Сетевое научное издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,936

Введение

Бурно развивающееся современное информационно-индустриальное общество предъявляет особые требования к подготовке будущих специалистов. Эта подготовка должна начинаться еще со школьных лет и готовить выпускников, обладающих не только набором необходимых знаний для будущей профессии, но и способных самостоятельно принимать решения, анализировать условия в нестандартных ситуациях, хорошо ориентироваться в социальном и информационном поле. Требования ФГОС направлены на формирование у обучающихся личностных, предметных и метапредметных результатов, необходимых в различных видах деятельности в будущем. Для этого в последнее время в педагогической практике активно используются интерактивные технологии, направленные на развитие познавательного интереса к обучению, формированию активной жизненной позиции обучающихся [1–3].

Интерактивные технологии направлены на широкое взаимодействие между всеми участниками образовательного процесса, учат критическому мышлению, коммуникации с другими членами коллектива, способности находить и принимать осознанные решение при любых сложных ситуациях [4; 5]. Интерактивные технологии чрезвычайно разнообразны по формам и способам взаимодействия, имеют большой потенциал для полноценного усвоения изучаемого учебного материала любого школьного предмета, в том числе и биологии [6–8].

При изучении школьного предмета «Биология» обучающиеся приобретают основы научно-материалистического мировоззрения, то есть комплекса знаний о природе и человеке, об отношениях между человеком и окружающим миром. Это очень важно, так как такое мировоззрение определяет жизненную позицию личности, убеждения и ценности. Развитие научного мировоззрения в процессе обучения биологии имеет особенное значение для обучающихся старших классов [9].

Изучение биологии в старшей школе направлено:

–на освоение знаний о живой природе и формирование современной естественнонаучной картины мира;

–осознание роли жизни на Земле и значении биологии в жизни человека и общества;

–освоение элементарных биологических основ медицины, сельского хозяйства, биотехнологии, ведения здорового образа жизни.

Однако в биологическом образовании имеются некоторые проблемы. Обучающимся приходится сталкиваться с большим объемом учебного материала, который бывает сложен в усвоении, так как насыщен биологическими терминами, теориями, идеями, гипотезами, концепциями. А в школьном расписании уроку биологии отводится только один час в неделю. Это связано и с вопросом подготовки к ЕГЭ по биологии, когда учитель работает не на усвоение основных биологических знаний, а на натаскивание обучающихся по решению тестов [10].

В ХХI в. биология как наука развивается очень стремительно, но в школьных учебниках биологии чаще всего отражены устаревшие материалы, что делает уроки биологии неинтересными. В то же время большинство работников общеобразовательных учреждений отмечает, что именно в старших классах у обучающихся появляется осознанный интерес к изучению сложных биологических явлений.

Развитие познавательного интереса способствует формированию глубоких и устойчивых знаний в области биологии. Когда обучающиеся проявляют интерес к предмету, они более склонны к самостоятельному изучению материала, активному поиску информации и проведению дополнительных исследований. Это, в свою очередь, приводит к более глубокому и пониманию самого предмета, что сказывается на общем уровне знаний и умений обучающихся по биологии [11; 12].

Формирование стойкого познавательного интереса невозможно без использования учителем современных интерактивных технологий, таких как:

–вебинар – совмещение лекции с дискуссией, с обсуждением каких-либо материалов;

–мастер-класс – форма проведения обучающего семинара для отработки каких-либо практических навыков;

– «мозговой штурм» – коллективный поиск решения поставленной задачи;

–дебаты – публичный обмен мнениями двумя сторонами по важным вопросам;

–деловые игры – метод быстрого освоения материала в виде игры и сплочения коллектива;

– «дерево решений» – творческая работа с использованием табличного формата, средство поддержки принятия решений;

–форум – обсуждение проблемы единомышленниками.

Таким образом, интерактивное обучение – активные методы и формы формирования познавательного интереса, основанные на совместной деятельности всех участников образовательного процесса при решении важных проблем [13–15].

Цель исследования – экспериментальная проверка эффективности применения интерактивных технологий на уроках общей биологии при изучении цитологического материала.

