Введение 3
Глава I. Цифровые лаборатория - новое поколение школьных естественно-научных лабораторий 7
1.1 Информатизация химического образования 7
1.2 Архитектура цифровой лаборатории 10
1.3 Цифровые лаборатории, предлагаемые к использованию в учебном процессе РФ 11
Выводы по 1 главе 33
Глава II. Цифровые лаборатории на занятиях по химии 34
2.1 Методические разработки опытов предлагаемые разработчиками
цифровых лабораторий 34
2.2 Методические разработки опытов с использованием цифровой
лаборатории «Нау-ра» на уроках химии 38
2.3 Методическая разработка опытов с использованием цифровой лаборатории «Нау-ра» во внеурочное время 55
2.4 Апробация методических разработок опытов с использованием цифровой лаборатории «Нау-ра» в урочной и внеурочной деятельности 59
Выводы по 2 главе 61
Заключение 62
Список литературы 63
Приложения 69
В мировой практике имеется много примеров успешного использования информационно-коммуникационных технологий в образовании. Новые условия развития образования, реализация федеральных и региональных целевых программ и проектов вызывают необходимость разработки новой среднесрочной программы информатизации системы образования.
Для реализации принятой Правительством РФ «Концепции развития образования РФ до 2020 года» разрабатывался государственная программа Российской Федерации "Развитие образования" на 2013-2020. Основная идея программы - обеспечение высокого качества российского образования в соответствии с меняющимися запросами населения, а также обеспечение его конкурентоспособности на мировом рынке образования; создание необходимых условий для всестороннего развития и обеспечения эффективности и доступности системы[1]. В результате школы перейдут на новую ступень использования ИКТ в учебном процессе, начнут активно использовать современные цифровые образовательные ресурсы.
Одним из примеров реализации данной программы является создание и установка в школах цифровых лабораторий, которые позволят перевести школьный практикум на качественно новый уровень. Подготовить учащихся к самостоятельной творческой работе в любой области знаний; осуществить приоритет деятельностного подхода к процессу обучения; развить у учащихся широкий комплекс общих учебных и предметных умений; овладеть способами деятельности, формирующими познавательную, информационную, коммуникативную компетенции.
И в связи с этим, современная школа ставит перед собой задачу выпустить конкурентоспособных учеников, формировать у учащихся универсальных знаний, умений и навыки, формировать познавательную, 3
информационную, коммуникативную компетентность, а также развитие самостоятельности и ответственности обучающихся, т. е. те качества, которые и определяют новое содержание образования. Школа должна формировать у учащихся способность социализации в обществе, освоению базовых социальных способностей и умений, формирование у учащихся навыков творческой и исследовательской деятельности. И один из способов формирование современной модели выпускника является использование цифровые лаборатории.
Цифровые лаборатории обеспечивают автоматизированный сбор и обработку данных, позволяют отображать ход эксперимента в виде графиков, таблиц, показаний приборов. Проведенные эксперименты позволяют делать более точные расчеты в определенном промежутке времени.
Цифровые лаборатории по химии позволяют выполнять лабораторные работы. Они разработаны в соответствии с требованиями ФГОС и используются для проведения лабораторных, демонстрационных и практических работ по химии. В соответствии с требованиями новых государственных образовательных стандартов (ФГОС) кабинет химии должен включать [2, 3]:
1. Датчик температуры
2. Датчик рН
3. Датчик электропроводности растворов.
Комплект включает в себя компьютеры, измерительные интерфейсы, комплект датчиков, комплект методических пособий, программное обеспечение для сбора, анализа и обработки данных комплекта датчиков, а также программное обеспечение для сбора, анализа и обработки данных на персональном компьютере, измерительные датчики и регистратор.
Объект исследования: химический эксперимент на уроках химии в 8 классе.
Предмет исследования: цифровой лаборатории и её использование в учебном процессе на уроках химии.
Целью является подготовка лабораторных, практических работ для применения в урочной и во внеурочной деятельности по неорганической химии в 8-9 классе.
