Информатизация химического образования

1.2 Информатизация химического образования

В последнее десятилетие отмечается активное внедрение компьютерных и телекоммуникационных технологий в учебно-воспитательный процесс школы. В системе государственного управления образованием этому вопросу уделяют самое пристальное внимание.

Каждый день информационное сообщество российских учителей пополняется новыми именами, в сети появляются новые сетевые ресурсы, в школы приходят новые программные педагогические средства. Современный учитель химии не может находиться в стороне от этих процессов. Неуклонно растёт интерес преподавателей к проблеме информатизации: они принимают самое активное участие в создании образовательных ресурсов, их отладке, тестировании, апробации и внедрении. Сейчас уже никто не сомневается в том, что использование программных педагогических средств в учебно-воспитательном процессе существенно расширяет возможности учителя [11].

Можно выделить три основных направления развития информационных и коммуникационных технологий в современном естественно-научном образовании, в частности в обучении химии [36]:

·     дистанционное и открытое образование;

·     виртуальные лаборатории;

·     библиотеки мультимедиа-объектов

·     применение метода компьютерных проектов в обучении химии;

·     использование цифровых лабораторий как современного информационного оборудования в проведении химического эксперимента, в частности использование цифровой лаборатории «Архимед» [20].

Дистанционное и открытое образование.

В основе концепции открытого образования лежит творческий характер обучения. Такая форма образовательного процесса включает ученика в развёрнутые системы информационных баз данных, снимает пространственно-временные ограничения в работе с различными источниками информации, что очень актуально в современном постиндустриальном информационном обществе [36].

Одним из наиболее динамично развивающихся направлений открытого образования является дистанционное образование (ДО), которое позволяет реализовать следующие принципы [36]:

·     доступность обучения, в частности преодоление физических ограничений человека, расширение аудитории обучающихся;

·     личностная направленность обучения, создание комфортных условий для школьников и учителей, учёт индивидуальных психологических особенностей (восприятия, памяти, мышления), индивидуальный темп обучения;

·     развитие информационной культуры, навыков работы с современными средствами информатизации и телекоммуникации;

·     социализация обучения, учёт личностно-коммуникативных особенностей учащихся.

Безусловный плюс – несомненная важность для психологического развития ребёнка – его вовлечение в систематическую учебную деятельность под непосредственным руководством взрослого, процесс овладения культурой и социализация проходят при посредничестве учителя.

Вместе с тем нельзя упускать из виду и обратную сторону дистанционного обучения. К проблемам дидактического плана следует отнести адаптацию сетевых образовательных ресурсов к возможностям, условиям, уровню подготовки каждого школьника [15].

Сложность состоит в том, что затруднено общение: между субъектами образовательного процесса нет непосредственного живого контакта. Посредником выступает компьютер. Для дистанционного обучения очень важна оперативность связи со школьником. Поэтому к учителю в системе ДО – компьютеру – предъявляются серьёзные требования:

- отвечать очень быстро на все письма;

- поощрять оперативность своих слушателей;

 - установить чёткий график общения в режиме on-line и неукоснительно соблюдать его;

- создать атмосферу психологического комфорта

В настоящее время в системе ДО можно выделить следующие основные формы:

- электронные сетевые учебники;

- обучающие и контролирующие задания;

- электронные практикумы;

- исследовательские проектные работы;

- информационные ресурсы [2];

- дистанционные олимпиады и конкурсы;

- форумы, конференции, общение on-line;

- повышение квалификации и обмен опытом.

Виртуальные лаборатории.

Информационные технологии, включающие в себя современные мультимедиасистемы, могут быть использованы для поддержки процесса активного обучения. Именно они в последнее время привлекают повышенное внимание. Примером таких обучающих систем являются виртуальные лаборатории, которые могут моделировать поведение объектов реального мира в компьютерной образовательной среде и помогают учащимся овладевать новыми знаниями и умениями при изучении научно – естественных дисциплин, таких, как химия, физика, биология. Особо следует отметить значение виртуальных экспериментов для химического образования [24].

Преимущества работы с виртуальными лабораториями [24]:

·     Подготовка учащихся к химическому практикуму в реальных условиях:

1) отработка основных навыков работы с оборудованием;

2) обучение выполнению требований техники безопасности в безопасных условиях виртуальной лаборатории;

3) развитие наблюдательности, умения выделять главное, определять цели и задачи работы, планировать ход эксперимента, делать выводы;

4) развитие навыков поиска оптимального решения, умения переносить реальную задачу в модельные условия и наоборот;

5) развитие навыков оформления своего труда.

