Конструирование и применение комплексов средств обучения для методической подготовки студентов-биологов в условиях информационно-предметной среды вуза

Е.Н. Арбузова, Л.В. Усольцева 

КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ 
КОМПЛЕКСОВ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ  
ДЛЯ МЕТОДИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ  
СТУДЕНТОВ-БИОЛОГОВ В 
УСЛОВИЯХ ИНФОРМАЦИОННОПРЕДМЕТНОЙ  СРЕДЫ ВУЗА 

Монография 

2-е издание, стереотипное

Москва 
Издательство «ФЛИНТА» 
2020 

УДК 57
ББК 74.262.8

А79

Рецензенты:

А79

д-р пед. наук, профессор, зав. кафедрой методики преподавания 
биологии и общей биологии Московского городского педагогического университета С.В. Суматохин; 
д-р пед. наук, профессор, зав. кафедрой химии и методики преподавания химии Омского государственного педагогического университета О.И. Курдуманова; 
канд. пед. наук, доцент кафедры практической биологии, экологии 
и методики преподавания биологии Челябинского государственного педагогического университета Е.А. Ламехова 

Арбузова Е.Н. 
Конструирование и применение комплексов средств обу- 
чения для методической подготовки студентов-биологов в условиях 
информационно-предметной среды вуза [Электронный ресурс] : 
монография / Е.Н. Арбузова, Л.В. Усольцева. – 2-е изд., – 
Москва : ФЛИНТА, 2020. – 166 с. 

ISBN 978-5-9765-4472-7

Предлагаемая монография посвящена разработке теоретических 

основ системы средств обучения биологии как составляющей информационно-предметной среды для методической подготовки студентовбиологов, созданию комплексов средств для реализации дисциплин 
«Теория и методика обучения биологии» и «Технология и методика обучения биологии», современным проблемам методики обучения биологии, а также экспериментальному обоснованию методики оптимального 
сочетания традиционных средств обучения и средств новых информационных технологий в подготовке студентов-биологов к профессиональной 
деятельности в области биологического образования.

Монография предназначена для преподавателей педагогических 

вузов, аспирантов, магистрантов, слушателей курсов и сотрудников системы постдипломного образования.

УДК 57
ББК 74.262.8

ISBN 978-5-8268-4472-7
© Арбузова Е.Н., Усольцева Л.В., 2010 
© Издательство «ФЛИНТА», 2020 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение......................................................................................................5

Глава 1. Система средств обучения биологии как составляющая 
информационно-предметной среды для подготовки студентовбиологов в области  методической науки

§ 1. Информационно-предметная среда  для подготовки
студентов-биологов к профессиональной деятельности
в области биологического образования ................................................8
§ 2. Применение средств обучения в процессе освоения
студентами курса «Теория и методика обучения биологии»............22
§ 3. Проблема целесообразного и рационального использования
средств обучения биологии в процессе формирования профессионально-педагогической  компетентности студентов-биологов...38

Глава 2. Комплексы средств обучения для реализации дисциплины 
«Теория и методика обучения биологии»

§ 1. Особенности организации и реализации курса
«Теория и методика обучения биологии» с помощью
учебно-методического комплекса .......................................................49
§ 2. Средства новых информационных технологий и электронные
образовательные ресурсы  как инновационные компоненты
информационно-предметной среды обучения биологии ..................71
§ 3. Принципы конструирования вариативных первичных комплексов
средств обучения  в образовательном процессе
по дисциплине  «Теория и методика обучения биологии» ...............83

Глава 3. Комплексы с оптимальным соотношением средств обучения 
и методика их применения в опытно-экспериментальной работе

§ 1. Модель и методика оптимального сочетания традиционных
средств обучения и средств новых  информационных технологий

в подготовке студентов-биологов к профессиональной 
деятельности ......................................................................................... 94
§ 2. Разработка и апробирование спецкурса «Информационнопредметная среда для профильного  обучения биологии»
для студентов-биологов ..................................................................... 102
§ 3. Результаты экспериментального обучения с использованием
методики оптимального сочетания  традиционных средств
обучения и средств новых  информационных технологий ............. 107

Заключение............................................................................................ 143

Библиография ....................................................................................... 146

ВВЕДЕНИЕ

Общество и образование неотделимы. Об этом убедительно свиде
тельствует то, что любые глобальные перемены, с которыми сталкивается
общество и цивилизация в целом, неизбежно сказываются на состоянии 
образования. В настоящее время система отечественного высшего педагогического образования находится на этапе модернизации, т. к. проблема подготовки высококвалифицированных, компетентных, конкурентоспособных специалистов для современной школы становится особенно 
актуальной в условиях глубоких структурных изменений в обществе и 
мирового экономического кризиса. 

