Введение.

Химия, являясь экспериментальной наукой, осуществляет обучение учащихся через различные формы работы с натуральными веществами и материалами:

- демонстрационные опыты , проводимые учителем в процессе изучения нового материала;

- лабораторные (фронтальные) работы , выполняемые учащимися в порядке освоения новых знаний и навыков;

- практические работы, выполняемые учащимися фронтально для проверки усвоения пройденного материала;

- лабораторные опыты, которые ученик может выполнять как контрольные при вызове к доске;

Опыты и работы, которые учащиеся могут проводить во внеучебной деятельности,

например, при выполнении проектов, связанных с применением знаний, умений и навыков работы с веществами и т.д.

Умение проводить, наблюдать и объяснять химический эксперимент, обращаться с веществами и оборудованием является одним из самых важных компонентов химической грамотности.

Информационные технологии при обучении химии становятся незаменимыми помощниками, если речь идет об изучение токсичных или взрывоопасных веществ (например, галогенов, щелочных металлов).

В этом случае возможность проведения эксперимента виртуально является единственной.

Одним из наиболее удачных прикладных программных средств (ППС) для проведения лабораторных и практических работ выступает «Виртуальная химическая лаборатория» для 8-11 классов.

Выполнение лабораторных экспериментов с использованием компьютерных технологий, как показал опыт, вносит определенные особенности в учебный процесс:

возможность постановки опытов не только в процессе изложения нового, но и при закреплении материала, обобщении знаний, решении экспериментальных задач.

Виртуальный эксперимент - компьютерная симуляция лабораторных работ, предполагает, что не только объект исследования, но и вся экспериментальная установка находится в мнимом виртуальном пространстве компьютера.

Следует отметить, что введение данного типа химического эксперимента в школьный курс химии имеет как достоинства, так и недостатки.

Среди достоинств виртуальной лаборатории, можно отметить:

1) Подготовка учащихся к химическому практикуму в реальных условиях:

Отработка основных навыков работы с оборудованием;

Обучение выполнению требований техники безопасности в безопасных условиях виртуальной лаборатории;

Развитие наблюдательности, умения выделять главное, определять цели и задачи работы, планировать ход эксперимента, делать выводы;

Развитие навыков поиска оптимального решения, умения переносить реальную задачу в модельные условия, и наоборот;

Развитие навыков оформления исследования.

2) Проведение экспериментов, недоступных в школьной химической лаборатории из-за вредности веществ и продуктов реакции или недостаточного оснащения реактивами и оборудованием.

3) Наглядность химических процессов и объектов, показывающих механизмы химических реакций и динамику технологических процессов химических производств.

4) Экономия учебного времени. Уменьшается время на организацию и проведение фронтального и демонстрационного эксперимента.

«Виртуальная химическая лаборатория» может использоваться на всех этапах урока

в качества средства повышения мотивации изучения предмета.

Способы использования ППС «Виртуальная химическая лаборатория» зависят от технического оснащения школы:

В компьютерных классах во время практических занятий;

В режиме интерактивной доске в качестве дополнительного иллюстративного материала, для демонстрации интерактивного решения расчетных и экспериментальных задач при фронтальной работе с классом и выполнении интерактивных тестовых заданий и лабораторных опытов при индивидуальной работе;

Для самостоятельной работы учащихся (дома, в библиотеке);

Работа с коллекцией учебных объектов, виртуальными Л/Р, задачами, дополнительным учебным материалом для углубленной подготовки по предмету.

ППС «Виртуальная химическая лаборатория» содержит четыре темы: “Свойства неорганических веществ”, “Свойства органических веществ”, "Химические реакции”, “Атомы и молекулы”.

В каждой из тем выполняются лабораторные работы, тесты по технике безопасности.

В состав лаборатории включены следующие разделы: виртуальная лаборатория; конструктор молекул; тренажер для решения химических задач; тесты; таблицы; хрестоматия; коллекция, включающую свыше 600 иллюстраций (анимации, видео, графика и т.д.).

Виртуальная лаборатория позволяет имитировать процедуры выполнения опытов в реальной химической лаборатории. Содержит химические опыты, предусмотренные программой школьного химического образования.

Учащимся предоставляется возможность собирать различные приборы, химические установки из составляющих элементов, проводить виртуальные эксперименты и измерения, используя модели измерительных инструментов. На всех этапах выполнения лабораторной работы программой даются соответствующие комментарии и рекомендации. Большое внимание здесь уделяется соблюдению правил техники безопасности.

При проведении ряда практических работ ученики могут использовать видеофрагменты, позволяющие увидеть проводимый эксперимент в реальной лаборатории.

Предусмотрено выполнение опытов с различными параметрами.

Учащиеся обрабатывают и обобщают результаты проведенных опытов в "Лабораторном журнале". При заполнении "Лабораторного журнала" используется специальная программа "Редактор химических формул". Результаты выполнения лабораторной работы учащихся хранятся в индивидуальном файле, который доступен учителю для просмотра и оценки.

Практика внедрения в учебный процесс виртуальных лабораторных работ показала необходимость создания рабочих листов учащегося, обеспечивающими заданную траекторию учебной деятельности ученика на уроке.

Для контроля знаний, учащихся к каждой лабораторной работе прилагаются тесты двух типов:

Тест для проверки знаний учащихся по технике безопасности при работе с химическим оборудованием и реактивами. Он выполняется перед выполнением лабораторной работы.

Итоговый тест для проверки знаний, полученных учащимся в результате выполнения лабораторной работы.

С помощью Конструктора молекул учащиеся могут самостоятельно моделировать молекулы органических и неорганических веществ из предоставленного набора атомов химических элементов, что дает возможность глубже понять пространственное строение молекул и на основе этого прогнозировать свойства веществ. На основе «Конструктора молекул» выполняется ряд лабораторных работ.

Возможно использование «Конструктора молекул» при фронтальном объяснении нового материала, когда учителю необходимо показать модели молекул изучаемых соединений, обратить внимание учащихся на строение электронных орбиталей, их гибридизацию, особенности их перекрывания при образовании химической связи.

Вместе с тем, высокая педагогическая эффективность использования «Конструктора молекул» достигается при индивидуальной и групповой работе школьников на уроке.

Особый интерес вызывают творческие задания, носящие исследовательский характер. Продолжительное устойчивое внимание к изучаемым объектам наблюдалось при выполнении заданий, предполагающих самостоятельную разработку моделей молекул соединений, обладающих заданными свойствами, или, наоборот, прогнозирование свойств соединения, модель молекулы которого создана самим учеником.

Раздел «Задачи» включает дифференцированные задачи с интерактивным средством проверки правильности хода их решения. Любая задача снабжена системой

подсказок к каждому этапу ее решения, а также шпаргалкой, из которой сразу можно узнать результат. Раздел представляет особую ценность при самостоятельной подготовке учащихся к занятиям и экзаменам (в том числе и ЕГЭ).

В разделе Информационно-справочные материалы содержится дополнительная иллюстративная информация (фото, видео, анимация, графика, формулы, учебные тексты, таблицы и другие справочные материалы по химии, биографии ученых-химиков) необходимая для проведения лабораторных работ, решения задач и усвоения учебного материала в пределах, предусмотренных стандартом химического образования.

Доступ к информации возможен из всех разделов электронного издания и осуществляется по системе меню и гиперссылок.

