Использование информационно-коммуникационных технологий при обучении химии

ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ОБРАЗОВАНИЯ
А. Ф. АСПИЦКАЯ
 
Л. В. КИРСБЕРГ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

ИНФОРМАЦИОННОКОММУНИКАЦИОННЫХ
 

ТЕХНОЛОГИЙ

ПРИ ОБУЧЕНИИ ХИМИИ

методическое пособие

4-е издание (электронное)

Москва
Лаборатория знаний
2020

УДК 004.9:54(072)
ББК 74.202.4:24

А90

С е р и я о с н о в а н а в 2005 г.
Аспицкая А. Ф.

А90
Использование информационно-коммуникационных
технологий при обучении химии : методическое пособие / А. Ф. Аспицкая, Л. В. Кирсберг. — 4-е изд., электрон. — М. : Лаборатория знаний, 2020. — 356 с. : ил. —
(Информатизация образования). — Систем. требования:
Adobe Reader XI ; экран 10".— Загл. с титул. экрана. —
Текст : электронный.
ISBN 978-5-00101-690-8
В
пособии
рассмотрены
педагогические,
технические
и
методические
основы
использования
информационнокоммуникационных технологий (ИКТ) при обучении химии.
Предложено описание цифровых образовательных ресурсов
на CD
и
интернет-ресурсов, а также дана аналитическая
оценка электронных изданий. Описаны возможности создания дидактических материалов с использованием различных
компьютерных программ. Материалы
пособия могут быть
полезны при планировании занятий для повышения эффективности процесса обучения.
Для учителей химии, методистов системы повышения квалификации работников образования, студентов, изучающих
курс «Теория и методика преподавания химии».
УДК 004.9:54(072)
ББК 74.202.4:24

Деривативное издание на основе печатного аналога: Использование информационно-коммуникационных технологий при
обучении химии : методическое пособие / А. Ф. Аспицкая,
Л. В. Кирсберг. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. —
356 с. : ил. — (Информатизация образования).
ISBN 978-5-94774-911-3.

В
соответствии
со
ст. 1299
и
1301
ГК
РФ
при
устранении
ограничений, установленных техническими средствами защиты
авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя
возмещения убытков или выплаты компенсации

ISBN 978-5-00101-690-8
c○ Лаборатория знаний, 2015

2

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Модуль 1. Педагогические и технические основы
использования информационно-коммуникационных
технологий при обучении химии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.1. Цель, задачи и принципы использования
информационно-коммуникационных технологий . . . . . . 7

1.2. Возможности использования информационнокоммуникационных технологий в образовательном
процессе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

1.3. Автоматизированное рабочее место учителя . . . . . . . . 15
1.4. Классификация и требования к цифровым
образовательным ресурсам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

1.5. Аналитическая оценка электронных учебников
и пособий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Вопросы для размышления и задания
для самостоятельной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

Модуль 2. Особенности использования цифровых
образовательных ресурсов на CD-дисках в образовательном
процессе. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.1. Рекомендации по использованию цифровых
образовательных ресурсов на СD-дисках при обучении
химии в основной школе. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

2.2. Рекомендации по использованию цифровых
образовательных ресурсов на СD-дисках при обучении
химии в средней школе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Вопросы для размышления и задания
для самостоятельной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

Модуль 3. Возможности использования интернетресурсов при обучении химии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
3.1. Поиск информации в Интернет . . . . . . . . . . . . . . . . 145
3.2. Каталоги и порталы образовательных ресурсов сети
Интернет . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

ОГЛАВЛЕНИЕ

3.3. Образовательные Интернет-ресурсы по химии . . . . . . 218
3.4. Рекомендации по использованию Интернет-ресурсов
при обучении химии. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
Задания для самостоятельной работы . . . . . . . . . . . . 227

Модуль 4. Инструментальные средства ИКТ для создания
дидактических материалов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
4.1. Создание дидактических материалов
с использованием программы «Химия и Word» . . . . . 228

4.2. Создание дидактических материалов с использование
программы CS СhemOffice ChemDrawPro. . . . . . . . . . 237
Задание для самостоятельной работы . . . . . . . . . . . . 260

