Главная База знаний "Allbest" Педагогика Применение современных компьютерных технологий при изучении химии

Применение современных компьютерных технологий при изучении химии

Психолого-педагогические основы применения технических средств при обучении химии. Методические рекомендации к проведению занятий с использованием программы Microsoft Power Point. Проведение педагогического эксперимента: констатирующий и формирующий вид.

Рубрика Педагогика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 17.11.2010
Размер файла 133,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Реферат

Квалификационная работа содержит 67 страниц, 8 таблиц, 2 схемы, 41 использованный источник.

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ, АУДИОВИЗУАЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ, КОМПЬЮТЕР, МЕДИАОБРАЗОВАНИЕ.

Объектом исследования является учебная и научно - методическая литература по химии и методике преподавания химии, учебный процесс в общеобразовательной школе.

Цель работы - изучение проблемы совершенствования методики применения компьютерных технологий при обучении химии в 9 классе общеобразовательной школы.

В процессе работы использовался опыт современного преподавания химии, педагогический эксперимент.

В результате исследования разработана методика, обеспечивающая эффективное применение компьютерных технологий в комплексе с традиционными на уроках химии, разработаны методические рекомендации и дидактические пособия (компьютерные программы) к проведению урока по темам «Сплавы», «Железо», «Щелочные металлы».

Степень внедрения - частичная.

Область применения - в практике работы учителя.

Эффективность - повышение качества знаний, умений и навыков учащихся.

Введение

В последние десятилетия возник новый элемент культуры - информатика. Она оказывает большое влияние практически на все стороны жизни человечества. Появление компьютеров, использование их в самых различных областях человеческой деятельности значительно изменили традиционные промышленные технологии, методы лечения болезней людей, приемы обучения. Понятно, что такой элемент культуры стал определять уровень образованности человека.

Получили развитие и широко раскинулись глобальные информационно-коммуникационные сети, появились принципиально новые технические возможности. Компьютерное обучение перерастает в сетевое, дистанционное, интерактивное. То и другое cливается в мощное направление - «интернет-образование» [1].

Специальные и общеучебные умения успешно формируются при правильном сочетании разнообразных методов и приемов обучения, целесообразном использовании дидактических средств: натуральных объектов, наглядных пособий, а также современных технических средств обучения [2].

Технические средства обучения (ТСО) - это разнообразные светотехнические и звуковые аппараты и пособия, используемые в учебном процессе.

Рациональное использование ТСО в учебном процессе требует от учителя химии профессиональной психолого-педагогической, методической и технической подготовки [3].

Внедрение компьютерной техники в учебные заведения открывает широкие возможности для оптимизации процесса обучения.

Использование программных продуктов обеспечивает реализацию таких принципов обучения, как научность, наглядность, доступность, активность и самостоятельность [4].

Компьютерные программы обеспечивают не только формирование знаний и умений, работа на компьютере способствует развитию творческих способностей учащихся. При этом компьютерные программы служат дополнением к основному учебному материалу или выступают как средство, повышающее результативность обучения [5].

Таким образом, цель настоящей работы заключается в совершенствовании методики применения компьютерных технологий при обучении химии в средней общеобразовательной школе.

Основными задачами настоящей работы являются:

1. Разработать методические рекомендации и различные дидактические пособия в комплексе с традиционными (наглядные пособия, химический эксперимент, натуральные объекты) к проведению отдельных уроков с использованием компьютерных технологий;

2. Изучить влияние использования компьютерных технологий на активизацию познавательной деятельности школьников, а также на качество усвоения ими знаний.

3. Проверить эффективность разработанных методических рекомендаций в педагогическом эксперименте.

Значимость квалификационной работы заключается в том, что разработанные в ней методические рекомендации по темам: «Сплавы», «Щелочные металлы», «Железо», способствующие усилению роли развивающей, воспитательной и образовательной функций обучения, могут быть использованы в опыте работы учителей химии.

1 Психолого-педагогические основы применения технических средств при обучении химии

Требования наглядности в обучении были еще провозглашены Яном Амосом Коменским в «Великой дидактике»: «Пусть будет для учащихся золотым правилом: все, что только можно предоставлять для восприятия чувствами, а именно: видимое - для восприятия зрением, слышимое - слухом, подлежащее вкусу - вкусом, доступное осязанию - осязанием. Если же какие-либо предметы сразу можно воспринять несколькими чувствами преподносятся» [4].

Существуют различные виды наглядности - зрительная и слуховая, кинестетическая. В 1941г. профессор В.А. Артемов, исследуя психологические особенности обучения языкам, ввел понятие языковой наглядности [4].

Неизбежно возникает вопрос при описании дидактического принципа наглядности: каким образом и с помощью каких средств указанные виды наглядности могут быть реализованы на практике? Таких способов существует великое множество.

Например, по способу выражения зрительная наглядность может быть графической, иллюстративной, вербальной, экранной. В свою очередь иллюстративная зрительная наглядность может быть предметной, ситуативной, сюжетной и т.д.

С появлением новых информационных технологий основным стал комплексный способ реализации принципа наглядности.

Мультимедийность стала обычным способом выражения принципа наглядности.

Таким образом, говоря о материальных средствах обучения, носителях учебной информации, важно определить вид и форму наглядности, используемые при проектировании того или иного средства обучения, что, в свою очередь, в немалой степени зависит от его природных качеств, дидактических свойств [4].

1.1 Классификация технических средств обучения

Технические средства обучения играют значительную роль в формировании научного мировоззрения учащихся [6].

В отечественной и зарубежной литературе определились различные основания для их классификации: роль и функции ТСО в учебном процессе, дидактические основы и принципы применения, вид и степень воздействия на органы чувств человека и пр.

