Повышение качества образовательного процесса на уроках химии при использовании ИКТ

Информатизация химического образования

Сегодня имеет место тенденция понижения интереса к изучению химии. В последние десятилетие изменилась структура школьного химического образования: вместо линейной системы преподавания предмета введена концентрическая система. При переходе на концентрическую систему обучения произошло значительное увеличение объема учебного материала, подлежащего усвоению на II ступени (в 8-9 классах). Но количество часов, выделяемых базисным учебным планом РФ, не всегда достаточно для усвоения государственного стандарта основной ступени обучения по химии. Признание факта существования указанных противоречий делает актуальной проблему поиска новых педагогических технологий, которые:

• с одной стороны, способствовали бы формированию устойчивой положительной мотивации, а с другой стороны, обеспечивали бы выполнение государственного стандарта химического образования,
• формировали бы общеучебные умения, универсальные способы деятельности и ключевые компетенции.

Решение этой проблемы носит комплексный характер. Одно из них - внедрение в учебный процесс информационно-коммуникационных технологий с целью интенсификации образовательного процесса и создания индивидуальных условий на уроке. При обучении химии использование компьютерных технологий эффективно на уроках изучения нового материала (презентации для лекций), при отработке умений и навыков (обучающее тестирование), а также во время проведения химического практикума.

Цель применения компьютера на уроке химии - создание дидактически активной среды, способствующей продуктивной познавательной деятельности в ходе усвоения нового материала и развитию мышления учащихся.

В данное время меняются цели и задачи, стоящие перед современным образованием, - происходит смещение усилий с усвоения знаний на формирование компетентностей, акцент переносится на личностно-ориентированное   обучение. Но, тем не менее, урок был и остается главной составной частью учебного процесса. Учебная деятельность учащихся в значительной мере сосредоточена на уроке. Качество подготовки учащихся определяется содержанием образования, технологиями проведения  урока, его организационной и практической направленностью, его атмосферой, поэтому необходимо   применение новых педагогических технологий в образовательном процессе.

Современный урок невозможен без использования информационно-коммуникационных технологий, особенно это касается предметов естественно - научного цикла, т.к. именно они формируют единую картину мира.

1. Цели использования информационных технологий:

1.  Развитие личности обучаемого, подготовка к самостоятельной продуктивной деятельности в условиях информационного общества через: 

• развитие конструктивного, алгоритмического мышления, благодаря особенностям общения с компьютером;
•  развитие творческого мышления за счет уменьшения доли репродуктивной деятельности;
• формирование информационной культуры, умений осуществлять обработку информации (при использовании табличных процессоров, баз данных).

2. Реализация социального заказа, обусловленного информатизацией современного общества:

• подготовка обучаемых средствами информационных технологий к самостоятельной познавательной деятельности

3. Мотивация учебно-воспитательного процесса: 

• повышение качества и эффективности процесса обучения за счет реализации возможностей информационных технологий; 
• выявление и использование стимулов активизации познавательной деятельности.

Задачи использования ИКТ на уроках:

• создать банк учебных модулей, которые можно использовать на уроке;
• осуществить идеи индивидуализации обучения в соответствии с темпом, наиболее близким каждому ученику;
• оптимизировать процесс контроля для проверки знаний учащихся;
• свести к минимуму вероятность формирования у учащихся "комплекса неполноценности";
• повысить качество обучения.

Направления использования ИКТ.

В изучении школьного курса химии выделяю несколько основных направлений, где оправдано использование компьютера:

• наглядное представление объектов и явлений микромира;
• изучение производств химических продуктов;
• моделирование химического эксперимента и химических реакций;
• система тестового контроля
• подготовка к ЕГЭ.

Широкое использование анимации, химического моделирования с использованием компьютера делает обучение более наглядным, понятным и запоминающимся. Не только учитель может проверить знания ученика, используя систему тестирования, но и сам ребенок может контролировать степень усвоения материала. Использование виртуальных экскурсий значительно расширяет кругозор ребенка и облегчает понимание сути химических производств. Но я считаю, что главное достоинство компьютерного проектирования на уроке химии - его использование при рассмотрении взрыво- и пожароопасных процессов, реакций с участием токсичных веществ, радиоактивных препаратов, словом, всего, что представляет непосредственную опасность для здоровья обучаемого.

Формы использования ИКТ.

