Методика эффективного использования цифровых лабораторий на уроках химии в общеобразовательной школе

• Автор: Зимина, Алла Ивановна
• Шифр специальности: 13.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 214 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ХИМИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ С ЦИФРОВЫМИ ЛАБОРАТОРИЯМИ КАК МЕТОД ОРГАНИЗАЦИИ ОБУЧЕНИЯ
В СРЕДНЕЙ ШКОЛЕ
§ 1. Химический эксперимент в современной школе
§ 2. Роль количественного эксперимента
§ 3. Дидактический потенциал цифровых лабораторий
§ 4. Использование химического эксперимента в проблемном обучении..32 §5. Возможность создания проблемных ситуаций с использованием
количественного эксперимента
ГЛАВА II. НАУЧНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ КОНЦЕПТУАЛЬНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ ПРИМЕНЕНИЯ ЦИФРОВЫХ
ЛАБОРАТОРИЙ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ЗНАНИЙ
§ 6. Проблемы применения ЦЛ на уроках химии
§7. Психолого-педагогические основы организации познавательной
деятельности
§ 8. Методические условия использования ЦЛ на уроках химии
ГЛАВА III. МЕТОДИКА ОРГАНИЗАЦИИ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ШКОЛЬНИКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЦИФРОВЫХ
ЛАБОРАТОРИЙ
§ 9. Методика применения цифровых лабораторий
§ 10. Педагогический эксперимент по проверке эффективности методики

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время учитель химии имеет возможность использовать в своей практике цифровые лаборатории (ЦЛ), позволяющие организовать химический эксперимент на новом уровне, перейти от исключительно качественной оценки наблюдаемых явлений к анализу их количественных характеристик, по-новому изучать явления и свойства веществ. Интерпретация результатов количественных экспериментов играет важную роль в развитии критического анализа информации, позволяет научить школьников сравнивать и обобщать, выявлять главное и устанавливать закономерности, самостоятельно формулировать проблему, выдвигать и экспериментально проверять гипотезу, формулировать выводы; позволяет обучать методам познания. Такой подход определяется целевыми требованиями федерального государственного образовательного стандарта нового поколения.
Эффективным инструментом в реализации данного подхода представляется организация учебного исследования с использованием проблемного подхода в обучении (А.М. Матюшкин, Т.В. Кудрявцев,
В.П. Гаркунов). Количественный эксперимент в этом случае служит исходным моментом, побуждающим школьников к самостоятельной поисковой деятельности, в ходе которой они приобретают новые знания и умения. Вместе с тем, идеология школьного химического образования такова, что нельзя сразу и непосредственно перейти к внедрению новых экспериментальных методов исследования, здесь существуют два барьера: психологический и методический. Для преодоления психологического барьера необходимо снизить уровень сложности восприятия новых методов исследования в науке, а для преодоления методического — найти доступное для школьников объяснение сущности и возможностей этих методов исследования (А.И. Маркушевич).

Важно учитывать и организационные трудности, ограничивающие внедрение новых средств обучения, в данном случае ЦЛ. Часто учителя не могут оценить дидактические возможности данных средств обучения, не владеют методикой их использования. Практически ни в одной из действующих школьных программ по химии количественному эксперименту не уделяется должного внимания. На практике лишь отдельные учителя химии используют ЦЛ, причем акцент, как правило, переносится на внеурочную деятельность школьников, в частности, на организацию проектных работ, полевых исследований, элективных курсов и кружков.
Таким образом, существует противоречие между значительным, и в то же время практически невостребованным, дидактическим потенциалом ЦЛ и необходимостью повышения познавательной активности школьников, осознанности их знаний по химии.
Проблема исследования: необходимость повышения познавательной активности школьников, учебной самостоятельности, осознанности их знаний по химии.
Объект исследования: процесс обучения химии в
общеобразовательной школе.
Предмет исследования: познавательная деятельность учащихся при изучении химии с использованием цифровых лабораторий.
Цель исследования: повышение познавательной активности и
качества знаний учащихся.
Гипотеза: повышения качества знаний на уроке в условиях учебного химического эксперимента с использованием ЦЛ можно добиться, если:
1. учащиеся понимают возможности ЦЛ для исследования веществ и явлений;
2. ЦЛ используется для создания проблемной ситуации и ее разрешения в условиях сотрудничества учащихся;

На основании обобщения передового опыта М.И. Махмутов указал несколько основных способов создания проблемных ситуаций. [127, с.172 — 176].
1. «Столкновение учащихся с явлениями и фактами, требующими теоретического объяснения.
2. Использование учебных и жизненных ситуаций, возникающих при выполнении учащимися практических заданий.
3. Постановка учебных проблемных заданий на объяснение явления или поиск путей его практического применения.
4. Побуждение учащихся к анализу фактов и явлений действительности, сталкивающих их с противоречиями между житейскими представлениями и научными понятиями об этих фактах.
5. Выдвижение гипотез, формулировка выводов и их опытная проверка.
6. Побуждение учащихся к сравнению, сопоставлению и противопоставлению фактов, явлений, правил, действий, в результате которых возникает познавательное затруднение.
7. Побуждение учащихся к предварительному обобщению новых фактов.
8. Ознакомление учащихся с фактами, носящими как будто бы необъяснимый характер и приведшими в истории науки к постановке научной проблемы.
9. Организация межпредметных связей».
Формой реализации того или иного способа являются такие дидактические приемы как постановка проблемного вопроса, задания, проблемной задачи, демонстрация опыта, применение сочетания слова и наглядности.
Проблемная задача — это практическое или теоретические задание, вызывающее познавательную потребность в новом неизвестном знании, которое служит для правильного выполнения действия, приводящего к достижению цели [115].
Проблемный вопросэто часть проблемной задачи, он требует ответа,