Биолог мамандарын ғылымға баулуда инновациялық техниканы пайдалану

Кіріспе

 Қазақстан Республикасының Президенті Н. Назарбаев Жолдауында білім саласына ерекше басымдылық беріп, жастардың білім-біліктілігін жетілдіру үшін барлық жағдай «Қазақстан – 2050» Стратегиясында: Біздің жастарымыз оқуға, жаңа ғылымбілімді игеруге, жаңа машықтар алуға, білім мен технологияны күнделікті өмірде шебер де тиімді пайдалануға тиіс. Біз бұл үшін барлық мүмкіндіктерді жасап, ең қолайлы жағдайлармен қамтамасыз етуіміз керек деп, Қазақстанның алдыңғы қатарлы жоғары дамыған 30 мемлекеттің дамуына кіру үшін нақты мақсаттар жүктеген болатын [1].

Келер ұрпаққа қоғам талабына сай тәрбие мен білім беруде мұғалімдердің инновациялық іс-әрекетінің ғылыми-педагогикалық негіздерін меңгеруі маңызды мәселелердің бірі.

Биология ғылымдарының тәрбиелік мәні өте зор. Қазіргі уақытта педагогика және биологияны оқыту әдістемесінде тәрбие өте өзекті мәселе болып табылады [2]. Биология қазіргі уақытта гуманистік идеалдар мен экологиялық білім алудың негізі болып саналады, сонымен қатар жас ұрпақты салауатты өмір салтына тәрбиелеуге мүмкіндік береді. Биологиялық білім өскелең ұрпақты өмірді жоғарғы құндылық ретінде түсінуге қалыптастырады. Биологияны оқыту бұл биосфераны сақтау – тіршіліктің ғана емес, сондай-ақ адамзаттың дамуы екендігін түсінуге ықпал етеді [3].

Студент кәсіпке бейімделуде болашақ мамандығы бойынша еңбек талаптары мен ерекшеліктерін жақсы меңгеруі тиіс. Ол маман ретінде тұлғаның кәсіби қасиеттерінің қалыптасуынан, еңбек дағдыларынан көрінеді [4].

 Негізгі бөлім

 Қазіргі уақытта еліміздегі болып жатқан реформалар, қоғамдағы ақпараттандыру үдерісі, түрлі инновациялар білім беру саласының дамуына елеулі әсер етеді.

Жоғары оқу орнында білім беру жүйесін дамыту мәселелері, болашақ мамандарды кәсіби жетілдірудің міндеттері С.И. Архангельский, Ю.К. Бабанский, А.М. Баскакова, Ю.С. Брановский, Б.С. Гершунский, М.Е. Дуранова, Р.А. Литвак, С.Е. Матушкин, С.А. Репин, B. Савин, В.А. Сластенин, Н.Ф. Талызина, А.В. Усова, Ф.Р. Филиппова, П.И. Чернецова, Е.В. Яковлева және басқалардың еңбектерінде қарастырылған. Орта және жоғары мектептерді ақпараттандырудың маңыздылығын И.М. Бобко, Я.А. Ваграменко,  А.П. Ершова, А.А. Кузнецова, В.В. Марусина, А.Г. Кушниренко, В.М. Монахова, И.В. Роберт еңбектерінде атап өтті [5].

Білім беруді дамытудың маңыздылығы жаратылыстану ғылымдары бойынша оқыту болып табылады. Қазіргі кездегі экологиялық проблемалардың көбеюі жағдайында қоршаған ортаға адамзаттың әсерін білу. «Жаратылыстану бағытына ғылыми дайындық адамның жалпы мәдениетінің ажырамас бөлігі және кәсіптік білім беру мазмұнының базалық компоненті болып табылады» [6].

Студенттерді жаратылыстану бағытында дүниетаным қағидаларын сақтау мен нығайту рухында тәрбиелеу, шығармашылық қабілеттерін іске асыру, жалпы мәдениетті қалыптастыру қажет. Жаратылыстану бағытында ғылыми білім беру жүйесін ақпараттандыру қазіргі заманғы білім беру моделінің маңызды талабы болып табылады және ізгілендіру үрдістері, инновация енгізу, білімді интеграциялау синтезделеді.