·     Проведение экспериментов, недоступных в школьной химической лаборатории.

·     Дистанционный практикум и лабораторные работы, в том числе с детьми, имеющими ограниченные возможности, и взаимодействие с территориально удалёнными школьниками.

·     Быстрота проведения работы, экономия реактивов.

·     Усиление познавательного интереса.

Недостатки работы с виртуальными лабораториями [24]:

При использовании виртуальных лабораторий школьник, в силу своей неопытности, не сможет отличить виртуальный мир от реального, то есть модельные объекты, созданные компьютером, полностью вытеснят объекты реально существующего окружающего мира.

Библиотеки мультимедиа-объектов

Современное обучение уже трудно представить без технологии мультимедиа (англ. multimedia – многокомпонентная среда), которая позволяет использовать текст, графику, аудио, видео и мультипликацию в режиме диалога и тем самым расширяет области применения компьютера в учебном процессе. Изобразительный ряд, включая образное мышление, помогает обучаемому целостно воспринимать предлагаемый материал. Появляется возможность совмещать теоретический и демонстрационный материалы. Для обучения химии с использованием подобных мультимедиа-объектов создано достаточно много разнообразных электронных изданий: «Уроки химии Кирилла и Мефодия 8-11 класс», «Библиотека электронных наглядных пособий «Химия» (БЭНП)», «Открытая химия 2.5», «1С: Репетитор. Химия», «1С: Образовательная коллекция. «Химия для всех XXI: Самоучитель решению химических задач», «1С: Образовательная коллекция. Общая и неорганическая химия. 10-11 класс», «1С: Образовательная коллекция. Органическая химия. 10-11 класс», «Химия-8 (4CD)» [30].

Применение метода компьютерных проектов в обучении химии.

Использование метода проектов подразумевает использование терминологии. Программа Intel «Обучение для будущего» определяет учебный проект как организационную форму работы, которая (в отличие от занятия или учебного мероприятия) ориентирована на изучение законченной учебной темы или учебного раздела и составляет часть стандартного учебного курса или нескольких курсов [16]. В школе его можно рассматривать как совместную учебно-познавательную, исследовательскую, творческую или игровую деятельность учащихся-партнёров, имеющую общую цель, согласованные методы, способы деятельности, направленные на достижение общего результата по решению какой-либо проблемы, значимой для участников проекта [23].

Использование метода проектов в обучении химии позволяет не только и не столько учить, сколько учиться, направлять познавательную деятельность обучаемого [22].

Ведущая роль отводится развитию умений пользоваться знаниями. Знания должны быть востребованы в собственном социальном опыте, усилить практическую направленность обучения химии.

Практикуемая в школе проектная деятельность по химии заключается в создании компьютерных программ, эффективно используемых на уроках изучения нового материала (презентации, сайты для лекций), при отработке умений и навыков (обучающие программы, тестирование), во время проведения химического практикума, при контроле знаний, умений и навыков [22].

Проектную деятельность можно рассматривать и как особое направление внеклассной работы, тесно связанное с учебным процессом и способствующее развитию межпредметных связей (химия, информатика, биология, физика, экология).

В зависимости от доминирующего при выполнении проекта по химии метода, ученикам может быть предложено выполнение проектов трёх типов [27]:

1)   информационного, направленного на работу с информацией о каком-либо объекте, явлении, ознакомление с информацией, её анализ и обобщение. Работа ведётся с научной литературой и Интернетом.

2)   исследовательского, который по структуре приближен к подлинному научному исследованию: доказательство актуальности темы, определение проблемы, предмета и объекта исследования, обозначение задачи, методов, источников информации, выдвижение гипотез, обобщение результатов, выводы, оформление результатов, обозначение новых проблем.

3)   практико-ориентированного, в котором с самого начала четко обозначается результат деятельности, ориентированный на интересы какой-либо группы людей; выполнение таких проектов требует распределения ролей участников, плана действий, внешней экспертизы.

Включение в образовательный процесс метода проектов принципиально изменило подход к творчеству: важен не только конечный результат, но и поиск его, творческая активность, исследовательский опыт, сам процесс творчества [22].

