Виртуальная лаборатория при дистанционных занятиях по химии. Роль виртуальных лабораторных работ в преподавании физики

Изучение физики без экспериментальной части невозможно. Посчитаем: в каждой параллели в среднем по десять работ, всего параллелей пять. Получается тридцать пять. И это не считая демонстрационных экспериментов во время урока.

Можно много рассуждать о необходимости перехода на новые стандарты образования, необходимости внедрения информационных технологий в учебный процесс, но! По моему глубокому убеждению, ученик должен потрогать руками прибор, должен измерить, соединить, разбить и сломать его в конце концов. В этом действе заложен глубокий смысл - сломал, значит это не просто многоразовый и неуничтожимый рисунок на экране, самовосстанавливающийся при нажатии кнопки "рестарт". Это то, что было сделано, а значит в этот прибор был вложен труд мастеров, значит, его нужно беречь. Воспитательный момент в образовании никто не отменял.

Одно из требований к выпускникам школы при изучении физики является умение различать приборы, умение ими пользоваться для измерений. Никакой рисунок термометра или вольтметра не заменит реальный прибор. И дело здесь не только и не столько в дизайнерских способностях создателей виртуальных лабораторий. Познание окружающего мира идет через тактильное восприятие в том числе. Мелкая моторика при нажатии кнопок мыши и клавиатуры совершенно не работает, а только "роботизирует" действия ученика.

Однако, вернемся к заявленной теме. Все большее внимание в настоящее время уделяется именно виртуальным лабораторным работам по различным предметам. Мне кажется, они не должны полностью заменять собой реальные лабораторные работы, а только дополнять их. Причем, использоваться в обучении виртуальные лабораторные работы должны только после знакомства ученика с реальными приборами. Какие ресурсы на данный момент существуют и какие мне (исключительно субъективное мнение) показались интересными?

Виртуальная образовательная лаборатория virtulab

Сайт virtulab.net - это собрание интерактивных уроков и виртуальных лабораторных работ по физике, химии, биологии, экологии. Не все модели мне понравились, но многие достойны внимания. Можно использовать и для дистанционного обучения и в качестве демонстраций, дополняющих лекции. Можно использовать в режиме on-line при наличии компьютерного класса и локальной сети с последующим оцениванием работы каждого ученика.

По физике лабораторные работы разделены по основным разделам программы. Есть 3D варианты лабораторных работ. Требуется флеш плеер.

Сайт "Вся физика"

Второй ресурс - очень симпатичный сайт "Вся физика" . Виртуальных лабораторных работ здесь всего шесть. Из них мне наиболее приглянулись для использования работы "Изучение математического маятника". "Изучение пружинного маятника" и "Изучение трансформатора". Возникла идея сделать эти работы домашними исследованиями, с тем, чтобы ученики сами сформулировали цели и задачи, описали ход эксперимента и пришли к определенным выводам. Причем интереснее было бы задать эти работы после первого урока о колебаниях, без ввода формул периода математического и пружинного маятника.

Очень ценный раздел на этом сайте - текстовый вариант фейнмановских лекций по физике. Мне захотелось добавить и видео лекций, на портале YouTube большое количество, ниже публикую несколько.

Интернет-олимпиада по физике

Участвовать в этой олимпиаде могут школьники начиная с 7 класса и по 11 включительно. Регистрация идет постоянно, сама олимпиада проходит в три тура. Первые два - заочные, третий (к нему допускаются участники первых двух, набравшие определенное количество баллов) тур очный. До начала тура олимпиады, после регистрации на сайте интернет-олимпиады участникам предоставляется возможность поучаствовать в тренировочных заданиях.

Чем этот способ участия в олимпиаде привлекателен? Для школьников - можно делать задания в удобное для них время, с домашнего компьютера. Для учителя - можно поставить дополнительную положительную оценку ученику, заранее согласовав соотношение полученных баллов и уровень оценки. Выпускникам (11 класс) - можно уже в апреле получить 100 баллов по ЕГЭ по физике (если стать призером ил победителем олимпиады).

ВИРТУАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ОБРАЗОВАНИЯ ШКОЛЬНИКОВ

Дуйсенова Молдир Маратовна

студент 4 курса, факультета информационных технологий, кафедра информатики, Евразийского Национального Университета имени Л.Н. Гумилева, Республика Казахстан, г. Астана

Абильдинова Гульмира Маратовна

научный руководитель, канд. пед. наук, доцент Евразийского Национального Университета имени Л.Н. Гумилева, Республика Казахстан, г. Астана

В данной статье дается понятие виртуальной лаборатории, приведены примеры их использования в области информатики. Рассмотрены причины необходимые для применения виртуальных лаборатории, которые повышают эффективность обучения в целом.

Ключевые слова: виртуальная лаборатория, моделирование объектов, инновационные технологии, виртуально-образовательная среда, дистанционное обучение.

В настоящее время установлено, что современный образовательный процесс становится более эффективным при использовании интерактивных, мультимедиа насыщенных образовательных ресурсов, обеспечивающих активные методы обучения. Наилучшим образом этим требованиям соответствуют образовательные ресурсы и системы виртуальной реальности. Примером таких электронных ресурсов являются виртуальные лаборатории, которые могут моделировать поведение объектов реального мира в компьютерной образовательной среде и помогают учащимся овладевать новыми знаниями и умениями в научно-естественных дисциплинах, таких как химия, физика, математика, информатика, биология.

Одна из целей создания виртуальных лабораторий - стремление к всесторонней визуализации изучаемых процессов, а одна из главных задач - обеспечение возможности подготовки обучаемого к наиболее полному восприятию и пониманию их сущности.

Виртуальные лаборатории способствуют повышению наглядности, интерактивности, а также формированию познавательной и творческой активности учащихся.

Виртуальные лаборатории, позволяют моделировать объекты и процессы окружающего мира, организовать доступ к реальному лабораторному оборудованию.

Проблемам применения средств информационных компьютерных технологий в образовательном процессе выделены работы В.А. Далингера , П.П. Дьячука , М.П. Лапчика , и др., вопросами создания и использования виртуальных лаборатории занимались ученые: Котеров Д.В., Лесков Н.С., и многие другие.

При создании виртуальной лаборатории необходимо разобраться с

Вопросом его определения. Анализ различных источников позволил выявить следующее понятие: «Виртуальная лаборатория сложный комплекс задач какой-либо предметной области, предоставляющий ученику виртуальные инструменты для создания и формализации условии задачи, средства ее решения и контроля над действиями учащихся».

Теоретический обзор создания виртуальных лаборатории позволил выделить целый ряд использования виртуальных лаборатории удаленного доступа в образовании:

1. Виртуальная лаборатория «Переливания», специализирована для решения задач, которые основаны на модели переливания (или пересыпания) содержимого между сосудами определенной емкости. Во время решения задач допустимы также «источник» жидкости и «сток» - т. е. сосуды неограниченного емкости, из которых можно наполнять или выливать содержимое «рабочей» емкости. Построение модели включает в себя выбор нужных для решения сосудов, указание их емкости и запись краткого условия решения задачи. Применяется при изучении тем: «Моделирование. Модель, как отражение существенных свойств реального объекта. Виды моделей. Методы описания моделей, свойства моделей».

2. Виртуальная лаборатория «Переправы». В данной виртуальной лаборатории моделируются моменты переправы некоторых нескольких персонажей на одном пароме, в рамки которых входят некие действующие в данный момент ограничения. Применяется при изучении темы: «Алгоритмы и их исполнители формы записи алгоритмов, блок-схемы».

3. Виртуальная лаборатория «Разъезды». В этой лаборатории главной целью работы по сути является последовательность перевозок, которая обеспечивает ту последовательность,нужную на другой стороне.

4. Виртуальная лаборатория «Взвешивания». Здесь данная модель предназначена для выявления решения двух типов задач на взвешивание:

·разработка алгоритма поиска среди похожих однотипных объектов одного, отличающегося по весу от остальных;

·поиск методом последовательных взвешиваний среди похожих однотипных объектов одного, отличающегося по весу (искомый объект назначается программой случайным образом).

5. Виртуальная лаборатория «Черные ящики». Данная лаборатория предназначена для решения задач на выявление математических операций, совершаемых над числами. Модели присуще понятие «черный ящик» - устройство, имеющее несколько входов и один выход, и формула работы которого неизвестна. Для построения модели решения, нужно выбрать из набора «черных ящиков» тот, который имеет необходимое, по условию задачи, число входов (один, два или три). После этого в поле «исходное состояние» необходимо ввести значения входных переменных. Входы определены буквами латинского алфавита. Числа, соответствующие значениям переменных, вводятся через запятую. Аналогично заполняется поле «конечное состояние».

