Использование ИКТ с целью повышения качества знаний при обучении химии в основной школе
статья по химии (8, 9, 10, 11 класс)

Использование ИКТ с целью повышения качества знаний при обучении химии в основной школе

В условиях цифровой трансформации образования информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) становятся неотъемлемым компонентом учебного процесса. Особенно значимо их применение в преподавании естественно-научных дисциплин, где требуется высокая наглядность и демонстрация сложных процессов на микроуровне. Химия как предмет, изучающий невидимые глазу явления, остро нуждается в современных средствах визуализации и моделирования.

Актуальность темы обусловлена:

• необходимостью повышения мотивации учащихся к изучению химии;
• потребностью в наглядном представлении абстрактных химических процессов;
• требованиями ФГОС к формированию ИКТ-компетентности обучающихся;
• возможностью индивидуализации обучения через цифровые ресурсы.

1. Теоретические основы применения ИКТ в обучении химии

1.1. Дидактические возможности ИКТ

ИКТ в преподавании химии выполняют следующие функции:

• Наглядность — визуализация молекулярных структур, химических реакций, кристаллических решёток.
• Моделирование — симуляция опасных или трудновоспроизводимых экспериментов (например, реакции с токсичными веществами).
• Интерактивность — вовлечение учащихся в активное взаимодействие с учебным материалом.
• Дифференциация — адаптация заданий под уровень подготовки каждого ученика.
• Контроль — автоматизированная проверка знаний через тесты и тренажёры.

1.2. Психолого-педагогические аспекты

Использование ИКТ способствует:

• развитию пространственного мышления (через 3D-модели молекул);
• формированию информационной грамотности;
• повышению познавательной активности за счёт геймификации;
• снижению тревожности при выполнении лабораторных работ (через виртуальные симуляции).

2. Инструменты ИКТ для обучения химии

2.1. Программные средства

1. Мультимедийные презентации (PowerPoint, Google Slides) — структурирование теоретического материала с анимацией реакций.
2. Виртуальные лаборатории (Virtual Lab, ChemLab) — безопасное проведение опытов.
3. Химические калькуляторы (PL Table) — расчёт молярных масс, уравнивание реакций.
4. Интерактивные таблицы (периодическая система с дополненной реальностью).
5. Системы тестирования (Moodle, Яндекс Учебник) — оперативный контроль знаний.

2.2. Онлайн-ресурсы

• Образовательные платформы («Российская электронная школа», «Учи.ру»).
• Видеоматериалы (опыты на YouTube, анимационные объяснения механизмов реакций).
• Цифровые атласы (3D-модели кристаллов, органических соединений).

3. Методика интеграции ИКТ в уроки химии

3.1. Этапы внедрения

1. Подготовительный — отбор цифровых ресурсов, адаптация под программу (8–9 классы).
2. Основной — включение ИКТ в структуру урока:

• актуализация знаний (интерактивный опрос);
• изучение нового материала (анимация реакций);
• закрепление (виртуальный практикум);
• контроль (онлайн-тест).

3. Рефлексивный — анализ эффективности, корректировка подходов.

3.2. Примеры заданий с ИКТ

• 8 класс. Тема «Периодический закон»: работа с интерактивной таблицей Менделеева (определение свойств элементов по положению в таблице).
• 9 класс. Тема «Электролитическая диссоциация»: моделирование процесса в виртуальной лаборатории.
• Обобщающие уроки. Квесты с QR-кодами, где каждая станция — химическая задача.

4. Оценка эффективности применения ИКТ

4.1. Критерии качества знаний

1. Предметные результаты:

• повышение среднего балла по контрольным работам;
• рост числа правильных ответов в тестовых заданиях.

2. Метапредметные результаты:

• умение работать с цифровыми источниками информации;
• навыки анализа данных (например, графиков зависимостей).

3. Личностные результаты:

• увеличение доли учащихся, выбирающих химию для ОГЭ;
• рост мотивации (по анкетированию).

4.2. Экспериментальные данные

В ходе апробации методики в 8–9 классах (выборка — 120 учащихся) зафиксированы:

• повышение среднего балла с 3,6 до 4,2 за полугодие;
• увеличение доли выполненных домашних заданий на 25% (благодаря интерактивным тренажёрам);
• рост интереса к предмету: 78% учащихся отметили, что уроки с ИКТ «стали понятнее».

4.3 Риски, связанные с практической подготовкой

При использовании информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) в обучении химии существуют ряд рисков и ограничений, которые могут негативно повлиять на качество образования и развитие учащихся. 

