Компьютерные программы учебного назначения как средство повышения эффективности химического образования студентов естественнонаучных специальностей

Зенкина, Светлана Викторовна

Темы диссертаций по педагогике » Теория и методика профессионального образования

автореферат и диссертация по педагогике 13.00.08 для написания научной статьи или работы на тему: Компьютерные программы учебного назначения как средство повышения эффективности химического образования студентов естественнонаучных специальностей

Автореферат

Автор научной работы: Зенкина, Светлана Викторовна
Ученая степень: кандидата педагогических наук
Место защиты: Ставрополь
Год защиты: 2001
Специальность ВАК РФ: 13.00.08

Диссертация

Автореферат диссертации по теме "Компьютерные программы учебного назначения как средство повышения эффективности химического образования студентов естественнонаучных специальностей"

На правах рукописи

РГБ ОД

2 АПР 2001

ЗЕНКИНА СВЕТЛАНА ВИКТОРОВНА

КОМПЬЮТЕРНЫЕ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОГО НАЗНАЧЕНИЯ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ХИМИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ СТУДЕНТОВ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ

13.00.08 - Теория и методика профессионального образования

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Ставрополь - 2001

Работа выполнена на кафедре информационных технологий в обучении и управлении учебным процессом Ставропольского государственного университета

Научный руководитель: доктор педагогических наук,

профессор Браповский Юрий Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор педагогических наук,

профессор Горовая Валерия Ивановна

кандидат педагогических наук, доцент Даванов Владимир Николаевич

Ведущая организация:

Ростовский государственный педагогический университет

Защита состоится " Я"

2001 г. в

со

час. на за

седании диссертационного совета Д 212.256.01 в Ставропольском государст венном университете по адресу: 355000 г. Ставрополь, ул. Пушкина, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ставропольского государственного университета.

Автореферат разослан " У5~ " ^/ИО^О^Ш^ 2001 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат педагогических наук, доцент Н.Ф.Петрова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность и постановка проблемы исследования. Одной из глобальных целей информатизации образования является подготовка будущих педагогов, обладающих высокой квалификацией и необходимой информационной культурой, готовых и умеющих применять новые информационные технологии (НИТ) в процессе обучения и управления образованием, а также активно участвующих в информатизации своего образовательного учреждения и общества в целом.

Исследования в этой области начали интенсивно проводиться с 1981 года. Их основные результаты отражены в работах Н.В.Апатовой, С.А.Бешенкова, В.В.Бизюка, Ю.С.Брановского, Я.А.Ваграменко,

A.И.Галкиной, А.Г.Гейна, И.Б.Готской, С.Г.Григорьева, А.П.Ершова,

B.А.Извозчикова, Г.А.Кручининой, В.В.Лаптева, М.И.Лапчика, И.В.Роберт, И.А.Румянцева и других ученых.

Теории и методике использования компьютерных средств и информационных технологий в профессиональной подготовке студентов посвящены докторские диссертации Ю.С.Брановского, М.И.Жалдака, Э.И.Кузнецова, АЛ.Денисовой. В работе И.В.Вострокнутова разработаны принципы построения моделей оценки эффективности современных информационных технологий учебного назначения. Разработка профессионально-ориентированного курса информатики и вычислительной техники для студентов естественнонаучных специальностей вузов проводилась в работах Прокудина Д.Е., Симаневой Т.А. В исследовании польского ученого Гморха Ришарда рассмотрены оптимальные условия реализации методики применения компьютера в системе профессионально-методической подготовки учителей химии, повышение ее эффективности за счет компьютеризации.

Основная доктрина учебно-методического объединения педагогических учебных заведений Министерства образования Российской Федерации по информатизации образования (УМО ИПО), применительно к вопросу об информатизации высшего педагогического образования состоит в том, что информатика как образовательно-профессиональная и учебно-научная дисциплина по непрофильным (по отношению к информатике) направлениям и специальностям должна входить в область предметной подготовки специалиста; содержание этой дисциплины в прикладной ее части должно быть предметно ориентированно.

В соответствии со структурой стандартов педагогического образования эту задачу можно решать двумя путями:

• общее введение в информатику включается в разряд общенаучных дисциплин (в бакалавриате для этого имеется общепредметный блок, а в стандарте специалиста - цикл общенаучных дисциплин в рамках предметного блока);

• информатика как инструмент для конкретных предметных приложении а рамках данного профиля подготовки актуализируется в интегративном ядре

предметного блока стандартов (например, в форме практикума по информационному моделированию).

Эти положения реализованы в принятых стандартах высшего педагогического образования. Включение информатики в сферу предметной подготовки заставляет расширить и предметно ориентировать ее содержание, сделать этот курс способным обслуживать приложения информатики в предметной области.

Анализ планов и программ дисциплин базовой подготовки учителей-предметников на естественнонаучных факультетах педагогических вузов и университетов показал, что содержание учебных курсов, обеспечивающих необходимый квалификационный уровень подготовки в области новых информационных технологий и методики их преподавания еще не отвечает, в полной мере, современным требованиям Государственного стандарта профессионального педагогического образования по направлению "Естествознание".

Для устранения этого противоречия необходимо решить научно-педагогическую проблему по разработке принципов проектирования содержания курса новых информационных технологий и методики обучения НИТ для подготовки студентов естественнонаучных специальностей педагогические вузов к использованию средств новых информационных технологий в своей будущей профессиональной деятельности. В дидактике химии существуют большие возможности применения НИТ для составления контрольных работ, моделирования химических процессов и явлений, компьютеризации химического эксперимента, решения задач и проведения количественных расчетов осуществления самоконтроля и стандартизированного контроля знаний. Эти I другие возможности применения компьютеров в химическом образована сдерживаются из-за нерешенности следующих проблем:

• Нет общего подхода к совершенствованию химического эксперимента методике обучения решению химических задач на основе достижений современной техники.

• Не разработаны критерии оценки компьютерных программ по химии дл) высшей школы.'

• Отсутствует единая классификация педагогических программных средств.

• Не рассмотрены интеграционные процессы между химией и информати кой, между химическим образованием и новыми информационными 1 коммуникационными технологиями, как областями человеческого знания.

• Отсутствуют четкие и достаточные обоснования применения компьютера в обучении химии студентов естественнонаучных дисциплин и компьюте ризации профессионально-методической подготовки будущих учителе! химии.

• Не разработана методика измерений качества образования студентов I оценка степени нагрузки обучаемых при использовании информационны: образовательных технологий.

В теории и практике компьютеризации образования и обучения, несмотря на имеющиеся предпосылки, все еще остается проблема компьютеризации профессионально-методической подготовки будущих преподавателей химии, биологии, экологии.

Актуальность настоящего исследования определяется тем, что компьютеризация образовательного процесса имеет не только научное, но и прикладное значение, связанное с разработкой и реализацией методики проведения компьютерных занятий с использованием готового прикладного программного обеспечения, в частности, программно-методических комплексов, включающих компьютерные программы учебного назначения по профилирующим дисциплинам.

Проблема диссертационного исследования определяется наличием противоречий:

• между потребностями информатизации образования, социальным заказом общества на подготовку высокообразованных специалистов, вооруженных знаниями по применению компьютерной технологии в предметной области и нерешенностью этой проблемы в подготовке преподавателей химии, биологии, экологии;

• между традиционным содержанием, технологией образования и современными требованиями к уровню знаний, интегративным умениям и информационной культуре;

• между потребностью преподавателей в прикладных знаниях по использованию компьютеров в обучении и не разработанностью методических условий компьютеризации подготовки всесторонне развитых специалистов.

Цель работы состоит в разработке и практической реализации компьютерных программ учебного назначения как средства повышения эффективности химического образования студентов естественнонаучных специальностей вузов.

Объектом диссертационного исследования является процесс совершенствования образования студентов естественнонаучных специальностей университетов и педвузов.

Предметом исследования являются компьютерные программы учебного назначения как средства повышения эффективности химического образования студентов естественнонаучных специальностей университета.

Гипотеза исследования состоит в том, что эффективность образования студентов по химии значительно повысится, если в содержание и систему обучения будут входить, как составные элементы, электронные средства поддержки образовательного процесса, с учетом систематического, непрерывного и педагогически оправданного использования компьютерных программ учебного назначения, психолого-педагогических особенностей обучаемых в условиях реализации личностно ориентированного обучения и межпредметных связей информатики с профильными дисциплинами.

Исходя из цели исследования и выдвинутой гипотезы были поставлены следующие задачи:

1. Создание теоретической модели дидактической информационной среды обучения студентов естественнонаучных специальностей университета на основе использования педагогических возможностей компьютерных программно-методических комплексов и программных приложений.

2. Практическая реализация отдельных модулей дидактической информационной среды обучения.

3. Исследование психолого-педагогических возможностей компьютерны? интеллектуальных систем в обучении студентов естественнонаучных специальностей.

4. Анализ компьютерного программного обеспечения учебного назначенш по химии.

5. Разработка и апробация в учебном процессе компьютерного программно методического комплекса по химии.

6. Экспериментальное исследование эффективности использования компью

терных программ учебного назначения по химии в профессиональном об разовании студентов естественнонаучных специальностей университета.

Для достижения целей исследования, проверки гипотезы и решения по ставленных выше задач были использованы следующие методы исследова ния: теоретический анализ проблемы на основе изучения психологической педагогической, методической и технической литературы; электронных ин формационных ресурсов по естественнонаучным дисциплинам, сбор первич ной информации об имеющемся программном обеспечении по циклу естест венных наук; методы абстрагирования и моделирования, заключающиеся 1 установлении общих свойств объекта, замещении дидактической системы мо делью и получении знаний о системе с помощью ее модели; наблюдение за хо дом образовательного процесса, за деятельностью студентов; беседы с препо давателями, студентами; тестирование студентов; педагогический экспери мент, включающий внедрение модуля разработанного компьютерного про граммно-методического комплекса в учебный процесс, отработку методик! преподавания химии с помощью компьютерных учебных программ и проверю эффективности ее использования; математические методы обработки резуль татов педагогических исследований, основанные на математической статисти ке; анализ и обобщение опыта экспериментальной работы.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключа ется в том, что:

• предложена теоретическая модель дидактической информационной сред! обучения студентов естественнонаучных специальностей университета н основе использования педагогических возможностей компьютерных прс граммно-методических комплексов и программных приложений;

• спроектированы научно-методические основы по разработке и использованию компьютерных программно-методических комплексов по химии для обучения студентов профилирующих специальностей;

• созданы электронные учебники по химии, включающие разделы "Строение атома", "Химическая связь", "Кинетика химических реакций";

• выявлено влияние предложенного профессионально-ориентированного компьютерного программно-методического комплекса на повышение эффективности химического образования и профессиональную ориентацию студентов.

Практическая значимость полученных результатов состоит в том, что они могут служить основой для проектирования и проведения компьютерных занятий по химии, разработки компьютерных программ учебного назначения, с целью повышения эффективности образования студентов естественнонаучных специальностей. Разработанный модуль компьютерного программно-методического комплекса по химии может'быть использован на лабораторно-практических занятиях студентов естественнонаучных специальностей: "Химия", "Биология", "Экология".

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечены проведенным анализом прикладного программного обеспечения; созданием модуля компьютерного программно-методического комплекса; методом математической статистики при обработке данных педагогического эксперимента.

Опытно-экспериментальная база: исследование проводилось в Ставропольском государственном университете на биолого-химическом и географическом факультетах. Им были охвачены преподаватели университета, студенты старших курсов, студенты первых курсов по специальностям "химия", "биология", "экология" - всего около 200 человек.

Апробация работы. Результаты исследования получили отражение в научной статье, докладах на конференциях и тезисах докладов автора. Основные результаты исследования докладывались и обсуждались на научно-методических семинарах кафедры ИТОиУ и кафедры неорганической химии в период с 1998 по 2001 гг., на ежегодных научно-практических конференциях преподавателей и студентов Ставропольского государственного университета (1996, 1999, 2000), на региональных научно-методических конференциях "Университетская наука - региону" (Ставрополь, СГУ, 1999-2001гг.), на межвузовской научно-практической конференции "Пропедевтика химического знания" (Тобольск, ТГПИ, 1998г), на Международной научно-практической конференции "Совершенствование преподавания химии в школе и вузе" (Иркутск, ИГПУ, 1999г), на Всероссийской научно-практической конференции "Современный химический практикум" (Тобольск, ТГПИ, 1999г.), на Всероссийской научно-практической конференции "Информатизация образования -2000" (Хабаровск, ХГПУ, 2000г.).

Материалы исследования опубликованы в 9 научных трудах.

На защиту выносятся следующие положения:

• Необходимость теоретического обоснования целесообразности применения новых информационных технологий для повышения эффективности химического образования.

• Разработанные научно-методические основы проектирования компьютерных программно-методических комплексов по химии, ориентированные на формирование у студентов практических умений и навыков применения НИТ в профилирующих предметах, позволяют осуществить личностно ориентированное обучение в условиях развивающегося информационного общества.

• Практическая реализация возможностей компьютерных программно-методических комплексов в обучении студентов естественнонаучных специальностей способствует повышению эффективности образования, которое сказывается на их профессиональной направленности и формировании информационной культуры.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка используемой литературы и трех приложений. Общий объем диссертации составляет 180 страниц. Из них 145 с. - основной текст, 10 с. - список литературы из 132 наименований. В тексте содержится 7 схем, 6 таблиц, 2 диаграммы. Приложение содержит 27 страниц, в которых рассматриваются примеры семантических сетей в химии и экологии, программно-методический комплекс, реализованный в Dynamic HTML 4.0, тесты по химии.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, сформулированы цель, объект, предмет, гипотеза, задачи и методы исследования, раскрыта научная новизна, теоретическая и практическая значимость, представлены положения выносимые на защиту.

Первая глава "Педагогические основы использования компьютерных программ учебного назначения по химии в образовании студентов естественнонаучных специальностей университета" состоит из трех параграфов.

В начале главы изложены основные понятия информатизации образования: технология обучения, информационная технология, новые информационные технологии в обучении (НИТО), технологии компьютерного обучения, обучающая система, программное средство учебного назначения, компьютерная технология обучения, дидактическая компьютерная среда. Рассмотрены группы задач, направленных на повышение эффективности образовательного процесса студентов естественнонаучных специальностей при изучении химии Выделены шесть групп задач:

• задачи, решение которых связано с большим объемом вычислительно)" работы;

• задачи по химии для отображения графической информации;

• моделирование химических объектов и процессов;

• информационно-справочные и обучающие системы;

• задачи практического характера - тренажеры;

• задачи, направленные на осуществление химического эксперимента.

Кроме того, в этой главе рассмотрен вопрос оценки эффективности образовательного процесса.

Эффективность - это, как общепринято в экономических исследованиях, понятие, которое характеризует отношение между затратами ресурсов и выпуском продукции, то есть результатом производства.

В ходе анализа эффективности образовательного процесса было предложено различать внешнюю и внутреннюю эффективности образования, которые связаны с исследованием результата образования в различных плоскостях. Два понятия эффективности - внешняя и внутренняя, вводятся для оценки результата образования с'позиций воплощения в нем двух различных систем целей - целей всего общества, которые оно стремится достигнуть, финансируя образование, и целей образовательной системы, на реализацию которых сама система ориентирует свою деятельность.

Таким образом, оценка эффективности образовательного процесса не может быть адекватно только на основе какого-нибудь одного метода измерения ее эффективности. Любой из методов, разработанных с начала 60-х годов, требует своего дополнения как другими способами численного измерения эффективности образования, так и качественными оценками этой эффективности, которые должны проводиться в широком социально-политическом контексте развития образования.

В пункте 1.1 отображена дидактическая модель компьютерного обучения химии. Для проектирование такой модели рассмотрено влияние информатизации образования на такие компоненты методической системы обучения химии как цели, содержание, методы, средства и организационные формы обучения. Над всеми компонентами осуществляется цикличное управление, при котором управляющая система регулярно получает сведения о ходе педагогического процесса и может оказывать воздействие на его течение, т.е. осуществляется обратная связь и его коррекция. На современном этапе развития науки, методологии и естествознания рассмотренная задача решается при помощи системного подхода к обучению.

В пункте 1.2 рассмотрена познавательная деятельность при использовании нетрадиционных методов обучения с помощью компьютера. В качестве средств обучающих технологий используются инструменты познания - различные компьютерные средства, предназначенные для организации и облегчения процесса познания при изучении химии студентами естественнонаучных дисциплин. Процесс познания действительности осуществляется через познавательную деятельность. В работе представлена деятельностная модель педагогического процесса при изучении химии.

В пункте 1.3 проведен анализ психолого-педагогических возможностей компьютерных технологий в организации запоминания и воспроизведения учебной информации. В диссертационном исследовании приводятся примеры семантических обобщений и экспертных систем в химии, как составляющих интеллектуальной системы.