Для обновления образовательного процесса недостаточно сменить 

парадигму образования, пересмотреть содержание, внедрить новые методы, организационные формы обучения, необходимо преобразовать соответствующую среду, которая гармонировала бы с естественной природой 
человека 
и 
возможностями 
его 
обучения. 
В 
связи 

с осуществлением профильного обучения в старших классах общеобразовательных учреждений требуется совершенствование содержания, 
форм и методик преподавания для подготовки грамотных и компетентных учителей биологии.

В педагогической науке проблема изучения влияния «среды» не 

нова, различные ее аспекты рассматривались Л.С. Выготским, Л.С. Зазнобиной, П.Ф. Каптеревым, В.С. Ледневым, А.А. Макареней, Т.С. Назаровой, 
С.Г. Шаповаленко, А.Е. Чучиным-Русовым, В.А. Ясвиным и др. Созданию 
образовательной 
среды 
в 
вузе 
посвящены 
работы 
педагогов 

Б.Н. Богатыря, В.В. Гусева, В.В. Карпова, М.В. Кларина, Н.Ф. Масловой, 
М.С. Чвановой и др. 

Вопрос создания предметной среды освещался в исследованиях 

научных сотрудников НИИ ШОТСО АПН СССР, Центра средств обучения Института общего среднего образования РАО А.А. Грабецкого, 
В.В. Городничего, Т.С. Назаровой, И.В. Козыря, Н.А. Пугал, А.М. Розенштейна и методистов-биологов П.И. Боровицкого, Н.М. Верзилина, 
В.М. Корсунской, Д.И. Трайтака и др.

Оснащению учебных кабинетов, в частности изучению вопросов 

организации предметной среды, созданию средств обучения и технологии их использования посвящены работы И.И. Дриги, Т.С. Назаровой, 
Н.А. Пугал, Д.И. Трайтака, Н.Н. Суртаевой и др. В последнее время появились работы, посвященные созданию педагогико-эргономических 

условий построения информационно-предметной среды учебного кабинета биологии школы и вуза (Д.Р. Баетова, Н.Л. Галеева и др.). В исследовании А.В. Яковлевой приведены технологические основы проектирования кабинета для углубленного изучения биологии и методика использования средств обучения в условиях такого кабинета. Технология использования средств обучения курса методики обучения биологии в 
педагогическом вузе освещена в работе М.Ж. Мукашевой. 

В период модернизации для получения качественного биологиче
ского образования в педагогическом вузе должно быть устранено отставание материально-технической базы и ресурсно-информационного 
обеспечения от уровня современных требований. В целом должна быть 
преобразована информационно-предметная среда методической подготовки будущих учителей биологии (в том числе для профильных классов), являющаяся условием для развития их методической и информационной компетентностей. 

Трансформирование информационно-предметной среды для реали
зации курса «Теории и методики обучения биологии» к инновационной 
деятельности 
преподавателя-методиста 
и 
продуктивной 
учебно
познавательной деятельности студентов-биологов становится важным 
моментом гуманизации образовательного процесса в вузе. Государственный стандарт третьего поколения ориентирует на развитие педагогической компетенции использования образовательной среды, в том 
числе информационной, для обеспечения качества учебно-воспитательного процесса.

Проблемами информатизации процесса обучения биологии зани
мались методисты-биологи: О.И. Беляков, В.В. Пасечник, В.А. Смирнов, 
В.П. Соломин, В.Н. Стародубцев, О.Н. Стефаненко, С.В. Суматохин, 
Е.А. Филиппов и др. 

Вместе с тем в работах ряда исследователей (А.И. Никишова, 

Н.А. Пугал, Е.Е. Соловьевой, Д.И. Трайтака, С.Г. Шаповаленко и др.) указывается, что натуральная наглядность является незаменимым компонентом учебного процесса и что система традиционных средств обучения
имеет ряд особенностей и не может быть полностью заменена компьютерными средствами.

