ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. В.П.АСТАФЬЕВА»

 

 

Кафедра Информационных технологий обучения и математики

 

Комплект  учебно-методических  материалов к спецкурсу: «Организация обучения органической химии в школьном курсе химии с использованием ЦОР»

 

 

 

 

УТВЕРЖДАЮ

 

Заведующий кафедрой ИТОиМ

Безруков А.А.

 

« 14 » ноября 2007 г.

 

Конспект лекции

 

Специальность    032300.00         Химия с дополнительной специальностью 

                             (код ОКСО)                          (наименование)

 

Ведущий лектор:

Сыромятников А.А. кандидат педагогических наук, доцент кафедры информационных технологий обучения и математики, к.п.н.

(Ф.И.О., должность, учен. степень, учен. звание)

Одобрен на заседании кафедры информационных технологий обучения и математики

 

« 14 »  ноября  2007 г. протокол №  125

 

 

СТРУКТУРА

конспекта лекций по спецкурсу

Лекция № 1.

Тема: Основы построения уроков различных видов по базовым темам школьного курса органической химии с использованием ЦОР

Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:

1.     Проблемы изучения органической химии в школьном курсе и их решение посредством применения инновационных технологий.

2.     Проектно-исследовательская технология и умение ее использовать в обучении органической химии.

3.     Игровые технологии в обучении органической химии.

4.     Информационно-коммуникационные технологии в решении проблем обучения органической химии.

5.     Виды уроков с использованием ЦОР.

 

ВНИМАНИЕ! Для полноценного использования компьютерной Демонстрации к лекции необходимо предварительно установить на компьютере ЭИ «Открытая химия 2.6». В противном случае в режиме просмотра  динамические модели не буду проигрываться.

Краткое содержание лекционного материала

Введение

Проблемы изучения органической химии в школьном курсе и их решение посредством применения инновационных технологий

-      высокая теоретизация материала, подлежащего усвоению;

-      абстрактность материала, требующая высококачественных средств наглядности;

-      недостаток учебного времени, обусловленный резким сокращением количества часов на изучение органической химии в школе при практически не изменившемся объеме материала, подлежащего изучению;

-      снижение интереса подрастающего поколения к естественным наукам.

         Возможными решениями проблем обучения органической химии в школе являются:

– внедрение инновационных технологий, основанных на идеях гуманизации, индивидуализации и дифференциации обучения, которые обеспечивают личностно-ориентированный подход к обучаемым с разными способностями и разным уровнем знаний, возможность выбора учеником своей траектории изучения предмета; открытого и активного информационного взаимодействия между учеником и различными источниками информации; активной самостоятельной познавательной деятельности учащихся;

– создание личностно-комфортных условий в процессе обучения;

– разработка эффективной системы организации самостоятельной работы учащихся по активному и творческому освоению дисциплины;

– обеспечение мотивации посредством внедрения элементов проблемного обучения;

– создание условий для развития информационной культуры учащегося.

Проектно-исследовательская технология и умение ее использовать в обучении органической химии

Качество знаний учащихся во многом определяется их интересом к химии. Интерес к предмету можно развивать во внеклассной и учебной деятельности, совершенствуя методы и формы работы. В мировой педагогической практике метод проектов признан одним из эффективных методов обучения школьников, позволяющих рационально сочетать теоретические знания и их практическое применение для решения конкретных проблемных вопросов в совместной деятельности школьников.

Основой метода проектов является его практическая направленность на результат, который обязательно должен быть таким, чтобы его можно было увидеть, осмыслить, реально применить в практической деятельности. Для достижения такого результата учащиеся должны обладать способностью видеть проблемы; самостоятельно разрабатывать варианты их решения, привлекая разносторонние знания; прогнозировать результат; корректировать план своих действий в зависимости от ситуации.

Метод проектов предлагает определённую совокупность учебно-познавательных приёмов, которые позволяют решить ту или иную проблему путём самостоятельных действий учащихся с обязательной презентацией результатов. В то же время метод проектов как педагогическая технология включает в себя совокупность проблемных методов: исследовательских, поисковых, творческих.

Далее приводятся примерные темы учебно-методических пакетов.

Примерные темы учебно-методических пакетов для организации обучения органической химии с использованием проектно-исследовательского метода:

-       Знакомые и незнакомые жиры.

-       Спирты – друзья и враги человечества.

-       Каковы перспективы развития человечества без нефти?

-       Какую экологическую проблему могут создать СМС?

-       Эксперимент по определению факторов, вызывающих наиболее интенсивное разрушение витаминов.

-       Способны ли микроорганизмы перерабатывать органические отходы?

Информационно-коммуникационные технологии в решении проблем обучения органической химии в школе.

Целесообразность применения информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) в обучении химии не вызывает сомнений. Привлечение компьютера оказывается полезным, во-первых, в ситуациях, связанных с вычислениями – это сокращает время, затрачиваемое учениками на осуществление расчетов, их проверку и обработку результатов (см. «Компьютеризированная лекция» фрагмент «Demo_1»). Демонстрация фрагмента, созданного в лаборатории мультимедийных технологий КГПУ. Учащимся предлагается решить задачу – рассчитать простейшую формулу алкинов, даны условия и варианты ответов. Для удобства расчетов в программе предусмотрен калькулятор. Если учащийся выбирает неправильный ответ, программа предлагает подробное разъяснение решения задачи).

Во-вторых, при закреплении типовых умений: составление формул по валентности, классификация сложных веществ, распределение электронов в атомах химических элементов, составление уравнений химических реакций различных типов, составление формул изомеров. Например, для закрепления умений составления изомеров органических веществ можно использовать программу- тренажер «Конструктор молекул» (см. «Компьютеризированная лекция» фрагмент «Demo_2»).

Для закрепления умений составления уравнений химических реакций можно использовать фрагмент ЭИ «Открытая химия 2.6» (см. «Компьютеризированная лекция» фрагмент «Demo_3»).

Компьютер может служить эффективным средством развития творческих умений учащихся. Значительный вклад в развитие творческой компоненты обучаемого, как известно, вносит процесс моделирования. Компьютер открывает для этого большие возможности. Компьютер может моделировать какой-либо процесс или последовательность событий. Это позволяет ученику делать самостоятельные выводы по поводу факторов, оказывающих влияние на протекание процесса или событии. Демонстрация фрагмента ЭИ «Открытая химия 2.6» (см. «Компьютеризированная лекция» фрагмент «Demo_4») Большое преимущество компьютерного моделирования состоит также в возможности неоднократного повторения имитации, часто через короткие временные интервалы, повторения до тех пор, пока не будет достигнут желаемый, с точки зрения обучаемого, результат. Это дает возможность обучаемым глубже усвоить механизм действия и взаимодействия различных факторов, а также приобрести и осмыслить представления о достигнутом (см. «Компьютеризированная лекция» фрагмент «Demo_5»). Лабораторный эксперимент, требующий для своего проведения недоступных для школы приборов или чрезвычайно длительного (и наоборот – мгновенного) времени, может быть реализован также с помощью компьютера. Главное достоинство компьютерного моделирования - бесспорная целесообразность его использования при рассмотрении взрыво- и пожароопасных процессов, реакций с участием токсичных веществ, радиоактивных препаратов, словом, всего, что представляет непосредственную опасность для здоровья обучаемого (см. «Компьютеризированная лекция» фрагмент «Demo_6»).

