Сетевой журнал "Интернет и образование"

Компьютерные технологии  на уроках химии

Какие требования предъявляются к выпускникам современной школы? Взгляды педагогов разных стран мира весьма близки. Сегодня учащимся недостаточно успешно освоить базовый курс школьной программы, им необходимо научиться  быть самостоятельными, работать с информацией и приобретать знания. Только в этом случае они могут рассчитывать на успех в информационном обществе XXI века[1].

Владение информационными технологиями, умение заботиться о своем здоровье, вступать в коммуникацию, решать проблемы - новые составляющие современного востребованного обществом качества образования. [2] Таким образом, основой современных образовательных стандартов становится формирование базовых компетентностей современного человека, а именно:

Информационной: -  умение искать, анализировать, преобразовывать, применять информацию для решения проблем;

Коммуникативной: - умение эффективно сотрудничать с другими людьми;

Самоорганизации: - умение ставить цели, планировать, ответственно относиться к здоровью, полноценно использовать личностные ресурсы;

Самообразования: - готовность конструировать и осуществлять собственную образовательную траекторию на протяжении всей жизни, обеспечивая успешность и конкурентоспособность [3]

Использование    компьютерных технологий в работе учителя позволит достичь целей образования современной молодёжи, но при условии, что цели образования станут для обучающегося  личностно значимыми[4].

Уроки с применением ИКТ имеют коренное отличие от классической системы обучения. Это отличие состоит в изменении роли учителя: он уже не основной источник знаний, его функция сводится к консультативно – координирующей. Это происходит благодаря применению современных электронных учебников, виртуальных химических лабораторий, Интернета, новых  средств обучения. Задача учителя – подобрать эти средства в соответствии с содержанием учебного материала, возрастными и психологическими особенностями школьников, а также с умением учащихся использовать компьютер.

Направления использования компьютерных  технологий
Использование компьютерных  технологий может осуществляться по следующим направлениям:

Какие возможности  для изучения химии дают ИКТ?
Организация работы на уроке с применением ИКТ в современной школе помогает решить проблемы, связанные с мотивацией учения, подготовки учащихся к сдаче итоговой аттестации в форме ЕГЭ, подготовки к олимпиадам и конкурсам и др. Кроме того, компьютерные  технологии дают возможность:

1). Найти  дополнительные источники информации для учителя и учащихся.
2). Шире использовать аудиовизуальные средства для увеличения наглядности материала, для лучшего понимания его учениками.
3). Сопровождать учебный материал динамическими рисунками.
4). Моделировать процессы, которые в обычных условиях невозможно воспроизвести.
5). Воспроизводить химические эксперименты с опасными, токсичными, взрывчатыми реактивам
6). Проводить быстрое и эффективное тестирование учащихся.
7). Дает возможность осуществлять индивидуальную траекторию  обучения учащихся, возможность их роста и развития. [5].
8). Организовать самостоятельную работу учащихся с информацией, возможность осуществлять самоподготовку к ЕГЭ, урокам контроля, подготовку собственных исследований [6] и т. д.
9). Проводить дистанционное обучение учащихся в случае их болезни или других причин.
10). Размещать методические работы учителя и творческие работы учащихся на различных сайтах.

Интерактивная доска
Если в кабинете химии кроме мультимедийного комплекта есть интерактивная доска, то возможности учителя возрастают многократно. Интерактивная доска позволяет учителю и учащимся непосредственно влиять  на процесс, происходящий на экране. Вот некоторые особенности работы на  интерактивной доске:

1. Управлять сенсорным маркером (доска INTERWRITE) или пальчиком (доска SMART BOARD) гораздо удобнее, чем мышкой. Вы не стоите спиной или боком к классу, видите всех детей, удерживаете их внимание, легко передвигаетесь по кабинету, а ваше управление доской не отвлекает от самого материала.

2. Писать сенсорным маркером легче, быстрее, нет меловой пыли и грязной тряпки, что полезнее для здоровья. Можно менять фон, на котором ведутся записи. Например, фон может принять вид обычной черной деревянной доски, а цвет маркера сделать белым. Можно писать по линеечкам и клеточкам, причем обсудить смену фона с детьми и принять то, что им удобнее. Удалять записи также быстро, даже если они удалены случайно, можно легко их вернуть, что невозможно на меловой доске.

3. Нужно сказать, что в кабинете должна быть ещё и обычная доска, лучше, конечно, маркерная. Ведь к доске учитель может вызвать не одного ученика, а вдвоём на интерактивной доске компьютер писать не позволяет или на ней  нужно оставить слайд с информацией для  изучения.

4. В панели управления доской есть множество значков, поэтому учителю придётся затратить время на их освоение, зато потом он не пожалеет об этом. Значок «Галерея» выводит учителя в  коллекцию ЦОР по всем предметам. Предмет «химия» представлен портретами ученых, фотографиями приборов, обобщающими схемами по классам неорганических и органических веществ, диаграммами, показывающими состав сплавов, воздуха; моделями химических реакций. Не очень богатая коллекция. Вот здесь учитель и вносит свои коррективы, находя материал в Интернете и пополняя галерею интерактивной доски. Лучше всего иметь специальные программные диски с информацией для интерактивной доски.

5. В режиме интерактивной доски также можно создавать презентации, вставляя в них текст, картинки, анимации (Значок «Вставить изображение»), прописывая задания для учащихся. Порядок работы c текстом такой же, как и в программе Microcoft Word. Созданная презентация сохраняется в файле «Изображения», на который можно выйти через доску «Файл. Сохранить как». Следует помнить, что открыть сохранённое изображение можно только, включив интерактивный режим доски через «Файл. Открыть». Сохранённые презентации экономят время учителя, особенно, если в школе несколько классов в параллели.

6. Можно импортировать любой материал, находящийся вне доски, в интерактивный режим и, наоборот, экспортировать слайды доски в другое место.

7. Возможности доски позволяют оживить обычную презентацию Power Point, так как сенсорным маркером можно делать записи прямо на слайдах, передвигать объекты, загораживать шторкой часть материала, например, ответы на вопросы или решение задачи.

8. Значок «Страница вверх. Страница вниз» возвращает пользователя на рабочий стол компьютера, оставляя свёрнутым режим интерактивной доски. Это позволяет учителю быть мобильным и использовать на уроке разные возможности: показать видеофильм, вернуться к ранее изученному  материалу и т.д.

9. Очень интересен значок «Панорамирование страницы», с помощью которого учитель прокручивает чистый лист во время записей на доске, что даёт возможность не прерывать смысл написанного и следить за последовательностью изложения.

10. Если вы на уроке используете электронные учебники, то доска позволяет управлять интерактивными таблицами, схемами, тестами. Такую форму можно использовать при фронтальной  работе с классом или, вызывая ученика индивидуально к доске. В этом случае учитель или ученик не привязаны к  компьютерной мыши, а класс следит за ходом работы. Любой ученик может подойти и  помочь в случае затруднения.

11. При проведении практической работы, особенно для начинающих изучать химию или в случае трудной работы, можно открыть аналогичную виртуальную практическую работу и выполнять её параллельно. Учитель показывает, как надо выполнить действие, а ученики затем повторяют его на реальных приборах и реактивах.

12. В комплекте оборудования для кабинета химии есть ещё и интерактивный планшет, который подключается к компьютеру с помощью той же программы, что и интерактивная доска. Используя планшет, учитель может управлять презентацией из любой точки кабинета, ведёт записи сам или поручает это ученику, находясь далеко от доски. Удобно дать ученику написать решение задачи или уравнения, сидя прямо за своей партой, написанное проецируется сразу на интерактивную доску.
Можно было бы, конечно, выделить отдельно плюсы и минусы  применения компьютера и интерактивной доски  на уроке, но ведь они есть в любой технологии, учитель сам определяет,  по какому пути идти.

Тематическое планирование уроков
Работа начинается с чёткой постановки целей и задач. Составляя план любой  работы, тематическое планирование, программу или что-то ещё, надо планировать не вообще, а очень точно и конкретно. Учителю необходимо иметь два вида тематического планирования, одно из которых составляется с учётом применения цифровых образовательных ресурсов (ЦОРов). В таком варианте планирования могут быть  сделаны гиперссылки на  ЦОРы, необходимые для каждого урока, но для этого все ЦОРы должны лежать в той же папке, что и планирование. При таком подходе учителю не надо будет затрачивать много времени на подготовку к уроку. Предлагаемый вариант планирования приведен в приложении 1.

Накопление дидактического материала, создание банка информации по предмету
После того как составлено основное  тематическое планирование, необходимо начать создание коллекции цифровых образовательных ресурсов, которые и вносятся в планирование, представленное в приложении 1. Это могут быть электронные учебники, различные диски, Интернет – ресурсы, презентации, созданные самим учителем, видеофрагменты, учебные фильмы, флеш-анимации, коллекция картинок, аудиофайлы, музыкальные фрагменты. Все они  помогают учителю объяснить учебный материал, сделать урок понятным и красочным. Можно порекомендовать обратиться за информацией на следующие сайты:

http: // www.shkola.edu.ru
http: // school-collection.edu.ru
http: // www.uroki.ru
http: // experiment.edu.ru
http: // him.1september.ru
http: // fcior.edu.ru

Сейчас в каждую базовую школу пришёл комплект электронных дисков «Первая помощь», в котором собраны все необходимые компьютерные  лицензионные программы для учителя. По каждому предмету там есть по 1000 модулей ОМС (открытые модульные системы) различного типа: информационные, практические, контрольные. Их поддерживает программа RNMC, содержащаяся в диске 56 «Первой помощи» или на сайте http: // www.shkola.edu.ru.  В этом огромном море электронных ресурсов каждый учитель сам решает, что ему лучше подходит. Творческий подход позволяет создать авторские уроки, содержащие уникальные материалы. Этот материал постоянно обновляется, вносятся коррективы, новые трактовки. В вашем компьютере банк информации должен иметь чёткое строение: папки по темам, файлы по разделам и т.д.
В любой  базовой школе  есть каталог образовательных ресурсов сети Интернет, где можно найти адреса образовательных сайтов и порталов по всем предметам.
Интересно можно использовать компьютерную программу Microcoft Office Publisher для публикации раздаточного материала для учащихся. Этот материал может содержать дополнительную информацию к уроку, справочный материал, траекторию движения ученика при изучении темы, краткий конспект, таблицы, схемы, вопросы или другое. Выполненные материалы в виде буклета, бюллетеня, открытки или приглашения, а может быть в виде программки, не просто вызывают интерес, но придают эстетичный вид уроку, позволяют учителю ускорить процесс изучения темы, учат детей конспектировать, обобщать материал.
Программа Windows Movie Maker позволяет учителю создать красочный музыкальный видеофильм, сопровождающийся текстовым пояснением к слайдам. Такой видеофильм легко создается из картинок или фотографий по определённой теме и может быть использован для актуализации знаний на уроке, постановки проблемы или обобщения по теме.

Урок
Урок был и остаётся основной формой взаимовоздействия учителя и ученика. К современному уроку предъявляются самые высокие требования: развитие личностных качеств учащихся, использование различных приёмов обучения, в том числе дифференцированного и проблемного, дидактических материалов.
Современный урок – это такой урок, когда учащийся может сказать, что сам под руководством преподавателя добывает и усваивает новые знания, исследует факты и делает выводы, когда он может проявить собственное «я». Это процесс сотрудничества, сотворчества учителя и ученика. Поэтому, применяя на уроке ЦОР, следует помнить о том, что современный ЦОР должен отвечать  двум необходимым условиям:
1). Насыщенность интерактивными компонентами, яркость,  наглядность, возможность показать то, что нельзя увидеть.
2). Обеспечение организации самостоятельной деятельности учащихся как субъектов познания, реализация диалоговых моделей взаимодействия с пользователем.

На уроке введения в тему целесообразно применить компьютерную презентацию, выполненную в программе Power Point, чтобы представить  большой объём информации в короткое время. Это помогает структурировать материал, показать его в обобщенном виде [7]. Встроенные в презентацию анимации, озвученные фрагменты видеоопытов делают материал более доступным для восприятия.

Изучая новый материал, удобнее сочетать компьютерную презентацию с применением электронных дисков, выбрав заранее необходимые фрагменты. Например, можно использовать диски фирмы ООО «Физикон» «Открытая химия» и ООО «1С Образование», где имеются электронные учебники по всему курсу химии. Данные диски наиболее соответствуют программным требованиям к преподаванию химии в школе. «Оживить» процессы и явления помогут флеш-анимации, которые можно найти по адресу: http: // school-collection.edu.ru Их работу поддерживает программа install flash player.exe .Например, используя анимации, легко показать механизм электролитической диссоциации или образование водородных связей в молекулах спиртов.

На уроках обобщения знаний учитель сталкивается с проблемой большого объёма информации, которую следует обобщить, систематизировать. Здесь на помощь приходят готовые модули ОМС (Открытых Модульных систем) -  RNMC - программный продукт министерства образования, который можно найти по адресу:  http: // www.shkola.edu.ru
Данные модули можно использовать и для фронтальной работы с классом и для индивидуальной проверки умений учащихся. Экспресс-тестирование с использованием программных продуктов «1С: Репетитор. Химия» позволяет быстро проверить знания, уточнить неясные вопросы и устранить пробелы в знаниях.

Уроки контроля знаний уже немыслимы без тестирования, которое стало неотъемлемой формой подготовки к ЕГЭ [8]. (Отличный диск фирмы «1С. Образование» «Подготовка к ЕГЭ по всем предметам»). Регулярное проведение тестирования снижает негативное отношение к контролю, тем более, что результат можно узнать сразу, а пробелы восполнить, вернувшись к нему на следующем уроке. Если в школе есть возможность индивидуальной работы с компьютером, то ученик самостоятельно изучает материал, проходит тестирование и работает над ликвидацией пробелов, используя электронный учебник, электронный репетитор или другой ресурс, подобранный учителем.(«1СОбразовательная коллекция» Самоучитель. Химия для всех) Контрольное тестирование можно подготовить в виде презентации с гиперссылками. В  случае, если ученик дал неправильный ответ, то по гиперссылке программа открывает то слайд, который содержит информацию для правильного ответа.
Примеры уроков приведены  в приложениях 2, 3

Эксперимент
Химия наука экспериментальная. Умение проводить, наблюдать и объяснять химический эксперимент является одним из самых важных компонентов химической грамотности. Работа в химической лаборатории с веществами и оборудованием, несомненно, имеет первостепенное значение для развития навыков постановки эксперимента. Но информационные технологии при обучении химии незаменимы в том случае, если идет изучение токсичных или взрывоопасных веществ. В этом случае возможность проведения эксперимента в виртуальном мире является единственной [9].
Виртуальные лабораторные работы в виде модулей ОМС (диск 56 в «Первой помощи»)  представлены в нескольких вариантах. Это моделирование молекул различных веществ, которые можно посмотреть в виде масштабных, шаростержневых, электронных, линейных моделей с указанием расстояния между атомами,  угла между связями. Ученик может вращать их в пространстве, управляя мышкой. Также представлены работы по распознаванию и синтезу веществ. Ученики могут работать индивидуально, работа сопровождается письменной и устной инструкцией. Можно посмотреть анимацию многократно. Оформление отчёта сопровождается фотографированием промежуточных результатов, записью уравнений реакций. Компьютер помогает учителю проследить за всеми тонкостями практической работы, чётким соблюдением техники безопасности, правильной последовательностью выполнения опытов, ведь на уроке учеников много, а учитель один и в обычном режиме работы он может не увидеть ошибки в работе учащихся.

Виртуальная лаборатория позволяет моделировать механизмы химических реакций, образования различных видов химической связи, использовать лабораторное оборудование, которого нет в школе. Также она помогает подготовиться к практической работе заранее или выполнить её индивидуально в случае пропуска урока.
Виртуальная лаборатория  доступна всем, так как выложена в  «Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов» на сайте http: // www.school-collection.edu.ru и составляет 1,01 Гб.

Индикаторы   IT-компетентности учителя и учащихся.
Информатизация обучения  требует компьютерной грамотности учителя и учеников, умения находить общий язык при выполнении совместной работы. Можно предложить примерную схему для измерения компьютерной грамотности учителя и учащихся:

Литература