Основные положения создания и использования средств обучения 

изложены в работах Л.П. Прессмана, Е.С. Полат, Л.С. Зазнобиной, 
С.Г. Шаповаленко и др. Технология раздельного или комплексного применения средств обучения рассмотрена в работах Т.С. Назаровой, 
Н.А. Пугал, А.М. Розенштейна, С.Г. Шаповаленко и др.

Комплексы материальных средств информационно-предметной 

среды для научной организации педагогического процесса тесно взаимосвязаны, дополняют друг друга. Методика комплексного применения тра

диционных средств обучения и средств новых информационных технологий в курсе общей биологии разработана в диссертационном исследовании А.С. Лысенко.

Так как отдельные средства обучения ограничены возможностями и 

совершенно по-разному воздействуют на обучающихся, возникает необходимость не только их комплексного использования, но и оптимального 
сочетания традиционных средств и средств новых информационных 
технологий (СНИТ) в комплексах. 

Теория оптимизации учебного процесса предложена Ю.К. Бабан
ским в 70-е гг. ХХ столетия. Оптимальный – это не наилучший вообще, 
это наилучший для имеющихся сегодня условий, для реальных в данный момент, с точки зрения определенных критериев. Подходы к раскрытию понятия «оптимальный» встречаются в работах многих известных дидактов и психологов.

Однако на современном этапе развития профессионального обра
зования не в полной мере реализуются потенциальные педагогические 
возможности СНИТ в процессе методической подготовки будущих учителей биологии, не разработаны на должном уровне методики обучения, 
эффективные в процессе подготовки специалистов для профильной школы, недостаточно рассматривалась проблема оптимального сочетания 
при использовании СНИТ и традиционных средств обучения биологии. 
Возникают противоречия: между активным вовлечением СНИТ в процессе методической подготовки студентов-биологов и необходимостью 
сохранения традиционной системы средств обучения, обусловленной 
спецификой биологического содержания учебного материала; между 
необходимостью подготовки учителей биологии для профильных классов и отсутствием научно обоснованной системы средств обучения, а 
также проектов преобразования информационно-предметной образовательной среды, в которой будет происходить становление будущего 
учителя биологии.

Объективно существующая проблема заключается в необходимо
сти разработки комплексов средств обучения студентов-биологов с оптимальным сочетанием традиционных и средств новых информационных технологий и методики их конструирования в условиях преобразованной информационно-предметной среды. Определение проблемы позволило сформулировать тему монографического исследования –
«Конструирование и применение комплексов средств обучения для методической подготовки студентов-биологов в условиях информационнопредметной среды вуза».

Глава 1

СИСТЕМА СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ БИОЛО
ГИИ 

КАК СОСТАВЛЯЮЩАЯ ИНФОРМАЦИОННО-ПРЕДМЕТНОЙ СРЕДЫ ДЛЯ ПОДГОТОВ
КИ 

СТУДЕНТОВ-БИОЛОГОВ В ОБЛАСТИ 

МЕТОДИЧЕСКОЙ НАУКИ

§ 1. Информационно-предметная среда для подготовки 
студентов-биологов к профессиональной деятельности 

в области биологического образования

Концепция модернизации высшего образования направлена на 

личностно-профессиональное становление педагога и требует существенных изменений в структуре, содержании и технологиях подготовки 
студентов в условиях педагогического вуза. Гуманизация педагогического образования, его гуманитаризация, дифференциация и демократизация сделали систему более гибкой, вариативной и открытой. 

С момента подписания Болонской декларации в сентябре 2003 г. 

Российская Федерация стала участницей процесса гармонизации систем
высшего образования стран Европы, цель которого заключается в создании единого образовательного пространства. Немаловажное значение в 
Болонской декларации придается развитию непрерывного и дистанционного образования на основе новых информационных технологий с 
целью обеспечения доступности образования. Новые целевые акценты 
требуют существенного изменения в позициях ученика и учителя, их 
общении в учебно-воспитательном процессе, возникают объективные 
предпосылки для выбора индивидуально-образовательных маршрутов, 
которые наиболее полно отвечают личностно-ориентированнным потребностям и устремлениям обучающихся.

