Система средств визуализации при обучении химии и биологии

Ямщикова Татьяна Петровна

учитель химии и биологии

МКОУ Шубинской СОШ Барабинского района

Система средств визуализации при обучении химии и биологии

Важнейшим направлением для совершенствования дидактических средств обучения признаётся визуализация. Распространение процессов визуализации является следствием не только глобализации, роста интенсивности контактов в различных сферах деятельности, но потребностью в быстром взаимопонимании и взаимодействии между людьми в условиях постоянного роста информации. Для более успешного обучения необходимо задействовать все три канала восприятия: визуальный, аудиальный, кинестетический. Однако, принимая во внимание тот факт, что большую часть информации представители всех модальностей получают все-таки через зрительный анализатор, можно утверждать, что актуальность и психофизиологическая обоснованность визуализации информации в образовательном процессе не подлежит сомнению. Визуализация образовательного процесса дает огромные перспективы развития. Обучающийся приобретает качества, которые в будущем будут его опорой. Это и логическое, образное, креативное мышление, и способность эффективно работать в команде, принимать быстрые практические решения.

Визуализация в обучении позволяет решить целый ряд педагогических задач: обеспечение интенсификации обучения, активизации учебной и познавательной деятельности, формирование и развитие критического и визуального мышления, зрительного восприятия, образного представления знаний и учебных действий, развитие способности к анализу и сравнению, осознавать и обосновывать свою точку зрения, аргументировать свою позицию. Методически грамотный подход к визуализации обучения обеспечивает и поддерживает переход обучающегося на более высокий уровень познавательной деятельности, стимулирует творческий подход.

  Применение визуальных средств в естественнонаучном образовании только получает свое распространение. Как показывает практика и традиции естественнонаучного образования в России, принцип наглядности всегда был одним из основополагающих принципов обучения химии и биологии. В современных условиях мы все больше говорим не просто о средствах наглядности, а о средствах визуализации, в основе созданиях которых лежат способы обработки и компоновки информации, позволяющие представлять ее в компактном и удобном для восприятия и использования виде.

Необходимо использовать системный подход для разработки комплексов визуальных средств в обучении, поскольку именно системное мышление дает возможность выявить все определяющие параметры и взаимосвязи компонентов, оптимизировать процессы познания, осмысления и практического применения, а значить повысить качество обучения в целом.

В требованиях к результатам освоения ФГОС ООО предусмотрено формирование умений формализации и структурирования информации, умения выбирать способ представленных данных в соответствии с поставленной задачей – таблицы, схемы, графики, диаграммы с использованием соответствующих программах средств обработки данных. Это очень эффективно помогают реализовать визуальные средства обучения.

В образовательном процессе сложилось несколько техник визуализации учебной информации, которые успешно используются на уроках химии и биологии. Это: таймлайны, интеллект-карты, инфографика, скрайбинг.

Эффективным инструментом для создания привлекательной «упаковки» учебного материала является таймлайн - лента времени. Это графическая интерактивная шкала, которая содержит метки с информацией о событии, процессе, явлении в хронологическом порядке. Таймлайны – линейки (полосы), на которые наносятся события и даты. Чаще всего лента времени представляет собой горизонтальную линию с разметкой по годам (или периодам) с указанием, что происходило в то или иное время. Таким образом, можно получить визуальную картинку о том, как в хронологии развивалось какое-то событие или явление. На уроках химии и биологии таймлайны используются для формирования у обучающихся системного взгляда на изучаемые объекты и события (исторические, биологические или химические), процессы, биографии учёных. Если обратиться к сущности этого приема, то его можно использовать не только для изучения дат, фактов и событий, но и для работы с любым учебным материалом, предполагающим установление последовательности.

Установление последовательности, как комплексная логическая операция, предполагает анализ, сравнение, систематизацию элементов заданного множества. В результате чего, происходит выбор и расположение элементов, отвечающих заданным условиям. И как следствие, у обучающихся формируются следующие умения: умение узнавать предмет по заданным признакам, умение сравнивать объекты по указанному признаку, выделять основания для сравнения, умение выделять в различных объектах общие и отличительные свойства, умение группировать предметы по определенным признакам, умение проводить классификацию объектов по какому-либо основанию.

Работа над формированием умения устанавливать последовательность должна быть планомерной и системной. Необходимо постепенно обучать выделенному спектру умений, начиная с несложных заданий и переходя к более сложным по составу входящих в них операций. Самое простое задание – это составление последовательности событий по изучаемому материалу (обучающимся дается задание прочитать текст и составить таймлайн по событиям, о которых рассказывается в нём). Более сложное задание – вести таймлайн на протяжении изучения параграфа (темы, курса). Еще один тип заданий – это расположение набора событий в хронологической последовательности. Обучающимся предлагается несколько событий, они должны вспомнить их даты и создать ленту времени. Еще одним вариантом этого задания будет соотнесение двух списков – списка дат и списка событий, установление их последовательности на ленте времени. Такие задания можно предлагать на любом предметном материале, на любом этапе урока. На уроках биологии организуем работу над установлением последовательности природных явлений, биологических процессов, алгоритмов действий и правил поведения, фаз развития организмов. На уроках химии – этапы химической реакции, технологии химических производств, строение атомов химических элементов.

