ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ
ИНФОРМАЦИОННО - КОММУНИКАЦИОННЫХ (ЦИФРОВЫХ) СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ В ШКОЛЕ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ПРЕДМЕТОВ
ХИМИКО-БИОЛОГИЧЕСКОГО ЦИКЛА 7
1.1 Понятие и классификация цифровых средств обучения 7
1.2 Преимущества и недостатки применения цифровых средств обучения в
школе 15
1.3 Дидактические условия применения цифровых средств обучения при
изучении предметов химико-биологического цикла 21
Выводы к Главе 1 29
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ЛАБОРАТОРИИ НА
УРОКАХ ХИМИИ В ШКОЛЕ 31
2.1 Характеристика и возможности цифровых лабораторий в обучении химии
31
2.2 Ход проведение экспериментальной работы по использованию цифровой
лаборатории на уроке химии в 8-м классе 41
2.3 Результаты экспериментального исследования и их обобщение 50
Выводы к Главе 2 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 61
ПРИЛОЖЕНИЯ 6
Информатизация общества обусловила глубокое проникновение информационных технологий в образовательную отрасль. Принципиально изменился не только материально-технический уровень обеспечения обучения различных предметов, а и появились новые цифровые информационные средства, которые по своей сути позволяют организовать моделирование, эмуляцию и эксперимент и не требуют при этом дополнительного специального оборудования.
Одна из важных и актуальных задач современного образования в соответствии с действующими стандартами ФГОС - это подготовка конкурентоспособной личности, при этом важно не столько предоставление суммы знаний, сколько развитие творческого, критического мышления учащихся, формирование способностей поиска, анализа научной информации. Для решения таких задач недостаточно традиционных методов обучения с помощью учебника и объяснения учителя. Необходимо использование инструментов, позволяющих реализовать современные подходы к обучению.
Решение этой задачи невозможно без помощи современных цифровых средств обучения (ЦСО). В последнее десятилетие отмечается активное внедрение цифровых технологий в образовательный процесс, при этом значение ЦСО быстро возрастает не только в сфере образования, но и в любой другой сфере деятельности. В результате реализации Федеральной целевой программы «Развитие единой образовательной информационной среды (2001-2005 г.г.)» практически в каждой школе России создана
материальная база для использования современных информационных технологий в образовательном процессе. Была успешно реализована Федеральная целевая программа «Электронная Россия (2002-2010 годы)» и проект «Информатизация системы образования» (ИСО).
Реализовать новые подходы к решению важных проблем в методике обучения химии невозможно без применения новых методов и средств, таких как ЦСО. Формирование компетентной развитой личности, способной принимать адекватные самостоятельные решения, имеющей желание постоянно совершенствовать свою подготовку, нельзя осуществить без внесения изменений в методику обучения химии. Эти изменения будут способствовать дальнейшей реализации непрерывности и самостоятельности современного образования, определят его опережающий характер. В настоящее время все шире внедряются цифровые технологии в воспитательно-образовательный процесс школы.
На всем протяжении существования школы решается одна и та же задача, а именно, повышение эффективности обучения. Традиционно эта задача решается путем внедрения всякого рода усовершенствований, например, изменением числа часов в учебном плане, применением различных наглядных пособий. Практика указывает на возможность и важность использования ЦСО в обучении.
В настоящее время все шире внедряются цифровые технологии в воспитательно-образовательный процесс школы. При использовании цифровых технологий на уроках повышается мотивация учения и стимулируется познавательный интерес обучающихся, возрастает эффективность самостоятельной работы. Компьютер открывает принципиально новые возможности в области образования, в учебной деятельности и творчестве обучающегося.
Известно, что человек имеет 5 основных каналов восприятия окружающего мира. Из них до 90% всей поступающей к человеку информации (данные приблизительные) идет по зрительному каналу, по слуховому каналу - до 9% и на оставшиеся 3 канала (обоняние, осязание, вкус) приходится около 1% поступающей информации. Именно использование цифровых технологий на занятиях как раз и позволяет более комплексно использовать все каналы восприятия информации.
Актуальным на сегодняшний день является повышение качества образования путём внедрения цифровых технологий на уроках обучения химии.
Объект исследования: воспитательно-образовательный процесс на уроках химии.
Предмет исследования: применение цифровых средств обучения для совершенствования методики преподавания химии. Перед системой образования встает проблема - как организовать работу по внедрению ЦСО в обучении химии, и повысить интерес обучающихся к данному предмету.
Применение цифровых технологий должно обеспечить формирование у учащихся новых знаний и умений, которые им потребуются в информационной среде дальнейшего профессионального развития, а также нового, целостного миропонимания и информационного мировоззрения.
Гипотеза исследования:
Процесс обучения школьников курсу химии может быть эффективным, если при объяснении определенных заданий будет использованы цифровые средства обучения, если:
• будут выявлены теоретические подходы к использованию цифровых средств обучения при изучении химии;
• будут проанализированы практические методики применения цифровых средств обучения в процессе обучения;
• будут разработаны и показаны методические основы применения цифровых средства обучения на уроках химии.
Основными критериями эффективного использования цифровых средств обучения в учебном процессе является необходимость их плавного включения в традиционную систему образования и установление оптимального соотношения между традиционными формами обучения и обучением с использованием компьютерных средств. Для успешного внедрения в учебный процесс использование цифровых средств обучения должно:
• быть согласовано с программой традиционного курса обучения по химии;
• реализовать информационную, обучающую и контролирующую функции;
• стимулировать познавательную активность учащихся в процессе изучения учебного материала по химии.