При работе с диском в локальной сети «Интерфейс преподавателя» позволяет учителю

осуществлять контроль над работой группы учеников (результаты выполнения лабораторных работ и тестов), выставлять оценки в лабораторном журнале ученика, управлять доступом учеников к некоторым учебным заданиям (опыты и тесты).

Анализируя, «Виртуальная химическая лаборатория», можно перечислить методики использования его в учебном процессе:

I. Изучение нового материала.

1. Фронтальная работа с классом. (Учитель объясняет материал, используя мультимедиа проектор или мониторы ПК для демонстрации учебных материалов по теме: схем, анимаций, видеофрагментов и т.д.)

2. Самостоятельная работа учащихся.

Ученик получает от учителя: план изучения нового материала, промежуточные контрольные вопросы, «шаблон изучения темы» для заполнения и самостоятельно работает и заполняет «шаблон изучения темы» (конспект темы и ответы на контрольные вопросы и т.д.)

II. Отработка учебных навыков по теме

1. Фронтальный опрос . Учитель проводит опрос, используя мультимедиа проектор или мониторы ПК для демонстрации учебных материалов без звукового сопровождения. Ученик их озвучивает. (Материалы «Коллекции» содержат скрытый текст, который вызывается только по нажатию соответствующей кнопки.)

2. Самостоятельная работа учащихся с компьютерными тестами и задачами .

Методика обучения решению задач: ученик самостоятельно или в паре с другим учеником решает задачу на ПК; затем повторяет решение, отключив подсказки; решает вторую аналогичную задачу в тетради и проверяет свое решение, вызвав «шпаргалку»; решает аналогичную задачу, составленную учителем, на оценку, или составляет аналогичную задачу и решает ее на оценку. Задачи повышенной сложности предназначены для домашнего решения.

3. Семинарские занятия .

Наиболее оптимальным является проведение в данном случае спаренных уроков. Например:

а) Ученики получают вопросы по теме, сформированные в виде 3-х блоков (по 4-5 вопросов в каждом) с разным уровнем сложности.

б) Ученики выбирают уровень сложности и 30 минут готовятся по этим вопросам, пользуясь обычным учебником. На этом этапе возможно объединение учащихся в пары или группы для совместного поиска ответов на вопросы.

в) В оставшиеся 10-12 минут учитель выборочно дает каждому ученику 1-2 вопроса для ответа на выбранную оценку.

г) Ученик отвечает на контрольные вопросы уже без использования учебников.

4. Самостоятельная работа учащихся с ППС по устранению пробелов в знаниях. (например, после пропуска уроков по болезни). В данном случае от учителя требуется составление плана работы ученика с ППС и обычным учебником.

5. Самостоятельная домашняя работа учащихся с ППС по подготовке к предстоящей контрольной работе.

III. Контроль знаний

Фронтальный опрос с использованием мониторов ПК или мультимедиа проектора (ППС используется как демонстратор схем, анимации или видеофрагментов для ответа учащихся).

Контроль с использованием компьютерных тестов, решебников.

Обычный контроль знаний (самостоятельные и контрольные работы, диктанты и т.д.)

Предмет: химия, 9 класс

Тема урока: «Общая характеристика элементов главной подгруппы I группы. Щелочные металлы».

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Используемое ППС: Виртуальная химическая лаборатория

Разработчик: Лаборатория систем мультимедиа МарГТУ, 2005.

Цель: Изучить свойства щелочных металлов. Развивать умение учащихся работать с программой «Виртуальная химическая лаборатория».

Задачи: Познакомиться с положением щелочных металлов в ПСХЭ. Повторить строение атома и зависимость химических свойств соединений от свойств атомов на примере щелочных металлов. Изучить физические и химические свойства щелочных металлов. Прогнозировать токсичность действия ионов некоторых элементов, взаимозамещаемость ионов в организме. Применять знания для раскрытия химизма действия важных лекарственных препаратов.

Ход урока:

1. Организационный момент. Проверка домашнего задания. – 2 мин

2. Изучение нового материала: -15 мин

Общая характеристика щелочных металлов

-положение в периодической системе Д.И. Менделеева

-особенности строения атомов щелочных металлов

Физические свойства щелочных металлов

Химические свойства щелочных металлов и техника безопасности при работе с

активными металлами.

Проблемный вопрос:Почему эти металлы называются щелочными?

Применение. Биологическая роль щелочных металлов.

3. Закрепление материала с помощью проведения виртуальной химической лабораторной работы по изучению химических свойств щелочных металлов.

-20 мин

4. Обсуждение результатов виртуальных опытов – 6 мин

5. Домашнее задание -2 мин

Примечание: Данный урок проводиться в компьютерном классе, чтобы каждый из учащихся смог работать индивидуально, но можно организовать и групповую работу по 2-3 человека. При проведении данного урока использовалась презентация, составленная учителем, на основе коллекции диска «Виртуальная лаборатория», и работа с виртуальной лабораторией, которая позволяет проводить виртуальный эксперимент:

Коллекция/ Свойства неорганических веществ/ Щелочные и щелочноземельные металлы

 Положение в таблице Д.И.Менделеева

 Особенности в строении атомов щелочных металлов

 Физические свойства щелочных металлов

 Хранение щелочных металлов

 Взаимодействие щелочных металлов с кислородом

 Взаимодействие натрия с водой

Так как щелочные металлы являются очень активными металлами и при работе с ними необходимо соблюдать особые правила техники безопасности, лабораторный эксперимент с этими веществами трудноосуществим в условиях школьной лаборатории. Всю работу следует проводить в вытяжном шкафу, что также осуществить, практически, невозможно, так как все учащиеся не смогут разместиться возле вытяжного шкафа.

Использованная виртуальная лаборатория позволяет проводить эксперимент, который затруднителен в реальном времени.

Проведение лабораторного опыта в виртуальной лаборатории производится в следующем порядке:

1. Проверка знаний по технике безопасности при работе, хранении щелочных металлов.

2. Получение инструкции в текстовой форме (порядок выполнения лабораторной работы).

3. Сборка, в случае необходимости, лабораторной установки из представленного «избыточного» состава оборудования (используется способ «перетаскивания»).

4. Проведение эксперимента.

5. Обработка результатов опыта и оформление «Лабораторного журнала».

Пример разработанной для учащихся инструкционной карты:

ИНСТРУКЦИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ №1

ТЕМА: «Щелочные металлы».

Техника безопасности: Работу проводят в вытяжном шкафу за защитным стеклом в перчатках.

1. На рабочем столе найти название Виртуальная лаборатория и войти в программу (или нажмите ПУСК выберите ВСЕ ПРОГРАММЫ далее ЛСММ далее ВИРТУАЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ 9 класс).

2. Зарегистрируйтесь – введите ФИ класс.

3. Выберите раздел «Свойства неорганических веществ».

4. Выберите Лабораторную работу №1 «Щелочные и щелочно-земельные металлы и их соединения».

5. В начале работы выполните тест по технике безопасности. Если вы в тесте сделали ошибки, то тест начинаете выполнять заново, пока не сделаете его правильно. Запомните, какую технику безопасности надо выполнять при проведение эксперимента.

6. Проведите виртуально работу №1 согласно предлагаемой инструкции с соблюдением правил техники безопасности и следуйте рекомендациям вашего помощника «Химика». Оформите таблицу по образцу и сделайте выводы по работе.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

1. В Лабораторной работе №1 выберите Опыт №1 «Горение щелочных металлов на воздухе».

