1     INFORMAČNO - KOMUNIKAČNÉ  TECHNOLÓGIE  VO  VÝUČBE  CHÉMIE

IKT V PRÁCI UČITEĽA CHÉMIE

Mária Ganajová

Pojem informačné a komunikačné technológie

       Informačné a komunikačné technológie (IKT, ICT) vo vzdelávaní sú výpočtové a komunikačné prostriedky, ktoré rôznymi spôsobmi podporujú výučbu, štúdium a ďalšie aktivity v oblasti vzdelávania. Súvisia so zberom, zaznamenávaním a výmenou informácií.

       Pojem "informácia" pochádza z latinčiny. Latinské in-formare znamenalo formovať, vytvárať, upravovať.

       Slovom technológie označujeme technické prostriedky, postupy a zručnosti, ktoré sa používajú s určitým cieľom a ktoré prinášajú praktické výsledky.

       Pred niekoľkými rokmi mala skratka IKT iba dve písmená: IT - informačné technológie. Aby však teoretikov nikto nepodozrieval, že prehliadli obrovský potenciál najnovších komunikačných technológií (internetu, mobilných telefónov a pod.), vsunuli medzi I a T ešte aj K.

Využitie IKT pri príprave učiteľa chémie na vyučovanie

       Príprava vyučovacej hodiny predstavuje pre učiteľa prípravu stratégie riadenia vyučovania a s tým realizovaných činností:
· výber a vytvorenie rôznych výučbových pomôcok,
· vyhľadávanie aktuálnych informácií k preberanej téme,
· príprava a realizácia testov, buď krátkych písomných previerok, alebo tematických, polročných či celoročných,
· výber vhodného chemického experimentu a spôsobu jeho realizácie.

Tvorba výučbových pomôcok pre chémiu

Príprava obrázkov a transparentov k vybraným témam:

       Ako príklad uvádzame tému Chemické sklo
       Na stránkach http://www.flaig.freeserve.co.uk/jcatinnn.htm, http://www.wolverinesports.com/lab_equipment.html, http://www.p-lab.cz/cgibin/newkat.cgi?akce= obsah&top_id=top&id=26 nájdeme obrázky "chemického skla" a rôzneho laboratórneho materiálu.
       Stránka http://www.p-lab.cz/cgi-bin/newkat.cgi?akce=obsah&id=top obsahuje laboratórne pomôcky, sklo, porcelán, ochranné pomôcky do laboratória, chemické prístroje apod. Obrázky chemického skla obsahujú aj mnohé chemické programy, ako napr. Spartan, či multimediálny CD disk Animovaná chemie (program je učiteľom chémie na Slovensku dostupný v rámci edukačného balíčka projektu Infovek), ktorý obsahuje dve kapitoly sprístupňujúce chemické laboratórium.
       Získané obrázky môže učiteľ využiť na výzdobu chemického laboratória. Pomocou obrázkov chemického skla si môže vytvoriť aj vzdelávacie chemické pexeso - hru pre Základné školy s cieľom naučiť ich poznať a pomenovať chemické sklo.

       Štruktúry atómov, orbitálov, molekúl, chemickej väzby
       Z hľadiska využitia vo výučbe na všeobecnovzdelávacích školách za pozornosť stoja nasledovné stránky a výučbové programy:
       Na stránke http://www.geo.ucalgary.ca/~tmenard/crystal/crystal.html nájdeme obrázky priestorových štruktúr vybraných molekúl (potrebné je stiahnuť si tiež ponúkaný Chime Plug-in pre otáčanie, rotovanie, označovanie, ukladanie si obrázkov a pod.).
       Stránka http://www.science.widener.edu/molecule3d/ obsahuje obrázky 3D molekúl, ktoré pri pozeraní sa cez červeno-modré okuliare vidíme priestorovo.
       Obrázky uvedených štruktúr obsahujú aj mnohé výučbové programy edukačného balíčka projektu Infovek ako sú CD nosič "Podporný freeware software pre učiteľa chémie", CD ROMy pod názvom Zebra systems pro školy- Chemie I, Chemie II. Ako príklad uvádzame programy Educhem a Chemiesoftware z CD nosiča Podporný freeware software pre učiteľa chémie.
       Profesionálne grafické stvárnenie, variabilnosť a farebnosť prezentácie 2D a 3D štruktúr chemických látok umožňuje didakticky lepšiu názornosť ako je prezentovaná v učebniciach a má silný motivačný účinok ako na učiteľa, tak aj na žiaka. Učiteľ si z nich môže vytvoriť farebné prezentačné fólie na motiváciu a sprístupňovanie učiva napr. témy chemická väzba http://www.chemiedidaktik.uni-kiel.de, či Atóm, jeho zloženie a štruktúra http://kekule.science.upjs.sk/chemia/ucebtext/atomzloz/index.htm kovy, iónové kryštály, molekulové kryštály, Van der Waalsove sily atď.





