Перевод обучения с «экстенсивноинформационного» к «интенсивно-фундаментальному» (акад. Е.П. Велихов) предполагает создание информационно-образовательной среды школы и в целом информационно-образовательного пространства, включающие адекватные им комплексы средств. Мы представляем его как специально организованный процесс, основанный на принципах научной рациональности и оптимизации.
Под информационно-образовательной средой мы понимаем пространство накопления, осмысления, фиксированияи коммуникаций систем сведений в различных областях знания, культуры, окружающего мира, объективного и личностного опыта деятельности человечества, аккумулированных в определённых средствах (источниках) и сопряжённых с естественными или искусственными языками общения людей. Построение информационно предметной среды предполагает интеграцию всех видов сред учебных заведений в единое информационно-образовательное пространство системы образования, формируемое в общегосударственном масштабе. Необходимо объединение дидактических средств, информационных ресурсов и технологий, используемых во всех сферах деятельности учебных заведений и составляющих основу информационнообразовательных сред, в один унифицированный комплекс.
Формирование информационно-предметной среды школы должно происходить через создание мультидисциплинарных комплексов средств обучения на основе методологии рационального подхода, предполагающего междисциплинарную коммуникацию и моделирование реальности средствами цифровых образовательных ресурсов.
Под мультидисциплинарным дидактическим комплексом понимается совокупность дисциплин, средств и технологий обучения, спроектированная на едином системообразующем основании (рациональном подходе), при использовании которого возникает нелинейный эффект усиления дидактического результата. Мультидисциплинарные комплексы являются составляющими информационно-предметной среды.
В информационное пространство современной школы интегрируются новые технологии химического образования, втом числекомпьютерные, поступает оборудование, расширяющее возможности учителя химии. Примерами таковыхявляютсяцифровыеобразовательные ресурсы, включающие новое поколение естественнонаучных цифровых (компьютерных) лабораторий: «Архимед» производства компании Fourier Systems, Inc. (Израиль, www.fourier-sys.com), распространитель – Институтновыхтехнологий (Москва, www.int-edu.ru); «L-микро» производства компании Лаборатория L-микро (Россия, www.1-micro.ru). Данное оборудованиепредназначенодляпроведения широкого спектра исследований, демонстраций, лабораторных работ по физике, химии, биологии. Комплект включает в себя персональные компьютеры и измерительные датчики. Для высшей школы исследовательской группой «Снарк» разработан Практикум по общей химии Lмикро, которыйвпервыеделаетосновной упор на изучении количественных закономерностейвхимии. Практикумбазируется на измерительной системе L-микро, которая позволяет собирать и обрабатывать большие массивы информации о реальныххимическихсистемах. Практикум освобождает студентов от рутинных процедур записи информации, позволяя им максимально сосредоточиться на обдумывании постановки эксперимента и интерпретации результатов.
Группа аспирантов под нашим руководством занимается разработкой демонстрационных опытов по химии на базе программно-аппаратного комплекса AFS «Химия с компьютером в школе». Определена тематика опытов, составляются инструктивные карты, включающие методические рекомендации для учителя, оборудование для опытов, описание техники эксперимента, в том числе, подготовку и проведение натурного эксперимента, подготовку датчика, его проверку и установку программного обеспечения, собственно демонстрацию опыта (либо выполнение «живого» эксперимента, либо демонстрацию натуры через видеокамеру), атакжеобъяснение, интерпретацию результатов и выводы.
В качестве примера проиллюстрируем демонстрационные опыты по изучению строения пламени, а также по измерению pH различных растворов. Для работы нам необходимы датчики температуры и pH, которые подключаются к персональному компьютеру. Очевидны преимущества сочетания химического эксперимента с компьютером: наглядное представление результатов эксперимента в виде графиков, таблиц и диаграмм; возможность хранения и компьютерной обработки результатов эксперимента, данных измерений; возможность сопоставленияданных, полученных входе различных опытов; возможность сравнения результатов эмпирического исследования с научными закономерностями; экономия времени, затрачиваемого на проведение опытов; а главное, возможности для реализации индивидуальных траекторий, учётапсихологическихивозрастныхособенностей каждого обучающегося в процессе обучения химии.
Химия как учебный предмет создаёт необходимые условия для формирования информационно-предметной среды. В этом плане важно определить, в какой формехимическийэкспериментбудетнаиболееэффективен: ввиделабораторного практикума, демонстрационного опыта или в их определённом сочетании. Мы предлагаем сочетать натурный химический эксперимент с модельным, что позволяет на принципиально новом уровне организовать эксперимент на уроке или лабораторном занятии. Это даёт возможность изучать химические объекты путём их всестороннего анализа с получением максимума информации из приведённых концентратов знаний; в полной мере реализовать возможности использования межпредметных связей с физикой, математикой, экологией, биологией и информатикой, применяя количественный эксперимент; раскрывать существенные признаки и связи изучаемых реальных объектов через абстрактно-логические представления, втом числе рационального и чувственного в их единстве.
Наш педагогический опыт показал, что эффективность обучения химии в условиях формирования информационно-предметной среды на основе цифровых образовательных ресурсов через использование средств и технологий нового поколения, весьма высока и определяется, преждевсего, устойчивымростом познавательного интереса обучающихся к предмету, заметным повышением качества процесса и результатов усвоения базовых знаний и обобщённых умений, а также способствует самораскрытию и самореализации личности школьников и студентов.