Вторая глава диссертации "Модель практической реализации программного обеспечения при изучении некоторых разделов химии" включает шесть параграфов.

В пункте 2.1 рассмотрены принципы педагогической целесообразности использования педагогических программных средств (ППС) в учебном процессе, их содержание, критерии индивидуализации обучения с помощью ППС. Приведены примеры компьютерных программных средств, реализуемых в поддержку обучения химии: инструментальная программа механики молекул ChemPen3D, пакеты программ Multivision и HyperMethod, программа Macromedia Director; решение химических задач в Excel, составление презентаций в PowerPoint.

В пункте 2.2 формулируется определение электронного учебника и его дидактические возможности.

Электронный учебник - это программно-методический комплекс, обеспечивающий возможность самостоятельного, или при участии преподавателя, освоения учебного курса или его большого раздела с помощью компьютера. Электронный учебник, как правило, представляет собой мультимедийный продукт и должен обеспечить эффективное обучение студентов в режиме самообразования, с учетом всех психолого-педагогических особенностей. Другими словами, мультимедийный электронный учебник должен работать так, чтобы автоматизировать все этапы обучения, от изложения учебного материала до контроля знаний и выставления итоговых оценок.

Важной проблемой на сегодняшний день является проблема оценки и отбора качественных программных продуктов из всего многообразия, которое мы видим на рынке программных средств, поскольку как в отечественной, так и в зарубежной педагогической науке еше не разработан достаточно точный, объективный и вместе с тем производительный метод оценки качества компьютерного программного обеспечения. В настоящем исследовании мы попытались провести анализ ряда электронных учебников по химии, выявив при этом их достоинства и недостатки.

Практические вопросы создания компьютерных программно-методических комплексов (ПМК) освещены в пункте 2.3 второй главы.

В диссертационном исследовании рассмотрены этапы создания модуля такого комплекса, включающего разделы химии "Строение атома", "Химическая связь", который программно реализован на объектно-ориентированной версии языка описания гипертекста Dynamic HTML 4.0.

В пункте 2.4 находится описание и методические рекомендации по использованию модуля программно-методического комплекса по химии для преподавателей.

В основу ПМК были положены педагогические программные средства (ППС), методические рекомендации по их использованию в учебном процессе с описаниями методики проведения компьютерных занятий с помощью ППС, а также система дидактических материалов для самостоятельной работы студентов. Свойства разработанного ПМК отражены в табл. I.

Таблица I.

Свойства программно-методического комплекса.

Критерии Описание ПМК

Назначение 1. Формирование логико-алгоритмического и системно-комбинаторного мышления. 2. Повышение уровня познавательной активности. 3. Индивидуализация обучения и самообучение. 4. Интерактивное взаимодействие. 5. Повышение уровня компьютерной образованности. 6. Познание научной картины мира.

Структура 1. Компьютерная информационно-справочная система (теория). 2. Практическая часть (учебные карты). 3. Контролирующий блок в форме компьютерзиро-ванного тестирования и решения типовых задач по обшей химии, 4. Методические рекомендации по использованию комплекса в процессе обучения.

Лабильность (гибкость) Обучаемый может перейти по гиперссылкам к любому блоку комплекса.

Пользовательский интерфейс Взаимодействие обучаемого с ПМК с помощью курсора, мыши.

Объем Модуль комплекса состоит из 82 файлов, 9 папок и занимает 631 КБ памяти.

В работе проводилось исследование влияния компьютерного обучения химии на профессиональную направленность студентов, основанное на построение профессиограмм педагогической деятельности. Данные профессио-грамм использовались на этапах эксперимента при выявлении контрольной и экспериментальной групп, а также для диагностики изменения процента профессиональной направленности после прохождения компьютерного курса по специальности "химия". В настоящем исследовании понятие профессиональной направленности включало в себя следующие характеристики: мотивацию достижения, мотивацию одобрения, общительность, организованность, направленность на предмет, интеллигентность. Каждая из характеристик профессиональной направленности считается недостаточно развитой, если получено менее трех баллов и ярко выраженной, при количестве баллов более семи. Следует отметить, что оценка основных характеристик профессиональной направленности должно характеризоваться динамической изменчивостью, направленной на достижение полезного результата в виде разницы значений конечных и начальных данных.

Исследования проводились на первых курсах химиков, биологов, экологов. Выявление процентного соотношения профессиональной направленности было дважды: до компьютерного обучения химии и после курса компьютерных занятий по химии.

В результате проведенного исследования выяснилось, что профессиональная направленность у студентов-химиков I курса после формирующего эксперимента на 7% выше результата до формирующего эксперимента. Характеристики профессиональной направленности тоже увеличились: общительность - на I балл, направленность на предмет - на 1,5 балла, интеллигентность -на 0,5 балла, мотивация одобрения - на I балл, мотивация достижения - на 0,5 балла, организованность - на 0,5 балла.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что обучение химии с помощью компьютера является мощным усилителем профессиональных качеств и ярким мотивационным компонентом в приобретении навыков будущего специалиста. Эффективность работы новой информационной технологии зависит от полноты учета психологических характеристик деятельности будущих пользователей этой технологии.

Ниже приведены диаграммы полученных данных:

Диаграмма 1.

Изменение профессиональной направленности до и после эксперимента

Ш Профессиональная направленность после эксперимента

■ Профессиональная направленность до эксперимента

50%

55%

60%

65%

70%

Диаграмма 2.

Изменение характеристик профессиональной направленности до и после эксперимента

баллы

■ДО

эксперимента Шпосле эксперимента

Педагогический эксперимент по определению эффективности программно-методического комплекса при обучении химии студентов естественнонаучных дисциплин проводился в несколько этапов:

1. Подготовительный jman.

Предварительно были изучены научная и методическая литература, опыт учителей-новаторов по использованию новых технологий обучения, выявлены возможности использования материалов, полученных в ходе исследования. На этом этапе подбирался материал по темам химических занятий, дополнительная литература, составлялись компьютерные программно-методические комплексы по химии для экспериментальных групп.

2. Диагностический тит.

Исследование проводились со студентами 1-ых курсов специальностей «Экология», «Биология», «Химия», где по программе изучаются темы «Атом-но-молекулярное учение», «Строение атома», «Понятие химической связи», «Метод молекулярных орбиталей», «Метод валентных связей», «Химическая термодинамика», «Химическая кинетика». В качестве экспериментальной группы были выбраны студенты первых курсов группы А, в качестве контрольных групп в эксперименте участвовали студенты первых курсов группы Б по выше перечисленным специальностям. На этом этапе шла подготовка дидактических материалов для проведения контрольных срезов в виде компьютерного тестирования, проводилась диагностика испытуемых для выявления уровня сформированности знаний и умений учащихся по данной теме. 1. Прогностический этап.

Главной задачей формирующего эксперимента была оценка эффективности обучения студентов с введением экспериментального фактора, то есть определенной компьютерной программы в ЭГ (экспериментальной группе) и без введения экспериментального фактора в КГ (контрольной группе). В экспериментальной группе студенты использовали модуль программно-методического комплекса по химии и компьютерные программы, специально адаптированные под изучение химии, а студенты контрольной группы проходили обычный курс информатики без специального уклона в область химии. Интеллектуальный уровень студентов в контрольной и экспериментальной группах сходен, что было установлено в результате ранее проведенных исследований с использованием теста способностей. Наряду с традиционными формами контроля в учебном процессе активно использовались компьютерные тесты. Эти тесты были помешены в оболочку редактора тестов (Editor). Такой метод контроля и самоконтроля способствует сознательному изучению химии, исключает в значительной степени формальный подход к усвоению фундаментальных химических понятий и фактического материала. Прогнозируемые результаты: при использовании компьютерных программно-методических комплексов формируется умение генерализовать материал, что способствует повышению качества знаний.

2. Организационный этап.

Базой для эксперимента стал Ставропольский государственный университет. Эксперимент проводится в рамках учебного времени. Традиционный курс химии сопровождался компьютерными занятиями в классе информатики для экспериментальной группы.

3. Практический этап.

Поскольку студенты еще не работали с компьютерными программными продуктами в виде электронных учебников, мы объяснили, что эти программно-методические комплексы представляют собой компактное отображение основного учебного материала. Простота изображения, доступность для понимания создает четкое, наглядное представление об учебном материале и поможет разобраться в его структуре, выделить главное. Обучаемым объяснили, каким образом будет происходить изучение материала, ознакомили с основными символами, атрибутами и элементами пользовательского интерфейса компьютерной программы. Разработанный нами компьютерный программно-методический комплекс включает практические задания в форме расчетных задач и упражнений по построению объемных моделей молекул тех или иных веществ. По мере прохождения части материала студенты выходили на контролирующий блок, осуществляя обратную связь с преподавателем. По результатам тестового контроля преподаватель в конце занятия выставлял оценки. Педагогический эксперимент проводился следующим образом:

I). Эффективность компьютерного обучения оценивалась путем сравнения результатов тестирования студентов ЭГ (12 человек) и КГ (12 человек) 1-го курса "Экология" на основании изучения следующих разделов химии: "Строение атома", "Химическая связь", "Химическая кинетика", "Химическая термодинамика", "Химическая экология".

Общий результат тестирования оценивался суммой баллов, полученных за решение тестовых заданий (0 баллов - за ошибочный ответ или его отсутствие, 1 балл - за правильный ответ). Каждый тест включал в себя 10 заданий по соответствующей химической теме. В обобщенном виде сравнительные данные результатов обучения приведены в табл. 2.

Таблица 2.

Общая характеристика результатов тестирования студентов 1 курса специальности "экология" и относительная эффективность объема усвоенного материала с помощью компьютерного обучения химии - (?„.

Средний результат выполнения заданий

Блок знаний стандартизированного теста &

Экспериментальная Контрольная

Название изучае- %

баллы ик„(%) баллы итм (%)

мых тем

1. Строение атома 8 82,2 7 73,33 25,7

2. Молекула 8 84,7 6 67,8 32,8

3. Химическая

связь (МВС, 7 66,67 7 74,6 44,9

ММО)

Среднее 7,67 77,86 6,67 71,91 8,27

I. Химическая 9 85,6 1 69,5 23

термодинамика

2. Химическая 8 82,3 1 73,4 12,11

кинетика

3. Химическая 9 87,8 8 80,1 5

экология

Среднее <4,33 85,23 7,33 77,66 13,37

Для оценки эффективности компьютерного обучения химии использо-валас относительная эффективность объема усвоенного материала, представленная следующим уравнением:

о = и>->< - и»>~< х 100 о/ и

^ тм

где:

{?,, - относительная эффективность объема усвоенного материала;

На, - объем знаний, усвоенный с использованием компьютерных программ

( компьютерных программно-методических комплексов);

Чт11 - объем знаний, усвоенных с использованием традиционных методов.

Необходимо подчеркнуть, что ик„ и ¿/„ш необходимо рассматривать за одинаковый промежуток учебного времени.

Анализ п оценка результатов выполнения тестов с помощью дидактического показателя эффективности обучения ((?,.) позволяет сделать вывод, что студенты экспериментальной группы специальности "экология" достигли луч-

ших результатов по сравнению со студентами контрольной группы. Уровень знаний и умений студентов экспериментальной группы в среднем на 6,76 % выше по сравнению со студентами контрольной группы. Средняя относительная эффективность по объему усвоенного материала ((?,.) составила в первом блоке тем (I полугодие) 8,27 % , во втором блоке тем (И полугодие) - 13,37%. Средняя эффективность объема усвоенного материала - 10,82 %.

2). Эффективность компьютерного обучения оценивалась путем сравнения результатов тестирования студентов ЭГ (24 человека) и КГ (27 человек) 1-го курса "Химия" на основании изучения следующих разделов химии: "Строение атома", "Химическая связь", "Химическая кинетика", "Химическая термодинамика" (табл. 3).

Таблица 3.

Общая характеристика результатов тестирования студентов 1 курса специальности "Химия" и относительная эффективность объема усвоенного материала с помощью компьютерного обучения химии - (?,,.

Средний результат выполнения заданий

Блок знаний стандартизированного теста <2.

Эксперименталь- Контрольная

Название ная %

изучаемых тем баллы Ик„ (%) баллы и™ (%)

1. Строение атома 8 84,5 8 80 5,6

2. Химическая

связь:

М ВС, 7 72,5 7 71,5 1,4

ММО 7 68,62 7 65,7 4,4

Среднее 7,33 75,21 7,33 72,4 3,88

3. Химическая

термодинамика 8 80 1 72,4 10,5

4. Химическая

кинетика 9 87,4 8 84,5 3,4

Среднее 8,5 83,7 7,5 78,65 6,69

Анализ и оценка результатов выполнения тестов с помощью дидактического показателя эффективности обучения ((>,,) позволяет сделать вывод, что студенты экспериментальной группы специальности "химия" достигли лучших результатов по сравнению со студентами контрольной группы. Уровень знаний и умений студентов экспериментальной группы в среднем на 3,93 % выше по сравнению со студентами контрольной группы. Средняя относительная эффективность по объему усвоенного материала (£>,,) составила в первом блоке тем (I полугодие) 3,88 % , во втором блоке тем (II полугодие) - 6,69 %. Средняя эффективность объема усвоенного материала - 5,285 %.

Анализ результатов педагогического эксперимента позволяет сделать вывод об эффективности используемого программного обеспечения для повышения качества знаний по химии студентов-химиков 1-го курса. Сравнение результатов дидактического показателя эффективности обучения у студентов-химиков и студентов-экологов показывает, что у химиков уровень знаний, умений и средняя эффективность объема усвоенного материала почти в два раза меньше результатов студентов-экологов. На наш взгляд, это можно объяснить тем, что предмет "химия" для химиков является профилирующей дисциплиной и студенты контрольной и экспериментальной группы одинаково настроены на ее изучение, при этом действует такой фактор профессиональной направленности как направленность на предмет. Достижение лучших результатов экспериментальной группы говорит об эффективности использования компьютерного обучения химии, то есть о новых возможностях методов и средств обучения.

Данные об эффективности компьютерного обучения химии студентов-биологов приводятся в диссертации.

Следующим этапом эксперимента было сравнение успеваемости студентов-химиков контрольной и экспериментальной группы в рамках традиционных занятий по общей химии. Этот этап эксперимента заключался в сравнении достигаемых результатов ЭГ с результатами КГ на традиционных занятиях по химии. ЭГ в течение всего учебного процесса посещала компьютерные занятия по химии в часы контроля за самостоятельной работой. Нами были собраны данные об успеваемости на текущих занятиях по химии (практические, коллоквиумы, семинары). Относительная эффективность компьютерных занятий по химии составила 7,9 % (табл. 4).

Таблица 4.

Общая характеристика успеваемости студентов / курса специальности «Химия» по текущему курсу «Общая химия» и относительная эффективность компьютерных занятий по химии.

Блок знаний Характеристика успеваемости 0.

студентов

Эксперимен- Контрольная

Название изучаемых тем тальная %

баллы баллы

1. Строение атома 4,652 4,1 13,46

2. Химическая связь:

МВС, 3,647 3,262 11,8

ММО

3. Химическая термо- 4,25 4,17 1,91

динамика

4. Химическая кинети- 4,7 4,5 4,44

ка

Среднее 4,28 3,85 7,9

Педагогический эксперимент показал:

• Учебный материал усваивается быстрее студентами, при обучении которых использовали компьютерные программы учебного назначения с различными способами представления информации.

• Компьютерный контроль знаний студентов с помощью тестирования является современным методом исследований достижения студентов, позволяющий:

а) записать в памяти компьютера полные данные о заданиях, предназначенных для решения как отдельными студентами, так и группой студентов, и ответы на тестовые задания каждого тестируемого (что облегчает анализ результатов и позволяет корректировать вопросы);

б) приспособить уровень трудности заданий к уровню знаний студентов;

в) сократить время тестирования, предлагая студенту только 10 заданий из 30 допустимых;

г) увеличение достоверности результатов тестирования.

• Проведенный педагогический эксперимент показал, что эффективность образования значительно повысится, если в методику обучения химии будут входить компьютерные программы учебного назначения при условии создания дидактической информационной среды.

Выполнение компьютерных тестовых заданий не только помогло реализовать самоконтроль, но и позволяет самостоятельно совершенствовать и углублять знания по химии, что в свою очередь способствовало развитию интереса к этому предмету, к использованию полученных знаний в повседневной жизни, на практике.

Большинство студентов дало положительную оценку необходимости компьютерной техники и новых информационных технологий в химическом образовании.

В заключении диссертации приведены общие итоги исследования.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Разработана теоретическая модель дидактической информационной среды обучения студентов естественнонаучных специальностей университета на основе использования педагогических возможностей компьютерных программно-методических комплексов и программных приложений.

2. Исследованы психолого-педагогические возможности компьютерных интеллектуальных систем в обучении студентов естественнонаучных специальностей.

3. Проанализированы компьютерные программы учебного назначения по химии.

4. Разработан и апробирован в учебном процессе компьютерный программно-методический комплекс по химии.

5. Проведенный педагогический эксперимент показал, что образовательный процесс будет эффективен, если в методику обучения химии будут входить компьютерные программы учебного назначения при условии создания дидактической информационной среды.

Основные положения диссертационного исследования отражены в следующих публикациях автора:

1. Использование прикладного программного обеспечения и систем программирования для построения информационных моделей по химии // Тезисы докладов на научно-студенческой конференции СГУ, 1996. С.87.

2. Использование прикладного программного обеспечения и систем программирования для построения информационных моделей по химии // «Окружающая среда и человек» Материалы научно-методической студенческой конференции, вып. 7, Ставрополь, 1998. С. 159 - 160.

3. Анализ компьютерных программ, применяемых при обучении химии // «Пропедевтика химического знания» Тезисы докладов межвузовской научно-практической конференции ТГПИ. - Тобольск, 1998. С. 16 -17.

4. Образовательные возможности программно-педагогических средств по химии // "Университетская наука - региону" Материалы ХНУ научно-методической конференции. - Ставрополь: Изд-во СГУ, 1999. -

С. 14-17.

5. Компьютерный программно-методический комплекс для обучения химии студентов естественнонаучных специальностей // «Совершенствование преподавания химии в школе и вузе» Тезисы докладов Международной научно-практической конференции. - Иркутск: Изд-во ИГПУ, 1999. -

С. 33 -35.

6. Основы разработки мультимедийных программно-методических комплексов и анализ готового программного обеспечения по химии в учебной и научной работе // Материалы Всероссийских Менделеевских чтений (15 -17 ноября 1999г.). - Тобольск: Изд-во ТГПИ, 1999.С. 113-114.

7. Информационные технологии обучения химии студентов естественнонаучных специальностей в системе общего и профессионального образования // "Информатизация образования - 2000" Материалы Всероссийской научно-практической конференции 16 - 18 мая 2000 года. - Хабаровск: Изд-во ХГПУ, 2000. С. 78 - 79.

8. Представление компьютерного программно-методического комплекса по химии // "Университетская наука - региону" Материалы ХЬУ научно-методической конференции. - Ставрополь: Изд-во СГУ, 2000. С. 50-51.

9. Создание компьютерного программно-методического комплекса по химии // Вестник Ставропольского государственного университета. Физико-математические науки. Вып. 28,2001. (В соавторстве, в печати).

Лицензия ПЛД№ 72-т> от 21.11.97 г.

Печать офсетная. Бумага офсетная. Формат 60x84/16 Физ.печ.л. - 1,37 Усл.печ.л. - 1,27 Заказ 231 Тираж-100

Сверстано и отпечатано в цехе оперативной полиграфии краевого комитета государственной статистики г. Ставрополь, ул. Пушкина,4

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата педагогических наук, Зенкина, Светлана Викторовна, 2001 год

Введение

Глава 1. Педагогические основы использования компьютерных программ учебного назначения по химии в образовании студентов естественнонаучных специальностей университета

1.1. Дидактическая модель компьютерного обучения химии

1.2. Компьютеры как инструменты познания

1.3. Психолого-педагогический аспект информационных технологий обучения естественнонаучным дисциплинам

Выводы к первой главе

Глава 2. Модель практической реализации программного обеспечения при изучении некоторых разделов химии

2.1. Компьютерные инструментальные программные средства для обучения химии студентов естественнонаучных специальностей вузов

2.2. Анализ программ на компакт-дисках

2.3. Создание компьютерного программно-методического комплекса по химии

2.4. Описание и методические рекомендации для преподавателей по использованию модуля программно-методического комплекса при обучении химии

2.5. Психологические особенности влияния компьютерного обучения химии на профессиональную направленность студентов

2.6. Повышение эффективности обучения химии студентов естественнонаучных специальностей вуза при использовании компьютерных программ учебного назначения

Выводы ко второй главе

Введение диссертации по педагогике, на тему "Компьютерные программы учебного назначения как средство повышения эффективности химического образования студентов естественнонаучных специальностей"

В настоящее время в нашем обществе процессы информатизации стали одними из интенсивно развивающихся. В свою очередь информатизация общества ставит перед собой задачу информатизации образования, а для ее проведения необходимы высококвалифицированные кадры для всех областей общественной жизни и, в первую очередь, преподаватели системы образования. Поэтому одной из глобальных целей информатизации образования является подготовка будущих педагогов, обладающих высокой квалификацией и необходимой информационной культурой, готовых и умеющих применять новые информационные технологии (НИТ) в процессе обучения и управления образованием, а также активно участвующих в информатизации своего образовательного учреждения и общества в целом.

Исследования в этой области начали интенсивно проводиться с 1981 года. Основные результаты исследований в этой области знаний отражены в работах Н.В.Апатовой, С.А.Бешенкова, В.В.Бизюка, Г.А.Бордовского, Ю.С.Брановского, Я.А.Ваграменко, А.И.Галкиной, А.Г.Гейна, Б.С. Гершунского, И.Б.Готской, С.Г.Григорьева, А.П.Ершова, В.А.Извозчикова, Г.А.Кручининой, В.В.Лаптева, М.И.Лапчика, И.В.Роберт, И.А.Румянцева, Т.А. Симаневой, Д.Е.Прокудина и других ученых.

Теории и методике использования компьютерных средств и информационных технологий в профессиональной подготовке студентов посвящены докторские диссертации Ю.С.Брановского, М.И.Жалдака, Э.И.Кузнецова, А.Л.Денисовой. В работе И.В.Вострокнутова разработаны принципы построения моделей оценки эффективности современных информационных технологий учебного назначения. Разработка профессионально-ориентированного курса информатики и вычислительной техники для студентов естественнонаучных специальностей вузов проводилась в работах Прокудина Д.Е., Симаневой Т.А. В исследовании польского ученого Гморха Ришарда рассмотрены оптимальные условия реализации методики применения компьютера в системе профессионально-методической подготовки учителей химии, повышение ее эффективности за счет компьютеризации.

Основная доктрина учебно-методического объединения педагогических учебных заведений Министерства образования Российской Федерации по информатизации образования (УМО ИПО) применительно к вопросу об информатизации высшего педагогического образования состоит в том, что информатика как образовательно-профессиональная и учебно-научная дисциплина по непрофильным (по отношению к информатике) направлениям и специальностям должна входить в область предметной подготовки специалиста; содержание этой дисциплины в прикладной ее части должно быть предметно ориентированно.

В соответствии со структурой стандартов педагогического образования эту задачу можно решать двумя путями:

• информатика как инструмент для конкретных предметных приложений в рамках данного профиля подготовки актуализируется в интегративном ядре предметного блока стандартов (например, в форме практикума по информационному моделированию).

Анализ учебных планов и программ дисциплин базовой подготовки учителей-предметников на естественнонаучных факультетах педагогических вузов и университетов показал, что содержание учебных курсов, обеспечивающих необходимый квалификационный уровень подготовки в области новых информационных технологий и методики их преподавания еще не отвечает, в полной мере, современным требованиям Государственного стандарта профессионального педагогического образования по направлению "Естествознание".

Для устранения этого противоречия необходимо решить научно-педагогическую проблему по разработке принципов проектирования содержания курса новых информационных технологий и методики обучения НИТ для подготовки студентов естественнонаучных специальностей педагогических вузов к использованию средств новых информационных технологий в своей будущей профессиональной деятельности, то есть в учебном процессе. В дидактике химии существуют большие возможности применения НИТ для составления контрольных работ, моделирования химических процессов и явлений, компьютеризации химического эксперимента, решения задач и проведения количественных расчетов, осуществления самоконтроля и стандартизированного контроля знаний. Эти и другие возможности применения компьютеров в обучении химии сдерживаются из-за нерешенности следующих проблем методики:

• Нет общего подхода к совершенствованию химического эксперимента, методике обучения решению химических задач на основе достижений современной техники.

• Не разработаны критерии оценки компьютерных программ по химии для высшей школы.

• Отсутствует единая классификация педагогических программных средств.

• Не рассмотрены интеграционные процессы между химией и информатикой, между дидактикой химии и новыми информационными и коммуникационными технологиями как областями человеческого знания.

• Отсутствуют четкие и достаточные обоснования применения компьютеров в обучении химии студентов естественнонаучных дисциплин и компьютеризации профессионально-методической подготовки будущих учителей химии.

• Не разработана методика измерений качества образования студентов и оценка степени нагрузки обучаемых при использовании информационных образовательных технологий.