Цель, предмет и объект исследования предполагают решение следующих задач:
1. Обобщить и систематизировать материалы по основным направлениям развития цифровых лабораторий в современном естественнонаучном образовании, в частности в обучении химии.
2. Собрать и проанализировать возможности датчиков цифровых лабораторий по химии.
3. Подготовить и оптимизировать лабораторные работы с использованием компонентов цифровых лабораторий.
Была выдвинута следующая гипотеза: использование современных технических средств обучения позволяет повысить уровень экспериментальных и практических работ по химии.
В работе были использованы следующие методы исследования:
1. Теоретические: анализ научной литературы по теме цифровые лаборатории; сравнение и описание цифровых лабораторий, предложенные к использованию в РФ; анализ результатов, полученных в практической части исследования, систематизация этих данных.
2.Эмпирические: составление методической разработки
демонстрационных опытов для проведения на уроке химии в 8 классе; составление методической разработки опытов для использования во внеурочное время по химии; анкетирование учителей химии.
Практическая значимость выпускной квалификационной работы состоит в том, что методические разработки опытов могут быть использованы учителями химии, студентами педагогических учебных заведений, для проведения демонстрационных опытов и лабораторных работ на уроках и во внеурочное время по химии.
Результаты работ были опубликованы в:
1. Датчики рН и электропроводности на школьных уроках химии / Васёва Е.Н., Кадырова И.А., Садыков А.М., Сагитова Р.Н. .//VI Международно-практическая конференция в рамках Евразийского сотрудничества «Инновации в преподавании» в ХИ КФУ 24-25 марта 2016.- С.310 (статья).
2. Датчик рН в школьном химическом эксперименте / Кадырова И.А., Сагитова Р.Н. // Итоговая научно-образовательная конференция студентов казанского федерального университета 2016 года: сб. тезисов: в 3 т. / Мин- во образования и науки; Казанский (Приволжский) федеральный ун-т. - Казань: Изд-во Казан. ун-та, 2016. - Т. 1: Институт геологии и нефтега- зовых технологий; Институт фундаментальной медицины и биологии; Институт экологии и природопользования; Химический институт им. А.М. Бутлерова; Институт физики; Высшая школа информационных технологий и информационных систем; Институт вычислительной мате- матики и информационных технологий. - 288 с. (тезис).
3.Sagitova R.N. Optimization of laboratory work in organic chemistry for the training of chemistry teachers / R.N. Sagitova, S.I.Gilmanshina, I.A. Kadyrova, E.N. Vaseva / Chemija Mokykloje - 2017 (Chemistry in school - 2017), 19 April 2017. Kaunas: Kaunas University of Technology, 2017. Р.47-48 (статья).
4. Использование датчиков цифровых лабораторий на уроках химии / Кадырова И.А., Сагитова Р.Н.// Итоговая научно-образовательная конференция студентов казанского федерального университета 2017 года (статья).
5. Использование датчиков цифровых лабораторий на уроках химии / Кадырова И.А., Сагитова Р.Н.// Итоговая научно-образовательная конференция студентов казанского федерального университета 2017 года (тезис).
Структура работы соответствует цели и задачам исследования, состоит из введения, двух глав, заключения, списка использованной литературы.
1. Проведён методический анализ основных направлений развития информационных и коммуникационных технологий в обучении химии.
2. Проведен анализ возможности датчиков цифровых лабораторий по химии.
3. Освоена техника работы с использованием цифровой лаборатории «Нау-ра».
4. Проведён методический анализ разработок опытов по химии предложенной руководством цифровой лаборатории «Нау-ра».
5. Подготовлены и оптимизированы лабораторные работы с использованием компонентов цифровых лабораторий.
6. Разработана методика проведения экспериментов с использованием цифровой лаборатории «Нау-ра» в урочной и внеурочной деятельности по химии.
7. Проведена апробация разработанных опытов в урочной и внеурочной деятельности по химии.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
