Теоретичні та методичні основи підготовки майбутніх фахівців хімічних спеціальностей засобами інформаційних технологій

Abstract

Обґрунтовано теоретичні та методичні основи застосування інформаційно-комунікаційних технологій у процесі професійної підготовки майбутніх фахівців хімічних спеціальностей. Визначено систему провідних принципів навчання хімічних дисциплін із застосуванням засобів інформаційно-комунікаційних технологій та сукупність узагальнених положень, якими треба керуватися для організації ефективного навчання. Розроблено методичну систему підготовки майбутніх фахівців хімічних спеціальностей, характерною відзнакою якої є включення до неї технології інтегрування методів, форм та засобів інформаційно-комунікаційних технологій навчання, що дозволяє передбачати вплив зміни засобу, як елементу методичної системи, на всі інші її складові. Доведено ефективність застосування розробленої методичної системи у навчанні дисципліни «Неорганічна хімія». Удосконалено методику навчання та зміст професійної підготовки майбутніх фахівців хімічних спеціальностей за рахунок посилення його фундаментальної складової та шляхом застосування комп’ютерного моделювання для вивчення фундаментальних хімічних понять. Упроваджено в навчально-виховний процес вищих навчальних закладів навчально-методичне забезпечення для підвищення ефективності процесу підготовки майбутніх хіміків засобами інформаційно-комунікаційних технологій.

Разработаны теоретические основы и методические рекомендации по применению информационно-коммуникационных технологий в процессе профессиональной подготовки будущих специалистов химических специальностей. Научно обоснована система принципов обучения химическим дисциплинам с применением информационно-коммуникационных технологий, среди которых принципы сбалансированности когнитивной нагрузки и предъявления учебного материала на трех уровнях представления (микро-, макроскопическом и символьном). Сформулированы положения для организации эффективного обучения. Например, правила: предотвращения разделения внимания, учета двойственного влияния выполнения действия, учета уровня предварительной подготовки студентов; дополнительные принципы дизайна динамических визуализаций: смысловых акцентов, кодирования цветом, сегментирования и управления динамическими изображениями, использования разной модальности восприятия. Определены факторы, влияющие на результат обучения химическим дисциплинам с применением информационно-коммуникационных технологий. Выявлено корреляции между результатами обучения и интеллектуальными, индивидуально-типологическими характеристиками личности, сформированными стилями обучения студентов. На основе системного, компетентностного и деятельностного подходов разработана методическая система подготовки будущих специалистов химических специальностей. Характерной особенностью разработанной системы является включение в ее структуру технологии интегрирования методов, форм и средств информационно-коммуникационных технологий обучения, что позволяет прогнозировать влияние изменения средств информационно-коммуникационных технологий, как элемента методической системы, на все другие ее составляющие. Обосновано содержание, формы и методы обучения химии в условиях применения информационно-коммуникационных технологий. Разработана систематика выбора электронных ресурсов и методов обучения с учетом индивидуальных характеристик студентов.

The thesis is devoted to the development of theoretical foundations and methodical recommendations for the application of information and communication technologies to the training of future specialists of chemical specialties. A system of basic principles for the ICT-based training in chemical disciplines and a set of generalized regulations to be followed for the effective learning have been scientifically grounded. A methodical system of the training of future specialists in chemical specialities, which is remarkable for the inclusion of technology of integration of methods, forms and means of ICT-based training, has been developed. The system allows one to predict the effect of change of ICT means on all other parts of the system. The factors influencing the effectiveness of training with the use of ICT have been determined. The formulated principles have been implemented by the development of content of the components of methodical training system “Inorganic Chemistry”. The pedagogical efficiency of the developed system has been verified. Teaching methods and content of professional training of future specialists of chemical specialties have been improved by enhancing its fundamental component and by using the computer simulation to study the basic chemical concepts. A teaching and methodical complex has been introduced into the educational practice. It contains training manuals, guidelines for performance of computer laboratory works, software for independent student work with the use of computer simulation in NetLogo environment, sets of lecture presentations, and tests for monitoring of progress of academic performance. This improved the effectiveness of the learning process.