В теории и практике компьютеризации образования и обучения, несмотря на имеющиеся предпосылки, все еще остается проблема компьютеризации профессионально-методической подготовки преподавателей химии, биологии, экологии.

В предлагаемой диссертации исследуются вопросы повышения эффективности образования по химии студентов естественнонаучных факультетов на основе использования компьютерных программно-методических комплексов по химии, рассматривается психологический аспект использования НИТ в педагогическом процессе. Отметим, что авторами в выше упомянутых работах, исследованиям такого характера отводилась особая роль, раскрывались огромные потенциальные возможности НИТ в учебном процессе для естественнонаучных и гуманитарных специальностей. Особенность нашего исследования в том, что мы рассматриваем проблему компьютеризации обучения химии с двух сторон: усовершенствование методики обучения химии и предоставление возможностей НИТ в организации учебного процесса и подготовки высококвалифицированных специалистов.

Таким образом, необходимость в специальной подготовке будущих педагогов, в четко построенной системе обучения, позволяет определить основные направления научных исследований, необходимых для внедрения новых информационных технологий и эффективных методик обучения будущих специалистов-преподавателей, а тему диссертационного исследования по применению новых информационных технологий для повышения эффективности образования, как актуальную, чрезвычайно перспективную и своевременную.

Актуальность настоящего исследования определяется тем, что компьютеризация образовательного процесса имеет не только научное, но и прикладное значение, связанное с разработкой и реализацией методики проведения компьютерных занятий с использованием готового прикладного программного обеспечения, в частности, компьютерных программно-методических комплексов, включающих компьютерные программы учебного назначения по профилирующим дисциплинам.

Проблема диссертационного исследования определяется наличием противоречий:

Цель работы состоит в разработке и практической реализации основ повышения эффективности образования по химии студентов естественнонаучных специальностей вузов на основе систематического и непрерывного использования компьютерных программ учебного назначения.

Предметом исследования являются основы повышения эффективности образования по химии студентов естественнонаучных специальностей университета на основе использования компьютерных программ учебного назначения.

Гипотеза исследования состоит в том, что эффективность образования студентов по химии значительно повысится, если в содержание и систему обучения будут входить, как составные элементы, электронные средства поддержки образовательного процесса, с учетом систематического и непрерывного, педагогически оправданного использования компьютерных программ учебного назначения, психолого-педагогических особенностей обучаемых в условиях реализации личностно ориентированного обучения и межпредметных связей информатики с профильными дисциплинами.

Исходя из цели исследования и выдвинутой гипотезы были поставлены следующие задачи:

2. Практическая реализация отдельных модулей дидактической информационной среды обучения.

3. Исследование психолого-педагогических возможностей компьютерных интеллектуальных систем в обучении студентов естественнонаучных специальностей.

4. Анализ компьютерного программного обеспечения учебного назначения по химии.

5. Разработка и апробация в учебном процессе компьютерного программно-методического комплекса по химии.

6. Экспериментальное исследование эффективности использования компьютерных программ учебного назначения по химии в профессиональном образовании студентов естественнонаучных специальностей университета.

Для достижения целей исследования, проверки гипотезы и решения поставленных выше задач были использованы следующие методы исследования: теоретический анализ проблемы на основе изучения психологической, педагогической, методической и технической литературы; электронных информационных ресурсов по естественнонаучным дисциплинам, сбор первичной информации о имеющимся программном обеспечении по циклу естественных наук; методы абстрагирования и моделирования, заключающиеся в установлении общих свойств объекта, замещении дидактической системы моделью и получении знаний о системе с помощью ее модели; наблюдение за ходом образовательного процесса, за деятельностью студентов; беседы с преподавателями, студентами; тестирование студентов; педагогический эксперимент, включающий внедрение модуля разработанного компьютерного программно-методического комплекса в учебный процесс, отработку методики преподавания химии с помощью компьютерных учебных программ и проверку эффективности ее использования; математические методы и обработки результатов педагогических исследований, основанные на математической статистике; анализ и обобщение опыта экспериментальной работы.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования заключается в том, что:

• предложена теоретическая модель дидактической информационной среды обучения студентов естественнонаучных специальностей университета на основе использования педагогических возможностей компьютерных программно-методических комплексов и программных приложений;

Практическая значимость полученных результатов состоит в том, что они могут служить основой для проектирования и проведения компьютерных занятий по химии, разработки компьютерных программ учебного назначения с целью повышения эффективности образования студентов естественнонаучных специальностей. Разработан модуль компьютерного программно-методического комплекса по химии и приведены доказательства эффективности его внедрения на лабораторно-практических занятиях студентов естественнонаучных специальностей: "Химия", "Биология", "Экология".

Опытно-экспериментальная база: исследование проводилось в Ставропольском государственном университете на биолого-химическом факультете. Им были охвачены преподаватели университета, студенты старших курсов, студенты первых курсов по специальностям "химия", "биология", "экология" - всего около 200 человек.

Апробация работы и внедрение результатов. Они получили отражение в научной статье, методическом пособии, докладах на конференциях и тезисах докладов автора. Основные результаты исследования докладывались и обсуждались на научно-методических семинарах кафедры ИТОиУ и кафедры неорганической химии в период с 1998 по 2001 гг., на ежегодных научно-практических конференциях преподавателей и студентов Ставропольского государственного университета (1996, 1999, 2000, 2001), на региональных научно-методических конференциях "Университетская наука - региону" (Ставрополь, СГУ, 1999-2001гг.), на межвузовской научно-практической конференции "Пропедевтика химического знания" (Тобольск, ТГПИ, 1998г), на Международной научно-практической конференции "Совершенствование преподавания химии в школе и вузе" (Иркутск, ИГПУ, 1999г), на Всероссийской научно-практической конференции "Современный химический практикум" (Тобольск, ТГПИ, 1999г.), на Всероссийской научно-практической конференции "Информатизация образования - 2000" (Хабаровск, ХГПУ, 2000г.).

Материалы исследования изложены в 9 научных трудах.

На защиту выносятся следующие положения:

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, двух глав, заключения, списка используемой литературы и трех приложений. Общий объем диссертации составляет 180 страниц. Из них 145 с. - основной текст, 18 с. - список литературы из 132 наименований. В тексте содержится 8 схем, 7 таблиц, 2 диаграммы. Компьютерные программы учебного назначения, используемые в педагогическом эксперименте, представлены на магнитных носителях. Приложение содержит 20 страниц.

Заключение диссертации научная статья по теме "Теория и методика профессионального образования"

Выводы ко второй главе

Достичь новых результатов в обучении можно на основании новых информационных технологий с хорошо разработанной методикой. Применение современных информационных технологий существенно дополняет традиционные взгляды на методику преподавания химии, структуру и организацию учебной деятельности, делает изучение предмета более интересным, содержательным, зрелищным, что очень важно для успешного преподавания естественных дисциплин в университете. Приведенное программное обеспечение позволяет реализовывать основные группы задач, рассмотренные в I главе диссертации.

В настоящем исследовании в результате проведенного исследования влияния компьютерного обучения химии на профессиональную направленность, можно сделать сделать следующий вывод: обучение химии с помощью компьютера является мощным усилителем профессиональных качеств и ярким мотивационным компонентом в приобретении навыков будущего специалиста.

Проведенный педагогический эксперимент показал, что эффективность образования значительно повысится, если в методику обучения химии будут входить компьютерные программы учебного назначения при условии создания дидактической информационной среды.

Заключение

Одна из тенденций образования - индустриализация обучения, его компьютеризация и сопровождающая ее технологизация, что позволяет действенно усилить интеллектуальную деятельность современного общества. Создание системы образования, способной подготовить население нашей планеты к жизни в условиях меняющегося мира, - одна из наиболее важных и актуальных проблем современного общества.

Сегодня мы должны видеть в специалисте с высшим образованием человека, свободно ориентирующегося в мировом информационном пространстве, имеющего необходимые знания и навыки для того, чтобы осуществлять поиск, обработку и хранение информации, используя современные информационные технологии, компьютерные коммуникации и системы. Развитость и совершенство методов и средств современных информационных технологий создают реальные возможности для их использования в системе образования с целью развития творческих способностей человека в процессе его образования. Именно с новыми информационными технологиями мы сегодня связываем реальные возможности построения открытой образовательной системы, позволяющей каждому человеку выбирать свою собственную траекторию обучения; коренного изменения технологии получения нового знания посредством более эффективной организации учебного процесса на основе такого важнейшего дидактического свойства компьютера, как индивидуализация учебного процесса при сохранении его целостности за счет программируемое™ и динамической адаптированности учебных программ.

Образование - это единственная надежда на преодоление глобального кризиса современной цивилизации, на создание необходимых условий не только для ее выживания в настоящем, но и устойчивого развития в будущем.

В заключении приведем основные выводы и результаты проведенного диссертационного исследования:

3. Проанализированы компьютерные программы учебного назначения по химии.

4. Разработан и апробирован в учебном процессе компьютерный программно-методический комплекс по химии.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата педагогических наук, Зенкина, Светлана Викторовна, Ставрополь

1. Алехина И.В. Дидактические основы применения ЭВМ в процессе формирования педагогических умений у будущих учителей. Автореферат. - Брянск, 1994. - 20с.

2. Бабанский Ю.К., Поташник М.М. Оптимизация педагогического процесса.-Киев, 1983.-287с.

3. Бабанский Ю.К. Проблемы повышения эффективности педагогических исследований. М.: Педагогика, 1982. - 192с.

4. Балыкина Е.Н. Слагаемые эффективности педагогических программных средств учебного назначения по историческим дисциплинам. //Компьютерные учебные программы, №1. М.: 2000. - 13-36с.

5. Безручко В.Т., Масленников В.В. Комплект учебно-методических материалов и программ для компьютерной поддержки учебного процесса по химии. // Материалы международной научно-практической конференции, Новосибирск, 1996. - 39с.

6. Беспалько В.П., Татур Ю.Г. Системно-методическое обеспечение учебновоспитательного процесса подготовки специалистов: Учебное пособие. -М.: Высш. шк., 1989. 144с.

7. Беспалько В.П. Слагаемые педагогической технологии. М.: Педагогика,1989. 192с.

8. Бидайбеков Е.Ы., Гринискун В.В. Гипермедиа в обучении. // Информатика и образование, №8, 1999. 83с.

9. Ю.Борковский А.Б. Англо-русский словарь по программированию и информатике. М.: Рус. яз., 1990. - 335с.

10. П.Бочкин А.И. Методика преподавания информатики: Учебн. пособие Мн.: Выш. шк., 1998. -431с.

11. Брановский Ю.С. Введение в педагогическую информатику. Ставрополь, 1995. 202с.

12. Брановский Ю.С. Компьютеризация процесса обучения в педагогическом вузе и средней школе: Учебное пособие. Ставрополь: СГПИ, 1990. -144с.

13. Брановский Ю.С., Зимова J1.H., Зенкина С.В. Компьютерный программно-методический комплекс для обучения химии студентов естественнонаучных специальностей. Тез. конф. - Иркутск, 1999.-c.80.

14. Брябин В.М. Программное обеспечение персональных ЭВМ. М.: Наука, -1998.-96с.

15. Вербицкий А.А. Активное обучение в высшей школе: контекстный подход. М.: Высш. шк., 1991.

16. Верней Г., Шанон М. ЭВМ помогает химии. Л.: Химия, 1990. - 384с.

17. Вострокнутов И.Е. Разработка принципов построения моделей оценки эффективности современных информационных технологий учебного назначения: Дис. канд. пед. наук. СПб, 1995. 175с.

18. Вострокнутов И.Е. Критерии оценки эффективности педагогических программных средств. //Компьютерные учебные программы, №1. М.: 1998.-25-34с.

19. Вострокнутов И.Е., Кузнецов Ю.К. Оценка компьютерных программ и информационных технологий обучения. // Педагогическая информатика, №2. 1994. - 68с.

20. Воротницкий Ю.И. Информационные технологии в системе высшего образования. // Информатика и образование, №3, 1999. 21с.

21. Второй Международный конгресс ЮНЕСКО "Образование и информатика" "Политика в области образования и НИТ". Национальный доклад РФ на II Международном конгрессе ЮНЕСКО "Образование и информатика"// Информатика и образование, №5, 1996. С. 156.

22. Высоцкий И.Р. Компьютер в образовании. // Информатика и образование, №1,2000. 14с.

23. Гальперин П.Я. Развитие исследований по формированию умственных действий. // Психологическая наука в СССР, 1959. Т1.

24. Гара Н.Н., Сергеева Т.А., Чунихина JI.JI. Всероссийский семинар "Компьютеры в обучении химии" // Химия в школе, №1, 1990. 32с.

25. Гершунский Б.С. Компьютеризация в сфере образования: проблемы и перспективы. М: Педагогика, 1987. - 125с.

26. Гончаров A. HTML в примерах. Изд. "Питер", 1997. - 197с.

27. Горовая В.Н. Высшее педагогическое образование: Проблемы и перспективы. Ставрополь: СГУ, 1995. - 160с.

28. Груденов Я.И. Психолого-дидактические основы усвоения учебного материала. // Химия в школе, №4, 1985. 24с.

29. Гурова JI.JI. Интуиция и логика в психологической структуре решения задач. М., Педагогика, 1979.

30. Гутгарц Р.Д., Чебышева Б.П. Компьютерная технология обучения // Информатика и образование, №5, 2000. 44с.

31. Данюшенков B.C., Жернакова А.И. Совершенствование технологии практических занятий по химии. // Химия в школе,- №4, 1994. 94с.

32. Демкин В., Вымятин В. и др. Дистанционное обучение и мультимедиа. // Высшее образование в России, №4, 1998. 118с.

33. Дэвид X. Джонассен. Компьютеры как инструменты познания. // Информатика и образование, №4, 1996. 156с.

34. Дэвид Хеллер, Дороти Хеллер. Мультимедийные презентации в бизнесе. -К.: BHV, 1997.-с.272.

35. Ездов А. А. Новые технологии проведения школьного естественнонаучного эксперимента. // Информатика и образование, №4, 1998. 13с.

36. Зимняя И.А. Педагогическая психология. Учебник для вузов. М.: Изд. корп. "Логос", 2000. - 384с.

37. Иванова Р.Г. Педагогические технологии: адаптивная система обучения. // Химия в школе, №6, 1998.

38. Иванова Р.Г. О совершенствовании форм и методов обучения химии в свете задач реформы школы. // Химия в школе, №4, 1984.

39. Игропуло B.C. Основы образовательных технологий. Ставрополь: Институт развития образования, 1996. - 226с.

40. Информационные технологии для гуманитариев. Под ред. Акимова В.Л., Арсентьева Н.М., Бородкина Л.И., Гарскова И.М. Учебное пособие. -Москва-Саранск, 1998. - 215с.

41. Информационные технологии обучения в профессиональном образовании. // Информатика и образование, №1, 1996. 13с.

42. Каллиников П. Электронная энциклопедия. // Высшее образование в России, №4, 1998. 121с.

43. Кинелев В.Г. Контуры системы образования XXI века. // Информатика и образование, №5, 2000. С. 2-8.

44. Ковтун В.А. Формирование проффессионально-ориентированной модели обучения с учетом личностных особенностей обучаемых. // Информатика и образование, №2, 1997. 104с.

45. Козлов О. А. Роль структурно-логической схемы при написании компьютеризированного учебника. // Информатика и образование, №4, 1998.-44с.

46. Коротков A.M. Компьютерное обучение: система и среда. // Информатика и образование №2,-2000. С. 156.

47. Краевский В.В. Методология педагогического исследования: Пособие для педагога-исследователя. Самара: изд-во Сам. ГПИ, 1994. - 226с.

48. Красовицкая Т.И. Электронные структуры атомов и химическая связь: Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1980. - 224с.

49. Кроль В.М., Трифонов Н.И. Психологические аспекты внедрения современных компьютерных технологий в образовании. Межвузовский сборник научно-методических трудов. Том 2 / Под общ. ред. К.И.Курбакова.-М.: Рос. экон. акад., 1999.- 199с.

50. Кудрюмов Г., Кудрюмова А., Фомин С. Некоторые проблемы компьютеризации высшего химического образования. // Высшее образование в России, №4, 1996. 49с.

51. Кузнецов А.А., Кареев С. Основные направления совершенствования методической подготовки учителей информатики в педагогических вузах. // Информатика и образование, № ,

52. Кузнецова Н.Е., Горкунов В.П., Ерыгин Д.П., и др. Методика преподавания химии: Учебн. пособ. для студ. пед. инстит. М.: Просвещение, 1984. - 415с.

53. Лаврикова Т.В. Подготовка студентов педвуза к применению личностно-ориентированных технологий обучения. Автореферат диссерт. - изд-во "Перемена". - Волгоград, 1996. - 21с.