Использование ИКТ и различного сочетания их с традиционными методами обучения позволяют создавать более интересные и эффективные уроки, стимулируя познавательную деятельность учащихся. В процессе восприятия нового учебного материала учащиеся решают познавательную задачу, и её решение зависит от уровня мыслительной активности и степени внимания обучаемых. Благодаря сочетанию традиционных методов и компьютерного обучения, ученики попадают в ситуацию, при которой они вынуждены действовать, проявлять активность в момент объяснения, быть внимательными. В процессе обучения учащимся предлагаются задачи, которые становятся поводом для размышления, учение превращается в активный процесс, и чем больше умственных усилий прилагает ученик, тем продуктивнее становится его деятельность. Согласно пониманию Дея-тельностного подхода основу процесса усвоения составляют практические и умственные действия самого обучаемого. В процессе работы с программами учащийся решает познавательную задачу, поставленную учителем, усваивает способы ее решения. Чем больше ученик совершает разнообразных вариативных действий, тем успешнее проходит процесс усвоения. На основе действий по сравнению, сопоставлению, обобщению создаются благо-приятные условия для осознания теории и способов ее применения. При та-ком подходе осмысление химического содержания происходит как результат выполнения и усвоения определенных познавательных действий.

Виды уроков с использованием ЦОР

Включение в урок ЦОР позволяет учителю организовать новые нетрадиционные виды учебной деятельности учащихся. В качестве примера приведём некоторые виды уроков с использованием ЦОР:

Урок решения задач с последующей компьютерной проверкой.

Учитель предлагает учащимся для самостоятельного решения в классе или в качестве домашнего задания индивидуальные задачи, правильность решения которых они смогут проверить, поставив компьютерные эксперименты. Самостоятельная проверка полученных результатов при помощи компьютерного эксперимента усиливает познавательный интерес учащихся, делает их работу творческой, а в ряде случаев приближает её по характеру к научному исследованию. Пример: Конспект урока по теме урока: «Классы органических соединений» (см. «Компьютеризированная лекция» фрагмент «Demo_7»). В результате многие учащиеся начинают придумывать свои задачи, решать их, а затем проверять правильность своих рассуждений, используя компьютерные модели. Учитель может сознательно побуждать учащихся к подобной деятельности, не опасаясь, что ему придётся решать «ворох» придуманных учащимися задач, на что обычно не хватает времени. Более того, составленные школьниками задачи можно использовать в классной работе или предложить остальным учащимся для самостоятельной проработки в виде домашнего задания.

Урок – исследование

Учащимся предлагается самостоятельно провести небольшое исследование, используя компьютерную модель, и получить необходимые результаты. Многие модели позволяют провести такое исследование, затратив небольшое количество времени. Учитель формулирует темы исследований, помогает учащимся на этапах планирования и проведения экспериментов (см. «Компьютеризированная лекция» фрагмент «Demo_8»). Для организации такого вида урока по органической химии в качестве альтернативного программного обеспечения можно использовать разработку CS Chem 3D из пакета программ CS CemOffice, которая позволяет не только «визуализировать» молекулы органических соединений, но и исследовать их с использованием различных теоретических методов. Возможны задания на исследование возможности существования того или иного органического соединения, его свойств по созданной модели.

Урок – компьютерная лабораторная работа

В контексте того, что химический эксперимент является мощным средством и методом обучения химии, школьный курс органической химии предполагает выполнение учащимися большого количества лабораторных работ. Известно, однако, что в силу таких причин как отсутствие необходимых реактивов, вытяжных шкафов в школьном химическом кабинете, сокращения часов на изучение химии лабораторные работы не выполняются в полном объеме. В определенной мере проблему может решить урок – компьютерная лабораторная (см. «Компьютеризированная лекция» фрагмент «Demo_9»).Для проведения такого урока необходимо, прежде всего, разработать соответствующие раздаточные материалы - бланки лабораторных работ. Задания в бланках работ следует расположить по мере возрастания их сложности. Вначале имеет смысл предложить простые задания ознакомительного характера и экспериментальные задачи, затем расчетные задачи и, наконец, задания творческого и исследовательского характера. При ответе на вопрос или при решении задачи учащийся может поставить необходимый компьютерный эксперимент и проверить свои соображения. Расчётные задачи учащимся рекомендуется вначале решить традиционным способом на бумаге, а затем поставить компьютерный эксперимент для проверки правильности полученного ответа.