Цель: Виртуально изучить качественные реакции на ионы щелочных металлов.

Задание: В 6 склянках находятся твердые вещества металлы (соли металлов). Определите, в какой склянке находиться каждое вещество. Сделайте вывод, о том каким образом можно определить металлы, и какие продукты образуется в результате горения металлов.

2. В Лабораторной работе №1 выберите Опыт №2 «Взаимодействие щелочных металлов с водой».

Цель: Виртуально изучить взаимодействие щелочных металлов с водой.

Задание: Изучите взаимодействие щелочных металлов с водой. Сделайте вывод, о скорости взаимодействия их с водой, какие продукты в результате реакции получаются и как их можно определить.

7. Оформите результаты эксперимента, запишите выводы в лабораторном журнале.

Название опыта Что делали (рисунок (схема)Что наблюдали Уравнения химических реакций

Заключение. Апробация данного ресурса в 9-х классах с 20015 г. показала возрастание познавательного интереса школьников к реальному эксперименту после работы в виртуальной лаборатории, развитие их исследовательских и экспериментаторских навыков: соблюдение общих и специфических правил безопасности, выбор оптимальных алгоритмов выполнения эксперимента, умение наблюдать, выделять главное, акцентировать внимание на наиболее существенных изменениях. Улучшается организация лабораторных и практических работ.

При анализе компонентов ППС и с учетом календарно-тематического планирования, в целом при необходимости «Виртуальной химической лаборатории» можно использовать в 8-11классах на большинстве уроков химии.

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №1» города Армянска

Республики Крым

Тема: Использования на уроках химии

«Виртуальной химической лаборатории»

(на примере темы «Щелочные металлы и их соединений»)

г. Армянск, 2016г.

1

2. Кенже А., Нурмаханова Д., Некоторые проблемы организации дистанционного обучения химии // Межд.студ.науч.вестник, Москва. – 2015. – № 5. – С. 330-331.

3. Beknazarova A.B., Nurmahanova D.E., Kenzhe A.B., Meiirova G.I. The stages of devolepment of distance learning in Kazakhstan // Science and Education. Materials of the X international research and practice conf. (Munich, December 9-12, 2015), – Munich, 2015. – P. 81-86.

4. Карпенко О.М., Фокина В.Н., В.А. Басов, А.Н. Васьковский. Особенности реализации инновационных видов занятий в учебном процессе Современной гуманитарной академии на базе программного комплекса «Вебинар»// Дист.вирт.обуч. – 2015. – № 6. – С. 46-62.

5. Стародубцев В.А. Сетевые сервисы в дистанционном инженерном образовании / В.А. Стародубцев, О.Б. Шамина //Дистанционное и виртуальное обучение. – 2011. – № 11. – С. 17 – 22.

6. Третьяк Т.М. Web-сервис Comdi: использование в образовании / Т.М. Третьяк, Д.С. Скрипников, С.В. Кривенков // Школ.технол. – 2011. – № 6. – С. 100-114.

7. Нагаева И.А. Виртуальное образовательное пространство вуза как эффективная форма организации педагогического процесса. / Межвуз. Сб. науч.тр. «Инновационные технологии». – 2012. – Т. 5 – С. 160 – 165.

8. Нурмаханова Д.Е., Бекназарова А.Б., Мейірова Г. Методические основы организации дистанционного обучения при изучении химии // Вест. КазНПУ, сер.ест.геогр. Алматы. – 2015. – № 4. – С. 87-93.

9. Татенов А.М. Виртуальные лабораторные работы: хромосомная и теплофизическая лаборатория / XII Международная конференция-выставка «Информационные технологии в образовании» («ИТО-2012»). Ростов, 15–16 ноября 2012 года. URL: http://ito.edu.ru/2002/II/1/II-1-1261.html. (дата обращения: 20.06.2016).

10. Гавронская Ю.Ю., Алексеев В.В. Виртуальные лабораторные работы в интерактивном обучении физической химии // Изв.РГПУ А.И. Герцена. – 2014. – № 168. – С. 79–84

11. Князева Е.М. Лабораторные работы нового поколения // Фунд. Иссл. – 2012. – № 6. – С. 587–591.

12. Ибрашева Р.К., Сулейменова М.Ш., Алмабеков О.А., Виртуальная лаборатория – как средство активизации учебного процесса /Мат.межд. научно-практ.конф.«Инновационное развитие пищевой, легкой промышленности и индустрии гостеприимства» (Алматы, 16-17 октябрь, 2014). – Алматы, 2014. – С. 309-312.

13. Бородина Н.В., Щестакова Т.В. Модель организации и проведения лабораторного практикума в дистанционном обучении//Образование и наука, – 2006. – № 4. – С. 52-62.

В статье рассмотрены методы организации учебного процесса дистанционного обучения (ДО) химии в педагогических вузах, изучены особенности разработки сетевых практических занятии: вебинара и виртуальных лабораторных работ по органической химии. Проанализированы научные работы по виртуальным курсам химии, программы на основе которых можно организовать занятия в сети в чатах, форумах.

Разработаны адаптированные методики организации вебинара и виртуальной лаборатории по отдельным темам алифатических соединений, апробированы на учебном процессе педагогических университетов. Полученные результаты показывают заинтересованность и психологическую готовность студентов к сетевым интерактивным практикумам по химии. Итоги исследовательской работы оформлены в виде методических указаний по организации электронных практикумов по органической химии педагогических вузов и предложены для использования в вариантах комбинирования с традиционными методами обучения и для эффективной организации самостоятельных работ студентов. Разработанная методика может быть применена также при организации ДО вузовского курса химии. Работа выполнена в рамках научно-исследовательской работы магистранта и докторанта PhD.

Международная комисия ООН по проблемам образования, науки и культуры предлагает два основных принципа современного обучения: «образование для всех» и «обучение всю жизнь». Лидирующую роль здесь может играть дистанционное обучение, основанное на передовых достижениях технологии. В соответствий с принципом гуманизации учебного процесса Болонской деклараций дистанционное образование, использующее современное информационно-коммуникационые технологии позволяет качественно обучить новое поколение педагогов с учетом индивидуальных возможностей и потребностей каждого.

Общепризнано, что СДО на данный момент является наиболее выгодной технологией образовательного процесса, позволяющая решить актуальную проблему образовательной системы - обеспечение качественного и доступного обучения для всех желающих. Это одна из главных целей развития СДО . Наряду с этим, хочется отметить, что ДО один из современных эффективных инновационных методов при изучении химии в вузах, формирований коммуникативных компетенции студентов, подготовке высокообразованных, квалифицированных и конкурентоспособных специалистов.

При изучении и анализе фактов по развитию процесса дистанционного обучения в Казахстане, обзоре работ иследователей-педагогов мы обратили внимание на недостаточность опыта использования технологии ДО в образовательных учреждениях, несистематизированность имеющихся данных по применению ИКТ и разнохарактерность результатов экспериментов по научно-педагогическому исследованию их .

Исходя из этого мы поставили цель исследовать имеющиеся методики по ДО в вузах, в том числе по химии, и на их основе разработать методику ДО органической химии адаптированной для педагогических университетов. Изучили доступные методы организации сетевых практических занятий химии, анализировали методические основы создания электронных учебных материалов для таких целей.

