Лекция 5. СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ

 

Технические средства обучения (ТСО)

Компьютер в преподавании химии

 

Технические средства обучения (ТСО)

 

Средства обучения — это материальные объекты, при по­мощи которых преподаватель и обучающийся, используя со­держание и методы обучения, достигают поставленные пе­ред ними цели.

К средствам обучения относится учебная книга (учебник, пособие) как инструмент познания и носитель учебной инфор­мации, научное и учебное оборудование лабораторного прак­тикума, демонстрационные модели и приборы, технические средства обучения (кодоскоп, диапроектор, ки­нопроектор, слайды, транспаранты, кинофрагменты), персональный компьютер, микрокалькулятор и т.п.

Учебник для вуза должен изла­гать учебный материал в форме, близкой к монографии, и постепенно подготавливать студента к чтению литературы по специальности.

Технические средства обучения (ТСО) — это разнообразные светотехнические и звуковые аппараты и пособия, используе­мые в учебном процессе.

При обучении происходит не только пе­редача преподавателем обучаемому некоторого объема зна­ний, но и накопленного предыдущими поколениями опреде­ленного социального опыта, в котором важнейшим компо­нентом является общение личностей в коллективных фор­мах деятельности. Поэтому даже условно преподавателем не может быть ни приспособление, ни машина, а только не­которая реальная человеческая личность. С этой точки зре­ния техническое средство обучения является вспомогатель­ным или дополнительным, но не самостоятельным во взаи­модействии преподаватель — учащийся.

Творческое мышление в учебном процессе формируется как результат собственной познавательной деятельности обучаемого, проходящей в коллективе и обязательно с ис­пользованием речи. ТСО должны помогать преподавателю организовывать коллектив­ную познавательную деятельность, которая осуществляется при целенаправленном общении обучаемых между собой и с руководителем — преподавателем или с формальным или не­формальным лидером некоторой группы обучаемых. При этом следует помнить, что важнейшей формой общения явля­ется речь (устная или письменная). Речь также — основной механизм мышления человека и показатель развития его творческого мышления.

Применяемый в современном обучении проблемный метод предполагает дискуссионное обсуждение выдвигаемых препо­давателем или самими учащимися проблем и коллективный способ их разрешения на семинарских и лабораторных заняти­ях и даже во время коллективной внеаудиторной самостоя­тельной работы. Всем перечисленным условиям в наибольшей степени из распространенных и имеющихся в распоряжении преподавателя ТСО отвечает кодоскоп (графопроектор), в меньшей степени видеоаппаратура и в еще значительно мень­шей степени теле- и киноаппаратура.

Другое важнейшее требование к ТСО в условиях формиро­вания творческого мышления обучаемых заключается в совпа­дении во времени процессов создания учебного материала (учебной информации) и предъявления его обучаемым. ТСО должны позволять преподавателю непосредственно в учебной аудитории преобразовывать ход мысли в наглядные или абст­рактные модели и преподносить информацию с записью слова­ми и устной речью. В число таких средств обучения входит кодоскоп при работе с по­движной прозрачной лентой и фломастером и традиционная школьная меловая доска.

Видео- и кинооборудование и уст­ройства на основе ЭВМ (дисплеи) с заранее созданными про­граммами предлагают обучаемому уже готовый результат дея­тельности преподавателя и не показывают хода его достиже­ния. Диапроектор со слайдами, кодоскоп с заранее заготовлен­ными транспарантами и эпипроектор также попадают в эту ка­тегорию ТОО.

Одно из требований к ТСО состоит в динамичности (по­движности) предъявляемой на экране информации. Это вы­звано тем, что мысль — это процесс, и процесс мышления на­иболее эффективно передается преподавателем и воспринима­ется обучаемым не статичными изображениями, а подвижны­ми. Разумеется, это не исключает возможности показа зара­нее изготовленных таблиц, графиков и рисунков, если они приводят в дальнейшем к возникновению проблемной ситуа­ции и служат источником коллективного обсуждения.

Динамично информация подается кодоскопом при работе на нем как на меловой доске, самой меловой доской, видео-, те­ле- и киноаппаратурой.

Важным в рассматриваемых условиях является одновре­менность создания учебной информации и передачи ее обуча­емому, что также объясняется необходимостью показа мысли­тельной деятельности преподавателя и его трансформации в познавательную деятельность обучаемого.

