Привлечение обучающих игр позволяет сделать процесс усвоения химической информации эмоционально насыщенным, а значит более продуктивным. Например, для формирования умений различать принадлежность веществ к определенному классу можно использовать игру «Химическая защита» (рис.7). Обучающие игры можно применять и для внеклассной работы по предмету.
Рис. 7 - Игра «Химическая защита»
Учитывая тот факт, что 80% обучающихся имеют домашний компьютер, появилась возможность использовать электронные носители информации в процессе индивидуальной работы с детьми, имеющими трудности в обучении, временно обучающимися на дому, и с одаренными детьми [11, 8].
Еще одним аргументом в пользу применения информационных технологий является возможность быстрого и эффективного контроля знаний учащихся. Большая часть электронных учебников содержит упражнения – тренажеры, задачи с решениями, тестовые задания. Отдельные программные продукты содержат электронный журнал, который позволяет фиксировать уровень знаний учащегося по каждой теме курса (учитывается не только отметка и число попыток решения, но и затраченное время на выполнение заданий). Система оценки результатов дает возможность определить рейтинг учащегося по каждой теме, проследить динамику успеваемости и скорректировать учебный процесс в соответствии с показанными результатами. Кроме того, использование контролирующих программ способствует формированию адекватной самооценки у учащихся [12].
Помимо электронных изданий на CD и DVD-дисках, в информационном пространстве Интернета существуют сайты, которые позволяют продемонстрировать некоторые химические опыты, в частности по первоначальным химическим понятиям, химии элементов и кинетики химических реакций, а также экстремальные эксперименты.
Применение информационных технологий является необходимым условием при организации самостоятельной работы студентов. Большую помощь в корректировке содержания изучаемых курсов по химии могут оказать методические материалы ведущих университетов мира, которые предоставляют их для свободного доступа по информационной сети. Интересным в этом отношении русским сервером является сервер химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова [13]. На его страницах можно ознакомиться с лекциями по органической химии, просмотреть примеры вариантов заданий и упражнений по биоорганической химии, которые предлагаются студентам МГУ, воспользоваться некоторыми химическими базами данных, узнать последнюю информацию в области химического образования. Огромное количество информации, касающейся обучения химии, биохимии и смежных дисциплин, можно найти на страницах разных серверов в Интернете, и ее поток постоянно растет [2].
Использование электронных учебников по химии, химических образовательных порталов Интернета при подготовке к выполнению контрольных заданий, к тестированию, написанию рефератов и составлению презентационных отчетов, решению ситуационных заданий способствует:
• организации индивидуальной работы студентов, развитию их познавательной самостоятельности и творчества;
• формированию навыков работы с информацией (производить поиск, отбор, переработку, упорядочивание и выделение смысловых групп, выстраивание логических связей и др.), способствуя тем самым формированию информационной культуры студентов.
Наличие компьютерных классов в университете, подключенных к информационным сетям, доступность их для студентов позволяют получать новейшую научно-методическую информацию, обрабатывать по той или другой программе материал курсовых и дипломных работ [1].
Доказательства эффективности компьютерных технологий
Очень важно, что использование ИТ органично вписывается в структуру любого урока, дает возможность стимулировать поисковую деятельность учащихся на современном, качественно ином уровне, а также формировать учебную мотивацию и ключевые компетенции обучающихся.
В этой работе представлена результативность обучения при использовании ИТ. Диагностика уровня сформированности ОУН свидетельствуют о том, что система работы с использованием ИТ на уроках химии приводит к росту показателей качества обученности, чего не наблюдается при традиционном обучении. При этом наибольшее увеличение количества детей, входящих в группу «сильных» и «средних», наблюдается по критерию сформированности коммуникативных навыков: 42% и 35% соответственно. Значительный рост прослеживается и по уровню сформированности организационных навыков. Рост интеллектуальных умений и навыков несколько ниже и составляет 21%, что свидетельствует о сложности процесса их формирования [10].
На диаграммах 1 и 2 представлены качественная и абсолютная успеваемость, степень обученности учащихся в течение двух лет, результаты которой свидетельствуют о положительной динамике качества обученности.
