В педагогической науке в достаточной мере исследована проблема активизации деятельности обучающихся на уроках. При этом на уроке с применением средств ИКТ спектр возможностей для развития познавательной активности в значительной мере расширяется, что даёт дополнительный ресурс для повышения качества обучения. Это характерно для уроков с использованием средств ИКТ в целом и, в особенности, для компьютерного урока химии.
Анализ научно-методических работ и передового опыта педагогов свидетельствует о том, что на современном этапе обучения химии в 8-х и 9-х классах наблюдается ряд противоречий между:
- необходимостью усвоения школьниками большого объема знаний по химии и незначительным количеством часов на изучение химии в школе (2 часа в неделю);
- требованиями стандарта в части наглядности лабораторных опытов и химических реакций на уроках химии и невозможностью демонстрировать их в связи с запрещением ряда реактивов, необходимых для проведения простейших химических реакций;
- востребованностью виртуализации процесса обучения химии и недостаточной разработанностью методических материалов.
Решению данных противоречий может способствовать внедрение элементов ИКТ на уроках химии в 8-х и 9-х классах за счет:
- компактного преподнесения информации (большой объем данных в схематичном и иллюстративном виде) с использованием элементов наглядности, что позволит лучше усвоить школьникам необходимый объем знаний по химии;
- демонстрации лабораторных опытов и химических реакций в ходе просмотра обучающимися видеофильмов (например, демонстрация процессов горения фтора, разложения оксида ртути, образования и растворения осадка и др., которые невозможно провести в школе в связи с отсутствием необходимых химических реактивов).
Таким образом, теория и практика обучения химии выдвигает научную проблему использования дидактических возможностей средств ИКТ для повышения познавательной активности участников образовательного процесса на уроке химии в целях повышения его эффективности. Необходимость ее разрешения обусловливает актуальность данного исследования.
Цель исследования: экспериментально обосновать эффективность методики использования средств информационно-коммуникационных технологий для обучения химии в 8-х и 9-х классах.
Исходя из этого нами была сформулирована следующая гипотеза исследования: познавательная активность обучающихся на уроках химии повысится если:
1) использовать дидактические возможности средств ИКТ при организации всего спектра взаимодействий на уроке;
2) при реализации взаимодействий учитывать особенности, характерные для компьютерного урока химии и отличающие его от компьютерных уроков по другим школьным дисциплинам;
3) для выбора и реализации соответствующих воздействий на учащегося будет разработана и использована специальная система приёмов и способов взаимодействия на компьютерном уроке химии.
Исходя из цели и гипотезы, были сформулированы следующие задачи исследования:
1. Проанализировать особенности использования средств ИКТ в образовательном процессе.
2. Выявить потенциал средств ИКТ для развития познавательной активности обучающихся при изучении химии в школе.
3. Построить и экспериментально проверить систему способов и приемов, позволяющих использовать дидактические возможности средств ИКТ для активизации познавательной активности участников образовательного процесса на компьютерном уроке химии и тем самым повышающих его эффективность.
Объект исследования: процесс обучения химии в 8-х и 9-х классах.
Предмет исследования: методика использования средств ИКТ на уроках химии как путь повышения уровня познавательной активности обучающихся.
Методы исследования: теоретические (анализ литературных источников), эмпирические (педагогический эксперимент), обработка данных с применением методов математической статистики.
Гипотеза исследования: познавательная активность обучающихся 8-х и 9-х классов на уроках химии может быть повышена, если разработать и внедрить в образовательный процесс методику использования средств ИКТ, а также предложить учебное пособие в помощь учителю по использованию средств ИКТ при обучении химии в 8-х и 9-х классах.
Для проверки поставленной гипотезы нами будет использован педагогический эксперимент, в рамках которого: был проанализирован уровень познавательной активности при изучении химии у обучающихся 8-9-х классов, спроектирована и опытным путем апробирована методика использования средств ИКТ на уроках химии для повышения познавательной активности обучающихся 8-9-х классов, определены критерии и показатели эффективности внедрения данной методики в образовательный процесс в школе.
