Освітній проект «Використання інформаційно-комунікаційних технологій при викладанні хімії. Цифрові лабораторії»

Міністерство освіти і науки України

Департамент освіти і науки                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             Чернівецької обласної державної адміністрації

 Інститут післядипломної педагогічної освіти Чернівецької області

Чернівецька спеціалізована школа

 «Освітні ресурси та технологічний тренінг» І-Ш ступенів № 41

з вивченням єврейського етнокультурного компонента

Освітній проект

«Використання інформаційно-комунікаційних технологій при викладанні хімії. Цифрові лабораторії»

Підготувала:

вчитель хімії,

кваліфікаційна категорія «спеціаліст вищої категорії»,

педагогічне звання «учитель-методист»,

Світлана Іванівна Любарева

м.Чернівці, 2018

Освіта - один з головних інститутів соціалізації особистості. Головна мета освіти - формування вільної, відповідальної, гуманної особистості, здатної до подальшого саморозвитку. Орієнтація на нові цілі підготовки молоді до життя вимагає впровадження інноваційних технологій  навчання, створення такої системи навчання, яка б забезпечувала освітні потреби кожного учня відповідно до його нахилів, інтересів та можливостей.

Сучасний навчальний процес орієнтований на учня, чому повинні підпорядковуватись і педагогічні технології.

Важливу роль відіграє співввідношення традиційних та інноваційних елементів. Інтеграція цих технологій допомагає:

• сформувати міцні базові знання учня;
• навчити, де учень може знайти необхідну йому інформацію з теми, спрямувавши та скоординувавши його самоосвітню діяльність;
• сформувати необхідні вміння, щоб школяр міг яко­мога швидше знайти необхідну інформацію із застосуванням новітніх інформаційних технологій;
• розвинути в учнів уміння фільтрувати інформацію на предмет виокремлення актуальної та корисної;
• формувати вміння опрацьовувати, обробляти, редагувати інформацію, застосовуючи сучасні інформаційні технології; аналізувати її, визначаючи закономірності, та, використо­вуючи їх, прогнозувати й робити висновки;
• формувати вміння генерувати власні оригінальні думки та ідеї.

Навчання хімії тільки традиційними методами та підходами неефективне: формування хімічної грамотності, навчання розрахунків, максимальне насичення теоретичними знаннями не дає можливості виховати вдумливого учня, готового до аналітичного та творчого підходу при вирішенні поставлених задач. Необхідним є створення умов для розвитку природної пізнавальної активності дитини та її самоствердження через нагромадження індивідуального досвіду. Саме тому важливою є роль учителя в розкритті можливостей нових комп'ютерних технологій.

Досвід роботи в школі показує, що серед нескінченної кількості технологій, методів і прийомів, форм і засобів навчання необхідно обирати найбільш ефективні, єдино необхідні, ті, що зроблять урок інформативним, пізнавальним, захоплюючим і дієвим для моїх учнів. Реалізація цього задуму здійсненна лише через використання інформаційно-комунікаційних технологій.

Зазначена інноваційна технологія передбачає використання комп‘ютерного устаткування на всіх етапах уроку.

У вигляді чого це можна реалізувати?

І. Програма PowerPoint. Застосування PowerPoint дає можливість учителеві та учням складати презентації для організації інформаційної підтримки під час підготовки і проведення уроків хімії і в позакласній роботі.

Аналізуючи семирічний досвід використання мультимедійних презентацій, можна сформулювати наступні результати зазначеної діяльності:

• розширення дидактичних можливостей уроку;
• зростання наочності навчального матеріалу;
• полегшення сприйняття теоретичних основ хімії;
• підвищення інтересу до предмету через активізацію пізнавальної діяльності учнів ;
• вплив на почуття та емоції учнів;
• розвиток прийомів мислення: аналізу, синтезу, порівняння, узагальнення;
• набуття вміння у стислій формі відтворювати інформацію;
• формування інформаційної культури.

