Использование информационных технологий в учебном процессе


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ
«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОЦИАЛЬНО-ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Факультет математики, физики, химии, информатики
Кафедра химии и экологии
Направление подготовки: Педагогическое образование
Профили: Химия, Информатика
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ
Выполнил:
студент 5 курса очной формы обучения
Ситнов
Кирилл Евгеньевич
Руководитель: доцент, кбн Тимофеева Г.В.
Коломна – 2017 г.
Содержание
Введение………………………………………………………………………….3
Глава 1. Информационные технологии………………………………………..5
Понятие и задачи информационных технологий…………………….5
Классификация информационных технологий……………………..9
Средства ИКТ применяемые в образовании………………………..16
Классификация средств ИКТ применяемых в образовании……….19
Компьютерные средства обучения химии…………………………..20
Глава 2. Роль информационных технологий в образовании………………..23
2.1 Использование информационных технологий в обучении химии...23
2.2 Проблемы внедрения ИКТ…………………………………………...29
2.3 Анализ информационных ресурсов и средств, применяемых учителями химии в школе………………………………………………………32
2.4 Творческая активность старшеклассников на основе применения ИКТ……………………………………………………………………………….39
Глава 3. Применение интерактивной доски на уроках химии……………….42
3.1 Обзор прикладных компьютерных программ…………………….42
3.2 Рекомендации по разработке урока с применением интерактивной доски……………………………………………………………………………..47
3.3 Методическая разработка урока по химии в 8 классе при помощи программы Elite Panaboard на тему: «Основные классы неорганических соединений»……………………………………………………………………...48
Заключение………………………………………………………………………63
Список использованной литературы………………………………………….64
Введение
В наше время развивается тенденция понижения интереса к изучению химии. В последние 20-30 лет изменилась структура школьного химического образования: вместо стандартной, линейной, системы преподавания предмета создана концентрическая система обучения. Количества часов, выделяемых по требованиям Министерства образования РФ, не всегда достаточно для усвоения государственного стандарта основной ступени образования 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.
Для успешного решения подобных проблем необходимо менять сам подход к подготовке и проведению уроков. Для современного, «цифрового», общества это - внедрение в процесс обучения информационно-коммуникационных технологий с целью повышения интенсивности образовательного процесса, тем самым, создания индивидуальных условий на уроке. При обучении химии использование компьютерных технологий эффективно на уроках изучения нового материала (видео уроки, мультимедийные презентации к лекциям), при закреплении умений и навыков (программы-тренажёры), проверке знаний (электронное тестирование), а также во время проведения химического практикума (видеоопыты, виртуальные лаборатории).
Цель применения компьютера на уроке химии - создание дидактически активной среды, способствующей высокопродуктивной познавательной деятельности в ходе усвоения нового материала и развитию мышления учащихся. Помимо стандартного компьютера и проектора желательно иметь в наличии интерактивную доску, это как минимум удобно (нет необходимости быть прикованным к рабочему месту), а как максимум – интерактивная доска может положительно повлиять на активацию познавательной деятельности учеников, попробовать новый метод работы в виде «мультимедийных опытов».
В настоящее время меняются цели и задачи, которые стоят перед современным образованием, происходит смещение усилий с усвоения знаний на формирование компетентностей, акцент переносится на личностно-ориентированное обучение. Тем не менее, урок всё так же остается главной составной частью учебно-воспитательного 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 ИКТ, особенно когда это касается предметов естественнонаучного цикла, т.к. они полностью описывают единую картину мира перед учениками (например, моделирование поведения и описание устройства макро- и микромиров).
Целью выпускной квалификационной работы является рассмотрение информационных технологий в процессе обучения химии и применение интерактивной доски на конкретных этапах урока химии.
В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:
рассмотреть виды информационных технологий в области школьного обучения;
подробно изучить применение компьютера в связке с интерактивной доской;
представить возможные варианты применения интерактивной доски на уроках химии.
Глава 1. Информационные технологии
1.1 Понятие и задачи информационных технологий
Информация как особый вид ресурсов и фактор общественного развития становится и особым видом продукта с присущими ему всеми свойствами товара. Наблюдается переход от индустриальной экономики к экономике, основанной на информации, на новой информационной технологии как совокупности информационно-технологических процессов [6].
Технология обработки информации – упорядоченная последовательность взаимосвязанных действий, выполняемых в строго определенной последовательности с момента возникновения информации до получения заданных результатов.
Технология обработки информации зависит от характера решаемых задач, используемых средств вычислительной техники, числа пользователей, систем контроля над процессом обработки информации [6]. Технология, как некоторый технологический процесс, всегда присутствует в любой предметной области, особенно там, где повышенное внимание уделяется функциям соответствующих технологий.
Информационные технологии (ИТ, от англ. information technology, IT) — широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям управления и обработки данных, в т.ч. с применением вычислительной техники [1].
Информационная технология (ИТ) — процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления. Цель информационной технологии — производство информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.
Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, информационная технология — это комплекс взаимосвязанных, научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы [6].
Информационная технология направлена на обработку и переработку сырья (в качестве которого выступают данные, информация, знания) путем использования соответствующих «машин», «механизмов» и «организационно – технологических приемов» (аппаратные, программные и организационно – методические средства).
Информационные технологии, в отличие от производственных, обладают рядом специфических функций, таких как сбор, регистрацию, хранение, поиск, накопление, генерацию, анализ, передачу и распространение данных, информации и знаний [6].
В зависимости от вида обрабатываемой информации, информационные технологии могут быть ориентированы на обработку:
- данных (системы управления базами данных, электронные таблицы, алгоритмические языки, системы программирования);
- текстовой информации (текстовые процессоры, гипертекстовые системы);
- графики (средства для работы с растровой графикой, векторной графикой);
- анимации, видеоизображения, звука (инструменты для создания мультимедийных приложений);
- знаний (экспертные системы).
Современные информационные технологии могут включать обработку различных видов информации и тем самым представлять собой интегрированные информационные технологии [8]. Сами информационные технологии требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники. Их введение должно начинаться с создания математического обеспечения, формирования информационных потоков в системах подготовки специалистов.
Информационная технология, как и любая другая, должна отвечать следующим требованиям:
- обеспечивать высокую степень расчленения всего процесса обработки информации на этапы (фазы), операции, действия;
- включать весь набор элементов, необходимых для достижения поставленной цели;
- иметь регулярный характер. Этапы, действия, операции технологического процесса могут быть стандартизированы и унифицированы, что позволит более эффективно осуществлять целенаправленное управление информационными процессами.
Цель применения ИТ – снижение трудоёмкости использования информационных ресурсов [8].
Под информационными ресурсами понимается совокупность данных, представляющих ценность для организации (предприятия) и выступающих в качестве материальных ресурсов (файлы данных, документы, тексты, графики, аудио и видео информация).
Информационная система – это система, предназначенная для хранения, поиска и выдачи информации по запросам пользователей.
Информационная система (ИС) – система для обработки информации. Для использования ИС на рабочем месте её необходимо спроектировать посредством информационных технологий. Ранее процесс проектирования ИС был отделён от процесса обработки данных в предметной области. Сегодня он существует самостоятельно и требует высокой квалификации специалистов-проектировщиков. Уже созданы ИТ, доступные любому пользователю и позволяющие совместить процесс проектирования отдельных элементов ИС с процессом обработки данных. Например: электронная почта, электронный офис, текстовые и табличные процессоры. Таким образом, на рабочем месте эксплуатируются как элементы ИС, разработанные проектировщиками, так и информационные технологии, позволяющие работнику автоматически формализовать свою деятельность [6].
Процесс обработки данных в ИС невозможен без использования технических и программных средств.
Технические средства включают в себя – компьютер, устройства ввода-вывода, оргтехнику, линии связи, оборудование сетей.
Программные средства – обеспечивают обработку данных в ИС и состоят из общего и прикладного программного обеспечения.
Внедрение персонального компьютера в информационную сферу и применение телекоммуникационных средств связи определили новый этап развития информационной технологии. Новая информационная технология — это информационная технология с «дружественным» интерфейсом работы пользователя, использующая персональные компьютеры и телекоммуникационные средства. Новая информационная технология базируется на следующих основных принципах:
- интерактивный (диалоговый) режим работы с компьютером;
- интегрированность с другими программными продуктами;
- гибкость процесса изменения данных и постановок задач.
В качестве инструментария информационной технологии используются распространенные виды программных продуктов: текстовые процессоры, издательские системы, электронные таблицы, системы управления базами данных, электронные календари, информационные системы функционального назначения [6].
При решении задачи по раскрытию понятия и задач информационных технологий можно сделать заключение: информационные технологии являются аналогом технологиям переработки материальных ресурсов. Информация является одним из ценнейших ресурсов общества наряду с традиционными материальными видами ресурсов, а значит, процесс ее переработки по аналогии с процессами переработки материальных ресурсов можно воспринимать как технологию. Информационные технологии значительно расширяют возможности использования информационных ресурсов в различных отраслях промышленности, а также в образовании.