Примечание: для разработки данного вида урока может использоваться ЦОР: Электронное издание «Химия, 8-11 класс. Виртуальная лаборатория»

Отмечается, что задания творческого и исследовательского характера существенно повышают заинтересованность учащихся в изучении химии и являются дополнительным мотивирующим фактором. По указанной причине уроки последних двух типов особенно эффективны, так как ученики получают знания в процессе самостоятельной творческой работы. Учитель в таких случаях является лишь помощником в творческом процессе формирования знаний.

Урок – лекция

В рамках школьного дидактико-воспитательного процесса основные требования к лекции: научность, доступность, эмоциональность, связь с другими организационными формами обучения. Использование ЦОР в рамках урока-лекции целесообразно вследствие следующих причин:

- компьютер значительно расширяет возможности предъявления учебной информации. Например, сочетание комментариев лектора с анимацией или видеоизображением некоторого химического процесса способствует повышению уровня восприятия и усвоения материала;

- оперативность получения нужных сведений (таблицы, диаграммы, рисунки, схемы и т.д.) позволяет рационализировать процесс актуализации знаний;

- реализации обратной связи в процессе чтения лекции способствует включение в нее контролирующих ЦОР – тестовых заданий открытого и закрытого типа;

- компьютер позволяет усилить мотивацию к изучению темы посредством представления информации в наглядной и занимательной форме.

Уроки-игры

На развитие творческих способностей, фантазии, внимания и памяти учащихся, расширение кругозора, приобретение новых знаний и умений направлены уроки-игры. В игре ребенок раскрепощается, исчезают скованность и неуверенность в своих силах, а при достижении определенного успеха появляется желание играть вновь и вновь. Основная задача образовательных игровых технологий состоит в повышении эффективности обучения за счет усиления интереса учащихся к уроку и придания ему эмоциональной окраски.

В зависимости от учебно-воспитательных задач игры уместны как при объяснении новой темы, так и при закреплении, повторении, обобщении, контроле знаний учащихся, а также во внеклассной работе.

Пример: Телекоммуникационная игра по химии «О, СЧАСТЛИВЧИК!!!».

 (http://www.edu.yar.ru/russian/projects/predmets/chemistry/20012002/rez.html)

Ученикам предлагается объединиться в команды и принять участие в игре. Команды выполняют ряд заданий в соответствии с возрастной категорией (8-11 классы). Связь осуществляется по электронной почте. Игра проводится в несколько туров. Далее организаторы подводят итоги и поздравляют победителей. Подобным образом в сети Internet проводятся олимпиады и викторины.

На завершающем этапе лекции студентам раздается Перечень критериев, в соответствии с которыми целесообразно оценивать дидактические качества ЦОР (см. Раздаточный материал) и предлагается в рамках самостоятельной работы проанализировать предложенные критерии.

Раздаточный материал.

Критерии оценки дидактических качеств ЦОР

содержание. Показатели критерия:

а) научность, проявляющаяся в грамотном использовании терминологического аппарата, отсутствии ошибочных трактовок в описании объектов, явлений;

б) доступность, проявляющиеся в соответствии содержания ЦОР содержанию школьного курса химии, детерминированного ГОС;

б) полнота охвата;

в) построение содержания на основе межпредметных связей;

представление информации. Показатели критерия:

а) мультимедийность проявляющаяся в использовании соответствие содержания ЦОР содержанию школьного курса химии, детерминированного ГОС;

б) доступность изложения;

мультимедийности. Показатели критерия:

а) содержание формировалось на основе межпредметных связей;

б) наличие статических графических объектов;

в) наличие динамических графических объектов;

г) наличие методически грамотных видеофрагментов химических опытов;

эргономичности. Показатели критерия:

а) удобный интерфейс;

б) отсутствие информационных шумов;

в) учет особенностей восприятия информации с экрана монитора (контрастность фона и шрифта, размер шрифта и т.д.);

интерактивности. Показатели критерия:

а) наличие методически выверенных тестовых заданий;

б) наличие комментариев в случае выбора учащимся неверного ответа.

проблемности. Показатели критерия:

а) проблемность подачи материала.