Қазіргі кездегі «Білім беруді ақпараттандыру тұжырымдамасына» [7] сәйкес оқыту үдерісіне компьютерлер енгізу және төмендегідей міндеттерді біртіндеп шешу талап етіледі:

• оқу орындарында студенттердің компьютерлік сауаттылығын қамтамасыз ету;
• компьютерлік жабдықтарды пайдалануды қамтамасыз ету, пәнді жаңа әдістемелік негізде оқытуға көшу;

1996 жылы Мәскеуде өткен ЮНЕСКО-ның «Білім және информатика» атты ІІ Халықаралық конгресінде, «Білім беру жүйесін реформалаудың барлық негізгі бағыттарына әсер ететін ең маңызды механизмдерінің бірі ақпараттандыру болып табылады» деп атап көрсетілді [8].

С.В. Буцык (2001) студенттерді оқыту-танымдық қызметінде дифференциалдық ақпараттық қабілеттерін қалыптастыру жүйесін дайындап, іске асырды. Т.Г. Везиров (2001) ақпараттық технологияларды пайдалана отырып, педагогикалық жоғары оқу орындарында оқытуды ұйымдастыру бойынша білім беру ұсыныстар пакетін дайындады. В.А. Сакулин (1999) психологиялық-педагогикалық зерттеулер мен эксперименттер жүргізе отырып, компьютерлік технологиялар саласындағы педагогикалық институттардың студенттерінің оқыту мәселесін зерттеді. А.В. Слуднов (2001)  компьютерлердің көмегімен білім беру жүйесінің педагогикалық пайдалылығын талдады [5].

Қазіргі кезеңде білім беруде компьютер негізгі екі бағыт бойынша қолданылады. Біріншіден, пәндерді оқыту және білім сапасын жақсартуда және жаңа бағдарламалық құралдарды пайдалану арқылы нәтижелерге жетуде, компьютер оқыту үдерісін жеңілдету, жеделдету, одан әрі жетілдіруге негізделген. Екіншіден, компьютер жалпы танымдық қабілеттерді дамыту яғни, өз бетінше ойлау, әртүрлі оқу міндеттерін шешу, ақпарат жинау және талдау үшін пайдаланылады. Оқу үдерісінде компьютерді пайдаланудың бірінші бағыты жеткілікті зерттеліп, білім беру технологиясы көптеген жұмыстарда сипатталған.Компьютерді пайдаланудың екінші бағыты даму сатысында, теориялық жағынан зерттеулер жүргізілуде.

Компьютерлік технологияларды пайдалануды зерттеу нәтижелерінен, болашақ мамандардың кәсіби білімінің сапасын арттыруға арналған оқу бағдарламаларын дамытуда, жаңа ақпараттық технологияларды пайдалану бағыттарын қарастыру қажет деген қорытынды жасауға болады.

Компьютерлерді пайдалану жаратылыстану ғылымдары пәндерін оқытуда жаңа көзқарас қалыптастыруға мүмкіндік береді.

• білім беру үдерісінің тиімділігі;
• білім алудың негізгі мақсаты ретінде өзінөзі дамытуға, жетілдіруге көшуді ұйымдастыру;
• еңбекте өзін-өзі ұйымдастыру және өзін-өзі бағалау дағдыларын алу;
• педагогикалық үдерісте студенттердің жеке қабілеттерін жүзеге асыру;
• студенттердің белсенділігін ынталандыру және жаратылыстануды оқыту сапасын арттыруға ықпал ету;
• болашақ мұғалімдердің ақпараттық мәдениетін дамыту.

Қазіргі кезде жоғары білікті мамандар дайындауда студенттердің ізденуіне, өз бетінше білім алуына инновациялық құралдарды пайдалану компьютер көмегімен жүзеге асырылады.

ТМД елдері мен Ресейдің көптеген жоғарғы оқу орындарында жаратылыстану ғылымдарының оқу-зертханалық базасы сараптауларынан оқу үдерісінде көбінесе ескірген зертханалық құрал-жабдықтар пайдаланылатындығы, ал студенттердің ғылыми-зерттеу жұмыстары мамандандырылған, арнайы құралдарды қажет ететіндігін көрсетті. Практика жүзінде оқу және зертханалық құрал-жабдықтар зерттеулердің белгілі бір міндетін ғана шешуге негізделген. Зертханалық, практикалық сабақтарды өткізуге арналған көпсалалы, біріктірілген құрылымды құрал-жабдықтар жоқтың қасы [9].

Білім беруді дамытудың қазіргі кездегі бағыты – оқу үдерісінде жаңа ақпараттық техникаларды пайдалану, жеделдету, компьютерді ендіру. Ақпараттық техникалар студенттерге білім алу үшін кең спектрлі мүмкіндік бере отырып, оқытушыларға оқу үдерісін сапалы жаңа деңгейге шығаруға және оқыту сапасының тиімділігін арттыруға көмектеседі.Оқу үдерісіне әртүрлі тәсілдер мен құралдарды қолдану арқылы үнемі жаңалықтар енгізіп отыру, студенттердің назарын білім игерудің қиыншылықтарынан қызықты жақтарына аударады, ынталандырады, еркіндік береді [10].

Қазіргі жоғары орындарында инновациялар студенттердің жеке талап-сұраныстарына сәйкес келуімен, интуициясының дамуына көмектесу, логикалық ойлауын дамыту, эксперимент өткізудің қауіпсіздігіне қамтамасыз ету, орасан зор перспективаларды қарастыруға мүмкіндік беруді талап ететін, тиімді оқыту ортасын құру міндеттерімен ерекшеленеді [11].

Зерттеу жұмысының мақсаты жаңа инновациялық құралды пайдалана отырып, зертханалық жұмыстардың сапасын жақсарту және студенттердің ғылымға қызығушылығын арттыру.

Зерттеу объектілері мен әдістері

 Microvisible бағдарламасымен қамтамасыз етілген бинокулярлы биологиялық MCX100 Micros микроскопы (Австрия), МЗП-01 «Техном» (Екатеринбург) электрондық микротомы, Бутаковка шатқалында өсетін А.asіatіca Juz. дәрілік өсімдігінің үлгілері,Страсбургер-Флемминг, М.Н. Прозина әдістемесі.

Бинокулярлы биологиялық MCX100 микроскопы болашақ биолог мамандарына Цитология пәні бойынша төмендегідей зертханалық сабақтарда пайдалануға ұсынылады.

Тақырыбы: «Клетканы зерттеу әдістері» Мақсаты: Бинокулярлы биологиялық MCX100 микроскопының құрылысымен, оның бөлшектерінің қызметін білу және цитологиялық препараттарды зерттеудегі жұмыс әдісін меңгеру. Микроскоппен жалпы ұлғайтуды анықтау, үйрену, көрсеткіш қабілеттілігін, маңызын білу.

Бинокулярлы биологиялық микроскоп MCX100 интеграцияланған бейнекамерамен, арнайы бағдарламамен,  компьютерге  қосылу мүмкіндігімен,«шексіздікке» (ICO Infinitive) құрылған оптикамен қамтамасыз етілген оптикалық құрал (1-сурет).

 1-cурет – А – бинокулярлы биологиялық MCX100 микроскопы, Б – Microvisible бағдарламасымен жұмыс жағдайында, В – компьютер экранындағы А.asіatіca Juz. Өсімдігі жапырағының көлденең кесіндісі

 Микропрепараттар бейнесі компьютер экранына нақты уақыт бойынша көрсетіледі. Сандық және оптикалық технологиялардың комбинациясы микроскоппен зерттеулер жүргізу мүмкіндіктерін арттырады, мұрағаттау және деректер беруді жеңілдетеді. Өндіруші Micros, Австрия. Үлкейтілуі 40-тан 1600 дейін (таңдау бойынша). Визуальды аспабы – бинокулярлы Infinitive айналмалы (360°) көлбеу окулярлы түтігі 30°,диоптрий бағыты ±5 дптр, қарашық арасының қашықтығы 55 – 75 мм, 2 сатылы жарық бөлу: 20%, окулярлар /80% камера немесе 100% окулярлар / 0% камера. Окулярлары – кең ауқымды EW 10x / 20 мм.

Штатив реттелетін өрістің диафрагма орнатылған, металл, отқа төзімді эмальмен боялған, негізі 270x250 мм резеңке табанды. Револьверлі құрылғысы 5-позициялы, штативке көлбеу объективтер. Обьективтер жинағы ICO Infinitive планохроматы: 4x/0.10, 10x/0.25, 40x/0.65*,100x/1.25*, препаратты қорғауға арналған серпімді жақтау.

Бұл модельдегі микроскоп арнайы Micros шағын-оптикалық жүйелер үшін әзірленген Microvisible бағдарламасымен қамтамасыз етілген. Бағдарлама түсінікті интерфейс негізгі операциялық жүйелермен үйлесімді, көптеген бейне файл пішімдерін қолдайды (2-сурет). 

Микроскоппен жұмыс істеуге өте қолайлы,Microvisible бағдарламалық құралын пайдалану көрсеткіштер сапасы мен санын айтарлықтай арттырады.

2 зертханалық сабақ «Өсімдіктер клеткасының құрылысы» Мақсаты: Компьютерге орнатылған арнайы Microvisible бағдарламасымен бинокулярлы биологиялық MCX100 микроскопы арқылы интерактивті тақтаны пайдалана отырып,А.asіatіca Juz. Өсімдігінің анатомиялық құрылысымен танысу, морфометрикалық өлшеулер жүргізу, суреттерге түсіру және оларды сақтау.

Зерттеуге теңіз деңгейінен 1700-2900 м биіктікте орналасқан Бутаковка шатқалында  өсетін А.asіatіca Juz. Өсімдіктің үлгілері алынды. Өсімдік үлгілеріне Страсбургер-Флемминг бойынша фиксация жасалынып, анатомиялық құрылысы М.Н. Прозина әдістемесі арқылы жүргізілді. Анатомиялық зерттеулер үшін жалпы қабылданған құрылымдық талдаулар әдістері бойынша уақытша препараттар даярланды [12]. Өсімдіктің жапырағы, сабағы және тамырының анатомиялық кесінділері МЗП-01 «Техном» (Екатеринбург) электрондық микротом арқылы жасалды. 1000 аса глицеринмен бекітілген уақытша және тұрақты препараттар даярланды, анатомиялық кесінділер қалыңдығы 10-15 мкм.

 Қорытынды

 Микроскоппен жұмыс істеуде микропрепараттың бейнесі бірден компьютер экранынан көрсетіледі. Морфометрикалық өлшеулер, микросуреттерге түсіру және оны сақтау Microvisible бағдарламасы арқылы жүзеге асырылады. А.asіatіca Juz. Өсімдігі жапырағы және тамырсабағының көлденең кесіндісінің бинокулярлы биологиялық MCX100 микроскопымен Microvisible бағдарламасы арқылы түсірілген микросуреттері 3-4 суреттерде көрсетілген. А.asіatіca Juz. Өсімдігі жапырағының көлденең кесіндісінде ксилема сәулелері жақсы жетілген коллатериалды өткізгіш шоғы анық көрінеді. Төменгі эпидермисте түктер жиі орналасқан (3-сурет).

Microvisible бағдарламасы арқылы жүргізілген морфометрикалық өлшеулер нәтижелері бойынша өсімдік жапырағы өткізгіш шоқтарының ұзындығы 435,28±0,15мкм, ені 503,11±0,41мкм, бағаналы мезофилл қалыңдығы 58,82±1,63мкм, борпылдақ мезофилл қалыңдығы 50,73±1,07мкм, жоғарғы эпидермис қалыңдығы 44,85±1,09мкм, төменгі эпидермис қалыңдығы 40,31±1,03мкм,жапырақ тақтасының қалыңдығы 1031,03±0,11мкм.