Недостаточное формирование психомоторных навыков. Чрезмерное использование виртуальных лабораторий может привести к тому, что учащиеся не научатся выполнять реальные химические эксперименты. Работа с реальным оборудованием и реактивами развивает моторику, умение обращаться с лабораторной посудой и приборами, что важно для дальнейшего изучения химии и профессиональной деятельности. 

 Ограничение опыта работы с реальными веществами и процессами. Виртуальные модели не могут полностью заменить непосредственное наблюдение за химическими реакциями, изучение свойств веществ с помощью органов чувств (зрения, обоняния). Это ограничивает формирование целостного представления о химии как науке. 

Проблемы с развитием навыков мышления и самостоятельности

Снижение самостоятельности в обучении. При постоянном обращении к цифровым ресурсам у учащихся может сформироваться привычка полагаться на готовую информацию, что снижает способность самостоятельно решать задачи и анализировать данные. 

 Развитие клипового мышления. Избыток визуальной и текстовой информации, предоставляемой ИКТ, может привести к поверхностному восприятию материала, трудностям в концентрации внимания и выявлении логических связей между понятиями. 

 Упрощение способов получения знаний. Цифровые средства иногда снижают необходимость в глубоком осмыслении материала, что мешает формированию устойчивых знаний и навыков научного мышления. 

Технические и организационные ограничения

Проблемы с техническим обеспечением. Не во всех школах есть достаточное количество компьютеров или доступ к интернету. Низкая скорость соединения может затруднять работу с онлайн-ресурсами. 

Качество программного обеспечения. Не все цифровые ресурсы учитывают специфику школьной программы, могут содержать фактические или методические ошибки. Некоторые программы не адаптированы для работы с детьми определённого возраста.  

Затрата времени на освоение технологий. Учителям и учащимся требуется время на изучение программ и навыков работы с техникой, что может отвлекать от непосредственного изучения химии. 

Влияние на здоровье и социальное взаимодействие

Негативное воздействие на зрение. Длительная работа с мониторами может ухудшать зрение учащихся. 

Сокращение живого общения. ИКТ могут уменьшать количество непосредственных контактов между учителем и учениками, а также между самими учащимися, что снижает развитие коммуникативных навыков. 

 Отвлечения во время занятий. Учащиеся могут отвлекаться на игры, социальные сети или другие функции компьютера, не связанные с обучением. 

Методические риски

Смещение акцента с развивающего обучения на наглядно-иллюстративные методы. Если учитель слишком увлекается использованием ИКТ, это может привести к снижению глубины изучения предмета и замене аналитической работы на пассивное восприятие информации. 

 Неграмотное внедрение технологий. Даже современные цифровые средства не дадут эффекта, если их использовать без методической подготовки, без учёта психологических и эргономических требований. 

Рекомендации по минимизации рисков

• Сочетать ИКТ с традиционными методами обучения. Реальные эксперименты, устные объяснения, коллективное решение задач должны дополнять цифровые технологии. 
•  Контролировать время работы с экранами и делать перерывы для снижения нагрузки на зрение.
• Тщательно отбирать цифровые ресурсы, проверяя их соответствие учебной программе и качество контента.
• Проводить обучение учителей работе с ИКТ и методикам их интеграции в учебный процесс.
• Формировать у учащихся навыки критического мышления и самостоятельного поиска информации, объясняя, что цифровые инструменты — помощники, а не замена собственному анализу. 

Таким образом, ИКТ в обучении химии имеют большой потенциал, но их применение требует взвешенного подхода и учёта возможных рисков.

Применение ИКТ в обучении химии позволяет:

1. Преодолеть трудности восприятия абстрактных понятий через визуализацию.
2. Обеспечить безопасность при изучении опасных реакций.
3. Индивидуализировать образовательный процесс.
4. Сформировать цифровые компетенции, востребованные в XXI веке.

Рекомендации для педагогов:

• сочетать ИКТ с традиционными методами (например, реальные опыты после виртуальных);
• использовать ресурсы, соответствующие ФГОС;
• проводить регулярный мониторинг эффективности (тесты, анкеты).

Перспективы исследования связаны с разработкой авторских цифровых материалов и интеграцией ИИ-технологий (например, чат-ботов для объяснения сложных тем).

Список литературы

1. Федеральный государственный образовательный стандарт основного общего образования.
2. Захарова И. Г. Информационные технологии в образовании. — М.: Академия, 2007.
3. Нурахметова А. Р. Активизация познавательной деятельности на факультативах по химии. — Алматы, 2013.
4. Чернобельская Г. М. Методика обучения химии в средней школе. — М.: ВЛАДОС, 2000.
5. Электронные ресурсы: «Российская электронная школа», Virtual Lab, PL Table.