ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ ШКОЛЬНИКОВ
ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ИНФОРМАЦИОННОЙ
ТЕХНОЛОГИИ ОБУЧЕНИЯ
13.00.02 - Теория и методика обучения химии
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата
педагогических наук
Москва - 1998
Работа выполнена в Московском педагогическом университете
Научные руководители:
- доктор педагогических наук, профессор Е.Е.Минченков


- доктор химических наук, профессор Г.Н.Мансуров




Официальные оппоненты:
- доктор химических наук, профессор
В.И.Яшкичев


- кандидат педагогических наук
П.А.Оржековский


Ведущая организация: Московский государственный педагогический
университет
Защита состоится “_22_” _декабря____ 1998 г. в __15__ часов
на заседании диссертационного совета К113.11.13 в Московском педагогическом университете по адресу: 104114, г.Мытищи, ул.Волошиной, д.24,
аудитория 627
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета
Автореферат разослан “____” _______________ 1998 г.
Ученый секретарь диссертационного совета,
кандидат биологических наук _______________________________А.П.Коничева
Актуальность исследования. Начавшийся еще в 50-е годы процесс повышения теоретического уровня содержания курса химии поставил перед методистами проблему соотношения в нем теории и фактов. Усиление роли теоретического знания виделось в те годы в перемещении его на более ранние сроки обучения, что позволило использовать не только систематизирующую и объясняющую функции теорий, но и их прогностическую функцию (Ю.В.Ходаков). Этот процесс происходит и в настоящее время. Однако изменение соотношения в школьной химии фактологического и теоретического материала в пользу последнего приводит к недостаточному обоснованию теорий в сознании учащихся. Постепенное перемещение теоретического материала на начальные этапы обучения химии существенно уменьшило число фактов, служивших прежде его обоснованием.
Выход из создавшегося положения в настоящее время может быть найден при использовании в процессе преподавания химии информационной технологии обучения, позволяющей создать методически обоснованный поток информации, включающий, в частности, фактологический материал, который в дальнейшем может стать базой для проявления систематизирующей и объясняющей функций теоретического знания. Понятно, что создание информационного потока невозможно без использования персональной электронно-вычислительной машины (ПЭВМ). Информационная технология открывает для учащихся возможность лучше осознать характер самого объекта, активно включиться в процесс его познания, самостоятельно изменяя как его параметры, так и условия функционирования. В связи с этим, информационная технология не только может оказать положительное влияние на понимание школьниками строения и сущности функционирования объекта, но, что более важно, и на их умственное развитие. Использование информационной технологии позволяет оперативно и объективно выявлять уровень освоения материала учащимися, что весьма существенно в процессе обучения.
Значительный вклад в теорию и практику использования информационной технологии обучения (компьютеризации обучения) внесли: А.П.Беляева, В.П.Беспалько, Я.А.Ваграменко, А.П.Ершов, М.И.Жалдак, В.М.Зеленин, В.А.Извозчиков, А.А.Кузнецов, Ю.К.Кузнецов, В.В.Лаптев, М.П.Лапчик, А.Е.Марон, И.В.Марусева, Е.И.Машбиц, А.Г.Мордкович, И.А.Румянцев, М.В. Швецкий и другие ученые. В работах этих авторов рассмотрены пути повышения эффективности обучения с использованием различных технических средств, некоторые способы классификации педагогических программных средств (ППС), проблемы компьютеризации естественных дисциплин и др.
Вопросам использования вычислительной техники в обучении химии посвящены многочисленные труды методистов-химиков: И.Л.Дрижун, А.Ю.Жегин, Э.Г.Злотников, Н.Е.Кузнецова, М.С.Пак, Т.А.Сергеева, M.Bilek, B.Brestenska, A.Burewicz, H.Gulinska, J.Holy, J.Hurek, F.Kappenberg, K.Kolar, I.Moore, K.Nowak, R.Piosik, A.Suchan, A.Sztejnberg и другие. Рассмотрено применение электронной техники для составления контрольных работ, моделирования химических процессов и явлений, компьютеризации химического эксперимента, решения задач и проведения количественных расчетов, разработки учащимися алгоритмов и программ действий на базе компьютеров, осуществления самоконтроля и стандартизированного контроля знаний.
Однако не все вопросы, стоящие перед компьютеризацией обучения, разработаны достаточно детально, что затрудняет внедрение ее в практику обучения. Так, недостаточно обоснована роль и место ПЭВМ в процессе обучения химии, сочетание компьютера с традиционными подходами к обучению учащихся, отсутствует единая классификация педагогических программных средств, не разработаны критерии оценки компьютерных программ по химии и практическая методика применения ПЭВМ в обучении химии.
В результате возникло несоответствие между потребностями школы в использовании компьютерной технологии обучения и ограничениями ее, вследствие недоработки отдельных важных сторон использования ПЭВМ в школьной практике. Это несоответствие и определило актуальность настоящего исследования.
Цель исследования состоит в повышении эффективности обучения химии при использовании информационной технологии.
Объектом исследования является процесс обучения химии.
Предмет исследования - выявление влияния информационной технологии на эффективность обучения.
Гипотеза. Повышение эффективности обучения химии при использовании информационной технологии возможно, если:
- определить роль и место использования информационной технологии в курсе химии;
- сформулировать критерии отбора материала к содержанию ППС;
- разработать общие требования к обучающе-контролирующим программам и их созданию;
- разработать методику сочетания традиционного и информационно-технологического обучения.
Для достижения цели исследования и проверки гипотезы были поставлены следующие задачи:
На основе анализа литературных источников уточнить следующие понятия: “поток учебной информации” и “информационная технология обучения”.
Проанализировать компьютерные программы, используемые в обучении химии, с точки зрения их эффективности в обучении и простоты работы с ними.
Разработать общие требования к обучающе-контролирующим программным средствам и их проектированию.
Сформулировать критерии отбора химического материала при разработке компьютерных программ.
Разработать методический подход к применению ПЭВМ при обучении химии.
Разработать компьютерные программы по отдельным вопросам школьного курса химии.
Экспериментально проверить эффективность предложенного методического подхода.
В процессе исследования использовались следующие методы:
- анализ психолого-педагогической и методической литературы по проблеме исследования;
- изучение специальной литературы по языкам программирования и структуре компьютерных программ;
- анализ современных отечественных и зарубежных ППС обучающе-контролирующего типа;
- наблюдение за ходом учебного процесса;
- анализ качества усвоения нового материала, изложенного учителем;
- анализ проверочных и контрольных работ учащихся;
- проведение диагностических работ, анкетирование, беседа, тестирование;
- анализ результатов исследования.
На первом этапе исследования (1995 - 1996 гг.) проводился анализ учебно-программной документации, психолого-педагогической и методической литературы. Изучены имеющиеся ППС обучающе-контролирующего типа, выявлены предъявляемые к ним требования. Обобщен опыт работы учителей средних школ города Москвы и преподавателей Московского педагогического университета по разработке и внедрению в учебный процесс контролирующих и моделирующих ППС, найдены подходы к решению поставленной проблемы. Полученный материал позволил сформулировать гипотезу исследования, определить основные цели и задачи.
На втором этапе (1996 - 1997 гг.) был проанализирован пакет программ MultiVision v.4.5. и система обработки математических данных Маthcad; разработана методика их применения при изучении химии, созданы и опробованы обучающе-контролирующие и моделирующие программы по некоторым разделам курса химии средней школы. По результатам проведенного педагогического эксперимента получена оценка эффективности разработанных автоматизированных систем контроля и моделирования химических процессов и методик их применения.
На третьем этапе (1997 - 1998 гг.) завершена экспериментальная работа, проведена обработка и анализ полученных результатов, внесены коррективы в разработанные программные средства, произведено уточнение теоретических положений, оформлена диссертация.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключается в том, что определены понятия “учебной информации”, “учебного информационного потока” и “информационной технологии обучения”, применяемого в дидактической системе, введена классификация наглядных средств; предложен и реализован целостный программно-методический подход, предназначенный для обучения химии, а также для контроля усвоения получаемых знаний учащимися; уточнено понятие “ППС контролирующего