1.2 Классификация информационных технологий
К основным видам информационных технологий относятся следующие.
1. Информационная технология обработки данных предназначена для решения хорошо структурированных задач, алгоритмы решения которых хорошо известны и для решения которых имеются все необходимые входные данные [1]. Эта технология применяется на уровне исполнительской деятельности персонала невысокой квалификации в целях автоматизации некоторых рутинных, постоянно повторяющихся операций управленческого труда.
2. Информационная технология управления предназначена для информационного обслуживания всех работников предприятий, связанных с принятием управленческих решений. Здесь информация представляется в виде регулярных или специальных управленческих отчетов и содержит сведения о прошлом, настоящем и возможном будущем предприятия [1].
3. Информационная технология автоматизированного офиса призвана дополнить существующую систему связи персонала предприятия [6]. Автоматизация офиса предполагает организацию и поддержку коммуникационных процессов как внутри фирмы, так и с внешней средой на базе компьютерных сетей и других современных средств передачи и работы с информацией.
4. Информационная технология поддержки принятия решений предназначена для выработки управленческого решения, происходящей в результате итерационного процесса, в котором участвуют система поддержки принятия решений (вычислительное звено и объект управления) и человек (управляющее звено, задающее входные данные и оценивающее полученный результат) [6].
5. Информационная технология экспертных систем основана на использовании искусственного интеллекта [6]. Экспертные системы дают возможность менеджерам получать консультации экспертов по любым проблемам, о которых в этих системах накоплены знания.
Автоматизированные информационные технологии (АИТ) можно классифицировать следующим образом:
- по способу реализации,
- по степени охвата задач управления,
- по классу реализуемых технологических операций,
- по типу пользовательского интерфейса,
- по способу построения сети,
- по обслуживаемым предметным областям и пр.
По способу реализации в АИС выделяют традиционные и новые информационные технологии.
По степени охвата задач управления различают следующие АИТ:
- электронная обработка экономических данных;
- автоматизация функций управления;
- поддержка принятия решений;
- электронный офис;
- экспертная поддержка.
По классу реализуемых технологических операций выделяют АИТ:
- работа с текстовым редактором;
- работа с табличным процессором;
- работа с СУБД.
- работа с графическими объектами;
- мультимедийные системы;
- гипертекстовые системы.
По типу пользовательского интерфейса различают АИТ пакетные, диалоговые, сетевые.
По способу построения сети бывают АИТ локальные, многоуровневые, распределенные.
По обслуживаемым предметным областям выделяют АИТ в бухгалтерском учете, в банковской деятельности, в налогообложении, в страховом деле, в казначействе и других сферах.
Классифицируя определение информационных технологий можно сделать следующее заключение: информационные технологии имеют своей целью не просто увеличение эффективности обработки данных и помощь пользователю. Соответствующие информационные технологии призваны помочь учебным, государственным, частным организациям в процессе получения, обработки и использования полученной информации.
Применение информационных технологий в системе школьного образования
Образование - это система деятельности для обучения и воспитания членов общества, направленная на овладение определенными знаниями и связанными с ними навыками, умениями, нормами поведения [3].
Предпосылкой и основой, обуславливающей все дальнейшее развитие системы образования, его реформирование и модернизацию является информатизация образования, являющаяся неотъемлемой частью общего процесса информатизации современного общества.
Информатизация образования основывается на широком внедрении и использовании в образовательных целях новых информационно-коммуникационных технологий. Эти технологии выступают и как механизм глобализации, построения единого образовательного пространства, реализованного через создание глобальных информационных систем, которые открывают новый этап международной интеграции, в решении таких стратегических задач как: ликвидация неграмотности, в т.ч. и функциональной; реализация системы непрерывного образования; приоритетное внедрение в образование новейших достижений науки и техники; научно-методическая перестройка всех форм обучения с учетом НИТ. Возросшие интенсивность и масштабы межгосударственного обмена информацией стали катализатором интеграционных процессов в образовании. Обеспечивается это растущей глобальностью мирового информационного пространства [7].
Одной из приоритетных задач современной школы является создание необходимых и полноценных условий для личностного развития каждого ребенка, формирование активной позиции, субъектности учащегося в учебном процессе.
В педагогической и методической литературе отмечены несколько направлений применения информационных технологий в образовании, среди них востребованы в школьной учебной практике - четыре основных: компьютер, как средство контроля знаний; лабораторный практикум с применением компьютерного моделирования; мультимедиа-технологии, как иллюстративное средство при объяснении нового материала, персональный компьютер, как средство самообразования [4].
Применение компьютера позволяет сделать часть уроков нетрадиционными, яркими, насыщенными, применить новые способы подачи материала и разнообразные формы контроля.
Типы подобных уроков:
- Урок-лекция с применением современных технологий (урок-презентация).
- Комбинированный урок (добавляется контроль изложенного материала).
- Урок-зачет, с использованием листов контроля и лент ответов. Такие работы можно по шаблону проверить тут же на уроке и сразу провести коррекцию знаний практически каждого ученика.
- Обобщающий урок-игра, например, «Путешествие в компьютерную страну», подобные уроки можно проводить раз или два в год.
Несмотря на все недостатки интересна компьютерная диагностика знаний:
- Дети любят сдавать зачет компьютеру, так как в глубине души понимают, что оценка знаний объективная.
- Тестирование позволяет предельно концентрировать внимание учащихся.
- Подобный контроль в сочетании с другими методами проверки знаний позволяет иметь достаточно полные сведения об успехах каждого учащегося, дает возможность скорректировать и свою деятельность.
Техника позволяет подготовить брошюры, отдельные листы, в которых содержатся информационные модели современных уроков.
Все это применимо практически ко всем предметам школьного курса [4].
Изучение предмета «Информатика» как и других дисциплин на вербальном уровне не всегда создает правильное представление об изучаемых объектах, процессах и явлениях [7].
Поэтому необходимо использовать наглядные средства обучения, т.к. именно наглядность играет важную роль в развитии наблюдательности, внимания, мышления учащихся. Информационно-коммуникационные технологии позволяют не только насытить обучающихся большим количеством строго отобранных соответствующим образом знаний, но и развивать интеллектуальные, творческие способности учащихся. Наглядность материала повышает его усвоение учениками, т.к. задействованы все каналы восприятия учеников — зрительный, механический, звуковой и эмоциональный.
Перед учителем всегда стоит проблема оптимальной организации урока, чтобы он имел максимальную эффективность. Именно проблема эффективности урока рассматривается как ведущая при конструировании занятий в школе.
Использование мультимедийных презентаций целесообразно на любом этапе любого урока. Подача учебного материала подобным образом сокращает время обучения, высвобождает ресурсы здоровья детей. Подобные уроки помогают решить следующие дидактические задачи:
- усвоить базовые знания по предмету;
- систематизировать усвоенные знания;
- сформировать навыки самоконтроля;
- сформировать мотивацию к учению;
- оказать учебно-методическую помощь учащимся в самостоятельной работе над учебным материалом.
Таким образом, используя новые информационные технологии, можно разнообразить учебный процесс и сделать его более эффективным.
Компьютер пока не стал полноценным средством обучения в школе. Это связано не только с проблемами, обозначенными в научной литературе. В частности, для достижения положительного эффекта от применения информационных технологий необходимо соблюдение определенных условий:
- временное. Каждый предмет школьной программы имеет свои организационно-методические и содержательные особенности, в соответствии с которыми должен быть выбран момент «включения» в него информационных технологий;
- техническое. Технические характеристики персональных компьютеров различны. В зависимости от круга задач, которые предполагается решать, необходимо подобрать компьютер и дополнительные устройства (сканер, принтер, модем, наушники, микрофон). Круг задач определяет предмет, в изучении которого применяется компьютер. Так, для работы на уроках изобразительного искусства или черчения потребуется более мощный компьютер чем, на уроках математики или информатики;
- организационное. При включении ИТ в процесс изучения предмета встает вопрос настройки программного обеспечения и наладки оборудования. Не каждый учитель владеет навыками необходимыми для комплексного обслуживания компьютерного оборудования или для самостоятельной разработки образовательных средств. Поэтому очевидна потребность учителя в квалифицированном помощнике (в лице лаборанта или учителя информатики) [8].
При соблюдении этих условий, современные информационные технологии могут служить действенным дидактическим средством. Проблемы применения компьютерных средств в процессе обучения связаны с готовностью современного учителя к восприятию персонального компьютера как дидактического средства.
Исследуя возможности применения информационных технологий в сфере школьного образования можно сделать следующие выводы: предпосылкой и основой, обуславливающей все дальнейшее развитие системы школьного образования, его реформирование и модернизация, является информатизация образования, являющаяся неотъемлемой частью общего процесса информатизации современного общества. Все больше в жизнь школьников входят продукты информационных технологий. Родители могут следить за успеваемостью детей через интернет. В школах используют интерактивные доски, для изучения иностранных языков специально технологически оборудованы классы. Для проверки уровня знаний учеников применяют специальные компьютерные программы по тестированию. Применений ИТ прочно вошло в школьное образование и существенно облегчило как работу педагога, так и процесс образования подрастающего поколения.
1.3 Средства ИКТ применяемые в образовании
