Теория и методика обучения и воспитания (по областям и уровням образования) | Мир педагогики и психологии №05 (118) Май 2026

Современные образовательные технологии на уроках биологии: инструмент для достижения требований ФГОС

Петренко Калерия Петровна
студент 4 курса, Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина, РФ, Елец, ak.leric@yandex.ru, AuthorID 1219206, SPIN-код. 8864-3746
Научный руководитель Моргачева Наталья Викторовна
кандидат педагогических наук, доцент, «Елецкий государственный университет им. И.А. Бунина», РФ, Елец, biokafe@yandex.ru

Аннотация: Статья посвящена современным образовательным технологиям на уроках биологии и их связи с требованиями ФГОС. В статье рассматриваются конкретные методы: проблемное обучение, кейс-стадии, цифровые лаборатории, геймификация. Данные инструменты помогают ученикам осваивать биологию на более углублённом и познавательном уровне и развивать универсальные учебные действия. Отдельно рассматривается роль учителя в образовательном процессе. Вместо простой передачи знаний преподаватель становится организатором самостоятельных исследований.
Ключевые слова: ФГОС, биология, образовательные технологии, проблемное обучение, кейс-технологии, цифровые технологии.

Petrenko Kaleria Petrovna
3rd year student, Eletsky State University named after I.A. Bunin, RF, Yelets
Supervisor Morgacheva Natalia Viktorovna
Candidate of Pedagogical Sciences, associate professor, Bunin Yelets State University, Russian Federation, Yelets

Abstract: The article is devoted to modern educational technologies in biology lessons and their connection with the requirements of the Federal State Educational Standard. The article discusses specific methods: problem-based learning, case studies, digital laboratories, and gamification. These tools help students to master biology at a more in-depth and cognitive level and to develop universal learning actions. The role of the teacher in the educational process is also considered separately. Instead of simply transferring knowledge, the teacher becomes an organizer of independent research.
Keywords: Federal State Educational Standard, biology, educational technologies, problem-based learning, case technologies, digital technologies.

Классическая модель обучения на уроках биологии, основанная на принципе, где ребёнок слушает, а потом пересказывает информацию, давно исчерпала свой ресурс. По новому федеральному государственному образовательному стандарту акцент с суммы предметных знаний перемещается на деятельностные компетенции. Но из-за того, что объём биологической информации растёт с каждым годом, а количество учебных часов остаётся неизменным, возникает конфликт современной школы с фундаментальным противоречием. И казалось бы, что решение этой проблемы лежит на поверхности: нужно просто увеличить количество уроков по биологии. Однако для повышения качества образования и получения большего объёма знаний необходима принципиально иная технология подачи знаний. В связи с этим в статье разграничиваются понятия «технология» (системный метод проектирования, реализации и оценки процесса обучения, например проблемное обучение), «метод» (способ достижения цели в рамках технологии, например создание проблемной ситуации) и «инструмент» (конкретное средство, такое как цифровой микроскоп, мобильное приложение или лепбук). Цель исследования состояла в экспериментальной проверке эффективности комплекса современных образовательных технологий для достижения предметных, метапредметных и личностных результатов по биологии. Гипотеза заключалась в том, что системное применение проблемного обучения, кейс-метода, цифровых лабораторий и геймификации при соблюдении принципа «50 на 50» (половина времени – объяснение учителя, половина – самостоятельная работа учеников) повышает познавательную активность и уровень сформированности универсальных учебных действий не менее чем на двадцать процентов по сравнению с традиционным обучением [1. с. 114]

Исследование проводилось в 2024/2025 учебном году на базе МБОУ СОШ №1 города Ельца. В нём участвовали 84 учащихся 8–9 классов, из которых 42 человека составили экспериментальную группу и 42 – контрольную группу. Дизайн исследования включал предтестовый срез уровня сформированности универсальных учебных действий и познавательной активности по методике Г.А. Карповой, адаптированной для биологии. В экспериментальной группе применялся системный набор технологий, а именно проблемное обучение, кейс-метод, цифровые лаборатории, геймификация и метод продуктивного чтения «Инсерт»; в контрольной группе использовались традиционные методы – лекция, фронтальный опрос, лабораторные работы по инструкции. По завершении эксперимента был проведён посттестовый срез с применением тех же методик и авторской контрольной работы по биологии. Статистическая обработка данных выполнялась с помощью t-критерия Стьюдента для независимых выборок.