Материалы и методы исследования

Педагогический эксперимент проводился в 2024 г. в МОУ «Средняя общеобразовательная школа с углубленным изучением отдельных предметов№ 18» г.о. Саранск среди обучающихся десятых классов.

В ходе проведения педагогического исследования использовались методы теоретического анализа и обобщения научно-методической литературы по проблеме исследования, педагогический эксперимент и анализ результатов экспериментального исследования. Педагогический эксперимент включал в себя три этапа: констатирующий, формирующий и контрольный. Количественный анализ результатов осуществлялся путем определения успеваемости при проведении входного и итогового контроля.

Результаты исследования и их обсуждение

Изучение раздела «Клеточный уровень» в школьном курсе общей биологии играет важную роль в формировании у обучающихся фундаментальных знаний о структуре и функциях клеток – основных структурных единицах живого. При изучении данного раздела обучающиеся должны не только усвоить теоретический цитологический материал, но и приобрести практические умения и навыки.

Констатирующий этап педагогического эксперимента был направлен на выявление исходного уровня познавательного интереса к биологии у обучающихся десятых классов. В связи с этим был проведен мониторинг успеваемости обучающихся. В качестве проверки знаний были выбраны тестовые задания по предыдущей теме, оцениваемые по пятибалльной системе; рассчитывалась успеваемость и средний балл. Результаты тестирования до начала проведения педагогического эксперимента представлены в табл. 1.

Таблица 1

Результаты тестирования обучающихся десятых классов до применения интерактивных технологий

Оценка	Количество обучающихся
	10 «А»	10 «Б»
отлично	5	4
хорошо	7	6
удовлетворительно	10	11
неудовлетворительно	1	2
Качественная успеваемость, %	52,2	43,4
Средний балл	3,65	3,43

Источник: составлено авторами.

Результаты тестирования показали, что почти половина обучающихся обоих классов не заинтересована в предмете, биология вызывает слабый интерес. На этом же этапе были определены: контрольная (10 «А» класс) и экспериментальная (10 «Б» класс) группы. С контрольной группой на следующем этапе проводились занятия традиционного типа. В экспериментальной группе были проведены уроки биологии с использованием интерактивных технологий.

Вторым этапом педагогического эксперимента стала разработка и проведение уроков направленных на формирование познавательного интереса обучающихся при изучении цитологического материала. На основе учебника «Биология. 10 класс» под редакцией В.В. Пасечника был разработан комплекс уроков с применением интерактивных технологий по разделу «Клеточный уровень», направленный:

– на освоение цитологических понятий о строении и делении клеток;

– развитие умений называть и различать органеллы клеток и фазы митоза;

– способность различать клетки, принадлежащие разным таксонам живой природы;

–формирование умений находить информацию о биологических объектах и критически ее оценивать.

Некоторые из тем и использованных интерактивных технологий на уроках изучения цитологического материала представлены в табл. 2.

Таблица 2

Использование интерактивных технологий на уроках биологии в экспериментальной группе

