Компьютерные модели в школьном курсе химии

• Автор: Лихачев, Владимир Николаевич
• Шифр специальности: 13.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 168 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Компьютерные модели и их использование в обучении химии.

1.1. Компьютерные модели в обучении

1.2. Методические и психологические аспекты использования учебных компьютерных моделей.

1.3. Возможности применения традиционных и компьютерных моделей в обучении химии.

1.4. Классификация учебных компьютерных моделей, используемых в обучении химии, по моделируемому объекту.

1.5. Современные компьютерные модели для изучения химии

Выводы по 1 главе

Глава 2. Информационномоделируюшие модули в обучении химии..

2.1. Информационномоделирующий модуль и его структура.

2.2. Композиция элементов информационномоделирующих модулей
2.3. Использование информационномоделирующих модулей в обучении
2.4. Методика использования информационномоделирующих модулей при изучении школьного курса химии.
2.4.1. Компьютерная обучающая программа Природа химической связи
2.4.2. Компьютерная обучающая программа Метод валентных связей гибридизация атомных орбиталей
2.4.3. Компьютерная обучающая программа Скорость химических реакций.
2.4.4. Компьютерная обучающая программа Компьютерное титрование сильных кислот и оснований
2.4.5. Компьютерная обучающая программа Химические опыты со взрывами и без .
2.4.6. Компьютерная обучающая программа Механизмы химических реакций
Выводы по 2 главе
Глава 3. Результаты использования разработанных информационно
моделирующих модулей при изучении школьного курса химии
3.1. Влияние информационномоделирующих модулей на мотивацию учебной деятельности и эмоциональное состояние учащихся
3.2. Анализ времени изучения материала при использовании информационномоделирующих модулей.
3.3. Содержание информационномоделирующих модулей, имеющих в своем составе графические модели.
3.4. Изменение качества знаний, мотивации и эмоционального состояния учащихся в результате проведения формирующего эксперимента.
3.4.1. Методика проведения исследования
3.4.2. Обработка экспериментальных данных
Выводы по 3 главе
Выводы.
Литература


Москва, -, гг. По материалам исследования опубликовано 7 печатных работ [5; 6; ; ; ], издано 3 компакт-диска [2; 3; 4]. Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, библиографии и приложения; иллюстрирована схемами, таблицами, диаграммами. В первой главе проводится анализ научно-методической литературы по теме исследования, современных учебных компьютерных моделей, сравнительный анализ возможностей учебных компьютерных моделей с моделями других типов, приводится разработанная классификация химических учебных компьютерных моделей по моделируемому объекту. Во второй главе рассматривается определение информационно-моделирующих модулей, их структура, интерфейс и методы использования в процессе изучения школьного курса химии. Рассматриваются разработанные компьютерные обучающие программы и варианты их применения в процессе обучения химии. Третья глава посвящена результатам поискового и формирующего экспериментам, проводится анализ полученных данных и формулирование на их основе рекомендаций к содержанию и методам использования информационно-моделирующих модулей в процессе изучения школьного курса химии. В заключении сформулированы основные выводы из полученных результатов. Приложения содержат компакт-диск с разработанными в ходе исследования ЭСУН, инструкцию по работе с программой «Компьютерное титрование сильных кислот и оснований», содержания анкет для учащихся и учителей для изучения рационального соотношения двухмерных и трехмерных моделей в ИММ. Глава 1. В. А. Штофф: «Под моделью понимается такая мысленно представляемая или материально реализуемая система, которая, отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее изучение дает нам новую информацию об этом объекте» [8]. Компьютерная модель - это модель, реализованная с помощью компьютера, которая представляет совокупность данных и программ для их обработки []. Особенностью компьютерных моделей, применяемых в обучении, является их ориентация на наглядное представление моделируемых объектов и явлений. В. В. Лаптев и А. А. Немцев предложили для таких моделей использовать термин “учебная компьютерная модель” и предложили две формулировки определения данного понятия. УКМ - это программная среда, объединяющая в себе на основе математической модели явления или процесса средства интерактивного взаимодействия с объектом и развитые средства отображения информации []. УКМ - это программно-аппаратная учебная среда, которая позволяет обучаемым осуществлять интерактивное воздействие на изучаемые объекты и получать информацию о результатах данного воздействия []. Авторы определения не включили в область понятия демонстрационные модели, которые играют важную роль в обучении. По нашему мнению, понятие “учебная компьютерная модель ” можно определить следующим образом. Такое определение УКМ охватывает весь спектр моделей, используемых в обучении, и отражает специфику учебных компьютерных моделей, заключающуюся в необходимости наглядного отображения моделируемых объектов и процессов. В. В. Лаптев и А. А. Немцев предлагают классифицировать УКМ по ряду различных критериев []. По способу визуального отображения информации УКМ может быть представлена в цифровом виде (таблицы, отдельные числовые значения), графическом (графики, схемы, рисунки), текстовом (описание моделируемого объекта или явления) или в различных сочетаниях перечисленных вариантов (рис. Рис. Классификация учебных компьютерных моделей по способу визуального отображения. Авторы также предлагают разделить графические модели по наличию динамики в моделях на две группы: статические и динамические. По нашему мнению, не только графические модели можно разделить на статические и динамические модели, но и другие типы учебных компьютерных моделей можно подвергнуть такой классификации. Статическими или динамическими могут быть и цифровые модели, и текстовые, и смешанные. Примером статических цифровых моделей могут быть таблицы, а динамических -изменяющиеся со временем цифровые данные.