В первую очередь, мы обратились к опытам организации сетевых семинарских занятий, поскольку при интерактивном обучений граница между лекционными и практическими занятиями несколько нивелируются. В зависимости от подготовленности аудиторий или сложности изучаемого нового материала одну и ту же тему можно изучать в виде интерактивного семинара или лекции.

Термин вебинар, по другому on-line семинар, впервые официально зарегистрирован как товарный знак в США в 1988 году. В начальный период развития сети интернет еще использовалось понятие «веб-конференция», означавшее способ организаций связи в виде чатов и форумов в асинхронном и синхронном режиме .

На вебинарах используются все виды традиционных учебников и справочников, дидактических материалов, в том числе их электронные варианты. Так же широко применяются аудио, видео материалы, электронные учебники и учебные пособия, специальные компьютерные программы. Для организации веб-семинара разработаны различные площадки, например, бесплатные программы BigBlueButton и OpenMeetings, мecceнджepы Microsoft Lync и Skype, pоссийский продукт Comdi, система для вeбинapов WebEx Cisco и др. Из расмотренных для эксперимента выбрали программу www.webinar.ru, как доступную и бесплатную площадку с удобным интерфейсом .

Во время педагогического эксперимента испытаны основные возможности предоставляемые программной площадкой www.webinar.ru, в частности работа с текстовым форумом. При подготовке вебинара были разработаны учебные материалы по отдельным темам органической химии в интерактивной форме, занятия проводились в on-line и of-line режиме. В ходе исследования выявлено, что данная программа студентами воспринимается легко, трафик доставки пакета учебных материалов студентам достаточно высокая, а также удобна для организации обратной связи.

Следующая использованная нами для испытания программа-методика организации вeб-ceминaра FastStone Capture предоставляет возможность записи (протоколирования) занятия. Студенты отметили это как преимущество, так как дает возможность работы над ошибками, повторного просмотра и тренинга.

Анализируя научные публикации мы решили использовать 3-уровневую схему организаций вебинара, одобренную большинством педагогов-исследователей . По данной методике сетевой семинар состоит из следующих этапов: подготовительный; проведение самого вебинара; заключительный период. Для педагогического эксперимента нами были разработаны cубмaнифecт дисциплины «Оpгaническая химия. Aлифaтические соединения», состоящий из мoдулей-юнитов, на основе выбранной схемы проекты вебинара по отдельным темам для студентов специальности 5В011200-Xимия.

В модульных образовательных программах, разработанных по кредитной технологии принятой в казахстанских вузах, значительно сокращены контактные часы обучения. В связи с этим возникла необходимость усовершенствования практических занятий, а при изучений химии, в первую очередь, лабораторных практикумов. В дальнейшем нами составлена методика организации виртуальных лабораторных занятий по органической химии для студентов 2-курса педагогической специальности 5В011200-Xимия. Поставлена цель комбинирования традиционных форм демонстрационных экспериментов с различными видами виртуальных работ.

Задача сетевых лабораторных занятий, в нашем рассмотрений, подготовка обучающихся к выполнению отдельных химических экспериментов в реальных условиях. Виртуальные лабораторные работы позволяют активно использовать ИКТ, применять интерактивные методы организации занятия, разные формы изучения и освоения закономерностей химических взаимодействий. Немаловажно, что большая часть виртуальных экспериментов можно выполнять самостоятельно в любое удобное для обучающегося время, тем самым мотивировать студента освоить новые инновационные технологий согласно современному образовательному стандарту.

В работе дается следующее определение виртуальной лабораторий -как интегрированной информационной системы состоящей из учебных, учебно-методических, экспериментальных, справочных, а также контролирующих и тестирующих материалов. Существуют виртуальные лаборатории для вузов по неорганической, общей и органической химии: Chemlab, Crocodile Chemistry 605, Virtual Chemistry Laboratory, Dartmouth ChemLab. Есть данные о разработанных на их основе виртуальных лабораторных работах некоторых вузов, в том числе ряда российских .

Основная ценность виртуальных лаборатории в содержательности, а удобная навигация, красочность, скорость загрузки и другие опции являются дополнительными элементами. На основе одного электронного юнита/модуля лабораторных работ можно разработать разнообразные интерактивные модели изучения химической реальности считают авторы .

Основной алгоритм разработки виртуальных лабораторных работ: определение цели и выбор имитаторов, коррекция цели; постановка содержательного и дидактического задач; составление сценария, апробация и сопоставление результатов с реальными, редактирование сценария. Преимущества и недостатки организации виртуальных лабораторий обсуждены в ряде работ .

На основе вышеприведенных исследований нами были разработаны сценарий виртуальных интерактивных лабораторных работ по дисциплине «Оpгaническая химия. Aлифaтические соединения» для студентов специальности 5В011200-Xимия. После контактной и дистанционной апробации был скорректирован и составлен проект методических разработок по виртуальному лабораторному практикуму данного раздела органической химии для педагогических университетов.

Например, сценарий лабораторных работ по темам «Алкины», «Спирты» включают теоретическую часть в интерактивной форме, вопросы и тесты для самопроверки; экспериментальная часть состоит из расчетных задач, моделирования исходных и конечных веществ, прогнозирования вероятности взаимодействия. Дополнены анимационными и видео экспериментами. Заключительная часть выполняется записью расчетов, наблюдений и выводов, заполнением подготовленых таблиц.

Мнение студентов участвующих в педагогическом эксперименте о предложенных формах организации виртуальных лабораторных работ были определены после каждого занятия во время обратной связи. Например, при изучений спиртов 34 % студентов наиболее информативным посчитали электронные задания для самопроверки, моделирование веществ и процесса; 33 % - анимационные опыты по качественному анализу; оставшиеся 33 % - видеодемонстрацию опытов по химически свойствам. Примерно равномерное распределение предпочтений студентов показывают, что предложенные формы виртуальных экспериментов по органической химии достаточно информативны и взаимно дополняют друг друга.

К концу семестра было проведено анкетирование студентов участвовавших в эксперименте по оценке эффективности применения виртуальных практических занятий по изучаемому разделу органической химии. Результат опроса показал, что большинство студентов (72,15 %) поддерживают электронную подачу учебного материала в виде гипертекста, легко воспринимают виртуальную форму изучения структуры и свойств органических веществ.

По ходу эксперимента были анкетированы студенты и магистранты химических специальностей двух педагогических вузов г. Алматы с целью выявления их уровня информированности о формах организации и применения дистанционного обучения в целом и в частности, при изучении химических дисциплин. Участвовали в опросе 79 человек, из них 41 студенты 1-4 курсов и 18 магистранты Казахского национального педагогического университета, 20 студенты 2-курса Казахского государственного женского педагогического университета.

Результаты анкетирования показали, что в целом студенты хорошо воспринимают и поддерживают дистанционную форму обучения. Например, на вопрос о достоинствах ДО ответили: возможность использования современных ИКТ - 57 %; исключение психологических затруднений при сдаче экзаменов - 51 %; развитие творческих подходов и способности к самостоятельной работе обучающихся - 51 % и т.д.

На вопрос о целесообразности введения ДО: 60 % студентов считают, что при сетевом обучении возможно получить качественное образование, 50 % - положительно отнеслись введению различных форм виртуального обучения. На следующий вопрос «Какая форма обучения для вас более премлимо?»: 36 % поддержали форму применения элементов ДО при традиционном обучений; 18 % - дистанционное обучение; 46 % - выбрали дневную форму обучения. Интересное наблюдение, большинство студентов обоих университетов заинтересовались возможностью сочетания разных форм обучения, а магистранты преимущественно выбрали ДО.

