Применение современных компьютерных технологий при изучении химии

В соответствии с принятой Концепцией модернизации российского образования до 2010 года была разработана Программа модернизации педагогического образования, одобренная решением коллегии Мин образования России 18.02.03 г [12].

Согласно этому документу цель модернизации педагогического образования – создать механизм эффективного педагогического образования в условиях осуществления модернизации российского образования. Результатом модернизации педагогического образования должна стать обновленная система подготовки, переподготовки и повышения квалификации педагогов, отвечающая требованиям, предъявляемым обществом к педагогическим кадрам.

Многие из разработанных в рамках этой программы мероприятия прямо связаны с информатизацией образования:

·                   обучение педагогов использованию информационных и коммуникационных технологий в образовательном процессе;

·                   создание федеральных комплектов учебно-методической литературы, в том числе на электронных носителях, для педагогических направлений и специальностей.

Программой модернизации педагогического образования предусмотрено проведение комплекса мер, направленных на достижение следующих целей:

·                   овладения современными формами и методами обучения, информационными и компьютерными технологиями, новыми методами оценивания результатов обучения.

·                   преодоления отставания материально-технической базы и ресурсного обеспечения педагогических учебных заведений от уровня современных требований; целевой поставки оборудования и компьютеров для педагогических учебных заведений [12].

Современные информационные технологии открывают обучаемым доступ к нетрадиционным источникам информации, повышают эффективность самостоятельной работы, дают совершенно новые возможности для творчества, приобретения и закрепления различных навыков [13]. Компьютерные технологии открывают большие возможности в переосмыслении методов и приемов обучения.

Информатизация образования, в первую очередь, должна способствовать решению педагогических проблем.

Информатизация позволяет от авторитарной школы перейти к педагогике сотрудничества, когда учитель и ученик, находясь в равном отношении к информационным ресурсам, становятся партнерами при ведущей роли учителя. Особую роль в обеспечении такого взаимодействия должны сыграть школьные библиотеки, преобразованные в медиатеки и медиацентры.

Следует отметить также ряд социальных последствий процесса информатизации образования. Использование информационных технологий в учебном процессе существенно меняет роль и место преподавателя и ученика в системе «учитель – информационная технология обучения - ученик».

Информационная технология обучения – не просто передаточное звено между учителем и учеником. Смена средств и методов обучения приводит к изменению содержания учебной деятельности, которая становится все более самостоятельной и творческой, способствует реализации индивидуального подхода в обучении.

Изменяется также содержание деятельности преподавателя. Преподаватель перестает быть просто «репродуктором» знаний, становится разработчиком новой технологии обучения, что, с одной стороны, повышает его творческую активность, а с другой, - требует высокого уровня технологической и методической подготовленности [14].

Кроме того, именно новая техника дает возможность максимально использовать время обучающегося. Именно в этом видится, прежде всего, эффективность обучения [15]. Подача материала должна быть организована так, чтобы все органы чувств, которые при этом могут быть задействованы, участвовали в обучении.

Информационные технологии обучения дают возможность преподавателю для достижения дидактических целей применять как отдельные виды учебной работы, так и любой их набор [16]. Таким образом применение компьютерной методологии обучения ориентировано в первую очередь на интеграцию всех видов учебной деятельности и подготовку субъектов образовательного процесса к жизнедеятельности в условиях информационного общества.

Традиционно в качестве основных принципов дидактики считались и считаются принципы наглядности, сознательности и активности обучающегося, доступности и посильности, учета возрастных и индивидуальных особенностей, систематичности и последовательности. К основным относятся также принципы научности, связи теории и практики, обучения и воспитания.

Рассмотрим их с точки зрения новых информационных технологий. Традиционные методы преподавания стремятся активно использовать принципы наглядности. Но все, кто участвует в образовательном процессе, знают, насколько он трудоемок в реализации, а самое главное, - ограничен в возможности при изложении теоретических знаний. Принципиально новые возможности дают нам в этом плане информационные технологии, позволяющие представлять скрытые от непосредственного восприятия сущностные законы и закономерности познаваемого. В настоящее время различного рода электронные визуализаторы активно применяются в области химии, физики и т.д.

Таким образом, мы можем наглядно представлять не только то, что возможно для непосредственного восприятия чувствами, но и то, что выражается абстрактными законами и моделями [15, 16].

Использование современных информационных технологий позволяет полностью заменить уже устаревшие технические средства обучения – телевизор, видео- и аудио - магнитофон, диа- и слайд - проекторы, кодоскопы и киноустановки. Позволяет безболезненно отказаться от неудобных в хранении и рубрикации таблиц. Изображение на таблицах, как и все содержимое аудио- и видеокассет, можно легко перевести в цифровой формат и хранить в памяти компьютера, быстро воспроизводя при необходимости [17].