Задачами виртуальной компьютерной лаборатории являются:

·освоение сложного корпоративного и другого программного обеспечения, выполнение своего цикла задач создания виртуальных серверов: развертывание и настройка программного обеспечения, а также его использования на проблемно-ориентированных практических примерах, позволяющих формировать профессиональные компетенции и развивать конструктивное, аналитическое и системное мышление учащихся;

·организация научно-исследовательских проектов, с привлечением потенциала ведущих ИТ-компаний;

·внедрение в практику учебного процесса университета открытых продуктов и информационных технологий корпорации IBM, предоставляемых школе/университету в рамках программы академической инициативы для профильных предметов/ специальностей и направлений подготовки выпускников;

·выполнение практических заданий в рамках семинарских занятий;

·предоставление возможности удаленного использования корпоративного программного обеспечения и другого программного обеспечения, используемого в учебном процессе, для самоподготовки;

·проведение занятий по повышению квалификации;

·подготовка школьников, студентов и аспирантов к участию в выступлениях на конференциях и конкурсах различного уровня с публикацией результатов научно-исследовательских работ.

Применение виртуальных лабораторий позволяет:

·инициализировать достаточно большой интерес у школьников наряду с доступностью для них;

·способствовать повышению эффективности проведения учебных занятий, усвоению учебных материалов, а также эффективности обучения в целом;

·сократить затраты времени на подготовку к урокам;

·демонстрировать во время урока эксперименты, которые невозможно поставить в реальной жизни;

·организовать индивидуальный подход к обучаемым.

Виртуальный эксперимент может быть организован следующим образом:

·на базе математической модели исследуемого процесса. В ходе эксперимента происходит имитация работы реального лабораторного оборудования. У обучающегося складывается впечатление, что он работает с реальными приборами и оборудованием (или их макетами).

·на базе реального или промышленного оборудования с возможностью удаленного доступа(например, по каналам сети Интернет) к исследуемому объекту. В данном случае эксперимент проводится в реальном режиме времени на лабораторной установке. Обучающийся получает возможность устанавливать разные режимные характеристики, включать/отключать соответствующие механизмы, снимать данные с контролируемых приборов и сохранять их у себя на компьютере для следующей обработки.

Виртуальная лаборатория может быть организована для локального использования или сетевой вариант.

Одним из самых важных вопросов разработки виртуальной лаборатории является создание навигационной системы, удобной для обучающегося. Она должна обеспечивать три основных показателя:

Первый, ориентация учащегося в пределах данной лаборатории с однозначной идентификацией того места, куда он попал.

Второй, особое отражение тех мест лаборатории, в которых обучающийся уже побывал. Для этого, в основном, применяется выделение посещенных ссылок другим цветом.

Третий, обеспечение возможности учащемуся посетить те места лаборатории, где он ранее не был. Для того, чтобы это обеспечить данный показатель навигации самым важным является четкое и адекватное представление общей структуры всей виртуальной лаборатории.

Наиболее распространенные три навигационные стратегии: в ширину (отображение верхних уровней структуры), в глубину 9 отображение полного пути к данной странице по структуре лаборатории) и смешанная.

Организация хорошей навигации может быть обеспечена только при четкой информационной архитектуре виртуальной лаборатории. Как правило, она носит иерархический характер. При разработке информационной архитектуры определяющую роль должна играть проблема обеспечения информационного удобства обучающегося при работе в данной виртуальной лаборатории.

Такой сервис как «поиск» значительно упрощает навигацию обучающегося при попытке отыскать необходимую информацию. Функция поиска должна четко определять область, в которой осуществляется поиска информации, а также быть легко доступна на любой странице лаборатории. Нужно предусмотреть возможность расширенного поиска по другим похожим лабораториям, сайтам или известным информационно-поисковым системам.

Рассмотренные формы информационного наполнения виртуальной лаборатории позволят создать полноценный законченный проект, использование которого в учебном процессе будет удобно и интересно как ученику, так и учителю (Рисунок 1).

Рисунок 1. Интеграционная интернет-ориентированная программная среда виртуальной компьютерной лаборатории

Провдененный анализ позволил нам выявить ряд причин необходимости использования виртуальных лаборатории в области информатики:

· виртуальные лаборатории можно демонстрировать в классе во время проведения занятий, как дополнительный материал для изучения.

