INNOVATIVE APPROACHES TO MODELLING BIOLOGICAL PROCESSES AND THEIR APPLICATION IN THE DIDACTICS OF NATURAL SCIENCES
Abstract
The article is devoted to the integration of innovative approaches to the modeling of biological processes into the didactics of natural sciences in the context of digital transformation in education. Key aspects of implementing computer simulations and models into the learning process are considered, which significantly enhance the effectiveness of mastering complex biological phenomena and encourage active student participation in research activities. The importance of biological education under global ecological, social, and technological challenges is highlighted, particularly in the context of war and post-war recovery, where issues of environmental responsibility and human health preservation become critical. A review of modern modeling methods is presented, including the use of mathematical models for population development forecasting and population interaction models. The role of statistical methods in studying variation parameters, correlation, and regression dependencies in biology is emphasized, significantly expanding students’ analytical capabilities. Other innovative tools are also noted, such as virtual laboratories, electronic textbooks, and multimedia learning tools that increase the interactivity and accessibility of the educational process. The advantages of these technologies are outlined, yet their drawbacks are also indicated, such as reduced communication levels between participants, dependence on technical resources, and the risk of decreased accuracy in virtual experiments. The article emphasizes the importance of combining traditional experiments with computer modeling to achieve a comprehensive approach to studying biological processes, allowing for a deeper understanding of the subject. The need for adequate methodological support and teacher training for the effective implementation of innovative technologies in the educational process is highlighted. The significance of developing interdisciplinary connections, particularly between biology and mathematics, through the use of electronic spreadsheets and automated calculations in teaching, is emphasized. It is concluded that future research should focus on studying the impact of innovative technologies on students’ cognitive development, critical thinking formation, and ecological awareness, as well as improving methods to ensure the accessibility of computer modeling in various learning environments, including distance and hybrid learning.
References
2. Аналіз сучасних методів навчання у процесі викладання біології / Т. Гедзур та ін. Академічні візії. 2023. Вип. 14. http://dx.doi.org/10.5281/zenodo.7774425.
3. Даниленко Л. Інноваційні технології у профільному навчанні старшокласників : навчально-методичний посібник. Черкаси : Редакційно-видавничий відділ Черкаського ОІПОПП. 2015. 92 с. URL: http://library.ippro.com.ua/attachments/article/401/Інноваційні%20технології.pdf.
4. Ковтунович О., Бабич С. Комп’ютерне моделювання біологічних процесів, функцій та структур у школі. Інформаційні технології у професійній діяльності : матеріали XІІІ Всеукраїнської науково-практичної конференції, 18 листопада 2020 р., м. Рівне. Рівне : РВВ РДГУ, 2020. С. 111–112. URL: http://repository.rshu.edu.ua/id/eprint/8690/1/Ковтунович%20О.М.%2C%20Бабич%20С.М..pdf.
5. Майстер-клас «Використання методу моделювання на уроках біології». URL: http://surl.li/vqispe.
6. Перерва В. Віртуальна біологічна лабораторія як перспективний напрям фахової підготовки майбутнього вчителя. Науковий вісник Льотної академії. Серія «Педагогічні науки». 2019. № 5. С. 401–406.
7. Постумент М., Грод І. Комп’ютерне моделювання як інноваційний метод навчання на природничих факультетах ВНЗ. 2017. URL: http://dspace.tnpu.edu.ua/bitstream/123456789/10186/1/53Postument.pdf.
8. Поштарук Л. Інноваційні форми організації навчальної діяльності студентської молоді на заняттях з біології. Проблеми підготовки сучасного вчителя. 2014. № 10. Ч. 1. С. 132–137.
9. Прилуцький Ю., Костерін С. Комп’ютерне моделювання в біології : підручник. Київ : Наукова думка, 2024. 196 с.
10. Роль комп’ютерних симуляцій у вивченні біологічних процесів та явищ / І. Упатова та ін. Перспективи та інновації науки. 2023. Вип. 12. № 12 (30). С. 495–508.