Інформаційні технології на уроках хімії

Вступ

Стрімкий розвиток комп’ютерної техніки та її різноманітного програмного забезпечення – це одна з характерних прикмет розвитку сучасного суспільства. Технології, основним компонентом яких є комп’ютер, проникають практично в усі сфери людської діяльності.

Сучасна шкільна освіта, як один з компонентів соціальної системи, орієнтована на розвиток особистості учня в процесі активної пізнавальної діяльності. Головним завданням освіти стає не стільки оволодіння сумою знань, скільки розвиток творчого, самостійного мислення школярів, формування вмінь і навичок самостійного пошуку, аналізу й оцінки інформації. Для вирішення такого завдання недостатньо тільки підручника, традиційної діяльності вчителя, пов’язаної з керуванням процесом навчання. Необхідний доступ до значно ширших і різноманітних джерел інформації. Окрім того, потребам сучасного процесу навчання відповідає така організація діяльності школярів, що формуватиме власний досвід пізнання, вироблятиме життєво важливі компетентності і спонукатиме до активного самостійного набуття нових знань на основі раніше засвоєних. Сам час диктує необхідність по-новому організувати роботу педагога, спрямувати його зусилля на розвиток в учнів самостійного творчого мислення. Тож використання на уроках хімії нових інформаційних технологій вважаю просто необхідним.

Зрозуміло, що мова не йде про обладнання кабінету хімії необхідною кількістю комп’ютерів і організацію навчального процесу таким чином, щоб школярі постійно працювали з комп’ютерними програмами чи у мережі Інтернет. Ні комп’ютер сам по собі, ні мережа Інтернет не в змозі замінити безпосереднє спілкування учнів з педагогом і між собою. Розмова йде про доцільне залучення комп’ютерних технологій у процес здобуття хімічної освіти, про використання таких можливостей нових інформаційних технологій, які сприятимуть реалізації дидактичних цілей і завдань відповідно до вимог освітнього стандарту.

Основні напрямки використання інформаційних технологій у навчальному процесі

У педагогічній практиці інформаційними технологіями навчання називають усі технології, які використовують спеціальні технічні інформаційні засоби. Комп’ютерні технології навчання - це процеси підготовки та передачі пізнавальної інформації, засобом здійснення яких є комп’ютер.

Основною метою впровадження нових інформаційних технологій навчання є підготовка учнів до повноцінної життєдіяльності в умовах інформаційного суспільства.

Відповідно до мети виділяються такі педагогічні завдання нових інформаційних технологій навчання:

·      інтенсифікація всіх рівнів навчально-виховного процесу, підвищення його ефективності та якості;

·      побудова відкритої системи освіти, що забезпечує кожній дитині власний шлях самоосвіти;

·      системна інтеграція предметних галузей освіти;

·      розвиток творчого потенціалу учня, його здібностей до комунікативних дій;

·      розвиток умінь експериментально-дослідницької та пізнавальної діяльності;

·      формування інформаційної культури учнів.

Комп’ютер може використовуватися на всіх етапах навчання і виконує при цьому різні функції: вчителя, інструменту пізнання, об’єкту навчання, ігрового середовища. Важливим є те, що нові інформаційні технології навчання дозволяють розв’язувати такі дидактичні завдання:

·      вивчення явищ і процесів у мікро- та макросвіті, у складних технічних та біологічних системах на основі використання засобів комп’ютерної графіки та комп’ютерного моделювання ;

·      подача у зручному для вивчення масштабі часу різних хімічних та фізичних процесів, які реально протікають з дуже великою або дуже малою швидкістю.

Засоби нових інформаційних технологій навчання підрозділяються на апаратні, програмно-методичні та навчально-методичні.

Педагогічні програмні засоби, які застосовуються у школі діляться на такі види:

·      навчальні;

·      контролюючі;

·      додаткові;

·      багатофункціональні

Пріоритетним напрямом інформатизації в закладах освіти є формування та розвиток освітньо-інформаційного середовища з урахуванням умов функціонування закладу, ресурсів, стану комп’ютеризації.

Як показує досвід, орієнтація на використання інформаційно-комп’ютерних технологій вносить певні зміни в процес організації діяльності всіх учасників навчально-виховного процесу. Ці зміни стосуються пізнавальних, комунікативних, й особистісних сфер, трансформують виконавську ланку діяльності та її мотиваційну регуляцію.

Сьогодні найбільш реалізованим у практиці в роботи шкіл є фрагментарне використання комп’ютерів у навчально-виховному процесі в рамках традиційної моделі навчання для розв’язання окремих дидактичних завдань. За такого підходу в учителів з’являється можливість поєднання різноманітних традиційних технологій навчання з інформаційними. У цьому разі використання нових інформаційних технологій пов’язане з розв’язанням декількох типів дидактичних завдань:

·      використання комп’ютерів для виконання обчислювальних операцій та друкування текстів;

·      комп’ютер та навчальні програми використовуються як носії навчальної інформації;

·      використання комп’ютера на уроці хімії як засобу наочності;

·      комп’ютер може виконувати контролюючу функцію;

·      використання комп’ютерної техніки і телекомунікаційних систем для дослідницької діяльності учнів у позаурочний час.

Другий напрямок використання нових інформаційних технологій у навчання пов’язаний із впровадженням навчальних комп’ютерних моделей, імітаційно-моделювальних програм, дистанційного навчання з використанням можливостей Інтернет. Цей напрямок може складатися із таких видів пізнавальної діяльності: імітація експерименту, дослідницька робота за комп’ютером, обчислювальні експерименти, телекомунікаційні навчальні проекти. При цьому з’являється можливість проведення експериментів із візуалізацією результатів на екрані, перевірки і відстоювання учнями певних гіпотез або їх спростування. Процес передачі готових знань замінюється експериментально-дослідницькою діяльністю. Але дані підходи до навчання хімії не завжди узгоджуються з класно-урочною системою навчання. Тому цей напрямок може бути реалізованим для навчання обдарованої молоді в позаурочний час.

Розглянуті напрямки і види використання нових інформаційних технологій при вивченні хімії пов’язані із залученням різних педагогічних програмних засобів.

Застосування інформаційних технологій на уроках хімії

Відомо, що нині основним джерелом інформації є всесвітня мережа Інтернет та електронні носії (комп’ютерні програми ). Сучасні діти повинні отримувати повний обсяг знань з усіх предметів. Для цього треба використовувати як традиційні форми і методи проведення уроків, так і програмні засоби навчання для використання в кабінеті інформатики, на інтерактивних дошках, за допомогою проекторів.

Багато сучасних медіа-посібників створені на допомогу вчителю у проведенні уроків. На мій погляд, ці посібники вирішують частину шкільних проблем, пов’язаних із матеріальним забезпеченням хімічного кабінету та дають змогу використати матеріал на певному етапі уроку, показати досліди в динаміці, повторити демонстрації, повторно звернутися до навчального матеріалу.

Працюючи в режимі навчання, програма виводить на екран дисплею навчальну інформацію, ставить запитання для того щоб перевірити ступінь розуміння запропонованої інформації. Якщо відповідь неправильна, комп’ютер або підказує, як знайти правильну відповідь, або сам дає правильну відповідь і ставить наступне запитання.

У режимі тренажера виводяться тільки тексти запитань, при неправильній відповіді на запитання комп’ютер дає коментар; результати відповідей не запам’ятовуються, час на їх опрацювання не обмежується.

У режимі контролю варіанти завдань підбирає комп’ютер, час на обмірковування відповіді обмежується, результати відповідей фіксуються, при неправильній відповіді ця програма дає правильну відповідь та коментар. По закінченні виводиться список тем, які потрібно повторити і виставляється оцінка.

Таким чином, комп’ютер у навчальному процесі виконує декілька функцій: служить засобом спілкування, партнером, інструментом, джерелом інформації, контролює дії учня, створює проблемні ситуації і надає йому нових пізнавальних можливостей.

Способи використання інформаційно-комунікаційних технологій різноманітні: робота всім класом і групами, парами або індивідуально. Вище зазначені способи обумовлені не тільки наявністю чи відсутністю достатньої кількості апаратних засобів, але й дидактичними цілями.

Пропоную власний погляд на впровадження інформаційних технологій на різних етапах уроків:

Етап перевірки домашнього завдання	Етап вивчення нового матеріалу	Етап закріплення знань
1. Тестування учнів з теми	1. Перегляд нового матеріалу на електронному носії	1.Створення тестових завдань та їх виконання
2. Створення учнями кросвордів, лабіринтів та розв’язування їх на уроці іншими учнями	2. Перегляд електронної наочності	2.Первинне тестування з теми на електронному носії
3.Презентація матеріалу, опрацьованого самостійно окремими учнями вдома	3.Перегляд мультимедійних презентацій, підготовлених вчителем чи учнями	3.Презентація результатів діяльності (індивідуальної чи групової)

Наприклад, якщо в класі є в наявності тільки один комп’ютер або якщо стоїть завдання організації колективної роботи з пошуку шляхів розв’язання завдань, постановки проблеми, доцільно організувати роботу класу на базі вчительського комп’ютера за допомогою мультимедійного проектора. Такий підхід у ряді випадків виявляється більш продуктивним, ніж індивідуальна робота учнів з комп’ютером.