· использование виртуальных лаборатории повышает интерес учащихся к изучению дисциплины.

· повышает эффективность обучения в целом, предусматривает как групповой, так и индивидуальный подход учащемся.

Список литературы :

1.Далингер В.А., Информационные технологии как компонент предметного содержания подготовки магистров математического образования//XII международная конференция-выставка «Информационные технологии в образовании» («ИТО-2002») 4-8 ноября 2002 г., г. М.

2.Дьячук П.П., Лариков Е.В. Применение компьютерных технологий обучения в средней школе. КГПУ, 1998. - С. 167.

В настоящее время в таких сферах деятельности как образование, наука, техника и технологии большой интерес представляют собой компьютерные информационные системы. Причем, непрерывное развитие науки, техники и технологии приводит к появлению новых информационных систем, а также к развитию и совершенствованию уже существующих. Что касается образования, то внедрение новых технологий, а также комплексная модернизация являются основными вопросам, которым уделяется особое внимание не только в Казахстане, но и во всем мире. Следует учитывать что внедрение информационных технологий в образовательный процесс будет оправдано, если они эффективно дополнят существующие технологии обучения или имеют дополнительные преимущества по сравнению с традиционными формами обучения. Например, использование виртуальных лабораторных работ в преподавании физики позволяет сделать лабораторные работы более живыми и интересными, повышая при этом качество образования.

Поскольку физика является основой научно-технического прогресса, значение физических знаний и роль физики непрерывно возрастают. Методы и средства физического познания востребованы практически во всех областях человеческой деятельности. Применение физических знаний и умений необходимо каждому человеку для решения практических задач повседневной жизни.

Виртуальные лабораторные работы - преимущества и недостатки.

Виртуальная лабораторная работа представляет собой программно-аппаратный комплекс, позволяющий проводить опыты без непосредственного контакта с реальной установкой или при полном ее отсутствии .

При этом следует различать такие понятия как «виртуальная лаборатория» и «виртуальная удаленная лаборатория». Основой виртуальной лаборатории является компьютерная программа или связанный комплекс программ, осуществляющих компьютерное моделирование некоторых процессов . Виртуальная удаленная лаборатория представляет собой сетевую организационную структуру нескольких групп ученых, которые принадлежат к различным научным центрам и связанных между собою отношениями взаимовыгодного сотрудничества, благодаря сети Интернет .

По сравнению с традиционными лабораторными работами виртуальные лабораторные работы имеют ряд преимуществ.

Во-первых , нет необходимости покупать дорогостоящее оборудование и опасные радиоактивные материалы. Например, для лабораторных работ по квантовой или атомной или ядерной физике требуются специально оборудованные лаборатории. Виртуальные же лабораторные работы позволяют изучать такие явления как фотоэффект, опыт Резерфорда по рассеянию альфа-частиц, определение периода кристаллической решетки методом дифракции электронов, изучение газовых законов, ядерные реакторы и др.
Во-вторых , появляется возможность моделирования процессов, протекание которых недоступно в лабораторных условиях. В частности, большинство классических лабораторных работ по молекулярной физике и термодинамике представляют собой закрытые системы, на выходе которых измеряется некоторый набор электрических величин, из которых затем с помощью уравнений электродинамики и термодинамики рассчитываются искомые величины. Все молекулярно-кинетические и термодинамические процессы, происходящие в опыте, при этом остаются недоступными для наблюдения. В ходе выполнения виртуальных лабораторных работ по этим разделам физики студенты могут с помощью анимированных моделей наблюдать динамические иллюстрации изучаемых физических и химических явлений и процессов, недоступных для наблюдения в реальном эксперименте, при этом одновременно с ходом эксперимента наблюдать графическое построение соответствующих зависимостей физических величин.
В-третьих , виртуальные лабораторные работы обладают более наглядной визуализацией физических или химических процессов по сравнению с традиционными лабораторными работами. Например, появляется возможность более подробно и наглядно изучать такие физические процессы, как движение заряженных частиц, создающих электрический ток или принцип работы р-п-перехода. Также можно проникнуть в процессы, происходящие за доли секунды или длящихся в течение нескольких лет, например, изучение движения планет в поле тяготения центрального тела.

Еще одно преимущество виртуальных лабораторных работ по сравнению с традиционными заключается в безопасности. В частности, использование виртуальных лабораторных работ в случаях, где идет работа с высоким напряжением или опасными химическими реактивами.

Однако виртуальные обладают и недостатками. Основным из них является отсутствие непосредственно контакта с объектом исследования, приборами, оборудованием. Совершенно невозможно подготовить специалиста, который видел технический объект только на экране компьютера. Или вероятно ли найдутся желающие пойти к хирургу, который ранее практиковался только на компьютере. Поэтому самым разумным решением является сочетание внедрения традиционных и виртуальных лабораторных работ в образовательном процессе с учетом их достоинств и недостатков.

Применение виртуальных лабораторных работ в изучении физики.

Глубокое усвоение физики возможно путем изучения теории и в процессе ее применения для решения различных расчетных, качественных и экспериментальных задач. Если на лекционных занятиях студент знакомится с теоретическими вопросами, то на лабораторных занятиях применяются и теория, и, кроме того, формируются практические умения и навыки в проведении физических измерений, в обработке и представлении результатов.

Качественное выполнение и успешная защита результатов лабораторных работ студентами невозможны без самостоятельной предварительной подготовки к лабораторным занятиям. В процессе подготовки к очередному занятию, прежде всего, необходимо изучить по данному руководству описание выполняемой работы. Однако, ограничиться только этим нельзя, так как теоретическое введение к каждой работе не может рассматриваться как достаточный минимум для глубокого понимания физических основ работы. Поэтому необходимо к каждой работе читать материал, соответствующий теме работы, по учебнику. Нельзя приступать к работе без усвоения ее основных теоретических положений, не осознав логики процедуры измерений, не умея пользоваться измерительными приборами, относящимися к данной работе. Приступая к работе, студент должен твердо представлять цель данной работы, общий план работы, т.е. последовательность действий при проведении измерений. Это является главным основанием для преступления к работе при собеседовании с преподавателем в начале занятия.

Виртуальная компьютерная лаборатория содержит инструкции и методические указания к выполнению работ, построенных единообразно по следующей форме: цель работы, теоретический материал, экспериментальная установка, порядок выполнения работы, отчет. Кроме того, в каждой лабораторной работе содержится тест, который включает в себя оценку базовых знаний, необходимых для успешного выполнения работы, и итоговый тест, который направлен на контроль остаточных знаний по результатам выполнения лабораторной работы.

Использовать виртулабы можно, как on-line, так и off-line. Остановимся кратко на некоторых из них:

Virtulab.Net это один из развитых специализированных порталов, посвященных виртуальным образовательным лабораториям. На сайте предложены образовательные интерактивные работы, позволяющие учащимся проводить виртуальные эксперименты по физике, химии, биологии, экологии и другим предметам. Это бесплатный on-line ресурс.
Виртуальная лаборатория по физике для школьников. Виртуальная лаборатория содержит набор программ по школьному курсу физики и предназначена для использования учителями , а также учащимися для выполнения заданий с использованием компьютеров на уроках и дома, так же может быть использована при подготовке к ЕНТ. Это платный ресурс.
Интерактивные лабораторные работы по физике и другим предметам, ресурс находится на сайте Единая коллекция ЦОР. Данным образовательным ресурсом можно пользоваться как on-line, так и off-line. Это бесплатный ресурс.
Серия дисков, выпущенная издательством «Дрофа»: Лабораторные работы по физике для 7-11 классов.

Более того, работа обучающихся с компьютерными моделями чрезвычайно полезна, так как обучающиеся могут ставить многочисленные виртуальные опыты и даже проводить небольшие исследования.

Но у виртуальной лабораторной работы есть и неоспоримые преимущества, так как она позволяет проводить компьютерные лабораторные эксперименты по физике для случаев, когда постановка реального эксперимента затруднена или необходимо мгновенно осуществлять обработку полученных результатов.

Я представила вам небольшой перечень виртуальных образовательных ресурсов. Хочется отметить, что компьютерные лабораторные установки в виртуальных лабораториях, как правило, представляет собой компьютерную модель реальной экспериментальной установки. Выполнение экспериментальных исследований представляет собой непосредственный аналог эксперимента на реальной физической установке.

Подведя итог всему вышесказанному можно сказать, что виртуальные лаборатории, можно использовать как на уроке, так и при самостоятельной подготовке к занятиям, они позволяют глубже понять законы физики и проникнуть в суть физических явлений. Нельзя забывать, что в большинстве случаев это четко запрограммированный процесс.

