Анализ содержания Российского федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования нового поколения свидетельствует о том, что в современных социально-экономических условиях экологическая культура является требованием к образовательной подготовке ученика, т.е. идеальным нормативом образованного человека. Понятно, что стихийно экологическая культура не формируется. Экологическая культура как элемент общей культуры формируется на основе познания законов целостности природной среды и законов, обусловливающих жизнедеятельность общества в целях развития и сохранения среды обитания в современных условиях. Сегодня возникает объективная необходимость в новом взгляде на экологическую культуру как фактор экологической безопасности общества (с учетом актуальности обучения молодежи мероприятиям по энергоэффективности и энергосбережению [2, 3]). Данное обстоятельство обуславливает включение в программу основной школы по естественнонаучным дисциплинам модулей экологического содержания, таких как «Водные ресурсы и качество воды», «Атомная энергетика и ядерная безопасность», «Атмосфера, химия газов и климат», «Энергосбережение в быту и промышленности», «Топливно-энергетическая промышленность: проблемы и перспективы». Иначе говоря, требуется специальная подготовка по естественнонаучным дисциплинам, соответствующая индивидуальным особенностям личности и современным технологиям формирования культуры.

Цель исследования: выявить педагогический потенциал информационных технологий при формировании экологической культуры подростков в системе естественнонаучного образования.

Материал и методы исследования

Реализация современного экологического образования с целью формирования экологической культуры, как и решение современных экологических проблем, требует интегративного подхода, который включает компоненты естественных, социальных и гуманитарных наук. Велика роль естественнонаучных дисциплин (физики, химии, биологии, географии). При их изучении в школе практически на каждом уроке имеются огромные возможности для формирования экологической культуры, например [13]. Поскольку экологическое образование является необходимым элементом общего образования, важен не только акцент на овладении научными основами взаимодействия природы и общества, формировании нравственного отношения к природе, умений и навыков сознательного отношения к ней, но и применение в обучении современных информационных технологий. Требуется интеграция естественнонаучных предметов и информатики, формирование новой информационно-образовательной среды экологического образования.

Информационно-образовательная среда, содержанием которой служит упорядоченная система информации, обеспечивает передачу накопленного опыта информационной деятельности человечества. Иначе, информационно-образовательная среда – совокупность условий, обеспечивающих отражение реального мира (образовательные сведения, являющиеся предметом хранения, передачи, преобразования и управления). Психолого-педагогическое обоснование формирования экологической культуры подростков в условиях новой информационно-образовательной среды видится в рамках информационно-средового подхода. В его основе – диалектическое понимание процесса формирования экологической культуры в информационно-образовательной среде школьного экологического образования.

Рассматривая информационно-образовательную среду школьного экологического образования, нельзя обойти вопрос информационной культуры учителя. Информационная культура понимается как компонент в структуре культуры личности, связанный с ее информационно-деятельностной стороной. Формирование информационной культуры личности продолжается всю жизнь. В ее состав, согласно [8, с. 95], включаются: знания информационных технологий и умения мобильно их использовать в динамичной информационной среде, устойчивая система ценностей и сформированных мотивов использования и освоения возможностей современной компьютерной техники, активное и грамотное участие в информационном процессе. Следует уточнить, что информационная культура является более широким понятием по отношению к информационной компетентности.

Основываясь на положениях о создании и использовании средств обучения в информационно-образовательной среде [9, 11], кратко охарактеризуем имеющие место в литературе понятия «современные информационные технологии в образовании», «информатизация образования», «интерактивные средства обучения».

Применение персонального компьютера в школе характеризует уровень развития общества. Заложенные в современный компьютер информационные технологии являются средствами достижения современных целей образования. Использование в обучении компьютера обозначается термином «современные информационные технологии в образовании». Информатизация образования – это процесс проектирования, разработки и внедрения в практику обучения информационных технологий [1]. Как известно, интерактивные средства обучения предоставляют широкую возможность управления потоком информации при знакомстве с учебным материалом. Поскольку применение интерактивных средств часто предполагает использование в обучении технических возможностей компьютерных информационных технологий, по мнению ряда ученых [12], интерактив можно отнести к педагогическим средствам новых информационных технологий.

Результаты исследования и их обсуждение

В естественнонаучном образовании компьютерные анимационные и виртуальные модели техногенных явлений, систем и объектов стали частью цифровых образовательных ресурсов. Разработаны и применяются практикумы виртуальных лабораторных работ с использованием оригинальных авторских программ и специализированного программного обеспечения. Однако, согласно литературным данным [6], в большинстве компьютерных практикумов используются объяснительно-иллюстративные модели [5, с. 221–224] исследуемых явлений. Такое понимание роли компьютерных практикумов и виртуальных лабораторных работ приходит в противоречие с приоритетами современного образовательного процесса (усиление практической направленности). Необходимо посредством компьютерного анализа и имитации экологических проблемных ситуаций обучать учащихся методологии научного поиска, исследовательской деятельности по получению нового для учащегося знания.