4.3. Создание контролирующих программ по химии
с использованием Microsoft Excel . . . . . . . . . . . . . . . 261

Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278

Приложение 1. Технологическая характеристика урока
«Свойства серной кислоты и ее применение» Методика
постановки решения учебных проблем с использованием
ИКТ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281

Приложение 2. Реализация принципа целесообразности
при отборе демонстрационного эксперимента при изучении
темы «Типы химических реакций». . . . . . . . . . . . . . . . . 284

Приложение 3. Реализация дидактического принципа
межпредметных связей при изучении темы «Скорость
химической реакции» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290

Приложение 4. Реализация возможностей моделирования
химических реакций при изучении темы «Факторы,
влияющие на скорость химической реакции» . . . . . . . . . 296

Приложение 5. Определения понятий атомного
и молекулярного уровней организации вещества . . . . . . . 298

Приложение 6. Перечень материалов по химии раздела
«Библиотека» Единого окна доступа к образовательным
ресурсам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302

Приложение 7. Терминологический словарь . . . . . . . . . . 348

4
Оглавление

На современном этапе развития образования все большее значение приобретают информационно-коммуникационные технологии (ИКТ), позволяющие изменить
формы и методы педагогической деятельности, оказать
положительное влияние на развитие личности ученика.
Для решения дидактических задач при обучении
химии учителю предлагаются многочисленные цифровые образовательные ресурсы, внедрению которых может
помочь
данное
пособие.
Материалы
пособия
призваны обеспечить:
формирование профессиональной компетентности
учителя в области использования ИКТ при обучении химии;
реализацию эффективного поиска образовательных
технологий и ресурсов;
создание дидактических материалов с использованием компьютерных программ.
Пособие имеет модульную структуру. Первый модуль посвящен рассмотрению цели, задач, принципов,
дидактических возможностей использования ИКТ на
уроках химии, а также описанию автоматизированного
рабочего места учителя и требований к цифровым образовательным ресурсам.
Во втором модуле предлагается характеристика
представленных на рынке цифровых образовательных
ресурсов на CD и даются рекомендации по их использованию в основной и старшей школе при обучении химии.
Третий модуль посвящен описанию работы с единым окном доступа к образовательным ресурсам, а также
обзору
образовательных
порталов
и
сайтов
по

ВВЕДЕНИЕ

химии и рекомендациям по поиску нужной информации и ее использованию в образовательном процессе.
Четвертый модуль содержит рекомендации по созданию дидактических материалов с использованием программ «Химия и Word», «CS ChemOffice ChemDrawPro»
и приложения Microsoft Excel.
В каждом модуле учителю предлагаются задания
для самостоятельной работы.
В качестве приложения предлагаются следующие
материалы:
технологическая характеристика урока «Свойства
серной кислоты и ее применение». Методика постановки и решения учебных проблем с использованием
информационно-коммуникационных технологий;
методические рекомендации по реализации принципа целесообразности отбора демонстрационного
эксперимента при изучении темы «Типы химических реакций»;
рекомендации по реализации дидактического принципа межпредметных связей при изучении темы
«Скорость химической реакции»;
рекомендации по реализации возможностей моделирования
химических
реакций
при
изучении
темы «Факторы, влияющие на скорость химической реакции»;
понятийный аппарат химии для атомного и молекулярного уровней организации вещества;
перечень материалов по химии раздела «Библиотека» Единого окна доступа к образовательным ресурсам;
терминологический словарь.

6
Введение

1.1.
Цель, задачи и принципы использования
информационно-коммуникационных технологий

Одним из направлений модернизации образования в
России является информатизация, предусматривающая обеспечение сферы образования методологией и
практикой разработки, оптимального использования
современных информационных и коммуникационных
технологий (ИКТ), ориентированных на реализацию
целей обучения, воспитания и развития.
Постановлением Правительства РФ от 28.08.2001 г.
№ 630 утверждена Федеральная целевая программа «Развитие единой образовательной информационной среды
(2001—2005 гг.)», одной из главных целей которой является «создание условий для поэтапного перехода к новому
уровню образования на основе информационных технологий». В качестве одного из ожидаемых результатов является обеспечение доступа «учащихся и преподавателей к
высококачественным локальным и сетевым образовательным ресурсам, в том числе к системе современных электронных учебных материалов по основным предметам
общеобразовательной школы».
ИКТ включают в себя аппаратные и программные
средства для преобразования информации различных
видов, в том числе текстовой, табличной, графической,
аудиовизуальной и пр., а также способы и алгоритмы
обработки такой информации. Важнейшим современным устройствами ИКТ являются компьютер, снабженный соответствующим программным обеспечением, и
средства телекоммуникаций вместе с размещенной на
них информацией.

МОДУЛЬ 1

Педагогические и технические основы
использования
информационно-коммуникационных
технологий при обучении химии

Цель внедрения ИКТ в образовательный процесс —
повышение эффективности и качества обучения. Основными задачами использования ИКТ являются:
индивидуализация и дифференциация процесса обучения;
визуализация учебной информации;
проведение виртуальных (химических) экспериментов;
развитие личности обучаемого, подготовка к самостоятельной продуктивной деятельности;
активизация познавательной деятельности обучаемого;
формирование адекватной оценки учащимися результатов их учебной деятельности;
развитие творческого мышления и уменьшение
доли репродуктивной деятельности;
развитие навыков исследовательской деятельности;
формирование информационной культуры, умений
осуществлять обработку информации;
развитие коммуникативных способностей на основе выполнения совместных проектов.
Готовность учителя к использованию ИКТ на уроках определяется уровнем сформированности его личной методической системы, ее целей, методологических
подходов, методов обучения, управления и контроля
знаний учащихся. Методическая система учителя строится на основе общедидактических и специфических
принципов обучения, направленных на внедрение ИКТ.
Принципы дидактики раскрывают основы, исходные начала в обучении, определяющие направленность
учебного процесса и деятельность педагога в нем. Для
определенности перечислим дидактические принципы,
которые чаще других анализируются в педагогической
и методической литературе [25, 28]:
принцип научности — соответствие современным
научным представлениям;
принцип доступности, учитывающий возрастные
особенности учащихся и предусматривающий меру
посильной трудности усвоения материала;

8
Модуль 1

принцип наглядности, обеспечивающий связь между конкретным и абстрактным;
принцип системности знаний, в содержание которого
входят представления о целостности объектов мира,
о соотношении целого и частей; о взаимодействии
системы со средой, об общих закономерностях функционирования и развития систем, о структурированности каждого системного объекта;
принцип реализации межпредметных связей, способствующих разрешению противоречия между разрозненными по учебным дисциплинам знаниями о
мире и необходимости их синтеза и комплексного
применения на практике;
принцип историзма, заключающийся в формировании знаний учащихся в соответствии с реальными
историческими условиями, методами и способами
их получения;
принцип связи обучения с жизнью обязывает раскрывать диалектическую связь науки с практикой;
принцип индивидуализации обучения, требующий
учитывать индивидуальные особенности учащихся;
принцип прочности выдвигает необходимость овладения содержанием обучения учащимися при оптимальном напряжении всех их познавательных сил.
К специфическим принципам использования ИКТ
следует причислить [20]:
принцип целесообразности, предполагающий обращение к компьютеру только в ситуациях, когда он
обеспечивает получение знаний, которые невозможно или достаточно сложно получить без компьютера;
принцип компьютерной безопасности, обеспечивающий соблюдение санитарных правил и норм (СанПиН 2.2.2.542 – 96);
принцип вариативности, предусматривающий выбор
и замену способа изучения материала учеником при
возникновении затруднений;
принцип системного подхода к выбору обучающих
программ;

Педагогические и технические основы использования ИКТ
9

принцип приоритета гуманистического перед аппаратно-технологическим подходом, т. е. отказ от попыток сделать человека элементом машины;
принцип минимизации внепредметной информации, в соответствии с которым следует освободить
ученика от необходимости запоминать не имеющую никакой познавательной ценности служебную
информацию, связанную, например, с конструктивными особенностями обучающих программ.

Понимание сущности принципа целесообразности
позволяет учителю сделать правильный выбор способа
проведения демонстрационного эксперимента: виртуального или традиционного. В ситуациях, когда в кабинете
химии
отсутствуют
необходимые
реактивы
и
приборы, или когда трудно обеспечить безопасность
проводимого эксперимента, когда он длителен во времени, учителю, конечно, следует предпочесть виртуальный способ демонстрации опыта.
Качество реализации ИКТ педагогом определяется
уровнем
его
информационной
культуры,
важным
компонентом которой является информационно-коммуникационная
компетентность
учителя-предметника,
предусматривающая:
полное представление об имеющихся медиаресурсах на CD/DVD-дисках и образовательных ресурсах
в сети Интернет, рекомендованных для использования, умение ими воспользоваться;
избирательное использование ЦОР в соответствии с
принципом целесообразности;
избирательное применение различных моделей использования ИКТ в учебном процессе в зависимости
от реального оснащения образовательного учреждения;
аналитическую оценку электронных образовательных продуктов;
соблюдение санитарных норм и правил при работе с
компьютером;
представление своего педагогического опыта средствами ИКТ;

10
Модуль 1

представление об информационной среде образовательного учреждения;
применение сетевых технологий для участия в сетевых педагогических сообществах.

1.2.
Возможности использования
информационно-коммуникационных технологий
в образовательном процессе

Внедрение ИКТ изменяет деятельность учителя и ученика.
Реализация ИКТ в учебном процессе позволяет учителю:
сделать мониторинг учебной деятельности учащихся более удобным;
оперативно
анализировать
результаты
каждого
урока, четверти, полугодия, года обучения;
преодолеть противоречие увеличения объема информации и ограниченности времени обучения;
преодолеть противоречие между коллективными формами обучения, характерными для классно-урочной
системы, и личностно-ориентированным обучением;
реализовать принцип субъект-субъектных отношений при обучении и воспитании учащихся;
формировать внутреннюю мотивацию изучения химии;
интенсифицировать индивидуальную работу ученика;
успешно развивать важные личностные качества
школьников (креативность, рефлексивность, критичность, творческие способности, самостоятельность,
ответственность).
Для ученика использование ИКТ позволяет создать:
непрерывный учет результатов деятельности, что
ведет к формированию адекватной самооценки;
возможность выбора собственной траектории обучения;
психологически комфортные условия для самоконтроля и самовоспитания;
возможность в любой момент времени проанализировать свои достижения;

Педагогические и технические основы использования ИКТ
11

условия для самостоятельного изучения материала;
возможность оперировать большим количеством
информации и ее интегрировать;
возможности для освоения общенаучного метода
познания — моделирования;
условия для освоения новых способов деятельности.

Следовательно, современные ИКТ обладают уникальными дидактическими возможностями [22]:
успешно внедрять личностно-ориентированное обучение;
организовать самостоятельную работу учащихся;
внедрять деятельностный подход в обучении;
представлять ученику информацию в различной форме (текст, графика, аудио, видео, анимация и т. д.);
активизировать процессы восприятия, мышления
и памяти;
создавать для ученика непрерывный учет результатов деятельности;
объективно оценивать знания учащихся;
значительно снижать временные затраты на контроль знаний учащихся и подготовку к уроку, осуществляя быстрый поиск информационных объектов и
их просмотр;
реализовывать дидактический принцип наглядности, за счет не только статических изображений, но
и динамических видеоматериалов;
дополнять традиционный химический эксперимент,
вводя
компьютерное
моделирование
химических
процессов;
проводить виртуальный химический эксперимент;
организовать проблемное обучение;
повысить интерес учащихся к предмету;
создавать комфортные условия для развития личности;
организовать деятельность учащихся по поиску актуальной и достоверной информации;
выходить в мировое информационное сообщество и
использовать его ресурсы в учебных целях.

12
Модуль 1