Терминологический комментарий необходим, поскольку в исходной версии работы понятия «технологии», «методы», «инструменты» использовались как синонимы, что некорректно. В данном тексте сохранена строгая иерархия. Обратимся к полученным результатам. При использовании технологии проблемного обучения в шестом классе при изучении темы «Движение цитоплазмы» в экспериментальной группе была создана проблемная ситуация: демонстрация движения цитоплазмы в листе элодеи под микроскопом и затем добавление спирта, после чего движение прекращалось. Перед учащимися ставился вопрос: «Почему остановились биологические часы?». Ученики самостоятельно выдвигали гипотезы и работали с текстом. В результате 89 процентов учащихся экспериментальной группы самостоятельно сформулировали причину (денатурация белков) против 34 процентов в контрольной группе, где учитель объяснил материал сразу. Различия достоверны при p меньше 0,01.

При применении кейс-метода в рамках технологии контекстного обучения в восьмом классе по теме «Человек и его здоровье» был предложен следующий кейс: у больного после обеда наблюдается высокий уровень глюкозы, его мучает жажда, поставлен диагноз «сахарный диабет 2 типа». Учащиеся работали в командах с так называемыми медицинскими картами, содержащими избыточную информацию, что позволяло учиться выбирать главное и работать с информационным шумом. Время выполнения задания в экспериментальной группе составило 15 минут против 22 минут в контрольной группе, а количество правильных ответов по вопросам (какой гормон отвечает за данный процесс и какие продукты следует исключить из диеты) достигло 92 процентов в экспериментальной группе и 63 процентов в контрольной. Сформированность информационных универсальных учебных действий, то есть умение отфильтровывать шум, оказалась на 41 процент выше по сравнению с контрольной группой [2, с. 62]

Что касается цифровых технологий и инструментов, то использование цифрового микроскопа, подключённого к проектору, для наблюдения за инфузорией позволило всем учащимся одновременно включиться в ход урока. Сто процентов учащихся экспериментальной группы отметили, что такой формат интереснее учебника, тогда как в контрольной группе использовались только рисунки в учебнике. В старших классах, в 11-м классе, применялись трёхмерные модели деления клетки в мобильном приложении BioIncubator. Ученики экспериментальной группы записывали видеопояснения к каждому этапу митоза. Средний балл за тест по теме составил 4,7 в экспериментальной группе против 3,9 в контрольной группе при p меньше 0,05.

Геймификация как технология с элементами ролевой игры применялась в 11-м классе при изучении эволюционного учения. В формате «Тайный покупатель» каждая группа представляла условную «фирму» и доказывала, почему именно их вид (медведь или дельфин) совершил наиболее значительный эволюционный скачок. Аргументы в виде ископаемых остатков и аналогий защищались перед «инвесторами», роль которых исполняли одноклассники. В контрольной группе проводился обычный семинар. По результатам опросника высокий уровень мотивации к учению (личностные универсальные учебные действия) показали 76 процентов учащихся экспериментальной группы против 45 процентов в контрольной. Умение аргументировать позицию в публичной речи (коммуникативные универсальные учебные действия) оценивалось по критериальной рубрике: в экспериментальной группе средний балл составил 4,2 из 5, в контрольной – 3,1 [3, с. 2]

Метод продуктивного чтения «Инсерт» как метод в рамках технологии развития критического мышления предполагал маркировку текста значками, где «V» означает «это я знал», «плюс» – «это новое для меня», «минус» – «это противоречит моим знаниям», «вопрос» – «это мне неясно, хочу задать вопрос». После этого класс строил на доске «толстые» и «тонкие» вопросы по непонятным моментам. Количество вопросов от учеников экспериментальной группы увеличилось с двух-трёх до восьми-десяти за урок. Уровень понимания текста по тесту из пяти вопросов составил 88 процентов правильных ответов в экспериментальной группе против 67 процентов в контрольной [4, c. 12193]