Obr.2: Ukážka tvorby Tvorba sp³-hybridného orbitálu na stránke http://www. chemiedidaktik.uni-kiel.de

       Ďalej si žiaci za pomoci učiteľa môžu vytvoriť galériu minerálov využijúc stránku spoločnosti Amethyst Galleries, Inc. (http://mineral.galleries.com), ktorá umožňuje vzhliadnuť detailne zobrazené minerály a popisuje základné fyzikálne charakteristiky príslušných minerálov.

Tvorba periodických tabuliek prvkov

       Na internete, či v chemických výučbových programoch sa nachádza množstvo foriem periodických tabuliek prvkov. Ako príklad uvádzame využitie nasledovnej stránky na adrese, http://www.periodictable.com/noframepages/5n_home.htm, kde sú prezentované rôzne tvary periodických tabuliek chemických prvkov: od najstaršej Mendelejevovej tabuľky, cez celú škálu nových grafických úprav PTP, až po najnovšie stvárnenie PTP - trojitú špirálu (Obr. 3).



Obr.3: Rôzne grafické stvárnenia periodických tabuliek

       Na stránke http://www.chem.lsu.edu/lucid/tutorials/Periodic_Table.html je pekná periodická tabuľka s krátkym popisom jednotlivých skupín, charakteristikou a jednoduchým testom o periodickej tabuľke. Stránka môže slúžiť aj ako vzor pre návrh podobne spracovanej v rodnom jazyku, pri testovaní vedomostí, atď.

Získavanie informácií
       Na stránke http://www.infovek.sk/predmety/chemia/tit.html nájdeme veľa nových informácií k učivu chémia bežného života. Sú tu prezentované bohaté informácie o Chémii v praxi, Chémia vody, Chemické látky vo výžive, atď.

Kontrola a hodnotenie výsledkov výučby chémie
       Systematická kontrola a korekcia poznatkov patrí medzi najdôležitejšie podmienky úspešnej výučby. Kontrola poznatkov počítačom priťahuje pozornosť učiteľov z dôvodu efektívnejšieho a objektívnejšieho spôsobu kontroly. Hotové testy umožňujú odbremeniť učiteľa od ich zostavovania a vyhodnotenia a umožňujú zaistiť požadovanú úroveň poznatkov.
       IKT umožňuje realizovať testovanie žiakov oveľa efektívnejšie, objektívnejšie a zabezpečuje aj rýchlu analýzu riešenia testu (na rôznej úrovni) v reálnom čase (hneď po ukončení riešenia testu). Tým sa vytvárajú učiteľovi nové možnosti okamžite meniť stratégiu riadenia poznávacieho procesu a odstrániť konkrétne problémy pri poznávaní žiakov. Učiteľ tak môže pravidelne realizovať efektívnu spätnú väzbu a skvalitniť riadenie a diagnostikovanie procesu učenia žiakov.
       Kvalita, efektívnosť a objektívnosť spätnej väzby používaná v rôznych fázach vyučovania úzko súvisí aj s kvalitou riadenia poznávacieho procesu žiakov. Čím presnejšie a podrobnejšie učiteľ vie čo sa deje "v hlávkach žiakov" pri učení sa, tým lepšie môže ovplyvňovať a riadiť proces učenia smerovaný k tomu, aby každý žiak zvládol a pochopil preberané učivo, aby vedel aktívne a tvorivo využívať získané vedomosti a zároveň učiteľ musí vedieť diagnostikovať čo robí žiakom problémy v procese učenia a včas odstránil vzniknuté problémy.
       Na internete či rôznych CD-Romoch môžeme nájsť otázky a úlohy pre výučbu chémie všeobecnovzdelávacej školy v nasledovných formách:

· Databázy otázok a úloh k vybratým tematickým celkom chémie všeobecnovzdelávacej školy,

· Didaktické, štatisticky vyhodnotené testy k vybratým tematickým celkom,

· Interaktívne testy pre výučbu chémie.

       Školský informačný servis pre výučbu chémie (http://kekule.science.upjs.sk/ chemia/ulohy/index.htm) obsahuje v súčasnosti otázky a úlohy k nasledovným tematickým celkom:

· "Základy biochémie" pre 3. ročník gymnázia,

· "Zloženie a štruktúra atómu" pre 1. ročník gymnázia a stredných škôl,

· Didaktické štatisticky vyhodnotené testy pre chémiu 8. ročníka ZŠ k témam:

- Chemické názvoslovie a výpočty,

- Redoxné reakcie,

- Zmeny energie sústavy pri chemickej reakcii,

- Faktory ovplyvňujúce rýchlosť chemickej reakcie.