Наиболее широко распространена классификация средств обучения, предложенная Н.М. Шахмаевым и П. П. Прессман, в которой за основу взята роль ТСО в учебно-воспитательном процессе [7, 8]. В соответствии с этим признаком средства обучения делят на три группы:

1. передающие информацию;

2. помогающие осуществить контроль знаний учащихся;

3. соединяющие многие функции - универсальные.

Н. Аткинсон выделяет проективные и непроективные ТС [3]. В группу проективных средств автором отнесена только световая и оптическая проекция. К непроективным средствам он относит учебные таблицы, схемы, чертежи, фотографии, радио, телевидение, ЭВМ, магнитофон и т. д.

По формам материализации учебной информации аудиовизуальные средства целесообразно разделить на три группы:

1. ТС записи, хранения и воспроизведения звуковой информации (звуковые средства обучения), т. е. опосредствования мыслительной деятельности человека во внешнеречевой форме.

2. ТС записи, хранения и предъявления зрительной информации, т. е. опосредствования мыслительной деятельности человека в визуальной знаковой форме (экранные средства обучения).

3. ТС записи, хранения и предъявления аудиовизуальной (зрительно-звуковой) информации, т.е. звуковой и зрительной учебной информации одновременно (экранно-звуковые средства обучения) [3].

Более наглядное представление о том, какие существуют ТС (аппаратура) и какие учебные материалы предназначаются для их использования, может дать таблица 1.1.

Таблица 1.1 - Педагогическая техника и аудиовизуальные средства обучения

Педагогическая техника

Аудиовизуальные средства

Вид восприятия

Кино - аппаратура

Кинофильмы: учебные, хроникально-документальные, художественные

Зрительно - слуховой

Диапроекторы

Диафильмы, диапозитивы (на стекле, пленочные)

Зрительный

Эпидиаскопы

Средства картинно-изобразительной наглядности (чертежи, рисунки, фото и др.)

Зрительный

Графопроекторы

Чертежи, рисунки, записи на прозрачных листах специального формата

Зрительный

Магнитофоны

Магнитные записи, тексты к ним

Слуховой

Радиоприемники

Учебные и общеобразовательные передачи, записи их на магнитную ленту

Зрительно-слуховой

Видеомагнитофоны

Видеозаписи

Зрительно-слуховой

ЭВМ, компьютер

Адаптированные программы

Зрительно-слуховой

При этом большое значение имеют такие выразительные возможности экранных пособий, как аутентичность, однозначность при восприятии, информационная плотность [6].

Развитие технических средств способствовало совершенствованию урока и классно-урочной системы в целом (схема 1) [1]:

Схема 1:

Технология

Средства деятельности

Способы деятельности

 

 

Урок

ТСО

 

 

 

 

Программированное обучение

Проблемное обучение

Компьютеры

 

 

 

 

 

 

Телекоммуникации и сети

Компьютерное обучение

Эвристическое обучение

 

 

 

 

Виртуальная реальность

Интернет-образование

1.2 Научно-методические основы информатизации и их реализация в системе образования

Любая педагогическая технология - это информационная технология, так как основу технологического процесса обучения составляет информация и ее движение (преобразование).

На наш взгляд, более перспективными являются технологии обучения, использующие компьютер - «компьютерные технологии».

Они развивают идеи программированного обучения, открывают совершенно новые, еще не исследованные технологические варианты обучения, связанные с уникальными возможностями современных компьютеров и телекоммуникаций [9, 10].

Использование компьютера на уроке должно быть целесообразно и методически обосновано. Не стоит использовать компьютер там, где более эффективны другие средства обучения. К информационным технологиям необходимо обращаться лишь в том случае, если они обеспечивают более высокий уровень образовательного процесса по сравнению с другими методами обучения [9].

1.2.1 Преимущества использования компьютерных технологий

На современном этапе развития образования компьютеризация является одним из перспективных направлений активизации учебного процесса [11].

В соответствии с принятой Концепцией модернизации российского образования до 2010 года была разработана Программа модернизации педагогического образования, одобренная решением коллегии Мин образования России 18.02.03 г [12].

Согласно этому документу цель модернизации педагогического образования - создать механизм эффективного педагогического образования в условиях осуществления модернизации российского образования. Результатом модернизации педагогического образования должна стать обновленная система подготовки, переподготовки и повышения квалификации педагогов, отвечающая требованиям, предъявляемым обществом к педагогическим кадрам.

Многие из разработанных в рамках этой программы мероприятия прямо связаны с информатизацией образования:

· обучение педагогов использованию информационных и коммуникационных технологий в образовательном процессе;

· создание федеральных комплектов учебно-методической литературы, в том числе на электронных носителях, для педагогических направлений и специальностей.

Программой модернизации педагогического образования предусмотрено проведение комплекса мер, направленных на достижение следующих целей:

· овладения современными формами и методами обучения, информационными и компьютерными технологиями, новыми методами оценивания результатов обучения.

· преодоления отставания материально-технической базы и ресурсного обеспечения педагогических учебных заведений от уровня современных требований; целевой поставки оборудования и компьютеров для педагогических учебных заведений [12].

Современные информационные технологии открывают обучаемым доступ к нетрадиционным источникам информации, повышают эффективность самостоятельной работы, дают совершенно новые возможности для творчества, приобретения и закрепления различных навыков [13]. Компьютерные технологии открывают большие возможности в переосмыслении методов и приемов обучения.

Информатизация образования, в первую очередь, должна способствовать решению педагогических проблем.

Информатизация позволяет от авторитарной школы перейти к педагогике сотрудничества, когда учитель и ученик, находясь в равном отношении к информационным ресурсам, становятся партнерами при ведущей роли учителя. Особую роль в обеспечении такого взаимодействия должны сыграть школьные библиотеки, преобразованные в медиатеки и медиацентры.

Следует отметить также ряд социальных последствий процесса информатизации образования. Использование информационных технологий в учебном процессе существенно меняет роль и место преподавателя и ученика в системе «учитель - информационная технология обучения - ученик».