Главным средством ИКТ для современной информационной среды любой системы образования, является персональный компьютер, чьи возможности определяются конкретно установленным на нем программным обеспечением. Прикладное программное обеспечение можно разделить на несколько категорий: системные программы, прикладные программы и инструментальные средства для разработки программного обеспечения. К системным программам, в первую очередь, относятся операционные системы, обеспечивающие взаимодействие всех устройств подключённых к этому компьютеру, программ, а так же непосредственное взаимодействие пользователя с программами и аппаратной частью данного компьютера. В эту категорию также включают служебные или сервисные программы. К прикладным программам относят программное обеспечение, которое является инструментарием информационных технологий – технологий работы с текстами, табличными данными, видеофайлами, звуком и мультимедиа. К средствам разработки программного обеспечения относят компьютерные программы, которые преобразуют команды на каких либо языках программирования в машинные команды в виде кода, но данная категория ПО в образовательной сфере раскрывается только на уроках информатики [6].
В современных системах образования широкое распространение получили универсальные офисные прикладные программы и средства ИКТ: текстовые процессоры, электронные таблицы, программы подготовки презентаций, системы управления базами данных, органайзеры, графические пакеты и т.п.
С широким распространением компьютерных сетей и других, аналогичных им средств ИКТ, образование приобрело новое качество, в первую очередь, стало возможным моментально получать информацию из любой точки земного шара. Через глобальную компьютерную сеть Интернет, стал возможен мгновенный доступ к мировым информационным ресурсам (электронным библиотекам, базам данных, хранилищам файлов, и т.д.). В самом популярном ресурсе Интернет – всемирной паутине WWW опубликовано порядка двух миллиардов мультимедийных документов.
В самой сети доступны и другие часто используемые средства ИКТ, к числу которых относятся электронная почта, сайты-галереи, группы новостей, чат, тематические сайты, сайты-каталоги, и т.д. Разработаны специальное программное обеспечение для общения в реальном режиме времени, позволяющие после установления связи передавать не только текстовые сообщения, вводимый с клавиатуры, но и звук записанный с микрофона, видео, а так же различные файлы. Подобного рода программы позволяют организовать обучение удаленных пользователей, могут им обеспечить возможность работы с программой, запущенной на локальном компьютере подключённой к сети [7].
С появлением новых алгоритмов сжатия данных, доступное для передачи по компьютерной сети, качество передаваемых аудио и видеосигналов значительно увеличилось. С помощью специального оборудования и программного обеспечения, через Интернет можно проводить аудио и видеоконференции.
Для обеспечения эффективного поиска информации в телекоммуникационных сетях существуют автоматизированные поисковые средства, цель которых – собирать данные об информационных ресурсах глобальной компьютерной сети и предоставлять пользователям услугу быстрого поиска. С помощью поисковых систем можно искать документы всемирной паутины, мультимедийные файлы и программное обеспечение, адресную информацию об организациях и людях.
С помощью сетевых средств ИКТ становится возможным широкий доступ к учебно-методической и научной информации, организация оперативной консультационной помощи, моделирование научно-исследовательской деятельности, проведение виртуальных учебных занятий (семинаров, лекций) в реальном режиме времени.
Существует несколько основных классов информационных и телекоммуникационных технологий, значимых с точки зрения систем открытого и дистанционного образования. Одними из таких технологий являются видеозаписи и телевидение. Видеозаписи и соответствующие средства ИКТ позволяют огромному числу студентов прослушивать лекции лучших преподавателей. Видео с лекциями могут быть использованы как в специальных видеоклассах, так и в домашних условиях. Примечательно, что в американских и европейских курсах обучения основной материал излагается в печатных издания и на видеодисках [6].
Телевидение, как одна из наиболее распространенных ИКТ, играет очень большую роль в жизни людей: практически в каждой семье есть хотя бы один телевизор. Обучающие телепрограммы широко используются по всему миру и являются ярким примером дистанционного обучения. Благодаря телевидению, появляется возможность транслировать лекции для широкой аудитории в целях повышения общего развития данной аудитории без последующего контроля усвоения знаний, а также возможность впоследствии проверять знания при помощи специальных тестов и экзаменов.
Мощной технологией, позволяющей хранить и передавать основной объем изучаемого материала, являются образовательные электронные издания, как распространяемые в компьютерных сетях, так и записанные на CD-ROM (DVD-ROM). Индивидуальная работа с ними дает глубокое усвоение и понимание материала. Эти технологии позволяют, при соответствующей доработке, приспособить существующие курсы к индивидуальному пользованию, предоставляют возможности для самообучения и самопроверки полученных знаний. В отличие от традиционной книги, образовательные электронные издания позволяют подавать материал в динамичной графической форме.
1.4 Классификация средств ИКТ применяемые в образовании
Рассмотрим следующую классификацию программно-аппаратных средств ИКТ по области их применения [1]:
Обучающие. Сообщают знания, формируют умения, навыки учебной или практической деятельности, обеспечивая необходимый уровень усвоения.
Тренажёры. Предназначены для отработки разного рода умений и навыков, повторения или закрепления пройденного материала.
Справочные. Сообщают сведения, формируют умения и навыки по систематизации информации.
Демонстрационные. Визуализируют изучаемые объекты, явления, процессы с целью их исследования и изучения.
Имитационные. Представляют определённый аспект реальности для изучения его характеристик.
Лабораторные. Позволяют проводить удалённые эксперименты на реальном оборудовании.
Моделирующие. Позволяют моделировать объекты, явления, процессы с целью их исследования и изучения.
Расчётные. Автоматизируют различные расчёты и другие рутинные операции.
Учебно-игровые. Предназначены для создания учебных ситуаций в которых деятельность обучаемых реализуется в игровой форме.
1.5 Компьютерные средства обучения химии
С момента внедрения компьютерных технологий в широкое применение, стали появляться целые компьютерные пакеты программ для обучения химии. На современном этапе, компьютерные средства обучения, это полноценный класс средств обучения.
В результате проведённого анализа, выделено 6 основных типов компьютерных средств обучения, которые можно использовать и в химии.
Презентации – наиболее распространенный вид представления демонстрационных материалов. Для создания презентаций используются такие программные средства, как PowerPoint или OpenImpress, Flash, SVG. Презентации – это электронные диафильмы, но, в отличии от обычных диафильмов, могут включать в себя анимацию, аудио- и видеофрагменты, элементы интерактивности (то есть в презентации может быть предусмотрена реакция на действия пользователя). Эти компьютерные средства обучения особенно интересны тем, что их может создать любой учитель, имеющий доступ к персональному компьютеру, причем с минимальными затратами времени на освоение средств создания презентаций. Кроме того, презентации активно используются и для представления ученических проектов. Можно найти и профессионально созданные комплексы презентаций [4].
В электронных энциклопедиях объединены функции демонстрационных и справочных материалов. В соответствии со своим названием они являются электронными аналогами обычных справочно-информационных изданий – энциклопедий, словарей, справочников и др. Для создания таких энциклопедий обычно используются гипертекстовые системы и языки гипертекстовой разметки, например HTML, XML, SGML. В отличии от своих бумажных аналогов, гипертекстовые энциклопедии обладают дополнительными свойствами и возможностями:
- они обычно поддерживают удобную систему поиска по ключевым словам и понятиям;
- удобная система навигации на основе гиперссылок;
- возможность включать в себя аудио- и видеофрагменты.
Наиболее известными производителями электронных энциклопедий являются фирмы «Кирилл и Мефодий», «Просвещение – МЕДИА» [5].
Программы-тренажеры, предназначенные для наработки навыков по решению расчётных задач или заучивания латинского произношения элементов, обычно содержат сборники задач и упражнений. Программы – тренажеры выполняют функции дидактических материалов. Современные программы – тренажеры могут отслеживать ход решения и сообщать об ошибках [5].
Системы виртуального эксперимента – это программные комплексы, позволяющие обучаемому проводить эксперименты в так называемой «виртуальной лаборатории». Обычно применяются при обучении физике, химии и другим естественным наукам. Главное преимущество подобных программ - они позволяют обучаемому проводить такие эксперименты, которые в реальности были бы невозможны по соображениям безопасности, финансовым и тому подобным, например эксперименты с высокотоксичными, взрывоопасными, радиоактивными материалами, эксперименты на промышленных установках и многое другое. Главный недостаток подобных программ – естественная ограниченность заложенной в них модели, за пределы которой обучаемый не может выйти в рамках своего виртуального эксперимента [5].
Тренажёрами и системами виртуального эксперимента по химии оснащены пакеты программного обеспечения PL-TABLEи CHEMOFFICE.
Программные системы контроля знаний, к которым относятся опросники и тесты. Главное их достоинство – быстрая, удобная, беспристрастная и автоматизированная обработка полученных результатов [5]. Главный недостаток – негибкая система ответов, не позволяющая испытуемому проявить свои творческие способности .
Обучающие игры и развивающие программы ориентированы на дошкольников и младших школьников. К этому типу относятся интерактивные программы с игровым сценарием. Выполняя разнообразные задания в процессе игры, дети развивают тонкие двигательные навыки, пространственное воображение, память и, возможно, получают дополнительные навыки, например обучаются работать на клавиатуре слепым десятипальцевым методом, который является ключом к компьютерной грамотности [3].
Возможности программного обеспечения значительно расширяются, если в классе установлена интерактивная доска. Так же для качественных тренировок в программах-тренажёрах, необходимо проведение уроков подобного типа в компьютерных классах, чтобы каждый ученик мог лично поработать.Глава 2. Роль информационных технологий в образовании2.1 Использование информационных технологий в обучении химии
