Информационные технологии на уроках химии

В настоящее время, когда компьютеры становятся непременным атрибутом нашей жизни, а информационные технологии создают принципиально новые возможности получения человеком знаний, все более актуальной становится задача использования их возможностей в школе при изучении общеобразовательных предметов.

Информационные технологии предоставляют широкие возможности для развития личности учащихся и реализации их способностей, внедрения новых методов и организационных форм учебной деятельности в современной школе, объединяя учителей разных предметов.

Компьютер дает педагогам новые инструменты:

• интерактив – поочередное высказывание каждой из сторон, в широком смысле – от выдачи информации до произведенного действия;
• мультимедиа – представление объектов и процессов с помощью фото, видео, графики, анимации, звука, т.е. во всех известных сегодня формах (мультимедиа среда обладает высокой информационной плотностью);
• моделинг – представление внешних объектов и методов взаимодействия с ними пользователя наряду с имитационным моделированием изучаемых явлений и процессов;
• коммуникативность – возможность непосредственного общения, оперативность представления информации, контроль за состоянием процесса (достигается объединением компьютера в локальные и глобальные сети);
• производительность (автоматизация рутинных нетворческих операций).

Все описанные инструменты на уроке используются не в одиночку, а в совокупности, причем интерактив является обязательным. Без интерактивности компьютер превращается в простое техническое средство обучения. Однако, применение компьютера и как ТСО дает больший образовательный эффект при использовании учителем подготовленных слайдов презентаций для предъявления информации в сравнении с ее визуальным “бумажным” или “меловым” представлением. Средства визуальной наглядности должны помогать организации деятельности обучаемых и содержать элементы управления этой деятельностью.

При проведении традиционных уроков в кабинете химии учителю приходится излагать учебный материал на доске, пространство которой ограниченно. Расписание в школах, как правило, составляется так, что друг за другом следуют классы разных параллелей. Поэтому учителю приходится тратить много времени на оформление доски к следующему уроку на перемене.

Преодолеть эти трудности учителю химии помогут возможности компьютера. К уроку готовится презентация в программе Microsoft PowerPoint. Основные опорные моменты урока появляются на экране с помощью компьютера и мультимедиапроектора. Это способствует лучшему восприятию, а следовательно, и усвоению материала, так как записи сделаны красиво печатными буквами, красочно, сопровождаются рисунками, схемами, таблицами, уравнениями химических реакций, которые ученик должен записать в тетрадь. К этим записям можно вернуться в любое время, повторяя их неоднократно. Кроме того, в презентацию можно включить видеофрагмент химического эксперимента. При этом хотя и теряется натуральность эксперимента, но его удобно демонстрировать при повторении и обобщении изученного материала или в случае проведения длительного опыта (например, эксперимент по коррозии металлов). Такой презентацией можно воспользоваться ученику, пропустившему урок по болезни.

Компьютер можно использовать и при проведении проверочных работ: сначала на экране показывается задание, а после его выполнения – правильное решение, чтобы учащиеся сразу могли себя проверить. Таким образом, время урока экономится и используется более эффективно.

При проведении уроков проверки знаний, умений и навыков учитель выступает в качестве наблюдателя. Для проведения такого урока можно обменяться кабинетами с учителем информатики, чтобы провести тестирование с помощью компьютера. Для этого учитель заранее составляет тестовые задания. В этом случае учащийся получает индивидуальный комплект заданий, современные программы позволяют комбинировать вопросы так, чтобы вопросы и ответы не повторялись. Компьютер легко превратить в тестовую лабораторию, оценивающую знания учащихся. Учитель и ученик мгновенно получают результат тестирования, что исключает возможность субъективного отношения учителя, а в условиях, когда школьники сдают ЕГЭ, такие уроки служат им тренировкой.

При проведении уроков химии важное место отводится практическим работам, которые требуют большой предварительной подготовки как со стороны учителя, так со стороны учеников. Накануне учитель дает задание учащимся ознакомиться с содержанием практической работы в учебнике, для того чтобы они вспомнили ключевые моменты темы, представили себе последовательность работы. Но добросовестно к практической работе готовятся лишь немногие учащиеся. Для того чтобы у школьников создать ситуацию успеха при проведении практической работы, учитель во внеурочное время вместе с заинтересованными учениками записывает весь ход практической работы с помощью цифровой видеокамеры, а затем вставляет в презентацию отдельными фрагментами. Перед проведением практической работы учащимся излагаются цель, задачи. Порядок работы проговаривается учениками, учитель демонстрирует на экране видеофрагменты практической работы, обращая внимание на правила безопасной работы с оборудованием и реактивами, технические особенности выполнения опыта, возможные признаки химической реакции. Учащиеся имеют возможность сравнить, закрепить изученное дома содержание и увиденное на экране. После такого инструктажа все учащиеся безошибочно выполняют практическую работу, записывают увиденные наблюдения, уравнения химических реакций, делают выводы. В итоге успешно выполненной работы у школьников появляется интерес к изучению предмета, и как следствие этого качество обучения повышается.