Тема урока	Применяемая интерактивная технология	Этап урока	Предполагаемый результат обучения
Клеточный уровень: общая характеристика. Клеточная теория	Круглый стол «История открытия клеточной теории»	Закрепление	Обучающиеся должны: –понять структуру и функции клетки; –познакомиться с историей открытия клетки; –знать основные положения клеточной теории
Строение клетки. Клеточная мембрана. Цитоплазма	Форум «Мембранная организация клетки»	Закрепление	–знать строение и функции клеточных мембран, мембранных органелл клетки; –определять роль клеточных мембран в жизнедеятельности клетки, транспорте веществ, взаимодействии с окружающей средой
Рибосомы. Ядро. Эндоплазматическая сеть	Дискуссия о важности для жизни клетки данных структур	Изучение нового материала	–понять значение ядра как центральной структуры клетки, ответственной за хранение и передачу наследственной информации; –знать роль рибосом в биосинтезе; –иметь представление о строении и функциях ЭПС
Митохондрии. Пластиды. Клеточный центр. Органоиды движения. Клеточные включения	Дебаты о возникновении в клетке двухмембранных органелл	Закрепление	–понять строение и функции митохондрий, пластид, клеточного центра, органоидов движения и клеточных включений; –научиться определять и описывать особенности строения и функций каждой органеллы и клеточного включения
Особенности строения клеток прокариот и эукариот	Мастер-класс «Жизнь под микроскопом»	Изучение нового материала	–знать основные черты сходства и отличия между строением клеток разных царств живой природы; –иметь представление о единстве происхождения живых организмов
Обмен веществ и превращение энергии в клетке	Деловая игра «АТФ-расследование»	Закрепление	–иметь представление о клетке как открытой биологической системе; –знать значение обмена веществ в клетке
Типы клеточного питания. Фотосинтез и хемосинтез	«Мозговой штурм»: обсуждаются проблемы разных типов питания клеток, их обменов веществ, источников энергии	Закрепление	–иметь представление о разных типах питания клеток, процессах обмена веществ, энергетическом обмене в клетке
Деление клетки. Митоз	Проблемная лекция «Почему клетки организма постоянно растут и воспроизводят самих себя? Могут ли они делиться бесконечно?»	Изучение нового материала	–иметь представление о типах деления клетки; –знать о митотическом цикле клетки; –уметь определять последовательность фаз митоза и его биологическое значение

Источник: составлено авторами.

На заключительном этапе педагогического эксперимента определялась эффективность усвоения учебного материала о клетке с использованием интерактивных технологий. По данной теме было проведено тестирование, результаты которого в экспериментальном классе изменились в положительную сторону по сравнению с входным тестированием (табл. 3).

Таблица 3

Результаты тестирования обучающихся десятых классов после педагогического эксперимента

Оценка	Количество обучающихся
	10 «А»	10 «Б»
отлично	5	6
хорошо	8	9
удовлетворительно	9	7
неудовлетворительно	1	1
Качественная успеваемость, %	56,5	65.2
Средний балл	3,74	3,83

Источник: составлено авторами.

Анализ успеваемости экспериментального класса (10 «Б» класс) после прохождения раздела «Клеточный уровень» с применением интерактивных технологий показал положительную динамику. Число обучающихся, получивших оценки «хорошо» и «отлично», увеличилось на 50% по сравнению с результатами предыдущего тестирования. Число обучающихся, получивших оценку «удовлетворительно», снизилось с 11 до 7 чел. В целом качественная успеваемость повысилась в 1,5 раза, средний балл также вырос. Из бесед с обучающимися было выяснено, что их отношение к урокам биологии изменилось в лучшую сторону, им было интересно выполнять разные задания. Следует отметить, что успеваемость в контрольной группе (10 «А» класс), где уроки велись в традиционной форме, также незначительно улучшилась.

Следовательно, можно сделать вывод, что использование инновационных технологий на уроках общей биологии, способствовало формированию познавательного интереса к предмету, высокой мыслительной активности обучающихся, побуждало их к поиску решений проблем и расширению знаний по изучаемым темам.

Заключение

Изучение цитологического материала в общей биологии является одной из сложнейших тем для понимания и требует активного участия всех участников образовательного процесса. Использование интерактивных технологий позволяет сделать процесс изучения клетки как структурной и функциональной единицы живого более понятным и интересным. Интерактивные формы работы на уроке могут проводиться как коллективно, так и индивидуально, обучающиеся учатся обсуждать и анализировать результаты, обмениваться мнениями и идеями.

Таким образом, формированию познавательного интереса к биологии может способствовать системное применение интерактивных технологий, направленных на активное включение обучающихся в процесс познания природы и места человека в ней.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Исследование выполнено в рамках гранта на проведение научно-исследовательских работ по приоритетным направлениям научной деятельности вузов-партнеров по сетевому взаимодействию (ФГБОУ ВО «Чувашский государственный педагогический университет имени И. Я. Яковлева» и ФГБОУ ВО «Мордовский государственный педагогический университет имени М. Е. Евсевьева») по теме «Использование интерактивных средств при обучении старшеклассников общей биологии».