Информационная технология обучения - не просто передаточное звено между учителем и учеником. Смена средств и методов обучения приводит к изменению содержания учебной деятельности, которая становится все более самостоятельной и творческой, способствует реализации индивидуального подхода в обучении.

Изменяется также содержание деятельности преподавателя. Преподаватель перестает быть просто «репродуктором» знаний, становится разработчиком новой технологии обучения, что, с одной стороны, повышает его творческую активность, а с другой, - требует высокого уровня технологической и методической подготовленности [14].

Кроме того, именно новая техника дает возможность максимально использовать время обучающегося. Именно в этом видится, прежде всего, эффективность обучения [15]. Подача материала должна быть организована так, чтобы все органы чувств, которые при этом могут быть задействованы, участвовали в обучении.

Информационные технологии обучения дают возможность преподавателю для достижения дидактических целей применять как отдельные виды учебной работы, так и любой их набор [16]. Таким образом применение компьютерной методологии обучения ориентировано в первую очередь на интеграцию всех видов учебной деятельности и подготовку субъектов образовательного процесса к жизнедеятельности в условиях информационного общества.

Традиционно в качестве основных принципов дидактики считались и считаются принципы наглядности, сознательности и активности обучающегося, доступности и посильности, учета возрастных и индивидуальных особенностей, систематичности и последовательности. К основным относятся также принципы научности, связи теории и практики, обучения и воспитания.

Рассмотрим их с точки зрения новых информационных технологий. Традиционные методы преподавания стремятся активно использовать принципы наглядности. Но все, кто участвует в образовательном процессе, знают, насколько он трудоемок в реализации, а самое главное, - ограничен в возможности при изложении теоретических знаний. Принципиально новые возможности дают нам в этом плане информационные технологии, позволяющие представлять скрытые от непосредственного восприятия сущностные законы и закономерности познаваемого. В настоящее время различного рода электронные визуализаторы активно применяются в области химии, физики и т.д.

Таким образом, мы можем наглядно представлять не только то, что возможно для непосредственного восприятия чувствами, но и то, что выражается абстрактными законами и моделями [15, 16].

Использование современных информационных технологий позволяет полностью заменить уже устаревшие технические средства обучения - телевизор, видео- и аудио - магнитофон, диа- и слайд - проекторы, кодоскопы и киноустановки. Позволяет безболезненно отказаться от неудобных в хранении и рубрикации таблиц. Изображение на таблицах, как и все содержимое аудио- и видеокассет, можно легко перевести в цифровой формат и хранить в памяти компьютера, быстро воспроизводя при необходимости [17].

В результате использования обучающих программно-педагогических средств происходит индивидуализация процесса обучения. Каждый ученик усваивает материал по своему плану, т.е. в соответствии со своими индивидуальными способностями восприятия.

Принцип доступности и посильности образования сводится к тому, чтобы изучаемый материал по уровню трудности был доступен, но в то же время требовал напряжения умственных и духовных сил для своего усвоения. Реализовать этот важнейший принцип дидактики в традиционных методах обучения очень трудно. Выход подсказывают новые информационные технологии. С помощью компьютеров стало возможным дифференцировать диалоги с обучающимися в зависимости от их подготовленности, скорости и качества выполнения заданий. Современные программы позволяют генерировать задачи возрастающей сложности. При должной мотивации, работая с такой программой, ученик сам будет отбирать задачи, требующие от него умственного напряжения.

Принцип сознательности и активности предполагает, что ученик выступает субъектом учебной деятельности.

Именно новая техника дает возможность реализовать наилучшим образом идею самообразования, т.е. учащийся мотивированно подходит к образовательному процессу, понимает, что, как и зачем он делает.

Таким образом, анализ традиционных дидактических принципов, показывает, что новые информационные технологии создают условия для полноценной их реализации [11, 15].

Исходя из всего сказанного, можно констатировать следующее:

1. Компьютерная информационная технология - это совокупность методов, форм и средств воздействия на человека в процессе его развития. Обучающая технология строится на фундаменте определенного содержания и должна соответствовать ему. Она предполагает использование адекватных способов представления компьютерной техники.

2. Компьютерные технологии позволяют добиться качественно более высокого уровня наглядности предлагаемого материала, значительно расширяют возможности включения разнообразных упражнений в процессе обучения, оживляют учебный процесс, способствуют повышению его динамизма, что, в конечном счете, ведет к достижению едва ли не главной цели собственно процессуальной стороны обучения - формированию положительного отношения учащихся к изучаемому материалу.

3. С помощью компьютера появляется возможность развития критического мышления, т. е. совершенствуются умения, связанные с извлечением, переработкой и усвоением информации [18, 19].

4. Очевидно, что использование компьютерных технологий обеспечивает оперативность, наглядность и емкость информации за короткий промежуток времени.

1.2.2 Проблемы компьютеризации образования

Существует ряд проблем, связанных с использованием компьютерных технологий в учебном процессе.

Их можно разделить на следующие группы: организационные, дидактические, психологические, методические и информационные [11].

Рассмотрим некоторые наиболее важные проблемы компьютеризации обучения.

Организационные проблемы.

В настоящее время в городских школах созданы все условия для преподавания информатики. Поэтому встает проблема организации уроков химии в кабинетах информатики, которые, как правило, предусмотрены для занятий не всего класса, а только группы. Как поделить класс? Таким образом, для более эффективной работы в школах необходимо создание специального кабинета, привлечение специалиста, который может дать грамотную консультацию [11, 12].

Кроме того, предлагаемые на рынке программного обеспечения обучающие и тестирующие системы не доработаны и имеют ряд существенных недостатков в методическом плане, а также ряд других проблем. Для эффективного применения компьютерных технологий обучения необходимо пересматривать структуру учебных дисциплин и, как следствие, преобразовывать весь учебный процесс [12].

Нужно отметить, что при продолжительной эксплуатации компьютера вредное влияние на здоровье пользователя могут оказать повышенное напряжение, психическая перегрузка, длительное неизменное положение тела, электромагнитное излучение и т.д. Поэтому при работе учащихся с компьютером следует строго соблюдать существующие санитарно-гигиенические нормы, а также рекомендовать им при первых признаках усталости выполнять специальные упражнения для снятия утомления [19, 20].

Дидактические проблемы.

· Проблема соотношения объема информации (потока информации), который может предоставить компьютер ученику, и объема сведений, которые ученик может, во-первых, мысленно охватить, во-вторых, осмыслить, а в-третьих - усвоить.

Ученика не приучили ориентироваться в новом мощном потоке учебной информации, он не может разделять ее на главное и второстепенное, выделять направленность этой информации, перерабатывать ее для лучшего усвоения, выявлять закономерности и т.п. В сущности, информация (сведения об окружающем мире и протекающих в не процессах) может рассматриваться как некая многофакторная система, детали которой скрыты от учащихся, а потому и весь этот поток сведений в целом (его основы, направленность, цели, связи между элементами, причинно - следственные зависимости и т.п.) оказывается трудно доступным для восприятия [21].

· Проблема соотношения “компьютерного” и “человеческого” мышления

“Машинное” и человеческое мышление существенным образом различаются. Если машина “мыслит” только в двоичной системе, то мышление человека значительно многостороннее, шире и богаче. Как использовать компьютер, чтобы развить у учащихся человеческий подход к мышлению, а не привить ему некий жесткий алгоритм мыслительной деятельности? Процесс внедрения информационной технологии в обучение школьников достаточно сложен и требует фундаментального осмысления. Применяя компьютер в школе, необходимо следить за тем, чтобы ученик не превратился в автомат, который умеет мыслить и работать только по предложенному ему кем-то (в данном случае программистом) алгоритму. Для решения этой проблемы необходимо наряду с информационными методами обучения применять и традиционные. Используя различные технологии обучения, мы приучим учащихся к разным способам восприятия материала: чтение страниц учебника, объяснение учителя, получение информации с экрана монитора и др. С другой стороны, обучающие и контролирующие программы должны предоставлять пользователю возможность построения своего собственного алгоритма действий, а не навязывать ему готовый, созданный программистом. Благодаря построению собственного алгоритма действий ученик начинает систематизировать и применять имеющиеся у него знания к реальным условиям, что особенно важно для их осмысления.

Психологические проблемы.

Дидактические проблемы компьютеризации неразрывно связаны с психологическими.

Работая с моделирующими педагогическими программными средствами (ППС), пользователь может создавать различные объекты, которые по некоторым параметрам могут выходить за грани реальности, задавать такие условия протекания процессов, которые в реальном мире осуществить невозможно. Появляется опасность того, что учащиеся в силу своей неопытности не смогут отличить виртуальный мир от реального. Поэтому, во избежание возможного отрицательного эффекта использования информационной технологии в процессе обучения школьников, при разработке ППС, содержащих элементы моделирования, необходимо накладывать ограничения или вводить соответствующие комментарии (например, “В реальных условиях ваша модель не может существовать” и т.п.), чтобы ученик не мог “уйти” за грани реальности в результате манипулирования химическими явлениями. Виртуальные образы, наряду с опасностью создания нереальных ситуаций, могут сыграть положительную дидактическую роль. Информационная технология позволит учащимся осознать модельные объекты, условия их существования, улучшая, таким образом, понимание изучаемого материала и, что особенно важно, их умственное развитие. Следует отметить, что компьютер, как педагогическое средство, используется в школе, как правило, эпизодически. Это объясняется тем, что при разработке современного курса химии не стоял вопрос о привязке к нему информационной технологии. Применение компьютера поэтому оказывается целесообразным лишь при изучении отдельных тем (химическое равновесие, синтез веществ, скорость реакции и др.), где имеется очевидная возможность вариативности. Для систематического использования информационной технологии в процессе обучения необходимо переработать (модернизировать) весь школьный курс химии [11, 21].

1.3 Цели и возможности информатизации школьного курса химии

Для многих детей компьютер сегодня становится совершенно естественным средством познания окружающего мира.

Перечислим основные блоки факторов, определяющих качество знаний обучаемых [22]:

· содержание изучаемого материала;

· учебник и учебные пособия;

· учитель;

· ученик;

· материально-техническая база;

· окружающая среда.

Учебник и учебные пособия сейчас дополняются информационным обеспечением: мультимедийные варианты учебников, учебных пособий, справочников с доступно изложенным материалом, учебным интерфейсом и поисковой системой; обучающие и тестовые компьютерные программы; тренажеры; виртуальные лабораторные практикумы.

Перечисленное информационное обеспечение не может не дать ожидаемый результат повышения качества знаний. Но это происходит только в том случае, если должное внимание уделено формированию у учащихся основополагающих познавательных умений.

При хорошем техническом, программном и методическом обеспечении урока учитель сам должен свободно владеть общими навыками работы с компьютером и самое главное, правильно осознавать свою изменившуюся роль.

Основными функциями преподавателя в учебном процессе с применением компьютера являются: отбор учебного материала и заданий, планирование процесса обучения, разработка форм предъявления информации обучаемым, контроль за изучением материала, коррекция процесса обучения.

Функция отбора материала и заданий является наиболее сложной и творческой. Здесь главенствующую роль играет опыт преподавателя, глубина знания им предмета. Основными требованиями при реализации этой функции являются необходимость четкого выделения главных и второстепенных моментов в дисциплине и дифференциация материала по степени сложности.

Планирование процесса обучения с применением компьютера должно осуществляться в направлении его максимальной индивидуализации, которая может производиться по последовательности предоставления изучаемых понятий, по методу изложения материала обучения, по предлагаемым разъяснениям и справочным материалам.