Найкращий освітній результат від застосування інформаційно-комунікаційних технологій, зокрема презентацій, досягається в предметному навчанні тоді, коли вони використовуються в поєднанні з іншими інноваційними освітніми технологіями навчання й органічно вписуються в сценарій уроку. Найбільш ефективними, на мою думку, є проективні та ігрові технології. В поєднанні саме з ними ІКТ набуває більш вмотивований характер, забарвлює рольові дійства в сучасні барви, служить інструментом, який є суттєвим аргументом у перегонах інтелектуалів.

 Використання презентацій у таких умовах забезпечує більш позитивний освітній результат.

ІІ. Інтерактивна дошка. Усе частіше у школах окрім, ставши звичайним, комп'ютера та відеопроектора з'являються інтерактивні дошки. Це безмежно розширює методичні можливості уроку. Крім того, за допомогою інтерактивних дошок реалізується кілька способів формування пізнавального інтересу, а результатом цього стає:

• сприяння ефективному відбору інформаційного й контрольного матеріалу;
• актуальність і новизна змісту демонстраційного матеріалу;
• сприяння розширенню ілюстративної бази уроку;
• можливість здійснення процесів порівняння й аналогій;
• створення умов для організації та використання ігрових технологій;
• забезпечення умов проведення практичних робіт дослідницького характеру за умови використання інтерактивних моделей;
• використання ресурсу для забезпечення проблемного навчання;
• сприяння зацікавленості учнів на уроці;
• підвищення емоційності учнів протягом уроку.

Учитель дійсно стає носієм нової для учнів інформації. Особливо, використовуючи наступні технології:

1. Моделювання хімічних явищ і процесів. Використання комп'ютерних моделей дозволяє розкрити істотні зв'язки досліджуваного об'єкта, глибше виявити його закономірності, що, у кінцевому рахунку, веде до кращого засвоєння матеріалу.

2. Обробка та аналіз даних хімічного експерименту. Таке використання комп'ютера корисно тим, що прищеплює учнем навички дослідницької діяльності, формує пізнавальний інтерес, підвищує мотивацію, розвиває наукове мислення.

3. Програмна підтримка курсу. Зміст програмних засобів навчального призначення, застосовуваних при навчанні хімії, визначається цілями уроку, змістом і послідовністю подачі навчального матеріалу.

ІІІ. Педагогічні програмні засоби. Незважаючи на використання і мультимедійних презентацій, і смарт-технологій, з метою більш ефективної, раціональної побудови уроку я  використовую програмні засоби: «Бібліотеку електронної наочності. Хімія 8-9 та 10-11 класи», розроблені компанією «Квазар-Мікро», «Віртуальну хімічну лабораторію». Застосування ППЗ у навчанні хімії дає можливість:

• індивідуалізувати і диференціювати процес;
• забезпечити індивідуальну швидкість засвоєння матеріалу;
• здійснювати контроль зі зворотним зв'язком, з діагностикою помилок і оцінкою результатів навчальної діяльності;
• здійснювати самоконтроль і самокорекцію;
• здійснювати тренування в процесі засвоєння навчального матеріалу і самопідготовку учнів;
• візуалізувати навчальну інформацію за допомогою наочного представлення на екрані;
• проводити лабораторні роботи в умовах імітації в комп'ютерній програмі;
• формувати культуру навчальної діяльності всіх учасників НВП.

При вивченні природничих наук в сучасній школі велике значення відводиться наочності навчального матеріалу. Наочність дає можливість швидше та глибше засвоювати нову тему, допомагає розібратися в складних для сприйняття питаннях, збільшує зацікавленість до вивчення предмета. Сьогодні, в умовах нестачі хімічних реактивів, зростає значення використання комп'ютерної техніки, що забезпечує не тільки візуальне сприйняття інформації, а й безпосередню участь школярів в отриманні результатів хімічного експерименту.

Таку можливість надає застосування Цифрових лабораторій.

Мета проекту:

Забезпечення ефективності викладання хімії в навчальному закладі через застосування Цифрової лабораторії при проведенні експериментальної частини програми.