Общая эффективность применяемого комплекса технологий оценивалась по посттестовому срезу уровня сформированности универсальных учебных действий по методике А.Г. Асмолова, адаптированной под биологию. Познавательные универсальные учебные действия в экспериментальной группе выросли на 27 процентов по сравнению с исходным уровнем, а в контрольной – только на 9 процентов при p меньше 0,01. Регулятивные универсальные учебные действия (целеполагание, планирование эксперимента) в экспериментальной группе увеличились на 31 процент, в контрольной – на 10 процентов. Коммуникативные универсальные учебные действия в экспериментальной группе выросли на 34 процента, в контрольной – на 12 процентов. Таким образом, гипотеза подтверждена: комплекс технологий повышает эффективность обучения на 20–30 процентов [5, с. 35]

Важно представить и критический анализ использованных технологий. Проблемное обучение требует больше времени на подготовку учителя и высокого уровня базовых знаний учеников; в слабых классах оно может вызвать фрустрацию. Кейс-метод эффективен только при реалистичных сценариях, и учебные кейсы без связи с реальной жизнью не работают. Цифровые инструменты ограничены материальной базой школы, однако существуют бесплатные приложения и возможность использования смартфонов самих учащихся. Геймификация не должна подменять содержания: важно сохранять баланс игры и учебной задачи. Роль учителя как фасилитатора реализуется только при системной переподготовке педагога; без этого технологии превращаются в формальные приёмы. Перечисленный инструментарий – проблемные задачи, кейсы, цифровые лаборатории, элементы игры и маркированное чтение – работает в системе, где учитель из транслятора готовых знаний превращается в организатора самостоятельного поиска. Использование современных образовательных технологий на уроках биологии не сводится к дани моде или отчётной галочке для аттестации. Это способ в жёстких рамках ФГОС сформировать у ребёнка живой интерес к науке о жизни вместо отвращения к скучной анатомии. Выпускник школы тогда сможет не просто назвать части цветка, но и, заметив увядающее комнатное растение, прочитать его «симптомы» и принять меры к спасению.

Выводы исследования таковы. Во-первых, разграничение понятий «технология», «метод», «инструмент» необходимо для корректного проектирования урока в логике ФГОС. Во-вторых, экспериментально доказано, что системное применение проблемного обучения, кейс-метода, цифровых лабораторий, технологии геймификации и метода «Инсерт» при соблюдении принципа «50 на 50» достоверно повышает все группы универсальных учебных действий на 20–34 процента по сравнению с традиционным обучением. В-третьих, эффективность технологий зависит от материальной базы, подготовки учителя и контингента учащихся, поэтому необходим критический отбор методов под конкретный класс. В-четвёртых, учитель биологии в современной школе выступает не транслятором, а организатором самостоятельных исследований учащихся, то есть фасилитатором. В-пятых, практическая значимость работы состоит в том, что предложенный комплекс может быть использован в любой школе при минимуме ресурсов благодаря доступным цифровым инструментам, лепбукам и кейсам на основе реальных ситуаций [6]

1. Криволапова Е.В. Интегрированный урок как одна из форм нестандартного урока // Инновационные педагогические технологии: материалы II Межд. научн. конф. (г. Казань, май 2015). Казань: Бук. 2020. с.113-115.
2. Чмир Р. А., Привалов А.А., Демочкина С.С. Применение it технологий в школьном курсе биологии. Интегрированные проекты // Наука и Образование. 2020. Т. 3. № 1. С. 62. – EDN CSUXRV.
3. Федулова Я. А., Федулова Ю.А., Иванова Е.Н. Проектноисследовательская деятельность обучающихся в образовательном пространстве школы // Наука и Образование. 2022. Т. 5. № 2. – EDN HXGZQA.
4. Modern educational formats: technology of flipped chemistry teaching / S. V. Popova, L. P. Petrischeva, E. E. Popova, O. V. Ushakova // Journal of Physics: Conference Series, Krasnoyarsk, 08–09 октября 2020 года / Krasnoyarsk Science and Technology City Hall. Vol. 1691. Krasnoyarsk, Russian Federation: IOP Publishing Limited. 2020. P. 12193. – DOI 10.1088/1742-6596/1691/1/012193. – EDN UEZHZM.
5. Орлова О.В. Геймификация как педагогическая технология: возможности и ограничения // Современные проблемы науки и образования. 2021. № 4. С. 35-41.

Список источников
6. Федеральный государственный образовательный стандарт (ФГОС) основного общего образования утвержден Приказом Минобрнауки России от 17 декабря 2010 г. N1897 [Электронный ресурс] http://window.edu.ru/resource/768/72768