Методика использования интерактивных таблиц на уроках химии

--PAGE_BREAK--Самая главная таблица на уроке химии — Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева. Все известные формы периодической системы можно свести к двум типам: геометрические (графические) и клеточные. Известно, что первая попытка графического изображения классификации элементов принадлежит Гинрихсу (1856 г.). В настоящее время известно свыше 60 геометрических форм периодической системы [13]. Наиболее распространённой является спиральная со следующими разновидностями:
·        Плосткостные (Баумгауэр, Стоней, Эрдман, Жанет, Кларк)
·        Эксцентрические (Гиббс, Шалтенбранд, Эммерсон)
·        Пространственные (Крукс, Содди, Райс)
·        Пирамидальные (Шпринг)
·        Сочленённые (Ноддер, Кипп).
Из различных форм отмечу: круговые (Виик, Ридберг, Грин и Джексон, Шееле), цилиндрические (де Шанкуртуа, Ширмайзен, Гаркинс и Холл), Гиперболоидные (В.Я. Курбатов), с использованием тригонометрических функций (Ф. Флавицкий), шарообразные (Фриенд) и др.
Сам же Д.И. Менделеев в своих работах периодическую систему изображал в трёх клеточных вариантах: коротком, полудлинном и длинном. Это зависело от того, какой из периодов системы взять за основу: короткий, полудлинный и длинный.
Короткий (8-клеточный) вариант системы впервые использовал Ньюлендс, основываясь на законе октав. Свои варианты восимиклеточной формы периодической системы предложили Н. Нечаев, Браунер, Баур, Мэн-Смит, Ф. Шмякин, С Щукарев и др.
 Полудлинную (18-клеточную) форму системы предложил впервые Д.И. Менделеев, взяв в основание четвёртый или пятый период, состоящий из 18 элементов. Известны смешанные варианты таблиц, в которых малые периоды строятся на основе 8-клеточной формы, а все последующие – на основе 18-клеточной формы. Например, к ним относятся варианты Ричардса, Адамса, Мэргери, А. Антипова, Б.В. Некрасова и др.
 Длиннопериодные (32-клеточные) формы системы являются отображением естественной систематики всех четырёх (s-, p-, d- и f-) элементов. Весомый вклад по данному направлению внесли работы Бэйли, Бассета, Томсена, Старека, Бора-Томсена, Вернера, Жаннета и др.

1.4.         Электронные таблицы.
Достаточно часто информационные модели представляются в виде таблиц (табл. 3).
Таблица 3
 SHAPE  \* MERGEFORMAT
В языках программирования для такого представления служат массивы. Табличные расчеты пред­полагают относительно простые формулы, по которым производятся вычисления, и большие объемы исходных данных. Для этих целей созданы электронные таблицы (табличные процессоры) — прикладное программное обеспечение общего назначения, предназначенное для обработки различных данных, представимых в табличной форме.
Электронная таблица (ЭТ) позволяет хранить в табличной форме большое количество исходных данных, результатов, а также связей (алгебраических или логических соотношений) между ними. При изменении исходных данных все результаты автоматически пересчитываются и за­носятся в таблицу. Электронные таблицы не только автоматизируют расчеты, но и являются эффективным средством моделирования различных вариантов и ситуаций. Меняя значения исходных данных, можно следить за изменением получаемых результатов и из множества вариантов решения задачи выбрать наиболее приемлемый.
Известные табличные процессоры: «АБАК», «Ваитаб-86», «Суйерплан», Muftiplan, SuperCalc, QuattroPro, Excel, Lotus 1-2-3 и др. Принципиальных различий в них нет, отличаются лишь интерфейсом и сервисными возможностями [14].
Табличный процессор — это средство информационных технологий, позволяющее решать целый комплекс задач:
·                   выполнение вычислений. Многие расчеты выполняются в табличной форме, особенно в области делопроизводства и бухгалтерии. В школе можно с помощью ЭТ разработать формы для решения многих вычислительных задач;
·                   математическое моделирование – подбор параметров, анализ зависимостей, планирование;
·                    использование электронных таблиц в качестве базы данных. Некоторые операции ма­нипулирования данными, свойственные реляци­онным СУБД, реализованы ЭТ. Это поиск информации по заданным условиям и сортировка информации.
При работе с табличными процессорами создаются документы, которые называют электронными таблицами. Такие таблицы можно про­сматривать, изменять, записывать на носители внешней памяти для хранения, распечатывать на принтере. Рабочим полем табличного процессора является экран дисплея, на котором электронная таблица представляется в виде прямо­угольника, разделенного на строки и столбцы. Строки нумеруются сверху вниз. Столбцы обозначаются слева направо. На экране виден не весь документ, а только часть его. Документ в полном объеме хранится в оперативной памяти, а экран можно считать окном, через которое пользователь имеет возможность просматривать таблицу. Минимальным элементом электронной таблицы, над которым можно выполнять те или иные операции, является такая клетка, которую чаще называют ячейкой. Каждая ячейка имеет уникальное имя (идентификатор), которое составляется из номеров столбца и строки, на пе­ресечении которых располагается ячейка. Нумерация столбцов обычно осуществляется с помощью латинских букв (поскольку их всего 26, а столбцов значительно больше, то далее идет такая нумерация — АА, АВ,… AZ, ВА, ВВ, ВС...), а строк — с помощью десятичных чисел, начиная с единицы. Возможны имена (или адреса) ячеек В2, С265, АО11 и т.д. (табл.2).
Таблица 2
А
В
С
D
1
D1
2
В2
Следующий объект в таблице — диапазон ячеек. Его можно выделить из подряд идущих ячеек в строке, столбце или прямоугольнике. При задании диапазона указывают его начальную и конечную ячейки, в прямоугольном диапазоне — ячейки левого верхнего и правого нижнего углов.
Наибольший диапазон представляет вся таблица. Примеры диапазонов — А1: А100; B12:AZ12; В2: К40. Электронная таблица может быть составной частью листа, листы, в свою очередь, объединяются в книгу (такая организация используется в Microsoft Excel).
Управление работой электронной таблицы осуществляется посредством меню команд. Можно выделить следующие режимы работы табличного процессора:
• формирование электронной таблицы;
• управление вычислениями;
• режим отображения формул;
• графический режим;
• работа электронной таблицы как базы данных.
Режим формирования электронных таблиц предполагает заполнение и редактирование документа. При этом используются команды, изменяющие содержимое клеток (очистить, редактировать, копировать), и команды, изменяющее структуру таблицы (удалить, вставить, переместить).
Режим управления вычислениями. Все вычисления начинаются с ячейки, расположенной на пересечении первой строки и первого столбца электронной таблицы. Вычисления проводятся в естественном порядке.
Графический режим дает возможность отображать числовую информацию в графическом виде: диаграммы и графики. Это позволяет счи­тать электронные таблицы полезным инструментом автоматизации инженерной, административной и научной деятельности.
Ячейки в электронных таблицах могут содержать числа (целые и действительные), символьные и строковые величины, логические величины, формулы (алгебраические, логические, содержащие условие).
Вычисления в ЭТ осуществляются при помощи формул (выражений). В ЭТ используются два вида выражений: арифметические и логические. Выражение, определяющее способ вычисления некоторого числового значения по математической формуле, называется арифметическим выражением. Выражение записывается по определенным правилам и может содержать числовые константы, ссылки на ячейки и функции табличного процессора, Соединенные знаками математических операций.
Логические выражения (логические формулы) строятся с помощью операций отношения (>,=, ) и логических операций (логическое «И», логическое «ИЛИ», логическое, отрицание «НЕ»). Результатом вычисления логического вы­ражения являются логи­ческие величины «истина» или «ложь»

ГЛАВА 2. ИНТЕРАКТИВНОЕ ОБУЧЕНИЕ КАК НАПРАВЛЕНИЕ АКТИВИЗАЦИИ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАЩИХСЯ
2.1.Новые информационные технологии обучения (НИТО).
Новые информационные технологии обучения (НИТО) — это ориентировочная основа проектирования и способов реализации новых систем обучения при активном использовании компьютеров и других современных средств, обеспечивающих интенсивное и полноценное достижение целей обучения, компьютерной и информационной культуры обучаемых.
В предметном обучении главным объектом внимания становится не сам компьютер и умение работать с ним (это задача курса основ информа­тики), а его инструментальные возможности в познании химии, в индиви­дуализации учения, в превращении обучения в личностно-ориентированное.
В методике предметного обучения доказан приоритет электронной техники и НИТО (В. А. Извозчиков и др.). Большой вклад в разработку НИТО и их применение в обучении химии внесла Н. Е. Кузнецова [17]. Исследованы возможности электронной техники в повышении уровня формирования технологических понятий (Н. Е. Кузнецова), в формировании компьютерной грамотности и активизации учебно-познавательной деятельности учащихся. Разработана методика формирования обобщенных умений по химии на основе компьютеризации обучения [16]. В отечест­венной и особенно зарубежной дидактике химии накоплен большой опыт по созданию программ для ЭВМ и методике их применения в процессе обучения химии.