Завдання проекту:

• Сприяти всебічному розвитку особистості.
• Розширити і поглибити практичні навички учнів.
• Формувати вміння сприймати, розпізнавати, аналізувати, зіставляти факти.
• Навчити прогнозувати результати експериментальної роботи з огляду на теоретичні знання з теми.
• Удосконалювати  комунікативні навички школярів.
• Прищеплювати зацікавленість до вивчення хімії.
• Підвищити загальний рівень ерудиції.

Тип проекту:

За тривалістю – довгостроковий.

Етапи реалізації:

• З метою забезпечення сучасним обладнанням кабінетів навчального закладу був знайдений та залучений до співпраці інвестор – благодійна міжнародна організація «Освітні ресурси  і технологічний тренінг».
• Здійснений пошук школи-партнера, в якій використовується Цифрова лабораторія, з метою вивчення досвіду підготовки колективу до застосування обладнання. Нею стала Вільнюська технологічна гімназія ім. Ш.Алейхема. Проводяться он-лайн консультації з вчителем-партнером щодо поетапного впровадження нової комп‘ютерної техніки.
• Навчальний заклад з вересня 2013 року є експериментальним майданчиком у запровадженні ефективних технологічних предметів. Тема дослідження – “Розробка системи технологічного навчання  та формування в учнів  технологічних умінь та навичок в рамках реалізації  концепції технологічної освіти та виконання нових Державних освітніх стандартів”.  В ході експерименту протягом 2 років учні знайомилися із сучасними технологіями обчислень, мовами програмування.
• Наступним етапом стало формування в учнів навичок використання комп‘ютерних технологій як інструменту для досліджень та оцінювання інформації, створення кінцевого продукту проведеної роботи. Оформлення його за допомогою різноманітних програм.  В результаті у школярів сформувалися ключові компетенції щодо здійснення пошукової, аналітичної та творчої діяльностей.
• Підготовка вчителів до роботи з використання ЦЛ.
• Використання цифрових лабораторій для підвищення ефективності засвоєння навчального матеріалу, здійснення дослідницької діяльності.

Опис проекту

Цифрові лабораторії являються новим, сучасним обладнанням для проведення різноманітних шкільних досліджень природничого спрямування.

Застосування лабораторій значно підвищує наочність не тільки в ході самої роботи, а й під час обробки її результатів завдяки новим вимірювальним приладам, які входять до комплекту лабораторії (датчики вологості, освітленості, концентрації кисню, температури, кислотності тощо).

 Обладнання цифрової лабораторії є універсальним, може бути підключено до різноманітних експериментальних установок, проводити вимірювання в «польових умовах», економити час учнів та вчителя, спонукає учнів до творчості, надаючи можливість легко змінювати параметри вимірювань. Окрім цього, програма відеоаналізу дозволяє отримувати дані із відеофрагментів, які пізніше можна використовувати в якості прикладів при поясненні матеріалу, кількісних досліджень реальних життєвих ситуацій.

Використання Цифрових лабораторій сприяє суттєвому зростанню зацікавленості у вивченні предмету і дозволяє школярам працювати самостійно, при цьому отримуючи не тільки знання в галузі природничих наук, але й досвід роботи з цікавою і сучасною технікою, комп‘ютерними програмами, досвід взаємодії дослідників, досвід інформаційного пошуку і презентації результатів дослідження.

 Учні отримують можливість займатися дослідницькою діяльністю, яка не обмежена темою конкретного уроку, самостійно аналізувати отримані результати.

На уроках хімії може бути використаний широкий спектр демонстраційних експериментів, які передбачені Цифровою лабораторією.

Особливо хотілось би зазначити унікальні можливості ЦЛ у вивченні питань екології. У всіх сучасних навчальних програмах все більше уваги приділяється проблемам охорони навколишнього середовища. А для повноцінного вивчення цієї галузі вкрай необхідні практичні заняття та екскурсії.

