Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Компьютерные модели и их использование в обучении химии 13
1.1. Компьютерные модели в обучении 13
1.2. Методические и психологические аспекты использования учебных компьютерных моделей 19
1.3. Возможности применения традиционных и компьютерных моделей в обучении химии 22
1.4. Классификация учебных компьютерных моделей, используемых в обучении химии, по моделируемому объекту 26
1.5. Современные компьютерные модели для изучения химии 30
Выводы по 1 главе 51
Глава 2. Информационно-моделирующие модули в обучении химии..........53
2.1. Информационно-моделирующий модуль и его структура 53
2.2. Композиция элементов информационно-моделирующих модулей 55
2.3. Использование информационно-моделирующих модулей в обучении ....58
2.4. Методика использования информационно-моделирующих модулей при
изучении школьного курса химии 63
2.4.1. Компьютерная обучающая программа «Природа химической связи»63
2.4.2. Компьютерная обучающая программа «Метод валентных связей: гибридизация атомных орбиталей» 66
2.4.3. Компьютерная обучающая программа «Скорость химических реакций» 73
2.4.4. Компьютерная обучающая программа "Компьютерное титрование сильных кислот и оснований" 79
2.4.5. Компьютерная обучающая программа "Химические опыты со взрывами и без ..." 91
2.4.6. Компьютерная обучающая программа "Механизмы химических реакций" 102
Выводы по 2 главе 112
Глава 3. Результаты использования разработанных информационно-моделирующих модулей при изучении школьного курса химии 115
3.1. Влияние информационно-моделирующих модулей на мотивацию учебной деятельности и эмоциональное состояние учащихся 115
3.2. Анализ времени изучения материала при использовании информационно-моделирующих модулей 122
3.3. Содержание информационно-моделирующих модулей, имеющих в своем составе графические модели 124
3.4. Изменение качества знаний, мотивации и эмоционального состояния учащихся в результате проведения формирующего эксперимента 128
3.4.1. Методика проведения исследования 128
3.4.2. Обработка экспериментальных данных 132
Выводы по 3 главе 144
Выводы 146
Литература 147
Приложения 160
Приложение 1. Инструкция по работе с программой «Компьютерное титрование сильных кислот и оснований» 160
Приложение 2. Анкеты для изучения рационального соотношения двухмерных и трехмерных моделей в информационно-моделирующих модулях 162
Приложение 3. Мультимедийный компакт-диск с разработанными компьютерными обучающими программами 165
- Компьютерные модели в обучении
- Информационно-моделирующий модуль и его структура
- Влияние информационно-моделирующих модулей на мотивацию учебной деятельности и эмоциональное состояние учащихся
Введение к работе
Актуальность исследования. Основными проблемами современной школы является необходимость повышения эффективности и качества образовательного процесса. Программными и нормативными документами для образовательной системы России стали Федеральный закон "Об образовании" [69], Национальная доктрина образования [39], Федеральная программа развития образования на 2000-2005 гг. [115], "Типовое положение об общеобразовательном учреждении" [70]. В каждом из этих документов четко обозначена проблема эффективности и качества образовательного процесса. Приоритетным направлением решения этой проблемы в настоящее время является формирование единой информационной образовательной среды на базе использования новых информационных технологий и, в частности, разработка современных электронных средств учебного назначения (ЭСУН), их интеграция с традиционными учебными средствами. Реализация этого направления осуществляется в рамках федеральной целевой программы "Развитие единой образовательной информационной среды на 2001-2005 годы" [150].
Одним из элементов электронных средств обучения являются учебные компьютерные модели (УКМ). Метод моделирования во многих естественных науках, в том числе и химической, в настоящее время является одним из ведущих в процессе познания объектов и процессов [63], и поэтому организация ЮНЕСКО подчеркивает важную роль использования компьютерных моделей в изучении естественнонаучных дисциплин [82]. Использование компьютерных моделей в процессе обучения позволяет познакомить учащихся с этим методом познания, усилить мотивацию учебной деятельности, расширить возможности реализации идей развивающего обучения и предъявления учебной информации.