Для формирования творческого мышления обучаемых чрезвычайно важно наличие у ТСО именно качеств динамич­ности передающего информацию объекта и одновременности его создания и предъявления обучаемому. Техническим сред­ством обучения, характеризующимся этими качествами, в настоящее время могут считаться, к сожалению, только ко­доскоп, используемый как меловая доска, и сама меловая до­ска. Традиционное положительное отношение преподавателей к меловой доске, возможно, объясняется эти­ми двумя ее качествами; по той же причине кодоскоп намно­го легче и быстрее внедрился в учебный процесс по сравне­нию с другими ТСО.

У кодоскопа в то же время имеется целый ряд качеств, де­лающих его более предпочтительным перед меловой доской, в частности, высокая яркость, контрастность, сравнительно большие размеры изображения, способность к последователь­ному наложению изображений и получению за короткий про­межуток времени сложных, красиво и точно выполненных рисунков.

Наиболее высокая эффективность использования учебных материалов достигается, если они изготавливаются самим пре­подавателем или при его участии. В этом случае они легко вписываются в логику объяснения, описания или доказатель­ства.

Часто полагают, что ТСО рассчитаны на облегчение труда преподавателя, и это иногда рассматривается в качестве одно­го из критериев выбора и создания новых ТСО. Однако если по­ставлена цель формирования творческого мышления обучае­мых, то подобные надежды совершенно беспочвенны. Более того, раскрытие творческой работы мысли и стимуляция твор­ческой активной деятельности обучаемых требуют от препода­вателя намного больших умственных и физических усилий, чем при учебной работе без ТСО. Для проведения дискуссион­ных обсуждений преподавателю необходимо обладать немного более высоким и гибким запасом знаний, способностью нахо­дить ответы на самые неожиданные вопросы, уметь быть руко­водителем в коллективной познавательной работе учащихся. Поэтому квалификация преподавателя, использующего ТСО, должна быть выше, чем при обычных методах и формах обуче­ния.

Иногда высказывается мнение, что ТСО позволяет эконо­мить время на лекции и на семинаре. Действительно, за счет ТСО может быть увеличен объем учебного, особенно фактоло­гического материала. Однако при формировании творческого мышления этот критерий теряет свое значение, так как в этом случае ТСО предназначаются не столько для передачи информации, сколько для обучения приемам творческого ис­пользования накопленных знаний и создания на их основе новых знаний.

Наглядное представление изу­чаемых объектов должно быть одной из функций ТСО, но так­же необходимо разработать методы использования ТСО для со­здания моделей и воспитания абстрактного качества твор­ческого мышления.

В то же время представляется совершенно необоснован­ным проведение некоторых лабораторных работ с помощью изображений на дисплее. Нет никакой необходимости учаще­муся проводить титрование на экране дисплея: эту опера­цию он должен осуществить сам непосредственно руками, ис­пользуя бюретку и колбу. Но важно научить учащегося спо­собу ввода в компьютер полученной в опыте информации для построения кривой титрования и вычисления, например, константы равновесия диссоциации слабого электролита. Компьютер в учебном процессе должен использоваться не для обучения тому, чему может научить преподаватель, а для обучения работе на самом компьютере: методам введения и извлечения информации, ее обработке, представления в виде графиков и зависимостей и т.п.

Компьютер в преподавании химии

С методической точки зрения наибо­лее целесообразно использовать компьютеры для моделиро­вания в следующих случаях: когда необходимо изучить про­цессы и явления, которые с помощью эксперимента рассмо­треть невозможно и когда происходит изучение технологи­ческих процессов. Использование кинофильмов менее целе­сообразно, так как не позволяет обучаемым активно вклю­чаться в изучаемый процесс. Компьютерные устройства могут быть успешно применены как вспомогательные, но, тем не менее, мощные средства обучения.

Компьютерные обучающие системы по типу их взаимодей­ствия с обучаемыми и преподавателем могут быть представле­ны в виде трех основных типов:

1.   Компьютер — один обучаемый. Это — типичный случай учебной работы с персональным компьютером или другим ин­дивидуальным компьютерным средством обучения. В этом ти­пе обучения происходит усвоение знаний без коллективного взаимодействия (общения) обучаемых и преподавателя и без формирования навыков устной речи. Преподаватель может вмешиваться в процесс обучения наблюдением за экраном компьютера и устными замечаниями по ходу процесса и ре­зультатам усвоения материала.