Agrіmonіa asіatіca Juz. Өсімдігі тамыр сабағының көлденең кесіндісі дөңгелек пішінді, перидерма қабаты тығыз орналасқан клеткалардан тұрады, склеренхима жақсы көрінеді. Орталық шеңбері айналмалы өткізгіш шоқты. Өткізгіш шоқта ксилема көлемі флоэмаға екі есе артык, ксилема сәулелері жақсы дамыған. Қабық паренхимасы жақсы жетілген, безді түктер жиі орналасқан (4-сурет).

Орта есеппен алғанда өсімдік тамырсабағының перидерма қалыңдығы 105,89±1,25 мкм, склеренхима қалыңдығы 285,55±1,81 мкм, флоэма элементтерінің қалыңдығы 265,53±1,41 мкм, камбий қалыңдығы 362,97±1,95 мкм, ксилема қалыңдығы 1185,79±2,21 мкм.

Болашақ биолог мамандарын даярлау үшін оқыту үдерісінде компьютерлік  бағдарламаларды қолдану тиімді болып саналады.Жаңа инновациялық техника көмегімен студенттердің білімді өз бетінше меңгеруі, қазіргі заманғы әдістерді игеруі,оқу іс-әрекетін зерделеуі жоғарылайды. Педагогикалық жоғары оқу орындарында оқыту үдерісінде болашақ биолог мамандарын ғылымға баулуда, жаңа инновациялық техникаларды пайдалану арқылы эксперименттік жұмыстардың сапасы артып, жоғары деңгейде жүзеге асырылады.

 Әдебиеттер

1. Назарбаев Н.Ә. «Қазақстан-2050» стратегиясы қалыптасқан мемлекеттің жаңа саяси бағыты //ЕгеменҚазақстан, 14 желтоқсан,
2. Пономарева И.Н. Идеи устойчивого развития природы и общества в экологическом образовании студентов //Образование для устойчивого развития: проблемы, поиск и пути решения в педагогическом вузе. – СПб.: СПбАсЭко, – С. 23-25.
3. Калиничев Н.А. Дисс.: Педагогическое сопровождение дополнительного эколого-биологического образования учащихся. – 222 с.
4. Қалымбетова Э. Кәсіпке бейімделу болашақтың бейнесін құру ретінде // Ұлт тағлымы. «Қазақстан жоғары мектебі» журналының ғылыми қосымшасы. – №3. – 2005. – 251 б.
5. Коурова, С.И. Дисс.: Естественно-научная подготовка будущих учителей с помощью педагогических программных средств: На примере курса «Концепции современного естествознания». Челябинск. 2004. – 193с.
6. Гапонцева М.Г., Гапонцев B.T., Ткаченко Е.В., Федоров В. А. Курс «Естествознание» как интегрирующий фактор непрерывного образования // Образование и наука. – 2001. – N 3(9). – С. 3-17.
7. Білім беруді ақпараттандыру тұжырымдамасы. – Алматы, 1988: 3-31.
8. Политика в области образования и новые информационные технологии. Национальный доклад Российской Федерации на II международном конгрессе ЮНЕСКО «Образование и информатика».//Информатика и образование. – №5.– С.3-20.
9. Тартынова М.И., Бакибаев А.А. Иннавационные образовательные технологии в сфере химического образования Томского политехнического университета || Вестник КазГосЖенПУ. Серия естествознание. Внеочередной выпуск, посвященный у Республиканскому 1 съезду учителей химии и биологии. № 1(40). –С.193.
10. Алимов А. Интербелсенді әдістерді жоғарғы оқу орындарында қолдану. – Алматы, 2009. – 97 б.
11. Сағындықова Э.Ә., Бисенова Л.Е. Болашақ мамандарға экологиялық білім беру негіздері. Жаратылыстану бағыты бойынша оқитын студенттерге арналған әдістемелік нұсқау. – Ақтау, 2010. – 51 б.
12. Прозина М.Н. Ботаническая микротехника. – М., 1960. – 208 с.