Изречение «Мы живем в век информации и коммуникаций» не совсем корректно, так как и информация, и коммуникации всегда существовали, но в современном обществе очень быстро развиваются информационные и коммуникационные технологии, а их возможности становятся неограниченными и очень важным для развития человечества, с их помощью эффективно решаются многие профессиональные, экономические, социальные и бытовые проблемы. С этими возможностями сможет справиться человек, который разбирается в новом информационном пространстве. Используя преимущества глобализации, люди, живущие в разных частях земного шара, с помощью оперативных коммуникаций могут выполнять один целостный проект, исследовать какую-нибудь отрасль и сравнивать между собой результаты. Изменяется содержание образования, а именно информационная культура – одна из составляющих общей культуры, которая понимается как высшее проявление образованности. Понятие «культура» трактуют по-разному. Самые существенные ее атрибуты - это «глубокое, осознанное и уважительное отношение к наследию прошлого, способность к творческому восприятию и преобразованию действительности в той или иной жизненной сфере» [4].
Профессиональный рост учителя как личности с такой точки зрения понимания культуры зависит от его приобщения к информационно-коммуникативным технологиям, изучения и применения информационной культуры.
Современные информационно-коммуникационные технологии создаются не для системы образования, но получается, что именно таковые привели к революции в образовании. Сетевые технологии активно используются в средствах массовой информации, рекламе, банковской системе, торговле и т.п., а также и в системе образования. Это естественный путь, без сетевых технологий сейчас уже никак не обойтись.
Подобные технологии активно применяются для передачи информации и обеспечения взаимодействия преподавателя и обучаемого в современных системах открытого и дистанционного образования. Преподаватель, в современном обществе, помимо глубоких знаний в своей предметной области (например химии), должен так же хорошо разбираться и в современных технических средствах обучения. Он должен хорошо уметь применять средства ИКТ в своей профессиональной деятельности, тем самым добиваясь повышения продуктивности при обучении.
Деятельность школ должна обогащаться изменениями, которые улучшают качество образования и расширяют его доступность. Современная школа требует внедрения новых подходов к обучению, которые развивают коммуникативные, творческие и профессиональные навыки учащихся, учитывая потенциальную многовариантность содержания и организацию учебно-воспитательного процесса. Такие подходы значительно расширяют возможности традиционных технологий обучения.
Согласно мировому опыту, главная проблема образования - это профессиональная подготовка учителей. Чтобы идти в ногу со временем, необходим качественный рост педагогического профессионализма. Исходя из этого, чрезвычайно актуально для современных учителей иметь не только фундаментальные знания в избранной области (география, физика, история, язык, химия и т.д.), в педагогике и психологии, но и хорошо разбираться в информационной культуре. То есть необходимо повышать свой профессиональный уровень в сфере современных информационно-коммуникационных технологий. Новое поколение педагогов должно уметь квалифицированно выбирать и использовать технологии, соответствующие содержанию и целям изучения конкретного предмета, способствуют гармоничному развитию учащихся, учитывая их индивидуальные особенности.
Таким образом, содержание педагогического образования обогащено применением информационно-коммуникационных технологий, с которыми связывают получение социальной, коммуникативной, информационной, когнитивной и специальной компетенций [3], и станет ещё осмысленнее, если будут выполняться следующие условия:
• создание реальных условий для подготовки учителей, которые способны принять активное участие в реализации федеральных и региональных программ информатизации образования;
• значительное повышение уровня профессионального взаимодействия учителей и учащихся через возможность выполнения совместных проектов, включая информационно-коммуникационные;
• появление качественно новых условий для реализации творческого потенциала учащихся, которые стали пользоваться электронными библиотеками и виртуальными лабораториями, научными, учебными и другими культурно и социально значимыми ресурсами сети Internet;
• повышение эффективности самостоятельной работы учащихся при комбинировании традиционных и электронных ресурсов с помощью развитых систем для самоконтроля и для поддержки обратной связи с учителем;
• реализация непрерывного открытого образования, называемого дистанционным, когда учащиеся сами выбирают время для изучения материала.
В учебных заведениях ученикам должны быть созданы самые благоприятные условия, чтобы использовать технологические возможности персональных компьютеров и средств связи, чтобы искать и получать информацию, развивать познавательные и коммуникативные способности, уметь оперативно принимать решения в сложных ситуациях и т.д. Учителя же, не передавая формальные знания, могут теперь выбирать формы взаимодействия с учащимися. Выбираются подходы к изучению того или иного предмета, учитывая индивидуальные возможности и потребности учащихся, обучение последних при дискуссиях, совместном проектировании, имея нестандартный взгляд на стоящие проблемы. Для школы очень важно то, что даже традиционные формы работы имеют в таком случае новое содержание, так как время экономится благодаря применению информационно-коммуникационных технологий, и может быть использовано для личного общения педагогов и учащихся, которое для них так необходимо.
Последние два десятилетия остается актуальным вопрос о роли современных информационно-коммуникационных технологий в развитии образовательной системы. Наибольший интерес они вызвали, когда появились персональные компьютеры в учебном процессе, которые были объединены в локальную сеть, и имели доступ к глобальной сети Интернет. Чтобы успешно реализовать программу модернизации среднего образования, которая в основном базируется на компьютеризации и использовании сети Интернет, необходимо не только современное техническое оборудование школ, но и соответствующая подготовка учителей и других работников образования.
Казалось бы, в этом нет ничего принципиально нового, и необходимо только расширить рамки уже достигнутого: школы, оснащенные компьютерами, имеют учителей информатики и администраторов, проводятся уроки информатики.
Однако все далеко не так просто, качество и доступность образования имеют противоречия. Главной целью каждого учителя является обеспечение качества образования, и этому в большой степени может способствовать использование информационно-коммуникационных технологий. Однако наряду с этим руководитель школы организовывает широкий доступ к компьютерам и другому техническому оборудованию. И зачастую доступное качественное образование заменяется только одной из этих задач.
Применение информационно-коммуникационных технологий в школе состоит из двух основных направлений. Первое состоит в использовании возможностей этих технологий для обучения на расстоянии и в любое время, и включения в систему образования тех учащихся, которые могут учиться только не выходя из дома. Необходимо сказать, что такое дистанционное обучение имеет много противников. Ее противники справедливо отмечают, что учащиеся при дистанционном обучении теряют качество образования: работа в классах, чтение литературы, общение с учителем и другими учащимися в классе и в школе.
Второе направление предполагает использование информационных технологий для изменения того, чему учить и как учить, т. е. изменить содержание и способы традиционного обучения. Но здесь возникает очень острая проблема, которая связана с тем, что внедрение информационно-коммуникационных технологий дает дополнительные преимущества одаренным, сильным ученикам, при этом, не влияя на остальных. Такая проблема может возникнуть из-за того, что необходима адаптация в системе образования. Другими словами, может случиться так, что использование информационных технологий в обучении способствует развитию и росту знаний по предметам, но не всех учащихся, а избранных.
Доступность и качество образования проявляется в следующем [8]:
1) новые формы представления информации. Непосредственная, живая, или записанная предварительно мультимедийная информация, включающая не только текст, но и графические изображения, анимацию, звук и видеофрагменты, передается с помощью сети Internet или других телекоммуникационных средств, записывается на компакт-диски;
2) новые библиотеки. Возрастает объем и достижимость интеллектуальных ресурсов. Internet в сочетании с электронными каталогами библиотек обеспечивают доступ к гигантским собраниям информации, которая открыта вне зависимости от расстояния и времени. Конечно, такие библиотеки не предоставляют полного доступа к хранящейся в них информации;
3) новые формы учебных занятий;
4) новые структуры образования. Чтение и письмо способствовало появлению потребности в переписчиках рукописей, библиотекарях, а позднее – в печатниках и издателях. Появление университетской структуры образования потребовало как административных усилий по поддержанию их деятельности, так и дополнительных штатов, обеспечивающих функционирование научных лабораторий. Сегодня для придания образованию новых возможностей существующие структуры должны быть дополнены системами телекоммуникаций и иметь специалистов, обладающих необходимой компетентностью для внедрения информационных и коммуникационных технологий в образовательный процесс.
Говоря об образовательной среде как о совокупности тех ресурсов, учебных материалов, оборудования, технологий, которыми располагают педагоги и учащиеся, необходимо отметить, что каждая из рассмотренных революций коренным образом расширяла и изменяла текущее состояние этой среды. На каждом из этапов соответствующие технологии оказывали помощь как педагогам, так и учащимся, способствовали появлению и развитию новых форм и методов обучения, научных направлений и специальностей, меняли отношения системы образования и общества.
Применение этих технологий помагало и унифицировать, и разнообразить учебные ресурсы. Столь похожее влияние оказали совершенно несхожие технологии, определявшие особенности каждой из трех революций. Бумага, перо и печатный станок – в первой; классные комнаты, лекционные аудитории, лаборатории и библиотеки – во второй; микропроцессоры и телекоммуникации – в третьей.
Однако сами по себе технологии, будь то бумага, аудитория или компьютер, не несут никаких перемен. Последствия их применения определяются тем, каким образом и с какой целью мы их используем. Именно поэтому в поисках оптимальных путей внедрения информационных и коммуникационных технологий в образование стоит обратиться к тому огромному опыту, который накоплен на протяжении столетий использования и совершенствования ключевых технологий двух первых революций, с целью повышения качества и расширения доступности образования в современных условиях.
2.2 Проблемы внедрения ИКТИспользование информационно-коммуникационных технологий на уроках в школе имеет как положительные моменты, так и отрицательные.
Пример 1. Наиболее используемый ресурс на уроках в школе – это презентации. Однако, даже если создана хорошая презентация по теме урока (слайды с хорошим оформлением, рисунки хорошего качества, слайды не перегружены текстом, на слайде ничего лишнего, вся информация наглядная и красочная), даже с такими хорошими презентациями возникают проблемы [5]. Вот некоторые:
1. Чтобы презентацию хорошо было видно, используют затемнение. И все семь уроков учащиеся и учитель вынуждены находиться при искусственном освещении, без дневного света.
2. Читая информацию на слайде, напрягается зрение. А если презентаций несколько, то устают глаза от напряжения. С медицинской точки зрения это неоправданно.
3. Иногда, если есть проблема с дисциплиной в классе, новый учебный материал не объясняет учитель, а заставляет переписывать учеников информацию со слайда.
4. Переписывая всю информацию со слайда, учащиеся зачастую прослушивают объяснения учителя.
Пример 2, который касается использования учениками ресурсов Интернет. Ученику задают заданию подготовить реферат, доклад, или какой-либо другой вид работы, связанный с нахождением информации в сети интернет. Найдя то, что нужно, ученик должен осмыслить, проанализировать, отобрать интересную и действительно нужную информацию и составить свой вариант сообщения. Но, как правило, это не происходит. Потратив много времени на нахождение нужной информации, ученик не считает нужным обработать найденный материал.
Пример 3. Допустим, ученик на уроке использовал различные учебные программные продукты (контролирующие, тренирующие, демонстрационные, обучающие), выполняет задания и применяет текстовый и графический редактор, проводит вычисления и создает диаграммы в электронной таблице, работает с данными в СУБД, читает электронные учебники и пособия. Тогда этот ученик прекрасно работает на уроке в своем темпе, а учитель подбирает индивидуальное и дифференцируемое обучение. Все хорошо, если не учитывать, что тогда ученик каждый урок вынужденно много работает за компьютером, а это плохо отражается на здоровье [5].
Усилия, затраченные на разработку уроков с применением ИКТ компенсируются, если применение ИТ методически оправдано, продуктивно. К тому же, если учитель систематически готовит материал в электронном виде, то через определенное время накапливается обширная база данных.
Но использование информационно-коммуникационных технологий в преподавании различных предметов школьного курса невозможно без достаточной технической базы, соответствующего программного обеспечения и подключения к сети Интернет и достаточных умений работы с компьютером самого учителя.
Наши педагоги стали чаще использовать компьютер в образовательно-воспитательном процессе. На сегодняшний день медиа-оборудование становится всё более востребованным. Учителя постепенно оценивают преимущества компьютера для совершенствования методики урока.
Итак, использование компьютера – мощное средство для создания оптимальных условий работы на уроке, но оно должно быть целесообразно и методически обосновано. ИТ следует использовать только тогда, когда это использование дает неоспоримый педагогический эффект и ни в коем случае нельзя считать применение компьютера данью времени или превращать его в модное увлечение [5].
Решение:
Максимально использовать преимущества ИКТ для повышения качества образования учащихся.
Повышать квалификацию через самообразование, участие в профессиональных объединениях учителей и семинарах, мастер-классах
Внедрять информационные технологии в различные этапы традиционного урока
Разрабатывать и использовать собственное программное обеспечение и цифровые образовательные ресурсы, формировать и использовать медиатеку.
Если брать первые революционные этапы развития образования, то можно провести аналогии и предсказать, какие возможны трудности. Учащиеся получают широчайшие возможности в выборе способа изучения того или иного предмета или предметов, но рядом нет учителя. И тут происходят предполагаемые негативные последствия: пассивность учащихся, низкий уровень коммуникативных навыков, отсутствие самостоятельности, введение учителя в заблуждение по поводу понимания материала. Поэтому необходимо искать новые формы работы для решения этой проблемы. Это может быть создание творческого коллективного проекта, при оценке которого оговаривается (очно или виртуально) и оцениванию подлежит каждый участник проекта.
Другой проблемой является увеличение ответственности ученика за результаты обучения в такой ситуации, когда он имеет выбор между различными формами обучения, между дефицитом времени необходимо выбрать полезную и нужную информацию из массы ненужной. Именно здесь учителям необходимо помочь учащимся, чтобы правильно организовать свою учебную деятельность, учитывая их индивидуальные способности и возможности [5].
2.3 Анализ информационных ресурсов и средств, применяемых учителями химии в школе
Сегодня в системе общего среднего образования имеется большое количество различных технических и программных средств ИКТ.
Как отмечается учеными, «для практического использования средств ИКТ в общем среднем образовании педагогам должны быть присущи общие педагогические навыки, навыки владения средствами информационных и телекоммуникационных технологий, навыки применения информационных и телекоммуникационных технологий в ходе обучения и воспитания школьников»; «... педагоги, работающие в системе общего среднего образования, должны знать, где и как найти требуемые учебные материалы в телекоммуникационных сетях, уметь использовать подобные сети в различных аспектах обучения, знать, как представить содержание учебных предметов посредством мультимедиа-технологий, как применять мультимедийные средства обучения» [3].
Поэтому в настоящее время актуальными являются вопросы, связанные с определением содержания подготовки бакалавров педагогического направления по применению средств ИКТ в профессиональной деятельности. Для того чтобы определить круг информационных технологий и технических средств их поддержки, с которыми должны быть знакомы выпускники, необходимо опираться на существующие примеры использования ИКТ на уроках в школе. Это позволит определить уровень требований к знаниям и умениям современного учителя в области использования ИКТ в учебном процессе, а также тенденции развития этой сферы его деятельности.
В многочисленных публикациях на эту тему отмечается, что «компьютер может представлять: источник учебной информации; наглядное пособие (качественно нового уровня с возможностями мультимедиа и телекоммуникаций); тренажер; средство диагностики и контроля» [3, 4]. Классифицируем имеющиеся примеры по типу информационных технологий. Таким образом мы получим перечень классов ИКТ, знание которых необходимо для направления профиля «Химия».
Сейчас в сети Интернет существует множество сайтов, на которых можно найти различные электронные образовательные ресурсы, рекомендации по их использованию, а также обсудить с коллегами свои педагогические достижения и проблемы. В качестве примера можно назвать: «Сообщество взаимопомощи учителей» (http://pedsovet.su), «Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов» (http://school-collection.edu.ru2), «Государство учителей» (http://www.intergu.ru), «Сеть творческих учителей» (http://www.it-n.ru), Социальная сеть работников образования» (http://nsportal.ru), различные региональные порталы сообществ учителей и др.
Специализированные программно-педагогические средства называются учеными и учителями-практиками одними из наиболее перспективных применений новых информационных технологий в преподавании химии. Данный программный инструментарий позволяет учителю давать важнейшие понятия курса химии на более высоком уровне по сравнению с традиционными методами [4]. В настоящее время таких программных средств выпущено большое количество. Вот лишь некоторые.
Издательство 1С: серия «Школа»
Издательство «Дрофа» [Сайт издательства «Дрофа» 2012]:
Издательство «Физикон» (ЗАО «Новый диск») [Сайт издательства «Физикон»].
В литературе и сети Интернет можно найти массу примеров использования подобных программных средств учебного назначения в школьной практической работе.
Учитель химии может применять программу из учебно-методического комплекта «ЦОР и ЭОР». Ученики работают, могут работать над творческими проектами («Компьютерное моделирование химических соединений», «Исследование химических процессов по статистическим данным»).
Из программных средств, входящих в состав офисных пакетов прикладных программ, в преподавании химии наиболее часто применяются средство для создания презентаций MS PowerPoint и табличный процессор MS Excel.
Презентации, разработанные учителями и накопленные в различных интернет-коллекциях и сайтах, - наиболее доступная для учителя технология, так как соответствующие программные продукты входят в состав офисных пакетов, в том числе и свободно распространяемых. Часто презентация является как бы «планом» урока, задает его логическую структуру. Это означает, что презентации могут использоваться на любом этапе и на любом виде урока. В сети Интернет можно найти множество примеров из личного опыта учителей химии, а также и сами разработки занятий с применением презентаций. При этом заметна тенденция: каждый учитель стремится создать свою «копилку» выверенных и удачных презентаций, старается поделиться ими с коллегами и повысить свою профессиональную компетенцию, используя личные сайты, сайты профессиональных содружеств и т. п.
Достаточно новым направлением применения информационных технологий на уроках химии является использование on-line документов и сервисов: тестов, созданных в программе Hot Potatoes, социальных сервисов Web 2.0, например приложение Wikimapia, а также различных ресурсов, расположенных на сервисе YouTube. Учителя могут общаться с коллегами и учениками, обмениваться важной информацией, создавать документы, хранимые в сети, над которыми будет происходить коллективная работа, на базе сервиса ВикиВики [4].
Анализ информационных ресурсов и средств, применяемых учителями химии в школьной практической работе организовывать проектную работу учащихся по созданию коллективного гипертекста.
Рассматривая школьный практический опыт, можно констатировать, что применение данных систем идет в основном в рамках творческих исследовательских работ учащихся.
Для применения указанных информационных технологий в учебном процессе необходимы средства компьютерной поддержки. В настоящее время в школах уже имеется значительный парк современной вычислительной техники. Практически в каждом классе имеется компьютер, проектор, принтер, ксерокс. Реже встречается интерактивная доска. Всё это позволяет в полной мере применять возможности ИКТ в обучении и показывает то техническое оснащение, на которое нужно ориентировать будущих бакалавров при подготовке в вузе.
Возможны различные варианты применения компьютера на уроке. Например, в демонстрационном режиме компьютер, подключенный к проектору, используется учителем для повторения пройденного, когда ученикам демонстрируются различные задания; при объяснении нового материала, когда ученикам выдается новый материал; при проверке домашнего задания, когда через мультимедиа-проектор демонстрируются материалы, созданные детьми; при работе над ошибками и т. д. Практически все приведенные ранее примеры подразумевают именно такой способ использования ИКТ.