2.2. Активное и интерактивное обучение
Проблема активизации познавательной деятельности учащихся всегда была одной из наиболее актуальных в теории и практике обучения. В поисках путей ее решения педагоги осваивали новые методы, нестандартные формы занятий и т.п.
В последнее время интерес педагогов направлен на освоение активных и интерактивных форм и методов обучения, основанных на деятельностных и диалоговых (внутри- и межгрупповых) формах познания. Современные ИКТ позволяют реализовать активное обучение на основе «модели полного усвоения» знаний, предложенной американскими психологами Д. Кэрролом и Б.С. Блумом [16]. Сейчас уже для работников образования, очевидно, что главными факторами развития личности являются предметно-практическая деятельность и взаимодействие между людьми. Действительно, обучение бы­вает эффективным и достигает хороших результатов, если:
— учащиеся открыты для обучения и активно включаются в сотрудничество с другими участниками образовательного процесса;
— получают возможность для анализа своей деятельности и реализации собственного потенциала; по мнению А.К. Ахлебинина и др., успех при выполнении интерактивных обучающих тестовых заданий может стимулировать интерес учащихся к изучению химии [23].
— могут практически подготовиться к тому, с чем им предстоит столкнуться в ближайшее время в жизни и профессиональной деятельности;
— могут быть самими собой, не боятся выражать себя, допускать ошибки, при условии, что они не подвергаются осуждению и не получают негативной оценки.
Практически все эти требования соблюдаются, если используется интерактивный режим обучения, основанный на диалоге, кооперации и сотрудничестве всех субъектов обучения. Поэтому из всего многообразия подходов и методов активизации обучения мы остановились на интерактивных формах и методах обучения.
2.3. Активизация обучения как педагогическая проблема
В русле деятельностного подхода психологической основой обучения является «активная познавательная деятельность самого учащегося, приводящая к формированию умения творчески мыслить, используя приобретаемые в процессе деятельности знания, навыки и умения» [16].
Проблема активизации познавательной деятельности, развития самостоятельности и творчества обучающихся была и остается одной из актуальных задач педагогики.
Принятый в настоящее время подход ЮНЕСКО к пониманию образования включает в себя понятие «компетентность». В рекомендациях ЮНЕСКО и в «Концепции модернизации российского образования на период до 2010 года» приводится состав ключевых компетентностей. По мнению О.С. Габриеляна [30], успешное формирование предметной химической компетентности в немалой степени зависит от компетентности информационной, под которой понимается владение информационными технологиями, умение работать со всеми источниками и видами информации.
Современная ориентация образования на формирование компетенций как готовности и способности человека к деятельности и общению предпо­лагает создание дидактических и психологических условий, в которых обучающийся может проявить не только интеллектуальную и познавательную активность, но и личностную социальную позицию, свою индивидуальность, выразить себя как субъект обучения.
В зависимости от уровня познавательной активности учащихся в учебном процессе различают пассивное и активное обучение [24].
При пассивном обучении учащийся выступает в роли объекта учебной деятельности: он должен усвоить и воспроизвести материал, который передается ему преподавателем или другим источником знаний. Обычно это происходит при использовании лекции-монолога, чтении литературы, демонстрации. Школьники при этом, как правило, не сотрудничают друг с другом и не выполняют каких-либо проблемных, поисковых заданий.
При активном обучении учащийся в большей степени становится субъектом учебной деятельности, вступает в диалог с преподавателем, активно участвует в познавательном процессе, выполняя творческие, поисковые, проблемные задания. Осуществляется взаимодействие обучающихся друг с другом при выполнении заданий в паре, группе.
Однако подобная классификация нам представляется неприемлемой, так как она искажает принцип сознательности и активности учащихся в обучении и находится в противоречии с самой теорией процесса обучения, согласно которой обучение – процесс двусторонний, предполагающий активность ученика на всех его этапах.
Распространенной классификацией методов обучения является классификация, предложенная Скаткиным М.Н. и Лернером И.Я. [25]. Они предлагают делить методы обучения в зависимости от характера познавательной деятельности учащихся по усвоению изучаемого материала на объяснительно-иллюстративные методы, репродуктивные методы, проблемное изложение, частично-поисковые, или эвристические методы, исследовательские методы.
Причем в каждом из последующих методов степень активности и самостоятельности обучающихся нарастает.
Эта классификация соответствует определению метода. В наиболее общем понимании метод – система действий, направленных на достижение определенных целей [24]. В словаре русского языка метод определяется как способ теоретического исследования и практического осуществления чего-либо [11]. В настоящее время в педагогике методы обучения определяются как способы совместной деятельности учителя и учащихся, направленные на решение задач обучения, т.е. дидактических задач [15].
    продолжение
--PAGE_BREAK--