Педагогический эксперимент включал 3 этапа: 1) февраль-март 2017 г. – проведение констатирующего эксперимента: выбор экспериментальной и контрольной групп, проведение анкетирования среди обучающихся, обработка результатов исследования; 2) апрель-август 2017 г. – проведение формирующего этапа эксперимента (разработка и внедрение методики использования ИКТ в образовательный процесс по химии в 8-х классах); 3) сентябрь-октябрь 2017 г. – проведение контрольного этапа эксперимента (повторное анкетирование обучающихся, беседа).
Для проведения констатирующего эксперимента нами были выбраны 3 методики: 1) диагностика уровней познавательной активности по Е.Т. Коротаевой [1]; 2) анализ познавательного интереса школьников к предмету «Химия» (по П. Третьякову); 3) методика измерения времени познавательной активности на уроке «Химии» (по Н.В. Медведевой) [2].
Результаты анализа уровня познавательной активности по Е.Т. Коротаевой представлены на рис. 1.
Рис. 1. Сравнительный анализ средних показателей по уровням
познавательной активности (в %):
НУ – Нулевой уровень
ОАУ – Относительно активный уровень
ИАУ – Исполнительно активный уровень
АУ – Активный уровень
ТУ – Творческий уровень
Как видно из диаграммы, на этапе констатирующего эксперимента большинство обучающихся относятся к группам с относительно активным уровнем, в то время как обучающихся с активным и творческим уровнем встречается незначительное количество.
Анализ познавательного интереса обучающихся к предмету «Химия» с использованием анкетного опроса П. Третьякова [3] представлен на рис. 2.
Рис.2. Сравнительный анализ средних показателей по классу по группам мотивов (в %):
А – ситуативный интерес;
Б – учение по необходимости;
В – интерес к предмету;
Г – повышенный познавательный интерес.
Как мы видим, большинство обучающихся относятся к группе ситуативного интереса, но при этом обнаруживаются ученики, заинтересованные в изучении предмета.
Следующей методикой, выбранной нами для проведения констатирующего этапа эксперимента, была методика измерения времени познавательной активности на уроке «Химии» по Н.В. Медведевой [2], в рамках которой нами была оценена вовлеченность обучающихся в процесс обучения на уроке, высчитывался показатель отвлечения класса (рис. 3).
Рис. 3. Средние показатели отвлечения обучающихся на уроках химии (в %)
Отметим, что проведенный констатирующий эксперимент подтверждает низкую познавательную активность, низкий уровень сформированности мотивов познавательного интереса школьников к предмету «Химия», а также высокий процент отвлечения во время уроков химии у учеников 8-9-х классов.
На основе данных, полученных в ходе констатирующего эксперимента, нами был сделан вывод о необходимости внедрения средств ИКТ в образовательный процесс, поэтому мы поставили перед собой цель формирующего этапа эксперимента, которая заключается во внедрении средств ИКТ в образовательный процесс.
Исходя из этого, мы разработали конспекты уроков по химии в 9-х классах с использованием средств ИКТ по следующим темам: 1. Реакции ионного обмена; 2. Окислительно-восстановительные реакции; 3. Гидролиз солей; 4. Положение кислорода и серы в периодической системе химических элементов, строение их атомов; 5. Строение простых веществ. Аллотропия.
Формы работы с использованием ИКТ экспериментальном 9 «Б» классе в ходе формирующего этапа педагогического эксперимента представлены в таблице 1.
Таблица 1
Формы работы с использованием ИКТ экспериментальном классе Б
Тема урока химии |
Вид ИКТ |
Цель применения ИКТ |
Способ применения |
Содержание изучаемого материала |
Этап урока |
Тема 1. Реакции ионного обмена |
Использование презентации |
Овладение новыми знаниями |
Демонстрация учебного материала, рассказ |
Реакции ионного обмена, ионные реакции, ионные уравнения, молекулярные (эмпирические) уравнения реакций, полные и сокращенные ионные уравнения реакций, реакции нейтрализации |
На всех этапах урока |
Тема 2. Окислительно-восстановительные реакции. Окисление и восстановление |
Виртуальная лаборатория |
Создание проблемной ситуации |
Проведение проблемной лабораторной работы |
Окислительно восстановительные реакции. Восстановитель. Окислитель. Типичные окислителю, типичные восстановители. Метод электронного баланса. |
Этап закрепления знаний |
Тема 3. Гидролиз солей |
Использование презентации |
Овладение новыми знаниями |
Демонстрация учебного материала, беседа. |
Гидролиз. Степень гидролиза. Константа гидролиза. Совместный гидролиз |
На всех этапах урока |
Тема 3. Гидролиз солей |
Использование видео фрагмент |
Прогнозирование будущей деятельности |
Беседа |
Типы гидролиза. Факторы влияющие на степень гидролиза. |
Этап изучения нового материала, первичная проверка знаний |
Тема 4. Положение кислорода и серы в периодической системе химических элементов, строение их атомов. Озон- аллотропная модификация кислорода |
Фрагмент электронного учебника |
Создание ярких наглядно-образных представлений |
Демонстрация учебного материала, беседа. |
Аллотропия, аллотропные модификации |
Этап актуализации знаний |
Тема 4. Положение кислорода и серы в периодической системе химических элементов, строение их атомов. Озон - аллотропная модификация кислорода |
Использование видео фрагмента |
Опора на жизненный опыт |
Беседа |
Аллотропия, аллотропные модификации |
Этап самоопределение к деятельности. |
Тема 4. Положение кислорода и серы в периодической системе химических элементов, строение их атомов. Озон - аллотропная модификация кислорода |
Модуль ФЦИОР (Федеральный центр информационно- образовательных ресурсов) |
Выполнение творческих заданий |
Демонстрация учебного материала, беседа. Практические задачи |
Аллотропия, аллотропные модификации |
Этап актуализации знаний |
Формирующий этап педагогического эксперимента был проведен на экспериментальном классе «Б». В контрольном классе «А» методика применения средств ИКТ не применялась.
Результаты исследования в ходе контрольного этапа педагогического эксперимента по методике Е.Т. Коротаевой представлены на рис. 4.
Рис. 4. Сравнительный анализ средних показателей по уровням
познавательной активности (в %)
В результате анализа средних показателей по уровням познавательной активности на этапе констатирующего и формирующего этапов педагогического эксперимента, можно сделать вывод о том, что средние показатели по экспериментальному классу 9 «Б» повысились.
Результаты исследования в ходе формирующего этапа педагогического эксперимента по методике П. И. Третьякова представлены на рис. 5.
Рис. 5. Сравнительный анализ средних показателей по классу по группам мотивов (в %)
Диаграмма (рис. 5) свидетельствует о том, что незначительное повышение средних показателей у экспериментального класса, а именно по следующим группам интересов: А(ситуационный интерес) и Г(повышенный познавательный интерес).
Результаты исследования в ходе формирующего этапа педагогического эксперимента по методике Н.В. Медведевой представлены на рис. 6.
Рис. 6. Средние показатели отвлечения учащихся на уроках химии (в %)
В ходе проведенного анализа результатов констатирующего этапа педагогического эксперимента можно сделать вывод о том, что констатирующего в контрольном классе средний процент отвлечения по классу А составил 26,36%. Наибольший средний процент отвлечения по классу в экспериментальном классе составил 46,04%. В ходе внедрения в учебный процесс средств ИКТ наблюдается не значительная, но положительная динамика. Таким образом, время отвлечения в экспериментальном классе, снизилось на 16%.
Список литературы:
1.Коротаева Е.Т. Уровни познавательной активности [Текст] / Е.Т. Коротаева // Народное образование. – 1995. – №10. – С.67.
2. Медведева, М.В. Активизация познавательной деятельности на уроках химии [Текст] / М.В. Медведева // Среднее профессиональное образование. – 2009. – №6. – С. 24.
3. Тимиргалиева, Т.К. Методика информационно-деятельностного обучения химии на старшей ступени общеобразовательной школы [Текст] / Т.К. Тимиргалиева: дисс. канд. пед. наук: 13.00.02 Теория и методика обучения и воспитания. – М., 2013. – 218 с.