для организации опытов является важным и эффективным методом обучения. Это позволяет развивать исследовательские умения, повышать уровень познавательной активности и мотивации обучающихся к изучаемому предмету.

2. Изначально у большинства обучающихся класса преобладал средний и низкий уровни сформированности исследовательских умений, познавательной активности и мотивации.

3. Полученные на контрольном этапе результаты исследования свидетельствуют о положительной динамике показателей внутренней мотивации. Количество обучающихся с высоким уровнем данного показателя увеличилось на 9 %.

4. При исследовании уровня познавательной активности у обучающихся класса выявлены положительные изменения: на контрольном этапе увеличилось количество учеников с высоким и средним уровнем данного показателя.

5. Выявлено увеличение количества обучающихся с высоким и средним уровнем сформированности исследовательских умений на 19 % и 13 % соответственно. В тоже время количество учеников с низким уровнем исследовательских умений к концу исследования уменьшилось на 32 %.

Таким образом, активное применение цифровых лабораторий центра «Точка Роста» при организации опытов на уроках ботаники является важным аспектом обучения, который способствует развитию исследовательских умений, повышению уровня познавательной активности и мотивации обучающихся к изучению биологии.

В отличие от других учебных предметов, биология требует от учеников не только запоминания фактов и терминов, но и умения применять полученные знания на практике. Это связано с тем, что биология изучает живые организмы, которые постоянно меняются и взаимодействуют с окружающей средой. Для того чтобы понять и запомнить материал, необходимо иметь возможность наблюдать, проводить эксперименты и анализировать полученные результаты.

Реализовать большинство опытов при обучении биологии возможно в ходе проведения практических и лабораторных занятий, способствующих формированию у обучающихся критического мышления, самостоятельности, инициативности, обеспечивающих адаптацию учащихся к жизни в условиях современной информационной среды.

Использование цифрового оборудования центров «Точка роста» для организации и проведения опытов дает возможность более качественно, интересно провести занятие и достичь желаемых результатов, повысить интерес к науке, исследовательской деятельности, изменить традиционный подход при выполнении экспериментов, переходу от репродуктивной передачи знаний к творческой, систематизации и углубления знаний.

Применение лабораторий значительно повышает наглядность, как в ходе самой работы, так и при обработке результатов благодаря новым измерительным приборам, входящим в комплект лаборатории биологии.

Проведенное исследование подтвердило, что использование на уроках цифровых лабораторий центра «Точка Роста» способствуют повышению уровня знаний в области исследовательской деятельности у обучающихся. Это означает, что цифровые лаборатории центра «Точка Роста» являются эффективным инструментом для развития умений и навыков исследования учащихся. Такой подход позволяет не только углубить понимание предмета, но и развить критическое мышление, творческие способности и умение работать с информацией.

В начале исследования у большинства обучающихся класса преобладал средний и низкий уровни сформированности исследовательских умений, познавательной активности и мотивации. Однако после организации учебных занятий с использованием цифровых лабораторий центра «Точка Роста» показатели уровня исследовательских умений и навыков, познавательной активности и учебной мотивации у учащихся значительно повысились.

Таким образом, активное применение цифровых лабораторий центра «Точка Роста» при организации опытов на уроках ботаники является важным аспектом обучения, который способствует развитию исследовательских умений, повышению уровня познавательной активности и мотивации обучающихся к изучению биологии.

Литература:

1. Петросова, Р. А., Теремов, А. В. [и др.] Теория и методика обучения биологии. Учебные практики: Методика преподавания биологии / Р. А. Петросова, А. В. Теремов, Н. В. Перелович, Л. А. Косорукова. — Москва: МПГУ, 2012. — 161 с.
2. Лабутина, М. В. Лабораторный эксперимент по биологии как средство формирования познавательного интереса у обучающихся / М. В. Лабутина, Т. А. Маскаева, Н. Д. Чегодаева, М. А. Баданова // Международный научно-исследовательский журнал. — № 12(126). — Саранск: МГПУ им. М. Е. Евсевьева, 2022.
3. Универсальные учебные действия в системе ФГОС основного общего образования: понятие, классификация, примеры: практ. пособие / авт.-сост. Т. Ю. Артюгина и др. — Архангельск: изд-во АО ИОО, 2014. — 30 с.