       Jednotlivé www stránky obsahujú znenia otázok, pričom na konci každej série otázok, príp. na konci testu, je odkaz na správne riešenie.
       K didaktickým testom pre 8. ročník základnej školy je k dispozícii aj ich štatistické vyhodnotenie, čo môže byť nápomocné učiteľom aj v rámci ďalšieho vzdelávania chémie.

Počítač ako prostriedok pri experimentovaní

       Chémia patrí medzi experimentálne vedy, ktoré spája spoločný menovateľ, že primárnym zdrojom poznania je experiment.
       Použitie počítača prepojeného s experimentálnym zariadením na účely výskumu a vyhodnocovania experimentov môže byť založené na tom, že zaznamenáva, ukladá a spracováva namerané veličiny, vyhotovuje tabuľky, mapy, grafy... Výhodou tohto spôsobu je predovšetkým možnosť zobrazovania jednotlivých krokov experimentu, rýchle a presné vyhodnocovanie nameraných hodnôt, čo umožňuje vykonávanie niektorých experimentov nielen v laboratórnych podmienkach, ale aj počas vyučovacej hodiny základného typu. Na realizáciu takejto aplikácie IKT je potrebné mať okrem počítača aj meracie čidlá, prevodníky a ovládací softvér. Na laboratórnych cvičeniach z chémie na slovenských školách sú tieto aplikácie zatiaľ veľmi ojedinelé. Avšak na slovenskej web stránke: http://www.fpv.umb.sk/fpv/kat/kch/skorsepa/myweb/ nájdeme počítačom podporované chemické experimenty (s použitím pH metra, teplotnej sondy...) a aj teóriu k tomuto druhu experimentov (Obr.4, 5).

Obr.4: Úvodná stránka			Obr.5: Spracované témy experimentov

       V súčasnosti je na našich školách nedostatok chemických laboratórií, chemikálií, chemického skla, čo má za následok obmedzený počet laboratórnych cvičení. Dostávame sa do paradoxu, že experimentálna veda, chémia, sa učí bez experimentu. Čo nám však bráni ukázať experimenty práve prostredníctvom IKT ako animácie alebo videosekvencie ? Možno ich nájsť na web stránkach alebo na multimediálnych CD-diskoch.

       Ďalej uvádzame príklady web stránok s chemickými experimentami:

· http://genchem.chem.wisc.edu/demonstrations/, videoanimácie pokusov zo všeobecnej, anorganickej, organickej, analytickej, fyzikálnej chémie a biochémie, v každom odvetví chémie ponúka rôzne kapitoly a v nich súbory početných experimentov (v angličtine);

· http://www.chem.leeds.ac.uk/delights/, stránky s teoretickými princípmi, postupmi a pozorovaním experimentov a ich videoanimáciami (Obr. 6, 7):

Obr.6: Experiment "Zlatý dážď"                  Obr.7: Experiment "Modrá čaša"

· http://chemlearn.chem.indiana.edu/demos/democont.htm, stránka s návodmi na experimenty s bezpečnostnými upozorneniami, náčrtmi aparatúr a dokonca poznámkami pre učiteľa o príprave pokusu pred vyučovacou hodinou, demonštráciou pred žiakmi a zhodnotením, bez animácií (v angličtine);

· http://www.funology.com/laboratory/lab_chemistry.cfm, pestrá ponuka chemických pokusov aj s návodmi a princípmi (v angličtine);

· http://kekule.science.upjs.sk/chemia/stranky/pokusy/, slovenská web stránka s popisom zaujímavých experimentov, niektoré sú v nemčine;

· http://kekule.science.upjs.sk/chemia/expert/index.htm, klasické školské experimenty, alternatívne metódy školských experimentov a experimenty k téme "chémia v kuchyni";

· http://basti.webpark.cz/main.html, návody na viac ako 50 experimentov rôznej náročnosti s mesačnou aktualizáciou z anorganickej, organickej a analytickej chémie;

· http://www.vsp.cz/pdf/katedra/chemie/e-Lab/exper-links.htm, česká stránka s adresami ďalších web stránok s experimentmi;

· http://reichmann.wz.cz/chemie/, 16 klasických laboratórnych cvičení (Obr. 8, 9);

Obr.8: Úvodná stránka                                 Obr.9: Schéma aparatúry z cvičenia "Oddeľovanie zložiek zmesí"

· http://www.infovek.sk/predmety/chemia/temuc/ae/www/uvdodi/sld001.htm, veľmi pekne spracované chemické experimenty pre laboratórne cvičenia na základnej škole, zatiaľ iba zo všeobecnej chémie (Obr. 10, 11):

Obr.10: Úvodná stránka k experimentom       Obr.11: Pokusy k téme "Kyseliny a zásady"

Obr.12: Laboratórne cvičenie "neutralizácia"   Obr.13: Vzor protokolu z laboratórneho cvičenia