Таким образом, можно сделать вывод, что дистанционное обучения посредством создания целостной информационной системы образовательного процесса способствует повышению уровня знаний студентов. Во вторых открывает доступ к мировому информационному пространству, повышает научную и творческую заинтересованность обучающихся, способствует подготовке квалифицированного и конкурентоспособного специалиста. Результаты исследования показывают готовность и заинтересованность студентов применению ИКТ и ДОТ в образовательном процессе системы школа-вуз. Предложенная нами методика организации обучения химии в виртуальном пространстве будет полезным в этом русле.

Библиографическая ссылка

Нурмаханова Д.Е, Бекназарова А.Б., Мейирова Г. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ОРГАНИЗАЦИИ ВИРТУАЛЬНЫХ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИИ ПО ХИМИИ // Международный журнал экспериментального образования. – 2016. – № 9-1. – С. 127-130;
URL: http://expeducation.ru/ru/article/view?id=10463 (дата обращения: 06.04.2019). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

Доклад

на тему

«Школьный химический эксперимент

в реальной и виртуальной лаборатории

в контексте проблемного обучения»

подготовила:

учитель биологии

МКОУ

«Долинненская СОШ»

Удачкина

Наталья Геннадиевна

г. Бахчисарай – 2016 г.

Учебный химический эксперимент – метод обучения, специфика которого состоит в способе познания истины. При самостоятельном выполнении опытов и наблюдениях за ними учащиеся осуществляют качественные изменения веществ. Они познают многообразную природу веществ, накапливают факты для сравнений, обобщений, выводов, убеждаются в возможности управлять сложными химическими процессами.

Если учитель хочет, чтобы его предмет вызывал глубокий интерес у школьников, чтобы ученики умели не только писать химические формулы и уравнения реакций, но и понимали химическую картину мира, умели логически мыслить, чтобы каждый урок был праздником, маленьким представлением, доставляющим радость и ученикам и учителю, то необходимо, чтобы химический эксперимент был на уроках одним из главенствующих.

Для этого необходимо сделать из ученика активного соучастника учебного процесса. Ученик может усвоить информацию только в собственной деятельности при заинтересованности предметом. Поэтому учителю нужно забыть о роли информатора, он должен исполнять роль организатора познавательной деятельности ученика.

Одна из задач современной школы - формирование ключевых компетенций учащихся через экспериментальную и исследовательскую деятельность

Особенностью изучения школьного курса химии является приобретение опыта химически грамотного использования веществ и материалов, применяемых в быту и воспитание убежденности в ведении здорового образа жизни

Школьный химический эксперимент способствует развитию познавательных и творческих интересов, исследовательских навыков учащихся.

Формы работы учителя с применением химического эксперимента:

Урок-исследование;

Практическое занятие;

Лабораторный опыт;

Домашний опыт;

Виртуальный эксперимент;

Научно-исследовательская работа;

Подготовка учащихся к экспериментальному туру олимпиад.

Ш кольный химический эксперимент классифицируют на демонстрационный и ученический .

Демонстрационный химический эксперимент – главное средство наглядности на уроке. Он позволяет не только выявлять факты, но и знакомить с методами химической науки. Демонстрационный эксперимент проводит, как правило, учитель.

Когда применяется демонстрационный эксперимент на уроке?

В начале школьного курса – для привития экспериментальных умений и навыков, интереса к химии, ознакомления с посудой, веществами, оборудованием.

Когда он сложен для самостоятельного выполнения учащимися.

Когда он опасен для учащихся (например, взрыв водорода с кислородом).

Нет соответствующего оборудования и реактивов.

Общеизвестны и требования к демонстрационному эксперименту :

1. Наглядность – большой объем реактивов и посуды, виден с последних рядов, на столе не должно быть лишних деталей. Для усиления наглядности могут быть использованы компьютер, предметный столик, цветные экраны.

2. Простота – в приборах не должно быть нагромождения лишних деталей. Следует помнить, что объект изучения не прибор, а химический процесс, происходящий в нем. Чем проще прибор, тем легче объяснить опыт.

3. Безопасность – учитель химии несет ответственность за жизнь учащихся. Поэтому все опыты должны проводиться с соблюдением правил техники безопасности. Демонстрацию опытов со взрывами, получение и демонстрацию ядовитых газов необходимо проводить только в закрытом вытяжном шкафу.

4. Надежность – неудавшийся опыт вызывает разочарование у учащихся. Поэтому необходима отработка эксперимента до урока.

5. Техника выполнения опыта должна быть безукоризненная. Ошибки, допущенные учителем, легко переносятся на учеников.

6. Необходимость объяснения демонстрационного эксперимента. Перед демонстрацией опыта необходимо указать на цель эксперимента, сориентировать наблюдения эксперимента учащимися, после проведения опыта сделать выводы.

При отборе опытов необходимо оптимально и гармонично включать их в канву урока.

Ученический эксперимент разделяют на лабораторные опыты и практические занятия. Дидактическая цель лабораторных опытов состоит в приобретении новых знаний, т.к. они проводятся при изучении нового материала. Практические занятия обычно проводятся в конце изучения темы, и их целью является закрепление и систематизация знаний, формирование и развитие экспериментальных умений учащихся.

По форме организации лабораторные опыты могут быть индивидуальными, групповыми и коллективными. Очень важно правильно организовать деятельность учащихся, чтобы на выполнение опыта затрачивалось лишь отведенное время. Для этого необходима тщательная подготовка учебного оборудования и реактивов. Склянки с реактивами должны иметь этикетки. Если реактивы выдаются в пробирках, то они должны быть пронумерованы, а на доске или на листочках сделаны соответствующие записи. Во время выполнения опытов необходимо руководить действиями учащихся. После выполнения работы нужно организовать обсуждение результатов и их письменное оформление. Недостатком лабораторных опытов является то, что при их выполнении невозможно формировать экспериментальные умения и навыки. Эту задачу выполняют практические занятия.

Практические занятия делятся на два вида: проводимые по инструкции и экспериментальные задачи. Инструкция для практической работы представляет собой ориентировочную основу деятельности учащихся. На начальном этапе изучения химии даются подробные инструкции с детальным описанием выполняемых операций. По мере выполнения практических работ и усвоения экспериментальных умений инструкции делаются более свернутыми. Экспериментальные задачи не содержат инструкций, в них есть только условия. Разрабатывать план решения задачи и осуществлять его ученик должен самостоятельно.

Перед началом любой практической работы учитель знакомит учащихся с правилами безопасной работы в кабинете химии, обращает внимание на выполнение сложных операций. При выполнении первых практических работ учитель приводит примерную форму отчета, помогает учащимся сделать выводы.

Подготовка к решению экспериментальных задач проводится поэтапно. Например, сначала задачи решают всем классом теоретически: анализируется условие задачи, формулируются вопросы, на которые необходимо дать ответы, предлагаются опыты. Затем один ученик решает задачу у доски теоретически, экспериментально доказывает правильность своих предположений. После этого класс приступает к выполнению аналогичных задач на рабочих местах.

Практическое занятие – сложный вид урока. Учителю нужно вести наблюдение за всем классом, корректировать действия учащихся. Большую помощь педагогу могут оказать специально подготовленные ученики класса. Это может быть член кружка, ученик, интересующийся химией, или просто желающий. Важно, чтобы к порученному заданию они относились ответственно, были коммуникабельны и не вели себя высокомерно.