1. Использование электронных учебников

2. Использование мультимедийных презентаций

3. Использование ресурсов сети Интернет, в том числе виртуальных лабораторий

4. Использование интерактивной доски

5. Использование ИКТ в сочетании с методом проектов

6. ИКТ в сочетании с модульным обучением (МО)

7. Использование ЦОРов, ЭОРов

8. Использование электронных образовательных ресурсов нового поколения ОМС

Целесообразность применения информационно-коммуникационных технологий для ученика:

• ИКТ содействует росту успеваемости учащихся по предмету;
• ИКТ позволяет учащимся проявить себя в новой роли;
• ИКТ формирует навыки самостоятельной продуктивной деятельности;
• ИКТ способствует созданию ситуации успеха для каждого ученика.
• делает занятия интересными и развивает мотивацию.
• предоставляет больше возможностей для участия в коллективной работе, развития личных и социальных навыков.
• учащиеся начинают понимать более сложный материал в результате более ясной, эффективной и динамичной подачи материала.
• позволяет использовать различные стили обучения, преподаватели могут обращаться к всевозможным ресурсам, приспосабливаясь к определенным потребностям.
• учащиеся начинают работать более творчески и становятся уверенными в себе.

Использование ИКТ позволяет визуализировать процессы; предоставляет возможность многократного повторения и продвижения в обучении со скоростью, благоприятной для каждого ребенка в достижении понимания того или иного учебного материала; обеспечивает также возможность приобщения к современным методам работы с информацией, интеллектуализацию учебной деятельности. Использование разных видов деятельности (создание презентаций, выполнение практических работ в виртуальной лаборатории, тестирование и т.д), позволяет учащимся самостоятельно добывать необходимую информацию, мыслить, рассуждать, анализировать, делать выводы. ИКТ создает ситуацию успеха для каждого ученика.

• для учителя ИКТ дают:
• экономию времени на уроке;
• глубину погружения в материал;
• повышенную мотивацию обучения;
• интегративный подход в обучении;
• возможность одновременного использования аудио-, видео-, мультимедиа- материалов;
• возможность формирования коммуникативной компетенции учащихся, т.к. ученики становятся активными участниками урока не только на этапе его проведения, но и при подготовке, на этапе формирования структуры урока;
• привлечение разных видов деятельности, рассчитанных на активную позицию учеников, получивших достаточный уровень знаний по предмету, чтобы самостоятельно мыслить, спорить, рассуждать, научившихся учиться, самостоятельно добывать необходимую информацию.

2. Дидактические задачи, решаемые с ИКТ:

Примеры использования ИКТ на уроках химии:

1. Построение урока с применением программных мультимедиа средств: обучающих программ, электронных учебников, видеороликов.
2. Осуществление автоматического контроля: использование готовых тестов, создание собственных тестов, применяя тестовые оболочки.
3. Организация и проведение лабораторных практикумов с виртуальными моделями (многие явления, недоступные для изучения в классах из-за отсутствия оборудования, ограниченности времени либо не подлежащие прямому наблюдению, могут быть достаточно подробно изучены в компьютерном эксперименте).
4. Обработка результатов эксперимента.
5. Разработка методических программных средств (выпущены диски "икт на уроках" с методическими материалами учителями)
6. Разработка педагогических программных средств различного назначения.
7. Использование internet-ресурсов.
8. Коммуникационные технологии: дистанционные олимпиады, дистанционное обучение, сетевое методическое объединение.

3. Практическая значимость: возможность использования ИКТ в реальном образовательном процессе. ИКТ на конкретном уроке.

Работа с мультимедийными пособиями дает возможность разнообразить формы работы на уроке за счет одновременного использования иллюстративного, статистического, методического, а также аудио- и видеоматериала.

Такая работа может осуществляться на разных этапах урока

• как способ создания проблемной ситуации,
• как способ объяснения нового материала,
• как форма закрепления изученного,
• как форма проверки домашнего задания,
• как способ проверки знаний в процессе урока.

Совмещение видео-, аудио- и текстового материала, комплексное освещение темы обеспечивают более глубокое погружение в материал, способствуют его творческому осмыслению, повышает мотивацию учения.

4. Эффективность освоения содержания образовательных программ

1. На практике эффективность использования информационно-комуникационных технологий в образовательном процессе доказывается следующими показателями: 1. Повышение качества образования по химии с 44% до 53%

Позитивная динамика/стабильно высокий уровень обученности

2. Повышение познавательного интереса к предмету:

Увеличился процент учащихся, выбирающих для сдачи итоговой государственной аттестации предметы химии (2008-09 уч.год -  3 учащихся 11 классов, 2009-10 уч.год - 3 учащихся 9классов и 3 учащихся 11 классов, 2010-1 уч. год -8 учащихся 9 классов).