Проектная деятельность открывает большие возможности для приобретения личного и профессионального опыта, позволяет вырабатывать у учеников стремление и умение самостоятельно добывать и умело использовать знания, отстаивать свою точку зрения, даёт возможность приобрести коммуникативные навыки и умения, что особенно важно для дальнейшего выбора профессии. [22].

Нынешнее применение компьютеров в школе использует чисто экстенсивный подход: традиционные учебные курсы просто перекладываются на экран монитора. Но только с опорой на персонифицированное обучение с чёткой индивидуализированной дидактической задачей адекватной личностной направленности учащихся и педагогической технологией, способной решить эту задачу, можно произвести качественный образовательный скачок [4]. Программное обеспечение учебного назначения активно разрабатывается, но отношение к методике их создания и использования зачастую недопустимо небрежное [23]. То есть сегодня одним из основных факторов, препятствующих проникновению информационных компьютерных технологий (ИКТ) в предметное обучение (в частности обучение химии), является проблема методики.

Внедрение информационных компьютерных технологий в учебный процесс подразумевает этапы [23]:

1. Начальный этап: минимизация временных и моральных затрат учителя; использование ИКТ на факультативных занятиях с небольшой группой заинтересованных и относительно хорошо подготовленных учащихся.

2. Второй этап: учитель использует компьютер для сопровождения изложения нового материала (использование электронных библиотек).

3. Третий этап: выходы в компьютерный класс на занятия, тренинг навыков решения задач, контроль знаний, использование интерактивных тренажеров и задачников.

4. Четвертый этап: создание с помощью ИКТ продуктов (web-сайтов, мультимедийных презентаций и т.п.).

1.3 Цифровая лаборатория «Архимед» – новое поколение школьных естественно-научных лабораторий

Цифровые лаборатории «Архимед» – это новое поколение естественно-научных лабораторий – оборудование для проведения широкого спектра исследований, демонстраций, лабораторных работ [35].

 По сравнению с традиционными лабораториями "Архимед" позволяет существенно сократить время на организацию и проведение работ, повышает точность и наглядность экспериментов, предоставляет практически неограниченные возможности по обработке и анализу полученных данных [17].

 Использование цифровой лаборатории «Архимед» способствует освоению понятий и навыков в смежных образовательных областях [3, 5, 13, 14]:

·         современные информационные технологии

·         современное оборудование исследовательской лаборатории

·         математические функции и графики, математическая обработка экспериментальных данных, статистика, приближенные вычисления, интерполяция и аппроксимация

·         методика проведения исследований, составление отчетов, презентация проведенной работы [40].

Похожие работы

Современные средства обучения и технического оснащения классов в современной школе

Скачать

42154

0

1

... литературе, студентам, изучающим русскую литературу в вузах. 2) Лингафонный кабинет предназначен для активного обучения иностранным языкам под наблюдением преподавателя с применением современных технических средств. Мультимедийные лингафонные кабинеты, которыми оснащаются современные школы, представляют собой последнее слово в технике и технологиях. Тип оборудования – встраиваемое или настольное ...

Кабинетная система в условиях разноуровневого обучения

Скачать

93986

7

15

... школы. Мебель кабинета физики. Особенности оснащения и оборудования кабинета физики сельской школы. Рабочее место ученика и учителя в кабинете физики сельской школы. Кабинет физики в условиях разноуровневого обучения. Системы освещения и затемнения кабинета. Экскурсия в кабинет физики городской школы. 4. Работа заведующего кабинетом физики (5ч.) Права и обязанности заведующего кабинетом физики. ...

Криптографические протоколы

Скачать

129905

0

3

... " и т.п.), продвинутые платежные средства (такие, как цифровая наличность или цифровые чеки) фактически, с технологической точки зрения и есть реализация сложных криптографических протоколов. До недавнего времени (точнее, до середины 70-х гг.) вопроса об использовании фирмами и гражданами криптографии обычно не возникало. Однако, распространение быстродействующей вычислительной техники, с одной ...

Домашние наблюдения и опыты учащихся по физике. Их организация

Скачать

71700

0

0

... приборы (рычажные весы, электроскоп и др.); -работы, выполняемые на приборах, выпускаемых промышленностью. Классификация взята из [1]. В своей книге [2] С.Ф. Покровский показал, что домашние опыты и наблюдения по физике, проводимые самими учащимися: 1)дают возможность нашей школе расширить область связи теории с практикой; 2)развивают у учащихся интерес к физике и технике; 3)будят ...