Применение компьютера позволяет планировать различные схемы прохождения учебных задач, разделять сложные задачи на составные элементы разного уровня, практиковать наиболее рациональные формы их сочетания.

Для достижения высококачественного уровня у учащихся необходимо чёткое распределение функций между участниками учебного процесса с применением компьютера.

В таблице перечислены основные функции, и знаком «+» указаны их исполнители. В случае возможности выполнения функций одновременно несколькими участниками учебного процесса знаком «!» отмечен наиболее качественный исполнитель [23].

Таблица 1.2 - Основные функции участников учебного процесса

№

п/п

Функции

Преподаватель

ПК

Ученик

1

Выбор стратегии обучения

+

-

-

2

Отбор учебного материала

+

-

-

3

Определение последовательности изучения материала

+

+

+

4

Изложение нового материала и предъявление заданий

+

+

-

5

Выполнение заданий

-

-

+

6

Проверка и оценки решений

+

+!

-

7

Сообщение результатов

+

+!

-

8

Указание о дальнейших действиях

+

+!

-

9

Регистрация данных о ходе процесса

+

+!

-

10

Помощь в ходе процесса

+

+

+

Таким образом, основная цель информатизации - расширение творческих возможностей современного учителя, модернизация школьного образования. Использование программных средств в химии решает следующие задачи:

1. индивидуализация и дифференциация процесса обучения;

2. самоконтроль и самокоррекция;

3. самодиагностика и ликвидация пробелов в собственных знаниях;

4. самооценка результатов учебной деятельности;

5. тренинг в процессе усвоения учебного материала;

6. самоподготовка учащихся;

7. визуализация учебной информации, в том числе процессов, скрытых в реальном мире (например, рассмотрение процессов на атомно-молекулярном уровне);

8. проведение виртуальных химических экспериментов;

9. формирование культуры учебной деятельности школьника.

1.3.1 Формы организации учебной деятельности с применением компьютерных технологий

Рассмотрим методы организации обучения с применением компьютеров, позволяющие повысить качество знаний учащихся.

В практике могут применяться четыре основных метода организации обучения:

- объяснительно-иллюстративный;

- репродуктивный;

- проблемный;

- исследовательский.

Учитывая, что первый метод не предусматривает наличие обратной связи между учеником и системой обучения, его использование в системах с применением компьютерных технологий не целесообразно. Хотя он может реализовываться с применением мультимедийных презентаций.

Репродуктивный метод обучения со средствами вычислительной техники предусматривает усвоение знаний, сообщаемых ученику преподавателем и (или) компьютером, и организацию деятельности обучаемого по воспроизведению изученного материала и его применению в аналогичных ситуациях. Этот метод не позволяет радикально изменить учебный процесс по сравнению с применяемой традиционной схемой (без ПК) [23].

Проблемный метод обучения использует возможности ПК для организации учебного процесса как постановки и поиска способов разрешения некоторой проблемы. Главной целью является максимальное содействие активизации познавательной деятельности обучаемых.

В процессе обучения предполагается решение разных классов задач на основе получаемых знаний, а также извлечение и анализ ряда дополнительных знаний, необходимых для разрешения поставленной проблемы. При этом важное место отводится приобретению навыков по сбору, упорядочению, анализу и передаче информации.

Исследовательский метод обучения с применением ПК обеспечивает самостоятельную творческую деятельность учащихся в процессе проведения научно-технических исследований в рамках определенной тематики [24]. Здесь применяются средства наглядности, практические задания, письменные и графические работы, натуральные объекты и их реальные и символические изображения, ведутся лабораторные занятия и т.д. В этом случае обучение является результатом активного исследования, открытия, игры [25], вследствие чего, как правило, бывает более приятным и успешным, чем при использовании других методов. Исследовательский метод предполагает изучение методов, объектов, ситуаций в процессе воздействия на них. В этом плане незаменимым является моделирование, т.е. имитационное представление реального объекта, ситуации или среды в динамике [16, 26].

Можно выделить три основных направления развития информационных технологий в современном естественно - научном образовании [27]:

· дистанционное и открытое образование;

· виртуальные лаборатории;

· библиотеки мультимедиа-объектов.

Следует отметить, что резкой границы между указанными направлениями нет, каждое направление развивается как открытая система, включающая другие элементы. Так, например, школы дистанционного образования используют ресурсы и виртуальных лабораторий, и сетевых библиотек.

Хотелось бы выделить следующие возможности использования компьютера в школе:

- организация учебного процесса (подготовка расписаний, электронных документов и т.д.);

- подготовка учебных пособий;

- обучения пользователей ПК для решения прикладных задач, обучение основам программирования, дизайна, компьютерному моделированию;

- компьютерное обучение основам наук с помощью специально разработанных программ (недостаток: игнорирование дидактического принципа доступности);

- компьютерный контроль знаний;

- использование компьютера для получения и работа с информацией из сети Интернет;

- создание и работа со школьным сайтом, позволяющим связать учителей, родителей, учеников.

2 Методические рекомендации к проведению занятий по химии с использованием программы Microsoft Power Point

2.1 Возможности применения программы Microsoft Power Point

В настоящей работе изучена возможность применения программы Microsoft Power Point на уроках химии.

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

Преодолеть эти трудности ему помогут возможности компьютера.

К уроку готовится презентация в программе Microsoft Power Point. Основные опорные моменты урока появляются на экране с помощью мультимедиапроектора. Это способствует лучшему восприятию, а следовательно, и усвоению материала, так как записи сделаны четко, логически стройно, а также красочно, сопровождаются рисунками, схемами, таблицами, уравнениями химических реакций, которые ученик должен записать в тетрадь. К этим записям можно вернуться в любое время, повторяя их неоднократно. Мультимедиа-презентация позволяет привлечь и удерживать на более долгий срок внимание и воздействует более чем на один орган чувств.

Подача учебного материала в виде мультимедийной презентации сокращает время обучения, высвобождает ресурсы здоровья детей.

Кроме того, можно манипулировать звуком и видео для достижения спецэффектов, синтезировать и воспроизводить звук и видео, включая анимацию и интеграцию всего этого в единую мультимедиа-презентацию. Так в презентацию можно включить видеофрагмент химического эксперимента. При этом хотя и теряется натуральность эксперимента, но его удобно демонстрировать при повторении и обобщении изученного материала или в случае проведения длительного опыта (например, эксперимент по коррозии металлов) [28]. Также при изучении токсичных веществ виртуальный мир дает возможность проводить химический эксперимент без риска для здоровья учащихся. Если в кабинете отсутствует необходимое оборудование для каких-то практических работ, использование компьютера позволяет все-таки провести эти работы.

Таким образом, использование компьютерных технологий обогащает курс химии экспериментом.

Такой презентацией можно воспользоваться ученику, пропустившему урок по болезни.

Использование мультимедийных презентаций целесообразно на любом этапе изучения темы и на любом этапе урока: при обучении химии эффективно на уроках изучения нового материала, при отработке умений и навыков (обучающее тестирование), а также во время проведения химического практикума [9].

Подобные уроки помогают решить следующие дидактические задачи [29]:

1. усвоить базовые знания по предмету;

2. систематизировать усвоенные знания;

3. сформировать навыки самоконтроля;

4. сформировать мотивацию как к изучаемому предмету, так и к учению в целом;

5. оказать учебно-методическую помощь учащимся в самостоятельной работе над учебным материалом.

2.2 Методика проведения урока по теме: «Сплавы»

Нами были разработаны методические указания с применением мультимедийного урока по теме: «Сплавы». По типу этот урок относился к уроку приобретения новых знаний. Были поставлены следующие цели:

Образовательная: познакомить учащихся со сплавами металлов, с их классификацией, свойствами и применением.

Воспитательная: формирование навыков коллективной работы в сочетании с индивидуальной, повышение творческой активности учащихся, познавательного интереса к химии, сформировать умения слушать собеседника, гуманное отношение к окружающим.

Развивающая: сформировать у учащихся познавательный интерес к предмету, развить у учащихся умения аргументировать свою точку зрения при решении задачи, умения логически рассуждать, обобщать и делать выводы из полученных знаний.

На организационном этапе урока учитель акцентирует внимание ребят, что они уже знакомы со строением, свойствами и способами получения многих металлов. Наука, занимающаяся получением металлов из их природных соединений - минералов и руд, носит название (какое?) металлургии.

Еще в VI веке ученый и врач Георг Агрикола, заложивший основы металлургии, автор сочинения «Двенадцать книг о металлах», призывал стремиться к тому, чтобы «добытую руду плавить с пользой для дела и получать из нее путем отделения шлаков чистые металлы». Это главная задача металлургии и в наши дни.

(Демонстрируется слайд №1 с высказыванием Георга Агрикола).

Далее учитель задает вопрос: Какими важными физическими свойствами обладают металлы? (Ответ: прочность, ковкость, высокие тепло- и электропроводность).

Учитель продолжает свой рассказ.

Но почему химически чистые металлы редко используют в быту и промышленности? Например, из магния не делают бытовые изделия; легкий прочный кальций не используют в самолетостроении?

Как же можно устранить хрупкость металлов?

Этот вопрос не переставал волновать человечество с тех пор, как каменный век сдал свои полномочия эпохе меди.

Первое знакомство с медью произошло в доисторические времена. Из медных самородков человек делал топоры, копья, щиты.

(Демонстрируется слайд №2 с фотографиями изделий из медных самородков).

В России медные рудники были на Дону, в Приднестровье, на Урале. Открытие и разработка месторождений меди на Урале связаны с именем Никиты Демидова. Опыт применения чистой меди показал многие недостатки этого металла и заставил задуматься над улучшением его качеств. Вот тогда на смену медному веку пришел бронзовый. Металлы одиночки уступил место сплавам.

(Демонстрируется слайд №3 с указанием темы урока).

Учитель определяет цели урока и его задачи.

Затем учитель задает ребятам вопрос: «Исходя из жизненного опыта скажите, что же такое сплавы?»

Учитель плавно подводит ребят к определению сплавов.

Дается формулировка: сплавы - материалы с характерными свойствами, состоящие из двух или более компонентов, из которых по крайней мере один - металл.

(Демонстрируется слайд №4, в котором отражено определение сплава).

Учитель сообщает, что при сплавлении различных металлов строение их изменяется: расстояние между атомами в узлах кристаллической решетки либо уменьшается, либо, наоборот, увеличивается.

Считается, что при этом появляются дополнительные силы, скрепляющие атомы в кристалле. Вот почему сплавы обычно более прочные, чем чистые металлы.

Рассмотрим состав и области применения различных сплавов.

Таблица 2.1 - Состав и области применения различных сплавов

Вид

Состав

Применение

Чугун

Fe (93%); C (2-4,5%);

Mn, Si, P, S

Изготовление литых деталей (трубы, колеса и т.д.), переработка в сталь

Сталь

Fe (93%); C (<2%);

Mn, Cr, Ni, W, Si, Mo, V, Ti

В самолетостроении, изготовление инструментов, деталей для машин

Латунь

Сu, Zn (30-35%)

В самолетостроении

Дюралюминий

Al (95%)

Mg, Cu, Mn

Изготовление деталей для машин, предметов домашнего обихода

Бронза

Cu - Sn; Cu - Al;

Cu - Pb; Cu - Si

Изготовление частей машин, для художественных отливок

(Демонстрируется слайд №5, в котором приведена данная таблица).