ЛИТЕРАТУРА

Черемисина Е.Н., Антипов О.Е., Белов М.А. Роль виртуальной компьютерной лаборатории на основе технологии облачных вычислений в современном компьютерном образовании // Дистанционное и виртуальное обучение. - 2012. - №1.-С. 50-64.
Rittinghouse J., Ransome J. Cloud Computing: Implementation, Management, and Security. - CRC Press, 2010.
Кудинов Д.Н. Перспективы разработки виртуальных работ на базе комплекса программ T-FLEX // Современные проблемы науки и образования. - 2009. - № 6. - С. 71-74.
Трухин А.В. Виды виртуальных компьютерных лабораторий // Открытое и дистанционное образование. - 2003. - №3(11).-С. 12-21.
Проект «Виртуальная лаборатория по фундаментальным и прикладным проблемам теории упругости» // Международный научно-технический центр.

Для полноты освоения многих дисциплин нужны и практические занятия. Цифровое обучение “почувствовало” эту эволюционную необходимость и создало новую “форму жизни” – виртуальные лаборатории, свои для всех уровней знаний.

Благодаря развитию Интернет – технологий в нашей школе возможна новая форма обучения химии - дистанционная.

Дистанционное обучение – это система обучения, основанная на взаимодействии учителя и учащихся с использованием современных информационных и телекоммуникационных технологий, позволяющих осуществлять обучение на расстоянии. Технология дистанционного обучения заключается в том, что обучение и контроль за усвоением материала происходит с помощью сети Интернет, используя технологии on-line и off-line. Иногда бывает, что рядом нет школы, или нет специалиста, или ребенок имеет ограниченные возможности здоровья и т.д. Помимо этих факторов дистанционно обучение можно использовать и для организации занятий с одаренными детьми.

Для организации дистанционного обучения необходимо:

интернет с нормальной скоростью, компьютер с веб-камерой:
программные средства для видеосвязи

В процессе проведения дистанционного обучения химии, я использую:

электронную почту;
интернет-конференции;
интернет-ресурсы

С помощью электронной почты, я налаживаю общение с учащимися: провожу рассылку учебных заданий и т.д. дистанционно обучающийся присылает мне свои решения задач, контрольных работ, отчеты по практическим работам. Электронная почта намного облегчает проведение контроля усвоения материала тем.

Видеоконференции способствуют реализации целей и задач обычного урока в режиме on-lain, позволяют проводить дискуссии между учителем, учащимися класса и дистанционно обучающимися.

В методике дистанционное обучение химии, я использую различные виды химического эксперимента: реального, мысленного и виртуального.

Реальный эксперимент провожу я или учащиеся в классе, а дистанционно обучающиеся наблюдают за результатами с помощью видеоконференции. При этом использование документ - камеры усиливает наглядный эффект.

В ходе мысленного эксперимента благодаря воображению учащиеся строят мысленный образ осуществления отдельных стадий химического опыта. Проведение такого вида эксперимента возможно в старших классах, когда учащиеся имеют большой опыт проведения реального эксперимента.

Для проведения виртуального эксперимента необходимо использование компьютерной техники. Этот вид эксперимента наиболее предпочтителен при дистанционном обучении, так как является более наглядным.

Я использую два вида виртуального эксперимента: виртуальные демонстрации и виртуальные лаборатории.

Виртуальные демонстрации – это компьютерные программы, которые воспроизводят на экране динамическое изображение, создающее визуальные эффекты, имитирующие признаки и условия протекания химических процессов (например ЦОРы). Такая программа не допускает вмешательство учащихся в алгоритм, реализующий её работу.

Виртуальная лаборатория – это программа, позволяющая моделировать на компьютере химические процессы, изменять условия и параметры её проведения. Такая программа создает особые возможности для реализации интерактивного обучения. Виртуальные лаборатории можно классифицировать по степени интерактивности, которая характеризует глубину обучающего взаимодействия учащихся с компьютерной программой.

Электронное издание “Химия 8-11 классы - виртуальная лаборатория” содержит более 150 готовых сцен, которые проводятся в виртуальной лаборатории, включающей необходимое химическое оборудование и реактивы учащимся. На сцене представлен виртуальный прибор, или установка, которую необходимо собрать для проведения данного опыта, имеются необходимые реактивы и набор посуды. Для визуализации химического оборудования и химических процессов использованы средства 3D-графики и анимации, а также видеофрагменты.