Конечно, на уроках химии обязательно должны быть химические опыты, демонстрируемые учителем. Но при обобщении и систематизации знаний следует использовать видеофрагменты опытов.

Цифровая видеокамера и компьютер позволяют зафиксировать результаты деятельности учащихся. Например, учащиеся дома выращивают кристаллы по отработанной схеме, затем в классе все выращенные кристаллы с подписями авторов снимаются видеокамерой или камерой мобильных телефонов (если это происходит дома), которые есть почти у каждого ученика Затем к видеофрагменту подбирается музыкальное сопровождение. Каждый учащийся имеет возможность полюбоваться своими кристаллами, сравнить их с другими. Таким же образом можно создать фильм по моделям кристаллических решеток.

Таким образом, можно создать школьную коллекцию видеофрагментов опытов, которая со временем будет только пополняться. Начинать составлять такую коллекцию рекомендуется с тех опытов, которые требуют продолжительного времени (коррозия металлов, электролиз раствора хлорида меди (II)), сложны в исполнении (синтез аммиака, влияние условий на скорость химической реакции), проводятся под тягой, так как продукты реакции вредны для здоровья человека (получение хлора, взаимодействие натрия с хлором, вытеснение галогенов друг другом).

В кабинете хорошо иметь коллекцию учебных дисков с пакетом прикладных программ по химии. Пакеты прикладных программ (ППП) – комплекс взаимосвязанных программ для решения задач определенного класса конкретной предметной области.

В зависимости от целей обучения можно выделить несколько типов ППП:

1. Информационно–справочные (энциклопедии, коллекции произведений искусств).

Они содержат электронные схемы, статьи с иллюстрациями, аудио- и видеокомментарии, хронологическую линию, закладки и т.д. Этот ППП как правило высокоинтерактивный, имеет хороший пользовательский интерфейс (интуитивно понятный), имеет возможность печати любого фрагмента текста. В электронной энциклопедии, как правило, предусмотрен механизм обновления информации, в том числе с использованием Интернет.

2. Программы-тренажеры и тестовые системы.

Тренажеры создают условия для приобретения и закрепления определенных навыков и умений. Тестовые системы (ТС) предназначены для контроля знаний. Выделяют открытые (учитель сам может наполнять такую систему проверочными заданиями) и закрытые (жестко запрограммированный набор вопросов и вариантов ответов, встречаются чаще всего в электронных учебниках) ТС.

Особенностью работы программ тестирующего характера является ограничение времени, отводимого на выполнение заданий. Наиболее приемлемыми из них являются программы, которые поддерживают возможность создания различных типов тестов:

1. Выбор единственно правильного ответа;
2. Выбор нескольких возможных правильных ответов;
3. Установка последовательности правильных ответов;
4. Установка соответствий ответов;
5. Ввод ответа вручную с клавиатуры;
6. Виртуальные конструкторы и практикумы.

Виртуальные конструкторы могут служить для проведения наблюдений, их численного и графического представления, для исследования различных объектов, использования их на практике.

Виртуальные практикумы чаще всего встраиваются в электронные учебники. В “Открытой Химии” есть возможность при решении задач изменять параметры эксперимента. С помощью моделей можно провести собственные опыты и лабораторные работы, многие из которых на уроке химии просто невозможно показать.

3. Электронные учебники (ЭУ).

ЭУ – программно-методический комплекс, обеспечивающий возможность самостоятельного или при участии преподавателя освоения учебного курса или его большего раздела с помощью компьютера.

ЭУ включает в себя три обязательные составляющие:

• презентация, в которой излагается основной информационный материал курса;
• упражнения, способствующие закреплению полученных знаний;
• тесты, позволяющие проводить объективную оценку знаний учащегося.