Использование компьютера в индивидуальном режиме обычно предполагает работу всех или части учеников за компьютерами. Такие занятия должны проходить в компьютерном классе. Компьютеры применяются для закрепления, тренировки и отработки знаний, умений и навыков, для повторения пройденного, для контроля знаний и т.п.
Третий вариант использования компьютера в процессе изучения химии - это индивидуальный дистанционный режим (при работе над творческими проектами, в исследовательской деятельности, при выполнении домашних заданий).
Современные средства ИКТ, применяемые в образовании, способствуют повышению эффективности обучения, обеспечению процессов творчества, помогают преподавателю создать такую обучающую среду, которая способствует формированию мышления учащихся. В этом плане наиболее интересны специализированные мультимедиа средства, основное назначение которых - повышение эффективности учебного процесса. Особо выделяются интерактивные мультимедиа доски (ИД).
«Программно-аппаратный комплект "Интерактивная доска" - это современное мультимедиа средство, которое, обладая всеми качествами традиционной школьной доски, имеет более широкие возможности графического комментирования экранных изображений; позволяет контролировать и производить мониторинг работы всех учеников класса одновременно; естественным образом (за счет увеличения потока предъявляемой информации) увеличить учебную нагрузку учащегося в классе; обеспечить эргономичность обучения; создавать новые мотивационные предпосылки к обучению; вести об учение, построенное на диалоге; обучать по интенсивным методикам». Типовые средства для работы - это записная книжка, средство видеозаписи, видеоплеер, дополнительные (маркерные) инструменты, виртуальная клавиатура. Все эти инструменты могут быть использованы как отдельно, так и в совокупности в зависимости от решаемых учебных задач [2].
Чтобы эффективно применять на уроке все богатство возможностей интерактивной доски, учитель должен сам знать эти возможности. Для этого в сети Интернет создаются тематические сообщества педагогов; например, сайт interactiveboard.ru - это информационная площадка по теме «Интерактивная доска. Использование интерактивной доски учителем в школе». На нем сообщество учителей, которые используют в своей работе мультимедийные технологии, в частности интерактивную доску, могут познакомиться с опытом других педагогов, обсудить его и опубликовать свои разработки.
На основании вышесказанного можно сделать следующие выводы.
1. Применение информационных технологий на уроках химии возможно на всех его этапах и происходит достаточно активно. Учителя совершенствуют свое профессиональное мастерство путем:
1) накопления электронных дидактических и наглядных материалов («методическая копилка»), которые показывают пути применения ИКТ в обучении, причем часто учителя выкладывают для всеобщего использования в социальных сетях и на личных сайтах наиболее удачные примеры подобных материалов с рекомендациями по их использованию;
2) оживленного диалога в сети Интернет с коллегами по проблемам применения ИКТ на уроках, обмена опытом и полезными ссылками на электронные дидактические материалы [3].
2. На уроках химии в школе применяются следующие виды информационных ресурсов и средств:
1) специализированные программно-педагогические средства - на всех этапах урока, так как обычно в пакете предусмотрены разные средства (обучающие, тренировочные задачи и задания, тестирующие программы);
2) мультимедийные презентации (чаще всего MS Power Point) - для демонстрации нового материала и отработки умений и навыков (тренировочные мини-тесты). Это самый популярный вид информационных технологий, который применяется учителями на уроках. Наибольшую методическую ценность представляют презентации, широко использующие анимацию, звук, спецэффекты;
3) on-line документы, Web-страницы и социальные сервисы, которые только приобретают популярность среди учителей. Они применяются на уроках (показ демонстрационных материалов ЕГЭ, заданий, выполненных в технологии Web 2.0 и т. п.), а также для коллективной творческой работы, для разработки и обеспечения детей учебными материалами и ссылками на них, для обмена опытом [3].
3. Наибольший педагогический эффект дает комплексное применение информационных технологий в учебном процессе.
4. На уроках химии в демонстрационном режиме могут применяться мультимедийные системы, состоящие из компьютера, проектора и интерактивной доски; в режиме индивидуальной работы используется компьютерный класс.
5. Применение возможностей ИД позволяет повысить эффективность и качество процесса преподавания химии за счет того, что:
1) не накладывает ограничения на используемый комплекс программной поддержки учебного процесса, дополняя его набором инструментов, входящих в состав программного обеспечения информационной доски;
2) делает процесс обучения интересным и творческим, обеспечивает устойчивую мотивацию у обучаемых к получению знаний, ускоряет темп усвоения нового материала и проведения экспресс-тестирования за счет красочного, наглядного представления учебной информации, динамичного использования самых разнообразных ресурсов;
3) по сравнению с использованием только проектора и компьютера не ограничивает учителя во взаимодействии с аудиторией (учитель не сосредоточен на управлении компьютером с помощью мыши и клавиатуры и работает так, как с обычной доской);
4) позволяет сохранять проведенные уроки и использовать их для анализа, обмена опытом, а также для повторения и работы с отстающими учащимися;
5) стимулирует преподавателей на поиск новых форм обучения и профессиональный рост.
6. Школьная практическая работа показывает, что в преподавании любой темы по химии возможно применение ИД, которая делает доступным достаточно сложный материал более широкому кругу учащихся. Наибольший эффект достигается:
1) при работе с различным графическим материалом - схемами, видеозаписями;
2) изучение более мелких объектов не видимых для человеческого глаза (3D-модели атомов и молекул);
3) изучении графиков функций и решении систем уравнений графическим способом;
4) отработке навыков устного счёта;
5) организации игровых форм учебного процесса (решение ребусов, кроссвордов);
6) работе с демоверсиями КИМ ИГА и ЕГЭ, имеющимися в сети Интернет в режиме фронтальной, групповой и индивидуальной работы, когда один учащийся работает у доски, выделяя ответы, а затем все вместе проверяют их правильность.
2.4 Творческая активность старшеклассников на основе применения ИКТ
Основные дидактические принципы, применяемые для разработки методики для проведения уроков с использованием информационно-коммуникационных технологий, это:
Принцип доступность: необходимо учитывать возрастные особенности учащихся, организовывать их деятельность, учитывая индивидуальное развитие школьников.
Принцип проблемности: необходимо включить в содержание уроков заданий, которые требуют от учащихся исследовательской деятельности и направлены на интеллектуальное развитие детей.
Принцип наглядного моделирования: необходимо сформировать результаты внутренних действий учеников с помощью моделирования существующих объектов.
Принцип вариативности: дать возможность понять, что существуют различные варианты решения поставленной задачи, учитывая использование информационно-коммуникационных технологий, найти рациональный способ решения [4].
Учитывая перечисленные принципы можно выделить педагогические условия, которые оказывают значительное влияние на творческую активность старшеклассников при использовании ИКТ; расширять и укреплять межпредметные связи химии и информатики при работе на уроках; технологическая поддержка творческой и активных учащихся на уроках химии с использованием ИКТ.
Творческая активность учащихся формируется при использовании ИКТ на уроках химии и состоит из таких этапов:
мотивационный (используется и демонстрируется практическая значимость химических знаний в разных школьных предметах; используются диалоговые формы организации учебной деятельности; имеется опыт для выполнения химических задач; строится система взаимосвязанных заданий);
подготовительный (ставится задача и ищется решение поставленной задачи: собираются и анализируются данные, возникают гипотезы, анализируются возможности ИКТ; проверяется адекватность решения);
исследовательский (наглядно моделируются на основе визуализации объектов и процессов; актуализируется множественность решений на основе однозначности данных; прогнозируются результаты, ищется решение поставленной задачи; проверяются гипотезы, представляются результаты);
оценочный (оценивается истинность гипотез; формулируются выводы в соответствии с полученными результатами; применяются выводы к новым данным; анализируются обобщения и рефлексивный контроль; корректируются результаты).
Урок, учитывающий данную модель, органично вписывается в учебное расписание, не требуются дополнительных затрат учебного времени, не перегружает внепрограммными знаниями, посильный для освоения учащимися, вызывает интерес к предмету и к обучению в целом [1].
Рассмотрим этапы развития творческой активности учащихся на уроках.
Первый этап характеризуется выдачей задания по созданию творческого продукта по химии (реферат, доклад, презентация и т.п.), в котором должны использоваться различные факты или открытия в области химии. Затем ищется информация в различных источниках, оформляется работа с использованием ИКТ и выступают учащиеся с подготовленными творческими работами. Таким образом, учащиеся получают образцы выполнения заданий с анализом и особенностями творческих решений.
На втором этапе разбираются индивидуальные творческие работы учащихся: происходит анализ возможностей применения ИКТ, умения выстраивать последовательность действий, выдвигать гипотезы.
На третьем этапе учащиеся объединяются в малые группы и проанализировав результаты получают задание по созданию нового творческого продукта.
На четвертом этапе защищаются творческие работы, выполненные в малых группах, делается вывод о полученном результате, анализируется использование ИКТ, проводится рефлексивный контроль, оценивается и корректируется полученный результат.
Таким образом, при прохождении данных развивается творческая активность учащихся на уроках химии с использованием ИКТ [4].
Глава 3. Применение интерактивной доски на уроках химии
3.1. Обзор прикладных компьютерных программ
Теперь рассмотрим ряд прикладных программ, которые нам помогут в проведении уроков, а так же в их подготовке.
Программное обеспечение Elite Panaboard
Это программное обеспечение позволяет расширить стандартные возможности интерактивной доски.
Кроме стандартного набора инструментов, вроде виртуальной клавиатуры, ластика, карандаша, это ПО имеет в себе ряд функций позволяющих создавать интерактивные уроки (позволяет создавать учебные материалы состоящие из слайдов).
Содержит специализированные инструменты: библиотеки изображений по математике, иностранным языкам, географии, истории, физике, химии, другим предметам, входящим в школьную программу.
Программа Elite Panaboard предоставляет педагогу широчайший набор инструментов, позволяющие создать увлекательные интерактивные материалы для уроков.
Общие инструменты