Проявляется стойкий интерес к изучению предметов естественно-научного цикла.

3. Повышение уровня информационной культуры (ведется мониторинг учебно-информационных умений и навыков. Отслеживается уровень сформированности умения работать с различными источниками информации, умение осуществлять обработку информации)

Интерактивная доска как средство продуктивного усвоения учебного материала на уроках химии

Интерактивная доска - это сенсорный экран, подсоединенный к компьютеру, изображение с которого передает на доску проектор. Достаточно только прикоснуться к поверхности доски.

Без сомнения, неотъемлемой частью химии является эксперимент. На традиционных уроках учащиеся делают практические работы, целью которых является изучение свойств веществ с помощью наблюдений. При проведении опытов учащиеся наблюдают только внешний эффект взаимодействия и выражают произошедшие с веществами изменения в виде уравнений, как известно, условно с помощью химических формул и математических знаков. Почему одни химические реакции происходят, а другие нет? Что происходит с атомами и молекулами при химических реакциях? Чтобы это увидеть, нужно заглянуть совсем в другой мир - микромир, реально он закрыт. Не каждый обладает способностью к абстракции. Вот я и решила параллельно с демонстрациями опытов показать, как устроен этот мир атомов, что происходит с атомами и молекулами при химических реакциях с помощью рисунков, анимации и звуковых эффектов, используя электронные презентации и работу на интерактивной доске.

Использование интерактивной доски актуально. Уроки, проведённые с интерактивной доской, продуктивнее традиционных уроков. Известно, что 87% информации поступает в мозг человека через зрительный канал восприятия. Использование компьютера и интерактивной доски открывает большие возможности: и красочность, и разный эффект входа, перемещения и выхода объектов. С помощью графики и анимации можно показать, как постепенно появляется структурная формула вещества, как последовательно происходит уравнивание сложных реакций; можно изобразить механизм химических реакций: какие химические связи рвутся, а какие образуются вновь, как при этом реагирующие молекулы ориентируются друг с другом; можно показать, с какой скорость проходит реакция.

Таким образом, интерактивная доска даёт несравненно большие возможности совместной деятельности учителя и учеников по сравнению с традиционной доской:

урок с интерактивной доской более насыщен наглядностью и информацией, способствует повышению интереса, внимания на уроке, дает возможность экономить учебное время, проверять быстро и эффективно домашние задания, углублять знания: при изучении химических реакций с помощью конструирования молекул на интерактивной доске совершенствуются знания по видам химической связи;

• на таком уроке можно вернуться к прошедшей ранее на уроке информации;
• современная интерактивная доска создаёт особый дух сотрудничества на уроке, я бы сказала, комфорт. Интерактивная доска - это красиво.

Существуют взаимодействия учитель - компьютер, ученик - компьютер и учитель - ученик. Проведение уроков с интерактивной доской расширяют горизонты взаимодействий: предоставляет широчайшие возможности объединения учитель - компьютер - ученик. Уроки с использованием ИКТ вызывают у учащихся желание самим сделать презентацию и показать её соученикам. Никакие доклады и сообщения не могут противостоять презентациям на интерактивной доске. Здесь и восторг, и гордость - я смог сделать сам!

Направления применения интерактивных досок в образовании:

1. Презентации, демонстрация и моделирование.
2. Повышение активности учеников на уроке.
3. Увеличение темпа урока.

Результаты исследований стали основой для исследования такой инновации как использование интерактивной доски на уроках химии.

В эксперименте участвовали 105 учеников за период их обучения в 8 и 9 классах. На протяжении двух лет изучения химии с использованием возможностей интерактивной доски позволило в большей мере развить у детей представления о строении вещества, о механизмах химических реакций. На уроках используется не только презентации учителя, но и творческие и исследовательские работы учеников, представленные  в виде  слайдов, а также создание кроссвордов и ребусов.

В работе за счет использования средств интернет: ЦОРов, ЭОРов и т.д., урок обогащается наглядным материалом, в том числе видео и анимационного характера, особенно по вопросам нахождения веществ в природе, роли химии в жизни общества. Результатом работы можно назвать стабильно высокие знания учеников о свойствах веществ, их использование человеком, умение составлять формулы веществ и химических уравнений, решать задачи, проводить химические опыты.

Уровень качества знаний при обучении химии за последние 5 лет был невысок,   наблюдалось некоторое снижение качества знаний по годам.