В своем исследовании мы опирались на работы, рассматривающие вопросы теории развивающего обучения (Л. С. Выготский [19], П. Я. Гальперин [76], В. В. Давыдов [30], Д. Б. Эльконин [130], Л. В. Занков [37; 38; 108]), общие подходы к применению компьютерных моделей, существующий опыт использования учебных компьютерных моделей в обучении химии и других естественнонаучных дисциплинах. В работах Р. Вильямса, К. Маклина [14, с. 156-165], С. Пейперта [74], Б. С. Гершунского [24], И.В.Роберт [87], Л.М.Фридмана [117; 118], Р. Ю. Шенона [126] рассмотрены основные возможности и особенности использования компьютерных моделей в процессе обучения, причем не только как средств наглядности, позволяющих формировать и развивать наглядно-образное и наглядно-действенное мышление, но и как средств реализации экспериментально-исследовательской деятельности, осуществлять индивидуализацию обучения. Многие из этих авторов подчеркивают, что в большинстве случаев функциональные возможности компьютерных моделей предоставляют более широкие возможности для их использования в процессе обучения, чем модели, реализованные другими средствами. Психологические вопросы использования и разработки компьютерных моделей рассмотрены в работах Ломова Б. Ф. [56], Формана Н. и Вильсона П. [116]. Требования к компьютерным моделям, используемым в процессе обучения, освещены в работах Машбиц Е. И. [58; 59] на психологическом уровне, в исследованиях И. В. Роберт [87], Б. С. Гершунского [24], Сергеевой Т. А. и Чернявской А. [97] - на дидактическом уровне, в работах Рыжова В.А., Теплицкого В. М., Корниенко А. В. [91], БоуменаУ. Д. [12] - на художественном уровне. Проблемы организации диалогового взаимодействия обучающих программ с пользователем, в том числе и моделирующих, отражены Ю. Н. Тихомировым [123], О. К. Тихомировым [113], Е. И. Машбицем [59]. В. Рубцов, А. Марголис, А. Пажитнов предложили варианты организации действий учащихся с управляемыми моделями [90]. В. В. Лаптев и А. А. Немцев предложили использовать для компьютерных моделей, применяемых в обучении, термин
"учебные компьютерные модели" (УКМ) и разработали классификацию УКМ по различным критериям [50]. В работах В. И. Сопина [106], Н. И. Пак [73], Т. А. Яковлевой [133] предложены общие подходы к проектированию и разработке УКМ. В исследованиях И. Е. Вострокнутова [18] и А.Старикова [109] рассмотрены критерии качества учебных компьютерных моделей.
В работах химиков-методистов И. Л. Дрижун [31], О.С.Зайцева [35; 96], Т. А. Сергеевой [96; 95; 94], Л. Л. Чунихиной [124] показаны возможности использования компьютерного моделирования при изучении школьного курса химии и выделены наиболее целесообразные с методической точки зрения области применения УКМ. В исследованиях Е. А. Алферовой, Е. Ю. Раткевич, Г. Н. Мансуровой [1], Н. П. Безруковой [8], Н. Д. Романовой, Н. А. Юнерман [88], Т. А. Сергеевой, О. С. Зайцева [96], А. Н. Лёвкина [51] и др. разработана методика использования компьютерных обучающих моделирующих программ при изучении отдельных тем школьного курса химии.
В настоящее время существует большое количество отечественных и зарубежных электронных средств учебного назначения (ЭСУН), используемых в обучении химии и содержащих в своем составе различные типы УКМ, но вместе с тем наблюдается ряд противоречий, сдерживающих использование учебных компьютерных моделей при изучении школьного курса химии:
• между потребностью практического применения учебных компьютерных моделей в обучении химии и недостаточно разработанной методикой использования химических учебных компьютерных моделей в составе различных типов программных средств обучающего назначения;
• между необходимостью разработки методики использования химических учебных компьютерных моделей и мало исследованными особенностями содержания и функциональными возможностями химических учебных компьютерных моделей;
• между потребностью выявления специфики содержания, определения функциональных возможностей химических учебных компьютерных
моделей и недостаточным вниманием, уделяемым изучению этих аспектов
при построении химических учебных компьютерных моделей.
Выявленные противоречия и определили проблему исследования, заключающуюся в определении методов построения и использования учебных компьютерных моделей в процессе изучения школьного курса химии.
В ходе работы на основании анализа учебно-методической литературы и компьютерных обучающих программ сформулировано понятие "информационно-моделирующий модуль". Необходимость введения этого понятия обусловлена тем, что учебные компьютерные модели используются в контексте содержания учебного материала, и поэтому их разработку и применение следует рассматривать неразрывно с этим содержанием. Информационно-моделирующим модулем предложено называть совокупность учебных компьютерных моделей и информационных блоков различного типа, объединенных на основе содержательного критерия.
Гипотеза исследования: возможность рационального использования информационно-моделирующих модулей при обучении химии определяется рядом взаимосвязанных факторов:
• содержанием изучаемого материала;
• моделируемым объектом;
• структурой, содержанием и функциональными возможностями информационно-моделирующих модулей;
• методами использования информационно-моделирующих модулей в процессе обучения.
Разработка информационно-моделирующих модулей с учетом этих взаимосвязанных компонентов позволит осуществить их рациональное использование в процессе изучения школьного курса химии.
Цель исследования состоит в разработке структуры, содержания, определении функциональных возможностей и методов рационального использования информационно-моделирующих модулей в процессе изучения школьного курса химии.
Объектом исследования является деятельность учащихся при обучении химии в условиях использования информационно-моделирующих модулей.
Предметом исследования являются информационно-моделирующие модули и методы их рационального использования при изучении школьного курса химии.
Для проверки гипотезы и достижения цели исследования были поставлены и решены следующие задачи:
1. Проанализировать использование У КМ в обучении химии. Выявить достоинства и недостатки существующих электронных средств учебного назначения (ЭСУН).
2. Определить понятие "информационно-моделирующий модуль" и разработать его структуру.
3. Выявить методы использования информационно-моделирующих модулей с учетом специфики различных типов учебных компьютерных моделей, входящих в их состав.
4. Определить рекомендации к содержанию, интерфейсу, функциональным возможностям, методам рационального применения информационно-моделирующих модулей в процессе изучения школьного курса химии.
5. Экспериментально проверить эффективность предложенных рекомендаций по разработке и использованию информационно-моделирующих модулей при изучении школьного курса химии.
Для решения поставленных задач использовался комплекс взаимопроверяющих и дополняющих друг друга методов исследования. Теоретические методы: изучение и анализ научной, методической, дидактической, психолого-педагогической литературы и нормативных документов по проблеме исследования; изучение специальной литературы по разработке компьютерных моделирующих программ; анализ современных электронных средств обучения. Экспериментальные методы: наблюдение учебного процесса в условиях применения информационно-моделирующих модулей (включенное, дискретное, фрагментарное); анализ личного опыта, беседа, анкетирование; метод семантического дифференциала; поисковый и формирующий педагогический эксперимент с последующей математической обработкой его результатов и их анализ.
Исследование проводилось поэтапно:
На первом этапе исследования (1996 - 1997 гг.) был проведен анализ учебно-программной документации, психолого-педагогической и методической литературы, современных электронных средств учебного назначения, применяемых при изучении школьного курса химии. Изучены возможности для использования в создании учебных компьютерных моделей различных типов, найдены подходы к решению поставленной проблемы. Полученный материал позволил сформулировать гипотезу исследования, определить основные цели и задачи, понятие "информационно-моделирующий модуль", разработать его структуру, интерфейс. Создана и апробирована программа "Природа химической связи".
На втором этапе (1997 - 2000 гг.) разработаны и апробированы компьютерные обучающие программы:
• "Метод валентных связей: гибридизация атомных орбиталей";
• "Скорость химических реакций";
• "Компьютерное титрование сильных кислот и оснований";
• "Химические опыты со взрывами и без ...".
Проведен поисковый эксперимент, в ходе которого проанализировано влияние разработанных компьютерных обучающих программ на мотивацию учебной деятельности и эмоциональное состояние учащихся, время изучения материала, качество знаний учащихся. На основе опыта применения компьютерных моделирующих программ предложены рекомендации к их содержанию и методам использования в учебном процессе.
На третьем этапе (2000 - 2002 гг.) разработан фрагмент компьютерной обучающей программы "Механизмы химических реакций" и проведен формирующий эксперимент с целью выявления влияния использования информационно-моделирующих модулей в процессе обучения химии на
мотивацию учебной деятельности учащихся, их эмоциональное состояние и качество знаний, проведена обработка и анализ полученных результатов.
Опытно-экспериментальная база исследования. Исследование проводилось с 1997 по 2000 гг. в средней школе № 13 г. Калуги, с 2000 по 2002 гг. - в средней школе № 36 г. Калуги. Выбор этих школ был обусловлен наличием технической базы, необходимой для проведения исследования.
Научная новизна исследования:
• Разработаны принципы построения и методика использования информационно-моделирующих модулей, содержащих различные типы химических учебных компьютерных моделей.
• Обоснована разработка и применение химических информационно-моделирующих модулей на основе идеи Л. В. Занкова о применении средств наглядности в обучении.
• Выявлена специфика содержания и использования в процессе обучения химических информационно-моделирующих модулей, содержащих в своем составе различные типы учебных компьютерных моделей. Теоретическая значимость исследования:
• Обобщены и систематизированы данные об использовании УКМ.
• Определено понятие "информационно-моделирующий модуль".
• Разработана структура информационно-моделирующего модуля.
• Предложено разработку и использование информационно-моделирующих модулей осуществлять на основе идей Л. В. Занкова об использовании наглядного материла в обучении.
Практическая значимость исследования:
• Разработаны рекомендации к содержанию, функциональным возможностям, интерфейсу информационно-моделирующих модулей и методам их использования в процессе обучения химии.
• С учетом разработанных рекомендаций к информационно-моделирующим модулям создано ряд моделирующих программ по различным разделам школьного курса химии, которые были включены в
состав 3 компакт-дисков, рекомендованных Министерством образования Российской Федерации для широкого применения в системе образования. На защиту выносятся:
1. Понятие "информационно-моделирующий модуль", применение которого позволяет рассматривать использование различных типов учебных компьютерных моделей с единых дидактических позиций.
2. Структура информационно-моделирующего модуля, позволяющая рационально организовать его содержание.
3. Интерфейс информационно-моделирующих модулей и рекомендации к их функциональным возможностям, учитывающие специфику предмета химии.
4. Методика использования информационно-моделирующих модулей в процессе обучения химии.
Апробация и внедрение результатов исследования. Результаты исследования нашли отражение в выступлениях на конференции "Новые информационные технологии в бизнесе, образовании и третьем секторе" (Калуга, 1999 г.), на выставке-конференции "ИНФОКОМ - 2000" (Калуга, 2000 г.), на Московской городской конференции "Информационные технологии в преподавании химии" (Москва, 2000 г.), на II международной конференции "Актуальные проблемы современного естествознания"- ИНТЕРНАС 2000 (Калуга, 2000 г.), на Всероссийском семинаре по проблемам методики обучения химии (Москва, 2001 г.), на международной конференции, посвященной 50-летию РГОТУПС (2001 г.), на заседании кафедры органической химии (Москва, 1997-2000, 2002 гг.)
По материалам исследования опубликовано 7 печатных работ [5; 6; 52; 53; 54; 55; 67], издано 3 компакт-диска [2; 3; 4].
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, библиографии и приложения; иллюстрирована схемами, таблицами, диаграммами.
В первой главе проводится анализ научно-методической литературы по теме исследования, современных учебных компьютерных моделей, сравнительный анализ возможностей учебных компьютерных моделей с моделями других типов, приводится разработанная классификация химических учебных компьютерных моделей по моделируемому объекту.
Во второй главе рассматривается определение информационно-моделирующих модулей, их структура, интерфейс и методы использования в процессе изучения школьного курса химии. Рассматриваются разработанные компьютерные обучающие программы и варианты их применения в процессе обучения химии.
Третья глава посвящена результатам поискового и формирующего экспериментам, проводится анализ полученных данных и формулирование на их основе рекомендаций к содержанию и методам использования информационно-моделирующих модулей в процессе изучения школьного курса химии.
В заключении сформулированы основные выводы из полученных результатов.
Приложения содержат компакт-диск с разработанными в ходе исследования ЭСУН, инструкцию по работе с программой «Компьютерное титрование сильных кислот и оснований», содержания анкет для учащихся и учителей для изучения рационального соотношения двухмерных и трехмерных моделей в ИММ.
Компьютерные модели в обучении
Одно из наиболее полных определений понятия "модель" предложил В. А. Штофф: «Под моделью понимается такая мысленно представляемая или материально реализуемая система, которая, отображая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее изучение дает нам новую информацию об этом объекте» [128].
Компьютерная модель - это модель, реализованная с помощью компьютера, которая представляет совокупность данных и программ для их обработки [61]. Особенностью компьютерных моделей, применяемых в обучении, является их ориентация на наглядное представление моделируемых объектов и явлений. В. В. Лаптев и А. А. Немцев предложили для таких моделей использовать термин "учебная компьютерная модель" и предложили две формулировки определения данного понятия.
1. УКМ - это программная среда, объединяющая в себе на основе математической модели явления или процесса средства интерактивного взаимодействия с объектом и развитые средства отображения информации [50].
2. УКМ - это программно-аппаратная учебная среда, которая позволяет обучаемым осуществлять интерактивное воздействие на изучаемые объекты и получать информацию о результатах данного воздействия [66]. Анализ современных обучающих компьютерных программ показал, чтоэто определение требует уточнения. Авторы определения не включили в область понятия демонстрационные модели, которые играют важную роль в обучении. По нашему мнению, понятие "учебная компьютерная модель " можно определить следующим образом. Учебная компьютерная модель - это аппаратно-программная учебная среда, моделирующая изучаемый объект или процесс, предоставляющая средства наглядного отображения информации и, при необходимости, позволяющая осуществлять интерактивное управление моделью.
Такое определение УКМ охватывает весь спектр моделей, используемых в обучении, и отражает специфику учебных компьютерных моделей, заключающуюся в необходимости наглядного отображения моделируемых объектов и процессов.
В. В. Лаптев и А. А. Немцев предлагают классифицировать УКМ по ряду различных критериев [50]. По способу визуального отображения информации УКМ может быть представлена в цифровом виде (таблицы, отдельные числовые значения), графическом (графики, схемы, рисунки), текстовом (описание моделируемого объекта или явления) или в различных сочетаниях перечисленных вариантов (рис. 1).
Авторы также предлагают разделить графические модели по наличию динамики в моделях на две группы: статические и динамические. По нашему мнению, не только графические модели можно разделить на статические и динамические модели, но и другие типы учебных компьютерных моделей можно подвергнуть такой классификации. Статическими или динамическими могут быть и цифровые модели, и текстовые, и смешанные. Примером статических цифровых моделей могут быть таблицы, а динамических -изменяющиеся со временем цифровые данные. В качестве статической текстовой модели может выступать текстовое описание изменения параметров модели
Информационно-моделирующий модуль и его структура
В ходе исследования на основании анализа учебно-методической литературы и ЭСУН нами сформулировано понятие "информационно-моделирующий модуль". Необходимость введения этого понятия обусловлена тем, что учебные компьютерные модели используются в контексте содержания учебного материала и поэтому их разработку и применение необходимо рассматривать неразрывно с этим содержанием.
Информационно-моделирующим модулем нами предложено называть совокупность учебных компьютерных моделей и информационных блоков различного типа, объединенных на основе содержательного критерия. Информационно-моделирующие модули предназначены для изучения объектов, процессов, теорий. Для моделирования изучаемого объекта или процесса в состав информационно-моделирующего модуля могут входить несколько учебных компьютерных моделей, например двухмерная и трехмерная. Основными информационными блоками, входящими в состав информационно-моделирующего модуля, являются:
описание моделируемого объекта или явления, представленное в текстовом, звуковом или схематическом виде;
справочная информация;
инструкции по организации работы с ИММ;
задания для работы с ИММ;
видеозапись моделируемого объекта или процесса;
информация об отличии модели от моделируемого объекта или процесса и ее ограничениях (рис. 14).
Одним из элементов ИММ является информационный блок об ограничениях модели и ее отличии от моделируемого объекта или процесса. Как показывает опыт использования учебных компьютерных моделей, учащиеся часто ассоциируют модель и моделируемый объект. Наличие такого информационного блока в составе ИММ позволит учащимся адекватно воспринимать учебные компьютерные модели.
Результатом работы с ИММ обычно является получение результатов моделирования изучаемого объекта. Для лучшего их восприятия мы рекомендуем их отображать в виде графиков, таблиц, схем. Важна и возможность сравнения полученных результатов при различных условиях моделирования.
Учебная компьютерная модель в составе информационно-моделирующего модуля в одном случае может использоваться как демонстрационный материал при объяснении материала, а в другом - для создания проблемной ситуации, в зависимости от содержания и структуры информационно-моделирующего модуля. Поэтому, по нашему мнению, функционирование учебной компьютерной модели в составе информационно-моделирующего модуля можно рассматривать как вариант ее дидактического использования в процессе обучения. Такой подход позволяет рассматривать применение различных типов учебных компьютерных моделей с единых дидактических позиций.
В рамках использования понятия информационно-моделирующий модуль под учебной моделирующей программой можно понимать самостоятельный программный продукт, основной целью которого является изучение объектов и процессов и в котором для этого интенсивно используются информационно-моделирующие модули. В составе учебной моделирующей программы информационно-моделирующие модули могут объединяться на основе содержания, например, для изучения темы школьного курса химии, или на основе других критериев.
Композиция элементов информационно-моделирующих модулей
Р. Вильяме и К. Маклин указывают на то, что наиболее оптимально восприятие информации осуществляется при расположении на экране небольшого количества (3-4) элементов информации [14]. Для информационно-моделирующих модулей, по нашему мнению, наиболее рациональное использование визуального пространства достигается при отображении элементов информации в трех частях экрана, которые содержат:
учебную компьютерную модель;
текстовую информацию (например, описание модели, инструкцию) или элементы управления моделью;
краткую информацию о моделируемом объекте или явлении в виде схемы, уравнения, схематического рисунка и т.д.
Если в состав информационно-моделирующего модуля входит несколько моделей, то для учащегося необходимо предоставить возможность выбора той, которая будет отображаться в текущий момент. Содержание текстовой информации может быть различным в зависимости от действий, выполняемых учащимся. Например, при изучении моделируемого процесса или объекта это может быть его описание или инструкция по работе с управляемой моделью.
Основную информацию содержания информационно-моделирующего модуля, по нашему мнению, необходимо дополнительно выделять, отображая ее в виде краткой схемы, уравнения, формулы и т.д. Это позволит пользователю легко ориентироваться в содержании, быстро выделять главное.
Процессы, связанные с мышлением и сознанием человека, чрезвычайно сложны и многообразны. Визуальное мышление человека составляет существенную часть его разумной и подсознательной жизни. Для визуального восприятия человека важное значение имеет расположение различных образов в пространстве, определение целого и его частей, деталей по их важности. Эти аспекты отображены в работах У. Д. Боумена [12], Л. П. Дыко [33], И. Ш. Шевелева [125]. Применение этих принципов к композиции изображения в компьютерных обучающих программах рассмотрено в работах Машбиц Е. И., Андриевской В. В., Комиссаровой Е. Ю. [59], Вострокнутова И. Е. [17], Кречетникова К. Г. [49], а также в методических рекомендациях Рыжова В. А., Теплицкого В. М. и Корниенко А. В. [91]. Авторы этих работ выделяют ряд основных элементов композиции, таких, как равновесие, обрамление, масштабность, лаконичность, акцент на основных смысловых элементах, автономность, стадийность, структурность, использование привычных ассоциаций и стереотипов, теория квадрантов.
Влияние информационно-моделирующих модулей на мотивацию учебной деятельности и эмоциональное состояние учащихся
На втором этапе исследования был проведен поисковый эксперимент, в ходе которого выявлялось влияние применения информационно-моделирующих модулей в процессе обучения химии на мотивацию учебной деятельности и эмоциональное состояние учащихся. При подготовке и проведении исследования использовались соответствующие методические материалы по разработке и проведению психологических и дидактических исследований, анализу их результатов [27; 72; 98]. Для проведения исследования использовались разработанные нами компьютерные обучающие программы:
"Метод валентных связей: гибридизация атомных орбиталей" и "Природа химической связи" - при изучении и повторении теории строения органических соединений (1997-2000 уч. гг.);
"Природа химической связи" - при изучении и повторении теории химической связи и строения органических соединений, (1997-2000 уч. гг.);
"Скорость химических реакций" - при изучении закономерностей химических реакций (1998-2000 уч. гг.);
"Компьютерное титрование сильных кислот и оснований" - при изучении факультативного курса химии (1998-2000 уч. гг.).
"Химические опыты со взрывами и без ..." - при изучении различных тем школьного курса химии (1998-2000 уч. гг.);
"Механизмы химических реакций" - при изучении химических свойств этиленовых углеводородов (1999-2000 уч. гг.).
В контрольной группе обучение проводилось без использования ЭСУН. Для анализа исследуемых компонентов использовался метод семантического дифференциала [99, с. 128-130]. Оценка интереса к изучаемому материалу осуществлялась на основе качественной шкалы: очень интересно, интересно, не знаю, не интересно, совсем неинтересно. Настроение на занятии учащимся предлагалось оценить по симметричной числовой шкале со значениями от -2 до 2 (табл. 6).
Данные исследования показывают, что познавательный интерес учащихся к изучаемому материалу и настроение учащихся на занятии химии в контрольных группах зависит от содержания изучаемого материала. Увеличение этих компонентов наблюдается на уроках, проводимых с использованием демонстрационного химического эксперимента и практических занятий.
Анализ данных по экспериментальным группам показал, что после работы со всеми предложенными ЭСУН учащиеся указали на увеличение интереса к изучаемому материалу и улучшение эмоционального состояния на занятиях. Так как эмоциональное состояние и интерес учащихся к изучаемому материалу во многом зависит от изучаемого материала, то для оценки влияния использования в процессе обучения ЭСУН на исследуемые критерии удобно провести сравнение их изменения в экспериментальных группах относительно контрольных групп учащихся (диагр. 1, диагр. 2).