Наявність датчиків, кишеньковий комп‘ютер дають можливість мобільного аналізу заданих параметрів, збереження результатів замірів та опрацювання матеріалу через деякий час.

Слід зауважити багатофункціональність комп‘ютерів Цифрових лабораторій. Завдяки широким можливостям комунікацій, налаштовується сучасна лабораторія із повноцінною сіткою, виходом в Інтернет.

Можна організувати різнорівневу роботу на уроках, індивідуалізувати навчальний процес, підвищити ефективність контролю і самоконтролю.

Таким чином, Цифрові лабораторії дозволяють навіть в маленьких школах підняти природничу освіту на сучасний технічний та педагогічний рівень.

Очікувані результати

• Підвищення ефективності навчального процесу, ступеня наочності навчального експерименту і візуалізації його результатів;
• розширення списку навчальних експериментів; отримання даних, недоступних у традиційних дослідах;
• зменшення часу, який витрачає вчитель і учні на організацію та проведення фронтального та демонстраційного експерименту;
• успішне проведення вимірювань в природних, «польових» умовах;
• впровадження цифрових технологій  в галузь традиційних експериментів та дослідницької діяльності;
• підвищення рівня знань з хімії за рахунок активної діяльності учнів під час проведення експериментальної дослідницької роботи;
• сприяння розкриттю творчого потенціалу учнів;
• сприяння розв‘язанню та опануванню міжпредметних завдань.

Висновки

 Освіта на сучасному етапі, як і суспільство взагалі, вступила в нову еру — еру інформатизації та інформаційних технологій. Відповідно, постала потреба не тільки активного впровадження інформаційних технологій, але й ефективної їхньої інтеграції з іншими навчальним галузями.

Впровадження в НВП цифрових лабораторій сприяє підвищенню рівня знань з хімії за рахунок активної діяльності учнів під час проведення експериментальної дослідницької роботи; сприяє розкриттю творчого потенціалу учнів, розв‘язанню та опануванню міжпредметних задач. Що, в свою чергу підвищує зацікавленість у вивченні і, відповідно, рівня знань з математики, фізики, екології, інформатики. Суть роботи з використанням цифрових лабораторій – це дослідницька діяльність з використанням комп‘ютерних технологій. Застосування дослідницького підходу у викладанні створює умови для набуття учнями навичок наукового аналізу явищ природи, осмислення взаємодії суспільства і природи, усвідомлення значення своєї практичної допомоги природі.

Створення факультативних спецкурсів, які знаходяться на межі природничих наук та предметів циклу юдаїки, дають можливість учням ще раз зрозуміти, що знання з хімії є прикладними. Враховуючи спеціалізацію навчального закладу, в школі відбувається вмотивування учнів до вивчення хімії засобами пояснення процесів, явищ, які описуються в священних книгах Торі та Талмуді; учні вчаться підводити наукове підґрунтя під закони та заборони, які панують в традиціях єврейського народу.

Вважаю, що не тільки інтеграція навчальних предметів, але й інтеграція традиційних та інноваційних методів і прийомів дозволяють успішно реалізувати більшість завдань, які ставить учитель, готуючись до уроку.

Доцільність та актуальність використання ІКТ на всіх етапах навчально-виховного процесу обумовлені невичерпними можливостями для навчання дітей на якісно новому рівні. Використання в освітній діяльності мультимедійних продуктів, робота на інтерактивних дошках, застосування ППЗ істотно підвищують мотивацію учнів до навчання, інтенсифікують сам процес набуття знань та навичок.

Опанувавши навички роботи із цифровою лабораторією, кожен вчитель зможе розробити свої цікаві лабораторні досліди, які зроблять процес навчання ще цікавішим та запам‘ятовуючим.

Спираючись на досвід, можу сказати, що при активному використанні ІКТ досягаються загальні цілі освітньої галузі – виховання свідомого конкурентноспроможного випускника, який здатний приймати самостійні рішення, аналізувати процеси, що відбуваються довкола, і генерувати нові ідеї.