Навигация
Разработка виртуальной химической лаборатории для школьного образования
26717
знаков
1
таблица
6
изображений
М.Н. Морозов, А.И. Танаков, А.В. Герасимов, Д.А. Быстров, В.Э. Цвирко, Марийский государственный технический университет, Йошкар-Ола, Россия
М.В. Дорофеев, Московский институт открытого образования, Москва, Россия
1. Введение
Современный рынок электронных образовательных ресурсов развивается очень быстро. Учителю предлагается большой выбор педагогических программных средств (ППС). С каждым днем возможности таких ресурсов, нацеленных на существенное повышение эффективности образовательного процесса в целом и обучения химии в частности, многократно возрастают. В связи с этим возникают принципиальные вопросы: применение каких ППС отвечает задачам современной школы, где и как их надо использовать, какие возможности они должны предоставлять школьникам для того, чтобы стать помощниками на пути познания, саморазвития личности, не ограничивать возможности ребенка (Дорофеев М.В., 2002). По какому пути следует идти создателям и разработчикам ППС нового поколения для того, чтобы успешно решить эти вопросы.
В настоящее время существует несоответствие способов представления учебного материала в электронных изданиях и современных теорий обучения. Большинство электронных учебных материалов до сих пор создаются в виде статических гипертекстовых документов, в которые иногда включаются Flash-анимации. В то же время, современными исследованиями (Anderson T. et al., 2004) установлено, что образовательный процесс становится более эффективным при использовании интерактивных, мультимедиа насыщенных образовательных ресурсов, обеспечивающих активные методы обучения.
Отчасти сущность этого несоответствия заключается в том, что процесс создания образовательного гипертекста достаточно дешев и прост. Напротив, проектирование и реализация информационной образовательной среды для активного обучения является сложной задачей, требующей больших временных и финансовых затрат.
Однако, взаимодействие ребенка с ЭВМ в учебном процессе эффективно лишь в том случае, если ППС соответствует критериям высокого уровня интерактивности, предполагающего полноценный, интеллектуальный диалог машины и пользователя. Для того, чтобы у ребенка возник непроизвольный интерес к сотрудничеству с компьютером и в процессе этого совместного творчества устойчивая познавательная мотивация к решению образовательных, исследовательских задач, необходимо создание таких условий, при которых ребенок становится непосредственным участником событий, развивающихся на экране монитора, то есть условий для полноценного деятельностного подхода к изучаемому явлению.
Залог успешного применения ППС в образовательном процессе современной школы заложен в хорошо известных принципах педагогики сотрудничества, которые можно перефразировать следующим образом: «не к компьютеру за готовыми знаниями, а вместе с компьютером за новыми знаниями».
Результаты исследований свидетельствуют, что простые электронные формы представления учебного материала при обучении не эффективны (Anderson T. et al., 2004). Кроме того, в (Prensky M., 2000) указывается, что учащиеся «поколения видеоигр» ориентированы на восприятие высоко-интерактивной, мультимедиа насыщенной обучающей среды. Упомянутым выше требованиям наилучшим образом соответствуют образовательные программы, моделирующие объекты и процессы реального мира и системы виртуальной реальности. Соответственно, подобные мультимедиа системы, которые могут быть использованы для поддержки процесса активного обучения, привлекают в последнее время повышенное внимание. Примером таких обучающих систем являются виртуальные лаборатории, которые могут моделировать поведение объектов реального мира в компьютерной образовательной среде и помогают учащимся овладевать новыми знаниями и умениями в научно-естественных дисциплинах, таких как химия, физика и биология.
Оппоненты такого подхода высказывают вполне обоснованные опасения, что школьник, в силу своей неопытности, не сможет отличить виртуальный мир от реального, то есть модельные объекты, созданные компьютером, полностью вытеснят объекты реально существующего окружающего мира. Для того, чтобы избежать возможного отрицательного эффекта использования модельных компьютерных сред в процессе обучения, определены два основных направления. Первое: при разработке ППС необходимо накладывать ограничения, вводить соответствующие комментарии, например, вкладывать их в уста педагогических агентов. Второе: использование современного компьютера в школьном образовании ни в коем случае не снижает ведущей роли учителя. Творчески работающий учитель понимает, что современные ППС позволяют учащимся осознать модельные объекты, условия их существования, улучшить таким образом понимание изучаемого материала и, что особенно важно, способствуют умственному развитию школьника. Справедливую критику полной замены реальной школьной лаборатории виртуальной следует направить скорее не разработчикам ППС, а в адрес нерадивых учителей, которые находят множество причин для исключения реального эксперимента из своей практики.
Эта статья представляет электронное издание «Виртуальная химическая лаборатория для 8-11 классов», разработанное в Лаборатории систем мультимедиа МарГТУ. При создании данного ППС разработчики попытались реализовать основные идеи современной концепции сотворчества ученика и компьютера, учесть замечания и преодолеть недостатки существующих образовательных электронных изданий. Виртуальная лаборатория содержит большое количество химических опытов, реализованных с использованием трехмерной графики и анимации. В статье также изложен подход, обеспечивающий эффективность финансовых и временных затрат, процесса разработки таких сложных мультимедиа систем как виртуальные лаборатории.
Похожие работы
... проектов в обучении химии; · использование цифровых лабораторий как современного информационного оборудования в проведении химического эксперимента, в частности использование цифровой лаборатории «Архимед» [20]. Дистанционное и открытое образование. В основе концепции открытого образования лежит творческий характер обучения. Такая форма образовательного процесса включает ученика в ...
... современным компьютерам, должна стать мощным усилителем мыслительных процессов в образовании. И здесь особая роль отводится преподавателям, которые являются носителями технологии образования и которые должны творчески переосмыслить накопленный интеллектуальный багаж в соответствии с новыми технологическими возможностями. До настоящего времени в российском обществе отсутствует четкое понимание ...
... программного комплекса ведется на основании задания на дипломную работу, утвержденное приказом ректора Донбасской машиностроительной академии по ГОСТ 19.101-77. Тема дипломной работы – «Программно – методический комплекс для мультимедийного представления учебной информации». Спецчасть разработки – «Разработка программного обеспечения для интерфейса оболочки комплекса и примера информационного ...
... технологий единой системы дистанционного образования в России; -участие России в международных программах, связанных с внедрением современных информационных технологий в образование. 2. Компьютеризация школьного образования Компьютеризация школьного образования относится к числу крупномасштабных инноваций, пришедших в российскую школу в последние десятилетия. В настоящее время принято ...
0 комментариев