2. Компьютер — несколько обучаемых. Обычно такая система обучения допускается при недостатке компьютеров или дисплеев. Однако она имеет определенные преимущест­ва перед предыдущей — обучаемые находятся в коллективном взаимодействии и их межличностный контакт осуществляется через речевую деятельность. Малая группа обуча­емых (2-4 человека) у одного дисплея проводит поиск решения задаваемой проблемы, общаясь внутри группы и с преподавателем при помощи устной речи. Преподаватель, как и в предыдущем случае, корректирует деятельность групп, но для него этот процесс оказывается крайне затруднительным физиологически и психически при переходе от одной группы к другой, которые могут находиться на разных стадиях усвоения материала или решения поставленной задачи. Необходимость вхождения в познавательную деятельность различных групп приводит к сильнейшим умственным перегруз­кам преподавателя.

3. Несколько компьютеров с группами обучаемых связаны между собой и с компьютером преподавателя информацион­ной сетью и внутригрупповым и межгрупповым учебным об­щением. Данный случай в наибольшей степени приближается к обучению: малые группы связаны между собой общими це­лями решения поставленной задачи и коллективной познава­тельной деятельностью, и в то же время они связаны через компьютеры, что позволяет всем участникам оценивать дости­жения других групп. Преподаватель при помощи собственного компьютера может следить за ходом обучения, контролиро­вать его и одновременно осуществлять общение как с отдель­ными группами, так и со всеми группами сразу, превращая их в коллектив.

Материал, предъявляемый компьютером обучаемому, дол­жен содержать профессионально значимую проблему для об­суждения путей ее разрешения членами группы и между группами с участием преподавателя. Этот материал дробится на определенные логически связанные порции, позволяющие шагами подойти к решению проблемы и непрерывно объеди­нять различного рода сведения и синтезировать новое для обу­чаемого знание.

Любой вырабатываемый учебным коллективом путь реше­ния проблемы сопровождается выдачей компьютером избы­точного материала для его анализа и отбора необходимого.

Предлагаемый при компьютерном обучении предметный материал должен быть представлен в виде системы, то есть состоять из нескольких блоков содержания (подсистем, эле­ментов системы), которые, в свою очередь, могут быть пред­ставлены в виде систем со своими подсистемами и т.д. Требо­вание системной структурированности учебного материала является необходимым при отборе содержания компьютерно­го обучения, так как в современных учебниках большая часть материала не систематизирована и не структурирова­на. Поэтому использование имеющихся учебников оказыва­ется неприемлемым.

В содержание обучения от­бирается материал, обладающий наибольшим свойством свя­зывать все элементы системы знаний и удаляется материал, не обладающий подобным свойством.

Многосторонность рассмотрения изучаемого объекта позво­ляет использовать компьютер и для решения различного рода учебных и научных задач и проблем, т.е. вводить компьютер в качестве участника в познавательный процесс при проблем­ном методе обучения. При этом проблема строится на отсутст­вии сведений из одного (или нескольких) учения науки или противоречивости сведений. Возможность выбора из памяти компьютера необходимой для решения проблемы информации определяется той обобщенной ориентировочной основой по­знавательной деятельности, которая задается преподавателем и в значительной мере зависит от творческой активности малой группы обучаемых, предлагающих запросить ту или иную информацию и использовать ее подобающим способом для решения проблемы.

Роль преподавателя при подобном обучении заключается в том, что он, наблюдая за ходом рассмотрения изучаемого объ­екта или решения проблемы (разрешения проблемной ситуа­ции) каждой группой, включается в компьютерную сеть и кор­ректирует познавательный процесс, находя ошибки, выводя решение в правильное русло, подсказывая необходимые для решения или рассмотрения общие и конкретные ориентиры. Одновременно преподаватель объеди­няет малые группы в единый, слитный общими целями кол­лектив, исправляет наиболее часто совершаемые (не единич­ные) ошибки, знакомит с самыми яркими предложениями и нестандартными решениями.

        К техническим средствам обучения относятся и раз­личные модели, используемые при изучении материала. Тра­диционно используются в курсе химии шариково-проволочные модели кристаллических решеток алмаза и графита. К средствам обучения можно отнести и периодическую таблицу элементов Д.И. Менделеева.