CC BY
110
Использование информационно-коммуникационных технологий обучения в развитии креативности студентов при изучении химических дисциплин в
педагогическом вузе.
А.С.Макаров, аспирант СГПУ, Самара Л.В.Панфилова, к.х.н., д.п.н., профессор СГПУ, Самара
Аннотация к статье.
Макаров Алексей Сергеевич. Панфилова Людмила Владимировна. Использование
информационно-коммуникационных технологий обучения в развитии креативности студентов при изучении химических дисциплин в педагогическом вузе.
В статье рассматривается использование информационно-коммуникационных технологий обучения в развитии креативности студентов при изучении химических дисциплин в педагогическом вузе. Показано, что большие возможности для развития креативных качеств дает изучение химических дисциплин. Информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) нами были использованы наряду с традиционными формами обучения, на семинарских и лабораторно-практических занятиях, в соотношении 80% традиционного преподавания химии и 20% с использованием ИКТ. В конце учебного года было проведено повторное тестирование, результаты которого показали, что использование информационно-коммуникационных технологий обучения при изучении химических дисциплин повышает креативность личности более чем на 30%.
Annotation to the article. Makarov Aleksej Sergeevich. Panfilova Ludmila Vladimirovna.
Use of information-communication technologies of training in development of students' creativity at studying of chemical disciplines in pedagogical high school. In article it's considered the use of information-communication technologies of training in development of students' creativity at studying of chemical disciplines in pedagogical high school.
It is shown that the great possibilities for development of creative qualities are given by studying of chemical disciplines. Information-communication technologies (ICT) have been
used by us along with traditional modes of study, on seminar and laboratory employment, in the ratio 80 % of traditional teaching of chemistry and 20 % with use of ICT. In the end of an academic year the repeated testing has been held and its results have shown that use of information-communication technologies of training at studying of chemical disciplines raises persons' creativity more than on 30 %.
В настоящее время в России происходит совершенствование и усложнение сферы вузовского образования. Важнейшими компонентами такой подготовки являются развитое творческое воображение и способность к его саморазвитию. Новые требования и цели реализуются в креативном подходе, осуществляемом в высшем профессиональном образовании.
Цель такого образования - подготовка к жизни человека творческого, который был бы способен быстро и качественно решать возникшие перед ним задачи.
Известно, что традиционное образование в России базируется на непрерывном и последовательном усвоении знаний и опирается на репродуктивные возможности обучаемого, а не на его личностно-творческий потенциал. Реальность такова, что современному специалисту высокой квалификации приходится работать в сложных, быстро изменяющихся условиях научно-технического прогресса, что требует от него постоянного обновления знаний, высокой общей эрудиции, сочетающейся с глубокими специальными знаниями, навыками проведения научного исследования и творческого отношения к своей профессиональной деятельности. Современные молодые специалисты с высшем образованием должны быть подготовлены к решению новых неожиданных профессиональных задач, требующих нестандартных творческих решений, и способными к творческому саморазвитию.
Важнейшими компонентами такой подготовки являются развитое творческое воображение и способность к его саморазвитию. Новые требования и цели реализуются в креативном подходе, осуществляемом в высшем профессиональном образовании.
Важное педагогическое требование к креативному образовательному процессу -непрерывность, преемственность и включение студентов в активную образовательную среду, в самостоятельное управление творческим процессом.
Креативный образовательный процесс предоставляет возможность каждому студенту на любом образовательном уровне не только развить исходный творческий потенциал, но и сформировать потребность в дальнейшем самопознании, творческом саморазвитии, сформировать объективную самооценку.
Большие возможности для развития креативных качеств дает изучение химических дисциплин. Специфика содержания учебного предмета химии определяется следующим:
1. Содержание учебного предмета целостно. Базисной основой курса являются взаимосвязанные между собой системы химических понятий о веществе, химической реакции и химической технологии (В.Н. Верховский, А.Д. Смирнов, С.Г. Шаповаленко, Ю.В. Ходаков, Н.Е. Кузнецова, Е.Е. Минченков и др.)