За период использования интерактивной доски видим повышение качества знаний учащихся 8-9 классов

В параллели 8 классов наблюдается повышенный интерес к предмету химия. Учащиеся приступили к изучению нового предмета в этом учебном году, сравнивая уровень усвоение темы "Химическая связь" у учащихся 8 классов 2010-11 уч.года и у 8 классов 2009-10 уч.года наблюдается повышение качества усвоения материала с 35 % до 48 %.

Опыт показал, что работа с интерактивной доской улучшает восприятие материала учащимися. Дети считают, что работать с интерактивной доской гораздо интереснее, чем с обычной или с печатным раздаточным материалом. Во время обучения был проведен опрос среди 293 учеников школы, с целью выяснить, что вызывает интерес к уроку химии. Причем ученики могли давать несколько ответов на заданные вопросы. Интерактивная доска как инновационное решение вопросов обновления материальных ресурсов актуальна особенно на уроках химии.  Её использование обеспечивает наибольшую безопасность учебно-воспитательного процесса, способствует повышению интереса к предмету, увеличивает вариативность поиска информации.

Электронными образовательными ресурсами (ЭОР) называют учебные материалы, для воспроизведения которых используются электронные устройства. ЭОР - это самое сложное и самое важное направление информатизации.

В каждой школе по нацпроекту имеются 2 диска с ЭОРами нового поколения (можно ознакомиться с ними, скачать программное обеспечение, интернет-адреса для обновления).

На сегодня по предмету химия примерно 1000 ОМСов. И мы имеем некоторую базовую оболочку, которая позволяет вести учебный процесс. К тому же постоянно разрабатываются все новые и новые варианты.

Федеральный центр информационных образовательных ресурсов (ФЦИОР) открыт для доступа уже с лета 2007 года, его адреса - www.fcior.edu.ru и http://eor.edu.ru. Все желающие могут зайти туда и скачать то, что им нужно, из 10000 модулей.

Опыт использования современных образовательных ресурсов:

1) Использование видеофильмов.

Тематические видеофильмы используются мной на уроках обобщения или введения в новую тему, иногда фрагментарно для определённой части урока.

2) Использование видеоопытов на уроке.

С 2009 года я начала использовать в своей работе мультимедийные образовательные ресурсы. Ресурсы сети интернет позволили мне создать копилку всех химических опытов для учащихся с 8 по 11 классы(см. приложение), о которых говорится в школьных учебниках. Эти ресурсы помогают мне решать многие проблемы во время проведения урока:

Демонстрация химических опытов с помощью проектора на большой экран позволяет увидеть опыт не только ученикам, сидящим на первых партах, но и на последних.

Демонстрировать химические эксперименты, для проведения которых требуются реактивы, запрещённые для использования в школьных кабинетах химии и лабораториях

Сложной проблемой в сегодняшнее время стало приобретение некоторых химических реактивов для школы. Приобретение реактивов стало дорогим удовольствием.

В последние годы появилась ещё одна проблема. В школу приходят ученики с различными аллергическими заболеваниями, очень восприимчивые к различным запахам. Видеоопыты помогают решить эту проблему.

В тоже время основные обязательные школьные эксперименты обучающиеся выполняют сами, так сказать в "живую, чтобы почувствовать химию своими руками, увидеть своими глазами и почувствовать своим носом".

С использованием в образовательной деятельности ЭОРов я смогла:

1. Обеспечить все компоненты образовательного процесса:

• получение информации
• практические занятия
• аттестация (контроль учебных достижений)

2. Интерактивность, которая обеспечивает резкое расширение возможностей самостоятельной учебной работы за счёт использования активно-деятельностных форм обучения.

3.Возможность более полноценного обучения вне аудитории. Полноценность в данном случае подразумевает реализацию вне учебной аудитории таких видов учебной деятельности, которые раньше можно было выполнить только в школе: изучение нового материала на предметной основе, лабораторный эксперимент, текущий контроль знаний с оценкой и выводами, подготовка к ЕГЭ, а также многое другое, вплоть до коллективной учебной работы удалённых пользователей.

Преимущества использования ИКТ:

1. Делают обучение более эффективным;
2. Способствуют индивидуализации обучения;
3. Повышается мотивация обучения;
4. Активизируется познавательная деятельность учащихся;
5. Обеспечивается оперативность и объективность контроля;
6. Дают педагогу возможность для построения индивидуальных образовательных траекторий учащихся;
7. Облегчает деятельность педагога и создают эффективную обратную связь;
8. Способствуют развитию у учащихся продуктивных функций и психических процессов;
9. Повышается интерес к изучаемому предмету.