Як створити сучасний кабінет біології?
Понад 1000 термінів має знати випускник школи, щоб успішно скласти ЗНО з біології. І знання з цієї дисципліни — це не багаж «про всяк випадок», а ключ до розв’язання реальних життєвих проблем. Як вчителю біології поєднати живу та захопливу дисципліну і необхідний фактаж, наукові терміни та закономірності? Методисти B-Pro розповідають про цифрові лабораторії та електронні 3D наочності, які допоможуть досягнути цієї мети.
Наочне навчання з 3D-моделями
Використання демонстрацій є наскрізною лінією шкільної програми з біології. Їх рекомендують застосовувати під час вивчення більшості тем, а особливо — в тих випадках, коли безпосередній доступ до реального об’єкта в навчальних умовах неможливий.
Серед сучасних засобів навчального призначення, що спеціалізуються на забезпеченні 3D-моделювання, найбільш збалансованими за рівнем і кількістю навчального контенту є програмні засоби mozaWeb, mozaBook, Lifeliqe та інші застосунки.
Ці програми мають велику картотеку статичних та динамічних віртуальних моделей біологічних об’єктів, їхніх фотографій, відео, довідкову інформацію, аудіосупровід та додаткові матеріали й інструменти для самостійного планування та конструювання уроку вчителем.
Про переваги використання 3D-моделей у навчанні свідчить дослідження професорки Анні Бемфорд (Міжнародна дослідна агенція, Великобританія), яке вона провела у школах семи країн Європи в 2011 році. З’ясувалося, що в класах, де застосовувалися 3D-матеріали на уроках:
- у 86 % учнів підвищилася якість засвоєння навчального матеріалу;
- у 17 % покращилася успішність;
- 83 % опитаних отримали задоволення від навчання із застосуванням 3D-технологій.
Однак варто розуміти: віртуальний навчальний контент є лише вагомим допоміжним елементом у проведенні уроків, а сама його наявність чи відсутність аж ніяк не гарантує якісних змін у навчанні. Адже обсяг і доцільність використання 3D-моделей, форми та найефективніші види взаємодії із ними визначає лише вчитель. Головне, щоб у нього самого було бажання змінювати та змінюватися на краще.
Експеримент — радіти відкривати те, що вже відкрите
Якими б видовищними не були 3D-наочності, вони лишаються віртуальними моделями, а найефективнішим засобом навчання завжди був і залишається реальний експеримент. Про нього можна і слід думати в широкому контексті, не обмежуючись парадигмою самих лише методично усталених лабораторних робіт. Цікавий експеримент — це захоплива пізнавальна пригода, широке поле для спільної творчої роботи учнів разом із учителем, адже він потребує переосмислення підходів до навчання навіть найочевиднішим фактам, у викладення яких, здавалося б, не внести вже нічого нового.
Вивчення будь-якої теми можна трансформувати у цілком реальне практичне дослідження із компетентнісним, проблемним і проєктним підходами до навчання. Це є вимогою не тільки часу, але й чинної програми з біології: кожен учень упродовж навчального року повинен реалізувати хоча б один власний проєкт.
Цифровий вимірювальний комплекс: біологія досліджень без обмежень
Із покращенням технічних можливостей шкіл коло проблем, можливих для практичного дослідження, розширюється. І передовсім — через впровадження в активну навчальну практику цифрових вимірювальних комплексів.
За вимогами МОН, ЦВК з біології має складатися щонайменше з 12 датчиків: pH, освітленості, тиску, вуглекислого газу, вологості, дихання, ЕКГ, ультрафіолетового випромінювання, температури навколишнього середовища, частоти серцевих скорочень, артеріального тиску та поверхневої температури. Причому, згідно з наказом МОН № 574, кількісний та якісний склад цифрового вимірювального комплексу, зокрема й набір датчиків, для кабінету біології визначається педагогічним працівником. Тож вчителеві перед ухваленням рішення про закупівлю того чи іншого ЦВК для кабінету біології варто уважно проаналізувати програму: які обов’язкові дослідні роботи треба провести, яке обладнання необхідне для їхнього виконання. Після цього вчитель зможе визначити власні пріоритети щодо позапрограмної чи позакласної навчально-дослідної діяльності і формувати остаточні вимоги до функціонального складу ЦВК.
Наприклад, можливості виробника навчального обладнання Vernier дозволяють комплектувати цифрові вимірювальні комплекси з біології такими додатковими датчиками (на вибір):
- термопарою,
- колориметром,
- лічильником крапель,
- датчиком кисню,
- датчиком кислотно-відновлювальних реакцій,
- датчиком звуку,
- датчиком руху,
- датчиком радіоактивного випромінювання та іншими.
Вже з самих назв датчиків очевидно: їх можна використовувати не лише на уроках біології. Наявність у школі хоча б одного повного комплекту таких цифрових вимірювальних приладів відкриває широкі можливості до взаємодії вчителів та учнів під час практичного вивчення всіх природничих наук.
Якщо ж у комплектуванні кабінету біології обмежитися тільки мінімально необхідним за Типовим переліком набором обладнання, частину дослідних робіт, які б могли бути реалізовані, не вдасться провести на практиці.
Наприклад, повноцінні лабораторні дослідження фотосинтезу, закладені в програмі для 6 класу, не можна провести одним, а лише одночасно двома датчиками — вуглекислого газу й кисню. Тоді, ізолювавши зелену рослину разом із обома датчиками в герметичній посудині, можна відстежити зміни рівня кисню та вуглекислого газу під час режимів дихання й сну рослини, — відтак робити вичерпні висновки про перебіг і взаємозв’язок цих двох процесів.
Так само неможливо уявити вимірювання порога слухової чутливості у 8 класі без датчика звуку. А реалізацію дослідницького проєкту з виявлення рівня антропогенного та техногенного впливів в екосистемах — без цілого комплексу датчиків, що дозволили б відстежити зміни хімічного складу й фізико-хімічних характеристик повітря, води й ґрунтів.
Під час роботи навіть із найсучаснішими цифровими приладами важливо пам’ятати, що в навчальному процесі вони необхідні не для експериментів заради експериментів, а як складова частина системи засобів із формування освічених, повноцінно розвинених особистостей, що володіють всіма необхідними в сучасному світі компетентностями. Отже, об’єктами досліджень мають бути актуальні практичні проблеми, як-от питання біологічної безпеки, біоетики й розробок біологів, що стрімко стають частиною повсякденної реальності: біопластик, екопродукти, органічна косметика чи генетично модифіковані організми. Такі практичні роботи із сучасною, близькою дитині, проблематикою дозволять сформувати особистісний досвід пізнавальної діяльності учнів і подолати їхнє можливе відчужене сприйняття біології.
А тоді вже можна буде подумати і про 1000 термінів до ЗНО…