Диаграмма 1. – Качественная успеваемость учащихся 8-го класса по химии (2005-2006 учебный год)
Диаграмма 2. – Качество обученности по химии учащихся 8-го и 9-го классов (2006-2007 учебный год)
Изучение структуры мотивации проводилось методом анкетирования. Позитивным моментом можно считать увеличение показателя, характеризующего выраженность познавательного интереса, а именно: «содержанием и процессом познания», так как традиционно выраженность данного мотива обратно пропорциональна возрасту обучающихся (диаграмма
Диаграмма 3. – Структура мотивов учебной деятельности
Система отслеживания результативности обучения химии свидетельствует о положительной динамике сформированности ОУН, качества обученности по предмету, оптимизации структуры учебной мотивации.
Таким образом, компьютеризация при обучении создает особую информационную обстановку, которая стимулирует интерес учащихся. Это облегчает понимание и решение многих задач интеллектуального характера, способствует раскрытию природой заложенных потенциалов и способностей к познанию, творческой инициативы, личностному развитию каждого ученика [8, 9].
Для доказательства эффективности применения компьютерных технологий обучения в период с 1997/98 по 2003/04 учебные годы был проведен педагогический эксперимент сотрудниками кафедры аналитической химии БГУ и кафедры химии БГТУ с участием студентов II курса химического факультета и I курса биологического факультета БГУ, а также студентов II курса факультетов технологии органических веществ, химической технологии и техники, издательского дела и полиграфии БГТУ. В эксперименте принимали участие 970 человек: по 485 студентов в контрольной и экспериментальной группах с одинаковыми входными баллами. В контрольную группу вошли студенты, которые обучались по традиционной технологии. Обучение студентов экспериментальной группы осуществлялось с применением комплекса компьютерных технологий, разработанного на основе структурно-логической схемы курса аналитической химии. Комплекс включает в себя компьютерные технологии, реализующие информационную, обучающую, контролирующую функции. КТ обучения, реализующие информационную функцию, включает структурированные информационные программы и справочники по основному и обеспечивающему материалу, демонстрационные и имитационно-моделирующие программы. КТ, реализующие обучающую функцию, включают обучающие программы тренировочного типа; для усвоения алгоритмизируемых действий; по решению расчетных задач. Компьютерные технологии, реализующие контролирующую функцию, включают программы входного (проверка уровня знаний по обеспечивающему материалу данной темы) и выходного контроля (проверка уровня знаний и умений после изучения темы); текущего контроля по конечному результату; контроля алгоритма выполнения действий и решения расчетных задач. Результаты педагогического эксперимента отражены в таблице 1.
Таблица 1. – Результаты использования КТ для формирования интеллектуальной сферы студентов
Компоненты интеллектуальной сферы | Контрольная группа | Экспериментальная группа | ||||
Низкий уровень | Средний уровень | Высокий уровень | Низкий уровень | Средний уровень | Высокий уровень | |
Профессиональное мышление: теоретическое; практическое; наглядно-образное | 219 229 217 | 155 148 145 | 111 108 123 | 190 194 171 | 157 156 166 | 138 135 148 |
Общелогические операции: теоретический анализ; синтез; рефлексия; составление системы действий; абстрагирование | 222 218 215 199 198 | 145 139 150 138 140 | 118 128 120 148 147 | 185 179 171 183 180 | 135 133 156 148 155 | 165 173 158 154 150 |
Индивидуальные особенности умственной деятельности: гибкость мышление; критичность мышления | 198 215 | 153 151 | 134 119 | 168 190 | 148 147 | 169 148 |
Познавательные умения: умение доказывать; умение решать задачи | 185 165 | 149 165 | 151 155 | 165 158 | 143 154 | 177 173 |
Учебные умения: строить алгоритм решения задачи; переводить словесную информацию в знаковую; контролировать и оценивать свои действия | 137 135 142 | 158 160 165 | 190 190 178 | 129 133 115 | 145 151 155 | 211 201 215 |
Студенты экспериментальной группы заметно превосходят контрольную группу по всем компонентам, характеризующим уровень развития интеллектуальной сферы, что свидетельствует об эффективности использования модуля компьютерных технологий в формировании интеллектуальной сферы будущих специалистов естественнонаучного профиля. Проведенные исследования показали, что обучение с помощью компьютерных технологий в большей степени, чем традиционное, связанно с мыслительной деятельностью обучаемых. Компьютерные технологии могут обеспечивать устойчивость внимания, развивать логическое мышление, формировать приемы запоминания, способность к обобщению, абстрагированию.