Учитель сообщает, что в металлургии железо и все его сплавы выделяют в одну группу под названием черные металлы; остальные металлы и их сплавы имеют техническое название цветные металлы.

Учитель отмечает, что такие сплавы, как чугун и сталь можно использовать не только для изготовления различных деталей для машин, но и в архитектуре и искусстве.

На данном этапе урока выступает ученик с сообщением «Сталь: от оружия до…ювелирных изделий», содержание которого следующее:

С целью расширения возможностей применения стали в архитектуре и декоративно-прикладном искусстве разработаны различные приёмы ее декорирования, в частности окрашивание. Для получения «нержавейки» золотого, красного, синего или зеленого цветов сталь «окрашивают» погружением в концентрированный раствор хромовой и серной кислот. Сталь - основа современной техники. Но и в искусстве этот замечательный материал занял весьма достойное место.

В старину сталь считалась драгоценным металлом. Из нее в первую очередь делали оружие. Самым знаменитым был булат. Его родина - Индия. Македонцы, вторгшиеся в эту страну в IV веке до н.э., были поражены исключительной твердостью мечей индийского войска, во II -ой половине 17 века тульские чудо - изобретатели украшали оружие (шпаги, например) кружевным набором из ограненных стальных шариков. Изготовление их было исключительно сложным и трудоемким, зато переливы граней стальных бусин создавали полное ощущение блеска бриллиантов.

В I-ой половине 18 века начали выпускать художественные и бытовые, обычно затейливо украшенные вещи: мебель, зеркала, каминные экраны, самовары.

В XX веке сталь начали использовать для украшения интерьеров. Стальные барельефы, светильники использованы, например, для украшения станций метро в Санкт-Петербурге.

(Демонстрируется слайд №6 с фотографиями изделий из стали).

Затем учитель сообщает, что бронза в искусстве с глубокой древности. Мягкая медь, вступив в союз с оловом, превратилась в прочную и одновременно пластичную бронзу.

Учитель начинает свой рассказ о секретах колокольной бронзы. Издревле Русь славилась несметным количеством православных храмов. Неотъемлемая часть каждого из них - колокольня. Звон колоколов… Где и когда он раздавался впервые?

(Демонстрируется слайд №7 с фотографиями колоколен церквей в сопровождении фонограммы с записью колокольного звона).

Учитель сообщает, что ещё в IV-VI веках плавили колокольную бронзу в Египте. В русских летописях впервые упоминается о колоколах в 988 году. В 15 веке в Москве открылся пушечный двор для литья колоколов и пушек. Изделия прославились на всю Россию. На этом дворе Андрей Чохов отлил колокол Реут весом 32 760 кг, а также безымянный колокол весом 114660 кг. Обращает внимание на Царь-пушку, отлитую также им в 1586 году. Отмечает, что в архивах можно найти имена многих искусных русских мастеров литейного дела.

(Демонстрируется слайд №8 фотографиями колоколов, Царь-пушки крупным планом, а также краткая биография А. Чохова).

Главное достоинство всякого колокола - его благозвучность. Но отлить колокол требуемого тона и нужного веса было нелегко. Чуть ли не главным условием успеха был состав сплава. Бронза для колокола должна обладать высокой твердостью, чтобы обеспечить хорошее звучание при многочисленных ударах языка о края колокола, и при этом не быть хрупкой, она не должна подвергаться значительным деформациям, а также выкрашиваться при ударах.

В XX столетии был установлен состав колокольной бронзы:
Cu - 77-80%, Sn - 20-23%.

(Демонстрируется слайд №9 с диаграммой, отражающая состав колокольной бронзы)

Количество примесей (свинец, железо, никель и другие) зависит от чистоты загружаемой в плавильную печь шихты и не должно превышать 1%. А в старинных же колоколах, где содержание свинца доходило до 4%, а серебра - до 1%, примесей больше.

Очень часто в качестве сырья для отливки колоколов использовали старые колокола и медные монеты. При плавлении кусков бронзы происходит окисление олова до оксида олова, а для его восстановления в шихту вводили до 2% фосфора, который повышает прочность сплава без снижения его пластичности. Однако избыток фосфора делает бронзу хрупкой.

Учитель предлагает написать уравнения реакций данных процессов и составить окислительно-восстановительный баланс.

При этом на экране появляется соответствующий пункт (Слайд №10):

Sn + ? = SnO2

SnO2 + P = ? + ?

Учащиеся работают и в тетрадях, и возле доски.

Учитель повествует: с давних пор гуляет по свету молва, будто бы на редкость дивным и мелодичным звоном славится бронза, в которой присутствует серебро. Должно быть слышал об этом и Н.В. Гоголь, писавший в повести «Тарас Бульба» «Далеко разносится могучее слово, будучи подобно гудящей колокольной меди, в которую много повергнул мастер дорогого чистого серебра, чтобы далече по городам, лачугам, палатам и весям разносился красный звон» .

(Демонстрируется слайд №11 с высказыванием Н. В. Гоголя).

Учитель задает вопрос: «Действительно ли серебро помогало литейщикам поставить колоколу голос?» Оказывается, ни в одном старинном колоколе не найдено в заметных количествах этого драгоценного металла. Предполагают, что мастера, отлившие колокола, злоупотребляли доверчивостью набожных людей, делавших пожертвования серебром, и отправляли его в особые отверстия, минуя расплавленную массу. В настоящее время доказано, что серебро не только не улучшает звук колокола, но и вредит ему.

В конце урока учащимся предлагается выполнить несколько задач, которые отражены на экране.

Формулировка задачи: Мельхиор - сплав, содержащий 80% Сu и
20% Ni. Сколько нужно взять Сu и Ni для производства 25 кг мельхиора?(Слайд №12).

Учащиеся записывают условие задачи и сверяют его с записью на экране.

Далее учащимся предлагается задача на закрепление.

Формулировка задачи: Вес колокола Лебедь, отлитого Николаем Немчином в 1532 году, составляет 7,29 тонн. Определите, какое количество Sn (в молях) в нем содержится, если массовая доля этого металла в колокольной бронзе равна 20% ?

Учащиеся решают данную задачу в тетрадях, сравнивая ответ с записью на слайде №13.

Затем учащимся предлагается задача на нахождение массовой доли компонентов, один из которых вступает в химическое взаимодействие.

Формулировка задачи: Сплав бронзы, состоящий из алюминия и меди, масса которого 49,1 г, обработали соляной кислотой до прекращения выделения водорода (н.у). Объём образовавшегося газа оказался равен 6,72 л. Вычислите массовую долю каждого компонента в образце бронзы. (Слайды №14). Учитель вместе с ребятами разбирает решение задачи.

В заключение учитель зачитывает высказывание Бернарда Шоу (Слайд №15): «Теперь когда мы уже научились летать по воздуху как птицы, плавать под водой как рыбы, нам не хватает только одного: научиться ….» Чему? Жить на Земле как люди! Как вы это понимаете? Ребята высказывают свое мнение на данный вопрос.

В качестве домашнего задания предлагался соответствующий параграф.

Учитель подводит итоги.

2.3 Методика проведения урока по теме: «Железо. Физические и химические свойства»

Нами были разработаны методические указания с применением мультимедийного урока по теме: «Железо. Физические и химические свойства». По типу этот урок относился к уроку приобретения новых знаний. Были поставлены следующие цели:

Образовательная: дать школьникам представления об элементе и простом веществе - железе, его физических и химических свойствах. Опираясь на знания зависимости свойств металлов от строения их атомов, предсказать характерные химические свойства железа.

Воспитательная: формирование у учащихся самостоятельности в достижении поставленной цели, повышение творческой активности учащихся, познавательного интереса к химии; воспитание культуры общения.

Развивающая: сформировать у учащихся познавательный интерес, умения логически рассуждать, обобщать и делать выводы из полученных знаний.

На организационном этапе урока учитель начинает свой рассказ с того, что у каждого из нас есть свой адрес: это улица, дом, квартира. У химических элементов тоже есть свой «дом». Как он называется? Какие адреса имеют химические элементы? Сегодня мы познакомимся с одним из жильцов этого «дома».

И для того, чтобы сконцентрировать весь класс, учащимся была загадана загадка (Слайд №1):

Среди металлов самый славный,

Важнейший, древний элемент.

В тяжелой индустрии - главный,

Знаком с ним школьник и студент.

Родился в огненной стихии,

Расплав его течет рекой.

Важнее нет в металлургии,

Он нужен всей стране родной.

(Ответ: Железо)

После чего тема урока не оставалась секретом.

Тема урока демонстрируется слайдом №2. После чего учащиеся знакомятся с целью урока, его задачами.

На втором этапе урока (объяснение нового материала) учащиеся должны были заполнить «Визитную карточку железа». Работая в паре определите адрес «проживания» железа (5 мин) по следующему плану: Где расположено железо в ПС? Каково строение его атома? Какую степень окисления следует ожидать у железа в его соединениях?

На экране появляются соответствующие пункты, учащиеся отвечают, записывают ответы в свои тетради, после чего на экране появляются правильные ответы (Слайд №3):

Порядковый номер: 26

Период: IV

Группа: VIII

Электронная формула атома: 1s22s22p63s23p63d64s2

Степень окисления: +2, +3

Далее учитель зачитывает высказывание А. Е. Ферсмана с экрана (слайд №4):

«Железо не только основа всего мира, самый главный металл окружающей нас природы, оно - основа культуры и промышленности, оно - орудие войны и мирного труда. И трудно во всей таблице Менделеева найти другой элемент, который был бы так связан с прошлыми, настоящими и будущими судьбами человечества».

И задает ребятам вопросы «Как вы думаете, ребята, почему Ферсман дал такую высокую оценку железу? Вспомните, где этот металл находит применение?» Дети называют области использования железа, учитель дополняет:

Действительно, применение железа насчитывает уже много столетий, но настоящее вторжение железа в технику произошло на рубеже XVIII и XIX веков.

Из сплавов, в состав которых входит железо, изготовляется плуг земледельца, станок рабочего, оружие воина, стоящего на страже мирного труда, игла, которой вы шьете. Без железа немыслима ни одна отрасль современной промышленности: кораблестроение, строительство железных дорог, машиностроение, строительное дело, военное дело. Не будь его, на Земле не было бы жизни в привычных для нас формах: ведь этот элемент входит в состав крови почти всех представителей животного мира нашей планеты. Железо необходимо для образования хлорофилла. Железо, содержащееся в ферментах, в значительной степени влияет на интенсивность дыхания растений. В организме человека железо встречается в виде ионов железа. Оно входит в состав гемоглобина, который переносит кислород к клеткам, а обратно - углекислый газ. Обычно содержание железа в организме не превышает 5 г, но его значение очень велико. При недостатке железа в организме человек быстро начинает утомляться, возникают головные боли, появляется плохое настроение. И для человека, а также животных источником железа являются растения, например, салат, шпинат, капуста.

(При этом демонстрируется слайд №5, в котором отображены основные отрасли применения железа).

На данном этапе урока выступает ученик с сообщением «Нахождение железа в природе» (Слайд №6), содержание которого следующее:

Первое железо, попавшее еще в глубокой древности в руки наших предков, было, по-видимому, не земного, а космического происхождения. Железо входит в состав метеоритов, падающих на нашу планету из космического пространства. Не случайно на некоторых древних языках железо именуется «небесным камнем». Железо также обнаружено и на Луне, причем в лунном грунте оно присутствует в самородном, неокисленном состоянии, что, очевидно, объясняется отсутствием атмосферы.

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены