Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
1.3.2 Анализ методических разработок и материалов по применению цифровой лаборатории «Архимед» на уроках химии
Глава 2. Методы исследования
2.1 Настройка работы и регистрация данных с помощью цифровой лаборатории «Архимед»
2.2 Анкетирование
Глава 3. Результаты и их обсуждение
3.1 Методические разработки опытов, с использованием цифровой лаборатории «Архимед», для урочной деятельности
3.2 Методические разработки опытов, с использованием цифровой лаборатории «Архимед», для элективных курсов и исследовательской работы учащихся
3.2.1 Методические разработки опытов, с использованием цифровой лаборатории «Архимед», для элективного курса «Химия и медицина»
3.2.2 Методические разработки опытов, с использованием цифровой лаборатории «Архимед», для элективного курса «Химия и экология»
3.3 Апробация методических разработок опытов с использованием цифровой лаборатории «Архимед» в урочной деятельности и на элективных курсах
Выводы
Список литературы
Приложение 1. Примерное календарно-тематическое планирование учебного материала по химии в 9 классах
Приложение 2. Примерное календарно-тематическое планирование учебного материала по химии в 8 классах
Приложение 3. Примерное календарно-тематическое планирование учебного материала по химии в 11 классах
Приложение 4. Тематическое содержание программы элективного курса «Химия и медицина»
Приложение 5. Тематическое содержание программы элективного курса «Химия и экология»
Приложение 6. Конспект занятия «Анализ качества пищевых продуктов»
Приложение 7. Анкета для учащихся перед выполнением эксперимента
Приложение 8. Анкета для учащихся после выполнения работы
ВВЕДЕНИЕ
Сегодня в условиях развития информационного общества одним из ключевых элементов, позволяющих максимально индивидуализировать учебный процесс, является информатизация обучения, основанная на применении информационно-коммуникационных технологий (ИКТ), на организации учебного процесса в специализированной открытой информационно-образовательной среде, в которой посредством ИКТ происходит обмен учебной информацией.
В мировой практике имеется много примеров успешного использования информационно-коммуникационных технологий в образовании. Новые условия развития образования, реализация федеральных и региональных целевых программ и проектов вызывают необходимость разработки новой среднесрочной программы информатизации системы образования.
Для реализации принятой Правительством РФ «Концепции модернизации российского образования» разрабатывается проект «Информатизация системы образования» (2004-2009 гг.) Федерального агентства по образованию РФ. Основная идея проекта «Информатизация системы образования» – это создание условий для системного внедрения и активного использования ИКТ в работе школы. Участвующие в проекте школы перейдут на новую ступень использования ИКТ в учебном процессе, начнут активно использовать современные цифровые образовательные ресурсы.
Анализ состояния дел в области информатизации, проведенный в ходе подготовки проекта, выявил острую нехватку специалистов, способных создавать практически эффективные цифровые образовательные ресурсы и грамотно использовать их на практике. В связи с вышеизложенным, актуальным представляется создание новых моделей подготовки будущих учителей, работающих с использованием создаваемых в проекте цифровых учебно-методических материалов.
Одним из примеров реализации идей проекта «Информатизация системы образования» в естественно-научном образовании является создание и установка в школах цифровых лабораторий, которые позволят перевести школьный практикум естествознания на качественно новый уровень; подготовить учащихся к самостоятельной творческой работе в любой области знаний; осуществить приоритет деятельностного подхода к процессу обучения; развить у учащихся широкий комплекс общих учебных и предметных умений; овладеть способами деятельности, формирующими познавательную, информационную, коммуникативную компетенции.
Цифровая лаборатория «Архимед» – это новое поколение естественно-научных лабораторий – оборудование для проведения широкого спектра исследований, демонстраций, лабораторных работ. Входящие в состав цифровой лаборатории «Архимед» цифровые образовательные ресурсы и цифровые лабораторные комплексы, направлены на выполнение следующих задач: комплексное использование материально-технических средств обучения на основе современных технико-педагогических принципов; переход от репродуктивных форм учебной деятельности к самостоятельным, поисково-исследовательским видам работы; перенос акцента на практико-ориентированный компонент учебной деятельности; формирование коммуникативной культуры учащихся; развитие умений работы с различными типами информации и ее источников.
Сегодня цифровые лаборатории «Архимед» используются в практике обучения по физике, химии, биологии, экологии и пр. во многих школах России; учителями создан и опробован целый ряд методик применения КПК на уроках. Институт новых технологий проводит конкурсы подобных методических разработок [2]; материалы по применению цифровых лабораторий «Архимед» стали все чаще появляться в трудах образовательных конференций и конгрессов и в публикациях прессы.
Объект исследования: учебно–воспитательный процесс в средних общеобразовательных учреждениях.
Предмет исследования: методическая деятельность учителя химии по использованию современных средств обучения в химическом эксперименте.
Целью нашей работы было исследование возможностей цифровой лаборатории «Архимед» для применения в урочной и внеурочной деятельности по химии.
Цель, предмет и объект исследования предполагают решение следующих задач:
1. Обобщить и систематизировать материалы по основным направлениям развития информационных и коммуникационных технологий в современном естественно-научном образовании, в частности в обучении химии.
2. Освоить технику работы с использованием цифровой лаборатории «Архимед».
3. Провести методический анализ разработок опытов по химии создателей цифровой лаборатории «Архимед».
4. Разработать методики и теоретическое обоснование результатов экспериментов с использованием цифровой лаборатории «Архимед» в урочной и внеурочной деятельности (элективные курсы «Химия и медицина», «Химия и экология») по химии.
5. Апробировать самостоятельно разработанные, модифицированные и предложенные разработчиками цифровой лаборатории «Архимед» опыты в урочной и внеурочной деятельности по химии.
6. Провести анкетирование в группе учащихся, использовавших в своей работе цифровую лабораторию «Архимед», с целью исследования эффективности её применения для процесса обучения.
7. Составить пособие к практикуму для учащихся – слушателей элективных курсов «Химия и экология» и «Химия и медицина» в форме рабочей тетради.
Глава 1. Обзор литературы
1.1 Информатизация системы образования
Человечество стремительно вступает в принципиально новую для него информационную эпоху. Существенным образом меняются все слагаемые образа жизни людей.
Мир меняется стремительно, меняются и требования к системе образования. Она уже сегодня должна ориентироваться на те потребности общества, которые появятся через 10-15 лет. Необходима целостная стратегия совершенствования системы общего образования в условиях глобальных процессов информатизации всех сфер жизни общества.
Цель и принципы информатизации системы образования [18]
Стратегическая цель – подготовка детей и молодежи к полноценной жизни в информационном обществе за счет повышения качества образования посредством формирования единой информационно-образовательной среды и интенсивного внедрения информационно-коммуникационных технологий в образовательный процесс.
Концептуальными принципами информатизации образования являются:
· принцип приоритетности – информатизация образования должна стать приоритетной областью государственной политики в области информатизации, что будет выражаться в усиленном ресурсном обеспечении;
· принцип системности – процесс информатизации должен обеспечить изменение системных свойств системы;
· принцип направляемого развития – так как реальные процессы внедрения информационно-коммуникационных технологий в систему образования будут развиваться в силу внутренних и внешних факторов, то цель управления информатизацией образования – направлять, корректировать объективно протекающие процессы саморазвития;
· принцип учета ограниченности ресурсов – так как ресурсы образовательной системы ограничены, то управление информатизацией образования предполагает оптимальный выбор и комбинирование ресурсов;
· принцип культуросообразности – информатизация образования должна строиться на учете национально-культурных особенностей, уклада жизни, ценностных ориентаций и норм поведения населения.
Основная идея проекта «Информатизация системы образования» – это создание условий для системного внедрения и активного использования ИКТ в работе школы. Участвующие в проекте школы перейдут на новую ступень использования ИКТ в учебном процессе, начнут активно использовать современные цифровые образовательные ресурсы. В них создадутся условия для творчества учителей, активной самостоятельной работы учащихся, гибкую организацию процессов учения и обучения. Сложившаяся в нашей стране модель массовой школы ориентирована, прежде всего, на унификацию учебного процесса. Информационные технологии ХХ века, на которых она построена, требовали использовать закрытую учебную архитектуру [32].
Постановка новых образовательных задач, связанных с преодолением кризиса Тоффлера [31] требуют перехода к открытой учебной архитектуре [33]. Это невозможно без смены технологического базиса общего образования. Проект информатизации системы образования будет создавать условия для соответствующей трансформации [34]. В рамках проекта:
· разрабатываются качественно новые учебные и методические материалы (компонент 1);
· трансформируется существующая система переподготовки и текущей методической поддержки педагогов (компонент 2);
· создаются межшкольные методические центры (компонент 3), обеспечивающие постепенную трансформацию муниципальной методической службы и внедрение новых учебных материалов в практику работы школы.
Второй компонент проекта (подготовка педагогов) включает в себя:
· переподготовку работников управления образованием пилотных регионов (на региональном и муниципальном уровнях), которые разрабатывают и проводят в жизнь региональные и муниципальные планы преобразования работы школы,
· переподготовку членов базовых (проектных) школьных команд, которые разрабатывают и проводят в жизнь планы информатизации своей школы,
· переподготовку предметных команд педагогов, которые будут обучать школьников на основе нового поколения цифровых образовательных материалов для шести предметных областей,
· создание новых моделей подготовки будущих учителей, подготовку их к работе с использованием создаваемых в проекте цифровых учебно-методических материалов,
· разработка системы управления качеством подготовки, переподготовки и повышения квалификации педагогов в области информатизации образования, с использованием универсальной (единой) системы учебных планов и модульных курсов подготовки, которая обеспечивает фиксацию, сохранение и распространение полученных в ходе проекта результатов на всю систему образования.
Анализ состояния дел в области информатизации, проведенный в ходе подготовки проекта, выявил острую нехватку специалистов, способных создавать практически эффективные цифровые образовательные ресурсы и грамотно использовать их на практике. Для успеха программы информатизации школы необходимо существенное развитие отечественного потенциала в области разработки и эффективного использования цифровых учебных материалов нового поколения. С этой целью, в рамках второго компонента предусмотрены меры по дополнительной подготовке специалистов в области педагогического дизайна, подготовке и изданию необходимых учебных и информационных материалов, широкой подготовке и информированию педагогов в области педагогического дизайна.
На всей территории РФ будут доступны как учебные материалы нового поколения для работы школьников и подготовки педагогов, так консультации по использованию этих материалов. Будет сформирован корпус методистов, которые смогут оказывать необходимую поддержку педагогам и после завершения проекта. Базой для переподготовки и последующей методической поддержки учителей станут межшкольные методические центры (компонент 3). Особенность предлагаемых программ обучения состоит в том, что они основываются на представлениях компетентностного подхода. Обучение педагогов включает в себя не только передачу соответствующих знаний и умений в ходе серии последовательных учебных мастерских, но и практическое использование этих знаний и умений педагогами в реальном учебном процессе, их постоянную консультационную поддержку, формирование (в том числе, с использованием Интернета) сетевых групп методической поддержки учителей. В результате должно произойти не только повышение квалификации педагогов, но и появиться практические изменения практики учебной работы в школах и профессиональных училищах, распространиться опыт и материалы для осуществления аналогичной трансформации в школах других регионов страны [34].
Структура массовой переподготовки педагогов включает пять основных процессов:
· Формирование у педагогов интереса к использованию ИКТ в учебном процессе еще до включения учителя в подготовку. Эта подготовка – добровольное дело педагога, желающего принять участие в решение наиболее противоречивых и острых задач современного образования, получать большее удовлетворение от своей работы [34].
· Ознакомление учителей с соответствующими способами педагогической работы с использованием ИКТ и специально разработанных учебно-методических материалов. Эта работа проводится в рамках специально организуемых мастерских. Содержание занятий мастерской определяется в соответствии с целевой группой обучаемых. Основной упор делается на поддержку дальнейшей самостоятельной работы педагогов. Например, при ознакомлении с ИКТ демонстрируются не столько основные приемы работы, сколько использование документации, обучающих программ, мастеров и подсказок для самостоятельного освоения соответствующих программных и технических средств [34].
· Оперативная поддержка, создание «среды сотрудничества» для прошедших подготовку педагогов: образование малых сетевых (в том числе, с помощью Интернет) групп взаимопомощи, постоянная в течение учебного года поддержка работы таких групп методистом, который проводил подготовку учителей [34].
· Анализ результатов практической работы и рефлексия процессов саморазвития учителя. Работа проводится в рамках мастерских и способствует закреплению и развитию методов профессионального саморазвития педагогов. Она является обязательной составной частью каждой из мастерских, наряду со знакомством с опытом передовых школ и учителей, педагогическими и поддерживающими их информационными технологиями. В ходе этой работы также стимулируется и поддерживается «растущая снизу» ассоциация преподавателей, где каждый педагог чувствует поддержку коллег, стремится и имеет реальную возможность достичь высших уровней педагогического мастерства [34].
Организационно переподготовка учителей проводится в форме краткосрочных семинаров (мастерских), которые проводятся 2-3 раза в год, а также методически и консультационно поддержанной практической работы педагогов в классе между этими семинарами. Вводный семинар предваряется «вступительным тестом», который помогает познакомиться с курсантами, определить их учебные стили и специфические нужды, что следует учесть в процессе переподготовки (знакомство с педагогическими техниками, уровень владения компьютером, тип интеллекта и т.п.). (Интенсивный семинар ориентирован на 6-12 дней занятий и проводится до начала учебного года). Успешно завершив вводный семинар, преподаватель возвращается к практической работе в школе, получая необходимую методическую поддержку. За нее отвечает методист, участвовавший в проведении семинара. Там, где есть технические условия, эту работу можно организовать с использованием Интернет. Сетевые группы взаимопомощи должны облегчить применение полученных знаний, способствовать созданию среды для формирования профессионального сообщества [34].
Составной частью методической поддержки являются семинарские занятия, проводимые в две сессии: в середине учебного года и по его окончании. Первая часть основного семинара проходит во время зимних каникул, как интенсивный пятидневный цикл занятий. Содержание работы семинара включает в себя подробный анализ работы в классе в первом полугодии (рефлексия, разбор удачных случаев), рассмотрение особенностей проведения занятий во втором полугодии. На этом семинаре участники проходят также цикл различных обязательных занятий. Основной результат семинара – индивидуальный план работы в классе на второе полугодие. Вторая часть основного семинара проводится по окончании учебного года. Содержание занятий включает анализ работы во втором полугодии и планирование занятий на следующий учебный год. На этом семинаре участники проходят цикл различных обязательных занятий. Участники завершают семинар отчетом о результатах учебного года и планом работы на следующий учебный год. В итоге, все участники, которые прошли основной цикл подготовки, включающий в себя три семинара и один учебный год моделируемой практической работы в школе, получают соответствующие сертификаты. При желании учитель может (и должен) модифицировать имеющиеся в его распоряжении новые методы работы. Для тех педагогов, которые хотят совершенствоваться в этом направлении, предлагается следующая ступень переподготовки [34].
Мастерская учителей организуется по окончании второго учебного года. Программа мастерской включает в себя анализ работы в прошедшем учебном году (рефлексия, разбор удачных случаев модификации и проектирования модулей) и ряд обязательных курсов. Мастерская завершается подготовкой учителями индивидуальных образовательных проектов для реализации в предстоящем учебном году. Успешное завершение мастерской учителей служит основанием для соответствующей сертификации педагогов, прошедших продвинутый цикл подготовки, который состоит из основного цикла и мастерской учителей, предваряемой одним дополнительным учебным годом моделируемой практической работы в школе [34].
После трех лет практической работы учителя могут пройти специальную подготовку и стать методистами по использованию ИКТ в учебной работе. Программа семинара методистов (Методический семинар) предусматривает участие курсанта в качестве ассистента в работе семинара по подготовке учителей (помощь работающему методисту, рефлексия работы). После стажировки в качестве методиста в течение учебного года (проведение семинаров, поддержка участников по компьютерной сети) курсант, успешно завершивший семинар, получает сертификат учителя-методиста с правом участвовать в подготовке учителей [34].
Обязательной составной частью сетевой поддержки педагогов являются:
– ведение списка рассылки и ленты новостей сетевого объединения педагогов;
– обмен видеофрагментами своих достижений (уроки, ученические конференции и т.п.) между участвующими в работе педагогами;
– регулярная подготовка сетевых методических бюллетеней, а также периодический выпуск интегрированных «бумажных» изданий.
Постоянно действующая сетевая поддержка, как составная часть массовой подготовки педагогов, представляет собой элемент системы управления содержательными преобразованиями в работе школы [34].
Проблемы и противоречия информатизации системы общего образования
Оценка реализации Государственной программы развития образования, анализ образовательной ситуации показывают, что, несмотря на значительные результаты информатизации системы общего образования, имеются проблемы, требующие разрешения [18]:
1. Отраслевой характер информатизации в России, рассогласованность действий по различным отраслям значительно усложняет и снижает эффективность принимаемых мер.
2. Отсутствие системности организации и координации процесса информатизации.
3. Процессы информатизации идут в большей степени стихийно, нет четкой координации и согласования управленческих действий на разных уровнях. Темпы и уровень информатизации зависят от компетентности руководителей образовательных учреждений и органов управления образованием.
4. Недостаточная разработанность нормативно-правового обеспечения процесса информатизации.
5. Отсутствие республиканского компонента в содержании школьного курса информатики, контроля за качеством образования учащихся по информатике.
6. Слабая развитость информационных каналов оперативного управления образованием; недостаточная оснащенность образовательных учреждений современными обучающими компьютерными программами.
7. Малоэффективное использование имеющейся компьютерной техники в образовательном процессе.
8. Недостаточная разработанность механизмов стимулирования труда учителей информатики и учителей, использующих ИКТ.
Наличие широкого спектра проблем указывает на сложившиеся в системе общего образования противоречия [18]:
- между приоритетностью информатизации и обособленность и отраслевым характером информатизации образования;
- между многообразием существующих средств образовательных технологий, высоким уровнем обеспеченность компьютерной техникой и малоэффективным использованием имеющихся информационных ресурсов в образовательном процессе; дефицитом квалифицированных кадров в области ИКТ;
- между необходимостью широкого использования ИКТ, высоким уровнем потребности в дистанционном образовании и несформированностью информационной образовательной среды, которая позволила бы эту потребность реализовать;
- между широкой реализацией республиканских и муниципальных программ и проектов информатизации образования и неразработанностью механизмов управления комплексной информатизацией систем образования, критериев определения эффективности использования ИКТ, механизмов оценки результативности, эффективности и социального влияния программ информатизации.
Потенциально информатизация системы общего образования может обеспечить повышение уровня качества образования, эффективности и информационной привлекательности деятельности образовательных учреждений. Однако, такой прорыв предполагает наличие четкой стратегии информатизации образования, последовательных и скоординированных действий в этой сфере.
1.2 Информатизация химического образования
В последнее десятилетие отмечается активное внедрение компьютерных и телекоммуникационных технологий в учебно-воспитательный процесс школы. В системе государственного управления образованием этому вопросу уделяют самое пристальное внимание.
Каждый день информационное сообщество российских учителей пополняется новыми именами, в сети появляются новые сетевые ресурсы, в школы приходят новые программные педагогические средства. Современный учитель химии не может находиться в стороне от этих процессов. Неуклонно растёт интерес преподавателей к проблеме информатизации: они принимают самое активное участие в создании образовательных ресурсов, их отладке, тестировании, апробации и внедрении. Сейчас уже никто не сомневается в том, что использование программных педагогических средств в учебно-воспитательном процессе существенно расширяет возможности учителя [11].
Можно выделить три основных направления развития информационных и коммуникационных технологий в современном естественно-научном образовании, в частности в обучении химии [36]:
· дистанционное и открытое образование;
· виртуальные лаборатории;
· библиотеки мультимедиа-объектов
· применение метода компьютерных проектов в обучении химии;
· использование цифровых лабораторий как современного информационного оборудования в проведении химического эксперимента, в частности использование цифровой лаборатории «Архимед» [20].
Дистанционное и открытое образование.
В основе концепции открытого образования лежит творческий характер обучения. Такая форма образовательного процесса включает ученика в развёрнутые системы информационных баз данных, снимает пространственно-временные ограничения в работе с различными источниками информации, что очень актуально в современном постиндустриальном информационном обществе [36].
Одним из наиболее динамично развивающихся направлений открытого образования является дистанционное образование (ДО), которое позволяет реализовать следующие принципы [36]:
· доступность обучения, в частности преодоление физических ограничений человека, расширение аудитории обучающихся;
· личностная направленность обучения, создание комфортных условий для школьников и учителей, учёт индивидуальных психологических особенностей (восприятия, памяти, мышления), индивидуальный темп обучения;
· развитие информационной культуры, навыков работы с современными средствами информатизации и телекоммуникации;
· социализация обучения, учёт личностно-коммуникативных особенностей учащихся.
Безусловный плюс – несомненная важность для психологического развития ребёнка – его вовлечение в систематическую учебную деятельность под непосредственным руководством взрослого, процесс овладения культурой и социализация проходят при посредничестве учителя.
Вместе с тем нельзя упускать из виду и обратную сторону дистанционного обучения. К проблемам дидактического плана следует отнести адаптацию сетевых образовательных ресурсов к возможностям, условиям, уровню подготовки каждого школьника [15].
Сложность состоит в том, что затруднено общение: между субъектами образовательного процесса нет непосредственного живого контакта. Посредником выступает компьютер. Для дистанционного обучения очень важна оперативность связи со школьником. Поэтому к учителю в системе ДО – компьютеру – предъявляются серьёзные требования:
- отвечать очень быстро на все письма;
- поощрять оперативность своих слушателей;
- установить чёткий график общения в режиме on-line и неукоснительно соблюдать его;
- создать атмосферу психологического комфорта
В настоящее время в системе ДО можно выделить следующие основные формы:
- электронные сетевые учебники;
- обучающие и контролирующие задания;
- электронные практикумы;
- исследовательские проектные работы;
- информационные ресурсы [2];
- дистанционные олимпиады и конкурсы;
- форумы, конференции, общение on-line;
- повышение квалификации и обмен опытом.
Виртуальные лаборатории.
Информационные технологии, включающие в себя современные мультимедиасистемы, могут быть использованы для поддержки процесса активного обучения. Именно они в последнее время привлекают повышенное внимание. Примером таких обучающих систем являются виртуальные лаборатории, которые могут моделировать поведение объектов реального мира в компьютерной образовательной среде и помогают учащимся овладевать новыми знаниями и умениями при изучении научно – естественных дисциплин, таких, как химия, физика, биология. Особо следует отметить значение виртуальных экспериментов для химического образования [24].
Преимущества работы с виртуальными лабораториями [24]:
· Подготовка учащихся к химическому практикуму в реальных условиях:
1) отработка основных навыков работы с оборудованием;
2) обучение выполнению требований техники безопасности в безопасных условиях виртуальной лаборатории;
3) развитие наблюдательности, умения выделять главное, определять цели и задачи работы, планировать ход эксперимента, делать выводы;
4) развитие навыков поиска оптимального решения, умения переносить реальную задачу в модельные условия и наоборот;
5) развитие навыков оформления своего труда.
· Проведение экспериментов, недоступных в школьной химической лаборатории.
· Дистанционный практикум и лабораторные работы, в том числе с детьми, имеющими ограниченные возможности, и взаимодействие с территориально удалёнными школьниками.
· Быстрота проведения работы, экономия реактивов.
· Усиление познавательного интереса.
Недостатки работы с виртуальными лабораториями [24]:
При использовании виртуальных лабораторий школьник, в силу своей неопытности, не сможет отличить виртуальный мир от реального, то есть модельные объекты, созданные компьютером, полностью вытеснят объекты реально существующего окружающего мира.
Дата: 2019-07-24, просмотров: 176.