В результате использования обучающих программно-педагогических средств происходит индивидуализация процесса обучения. Каждый ученик усваивает материал по своему плану, т.е. в соответствии со своими индивидуальными способностями восприятия.

Принцип доступности и посильности образования сводится к тому, чтобы изучаемый материал по уровню трудности был доступен, но в то же время требовал напряжения умственных и духовных сил для своего усвоения. Реализовать этот важнейший принцип дидактики в традиционных методах обучения очень трудно. Выход подсказывают новые информационные технологии. С помощью компьютеров стало возможным дифференцировать диалоги с обучающимися в зависимости от их подготовленности, скорости и качества выполнения заданий. Современные программы позволяют генерировать задачи возрастающей сложности. При должной мотивации, работая с такой программой, ученик сам будет отбирать задачи, требующие от него умственного напряжения.

Принцип сознательности и активности предполагает, что ученик выступает субъектом учебной деятельности.

Именно новая техника дает возможность реализовать наилучшим образом идею самообразования, т.е. учащийся мотивированно подходит к образовательному процессу, понимает, что, как и зачем он делает.

Таким образом, анализ традиционных дидактических принципов, показывает, что новые информационные технологии создают условия для полноценной их реализации [11, 15].

Исходя из всего сказанного, можно констатировать следующее:

1.                Компьютерная информационная технология – это совокупность методов, форм и средств воздействия на человека в процессе его развития. Обучающая технология строится на фундаменте определенного содержания и должна соответствовать ему. Она предполагает использование адекватных способов представления компьютерной техники.

2.                Компьютерные технологии позволяют добиться качественно более высокого уровня наглядности предлагаемого материала, значительно расширяют возможности включения разнообразных упражнений в процессе обучения, оживляют учебный процесс, способствуют повышению его динамизма, что, в конечном счете, ведет к достижению едва ли не главной цели собственно процессуальной стороны обучения – формированию положительного отношения учащихся к изучаемому материалу.

3.                С помощью компьютера появляется возможность развития критического мышления, т. е. совершенствуются умения, связанные с извлечением, переработкой и усвоением информации [18, 19].

4.                Очевидно, что использование компьютерных технологий обеспечивает оперативность, наглядность и емкость информации за короткий промежуток времени.

1.2.2 Проблемы компьютеризации образования

Существует ряд проблем, связанных с использованием компьютерных технологий в учебном процессе.

Их можно разделить на следующие группы: организационные, дидактические, психологические, методические и информационные [11].

Рассмотрим некоторые наиболее важные проблемы компьютеризации обучения.

Организационные проблемы.

В настоящее время в городских школах созданы все условия для преподавания информатики. Поэтому встает проблема организации уроков химии в кабинетах информатики, которые, как правило, предусмотрены для занятий не всего класса, а только группы. Как поделить класс? Таким образом, для более эффективной работы в школах необходимо создание специального кабинета, привлечение специалиста, который может дать грамотную консультацию [11, 12].

Кроме того, предлагаемые на рынке программного обеспечения обучающие и тестирующие системы не доработаны и имеют ряд существенных недостатков в методическом плане, а также ряд других проблем. Для эффективного применения компьютерных технологий обучения необходимо пересматривать структуру учебных дисциплин и, как следствие, преобразовывать весь учебный процесс [12].

Нужно отметить, что при продолжительной эксплуатации компьютера вредное влияние на здоровье пользователя могут оказать повышенное напряжение, психическая перегрузка, длительное неизменное положение тела, электромагнитное излучение и т.д. Поэтому при работе учащихся с компьютером следует строго соблюдать существующие санитарно-гигиенические нормы, а также рекомендовать им при первых признаках усталости выполнять специальные упражнения для снятия утомления [19, 20].

Дидактические проблемы.

·                   Проблема соотношения объема информации (потока информации), который может предоставить компьютер ученику, и объема сведений, которые ученик может, во-первых, мысленно охватить, во-вторых, осмыслить, а в-третьих – усвоить.

Ученика не приучили ориентироваться в новом мощном потоке учебной информации, он не может разделять ее на главное и второстепенное, выделять направленность этой информации, перерабатывать ее для лучшего усвоения, выявлять закономерности и т.п. В сущности, информация (сведения об окружающем мире и протекающих в не процессах) может рассматриваться как некая многофакторная система, детали которой скрыты от учащихся, а потому и весь этот поток сведений в целом (его основы, направленность, цели, связи между элементами, причинно - следственные зависимости и т.п.) оказывается трудно доступным для восприятия [21].

·                   Проблема соотношения “компьютерного” и “человеческого” мышления

“Машинное” и человеческое мышление существенным образом различаются. Если машина “мыслит” только в двоичной системе, то мышление человека значительно многостороннее, шире и богаче. Как использовать компьютер, чтобы развить у учащихся человеческий подход к мышлению, а не привить ему некий жесткий алгоритм мыслительной деятельности? Процесс внедрения информационной технологии в обучение школьников достаточно сложен и требует фундаментального осмысления. Применяя компьютер в школе, необходимо следить за тем, чтобы ученик не превратился в автомат, который умеет мыслить и работать только по предложенному ему кем-то (в данном случае программистом) алгоритму. Для решения этой проблемы необходимо наряду с информационными методами обучения применять и традиционные. Используя различные технологии обучения, мы приучим учащихся к разным способам восприятия материала: чтение страниц учебника, объяснение учителя, получение информации с экрана монитора и др. С другой стороны, обучающие и контролирующие программы должны предоставлять пользователю возможность построения своего собственного алгоритма действий, а не навязывать ему готовый, созданный программистом. Благодаря построению собственного алгоритма действий ученик начинает систематизировать и применять имеющиеся у него знания к реальным условиям, что особенно важно для их осмысления.

Психологические проблемы.

Дидактические проблемы компьютеризации неразрывно связаны с психологическими.

Работая с моделирующими педагогическими программными средствами (ППС), пользователь может создавать различные объекты, которые по некоторым параметрам могут выходить за грани реальности, задавать такие условия протекания процессов, которые в реальном мире осуществить невозможно. Появляется опасность того, что учащиеся в силу своей неопытности не смогут отличить виртуальный мир от реального. Поэтому, во избежание возможного отрицательного эффекта использования информационной технологии в процессе обучения школьников, при разработке ППС, содержащих элементы моделирования, необходимо накладывать ограничения или вводить соответствующие комментарии (например, “В реальных условиях ваша модель не может существовать” и т.п.), чтобы ученик не мог “уйти” за грани реальности в результате манипулирования химическими явлениями. Виртуальные образы, наряду с опасностью создания нереальных ситуаций, могут сыграть положительную дидактическую роль. Информационная технология позволит учащимся осознать модельные объекты, условия их существования, улучшая, таким образом, понимание изучаемого материала и, что особенно важно, их умственное развитие. Следует отметить, что компьютер, как педагогическое средство, используется в школе, как правило, эпизодически. Это объясняется тем, что при разработке современного курса химии не стоял вопрос о привязке к нему информационной технологии. Применение компьютера поэтому оказывается целесообразным лишь при изучении отдельных тем (химическое равновесие, синтез веществ, скорость реакции и др.), где имеется очевидная возможность вариативности. Для систематического использования информационной технологии в процессе обучения необходимо переработать (модернизировать) весь школьный курс химии [11, 21].

1.3    Цели и возможности информатизации школьного курса химии

Для многих детей компьютер сегодня становится совершенно естественным средством познания окружающего мира.

Перечислим основные блоки факторов, определяющих качество знаний обучаемых [22]:

·        содержание изучаемого материала;

·        учебник и учебные пособия;

·        учитель;

·        ученик;

·        материально-техническая база;

·        окружающая среда.

Учебник и учебные пособия сейчас дополняются информационным обеспечением: мультимедийные варианты учебников, учебных пособий, справочников с доступно изложенным материалом, учебным интерфейсом и поисковой системой; обучающие и тестовые компьютерные программы; тренажеры; виртуальные лабораторные практикумы.

Перечисленное информационное обеспечение не может не дать ожидаемый результат повышения качества знаний. Но это происходит только в том случае, если должное внимание уделено формированию у учащихся основополагающих познавательных умений.

При хорошем техническом, программном и методическом обеспечении урока учитель сам должен свободно владеть общими навыками работы с компьютером и самое главное, правильно осознавать свою изменившуюся роль.

Основными функциями преподавателя в учебном процессе с применением компьютера являются: отбор учебного материала и заданий, планирование процесса обучения, разработка форм предъявления информации обучаемым, контроль за изучением материала, коррекция процесса обучения.

Функция отбора материала и заданий является наиболее сложной и творческой. Здесь главенствующую роль играет опыт преподавателя, глубина знания им предмета. Основными требованиями при реализации этой функции являются необходимость четкого выделения главных и второстепенных моментов в дисциплине и дифференциация материала по степени сложности.

Планирование процесса обучения с применением компьютера должно осуществляться в направлении его максимальной индивидуализации, которая может производиться по последовательности предоставления изучаемых понятий, по методу изложения материала обучения, по предлагаемым разъяснениям и справочным материалам.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7