После этого уже на уроке этим учащимся поручается курировать микрогруппу из 3–4 учеников, сидящих за соседними столами, во время выполнения ими практической работы.

Помощники не только контролируют работу учащихся, но и оказывают им необходимую помощь, поясняют то, что непонятно, т.е. выполняют некоторые функции учителя в своей группе.

Домашний химический эксперимент является одним из видов самостоятельной работы учащихся, имеющей большое значение как для развития интереса к химии, так и для закрепления знаний и многих практических умений и навыков. При выполнении некоторых домашних опытов ученик выступает в роли исследователя, который должен самостоятельно решать стоящие перед ним проблемы.

В домашний эксперимент включают опыты, для выполнения которых не нужны сложные установки и дорогие реактивы. Используемые реактивы должны быть безопасными и приобретаться в хозяйственных магазинах или аптеках. Однако и при использовании этих реактивов необходима консультация учителя.

Предлагаемые опыты могут носить разнообразный характер. Одни связаны с наблюдением явлений (сливание растворов соды и уксуса), другие – с разделением смеси веществ, при постановке третьих нужно объяснить наблюдаемые явления, используя свои знания по химии.

Желательно, чтобы при проведении эксперимента присутствовали старшие члены семьи ребенка.

Не менее важным моментом в работе учащихся является составление письменных отчетов о результатах домашнего химического эксперимента. Можно рекомендовать учащимся составлять отчеты по той форме, которую они используют при выполнении практических работ.

Учитель может систематически просматривать домашние отчеты в рабочих тетрадях учащихся, а также заслушивать выступления учеников о результатах проделанной работы.

Для химии как науки значимым является эксперимент, который носит проблемный характер. Проблемный эксперимент – это форма применения химического эксперимента в обучении, дающая возможность организовать (создать) проблемную ситуацию и вызвать интерес учащихся к поиску причин наблюдаемого явления. Если на уроке используется нестандартный, оригинальный или неожиданный по наблюдаемым результатам эксперимент, то он своим содержанием создаёт проблемную ситуацию. После осознания проблемы учащиеся непроизвольно включаются в поисковую деятельность, которая требует от них нового оригинального подхода или нового, неизвестного им ранее способа её решения.

Проблемный эксперимент ставит проблему в процессе обучения, создавая противоречия и несоответствия в имеющихся знаниях учащихся. Такой эксперимент можно применять на различных этапах урока: при изучении нового материала, при совершенствовании знаний, при повторении, обобщении, закреплении или контроле знаний.

Вот несколько примеров простейших проблемных экспериментов:

1) Проверьте опытным путём, одинаковое ли время требуется для закипания равных объемов солёной и несолёной воды. Проанализируйте полученные результаты и сделайте выводы.

2) У крахмала есть одно свойство, которое позволяет его легко распознать: (вспомните материал, который вы изучали по биологии в 6 классе). Испытайте, есть ли крахмал в следующих продуктах: а) варёный картофель; б) сырой картофель; в) белый хлеб; г) зубной порошок; д) сахарный песок; е) мука. Опишите, как вы будете распознавать крахмал в продуктах и оформите результаты в виде таблицы. Как вы думаете, какие продукты содержат наибольшее количество крахмала? Найдите эту информацию, воспользовавшись дополнительной литературой.

3) Для приготовления яичницы вы растопили на сковородке кусочек сливочного масла или маргарина. Что изменилось: тело или вещество? Обоснуйте свой ответ.

Одной из форм реализации химического эксперимента на уроках и во внеурочной деятельности является применение виртуальных лабораторий.

Использование виртуальных лабораторий - это современное перспективное направление в образовании, привлекающее к себе повышенное внимание. Актуальность внедрения виртуальных лабораторий в учебную практику обусловлена, во-первых, информационными вызовами времени, а во-вторых, нормативными требованиями к организации обучения на уровнях основного и высшего образования.

Согласно ФГОС основного общего образования, образовательное учреждение должно иметь интерактивный электронный контент по всем учебным предметам, в том числе, содержание предметных областей, представленное учебными объектами, которыми можно манипулировать, и процессами, в которые можно вмешиваться.

Виртуальный химический эксперимент расценивается как вид учебного эксперимента по химии; его основным отличием от натурного является тот факт, что средством демонстрации или моделирования химических процессов и явлений служит компьютерная техника, при его выполнении обучающийся оперирует образами веществ и компонентов оборудования, воспроизводящими внешний вид и функции реальных предметов.

В понимании современных исследователей и практиков, виртуальная лаборатория - это: 1) лабораторная установка с удаленным доступом (цифровые и дистанционные химические и физические лаборатории); 2) программное обеспечение (программный комплекс, компьютерная программа, набор компьютерной информации), позволяющее моделировать лабораторные опыты; 3) обучающая система как часть информационной или виртуальной образовательной среды, включающей учебные, учебно-методические, практические, справочные, контрольно-обучающие и контрольно-тестирующие материалы.

Примерами виртуальных лабораторий можно указать следующие:

VirtuLab ( http :// www . virtulab . net ) – виртуальная образовательная лаборатория;

PhET ( http :// phet . colorado . edu ) – интерактивные симуляции Университета Колорадо;

Единая коллекция ЦОР () – м етодические материалы, тематические коллекции , программные средства для поддержки учебной деятельности и организации учебного процесса.

К виртуальным лабораториям с низкой степенью интерактивности относят те, которые допускают только варианты пассивного наблюдения химического опыта, к ним можно причислить коллекции анимаций и видеоматериалов с записями химического эксперимента. Безусловно, это ценнейший дидактический материал, который при правильном методическом сопровождении призван играть очень важную роль в обучении химии.

Виртуальные лаборатории по химии со средней степенью интерактивности предоставляют обучающемуся возможности выбора реактивов и оборудования из небольшого числа объектов, участвующих в данной сцене; как правило, учащийся получает пошаговые инструкции, а при неправильных действиях указываются ошибки и способы их исправления.

В виртуальных лабораториях с высокой степенью интерактивности представлен широкий выбор оборудования и реактивов, определенная свобода действия, включая возможность конструирования приборов и проведения «незаданных» экспериментов.

Преимуществами виртуального химического эксперимента являются:

Нет необходимости покупать дорогостоящие и вредные для здоровья реактивы. Например, для лабораторных работ по органической химии с некоторыми веществами требуются вытяжные шкафы.

Нет надобности хранить эти вещества в отдельном помещении в определенных условиях (металлические шкафы, раздельные полки и т.д.).

Виртуальные лабораторные работы обладают более наглядной визуализацией физических или химических процессов. Опыт можно повторить несколько раз, не расходуя при этом реактивы.

Возможность проводить эксперимент в «своем» темпе, с перерывом, не боясь изменить результат из-за побочных реакций. Это важно для гиперактивных и неусидчивых учащихся, а также с ДЦП.

Безопасность. Можно проводить опыты с токсичными и взрывоопасными химическими реактивами (например, при изучении галогенов, щелочных металлов). А для детей с нарушениями опорно-двигательного аппарата это еще отсутствие боязни пролить-просыпать–не удержать в руках.

Экономия учебного времени: а) работа может быть проведена самостоятельно в качестве домашнего задания; б) не тратится время входе урока на организацию эксперимента.

Обучение выполнению требований техники безопасности в безопасных условиях виртуальной лаборатории.

Учащиеся самостоятельно могут отрабатывать тему того или иного раздела в удобное для них время, не ограничивая себя рамками урока

Безвредность. Для учащихся, страдающих аллергией, легочными заболеваниями - это возможность выполнить эксперимент, не навредив здоровью.

Конечно, виртуальному химическому эксперименту присущи и некоторые недостатки:

Отсутствие непосредственного контакта с приборами и аппаратурой и, самое важное, с объектом исследования химии - веществом, обладающим сложнейшим комплексом характеристик и свойств, который не сможет воспроизвести ни одна самая совершенная компьютерная модель.

Оптимальным в образовательном процессе будет сочетание использования натурных и виртуальных лабораторий с учетом присущих им достоинств и недостатков.

Химический эксперимент – важный источник знаний. В сочетании с техническими средствами обучения он способствует более эффективному овладению знаниями, умениями и навыками. Систематическое использование на уроках химии эксперимента помогает развивать умения наблюдать явления и объяснять их сущность в свете изученных теорий и законов, формирует и совершенствует экспериментальные умения и навыки, прививает навыки планирования своей работы и осуществления самоконтроля, воспитывает аккуратность, уважение и любовь к труду. Химический эксперимент способствует общему воспитанию и всестороннему развитию личности.

Использование виртуальной лаборатории при дистанционном обучении на уроке химии

Так получилось, что в силу специфики школы, в которой я работаю, несколько учащихся оказались за пределами нашей страны на длительный срок. Кто-то уехал на лечение, кто-то на сборы, а есть и уехавшие по семейным обстоятельствам. Учебный процесс для таких учеников не прерывается, а выходит на другой уровень. Н а помощь для таких учащихся приходит д истанционное обучение, являющееся единственным возможным вариантом обучения. 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. Возможностью реализации дистанционного обучения является использование различных компьютерных программ. Это и Skype, и i-school, электронная почта, наконец, но в химии важен эксперимент, где на лабораторных занятиях применяются и теория, и, кроме того, формируются практические умения и навыки в проведении, в обработке и представлении результатов. Тогда на помощь для наших учащихся приходит виртуальная лаборатория.

Химический эксперимент является специфическим средством обучения химии, выполняя функции источника и важнейшего метода познания, он знакомит учеников не только с объектами и явлениями, но и с методами химической науки. В процессе химического эксперимента учащиеся учатся не только наблюдать, сравнивать, анализировать, но и правильно пользоваться лабораторным оборудованием, знакомятся с химической посудой и приборами, приобретают навыки и умения. Умение проводить, наблюдать и объяснять химический эксперимент, обращаться с веществами и оборудованием является одним из самых важных компонентов химической грамотности.

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.

Отличием виртуального химического эксперимента от натурного является то, что при использовании первого происходит оперирование образами веществ и оборудования. Виртуальная лабораторная работа представляет собой программно-аппаратный комплекс, позволяющий проводить опыты без непосредственного контакта с реактивами и химическим оборудованием. Таким образом, виртуальная лаборатория в обучении химии представляется как компьютерная имитация учебной химической лаборатории.

Для выбора виртуальных лабораторий надо руководствоваться несколькими принципами. Они должны быть с доступным интерфейсом, с бесплатным доступом, просты для учащихся, владеющих компьютером на уровне пользователя, и отвечать поставленным задачам.

Виртуальные лабораторные работы - преимущества и недостатки.

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

• Нет необходимости покупать дорогостоящие и вредные для здоровья реактивы. Например, для лабораторных работ по органической химии с некоторыми веществами требуются вытяжные шкафы.
• Нет надобности хранить эти вещества в отдельном помещении в определенных условиях (металлические шкафы, раздельные полки и т.д.).
• Виртуальные лабораторные работы обладают более наглядной визуализацией физических или химических процессов. Опыт можно повторить несколько раз, не расходуя при этом реактивы.
• Возможность проводить эксперимент в «своем» темпе, с перерывом, не боясь изменить результат из-за побочных реакций. Это важно для гиперактивных и неусидчивых учащихся, а также с ДЦП.
• Безопасность. Можно проводить опыты с токсичными и взрывоопасными химическими реактивами (например, при изучении галогенов, щелочных металлов). А для детей с нарушениями опорно-двигательного аппарата это еще отсутствие боязни пролить-просыпать–не удержать в руках.
• Экономия учебного времени: а) работа может быть проведена самостоятельно в качестве домашнего задания; б) не тратится время входе урока на организацию эксперимента.
• Обучение выполнению требований техники безопасности в безопасных условиях виртуальной лаборатории.
• Учащиеся самостоятельно могут отрабатывать тему того или иного раздела в удобное для них время, не ограничивая себя рамками урока
• Безвредность. Для учащихся, страдающих аллергией, легочными заболеваниями - это возможность выполнить эксперимент, не навредив здоровью.
• При проведении ряда практических работ ученики могут использовать видеофрагменты, позволяющие увидеть проводимый эксперимент в реальной лаборатории.

Однако виртуальные лабораторные работы обладают и недостатками. Основным из них является отсутствие непосредственно контакта с объектом исследования, приборами, оборудованием.

Основные виртуальные лаборатории, используемые при дистанционном обучении

1. Бесплатный on-line ресурс Virtulab.Net - один из порталов, посвященных виртуальным образовательным лабораториям. На сайте предложены образовательные интерактивные работы, позволяющие учащимся проводить виртуальные эксперименты по химии, биологии, экологии, физике и другим предметам.
2. Бесплатный ресурс Единая коллекция ЦОР – интерактивные лабораторные работы по химии и другим предметам. Данным образовательным ресурсом можно пользоваться как on-line, так и off-line..
3. Серия дисков, выпущенная издательством «Дрофа»: Лабораторные работы по химии для 8-11 классов.

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 химии, а также способствуют развитию исследовательских и экспериментаторских навыков . Применение химических знаний и умений необходимо каждому человеку для решения практических задач повседневной жизни.

ЛИТЕРАТУРА

Белохвостов А.А., Аршанский Е. Я. Электронные средства обучения химии; разработка и методика использования. -Минск, Аверсэв, 2012

Гавронская Ю. Ю., Оксенчук В. В. Методика создания виртуальных работ по химии: Современные проблемы науки и образования, http://www.science-education.ru/ru 2015

Трухин А.В. Виды виртуальных компьютерных лабораторий // Открытое и дистанционное образование. - 2003. - №3(11).

Пак М. С. Теория и методика обучения химии: учебник для вузов.- СПб, РГПУ им Герцена, 2015

С широким внедрением информационных технологий в учебный процесс, у многих педагогов возникли вопросы: «А нужен ли вообще компьютер на уроках физики? Не вытеснят ли компьютерные имитации реальный эксперимент из учебного процесса?». Педагоги нашей школы считают, что использование компьютера на уроках оправдано, прежде всего, в тех случаях, в которых он обеспечивает существенное преимущество по сравнению с традиционными формами обучения. Я с ними полностью согласна. Одним из таких случаев является использование компьютерных моделей и виртуальных лабораторий.

В чем же заключается преимущество компьютерного моделирования по сравнению с натурным экспериментом? Компьютерное моделирование позволяет наглядно иллюстрировать эксперименты и явления, воспроизводить их тонкие детали, которые могут быть незамечены наблюдателем при реальных экспериментах. Использование компьютерных моделей и виртуальных лабораторий предоставляется как уникальная возможность визуализации упрощённой модели реального явления. При этом можно поэтапно включать в рассмотрение дополнительные факторы, которые постепенно усложняют модель и приближают ее к реальному явлению. Кроме того, компьютер позволяет моделировать ситуации, нереализуемые экспериментально.

Например, при изучении темы «Ядерный реактор» в 11 классе я использую модель «Работа ядерного реактора» из учебного электронного издания «Физика 7-11 класс. Практикум» компании ФИЗИКОН, которая ярко и наглядно представляет процессы, происходящие при работе ядерного реактора. Работа учащихся с компьютерными моделями и виртуальными лабораториями, чрезвычайно полезна, так как они могут ставить многочисленные эксперименты и даже проводить небольшие исследования. Интерактивность открывает перед учащимися огромные познавательные возможности, делая их не только наблюдателями, но и активными участниками проводимых экспериментов. Процесс компьютерного моделирования для учащихся увлекателен и поучителен, так как результат моделирования всегда интересен, а в ряде случаев может быть весьма неожиданным. Создавая модели и наблюдая их в действии, учащиеся могут познакомиться со многими явлениями, изучить их на качественном уровне, а также провести небольшие исследования. Разумеется, компьютерная лаборатория не может заменить настоящую физическую или химическую лабораторию.

Тем не менее, при выполнении компьютерных лабораторных работ у школьников формируются навыки, которые пригодятся им и для реальных экспериментов - выбор условий экспериментов, установка параметров опытов и т.д. Все это превращает выполнение многих заданий в микроисследования, стимулирует развитие творческого мышления учащихся, повышает их интерес к предметам естественно-научного цикла. Работа учащихся с компьютерными моделями полезна потому, что, благодаря возможности изменения в широких пределах начальных условий экспериментов, компьютерные модели позволяют им выполнять многочисленные виртуальные опыты. Некоторые модели позволяют одновременно с ходом экспериментов наблюдать построение соответствующих графических зависимостей, что повышает их наглядность. Подобные модели имеют особую ценность, так как учащиеся, как правило, испытывают значительные трудности при построении и чтении графиков.

В качестве примера можно привести модель «Равноускоренное движение тела» из выше названного диска. В данной модели, кроме движущегося спортсмена, который в соответствии с заданными начальными условиями тормозит, разворачивается и набирает скорость в противоположном направлении, соответственно изменяется длина и направление вектора его скорости, а также в динамическом режиме строятся графики координаты, модуля перемещения и проекции скорости. К тому же, такая самостоятельная исследовательская деятельность настолько для них интересна и увлекательна, что вопросы обеспечения дисциплины и внимания вообще не возникают.

Конечно, компьютерные демонстрации будут иметь успех, если учитель работает с небольшой группой учащихся, которых можно рассадить вблизи монитора. Поскольку количество компьютеров и наполняемость классов в нашей школе невелика, то я имею возможность широко применять информационные технологии в учебном процессе. При этом я использую компьютеры для самостоятельной подготовки учащихся (изучение конспектов, просмотр видеозаписей, проведение практических работ). Провожу классные лабораторные работы (в компьютерном классе), самостоятельные практические работы учеников (решение примеров из базы данных вопросов и задач), готовлю материалы для проведения контрольной работы в традиционном («бумажном») варианте в классе, для подготовки к занятию или контрольной работе, для выполнения учащимися творческих работ под руководством учителя, а также самостоятельно. Компьютерные модели легко вписываются в традиционный урок и позволяют учителю организовывать новые виды учебной деятельности.

В качестве примеров приведу три вида уроков с использованием моделей, опробованных мной на практике. й — решение задач с последующей компьютерной проверкой полученных ответов. Можно предложить учащимся для самостоятельного решения в классе или в качестве домашнего задания задачи, правильность решения которых они смогут проверить, поставив компьютерные эксперименты. Самостоятельная проверка полученных результатов при помощи компьютерного эксперимента усиливает познавательный интерес учащихся, делает их работу творческой, а в ряде случаев приближает её по характеру к научному исследованию. В результате, на этапе закрепления знаний многие учащиеся начинают придумывать свои задачи, решать их, а затем проверять правильность своих рассуждений, используя компьютер. Составленные школьниками задачи можно использовать в классной работе или предложить остальным учащимся для самостоятельной проработки в виде домашнего задания.

Урок обобщения и систематизации знаний — исследовании. Учащимся предлагается на этапе обобщения и систематизации нового материала самостоятельно провести небольшое исследование, используя компьютерную модель или виртуальную лабораторию, и получить необходимые результаты. Компьютерные модели и виртуальные лаборатории позволяют провести такое исследование за считанные минуты. Конечно, учитель формулирует темы исследований, а также помогает учащимся на этапах планирования и проведения экспериментов.

Урок комплексного применения ЗУН - компьютерная лабораторная работа. Для проведения такого урока необходимо, прежде всего, разработать соответствующие раздаточные материалы, то есть бланки лабораторных работ. Задания в бланках работ следует расположить по мере возрастания их сложности. Вначале имеет смысл предложить простые задания ознакомительного характера и экспериментальные задачи, затем расчетные задачи и, наконец, задания творческого и исследовательского характера. Отмечу, что задания творческого и исследовательского характера существенно повышают заинтересованность учащихся в изучении предметов и являются дополнительным мотивирующим фактором. По указанной причине уроки последних двух типов особенно эффективны, так как ученики получают знания в процессе самостоятельной творческой работы. Эти знания необходимы им для получения конкретного, видимого на экране компьютера, результата. Учитель в таких случаях является лишь помощником в творческом процессе формирования знаний.

В последнее время много говорится об индивидуальном подходе при обучении учащихся. Как же можно осуществить индивидуальный подход при использовании компьютерных моделей в учебном процессе? При индивидуальной работе учащиеся с большим интересом «возятся» с предложенными моделями, пробуют их регулировки, проводят эксперименты. Рассмотрим виды заданий к компьютерным моделям с точки зрения их использования при работе с одаренными и слабоуспевающими учащимися. Например, ознакомительные задания, простые компьютерные эксперименты, экспериментальные и качественные задачи больше подойдут для слабых учащихся. В то время как расчётные задачи с последующей компьютерной проверкой подходят и для слабых и для одаренных учащихся. В этом случае всё зависит от сложности предлагаемых задач.

А вот неоднозначные задачи, задачи с недостающими данными, творческие, исследовательские и проблемные задания больше подходят для сильных учащихся. Хотя, если учитель может оказать существенную помощь слабым учащимся, то и они могут одолеть некоторые из этих заданий. Наиболее способным учащимся можно предлагать исследовательские задания, то есть задания, в ходе выполнения которых им будет необходимо спланировать и провести ряд компьютерных экспериментов, позволяющих подтвердить или опровергнуть определённые закономерности. Самым сильным ученикам можно предложить самостоятельно сформулировать такие закономерности. Отметим, что на уроках большим и неизменным успехом, как у сильных, так и у слабоуспевающих учащихся пользуются творческие задания на придумывание собственных задач.

Кроме того, я широко применяю информационные технологии не только на уроках, но и на дополнительных занятиях. В частности при подготовке учащихся к итоговой аттестации в форме ЕГЭ.

Скачать Чтобы скачать материал или !