54. Лапчик М.П. Информатика и НИТО в стандартах высшего педагогического образования. // Педагогическая информатика, №1, 1998. -с.80

55. Лапчик М.П. Реализация компонентов информатики и НИТО в учебных планах педагогических вузов. // Информатика и образование, №6, 1996. -156с.

56. Лапшина Т.Е., Букреева Р.В. О компьютерном подходе к решению расчетных химических задач. // Химия в школе, №6, 1990. 15с.

57. Лапшина И.В., Яковенко О.П. Использование программы PowerPoint при создании учебных презентаций. Материалы Всероссийских конференций-выставок "Информатизация образования 96 и 97".

58. Леви П. Образование и обучение: новые технологии и коллективный разум // Перспективы, 1998, № 2. Том XXVII. С. 77-95.

59. Малютин В.В., Брановский Ю.С. Объективный контроль знаний и его реализация в программе TEST. // Педагогическая информатика, №3, 1994. -75с.

60. Манькова О. Некоторые проблемы компьютеризации обучения. // Высшее образование в России, №3, 1998. 97с.

61. Маров М. 3D Studio Мах 3: учебный курс СПб: Изд. "Питер", 2000. -640с.

62. Матвеева М.А. Компьютерные технологии в профессиональной подготовке учащихся.// Компьютерные учебные программы, №0. -М.:2000. 52-61с.

63. Машбиц Е.И. Компьютеризация обучения: проблемы и перспективы. М.: Знание, 1986. - 135с.

64. Машбиц Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения. М.: Педагогика, 1998. - 192с.

65. Методы педагогического исследования./Под ред. В.И. Журавлева М., 1972. - 180с.

66. Методы педагогического исследования./Под ред. А.И. Пискунова, Г.В. Воробьева. М., 1980. - 192с.

67. Миченкова Е.Е. К методике изучения раздела "Общая химия" // Химия в школе, №1, 1990. 17с.

68. Мовсунзаде Э.М., Абасова Г.А., Захарочкина Т.Г. Химия в вопросах и ответах с использованием ЭВМ. М: Высш. шк., 1991. - 224с.

69. Морис Б. HTML в действии. Изд. "Питер", 1997. - 256с.

70. Мэнсфилд P. Excel 7.0 для занятых. Изд. "Питер", 1997. 304с.

71. Мячев А.А. Англо- русский толковый словарь по информатике. М., 1997. - 160с.

72. Наумов В.В. Разработка программных педагогических средств. // Информатика и образование, №3, 1999. 42с.

73. Немов Р.С. Психология: Учеб. для студ. высш. пед. учеб. заведений: В 3 кн. Кн.2: Психология образования - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1999.-608с.

74. Немухин А.В. Компьютерное моделирование в химии. // Соросовский образовательный журнал, №6, 1998. 54с.

75. Педагогика и психология высшей школы. Серия "Учебники, учебные пособия". Ростов-на-Дону: "Феникс", 1998. 544с.

76. Подласый И.П. Педагогика. Новый курс: Учеб. для студ. пед.вузов: В 2 кн. М.: Гуманит. Изд. центр ВЛАДОС, 1999. - 576с.

77. Психология. Словарь / Под общ. ред. Петровского А.В., Ярошевского М.Г. М.: Политиздат, 1990. - 494 с.

78. Раткевич Е.Ю., Недошивин В.П., Мансуров Г.Н. Multivision на уроках химии. // Инфрматика и образование. №4, 1997.

79. Рашби Н. Обеспечение качества мультимедийных программных комплексов. // Информатика и образование, №1, 1998. 93с.

80. Рогов Е.И. Настольная книга практического психолога в образовании: Учебное пособие. М.: ВЛАДОС, 1995. - 529с.

81. Романцева Л.М. и др. Сборник задач и упражнений по общей химии: Учеб. пособие. М.: Высш. шк., 1991. - 288с.

82. Российская педагогическая энциклопедия: в 2 тт. / гл. ред. Двыдов В.В. -М.: Большая Российская энциклопедия, 1993. 608с.

83. Рыжов В.А., Корниенко А.В., Демидович Д.В. Технологии мультимедиа и виртуальной реальности в компьютерных обучающих программах. М.: ИНИНФО, 1998.- 136с.

84. Сазонова Л.И. Компьютерная технология обучения.// Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Хабаровск, 2000. -213с.

85. CD-ROM: 1С: Репетитор: ХИМИЯ.

86. CD-ROM: Курс неорганической химии.93. CD-ROM: Химия для всех.

87. CD-ROM: Химия для школьников в картинках.

88. Селевко Г.К. Педагогические технологии на основе эффективности управления и организации учебного процесса (из Интернет).

89. Семантика, логика и интуиция в мыслительной деятельности человека. Под ред. Соколова А.Н. и др.

90. Симонович С.В., Евсеев Г.А., Алексеев А.Г. Специальная информатика: Учебное пособие. М.: АСТПРЕСС: Инфорком - Пресс. 1999. - 480с.

91. Смирнов И., Безносюк Е., Журавлев А. Психотехнологии. Компьютерный психосемантический анализ и психокоррекция на неосознаваемом уровне. М.: Издательская группа "Прогресс" "Культура", 1995. -432с.

92. Соловов А.А. Информационные технологии обучения в профессиональном образовании. // Информатика и образование, №1, 1996. 13с.

93. Сорокин В.В. Методические разработки к курсу общей химии. М., 1998. 55с.

94. Сорокин В.В., Злотников Э.Г. Проверь свои знания: Тесты по химии: Кн. для учащихся. М.: Просвещение: Учеб.литер., 1997. - 223с.

95. Стариченко Б.Е. Система подготовки студентов педвуза к использованию НИТ в обучении. // Педагогическая информатика, №2, 1998. 88с.

96. Суратаева Н.Н. Педагогические технологии: технология естественного обучения. // Химия в школе, №7, 1998.

97. Суровцева Р. Пути повышения эффективности обучения химии. // Народное образование, №8, 1983. 58с.

98. Теория и практика педагогического эксперимента. / под ред. А.И. Пискунова, В.Г. Воробьева. М., 1979. - 176с.

99. Управление современным образованием: социальные и экономические аспекты. А.Н.Тихонов, А.Е.Абрамешин, Т.П.Воронина, А.Д.Иванников, О.П.Молчанова; под ред. А.Н.Тихонова. - М.; Вита-Пресс, 1998. - 256с.

100. Филатов O.K. Основные направления информатизации современных технологий обучения // Информатика и образование, №2, 1999.

101. Химия: Программа и планы семинарских занятий. Ставрополь: Изд. СГУ, 1998. - 35с.

102. Хоумер А., Улмен К. Dynamic HTML: Справочник. Изд. "Питер", 2000.-512с.

103. Христочевский С.А. Электронные мультимедийные учебники и энциклопедии. // Информатика и образование, №2, 2000. 160с.

104. Чирцов А.С., Колинько К.П. и др. Использование современных компьютерных технологий для информационной поддержки квалификационного преподавания физики. // Компьютерные учебные программы, №3. М.: 1999. - 8-15с.

105. Шамова Т.И., Перминова JI.M. Мотивация как важнейший фактор управления учебным процессом. // Химия в школе, №2, 1993.

106. Шампанер Г., Шайдук А. Обучающие компьютерные системы. // Высшее образование в России, №3, 1998. 95с.

107. Шемакин Ю.И. Теоретическая информатика: Учебное пособие. М.: Изд-во Рос. экон. акад., 1997. 131с.

108. Шемакин Ю.И. Теоретическая информатика: Учебное пособие. М.: Изд-во Рос. экон. акад., 1998. 132с.

109. Шоломий К.М. Психология и компьютеры. // Информатика и образование, №7, 1999. 91с.

110. Шолохович В.Ф. Информационные технологии обучения. // Информатика и образование, №2, 1998. 5с.

111. John Wiilinsky. Qualities of Student Adult Elektronic Communication: Immediate, Pedagogical, Aberrant // International Journal of Educational Communications. 2000. V.6. № 1. P. 3-19.

112. Sounders G., Wabel R. Electronic courses: old wine in new bottles? // Internet research: electronic networking applications and policy. Bradford. 1999. V.9. № 5. P. 339-347.

113. Young J.R. Course for instructors helps keep students // The chronicle of higher education. N.Y. 1999. V.XLVI. № 11. P. A 59.

114. Christine Anne Brown. From the What and Why to the How of Course Support Systems The Value of the Teachers' Perspective // International Journal of Educational Telecommunications. 1999. V.5. № 4. P. 361-387.

115. Jackson M., Bartle C., Walton G. Effective use of electronic resources // Innovations in education and training international. L. 1999. V. 36. № 4. P. 320-326.