В статье рассмотрены методы организации учебного процесса дистанционного обучения (ДО) химии в педагогических вузах, изучены особенности разработки сетевых практических занятии: вебинара и виртуальных лабораторных работ по органической химии. Проанализированы научные работы по виртуальным курсам химии, программы на основе которых можно организовать занятия в сети в чатах, форумах.
Разработаны адаптированные методики организации вебинара и виртуальной лаборатории по отдельным темам алифатических соединений, апробированы на учебном процессе педагогических университетов. Полученные результаты показывают заинтересованность и психологическую готовность студентов к сетевым интерактивным практикумам по химии. Итоги исследовательской работы оформлены в виде методических указаний по организации электронных практикумов по органической химии педагогических вузов и предложены для использования в вариантах комбинирования с традиционными методами обучения и для эффективной организации самостоятельных работ студентов. Разработанная методика может быть применена также при организации ДО вузовского курса химии. Работа выполнена в рамках научно-исследовательской работы магистранта и докторанта PhD.
Международная комисия ООН по проблемам образования, науки и культуры предлагает два основных принципа современного обучения: «образование для всех» и «обучение всю жизнь». Лидирующую роль здесь может играть дистанционное обучение, основанное на передовых достижениях технологии. В соответствий с принципом гуманизации учебного процесса Болонской деклараций дистанционное образование, использующее современное информационно-коммуникационые технологии позволяет качественно обучить новое поколение педагогов с учетом индивидуальных возможностей и потребностей каждого.
Общепризнано, что СДО на данный момент является наиболее выгодной технологией образовательного процесса, позволяющая решить актуальную проблему образовательной системы – обеспечение качественного и доступного обучения для всех желающих. Это одна из главных целей развития СДО [1]. Наряду с этим, хочется отметить, что ДО один из современных эффективных инновационных методов при изучении химии в вузах, формирований коммуникативных компетенции студентов, подготовке высокообразованных, квалифицированных и конкурентоспособных специалистов.
При изучении и анализе фактов по развитию процесса дистанционного обучения в Казахстане, обзоре работ иследователей-педагогов мы обратили внимание на недостаточность опыта использования технологии ДО в образовательных учреждениях, несистематизированность имеющихся данных по применению ИКТ и разнохарактерность результатов экспериментов по научно-педагогическому исследованию их [2-3].
Исходя из этого мы поставили цель исследовать имеющиеся методики по ДО в вузах, в том числе по химии, и на их основе разработать методику ДО органической химии адаптированной для педагогических университетов. Изучили доступные методы организации сетевых практических занятий химии, анализировали методические основы создания электронных учебных материалов для таких целей.
В первую очередь, мы обратились к опытам организации сетевых семинарских занятий, поскольку при интерактивном обучений граница между лекционными и практическими занятиями несколько нивелируются. В зависимости от подготовленности аудиторий или сложности изучаемого нового материала одну и ту же тему можно изучать в виде интерактивного семинара или лекции.
Термин вебинар, по другому on-line семинар, впервые официально зарегистрирован как товарный знак в США в 1988 году. В начальный период развития сети интернет еще использовалось понятие «веб-конференция», означавшее способ организаций связи в виде чатов и форумов в асинхронном и синхронном режиме [4].
На вебинарах используются все виды традиционных учебников и справочников, дидактических материалов, в том числе их электронные варианты. Так же широко применяются аудио, видео материалы, электронные учебники и учебные пособия, специальные компьютерные программы. Для организации веб-семинара разработаны различные площадки, например, бесплатные программы BigBlueButton и OpenMeetings, мecceнджepы Microsoft Lync и Skype, pоссийский продукт Comdi, система для вeбинapов WebEx Cisco и др. Из расмотренных для эксперимента выбрали программу www.webinar.ru, как доступную и бесплатную площадку с удобным интерфейсом [5-7].
Во время педагогического эксперимента испытаны основные возможности предоставляемые программной площадкой www.webinar.ru, в частности работа с текстовым форумом. При подготовке вебинара были разработаны учебные материалы по отдельным темам органической химии в интерактивной форме, занятия проводились в on-line и of-line режиме. В ходе исследования выявлено, что данная программа студентами воспринимается легко, трафик доставки пакета учебных материалов студентам достаточно высокая, а также удобна для организации обратной связи.
Следующая использованная нами для испытания программа-методика организации вeб-ceминaра FastStone Capture предоставляет возможность записи (протоколирования) занятия. Студенты отметили это как преимущество, так как дает возможность работы над ошибками, повторного просмотра и тренинга.
Анализируя научные публикации мы решили использовать 3-уровневую схему организаций вебинара, одобренную большинством педагогов-исследователей [8]. По данной методике сетевой семинар состоит из следующих этапов: подготовительный; проведение самого вебинара; заключительный период. Для педагогического эксперимента нами были разработаны cубмaнифecт дисциплины «Оpгaническая химия. Aлифaтические соединения», состоящий из мoдулей-юнитов, на основе выбранной схемы проекты вебинара по отдельным темам для студентов специальности 5В011200-Xимия.
В модульных образовательных программах, разработанных по кредитной технологии принятой в казахстанских вузах, значительно сокращены контактные часы обучения. В связи с этим возникла необходимость усовершенствования практических занятий, а при изучений химии, в первую очередь, лабораторных практикумов. В дальнейшем нами составлена методика организации виртуальных лабораторных занятий по органической химии для студентов 2-курса педагогической специальности 5В011200-Xимия. Поставлена цель комбинирования традиционных форм демонстрационных экспериментов с различными видами виртуальных работ.
