ИТО-Марий Эл-2008 / Внедрение ИКТ в практику управления образованием : только публикация 

ВЛИЯНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ШКОЛЬНИКОВ С ВИРТУАЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИЕЙ НА ПОЗНАВАТЕЛЬНЫЙ ИНТЕРЕС К РЕАЛЬНОМУ ХИМИЧЕСКОМУ ЭКСПЕРИМЕНТУ

Дорофеев Михаил Викторович, Лущай Мария Георгиевна, Нагин Николай Александрович

Московский институт открытого образования, Московский городской педагогический университет

задать вопрос автору

Для современной российской школы проблема познавательной мотивации учеников является очень острой. Многие исследователи [1–4] показывают, что применение информационных и коммуникационных технологий отчасти ее решает в том случае, если цифровой образовательный ресурс (ЦОР) отвечает двум условиям:

1) насыщенность интерактивными компонентами, полноценная реализация диалоговых моделей взаимодействия с пользователем;

2) обеспечение организации самостоятельной деятельности школьника как субъекта познания.

Наши наблюдения и исследования, а также анализ литературных данных [5–8], изучение отзывов учителей, в том числе на Internet-форумах, показали, что этим требованиям в наибольшей степени соответствует «Виртуальная лаборатория», разработанная специалистами Марийского государственного технического университета (www.mmlab.ru). Данный образовательный ресурс позволяет ученику, выступающему в роли пользователя, не остается пассивным созерцателем происходящего на экране монитора, а вовлекается в активную познавательную деятельность.

Полная версия электронного издания «Химия. 8-11 класс. Виртуальная лаборатория» доступна всем желающим. Она выложена в открытом доступе «Единой коллекции Цифровых Образовательных Ресурсов» (school-collection.edu.ru). Общий объем ресурса 1,01 Гб.

Целью данного исследования было выявление условий организации самостоятельной работы школьников в компьютерной образовательной среде, насыщенной интерактивными компонентами, ее эффективного влияния на повышение устойчивости познавательной мотивации при проведении школьного химического эксперимента в реальной лаборатории. Предполагалось, что ученики, предварительно работавшие в «виртуальной лаборатории», будут более подготовленными к проведению химического эксперимента в реальных условиях.

Исследование проводилось в 8-х классах, т.к. у школьников этого возраста только начинают формироваться экспериментальные умения работы в школьной химической лаборатории. Общее число участников эксперимента – 103 человека. В двух московских школах и одной подмосковной были сформированы экспериментальная и контрольная группы. При этом учитывались интересы школьников, уровень сформированности ИКТ-компетенций, предметные знания и умения.

В качестве модельного объекта исследования была выбрана практическая работа «Получение водорода и изучение его свойств».

В экспериментальных группах был проведен «специальный» урок «Работа в виртуальной химической лаборатории», на котором обсуждались вопросы инсталляции «Виртуальной лаборатории» на домашнем компьютере, принципы взаимодействия с пользовательским интерфейсом и инструментами, порядок выполнения практических работ, правила оформления электронного лабораторного журнала.

Участники экспериментальных групп не получали никаких инструкций, как проводить опыты в реальной лаборатории. Подготовка к практической работе должна была стать этапом в самостоятельной познавательной деятельности учащихся.

В контрольных группах был проведен «традиционный» урок, на котором рассматривались цели и задачи практической работы «Получение водорода и изучение его свойств». Обсуждались техника выполнения работы, особенности химического эксперимента, ученики от учителя получили необходимые инструкции.

На практическом занятии в условиях реальной школьной химической лаборатории всем учащимся (контрольной и экспериментальной группам) были выданы инструктивные карточки и листы рабочей тетради. На каждом столе стояло избыточное количество реактивов, чтобы восьмиклассники осознанно выбрали нужные им вещества.

В процессе выполнения учащимися практической работы проводились наблюдения, фиксировались следующие параметры для каждого ученика:

После окончания практической работы каждому ученику была выдана анкета, в которой участник эксперимента должен был указать время выполнения опыта (об этом вопросе детей заранее не предупреждали) и ответить на вопросы, позволяющие установить степень осознанности выполняемых во время работы действий. По нашим наблюдениям работать с данным образовательным ресурсом им было интересно.

Результаты педагогических измерений, проверка рабочих тетрадей и анкет, беседы с учениками убедительно доказывают, что применяемая методика подготовки учащихся к практической работе с использованием «Виртуальной лаборатории» эффективна. Так, доля ребят, отлично выполнивших практическую работу, оформивших отчет и получивших оценку «5», в среднем на 25% выше в экспериментальных группах, чем в контрольных. Представители экспериментальных групп сделали меньше ошибок в уравнениях химических реакций, увереннее и быстрее выбирали необходимые реактивы, собирали приборы, задавали меньше вопросов во время выполнения работы. Это может характеризовать общую степень подготовленности ребят к практической работе.

Практически каждый участник эксперимента после работы высказал свое положительное субъективное мнение о практической работе.

Познавательную мотивацию восьмиклассников мы определяли по коэффициенту интереса к реальному эксперименту (методика В.С.Полосина), который рассчитывали, как отношение абсолютного времени (времени выполнения опыта, которое мы фиксировали при наблюдении) к субъективному (время выполнения опыта, указанное учащимися в анкетах):

Если школьникам было интересно работать на уроке, то субъективное время для них сокращалось, чем интереснее вид деятельности ребенка, тем выше коэффициент интереса.

Полученные данные свидетельствуют о неоднозначности влияния самостоятельного взаимодействия школьников с виртуальной обучающей средой на рост и устойчивость познавательной мотивации к эксперименту в реальных условиях. Во всех трех школах в экспериментальных группах среднее значение коэффициента интереса было меньше, чем в контрольных группах. Это означает, что после работы в виртуальной лаборатории время в реальных условиях для школьника тянется медленнее. Это означает, что работа в виртуальном мире для него интереснее, чем с реальными объектами.

Снижение коэффициента интереса в экспериментальных группах вопреки ожидаемому результату мы объясняем тем, что учащиеся, выполнившие эксперимент в «Виртуальной лаборатории», используя домашний компьютер, ждали, что на уроке, в реальных условиях, все пройдет также быстро, без затруднений. Однако реальный эксперимент более продолжителен, чем «виртуальный», он таит в себе неожиданности, требует большей сосредоточенности, определенной степени развития практических умений.

Значения коэффициента интереса (на основании полученных данных) у разных учеников отличались. Выявлены закономерности, характерные для конкретных школ, даже для отдельных классов. Безусловно, для правильной интерпретации полученных результатов важно индивидуально подходить к детям, учитывая их личностные особенности. Так, у троих членов экспериментальной группы (из 35 человек) коэффициент интереса больше 3! У 12 – выше единицы. Эти школьники отмечают химию как наиболее любимый и значимый для них предмет. Они позитивно настроены на обучение!

Таким образом, самостоятельная работа школьников в «Виртуальной химической лаборатории», безусловно, влияет на познавательный интерес к предмету. Это влияние неоднозначно, при работе с ЦОР необходимо учитывать многие факторы. Мы полагаем, что наиболее существенные из них:

Установлено, что наиболее эффективное взаимодействие с «Виртуальной лабораторией» показывают ребята с достаточно высокой степенью развития самоорганизации, им не требуется внешнего контроля, у них ярко выражена потребность в приобретении знаний. Вместе с тем, выявлена значительная доля школьников, в деятельности которых взаимодействие с компьютером доминирует, занимает их основное свободное время. Они демонстрируют снижение интереса к учебной деятельности в реальных условиях.

Литература

  1. Морозов М.Н., Танаков А.И., Герасимов А.В., Быстров Д.А., Цвирко В.Э., Дорофеев М.В. Разработка виртуальной химической лаборатории для школьного образования. //Educational Technology & Society. 2004. V. 7, №3, p. 155-164.
  2. Подласый И.П. Педагогика. Новый курс: Учебник для студентов педагогических вузов. Кн. 1. М.: Владос. 1999. С. 365 – 366.
  3. Полат Е.С. Новые педагогические и информационные технологии в системе образования. М.: Издательский центр «Академия». 2003. 272 с.
  4. Журин А.А. Дидактический анализ CD-ROM и Интернет-ресурсов учебного назначения // Школьные перемены. Научные подходы к обновлению общего среднего образования: Сб. науч. Трудов. М.: ИОСО РАО. 2001. 336 с.
  5. Осин А.В. Мультимедиа в образовании: контекст информатизации. М.: Агентство «Издательский сервис». 2004. 320 с.
  6. Маликова Ж.Г., Пальнева И.А., Терентьева Т.А. Использование новых информационных технологий в учебном процессе по химии в средней школе. // Сб. Материалы 13-ой Международной конф. «Применение новых технологий в образовании». Тез. докл. Троицк Московской обл. 2002. С. 42 – 43.
  7. Жикина И., Портянская И. Развитие познавательной деятельности учащихся посредством интеграции химии и инфотехнологий // Kimijas izglitiba skola. 2006. Рига. 2006. С. 154 –156.
  8. Дорофеев М.В. Новые направления информатизации школьного химического образования. // Химия (ИД «Первое сентября»). 2005. № 15. С 6 – 21.