Например, при изучении темы “Скорость химической реакции” используем виртуальные измерительные приборы и возможности изменения параметров опытов, предусмотренные в данном электронном ресурсе. Такие лаборатории, безусловно, полезны для учащихся, однако степень интерактивности их довольно низкая.

Другая виртуальная лаборатория представлена на Virtulab.net. Здесь представлен большой выбор интерактивных практических работ и опытов по химии. Разделы виртулаба анимированные, интерактивны. Это 25 тем, работать с которыми можно прямо на сайте, что очень важно при дистанционном обучении. Учащиеся самостоятельно могут отрабатывать тему того или иного раздела в удобное для них время, не ограничивая себя рамками урока. Недостатком является то, что Virtulab.Net встроили в образовательные виртуальные лаборатории рекламу. В процессе работы это несколько мешает. Данная виртуальная лаборатория, так же имеет низкую степень интерактивности.

Более высокую степень интерактивности имеют виртуальные лаборатории, в которых нет готовых сцен. В этом случае созданием сцены и проведением опыта занимается сам учащийся, т.е. ему необходимо самостоятельно собрать прибор, подобрать оборудование и реактивы, выбрать условия для проведения опыта и т.д. Лабораторией такого типа, которую я, как для дистанционного обучения так и для того, чтобы разнообразить домашние задания на этапе закрепления знаний своих учащихся, является IrYdium Chemestry Lab. Тем учащимся, которые выбирают форму работы с дистлабом такого уровня, я предлагаю различные варианты заданий.

Задание (9 класс). Смешали равные объёмы растворов гидроксида натрия и соляной кислоты одинаковой молярной концентрации. Какую окраску принимает фенолфталеин в полученном растворе? Почему?

Подобные задачи я предлагаю тем учащимся, которые в процессе обучения демонстрируют способность к обобщениям, проявляют самостоятельность к разработке алгоритма решения. На следующем уроке подробно анализируем возникшие затруднения и выясняем, что для достижения поставленной цели можно смело экспериментировать в виртуальной лаборатории (выбирать различные концентрации растворов, изменять их объёмы), проверяя свои гипотезы. Для закрепления предлагаю другую задачу. В условии меняю кислоту на слабую. Учащиеся просто начинают решение с виртуального эксперимента. Но при объяснении результатов эксперимента возникают затруднения. Например, почему среда полученного раствора щелочная. Тогда я прошу учащихся обратить внимание на название шкафчиков, из которых брали реактивы и дети быстро приходят к выводам.

При изучении темы “Металлы” в качестве домашнего задания можно предлагаю девятиклассникам выполнить виртуальную лабораторную работу по идентификации трех металлов (серебро, родий, платина) на основании анализа их плотности. Подобную работу, в реальных условиях, учащиеся выполняли при изучении физики в 7-м классе. Однако за 2 года многие школьники забыли общие походы к решению данной экспериментальной задачи. Из-за нехватки времени повторить её на уроках химии невозможно. Прошу учащихся все этапы своей работы проиллюстрировать скриншотами.

По моему мнению, использование такой виртуальной лаборатории при обучении химии как дистанционно, так и на обычных уроках в классе, позволяет повысить эффективность домашнего задания, разнообразить их по форме и содержанию. Очень важно применять такую форму работы с одаренными детьми, стимулирует познавательный интерес учащихся.

Зачем нужны виртулабы.

Подготовка учащихся к химическому практикуму в реальных условиях.
Проведение экспериментов, недоступных в школьной химической лаборатории.
Дистанционный практикум и лабораторные работы, в том числе работа с детьми, имеющими ограниченные возможности, и взаимодействие с территориально удаленными школьниками.
Быстрота проведения работы, экономия реактивов.
Усиление познавательного интереса. Отмечается, что компьютерные модели химической лаборатории побуждают учащихся экспериментировать и получать удовлетворение от собственных открытий.

Используемая литература

Белохвостов А.А, Аршанский Е.Я. Виртуальный эксперимент на уроках химии // Химия в школе – 2012 № 4. С. 49-55.
Дорофеев М.В., Ступнева Ю.В. Использование сервисов всемирной паутины в процессе обучения // Химия в школе – 2010 № 8. С. 31-38.