Задача сетевых лабораторных занятий, в нашем рассмотрений, подготовка обучающихся к выполнению отдельных химических экспериментов в реальных условиях. Виртуальные лабораторные работы позволяют активно использовать ИКТ, применять интерактивные методы организации занятия, разные формы изучения и освоения закономерностей химических взаимодействий. Немаловажно, что большая часть виртуальных экспериментов можно выполнять самостоятельно в любое удобное для обучающегося время, тем самым мотивировать студента освоить новые инновационные технологий согласно современному образовательному стандарту.
В работе [9] дается следующее определение виртуальной лабораторий –как интегрированной информационной системы состоящей из учебных, учебно-методических, экспериментальных, справочных, а также контролирующих и тестирующих материалов. Существуют виртуальные лаборатории для вузов по неорганической, общей и органической химии: Chemlab, Crocodile Chemistry 605, Virtual Chemistry Laboratory, Dartmouth ChemLab. Есть данные о разработанных на их основе виртуальных лабораторных работах некоторых вузов, в том числе ряда российских [10].
Основная ценность виртуальных лаборатории в содержательности, а удобная навигация, красочность, скорость загрузки и другие опции являются дополнительными элементами. На основе одного электронного юнита/модуля лабораторных работ можно разработать разнообразные интерактивные модели изучения химической реальности считают авторы [11-12].
Основной алгоритм разработки виртуальных лабораторных работ: определение цели и выбор имитаторов, коррекция цели; постановка содержательного и дидактического задач; составление сценария, апробация и сопоставление результатов с реальными, редактирование сценария. Преимущества и недостатки организации виртуальных лабораторий обсуждены в ряде работ [13-14].
На основе вышеприведенных исследований нами были разработаны сценарий виртуальных интерактивных лабораторных работ по дисциплине «Оpгaническая химия. Aлифaтические соединения» для студентов специальности 5В011200-Xимия. После контактной и дистанционной апробации был скорректирован и составлен проект методических разработок по виртуальному лабораторному практикуму данного раздела органической химии для педагогических университетов.
Например, сценарий лабораторных работ по темам «Алкины», «Спирты» включают теоретическую часть в интерактивной форме, вопросы и тесты для самопроверки; экспериментальная часть состоит из расчетных задач, моделирования исходных и конечных веществ, прогнозирования вероятности взаимодействия. Дополнены анимационными и видео экспериментами. Заключительная часть выполняется записью расчетов, наблюдений и выводов, заполнением подготовленых таблиц.
Мнение студентов участвующих в педагогическом эксперименте о предложенных формах организации виртуальных лабораторных работ были определены после каждого занятия во время обратной связи. Например, при изучений спиртов 34 % студентов наиболее информативным посчитали электронные задания для самопроверки, моделирование веществ и процесса; 33 % – анимационные опыты по качественному анализу; оставшиеся 33 % – видеодемонстрацию опытов по химически свойствам. Примерно равномерное распределение предпочтений студентов показывают, что предложенные формы виртуальных экспериментов по органической химии достаточно информативны и взаимно дополняют друг друга.
К концу семестра было проведено анкетирование студентов участвовавших в эксперименте по оценке эффективности применения виртуальных практических занятий по изучаемому разделу органической химии. Результат опроса показал, что большинство студентов (72,15 %) поддерживают электронную подачу учебного материала в виде гипертекста, легко воспринимают виртуальную форму изучения структуры и свойств органических веществ.
По ходу эксперимента были анкетированы студенты и магистранты химических специальностей двух педагогических вузов г. Алматы с целью выявления их уровня информированности о формах организации и применения дистанционного обучения в целом и в частности, при изучении химических дисциплин. Участвовали в опросе 79 человек, из них 41 студенты 1-4 курсов и 18 магистранты Казахского национального педагогического университета, 20 студенты 2-курса Казахского государственного женского педагогического университета.
Результаты анкетирования показали, что в целом студенты хорошо воспринимают и поддерживают дистанционную форму обучения. Например, на вопрос о достоинствах ДО ответили: возможность использования современных ИКТ – 57 %; исключение психологических затруднений при сдаче экзаменов – 51 %; развитие творческих подходов и способности к самостоятельной работе обучающихся – 51 % и т.д.
На вопрос о целесообразности введения ДО: 60 % студентов считают, что при сетевом обучении возможно получить качественное образование, 50 % – положительно отнеслись введению различных форм виртуального обучения. На следующий вопрос «Какая форма обучения для вас более премлимо?»: 36 % поддержали форму применения элементов ДО при традиционном обучений; 18 % – дистанционное обучение; 46 % – выбрали дневную форму обучения. Интересное наблюдение, большинство студентов обоих университетов заинтересовались возможностью сочетания разных форм обучения, а магистранты преимущественно выбрали ДО.
Таким образом, можно сделать вывод, что дистанционное обучения посредством создания целостной информационной системы образовательного процесса способствует повышению уровня знаний студентов. Во вторых открывает доступ к мировому информационному пространству, повышает научную и творческую заинтересованность обучающихся, способствует подготовке квалифицированного и конкурентоспособного специалиста. Результаты исследования показывают готовность и заинтересованность студентов применению ИКТ и ДОТ в образовательном процессе системы школа-вуз. Предложенная нами методика организации обучения химии в виртуальном пространстве будет полезным в этом русле.