*гаечный ключ (настройки) позволяет настроить все инструменты отображающиеся на панели.

*красный крест (закрыть) закрывает программу, и интерактивная доска перестаёт воспринимать маркер.
*знак стрелки (линии) даёт возможность построения геометрических фигур, стрелок разного типа (разной толщины, цвета). Так же может служить для выделения главных частей текста.

*фигуры открывает дополнительную панель, где присутствует достаточно богатый выбор фигур и инструментов для математических фкнкций.

*режим мыши переключает работу маркера из режима рисовать, в режим обычного компьютерного манипулятора.
*маркеры (чёрный, красный, синий, зелёный) основные цвета, которыми может пользоваться ученик (преподаватель) работающий за интерактивной доской.
*цветное перо в большей степени может использоваться только в оформлении более красочной презентации.

*цветной выделитель используется для выделения фрагментов текста.
*распознавание текстов и распознавание фигур этим инструментом осуществляется перевод текста или фигуры написанного от руки в чёткий вид.



*ластик аналог обычного ластика, которым мы пользуемся на письме.
*экранная клавиатура позволяет вводить печатный текст не подходя к клавиатуре компьютера.
*экранная лупа увеличивает выделенную область рабочего поля.
*фонарик рабочее поле затеняется, а видимой остаётся только выделенное поле.

*шторка позволяет временно скрывать часть области. Хорошо помогает при выполнении поэтапных заданий. Учитель тем самым показывает только часть текста.

*инструмент book запускает презентацию подготовленную для урока
*инструмент графики позволяет вставлять графики и таблицы на рабочее поле.
*3 инструмента для мультимедийной работы во время урока:
1) видеокамера. Может запустить видеотрансляцию всего, что происходит на интерактивной доске. Хорошо помогает при организации дистанционного обучения.
2) фотокамера. Позволяет сохранять отдельные кадры.
3) принтер. Сохраняет текущий кадр происходящего на экране, и отправляет его на печать. Очень хорошо подходит для создания раздаточного материала (можно так распространять задания , или схемы урока).
Программное обеспечение Microsoft PowerPoint
Это программное обеспечение поставляется сразу в стандартном пакете программ с Microsoft Windows. Эта программа позволяет создать так же полностью мультимедийный урок: изображения, текст, видео, аудиодорожки…
Рабочий интерфейс данной прикладной программы очень схож с рассмотренной нами ранее программой. Единственным минусом является, отсутствие специфических инструментов для создания презентаций по конкретным урокам (конструктор молекул, таблица Менделеева…).
Сравнение интерфейсов программ Microsoft PowerPoint и Elite Panaboard.


Заострять внимание на данной программе не будем, т.к. она очень хорошо распространена и используется повсеместно (она полностью универсальна).
3.2 Рекомендации по разработке урока с применением интерактивной доски
Сначала необходимо придумать, как провести урок для одного ученика, пользуясь компьютером. Когда будет решена эта главная, содержательная задача, тогда можно подключать компьютер к проектору и интерактивной доске.
Преимущество доски перед обычной проекционной системой состоит в том, что управление компьютером (например, выход в Интернет, работа в любой программе) происходит непосредственно с поверхности доски, и ученикам не нужно напрягаться, отслеживая на большом экране маленький курсор и теряя из виду преподавателя.
Дополнительно доска имеет возможности выделения каких-либо объектов на экране и запоминания экранного изображения в виде графических файлов (функция, аналогичная обычной PrintScreen) и другие презентационные возможности, которые не представляют сложности для изучения. Главное, с интерактивной доской возможно получить большой «сенсорный» компьютерный экран, видный всему классу.
Методические рекомендации учителю по использованию интерактивной доски на уроке.
Усиление мотивации учащихся. Химия — очень сложный в изучении предмет, поэтому необходимо мотивировать их на изучение этого предмета. Это можно осуществить при помощи демонстрации ярких видео опытов, так же детям нравится работать с компьютером, что тоже в свою очередь усиливает интерес к изучению.
Развитие пространственного воображения. Ученикам на уроках химии приходится учится видеть «невидимое», т.е. в химии изучаются взаимодействия на молекулярном уровне, которые невозможно увидеть невооружённым глазом. Здесь приходит на помощь компьютерное 3D-моделирование.
Демонстрация опытов. Далеко не все опыты можно провести в школьной лаборатории по ряду причин: нехватка реактивов (особенно остро этот вопрос стоит в сельских школах); опасность и вредность некоторых опытов.
3.3 Методическая разработка урока по химии в 8 классе при помощи программы Elite Panaboard на тему: «Основные классы неорганических соединений».
Приступим к созданию мультимедийной презентации для нашего интерактивного урока, конкретнее смотрите конспект урока «приложение №1»
Запускаем программу Elite Panaboard.
Перед нами рабочее поле программы, где сразу предлагают выбрать фон нашей будущей презентации.

Рис №1. «Главный экран»
Выбираем фон. Начинаем оформлять титульный слайд. Вставляем скачанное изображение для оформления фона презентации. Операция проводится при помощи функции вставки изображения на верхней панели вкладок.

Рис №2. «Панель вкладок»
Далее размещаем сам фон непосредственно на слайде, подгоняем рисунок по граням слайда.

Рис №3. «Размещение изображения на слайде»
И просто делаем много копий нашего получившегося слайда, чтобы частая смена фона не отвлекала учеников от внимания к материалу изложенному на слайде.
Теперь перейдём к вставке текста на слайде.

Рис №4. «Вставка текста»
Размещение текста на сдайде происходит также как и размещение рисунка, вводим текст и окошко с текстом перемещаем в нужное для нас место.

Рис №5. «Панель для работы с текстом»
Редактирование текста происходит по тому же принципу что и в microsoft word. Трудностей не возникнет.

Рис №6. «Титульный слайд»
Теперь перейдём к рассмотрению тех инструментов, которых нет в обычной программе для создания презентаций.
В начале нашего урока, происходит орг момент, где ученикам даётся вспомнить классификацию основных неорганических соединений.
По неорганическим соединениям на слайде размещаем схему.

Рис №7. «Классификация неорганических веществ»
В начале урока учитель опрашивает учеников, как происходит деление на классы, и чтобы не показывать ученикам всю таблицу сразу, можно использовать инструмент «Затенение экрана» или «Занавес».

Рис №8. «Затенение экарана»
После применения данной функции, слайд закрывается серым фоном, край которого можно передвигать во все стороны.

Рис №9. «Слайд с применением инструмента «Затенение экрана»»
После повторения классификации, мы вспоминаем определения, и ученикам предоставляется возможность написать формулы соединений. Создаётся слайд с таблицей, где под каждым классом выделено место для записи формулы.

Рис №10. «Слайд с записями сделанными при помощи инструмента «Маркер»».
У учеников могут возникать проблемы с написанием формул, для этого составим задания по проще. Например у нас даны формулы соединений, и ученикам предоставляется возможность рассортировать их по классам. Чтобы это было более красиво сделано, оформим это при помощи рисунков.
Вставим в слайд рисунки склянок а на них напишем основные классы неорганических соединени.
Текст и рисунки, размещаемые на слайде, можно передвигать, используя специальный инструмент «Руку». Чтобы ученики не передвигали склянки и надписи на них, зафиксируем их на месте. Для это используем настройки вставленных рисунков (правый щелчёк по объекту). Выпадает меню, изображённое на рисунке №11.

Рис №11. «Выпадающее меню «Свойства объектов»».
А для формул соединений настройки оставляем по умолчанию.
Далее по уроку идут тестовые задания для всего класса. Ученики каждый ученик получает возможность получить оценку за работу на уроке.
Учителю необходимо подготовить заданий с запасом, чтобы всегда было чем занять учеников. Чтобы не захломлять презентацию большим количеством слайдов, здесь предусмотрена следующая функция «Порядок». Благодаря этой функции можно создавать многослойные слайды.
Пояснение: многослойные слайды – это слайды, на которых объекты расположены будто бы друг за другом. Иллюзия многостраничной кники.

Рис №12. «Функция «Порядок»»
Располагаем несколько карточек с заданиями друг за другом, перемещая карточки на передний или задний план.
Оформляем при помощи вставок картинок всё в виде блокнота, где ученики будут отрывать задания как листочки.

Рис №12. «Пример оформления задания»
После решения тестовых заданий, перейдём на задания, где необходимо найти соответствия. Такого типа задания по проще, и их можно проводить фронтально сразу со всем классом.

Рис №13. «Задание на сопоставление»
Ученики вписывают ответы маркером, а учитель кликнув на кнопку, убирает затанение с правильных ответов, тем самым организуя проверку.

Рис №14 «Решение задания»
Теперь сделаем задание типа «ребус», в котором тоже сделаем самопроверку. Задание будет заключатся в следующем, ученикам необходимо в таблице найти все слова,которые связаны с темой данного урока. Рисуем таблицу в какой нибудь сторонней программе типа word или excel, заполняем её буквами и переносим её на слайд нашей презентации.

Рис №17. «Пример ребуса»
Создаём копию этого ребуса и закрашиваем маркером все варианты ответов. Результат представлен на рисунке №18.

Рис №18. «Решение ребуса».
Далее накладываемрешённый вариант ребуса поверх не решённого, и отправляем его на задний план (как на рисунке №12). Теперь для проверки ребуса мы просто будем менять расположение таблиц, с заданием и с ответами, между слоями.
Далее идёт задание на выбор нескольких правильных ответов. Из приведённых на слайде оксидов, нужно выбрать только основные.

Рис №19. «Задание на выборку правильных ответов».
Здесь происходит таже работа со слоями, что и в предидущем задании. Формулы оксидов нужно переместить на жёлтый фон, сам фон находится на среднем слое. Формулы оксидов находятся на двух назных слоях: формулы основных оксидов находятся на переднем слое, а формулы остальных – на заднем. В итоге, когда ученик будет перетаскивать формулы оксидов, правильные варианты остануться сверху жёлтой заливки, а не правильные спрячутся за жёлтый фон.

Рис №20. «Итог после выполнения».
В следующем задании, предоставляется возможность ученикам вспомнить как даются названия неорганическим соединениям.

Рис №21. «Вид оформления задания».
Здесь ученики перетягивают названия солей к соответствующим химическим формулам. Проверка осуществляется путём простого изменения цвета фона, подсказки правильных ответов написаны жёлтым цветом на жёлтом фоне, что в результате делает их невидимыми.

Рис №22. «Результат выполнения задания».
Теперь опять попробуем поработать «фронтально» со всем классом. Для этого предложим им следующее задание: «Дайте название веществам». Для большего интереса, сделаем так, чтобы ученики их сами искали.

Рис №23. «Заготовка для задания»
На рисунке №23 видно, что у нас на рабочем поле написаны формул соединений, и ещё белый прямоугольник. Изначально слайд был полностью белым, потом мы изменили заливку фона вокруг нарисованного нами прямоугольника, это создало в программе новый слой, который отвечает за зелёный фон, который расположен над белым фоном. Белый прямоугольник слущет окном, через который видно что есть на слое под ним.
Теперь переносим названия соединений на задний план, т.е. на изначальный «белый» фон.

Рис №24. «Итоговый вариант задания»
Ученики при помощи инструмента «указатель» , перемещают окошко, выискивая тем самым формулы соединений, а желающие из класса дают им названия.
Теперь вспомним написание химических уравнений. На доске представлены уравнения, ученикам необходимо их дописать и расставить коэффициенты.

Рис №25. «Пример оформления задания»
Ответы записаны под самими уравнениями белыми буквами, поэтому для их проявки будет необходимо изменить цвет фона, или закрасить эти места другим цветом.

Рис №26. «Итог проверки задания».
Подошли к концу урока. Ученики переписывают домашнее задание с доски, оглашаются оценки за урок.
Переходим к «рефлексии», даём возможность ученикам сделать выводы по проведённому занятию и предлагаем дать оценку уроку.

Рис №27. «Рефлексия»
На этом слайде, ученики дают оценку проведённому уроку при помощи голосования. Ученики переносят звёздочку при помощи инструмента «множественное клонирование» , в разные склянки, тем самым давая оценку проведённому занятию.
Разработка и конспект урока находится в разделе «Приложение».
На опртическом диске находятся:
Програмное обеспечение Elite Panaboard
Конспект урока
Презентация к уроку для интерактивной доски
Методичка по эксплуатации программного абеспечения Elite Panaboard и по установке интерактивной доски.
Заключение
К настоящему времени доказано, что компьютер при грамотном его использовании является мощным средством оптимизации условий обучения любому предмету, в том числе химии.
Компьютер позволяет учащимся работать в удобном для них режиме. Развитие образовательных технологий позволяет сделать акцент на личностно-ориентированном обучении. В условиях такой коммуникации происходит взаимодействие субъектов образовательной деятельности.
В компьютерных мультимедийных технологиях большая роль отводится средствам компьютерной анимации, что отражается в организации современных компьютерных обучающих программ.
На начальном этапе обучения химии большую роль играет наглядность, которая в компьютерных средствах обучения реализуется за счет анимации, озвучивании, интерактивности и др., что позволяет повысить мотивацию учащихся к изучению этого предмета.
Компьютерные средства обучения позволяют активизировать мыслительную деятельность учащихся при формировании основных компетенций практически во всех аспектах химии.
Электронная доска помогает многим детям преодолеть стеснение и страх работы у доски, за счёт своего «дружелюбного» и красочного интерфейса. Дети не будут равно душно на это смотреть, первая реакция заставит их опробовать как это работает. За счёт разнообразия предоставляемой на ней информации (в виде текста, картинок, роликов) и наличия ярких красок (этим зачастую пользуются создатели рекламы), интерактивная доска позволяет привлечь внимание детей, что помогает в укреплении их мотивации к обучению. Наглядность электронной интерактивной доски – это самый современный и безопасный способ сосредоточения внимания учащихся на процессе обучения.
Список использованной литературы
Н.В.Багрова «ИКТ как инструмент индивидуализации процесса обучения» // Химия в школе – 2012 . - №5 – с.78-80.
Белохвостов А.А. ,Аршанский Е.Я. «Интерактивная доска на уроке химии» // Химия в школе – 2012 . - №1 – с.51-52.
А.Н. Семин. «Компьютер в жизни учителя: расширение горизонтов творчества» //Химия в школе - 2006. - № 8.
Зашивалова Е.Ю. – «Методика компьютерного обучения химии в основной школе». Автореф. СПб, 2000.
Стэйнберг А. - «Проблема компьютерного обучения химии в основной школе». Польша 2007.
ЮНЕСКО - «Информационные и коммуникационные технологии в образовании» под редакцией Бадарча Дендева. Москва 2013.
Зайцева С. А. Иванов В. В. - «Информационные технологии в образовании».
Уваров Г. А. – «Информатизация школы. Истоки и движущие силы» // Народное образование. - 2007. - № 8.

Приложенные файлы


Добавить комментарий