Цель исследования: разработка и представление методических основ по изучению и внедрению цифровых средств обучения на уроках химии для совершенствования методики преподавания. Для достижения цели данной работы требовалось решить задачи.
Задачи исследования:
1. Изучить положительные и отрицательные стороны использования цифровых средств обучения в преподавании естественно научных дисциплин;
2. Определить основные принципы отбора содержания материала при использовании цифровых средств обучения в преподавании химии в общеобразовательной школе;
3. Представить методические основы применения и использования цифровых средств обучения на уроках химии.
Для решения поставленных задач использовался метод анализа методологической, учебно-методической, информационно-технологической литературы по данной проблеме.
Результаты проведенного исследования позволяют сделать вывод о подтверждении поставленной ранее гипотезы и достижении цели и всех задач исследования. На основании материалов исследования были сделаны следующие выводы:
На основании исследования теоретических основ использования цифровых средств обучения при изучении предметов химикобиологического цикла можно сформулировать следующие выводы:
• применение цифровых средств обучения обеспечивает реализацию деятельностного подхода в школьном образовании, что соответствует требованиям ФГОС;
• средства обучения при их рациональном использовании приводят к интенсификации учебно-воспитательного процесса, позволяют подготовить учащихся к работе и жизни в условиях формирующегося информационного общества;
• ЦСО являются педагогическим инструментом в руках преподавателя, которым он должен уметь пользоваться, опираясь на исходные положения, лежащие в основе их применения.
• представлена классификация ЦСО на четыре группы в зависимости от
предназначения: звуко-графические, демонстрационные, лабораторные,
мультимедийные;
• в начальных классах применение разнообразных средств обучения имеет целью обогащение и расширение непосредственного чувственного опыта учащихся, развитие наблюдательности, познания конкретных свойств предметов во время практической деятельности, создание условий для перехода к абстрактному мышлению, опоры для самостоятельного учения и систематизации учебного материала.
• в средних и старших классах ЦСО должны обеспечивать возможности для осуществления исследовательской деятельности учащихся, повышать мотивацию к углублению знаний по изучаемым темам, способствовать получению навыков реализации учебных проектов;
• педагог должен обеспечить выполнение всех основных принципов использования средств обучения, которые важны не только для ЦСО, но и для использования любых средств обучения;
• представлены рекомендации по внедрению ЦСО в учебно-
воспитетальный процесс. В частности, рекомендации по выбору ЦСО, по планированию уроков и исследовательской деятельности.
• использование цифровой лаборатории «Архимед» подразумевает использование различных цифровых датчиков, с помощью которых можно проводить широкий спектр исследований, демонстрационных и лабораторных работ на уроках химии, а также осуществлять научноисследовательские проекты, способствующие решению межпредметных задач. Такая лаборатория дает возможность проводить разного рода естественно-научные эксперименты как в помещении учебного заведения, так и за его пределами. Программное обеспечение для анализа экспериментальных данных является простой, удобный, интуитивно понятный школьникам интерфейс;
• экспериментальная часть исследования была проведена в общеобразовательной школе МБОУ СОШ № 1. Обучение химии в школе проводится на основе разработанной рабочей программы по учебному предмету «химия», которая является составной частью основной образовательной программы МБОУ СОШ № 1;
• проведенный анализ календарно-тематического планирования уроков по химии показал, что при планировании обучения химии в школе МБОУ СОШ № 1 не уделяется достаточного внимания наглядности изучаемых явлений и процессов, не реализуется деятельностный подход к обучению, поскольку в течение всего года недостаточно проводится лабораторных, практических работ и демонстрационных опытов;
• использование цифровой лаборатории при обучении химии в 8 классе в МБОУ СОШ № 1 считаем целесообразным, так как проведение таких опытов (особенно демонстрационных) не потребует значительного времени и повысит содержательность, наглядность, увлекательность учебного процесса.
• применение цифровой лаборатории позволяет построить более интересными, наглядными и содержательными лабораторные работы и демонстрации химических опытов при изучении школьной программы по химии за восьмой класс;
• результаты проведенной экспериментальной работы показали, что цифровые лаборатории качественно улучшают процесс изучения химии в школе. Благодаря цифровой лаборатории было значительно сокращено время, которое обычно затрачивается на подготовку и проведение фронтального или демонстрационного эксперимента; значительно повысилась наглядность эксперимента и визуализация его результатов, расширился список экспериментов. Цифровая лаборатория позволяет существенно модернизировать уже привычные эксперименты.
• после проведения химических опытов с использованием цифровой лаборатории «Архимед 4» с участием учеников 8-«А» класса, было проведено контрольное занятие, основной целью которого являлась оценка полученных знаний учащихся 8-го «А» класса об изученных в ходе опытов химических явлениях и учащихся 8-го «Б» класса, проходивших обучение с использованием традиционного подхода.
• в экспериментальном классе значительно больше учащихся получили оценки отлично и хорошо, в то время как удовлетворительных оценок намного меньше чем в контрольной группе.
Таким образом, гипотеза исследования подтверждена, поскольку:
• с использованием цифровой лаборатории процесс обучения школьников курсу химии стал более эффективным;
• определены теоретические подходы к использованию цифровых средств обучения при изучении химии;
• проанализированы практические методики применения цифровых средств обучения в процессе обучения;
• разработаны и показаны методические основы применения цифровых средства обучения на уроках химии в 8-м классе.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