В современных условиях главной задачей экологического образования является не только получение учениками определенной суммы знаний по экологии, но и формирование у них умений и навыков самостоятельного приобретения этих знаний. Учащимся важно научиться ориентироваться в бурном потоке экологической информации, выделять главное, обобщать, делать выводы, прогнозировать последствия экологического кризиса. Опыт показывает, что усвоение естественнонаучной информации в школе у учащихся вызывает нередко большие затруднения. Причины этого связываются с большим объемом эколого-ориентированной информации по химии, физике, географии, неумением ребят работать с ней, недостаточным количеством элективных и факультативных курсов, наглядных презентаций, где демонстрируются экологически неблагоприятные ситуации и способы их предупреждения на основе естественнонаучных знаний.

Однако при явном преимуществе (наглядность, разнообразие информации и др.) применение информационных технологий ставит ряд вопросов. Например, следует определиться, на каких этапах естественнонаучного образования целесообразно использовать информационно-компьютерные технологии; какие электронные образовательные ресурсы можно использовать при подготовке к урокам экологического содержания; каково влияние на здоровье подростков применения информационно-компьютерных технологий; на каких этапах урока целесообразно применение информационно-компьютерных технологий.

В научно-педагогической литературе [10] выделяют несколько фрагментов создания мультимедиа урока: поиск наглядности, аудио- и видеоматериалов в соответствии с темой урока; знакомство с содержанием урока и выстраивание материалов в нужной последовательности в программе PowerPoint; вставка текстовой информации, таблиц, схем; оформление слайдов, анимация.

Для использования информационно-компьютерных технологий рекомендуются приведенные ниже этапы урока:

а) подготовка учащихся к активному и сознательному усвоению материала (анимация, видео, звук);

б) усвоение новых знаний (послайдовое изложение материала, таблицы, схемы, анимация);

в) закрепление новых знаний (тесты, вопросы, упражнения, задания различного характера).

Формы использования компьютера в качестве обучающего средства различны – работа всем классом, группами, индивидуальная работа. Отметим то, что применение информационно-компьютерных технологий на каждом уроке достаточно трудоемко. Наиболее эффективно применение информационных технологий в режиме проблемного диалога (между учащимися и учителем или между учащимися). Также необходимо разумное сочетание учительского контроля с самоконтролем и взаимоконтролем.

Кроме того, положительное влияние на вовлеченность в учебный процесс и степень усвоения материала учащимися оказывает применение интерактивных моделей исследуемых процессов. Например, обучение основам энергосбережения на примере интерактивных моделей исследуемых процессов позволяет наглядно объяснить суть происходящего [4]. Адаптируя требования к модели, представленные в [4], к условиям общего образования, получаем:

а) отраженные в модели процессы должны быть знакомы школьникам из курсов естественнонаучных дисциплин;

б) рассматриваемая энергосберегающая ситуация должна иметь практическое отражение в повседневной жизнедеятельности подростка;

в) в рамках элективного или факультативного курса необходимо донести возможные механизмы практического применения полученных знаний дома и способы оценки эффекта от реализации намеченных энергосберегающих мероприятий.

Это позволит повысить качество обучения, мотивацию учащихся, углубить междисциплинарные связи и сформировать научное мировоззрение на основе естественнонаучных знаний. Как известно, использование информационных и интерактивных технологий не вредит здоровью, если педагог учитывает возрастные особенности и интересы подростков, контролирует непрерывное время работы с интерактивной доской, чередует виды и формы работы, следит за оптимальным ее темпом.

Отмеченные выше факторы, способствующие созданию единого электронного образовательного пространства при изучении естественнонаучных дисциплин в школе, были учтены авторами при разработке электронных курсов по физико-химическим основам защиты окружающей среды [7] и основам энергосбережения. Цель курсов – формирование экологической культуры подростков средствами информационных технологий. Структурно курсы включают теоретический школьный материал в виде мультимедийных презентаций, лабораторные работы, компьютерный тестовый контроль.

Экспериментальная апробация электронных курсов показала высокие результаты по всем показателям экологической культуры подростков (образовательному, мотивационно-деятельностномц, эмоционально-чувственному). Целевой результат – осознанные действия по охране природы и энергосбережению, экологической безопасности в быту и в школе – получен благодаря реализации педагогического потенциала информационных технологий при формировании экологической культуры в системе естественнонаучного образования.

Заключение

Применение новых информационных технологий в школьном естественнонаучном образовании при формировании экологической культуры побуждает педагога конкретизировать эколого-ориентированный материал, четко формулировать основную мысль, представлять систематизированную информацию (опорный конспект) на слайдах презентации. Учащиеся при этом осваивают навыки самостоятельного выявления причинно-следственных связей в экологически неблагоприятных ситуациях, применяя опорные естественнонаучные знания. Таким образом, к наиболее важным характеристикам педагогического потенциала информационных технологий следует отнести расширение внеурочной самостоятельной работы, способствующей сознательному усвоению экологически безопасной деятельности и интерактивное эколого-ориентированное обучение с использованием динамических образов изучаемых объектов. Однако следует помнить, что умения, сформированные в виртуальном мире, не всегда адекватны реальным объектам.

Рецензенты:

Гайсин И.Т., д.п.н., профессор, заведующий кафедрой теории и методики географического и экологического образования, ФГАОУ ВПО «Казанский (Приволжский) федеральный университет», г. Казань;

Камалеева А.Р., д.п.н., заведующая лабораторией естественнонаучной и общепрофессиональной подготовки в системе профессионального образования, ФГНУ «Институт педагогики и психологии профессионального образования» РАО, г. Казань.

Работа поступила в редакцию 23.10.2014.