В первом десятилетии XXI в. профильное обучение пришло на 

смену углубленному обучению отдельному предмету или группе смеж

ных предметов. Такая трансформация вызвана, прежде всего, изменениями, происходящими в современном обществе, вступившем в постиндустриальный период развития, и, как следствие, изменениями подходов к обучению. Учитель профильной школы должен быть не просто 
специалистом 
высокого 
уровня, 
соответствующим 
профилю 

и специализации своей деятельности, но и профессионально обеспечивать: вариативность и личностную ориентацию образовательного процесса (проектирование индивидуальных образовательных траекторий); 
практическую ориентацию образовательного процесса с введением интерактивных, деятельностных компонентов (освоение проектно-исследовательских и коммуникативных методов); завершение профильного 
самоопределения старшеклассников и формирование способностей 
и компетентностей, необходимых для продолжения образования в соответствующей сфере профессионального образования.

Новые требования к учителю в условиях перехода к профильному 

обучению делают необходимыми: дальнейшую модернизацию педагогического образования и повышение квалификации действующих педагогических кадров; создание новых специализаций и магистерских программ с учетом потребностей профильной школы.

Разработке методологических основ формирования личности 

и профессиональной подготовки будущего учителя посвящены труды 
известных ученых О.А. Абдулиной, Н.Е. Астафьевой, А.П. Беляевой, 
З.И. Васильевой, С.Т. Вершловского, М.Н. Скаткина, В.А. Сластенина, 
Н.Ф. Талызиной, А.И. Щекрабатова и др.

В методике обучения биологии проблемой подготовки учителя

занимались Н.Д. Андреева, Е.Н. Арбузова, И.Д. Зверев, В.В. Латюшин, 
А.Н. Мягкова, А.И. Никишов, Л.Н. Орлова, И.Н. Понамарева, Н.А. Рыков, С.В. Суматохин, М.А. Якунчев.

Вопросы по подготовке учителя биологии в системе многоуров
невого педагогического образования раскрываются в работах В.П. Соломина, П.В. Станкевича.

Становление педагога-профессионала происходит в культуро
творческой среде, составляющими которой являются информационнообразовательная и информационно-предметная среды.

Остановимся на характеристике содержания понятия «среда». Во
просам среды уделяли внимание такие авторы, как Дж. Брунер, 
Н.Д. Виноградова, В.Г. Воронцова, Н.М. Девятков, П.Ф. Каптерев, 
В.И. Козырев, В.С. Леднев, А.А. Макареня, Т.В. Менг, А.В. Мудрик, 
С.Ю. Полуйкова, 
Н.А. Савотина,
И. Слободчиков, 
Н.В. Феттер, 

С.Т. Шацкий, В.А. Ясвин и др.

Понятие «среда» имеет множество трактовок:

– в философском энциклопедическом словаре среда трактуется 

как «окружающие человека общественные, материальные и духовные 
условия его существования, формирования и деятельности» [225, с. 315];

– в толковом словаре С.И. Ожегова и Н.Ю. Шведовой понятие 

раскрывается следующим образом: «окружение, совокупность природных условий, в которых протекает деятельность человеческого общества, организмов. Окружающие социально-бытовые условия, обстановка, а также совокупность людей, связанных общностью этих условий»
[161, с. 748];

– в словаре русского языка среда определяется как совокупность 

природных социальных условий, в которых протекает жизнедеятельность какого-либо организма; в словаре представлено и другое определение: среда социально-бытовая обстановка, в которой протекает жизнь 
человека: окружение.

Рассмотрим, как определяется это понятие в педагогической лите
ратуре.

В педагогической энциклопедии представлено следующее опре
деление: «В понятие среда входят: социальные, культурные, экологические факторы и природные условия жизни людей. Наиболее важную 
роль в формировании подрастающего поколения играют социальные 
факторы, воздействие которых в отдельных случаях оказываются даже 
более сильными, чем целенаправленное воспитание» [170].

Культурологи определяют социальную среду как общественные, 

материальные условия, культурно-психологический климат, окружение 
человека. Социальная среда оказывает решающее воздействие на формирование и развитие личности. В то же время под влиянием культурной деятельности человека социальная среда изменяется, в результате чего изменяются и сами люди. В этом определении показана роль образовательной среды и возможность использования среды для развития профессиональной компетентности студентов.

В Российской социологической энциклопедии также рассматрива
ется социальная среда, но по-особому: «совокупность объективных факторов, влияющих на формирование и поведение личности... Социальная 
среда личности определяется общественными отношениями на уровне 
общества в целом, на уровне социальных классов... Социальная среда с 
ее многочисленными сферами является объективным основанием социализации и в то же время основным системообразующим элементом этого 
процесса». Как видно из содержания определения этого понятия также 
раскрыта роль среды в профессиональном становлении учителей.

