Существует ряд проблем, связанных с использованием компьютерных технологий в учебном процессе.
Их можно разделить на следующие группы: организационные, дидактические, психологические, методические и информационные [11].
Рассмотрим некоторые наиболее важные проблемы компьютеризации обучения.
Организационные проблемы.
В настоящее время в городских школах созданы все условия для преподавания информатики. Поэтому встает проблема организации уроков химии в кабинетах информатики, которые, как правило, предусмотрены для занятий не всего класса, а только группы. Как поделить класс? Таким образом, для более эффективной работы в школах необходимо создание специального кабинета, привлечение специалиста, который может дать грамотную консультацию [11, 12].
Кроме того, предлагаемые на рынке программного обеспечения обучающие и тестирующие системы не доработаны и имеют ряд существенных недостатков в методическом плане, а также ряд других проблем. Для эффективного применения компьютерных технологий обучения необходимо пересматривать структуру учебных дисциплин и, как следствие, преобразовывать весь учебный процесс [12].
Нужно отметить, что при продолжительной эксплуатации компьютера вредное влияние на здоровье пользователя могут оказать повышенное напряжение, психическая перегрузка, длительное неизменное положение тела, электромагнитное излучение и т.д. Поэтому при работе учащихся с компьютером следует строго соблюдать существующие санитарно-гигиенические нормы, а также рекомендовать им при первых признаках усталости выполнять специальные упражнения для снятия утомления [19, 20].
Дидактические проблемы.
· Проблема соотношения объема информации (потока информации), который может предоставить компьютер ученику, и объема сведений, которые ученик может, во-первых, мысленно охватить, во-вторых, осмыслить, а в-третьих – усвоить.
Ученика не приучили ориентироваться в новом мощном потоке учебной информации, он не может разделять ее на главное и второстепенное, выделять направленность этой информации, перерабатывать ее для лучшего усвоения, выявлять закономерности и т.п. В сущности, информация (сведения об окружающем мире и протекающих в не процессах) может рассматриваться как некая многофакторная система, детали которой скрыты от учащихся, а потому и весь этот поток сведений в целом (его основы, направленность, цели, связи между элементами, причинно - следственные зависимости и т.п.) оказывается трудно доступным для восприятия [21].
· Проблема соотношения “компьютерного” и “человеческого” мышления
“Машинное” и человеческое мышление существенным образом различаются. Если машина “мыслит” только в двоичной системе, то мышление человека значительно многостороннее, шире и богаче. Как использовать компьютер, чтобы развить у учащихся человеческий подход к мышлению, а не привить ему некий жесткий алгоритм мыслительной деятельности? Процесс внедрения информационной технологии в обучение школьников достаточно сложен и требует фундаментального осмысления. Применяя компьютер в школе, необходимо следить за тем, чтобы ученик не превратился в автомат, который умеет мыслить и работать только по предложенному ему кем-то (в данном случае программистом) алгоритму. Для решения этой проблемы необходимо наряду с информационными методами обучения применять и традиционные. Используя различные технологии обучения, мы приучим учащихся к разным способам восприятия материала: чтение страниц учебника, объяснение учителя, получение информации с экрана монитора и др. С другой стороны, обучающие и контролирующие программы должны предоставлять пользователю возможность построения своего собственного алгоритма действий, а не навязывать ему готовый, созданный программистом. Благодаря построению собственного алгоритма действий ученик начинает систематизировать и применять имеющиеся у него знания к реальным условиям, что особенно важно для их осмысления.
Психологические проблемы.
Дидактические проблемы компьютеризации неразрывно связаны с психологическими.