Использование компьютера для воспроизведения на экране монитора текста и цветных иллюстраций, полностью копирующих обычный учебник (ОУ), не дает право полученному продукту называться ЭУ. Это электронная версия ОУ, которую значительно тяжелее читать на экране. Воспроизведение или использование такого продукта с помощью компьютера является необходимым, но не достаточным условием. В понятие ЭУ необходимо вкладывать несколько иной смысл.

ЭУ называется продукт образовательного характера, который может быть создан посредством компьютерных технологий, соответствующий утвержденной программе обучения или программе, разработанной автором для предложенного курса, и имеющий принципиально новые черты по сравнению с ОУ. К таковым относят свойства мультимедийности, виртуальной реальности, высокой степени интерактивности, использование “педагогических агентов влияния”, настройка на личностные характеристики обучаемого и т.д.

Можно констатировать, что ЭУ особенно эффективен в случаях, когда он:

• обеспечивает практически мгновенную обратную связь (интерактивность);
• помогает быстро найти необходимую информацию, поиск которой в обычном учебнике затруднен;
• существенно экономит время при многократных обращениях к гипертекстовым объяснениям;
• не просто выводит текст на экран, но и рассказывает, показывает, моделирует – это преимущество мультимедийного учебника;
• позволяет в индивидуальном темпе получить и проверить знания обучаемого;
• может обновить необходимую учебную информацию с помощью Интернет.

Также неотъемлемой частью ЭУ являются фрагменты “живых” лекций, возможность распечатать текстовую информацию.

4. Электронные репетиторы (ЭР).

Предназначены для самостоятельной работы учащихся по закреплению знаний, умений, навыков по различным предметам в тех случаях, когда требуются многократные повторы одних и тех же действий, а времени на уроках для этого не достаточно.

Любые программные продукты можно использовать как с пользой, так и во вред учащимся.

Сегодня обучающие компьютерные программы в большинстве случаев составляются без психолого-педагогического обоснования. Авторы, как правило, доверяют лишь своей интуиции и имеющемуся у них опыту. Они предлагают готовый продукт, но не предлагают эффективный способ его использования. Такая ситуация вызывает серьезные опасения.

Любые обучающие компьютерные программы должны гарантировать усвоение адекватных знаний и исключать возникновение ложных.

Рассмотрим достоинства и недостатки использования компьютерных учебных программ на уроке.

“Плюсами” в преподавании химии с применением компьютера являются следующие:

• наглядность в представлении учебного материала;
• сокращение времени выработки необходимых технических навыков учащихся;
• увеличение количества тренировочных заданий;
• достижение оптимизации темпа работы ученика естественным образом;
• достижение уровневой дифференциации обучения;
• учащийся становится субъектом обучения, т.к. программа требует от него активного управления;
• возможность моделировать различные процессы, с помощью компьютерной анимации создавать на уроке игровую познавательную ситуацию;
• обеспечение урока материалами из удаленных источников, используя средства телекоммуникаций;
• диалог с программой приобретает характер учебной игры, и у большинства детей повышается мотивация учебной деятельности.

А теперь отметим “минусы” использования информационно-программных средств в обучении:

• диалог с программой лишен эмоциональности и, как правило, однообразен;
• программисты не могут учесть особенностей конкретной группы учащихся, здесь крайне важна роль учителя;
• не обеспечивается развитие речевой, графической и письменной культуры учащихся;
• помимо ошибок в изучении учебного предмета, которые ученик делает и на традиционных уроках, появляются еще технологические – ошибки работы с программой;
• от учителя требуются специальные знания;
• среди имеющегося программного обеспечения много некачественного, не учитывающего специфику работы со школьниками, имеющего много фактических или методических ошибок, разработчики зачастую не учитывают содержание школьных учебных программ.

Таким образом, не смотря на некоторые минусы, применение различных электронных мультимедийных пособий способствует повышению эффективности обучения, а также являются незаменимым инструментом при самостоятельной подготовке обучающегося.

И конечно же хотелось бы, чтоб каждый кабинет химии был подключен к сети Интернет. Чтобы любой учитель или ученик мог воспользоваться образовательными ресурсами сети Интернет. Приведу лишь некоторые Интернет-ресурсы по химии.

В заключение хотелось бы отметить, что с помощью информационных технологий мы воздействуем на зрительное и слуховое восприятие учащихся, концентрируем их внимание наглядностью, которая на уроках химии часто отсутствует. При создании презентации развиваются творческие способности учащихся. Используя возможности компьютера, преображаем дидактические материалы, создаем базу данных учителя химии и используем новый вид учебников – электронные учебники. Все это положительно сказывается на учебе учащихся по химии.