А.О. Дуговейко выделяет вместо образовательной обучающую 

среду и определяет ее как особое пространство, образованное отдельными предметами (науками) и многообразием междисциплинарных связей между ними. Это определение вполне подходит для проектирования 
педагогического процесса в вузе, направленного на профессиональную 
педагогическую подготовку.

В.С. Леднев понятие среды использует как исходное, отправное. 

Автор отмечает, что это одна из аксиом педагогики состоит в том, что 
учебно-воспитательный процесс предполагает наличие особым образом 
организованной дидактической и педагогической среды, отвечающей 
целям и задачам образования, обусловленных рамками требований педагогической технологии, ограниченная экологическими возможностями 
общества и уровнем информационных технологий.

В.И. Козырь также обращает внимание на среду: «Педагогические 

средства вместе с окружающим природным и социальным миром образуют для учащихся и жизненную среду. Педагогическая среда является 
открытой, широкой вариативной системой. Подобное качество может 
быть достигнуто лишь на основе интеграции всех педагогических 
средств, которыми располагает как само учебное заведение, так и внешняя социально-педагогическая среда» [118]. Автор полагает, что в понятие социально-педагогической среды входит как искусственно созданная 
среда обучения, так и естественная среда обыденной человеческой жизнедеятельности, что включает в себя природу, предметы и явления культуры, других людей и самого растущего человека, т. к. он является условием собственного развития.

В работе С.Ю. Полуйковой среда описывается как пространство, 

окружение субъекта, включающее совокупность возможностей для реализации его потребностей. Возможность принципиально отличается от 
«условий», «влияний», принадлежащих среде и воздействующих на 
субъекта.

И.В. Феттер описывает эмоциональную образовательную среду. 

Отмечает, что можно рассматривать ее как условие оптимального становления внутреннего мира личности только с позиции «проживания» 
широкого спектра эмоциональных состояний. Атмосфера радости, удивления, интереса, успеха создает возможности для самореализации, осознания собственного достоинства и самобытности, гармонизации с 
окружающим миром. Как видим, такое определение не противоречит содержательным трактовкам условий профессионального становления, а 
значит, может служить средством его развития.

В.А. Козырев применяет экстралогический и логический подходы 

при рассмотрении среды. С позиций экстралогического подхода автор 
выделяет совокупность элементов, различные структуры, а с позиций 
логического – среда описывается в таких категориях, как дух, атмосфера, 
климат.

Определение, которое дает Н.М. Девятков, отражает функции 

среды, ряд из которых совпадает с функциями профессионального образования, поэтому они не противоречат друг другу, а взаимно дополняют. 
Автор отмечает, что роль среды в педагогическом процессе можно свести к тому, что культуротворческая среда, являясь системообразующим 
началом, становится полифункциональным элементом, выполняет образовательную, воспитательную, развивающую, мировоззренческую, эстетическую, коммуникативную, аксиологическую, деятельностную и другие функции [76].

Наиболее подробное описание культуротворческого аспекта 

среды мы находим в работах А.А. Макарени [146]. Автор считает, что 
среда – это то пространство, где происходит формирование стиля мышления, поведения, общения, деятельности каждого нового поколения, с 
одной стороны, а с другой – он рассматривает среду как отражение объективной, пространственно-временной реальности, тесно связанной 
с субъективными факторами: установками и концепциями образования, 
ориентированными на социальные, идеологические и политические 
мотивы организаторов образования.

Действительно, в социальной среде раскрывается биологическая, 

психологическая, интеллектуальная, духовная, социальная индивидуальность человека, т. к. при этом имеет возможность развиваться каждый из 
компонентов его жизнедеятельности: получение информации, трудовая 
деятельность, творчество, профессиональное становление. Человек преодолевает при этом те барьеры в учебном познании, которые отделяют 
его от других. Этими барьерами являются: информационный, методический, методологический и аксиологический. Преодоление барьеров в 
среде как раз и может служить одним из множества средств профессионального становления.

Личность развивается в определенном социально-экономическом 

пространстве, в значительной степени определяющем благосостояние 
населения, социальный статус и стратегию развития региона в его взаимосвязи с другими регионами мира. Личность живет в определенном 
культурообразовательном пространстве, характеризующимся наличием 
соответствующих центров культуры, науки, образования, интеллектуальным потенциалом и возможностями реализации индивидуальности и