У навчальному процесі вибір способу використання комп’ютера слід здійснювати в прямій залежності від дидактичної мети конкретного уроку.

Аналізуючи навчальну комп’ютерну програму звертаю увагу на такі аспекти:

·  психологічний – як вплине ця програма на мотивацію навчання, на ставлення до предмета;

·  педагогічний – наскільки програма відповідає загальній спрямованості шкільного курсу й сприяє формуванню в учнів правильного уявлення про навколишній світ, хімічні процеси;

·  методичний – чи сприяє навчальна програма кращому засвоєнню матеріалу, чи доцільним є підбір завдань, що пропонуються учням, чи методично правильно викладено матеріал;

·  організаційний – чи раціонально сплановані уроки з використанням комп’ютера та нових інформаційних технологій, чи достатньо учням виділяється часу для самостійної роботи на комп’ютері.

Комп’ютери в навчанні використовую лише в тих випадках, коли вони забезпечують одержання знань, які неможливо одержати без комп’ютерних технологій. Дуже важливо навчання побудувати таким чином, щоб учень розумів, що задачу розв’язує він, а не машина, він тільки відповідає за наслідки прийнятого ним рішення. Учні втрачають інтерес якщо в кінці уроку знищуються плоди їхньої праці, тому при створенні програмних продуктів чи дидактичних матеріалів слід використовувати й результати учнівської діяльності.

Використання інформаційно-комунікаційних технологій дозволяє розв’язати такі проблеми:

а) адаптивність навчального матеріалу (залежно від індивідуальних особливостей учнів);

б) одночасна робота групи учнів за комп’ютером;

в) інтерактивність ( взаємодія ЕОМ і учня, що імітує певною мірою реальне спілкування);

г) контроль індивідуальної роботи учнів в позаурочний час.

Комп’ютер реалізує навчання в діалоговому режимі. Комп’ютеризовані навчальні матеріали (ППЗ) найбільш придатні для адаптування до індивідуальних особливостей учнів. Це зумовлено специфікою комп’ютерних технологій, які базуються на таких чинниках:

1.   Значний обсяг пам’яті сучасних комп’ютерів, що дозволяє зберігати великі обсяги навчальної інформації.

2.   Висока швидкодія комп’ютера. Це дозволяє значно підвищити реактивність ЕОМ. У середньому швидкість реакції на запитання або відповідь учня складає 1-2 секунди.

3.   Здатність аналізувати відповідь учня.

4.   Діалоговий режим зв’язку навчального матеріалу (ППЗ) з учнем здійснюється імітуючи функції вчителя. Тільки комп’ютер здатний забезпечувати різноманітний за формою і змістом зв’язок з учнем.

5.   Наявність зворотного зв’язку, тобто можливість здійснення корекції саме учнем, який спирається на консультативну інформацію. Консультативна інформація добувається з пам’яті комп’ютера або особисто учнем, або на основі автоматичної діагностики помилок, що були допущені в ході роботи. Спосіб пред’явлення такої інформації залежить від конкретної програми.

На своїх уроках у 8-9 класах я користуюся кількома посібниками, які допомагають процес вивчення хімії робити цікавим і ефективним.

Наприклад, програмний підручник „Хімія. 8-9 клас. Компілятор уроків” (видавництво "Мальва") використовую при вивченні хімії у 9 класі. Це бібліотека електронних наочностей, яка містить таблиці, колекції, моделі, портрети видатних учених, історичні довідки.

Перевага цього посібника полягає в тому, що до кожного уроку можна підготуватися напередодні, а на уроці використати для перегляду вже готовий матеріал. Наприклад, тема «Періодичний закон і періодична система хімічних елементів Д.І.Менделєєва».

Вивчення хімії у 8 класі здійснюю за програмним підручником «Хімія 8» для викладання та вивчення хімії у 8 класах загальноосвітніх навчальних закладів (видавництво КВАЗАР-Мікро). За допомогою цього медіа посібника можна вирішити багато проблем за відсутності наочності, певного обладнанню і реактивів. Використання цього посібника на уроках корисне як для вивчення навчального матеріалу, підготовки до практичних робіт так і для повторення вивченого та самостійного опрацювання матеріалу учнями. У вивченні будь-якого матеріалу можна продемонструвати будь-які реакції

Цікаво і змістовно показано міжпредметні зв’язки та зв’язок навчання із життям учнів

Повторення та закріплення засвоєних знань, умінь і навичок в процесі інтерактивної взаємодії учня з комп’ютером - один із найпродуктивніших сучасних дидактичних прийомів. Використання тестових завдань дає можливість суттєво підвищити ефективність роботи, відкриває шлях до оперативного зворотного зв’язку, під час якого отримується інформація про особливості засвоєння учнями нового матеріалу.

Перевіривши тестові завдання, вчитель може вчасно відкоригувати навчальний матеріал наступного уроку, приділивши увагу більш складному, зосередити увагу школярів на інформації, яку необхідно запам’ятати.

Наприклад: 8 клас. ППЗ « КВАЗАР- Мікро»

Практичний досвід свідчить, що за умови поєднання з іншими видами перевірки, використання тестових завдань є досить ефективним інструментом, що стимулює підготовку учнів до кожного уроку й підвищує мотивацію до навчальної діяльності на уроці.

Отже, використання у навчальному процесі мультимедійних посібників за умов наявності комп’ютерного забезпечення створює сприятливі умови для розвитку пізнавального інтересу учнів, підвищення якості знань, урізноманітнення і насичення процесу навчання, істотно підвищує мотивацію, допомагає розкрити творчі здібності учнів і вчителів. Прикладом цього є медіа-уроки ( додаток 1, 2).

Література

1.    Прищепа С.Г. Інтерактивні технології на уроках хімії // Використання гри для розвитку пізнавальної активності учнів на уроках хімії. – Х. : Вид. Група „Основа”, 2006.

2.    Дьяконова Л.І. Використання комп’ютерних технологій на уроках хімії. // Хімія, № 24. – Х. : Вид група „Основа”, 2007

3.    Туринська Н.В. Хімія. 10 клас. К. : Ірпінь. ВТФ „Перун”, 2005

4.    Фрадіна Н.В., Данильченко В.Є. Хімія. 10-11 класи. Навчальний посібник. – Х.: Країна мрій, 2002.

5.    Енциклопедичний словник юного хіміка / В.А. Крицман, В.В.

Додаток 1

Розробка

медіа-уроку з хімії у 10 класі природничого профілю по темі

„Характеристика елемента Нітрогену.

Азот як проста речовина”

Тема: Характеристика елемента Нітрогену. Азот як проста речовина.

Мета Поглибити знання учнів про неметали, про азот як один із представників неметалів. Ознайомити учнів з фізичними та хімічними властивостями азоту його значенням.

Продовжити розвивати навички роботи з прикладним програмним забезпеченням з хімії, вміння готувати презентації.

Виховувати пізнавальний інтерес, розуміння необхідності хімічних знань у житті.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

Обладнання: Мультимедійна програма „Періодична система хімічних елементів”, ОреnTest, мультимедійний проектор, екран, презентації учнівські.

Хід уроку

1.Організаційний момент.

2.Мотивація навчальної діяльності.

Вчитель. Сьогодні ми проведемо не просто урок, а урок-подорож. Мета якої – поглибити знання про елемент Нітроген та просту речовину азот, акцентувати увагу на властивостях та застосуванні азоту. Я буду гідом, а ви моїми помічникам – екскурсоводами та мандрівниками. Здійснити подорож нам допоможуть мультимедійні презентації, що підготували окремі учні.

Завдання для всіх: скласти опорний конспект теми уроку в процесі розбору матеріалу. Результативність даної роботи в кінці уроку буде перевірено за допомогою ОреnTest.

3.Вивчення нового матеріалу.

Розпочинаємо подорож. „Елемент Нітроген. Проста речовина Азот”.

Перша станція „Історична”.

На станції „Історична” ми довідаємося про відкриття азоту. До слово запрошується екскурсовод..

Презентація № 1.

Відкриття азоту, молекули якого складаються з елемента Нітрогену, приписують шотландському вченому Даніелю Резерфорду, який у 1772 р., досліджуючи частину повітря, що залишилася під дзвоном, де кілька днів жила миша, встановив, що це „повітря” не підтримує ні дихання, ні горіння і назвав його „отруйним повітрям”. Майже в цей самий час азот добули Карл Шеєле, Джордж Прістлі, Генрі Кавендіш. Але лише Антуан Лавуазьє у 1776 році дослідив цей газ і довів, що він є простою речовиною, а згодом і запропонував для нього назву азот - „безжиттєвий” (від грецьких слів „а”- заперечення” і „зое” – життя).

Вчитель. Назва „азот” для нового газу здавалась би досить точна. Проте чи так це?

Азот дійсно не підтримує ні горіння, ні дихання. Але чистим киснем дихати людина не може. Навіть хворим дають чистий кисень недовго. Мабуть він не просто нейтральний розріджувач кисню, саме суміш кисню з азотом найбільш притаманна для дихання більшості жителів нашої планети.

Несправедливо безжиттєвим називати цей елемент і ще тому, що він входить до складу життєво важливих речовин, таких як білки і амінокислоти. Входить до складу мінеральних добрив, якими підживлюють рослини.

Про місце Нітрогену в періодичній системі та будову атома ми дізнаємося на станції „ Електронна”.

Розповідь продовжує екскурсовод...

Презентація № 2 . Станція „ Електронна”.

Погляньте на екран

Нітроген (N) – хімічний елемент VA групи (тобто V групи, головної підгрупи), порядковий номер 7, відносна атомна маса 14. Це неметалічний елемент, Р – елемент. Заряд ядра атома Нітрогену + 7, електронна формула ІS²2S²2р³

На зовнішньому електронному шарі міститься 5 електронів, які розміщені на орбіталі у такий спосіб

n= 2

Р

	↑	↑	↑
↑↓

Ступінь окислення Нітрогену в сполуках може бути від – 3 (коли атом відтягує 3 електрони від атома менш електронегативного елемента до +5 (коли 1,2, 3, 4, або всі 5 валентних електронів відтягуються до атомів більш електронегативних елементів, ніж Нітроген).

Вчитель. Елемент Нітроген у вільному стані існує у формі простої речовини - азоту. Молекула азоту двохатомна Атоми Нітрогену з’єднаються один з одним за допомогою трьох електронних пар і утворюють міцний потрібний зв’язок. Тип зв’язку ковалентний неполярний.

З характеристикою азоту – простої речовини вас познайомить екскурсовод на станції „Азотна”.

Презентація № 3. Станція „Азотна”.

У природі Нітроген зустрічається я к у вільному так і у зв’язаному стані. У вільному стані Нітроген у вигляді азоту входить до складу повітря (78% - об’ємна частка). У вигляді неорганічних сполук Нітроген у невеликих кількостях є у грунті. А у вигляді складних органічних сполук – білків - він входить до складу всіх живих організмів, беручи участь у їх життєдіяльності.

За стандартних умов азот - газ без кольору і запаху. Молекули його неполярні, тому взаємодія між ними слабка, вона не може перешкодити їхньому хаотичному рухові. Цим пояснюється газуватий стан азоту за звичайних умов і це є причиною того, що азот зріджується (- 196⁰ С) і тверде (- 210⁰С) за дуже низьких температур. У твердому стані має молекулярні кристалічні гратки. Не полярність молекул азоту пояснюється його низька розчинність у воді. Він трохи легший за повітря, маса 1 л азоту дорівнює 1,25г.

Для азоту характерна мала хімічна активність, що пояснюється високою міцністю хімічного зв’язку між атомами Нітрогену в молекулі. Щоб зруйнувати молекулу азоту, треба витратити велику кількість енергії – 954,6 кДж/моль. Без руйнування молекули азот в хімічний зв’язок не вступить.

При звичайних умовах з ним може вступити в реакцію тільки літій

6 Li + N₂ – 2 Li ₃N

При нагріванні азот реагує з багатьма металами утворюючи нітриди

3 Мg + N₂ → Мg₃N₂

3 Cа + N₂ → Cа₃ N₂

З воднем азот сполучається при наявності каталізатора, високих температур і тиску, утворюючи амоніак:

N₂ + 3Н₂→2 NН₃

З киснем азот сполучається за температуру електричної дуги, понад 2000⁰С, утворюючи Нітроген (ІІ) оксид

N₂+ О₂→ 2NО

Застосовують азот для виробництва амоніаку, мінеральних добрив, для наповнення електроламп ( інертне середовище), в медицині.

4. Закріплення.

Вчитель. Знайомство з хімічним елементом Нітрогеном та простою речовиною підійшло до завершення. Перегляньте свої конспекти і переходимо до первинного контролю засвоєного на уроці.

Станція „ ОреnТеst”.

Станція „Розрахункова”

1. Запишіть рівняння реакції взаємодії алюмінію з азотом з електронним балансом. Визначте окисник, відновник.

2. Задача. На магній масою 36 г за високої температури подіяли азотом масою 34 г. Які речовини і в якій кількості можна виявити після закінчення реакції ?

5. Підсумок уроку.

Рефлексія.

·     Що вам сподобалося на уроці?

·     Що виявилося складним ?

·     Чи досягнуто мети уроку?

6. Домашнє завдання

Опрацювати § 9, 10 підручника Н.М. Буринської для 10 класу.

Завдання 56, 66.

Індивідуальне завдання

1.    Фосфор у природі. Алотропні видозміни.

Додаток 2

Презентація