В старших классах возможности применения таймлайнов расширяются. Обучающиеся уже владеют основами работы с компьютерной техникой, и составление лент времени осуществляем не только на бумаге, но с помощью специальных сервисов. Современные сервисы позволяют «нанизывать» на ленту времени не только текст, но и изображения, видео и звук. Кроме того, фрагмент текста или картинку можно оформить как гиперссылку на сторонний ресурс в Интернете, в котором событие раскрывается более подробно. Благодаря чёткому представлению в виде временных отрезков и визуальному оформлению ленты, обучающиеся имеют возможность лучше представить какое-то событие и быстрее запомнить его. Эволюция живого мира, химические процессы - все это прекрасно визуализируется с помощью таймлайнов. Ленту времени может составлять как один пользователь, так и несколько. Организация совместной работы в группе позволяет формировать не только предметные компетенции, но и навыки коммуникации и сотрудничества.

Таймлайн — это технология, которую можно смело использовать при выполнении самых разных заданий. Практически любая исследовательская, проектная работа может быть воплощена в этой технике.

Интеллект-карта (ментальная карта, карта мыслей) - это графический способ представить идеи, концепции, информацию в виде карты, состоящей из ключевых и вторичных тем. То есть, это инструмент для структурирования идей, планирования своего времени, запоминания больших объемов информации, проведения мозговых штурмов.

Интеллект - карта реализуется в виде древовидной схемы, на которой изображены слова, идеи, задачи или другие понятия, связанные ветвями, отходящими от центрального понятия или идеи. Центральный образ – одно из ключевых понятий в создании интеллект - карт, без которого невозможно создание ключевых ассоциаций, являющихся основой для её построения. Таким образом, интеллект-карта выступает и как средство наглядного представления объектов и закономерностей изучаемого материала, и как средство представления тех действий и операций, которые должны быть выполнены и освоены обучающимися при выявлении этих объектов и закономерностей. Особенностями метода являются: визуализация структуры и образности излагаемой информации, привлекательность, активное использование цвета и многомерных объектов, концентрация внимания на важных объектах, графическое представление информации, наличие элементов творчества.

Интеллект - карта отражает связи (смысловые, ассоциативные, причинно-следственные и другие) между понятиями, частями. Когда обучающиеся создают интеллектуальную карту, одновременно записывают информацию, запоминают ее, развивают мышление (ассоциативное, творческое, логическое), память, при этом задействуется весь интеллектуальный потенциал обучающегося.   Учебная информация, представленная в виде интеллект - карты сильно сжата, но, в то же время содержит всю совокупность её нюансов, свойств и особенностей.

В процессе обучения химии и биологии, используем разные виды интеллект - карт.

«Карта памяти»  применяется для развития творческих способностей, генерирования новых идей, написания сообщений, сбора, систематизации и классификации информации.

«Карта текста» позволяет понять и очень хорошо запомнить любой текст, является основополагающим методом обработки и запоминания больших объемов текстовой информации. Развивает у обучающихся аналитическое мышление, позволяет увидеть структуру текста и перестроить ее в строгой логической последовательности, запомнить текст и вспомнить его в нужный момент по зрительному ключу.

«Карта правила» ускоряет процесс запоминания правил и формирование навыков их практического применения. Например, правила поведения в химической лаборатории, правила работы с химическими реактивами, правила поведения в природе.

«Карта конспекта»  ускоряет процесс записи выступлений, лекций и их качественное усвоение. Развивает аналитическое мышление, позволяет глубже понять и увидеть структуру выступления, а затем перестроить ее в строгой логической последовательности, внести нужные изменения и дополнения. Например, химическое производство кислот, предельные углеводороды, спирты, ароморфозы и др.

«Карта вопроса» ускоряет процесс формирования навыков, опираясь на алгоритмы мышления (деятельностный подход), например, навык выражения мысли. Применяется там, где важны не сами вопросы, а их последовательность. Развивает логику, мышление. Улучшает процесс коммуникации.

«Карта мышления» применяется для всестороннего анализа и планирования деятельности, позволяет выстроить цепочку целей и задач и спланировать деятельность обучающихся.

Благодаря визуализации информации метод интеллект - карт позволяет обучающимся: формировать регулятивные (организационные), коммуникативные и познавательные универсальные учебные действия, повысить работоспособность и эффективность и качество обучения, по качество обучения, осуществлять подготовку к ГИА.

Метод интеллект - карт можно использовать на разных урока (изучение нового материала, повторение, обобщение и анализ, контроль, рефлексия), при подготовке домашнего задания. Для запоминания материала, упорядочивание и систематизация информации, планирование деятельности, подготовка к выступлениям, подготовка материала по определенной теме, решение творческих задач, планирование и разработка проектов разной сложности, рассмотрение различных вариантов решения.

Скрайбинг – это способ визуализации информации при помощи графических символов, просто и понятно отображающих ее содержание и внутренние связи. Как правило, иллюстрируются ключевые моменты рассказа и взаимосвязи между ними, то есть это создание небольших понятных рисунков, которые делают смысл учебной информации или презентации более понятным. Скрайбинг можно использовать на любом уроке и по любой теме. Подойдет он для объяснения нового материала и проверки усвоенного, может быть использован как средство обобщения изученного, как домашнее задание и рефлексия на уроке. Использование скрайбинга на уроках химии и биологии позволяет заинтересовать обучающихся привлечь их к обсуждению вопросов, информации. При этом развивает коммуникативные навыки, креативное мышление, творческий подход, помогает учителю легко и нестандартно организовать учебную деятельность и разнообразить урок. 

Таким образом, используемая в обучении химии и биологии система средств визуализации предусматривает в качестве цели реализацию учебного, воспитательного, развивающего и познавательного потенциалов естественнонаучного образования посредством визуализации информации и визуализации знаний. Разработка средств визуализации осуществляется на основе принципов целенаправленности, функциональности и комплексности. Следовательно, использование системы средств визуализации предоставляют широкие возможности не только для знакомства с новой учебной информацией, но и передачи в доступной и легко усваиваемой форме теоретических, практических и прикладных знаний.