2. Огромное значение в содержании учебного курса химии принадлежит химическим законам и закономерностям. Их усвоение «приводит в движение» формируемые понятия, объединяет последние в системы и обеспечивает их действенность.
3. Основным предметом химии является изменяющееся вещество.
Признаки химических явлений воспринимаются органами чувств познающего.
4. Система средств наглядности, применяемая в обучении химии, объединяет широкий их комплекс от натуральных объектов - до абстрактных плоскостных символико-графических моделей.
5. Педагогически полифункциональному химическому эксперименту принадлежит ведущее место в системе средств химической наглядности, который является основой развития у обучаемых практических навыков по работе с веществами и материалами, содействует развитию перцептивной сферы личности (глазомера, цветоощущения, тепловых ощущений), зрительной памяти, наблюдательности.
Сфера прикладных химических знаний реализует связи науки с жизнью, выявляет роль научного знания в жизни отдельного человека и общества в целом.
Резкое сокращение количества учебных часов при практически полном сохранении подлежащих изучению объемов знаний и умений, наблюдающееся повсеместно обеднение химического эксперимента, и другие причины приводят к тому, что интерес к изучению химии со стороны школьников очень невысок, а студенты-первокурсники испытывают определенные затруднения при изучении вузовских курсов химии.
Для изучения уровня креативности студентов 1-У курсов естественно-географического факультета СГПУ мы применили тесты на выявление уровня креативности, которые позволяли диагностировать оригинальность и продуктивность личности.
Для исследования были выбраны вербальные и невербальные типы тестовых методик, определяющих креативные характеристики личности:
а) батарея тестов Е.П.Торренса: «Круги», «Необычное использование предметов», «Что было бы, если...», «Дорисуй рисунок», «Ассоциация и аргументация», «Спрятанная форма» и др.;
б) тесты С.Медника на выявление вербальной креативности и конвергентного мышления: «Отдаленные ассоциации», «Новое использование объектов»,
«Головоломка со спичками», «Продуцирование идей: возможные способы применения обычных вещей».
Данные тесты позволяли следить за динамикой проявления креативности, а не только за конечным результатом продуктивного обучения.
Как показали результаты из выборки 116 человек только 27% имеют задатки творческой активности, остальные способны лишь к репродуктивной деятельности.
В соответствии с задачей разработки программы по развитию у студентов креативности, были определены два основных направления:
1. Создание условий для развития креативности у студентов с помощью методов активного обучения.
2. Создание поддерживающей среды для закрепления положительных результатов, полученных в ходе активных занятий.
Для развития креативности у студентов нами были использованы информационно-коммуникационные технологии обучения. Информационно-коммуникационные
технологии нами были использованы наряду с традиционными формами обучения, на семинарских и лабораторно-практических занятиях, в соотношении 80% традиционного преподавания химии и 20% с использованием ИКТ.
При изучении общей и неорганической химии на 1-ом и 2-ом курсе и проведении лабораторно-практических работ по теме «s-Элементы I группы» возникает проблема в осуществлении ряда химических опытов:
• Горение металлов в атмосфере хлора, диоксида азота;
• Получение амальгамы щёлочных металлов;
• Опыты, связанные с использование ядовитых веществ (мышьяка, ртути, брома и т.д.);
• Опыты, связанные с использование драгоценных и редких металлов (платина, золото, серебро и д.р.) и т.д.
Проблемы в проведении опытов связаны с тем, что существует возможность получения студентами химического отравления, в отсутствии драгоценных и редких металлов, а также отдельных видов реактивов, в сложности проведения отдельных химических опытов и отсутствия условий их осуществления.
Для выхода из сложившейся ситуации и повышения уровня креативности студентов нами была использована виртуальная химическая лаборатория Crocodile Chemistry разработанная Crocodile Clips Ltd. Прежде чем приступить к проведению виртуальных опытов студентам предлагается самим написать предполагаемые уравнения химических реакций, а также выслушать их мнения, что они увидят в результате реакции. Далее предоставляется методическая рекомендация по использованию виртуальной химической лаборатории, а также инструкцию по работе с программой. Выполнение химического опыта осуществляется студентами строго по лабораторному практикуму, с использованием именно того оборудования, которое указано в нём. Студенты выполняют все те же действия, которые бы они выполнили в настоящей химической лаборатории: приливают, смешивают, нагревают, взвешивают, выбирают необходимую посуду и реактивы, готовят необходимые концентрации и т.д. Например, при проведении химического опыта «Горение щелочных металлов в атмосфере хлора» у студентов возникают ошибки, связанные с попаданием кислорода
в колбу с металлом, в результате чего в колбе начинает протекать сразу 3 химических реакции: взаимодействие хлора с кислородом, натрия с кислородом и натрия с хлором. Протекание трёх химических реакций студенты могут наблюдать в реальном времени и трёхмерном пространстве, с изображением молекул, их форм, размеров и взаимодействия между собой. На экран также выводятся уравнения химических реакций протекающие в настоящее время. Студентам предоставляется возможность наблюдать за изменениями, происходящими в колбе: изменение цвета, выделение газа, процесс горения, уменьшение массы реагирующих веществ. Проведение опыта повторно позволяет им провести всё безошибочно и записать полученные выводы, которые они сравнивают со своими записями в тетрадях и проводят оформление опыта. Т.к. данная виртуальная химическая лаборатория содержит малое количество готовых химических экспериментов (растворы, периодическая система Д.И.Менделеева, скорость химической реакции, основания, кислоты соли и т.д.), изучаемых в курсе общей и неорганической химии в педагогическом вузе, нами были даны студентам индивидуальные творческие задания по созданию моделей химических опытов, с целью дальнейшего использования их в изучении химии.
При изучении кислотно-основного титрования в курсе аналитической химии на 11-ом курсе студентам было дано задание экспериментально-исследовательского типа. Необходимо было в химической лаборатории в реальном времени и в виртуальной химической лаборатории определить концентрацию соляной кислоты методом кислотно-основного титрования и построить кривую титрования. Студентам в ходе выполнения работы предлагается собрать установку, как практически, так и виртуально. Проведя эксперимент в химической лаборатории и получив данные, студенты должны проводить эксперимент виртуально. Получив результаты в ходе виртуального эксперимента, у студентов возникла проблема, так как полученные результаты в ходе двух экспериментов были разные. После обсуждения и выявления ошибок было проведено повторное титрование в лаборатории, которое позволило получить более реальные результаты. Всё это дало возможность рассчитать погрешность в проведении опыта в химической лаборатории и виртуальной химической лаборатории. Построение кривой титрования у студентов всегда вызывает
определённые сложности. При проведении виртуального эксперимента кривая титрования выстраивается в ходе выполнения эксперимента на компьютере. Что позволяет сравнить результаты виртуального и реального экспериментов, исследовать ошибки и неточности, делать выводы.
Проведение лабораторно-практических работ по изучению электродных процессов в курсе физической химии на III курсе, также вызывает определённые сложности, связанные с отсутствие дорогостоящих электродов и длительностью в проведении лабораторного эксперимента и малым количеством учебных часов.
Нами, также были предложены творческие задания по выделению различных металлов из их солей. При этом им было необходимо подобрать электроды, рассчитать необходимую силу тока, выбрать растворы солей, собрать установку, построить графики и т. д.
При изучении прикладной химии, неорганического синтеза, органического синтеза и прохождении ознакомительной технологической практики студентам было дано задание вместо выполнения рефератов по какому либо технологическому процессу или производству создать презентацию в приложении Microsoft Office Power Point и провести защиту её на зачётном занятии, с использованием средств мультимедиа. Главным условием при создании презентации было то, что в ней должны содержаться фотографии, схемы технологического процесса, установок, реагентов, уравнения реакций, т.е. те элементы, которые могли бы сделать презентацию наглядной и доступной для понимания. При этом, создавая свою презентацию, студенты не были ограничены «рамками», и могли творить свободно.
