Использование информационных технологий при обучении химии

Все новинки технологического прогресса с особым восторгом встречают именно дети. Поэтому очень важно использовать любознательность и высокую познавательную активность учащихся для целенаправленного развития их личности. Именно на уроках под руководством педагога школьники могут научиться использовать компьютерные технологии в образовательных целях, овладеть спосо­бами получения информации для решения учебных, а впоследствии и более широкого круга задач, приобрести навыки, обеспечивающие возможность продолжать образование в течение всей жизни.

Однако использование в настоящее время компьютерных технологий в процессе обучения, в том числе химии, скорее, исключение, чем правило. Кроме того, надо признать, что за последние годы наблюдается снижение интереса учащихся к естествознанию вообще и к химии в частности, что представляет собой одну из проблем школьного образования [1]. Причины негативных изменений, появившихся в обучении химии за последние годы, связаны с нарастанием сложности программного материала и сокращением учебного времени на его усвоение, а также недостаточным обеспечением учебного процесса специальным оборудованием.

На современном этапе развития страны осуществляется модернизация образования, в рамках ко­торой педагогами образовательных учреждений активно ведутся поиски новых подходов, средств и методов обучения. Цель педагогической деятельности ориентирована на повышение качества образо­вания через внедрение и интеграцию современных образовательных технологий, при этом информа­ционным отводится ведущее место.

Для достижения поставленной цели в области преподавания химии определены следующие задачи:

• рассмотреть основные принципы и методические приемы построения компьютеризированных методик обучения химии;
• адаптировать применение информационных компьютерных технологий к условиям учебно­образовательного процесса;
• создать условия для формирования ключевых компетенций обучающихся с акцентом на ин­формационные;
• содействовать созданию здоровьесберегающей среды обучения.

Реализация обозначенных целей и задач в нашем образовательном учреждении возможна благо­даря наличию соответствующей материальной базы, созданной в рамках программы компьютериза­ции образовательных учреждений.

Для реализации нового подхода к преподаванию с применением информационных технологий необходимо знать возможности, предоставляемые компьютером для усовершенствования учебного процесса на каждом этапе урока.

Так, на этапе подготовки к уроку компьютер предоставляет возможности:

• создавать компьютерные модели конспекта урока, темы, курса в целом;
• максимально целесообразно располагать материал;
• обеспечивать основной материал дополнительной информацией;
• подбирать и систематизировать материал с учетом особенностей класса и отдельных учащихся.

На этапе проведения уроков компьютер позволяет:

•  экономить время;
•  красочно оформлять материал;
•  повышать эмоциональную, эстетическую, научную убедительность преподавания;
•  оптимизировать процесс усвоения знаний, воздействуя на различные анализаторы;
•  индивидуализировать обучение;
•  концентрировать внимание на важнейшей проблеме урока;
•  в любой момент возвращаться к уже знакомому материалу;
•  самостоятельно использовать учебный материал обучающимися.

На этапе методической проработки процесса обучения у учителя появляются дополнительные возможности:

• аккумулировать совместные усилия учителей;
• развивать, модернизировать, корректировать электронные материалы;
• систематически накапливать материал;
• повышать мотивацию преподавания и обучения.

Кроме того, компьютерная техника применяется и как средство контроля усвоения знаний учащимися, значительно расширяет доступ к источникам информации, дает возможность получе­ния обратной связи. Для организации работы учителем могут быть применены различные модели использования компьютера на уроках. Они подразделяются на методологические и организацион­ные [2].

В практике преподавания химии мною применяются различные формы информационного сопро­вождения. Наиболее простым и эффективным приемом является использование готовых программных продуктов, которые обладают большим потенциалом и позволяют варьировать способы их применения исходя из содержательных и организационных особенностей образовательного процесса [3].

Использование изобразительных средств (анимация, видеофрагмент, динамические рисунки, звук) значительно расширяет возможности обучения, делает содержание учебного материала более наглядным, понятным, занимательным. Например, раздел «Химия на службе человека» позволяет приблизить получаемые сведения к реальности (рис. 1).

Компьютерное моделирование оказывается незаменимым при изучении химических процессов, непосредственное наблюдение за которыми нереально или затруднено. Таким примером может слу­жить рассмотрение процесса электролитической диссоциации, изучение реакций ионного обмена, где наглядно, в движении представлены процессы, происходящие в растворе между ионами.

Компьютерные технологии дают возможность демонстрировать реакции с взрывчатыми или ядовитыми веществами, редкими или дорогостоящими реактивами, процессы, протекающие слишком быстро или медленно, что невозможно в школьных условиях. Например, при изучении электрохими­ческой коррозии учащиеся в течение нескольких минут могут рассмотреть механизм этого крайне медленно протекающего процесса [4].

Преподавание химии специфично по сравнению с другими дисциплинами, поскольку предпола­гает проведение практических работ. И в этом случае компьютер стал эффективным помощником учителя. Конечно, проведение опытов в лаборатории обладает неоспоримыми преимуществами, но при изучении токсичных веществ (например, галогенов) виртуальный мир дает возможность прово­дить химический эксперимент без риска для здоровья. Если в кабинете отсутствует необходимое оборудование, использование компьютера дает возможность компенсировать этот недостаток.

Привлечение обучающих игр позволяет сделать процесс усвоения химической информации эмо­ционально насыщенным, а значит, более продуктивным. Например, для формирования умений раз­личать принадлежность веществ к определенному классу можно использовать игру «Химическая кладовая». Обучающие игры можно применять и для внеклассной работы по предмету (рис. 2).

Учитывая специфику обучения и тот факт, что 80 % обучающихся имеют домашний компьютер, появилась возможность использовать электронные носители информации в процессе индивидуаль­ной работы с детьми, имеющими трудности в обучении, временно обучающимися на дому, и с ода­ренными детьми [5].

Еще одним аргументом в пользу применения информационных технологий является возмож­ность быстрого и эффективного контроля знаний учащихся. Большая часть электронных учебников содержит упражнения-тренажеры, задачи с решениями, тестовые задания. Отдельные программные продукты содержат электронный журнал, который позволяет фиксировать уровень знаний учащегося по каждой теме курса (учитываются не только отметка и число попыток решения, но и затраченное время на выполнение заданий). Система оценки результатов дает возможность определить рейтинг учащегося по каждой теме, проследить динамику успеваемости и скорректировать учебный процесс в соответствии с показанными результатами. Кроме того, использование контролирующих программ способствует формированию адекватной самооценки у учащихся.

Несмотря на ряд преимуществ готовых программных продуктов, информация на некоторых из них излагается очень сухо, встречаются ошибки принципиального характера, некоторые задания чрезвычайно трудны для учащихся. Поэтому возникает потребность в создании собственных инфор­мационных продуктов. Компьютерные презентации — эффективный метод представления и изучения любого материала. Применение слайд-фильмов (Power Point) обеспечивает более высокий уровень проведения урока, его информационную насыщенность, динамичность, наглядность. При создании презентации используются данные электронных учебников, информация сети Интернет, на слайдах размещаются необходимые формулы, схемы химических опытов в соответствии с последователь­ностью изучения материала на уроке. В целях своевременного устранения пробелов в знаниях и закрепления наиболее важных вопросов темы на последнем слайде помещаются контрольные зада­ния. Если учащиеся не могут ответить на какой-либо вопрос, то есть возможность вернуть слайд, со­держащий сведения для правильного ответа. Таким образом осуществляется разбор материала, вы­звавшего затруднения.

Наличие большого набора информационных объектов в презентации дает учителю возможность представить изучаемый объект или процесс во всем многообразии его проявлений и свойств, а также более четко и точно определить его место и значение в системе научных знаний об окружающем нас мире [6].

Очень важно, что использование информационных технологий органично вписывается в струк­туру любого урока, дает возможность стимулировать поисковую деятельность учащихся на совре­менном, качественно ином уровне, а также формировать учебную мотивацию и ключевые компетен­ции обучающихся.

Нами была отслежена результативность обучения при использовании информационных техно­логий. Диагностика уровня сформированности ОУН свидетельствует о том, что система работы с ис­пользованием информационных технологий на уроках химии приводит к росту показателей качества обученности, чего мы не наблюдали при традиционном обучении. При этом наибольшее увеличение количества детей, входящих в группу «сильных» и «средних», наблюдается по критерию сформиро- ванности коммуникативных навыков — 42 и 35 % соответственно. Значительный рост прослеживает­ся и по уровню сформированности организационных навыков. Рост интеллектуальных умений и навы­ков несколько ниже и составляет 21 %, что свидетельствует о сложности процесса их формирования.

Изучение структуры мотивации проводилось методом анкетирования. Позитивным моментом можно считать увеличение показателя, характеризующего выраженность познавательного интереса, а именно: «содержанием и процессом познания», так как традиционно выраженность данного мотива обратно пропорциональна возрасту [7].

Система отслеживания результативности обучения химии свидетельствует о положительной ди­намике сформированности общеучебных умений и навыков, качества обученности по предмету, оп­тимизации структуры учебной мотивации.

Таким образом, компьютеризация при обучении создает особую информационную обстановку, которая стимулирует интерес и пытливость ребенка. Это облегчает понимание и решение многих за­дач интеллектуального характера, способствует раскрытию природой заложенных потенциалов и способностей к познанию, творческой инициативы, личностному развитию каждого ученика.

Целевое включение новых информационных технологий в учебный процесс способствует посто­янному динамичному обновлению содержания, форм и методов обучения и воспитания, позволяет педагогу решать проблемы, связанные с разработкой и использованием учебных программных про­дуктов качественно нового уровня [8].

Смыслом и позитивным результатом модели обучения с использованием информационного ре­сурса являются следующие аспекты:

• в центре технологии обучения — ученик;
• в основе учебной деятельности — сотрудничество;
• позиция ребенка в учебном процессе активная;
• перспективная цель — формирование мотивации и развитие способности ученика к самообра­зованию.

Наше учебное заведение, как и большинство образовательных учреждений, активно участвует в освоении современных информационных технологий и ведет работу на перспективу, определяя при­оритетные задачи:

• организовать дальнейшую работу по повышению квалификации и методической поддержки учителей в области использования информационных и коммуникационных технологий;
• развивать медиатеку;
• координировать работу педагогов всех образовательных ступеней и предметных областей для эффективного использования компьютерной базы;
• наладить информационное взаимодействие с другими образовательными учреждениями города;
• организовать работу по формированию информационной культуры с семьями воспитанников школы.

Список литературы

1    Курдюмова Т.Н. Компьютерная технология обучения химии: достоинства и недостатки // Химия в школе. — 2002. — № 8. — С. 35-37.

2     Курдюмова Т.Н., Курдюмов Г.М. Компьютерные обучающие игры // Химия. Методика преподавания. — 2004. — № 1. — С. 75-77.

3     Левитас Д.Г. Школа для профессионалов, или семь уроков для тех, кто учит. — М.: Московский психолого­социальный инс-т; Воронеж: Изд-во НПО «МОДЭК», 2001. — 256 с.

4     Макошина В.Н., Мещерикова Е.В. Использование компьютеров в обучении химии // Химия. Методика преподавания в школе. — 2002. — № 6. — С. 55-60.

5    Нечиталова Е.В. Информационные технологии на уроках химии // Химия в школе. — 2005. — № 3. — С. 13-15.

6     Раткевич Е.Ю. Проблемы компьютеризации процесса образования // Химия. Методика преподавания в школе. — № 1. — С. 13-18.

7   С компьютером на урок: с чего начинать: Учеб.-метод. пособие / О.Л.Колпаков, В.П.Жуланова, В.Н.Борздун, Е.О.Казадаева. — Кемерово: Изд-во КРИПКиПРО, 2004. — 53 с.

8    Фельдман И.Д. Создание и использование тематических компьютерных презентаций // Химия в школе. — 2005. — № 7. — С. 36-37.