Система обучения информатике будущих учителей химии и биологии, основанная на использовании технологии графического программирования

• Автор: Константинян, Тигран Каренович
• Шифр специальности: 13.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 185 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ БУДУЩИХ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ ХИМИИ И БИОЛОГИИ
1.1. Современные подходы к обучению информатике будущих учителей химии и биологии
1.2. Виртуальные лаборатории и возможности их использования в образовании
1.3. Графическое программирование как технология создания виртуальных лабораторий, ориентированных на обучение информатике будущих учителей химии и биологии
1.4. Применение технологии графического программирования Lab VIEW в обучении информатике студентов педагогических специальностей вузов
ГЛАВА 2. ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОБУЧЕНИЯ ИНФОРМАТИКЕ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ХИМИИ И БИОЛОГИИ
2.1. Определение целей и принципов подготовки по информатике будущих
учителей химии и биологии
2.2. Разработка содержания и методов обучения информатике будущих учителей химии и биологии, основанных на использовании технологии графического программирования
2.3. Программные и технические средства, применяемые в обучении будущих учителей химии и биологии технологии графического программирования Lab VIEW
2.4. Проверка эффективности использования графического программирования при обучении информатике будущих учителей химии и биологии
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Приоритетным направлением развития современной педагогической науки является совершенствование подготовки студентов педагогических вузов, ведущее к осознанному, эффективному и творческому использованию средств информационных технологий. Возрастающая потребность в специалистах, способных эффективно использовать информационные технологии, ставит новые задачи в организации и модернизации общего и специализированного образования и, как следствие, собственно процесса подготовки преподавателя, способного решать новый класс профессиональных задач.
К настоящему времени уже создан значительный теоретический фундамент, позволяющий в достаточно широком контексте рассматривать проблему информатизации образовательного процесса, выявлены психологические основы использования компьютерной техники в учебном процессе. Вместе с тем ряд вопросов подготовки студентов естественнонаучных факультетов педагогических вузов в области методики обучения и воспитания школьников в условиях информатизации образования проработан в недостаточной мере. В частности, возникает необходимость критического осмысления отечественного и зарубежного опыта подготовки по информатике будущих учителей химии и биологии.
В настоящее время для подготовки таких педагогов используются достаточно общие по своему характеру системы обучения информатике, предназначенные для педагогических вузов в целом. В числе авторов, посвятивших свои научные труды становлению и развитию курса информатики для педагогических вузов можно отметить Т.А. Вороненко, С.Г. Григорьева [24], В.Е. Жужжалова, A.A. Кузнецова [55], М.П. Лапчика, И.В. Левченко, A.B. Могилева, Н.И. Пака, Е.К. Хеннера и других.
Проблемам возможностей и дидактической целесообразности использования средств информационно-коммуникационных технологий

(ИКТ) посвящено значительное количество исследовательских работ, касающиеся задач и методов преподавания естественнонаучных дисциплин, ориентированные на качественно новое, отвечающее современным требованиям обучение будущих учителей химии и биологии по профильному курсу. Концепция применения ИКТ в учебном процессе сформировалась благодаря трудам ряда отечественных и зарубежных ученых, среди которых следует отметить работы Б.Ф. Ломова, O.K. Тихомирова [122], В.В. Рубцова [99, 100], Н.Ф. Талызиной [117-119], Т.В. Габай [18], Е.И. Машбиц [69], И.В. Роберт [94-97], А.Л. Семенова и др. Анализу компонент педагогической деятельности преподавателей, эффективность которых может быть повышена с использованием ИКТ посвящены работы Н.Ф. Талызиной [117-119], И.В. Роберт [94-97], Т.А. Сергеевой, Т.В. Габай [18] и другие.
Работа педагога в школьном классе химии или биологии связана с навыком проведения демонстраций различного рода явлений, например, химических реакций или развития организмов под влиянием факторов роста, а также клеточные превращения, наблюдаемые лишь при наличии соответствующего оборудования. В связи с этим особое место при подготовке педагогов в области химии и биологии занимают информационные технологии, связанные с созданием наглядных виртуальных демонстраций. Существенными возможностями с точки зрения проведения демонстраций обладают виртуальные лаборатории, создание которых может осуществляться с использованием технологии графического программирования. С учетом этого особенности их разработки и использования должны найти соответствующее отражение при подготовке учителей химии и биологии в области информатики.
Графическим (визуальным) программированием называется программирование, предназначенное для написания программ для компьютера или вычислительного устройства, в котором вместо текстового описания алгоритма используется графическое описание. К графическому программированию можно отнести генерацию кода по блок-схемам.

получаемых знаний. Излишние «спецэффекты» только затрудняют познавательный процесс и повышают утомляемость. При этом, их использование в «нужном» месте может в значительной степени помочь обучающемуся разобраться в протекании химического или биологического процесса. Для этого используются следующие средства:
1. Анимация. Позволяет продемонстрировать процесс или объект в динамике на базе разработанной модели. Целесообразно использовать анимацию при необходимости демонстрации переходных процессов, различных изменений, возникающих с течением времени.
2 Видео. Используется для демонстрации реальных процессов или объектов в динамике. Например, при дистанционном обучении информатике, для виртуальных лабораторий с применением потокового или загружаемого видео.
3. Звук. Используется для передачи различных голосовых комментариев или специфических звуков, направленных на усвоение материала по информатике, комментарий, сопровождающих протекание процесса, а также как озвучивание текста.
4. Трехмерная графика. Позволяет размещать трехмерные модели реальных объектов. При обучении информатике обучающийся получает возможность в интерактивном режиме ознакомиться с конструкцией изделия так, как если бы он держал перед собой сам объект. Как правило, требует установки на компьютере обучающегося дополнительного программного обеспечения для просмотра ЗБ объектов. При размещении мультимедийных эффектов в виртуальных лабораториях необходимо учитывать возможность их использования обучающимися с ограниченными физическими возможностями.
Отличительной особенностью виртуальной лаборатории от других электронных образовательных ресурсов при обучении информатике будущих учителей химии и биологии, является наличие специализированного программного обеспечения, позволяющего обучающемуся провести