Студентам I-V курсов в процессе изучения химических дисциплин был предложен список интернет ресурсов, которые они смогут использовать по следующим направлениям:
1. Самообразование, т. е. изучение опыта в других городах России и других странах.
2. Подготовка конспектов и дидактических материалов по новым курсам и углубление содержания традиционных курсов, поиск материала для подготовки рефератов, докладов по индивидуальным творческим заданиям.
3. Использование непосредственно на занятиях или при самостоятельной работе документов, справочных материалов, справочных баз данных, имеющихся в сети методических материалов, схем, таблиц, рисунков.
4. Самоконтроль, тестирование собственных знаний по отдельным предметам или разделам курсов. (Для этого на некоторых серверах или сайтах есть программы тестирования со свободным доступом.)
5. Демонстрация непосредственно на уроках (при прохождении педагогической практики) по подходящей теме с помощью телевизора или проектора, управляемого компьютером, документов, графических материалов, таблиц, диаграмм из баз данных сети.
6. Работа непосредственно на уроках (при прохождении педагогической практики) с обучающими интерактивными моделями из сети, например работа с интерактивной таблицей элементов Д.И.Менделеева.
7. Участие в дистанционных предметных олимпиадах, викторинах, химических форумах.
Подводя итог сказанному, можно констатировать, что использование информационно-коммуникационных технологий в учебном процессе позволяет студентам заниматься созданием своего творческого продукта, получать более глубокие знания по химии, способность применять знания, полученные при изучении одной темы, в конкретных ситуациях, возникающих при рассмотрении другой, а также умение обсуждать вопросы, вести грамотную, обоснованную дискуссию. Привлечение дополнительной информации способствует расширению кругозора, ненавязчиво заставляет их заинтересоваться не только проблемой, поставленной преподавателем, но и другими смежными вопросами.
В конце учебного года было проведено повторное тестирование по названным выше тестам. Результаты тестирования показали, В конце учебного года было проведено повторное тестирование, результаты которого показали, что использование информационно-коммуникационных технологий обучения при изучении химических дисциплин повышает креативность личности более чем на 30%.
Литература:
1. Соловов А.В. Информационные технологии обучения // Информатика и образование. - 1996. №1. - С. 13-19.
2. Филимонова О.В. Роль компьютерных технологий обучения в высшем профессиональном образовании // Материалы межвузовской научно-методической конференции «Актуальные проблемы университетского образования» / Под редакцией Б. Л. Штрикова, В.Н. Михелькевича, В.М. Нестеренко. - Самара: изд-во Самарского технического университета, 2003. - С. 239-240.
3. Туник Е.Е. Модифицированные креативные тесты Вильямса. - СПб: Речь, 2003.
- 96 с.
4. Морозов А.В. Диагностика креативности в педагогической деятельности. - М., 2001.
5. Дружинин В.Н. Психология общих способностей. - СПб.: Изд-во «Питер», 2000.
- 368 с.
Авторская справка.
Макаров Алексей Сергеевич, аспирант кафедры химии и методики ее преподавания
Самарского Государственного Педагогического Университета.
Адрес для переписки: 443026 г.Самара, ул.Сергея Лазо, д.38, кв.20.
Тел. (дом.): (846) 950-42-20
Тел. (сот.): 89171051165
E-mail: asmakarov@samtel .ru
Панфилова Людмила Владимировна, кандидат химических наук, доктор педагогических наук, профессор, зав. кафедры химии и методики ее преподавания Самарского Государственного Педагогического Университета. Адрес для переписки: 443082, г. Самара, ул. Пензенская, д.63, кв.117. Тел.(раб.): (846) 224-26-88 Тел.(дом.): (846) 242-94-73.