Работая с моделирующими педагогическими программными средствами (ППС), пользователь может создавать различные объекты, которые по некоторым параметрам могут выходить за грани реальности, задавать такие условия протекания процессов, которые в реальном мире осуществить невозможно. Появляется опасность того, что учащиеся в силу своей неопытности не смогут отличить виртуальный мир от реального. Поэтому, во избежание возможного отрицательного эффекта использования информационной технологии в процессе обучения школьников, при разработке ППС, содержащих элементы моделирования, необходимо накладывать ограничения или вводить соответствующие комментарии (например, “В реальных условиях ваша модель не может существовать” и т.п.), чтобы ученик не мог “уйти” за грани реальности в результате манипулирования химическими явлениями. Виртуальные образы, наряду с опасностью создания нереальных ситуаций, могут сыграть положительную дидактическую роль. Информационная технология позволит учащимся осознать модельные объекты, условия их существования, улучшая, таким образом, понимание изучаемого материала и, что особенно важно, их умственное развитие. Следует отметить, что компьютер, как педагогическое средство, используется в школе, как правило, эпизодически. Это объясняется тем, что при разработке современного курса химии не стоял вопрос о привязке к нему информационной технологии. Применение компьютера поэтому оказывается целесообразным лишь при изучении отдельных тем (химическое равновесие, синтез веществ, скорость реакции и др.), где имеется очевидная возможность вариативности. Для систематического использования информационной технологии в процессе обучения необходимо переработать (модернизировать) весь школьный курс химии [11, 21].
Для многих детей компьютер сегодня становится совершенно естественным средством познания окружающего мира.
Перечислим основные блоки факторов, определяющих качество знаний обучаемых [22]:
· содержание изучаемого материала;
· учебник и учебные пособия;
· учитель;
· ученик;
· материально-техническая база;
· окружающая среда.
Учебник и учебные пособия сейчас дополняются информационным обеспечением: мультимедийные варианты учебников, учебных пособий, справочников с доступно изложенным материалом, учебным интерфейсом и поисковой системой; обучающие и тестовые компьютерные программы; тренажеры; виртуальные лабораторные практикумы.
Перечисленное информационное обеспечение не может не дать ожидаемый результат повышения качества знаний. Но это происходит только в том случае, если должное внимание уделено формированию у учащихся основополагающих познавательных умений.
При хорошем техническом, программном и методическом обеспечении урока учитель сам должен свободно владеть общими навыками работы с компьютером и самое главное, правильно осознавать свою изменившуюся роль.
Основными функциями преподавателя в учебном процессе с применением компьютера являются: отбор учебного материала и заданий, планирование процесса обучения, разработка форм предъявления информации обучаемым, контроль за изучением материала, коррекция процесса обучения.
Функция отбора материала и заданий является наиболее сложной и творческой. Здесь главенствующую роль играет опыт преподавателя, глубина знания им предмета. Основными требованиями при реализации этой функции являются необходимость четкого выделения главных и второстепенных моментов в дисциплине и дифференциация материала по степени сложности.
Планирование процесса обучения с применением компьютера должно осуществляться в направлении его максимальной индивидуализации, которая может производиться по последовательности предоставления изучаемых понятий, по методу изложения материала обучения, по предлагаемым разъяснениям и справочным материалам.
Применение компьютера позволяет планировать различные схемы прохождения учебных задач, разделять сложные задачи на составные элементы разного уровня, практиковать наиболее рациональные формы их сочетания.
Для достижения высококачественного уровня у учащихся необходимо чёткое распределение функций между участниками учебного процесса с применением компьютера.
В таблице перечислены основные функции, и знаком «+» указаны их исполнители. В случае возможности выполнения функций одновременно несколькими участниками учебного процесса знаком «!» отмечен наиболее качественный исполнитель [23].
Таблица 1.2 – Основные функции участников учебного процесса
| № п/п | Функции | Преподаватель | ПК | Ученик |
| 1 | Выбор стратегии обучения | + | - | - |
| 2 | Отбор учебного материала | + | - | - |
| 3 | Определение последовательности изучения материала | + | + | + |
| 4 | Изложение нового материала и предъявление заданий | + | + | - |
| 5 | Выполнение заданий | - | - | + |
| 6 | Проверка и оценки решений | + | +! | - |
| 7 | Сообщение результатов | + | +! | - |
| 8 | Указание о дальнейших действиях | + | +! | - |
| 9 | Регистрация данных о ходе процесса | + | +! | - |
| 10 | Помощь в ходе процесса | + | + | + |
Таким образом, основная цель информатизации – расширение творческих возможностей современного учителя, модернизация школьного образования. Использование программных средств в химии решает следующие задачи: