Puna virtuale në kimi. Laboratorë virtualë për mësim në distancë, universitete dhe shkolla

Vizualizimi është një nga metodat më efektive të mësimdhënies, që ndihmon për të kuptuar thelbin e fenomeneve të ndryshme shumë më lehtë dhe më thellë; jo pa arsye mjetet vizuale janë përdorur që në kohët e lashta. Vizualizimi dhe modelimi janë veçanërisht të dobishëm kur studiohen objekte dhe fenomene dinamike, të ndryshueshme në kohë, të cilat mund të jenë të vështira për t'u kuptuar duke parë një pamje të thjeshtë statike në një libër shkollor të rregullt. Puna laboratorike dhe eksperimentet edukative nuk janë vetëm të dobishme, por edhe shumë interesante - sigurisht me organizimin e duhur.

Jo të gjitha eksperimentet edukative mund ose duhet të kryhen në mënyrë "reale". Nuk është për t'u habitur që teknologjitë e modelimit kompjuterik erdhën shpejt në këtë fushë. Tani ka një numër paketash softuerësh në treg të dizajnuara për të kryer eksperimente edukative virtuale. Ky rishikim do të shqyrtojë një aspekt relativisht të ri të zgjidhjeve të tilla: laboratorët virtualë në internet. Me ndihmën e tyre, ju mund të kryeni eksperimente kompjuterike pa blerë programe shtesë dhe në çdo kohë të përshtatshme do të keni akses në internet.

Tani vërehen disa tendenca në zhvillimin e projekteve moderne të rrjetit të këtij lloji. E para është shpërndarja mbi një sasi të konsiderueshme burimesh. Së bashku me projektet e mëdha që grumbullojnë një sasi të konsiderueshme të përmbajtjes, ka shumë site që përmbajnë një numër të vogël laboratorësh. Tendenca e dytë është prania e projekteve me shumë industri që ofrojnë laboratorë për fusha të ndryshme të dijes, si dhe e projekteve tematike të specializuara. Së fundi, duhet theksuar se laboratorët e dedikuar për shkencat e natyrës përfaqësohen më së miri në internet. Në të vërtetë: eksperimentet fizike në përgjithësi mund të jenë një ndërmarrje shumë e shtrenjtë, por një laborator kompjuterik ju lejon të shikoni prapa skenave të proceseve komplekse. Kimia përfiton gjithashtu: nuk ka nevojë të blini reagentë të vërtetë, pajisje laboratorike dhe nuk ka frikë të prishni ndonjë gjë në rast gabimi. Një fushë po aq pjellore për seminare laboratorike virtuale është biologjia dhe ekologjia. Nuk është sekret që një studim i hollësishëm i një objekti biologjik shpesh përfundon në vdekjen e tij. Sistemet ekologjike janë të mëdha dhe komplekse, ndaj përdorimi i modeleve virtuale bën të mundur thjeshtimin e perceptimit të tyre.

Rishikimi ynë përfshin disa nga projektet më interesante në internet, si multidisiplinare ashtu edhe tematike. Të gjitha burimet e internetit në këtë përmbledhje janë sajte me akses të hapur dhe të lirë.

VirtuLab

Burimi VirtuLab është koleksioni më i madh i përvojave virtuale në disiplina të ndryshme akademike në RuNet-in modern. Njësia kryesore e koleksionit është një eksperiment virtual. Nga pikëpamja teknike, kjo është një video interaktive e realizuar duke përdorur Adobe Flash. Disa laboratorë janë bërë në grafikë tredimensionale. Për të punuar me ta, do t'ju duhet të instaloni Adobe Shockwave Player me shtesën Havok Physics Scene. Këtë shtesë mund ta gjeni në director-online.com. Duhet të shpaketoni arkivin që rezulton në drejtorinë Xtras të Adobe Shockwave Player, i cili ndodhet në drejtorinë e sistemit Windows.

Burimi VirtuLab është koleksioni më i madh i virtualeve në internet
laboratorëtnë rusisht

Çdo video ju lejon të kryeni një eksperiment që ka një qëllim edukativ dhe një detyrë të qartë. Përdoruesit i ofrohen të gjitha mjetet dhe objektet e nevojshme për të marrë rezultatin. Detyrat dhe këshillat shfaqen si mesazhe me tekst. Videot e VirtuLab kanë një aspekt të fortë edukativ, për shembull, nëse përdoruesi bën një gabim, sistemi nuk do ta lejojë atë më tej derisa gabimi të korrigjohet.

Koleksioni i eksperimenteve të VirtuLab është mjaft i gjerë dhe i larmishëm. VirtuLab nuk ka motorin e vet të kërkimit të integruar, kështu që për të gjetur eksperimentin që ju nevojitet, thjesht duhet të lëvizni nëpër seksionet e katalogut. Arkivi është i ndarë në katër blloqe kryesore: “Fizikë”, “Kimi”, “Biologji” dhe “Ekologji”. Brenda tyre ka seksione tematike më të ngushta. Në veçanti, për fizikën këto janë seksione të kësaj disipline. Ka eksperimente për t'u njohur me mekanikën, efektet elektrike dhe optike. Një numër laboratorësh janë projektuar në grafikë 3D, gjë që ndihmon në demonstrimin e një sërë eksperimentesh: nga eksperimentet me dinamometra te thyerja dhe efekte të tjera optike.

Në “Biologji”, baza e ndarjes ishin orët e kurrikulës shkollore. Përmbajtja e detyrave këtu mund të jetë shumë e ndryshme. Kështu, ekzistojnë detyra për studimin e veçorive strukturore të organizmave të ndryshëm të gjallë (për shembull, një grup ndërtimi për grumbullimin e të gjitha llojeve të organizmave nga "pjesët" e propozuara) dhe detyra që simulojnë punën me mikroskop dhe me përgatitjet e indeve të ndryshme.

Faqja e internetit PhET është një koleksion multidisiplinar i aplikacioneve Java,
me të cilat mund të punoni si në internet ashtu edhe në kompjuterin tuaj lokal

Më vete, në seksionin Cutting Edge Research, theksohen demonstrimet kushtuar kërkimeve më të fundit. Artikujt e rinj shfaqen rregullisht në arkiv; seksioni New Sims u dedikohet atyre.

Kushtojini vëmendje nënseksionit Translated Sims. Kjo faqe përmban një listë të të gjitha gjuhëve në të cilat janë përkthyer laboratorët virtualë të ofruar. Midis tyre ka edhe një rus - sot ka saktësisht pesëdhjetë eksperimente të tilla. Është kurioze që numri i demonstratave në anglisht, serbisht dhe hungarisht është pothuajse i barabartë. Nëse dëshironi, mund të merrni pjesë në demonstratat e përkthimit. Një aplikacion i veçantë, PhET Translation Utility, ofrohet për këtë qëllim.

Çfarë janë demonstrimet e PhET dhe kush mund të përfitojë prej tyre? Ato janë ndërtuar mbi teknologjinë Java. Kjo ju lejon të ekzekutoni eksperimente në internet, të shkarkoni aplikacione në kompjuterin tuaj lokal dhe t'i vendosni ato në faqe të tjera ueb si miniaplikacione. Të gjitha këto opsione ofrohen në çdo faqe demo PhET.

Të gjitha eksperimentet PhET janë ndërvepruese. Ato përmbajnë një ose më shumë detyra, si dhe një grup të të gjithë elementëve të nevojshëm për zgjidhjen e tyre. Meqenëse zgjidhja zakonisht shpjegohet me detaje të mjaftueshme në shënimet e tekstit, qëllimi kryesor i demonstrimeve është të vizualizojnë dhe shpjegojnë efektet, dhe jo të testojnë njohuritë dhe aftësitë e përdoruesit. Kështu, një nga demonstrimet e seksionit kimik sugjeron krijimin e molekulave nga atomet e propozuara dhe shikimin e një vizualizimi tredimensional të rezultatit. Në seksionin biologjik ekziston një kalkulator për balancën e konsumit të kalorive të një personi gjatë ditës: mund të tregoni llojet dhe sasitë e ushqimit të konsumuar, si dhe sasinë e ushtrimeve fizike. Pastaj gjithçka që mbetet është të vëzhgohen ndryshimet në "njeriun e vogël" eksperimental të një moshe, gjatësie dhe peshës fillestare të caktuar. Seksioni i matematikës mburret me mjete shumë të dobishme për vizatimin e funksioneve të ndryshme, lojëra aritmetike dhe aplikacione të tjera interesante. Seksioni i fizikës ofron një gamë të gjerë "laboratorësh" që demonstrojnë një sërë fenomenesh - nga lëvizja e thjeshtë deri te ndërveprimet kuantike.

PhET
Gradë: 4
Gjuha e ndërfaqes: Në dispozicion anglisht, rusisht
Zhvilluesi: Universiteti i Kolorados
Faqja e internetit: phet.colorado.edu

Projekti i demonstrimeve të Wolfram

Një burim shumë i vlefshëm i laboratorëve në internet është Projekti multidisiplinar i Demonstrimeve Wolfram. Qëllimi i projektit është të demonstrojë qartë konceptet e shkencës dhe teknologjisë moderne. Wolfram pretendon të jetë një platformë e vetme për të krijuar një katalog të unifikuar të laboratorëve interaktivë në internet. Kjo, sipas zhvilluesve të saj, do t'i lejojë përdoruesit të shmangin problemet që lidhen me përdorimin e burimeve heterogjene të të mësuarit dhe platformave të zhvillimit.

Katalogu i Projektit të Demonstrimeve Wolfram përmban më shumë se 7 mijë.
laboratorë virtualë

Kjo faqe është pjesë e një projekti të madh në internet të quajtur Wolfram. Projekti i Demonstrimeve Wolfram aktualisht ka një katalog mbresëlënës me mbi 7,000 demonstrime interaktive.

Baza teknologjike për krijimin e laboratorëve dhe demonstrimeve është paketa Wolfram Mathematica. Për të parë demonstrimet, do t'ju duhet të shkarkoni dhe instaloni Player-in special të Wolfram CDF, i cili është pak më shumë se 150 MB në madhësi.

Katalogu i projektit përbëhet nga 11 seksione kryesore që lidhen me degë të ndryshme të dijes dhe veprimtarisë njerëzore. Ka seksione të mëdha fizike, kimike dhe matematikore, si dhe ato që i kushtohen teknologjisë dhe inxhinierisë. Shkencat biologjike janë të përfaqësuara mirë. Nivelet e kompleksitetit të modeleve, si dhe nivelet e paraqitjes, janë shumë të ndryshme. Katalogu përmban demonstrime mjaft komplekse që synojnë arsimin e lartë; shumë laboratorë janë të përkushtuar për të ilustruar arritjet më të fundit shkencore. Në të njëjtën kohë, faqja ka edhe seksione të destinuara për fëmijë. Pengesa gjuhësore mund të jetë një shqetësim i caktuar: projekti Wolfram aktualisht është thjesht në gjuhën angleze. Sidoqoftë, ka pak tekst në demo dhe laboratorë, mjetet e kontrollit janë mjaft të thjeshta dhe ato janë të lehta për t'u kuptuar pa kërkesa.

Nuk ka detyra specifike apo kontroll mbi zbatimin e tyre. Megjithatë, përmbajtja nuk mund të quhet thjesht prezantime ose video. Ka një sasi të mjaftueshme ndërveprimi në demonstrimet e Wolfram. Pothuajse të gjithë kanë mjete që ndihmojnë në ndryshimin e parametrave të objekteve që përfaqësohen, duke kryer kështu eksperimente virtuale mbi to. Kjo kontribuon në një kuptim më të thellë të proceseve dhe fenomeneve të demonstruara.

Projekti i demonstrimeve të Wolfram
Gradë: 4
Gjuha e ndërfaqes: Anglisht
Zhvilluesi: Wolfram Demonstrations Project & Kontribues
Faqja e internetit: demonstrata.wolfram.com

Laboratori i Kimisë IrYdium

Përveç projekteve "shumë industri" në ueb-in modern, ka shumë laboratorë të specializuar online të dedikuar për shkenca të caktuara. Le të fillojmë me The ChemCollective, një projekt i dedikuar për studimin e kimisë. Ai përmban shumë materiale tematike në anglisht. Një nga seksionet e tij më interesante është laboratori i tij virtual i quajtur IrYdium Chemistry Lab. Struktura e saj është dukshëm e ndryshme nga të gjitha projektet e diskutuara më sipër. Fakti është se nuk ka eksperimente specifike, specifike me detyrat e tyre të ofruara këtu. Në vend të kësaj, përdoruesit i jepet liri pothuajse e plotë veprimi.

Laboratori i kimisë në internet IrYdium është i ndryshëm
fleksibilitet i lartë në konfigurim dhe funksionim

Laboratori u krijua në formën e një aplikacioni Java. Nga rruga, mund të shkarkohet dhe të ekzekutohet në kompjuterin tuaj lokal - lidhja përkatëse e shkarkimit ndodhet në faqen kryesore të projektit.

Ndërfaqja e appletit është e ndarë në disa zona. Në mes ka një hapësirë ​​pune në të cilën shfaqet ecuria e eksperimentit. Kolona e djathtë është një lloj "pulti" - tregon informacione në lidhje me reagimet që ndodhin: temperaturën, aciditetin, molaritetin dhe të dhëna të tjera ndihmëse. Në anën e majtë të aplikacionit gjendet e ashtuquajtura "Depoja e Reagentit". Ky është një grup i të gjitha llojeve të reagentëve virtualë, të bërë në formën e një peme hierarkike. Këtu mund të gjeni acide, baza, substanca treguese dhe gjithçka tjetër që i nevojitet një kimisti eksperimental. Për të punuar me ta, ofrohet një përzgjedhje e mirë e qelqeve të ndryshme laboratorike, një djegës, peshore dhe pajisje të tjera. Si rezultat, përdoruesi ka në dispozicion një laborator të pajisur mirë me aftësi eksperimentimi shumë të kufizuara.

Meqenëse këtu nuk ka detyra specifike, eksperimentet kryhen në një mënyrë që është e nevojshme dhe interesante për përdoruesit. E tëra që mbetet është të zgjidhni substancat e nevojshme, të ndërtoni një strukturë eksperimentale duke përdorur pajisjet virtuale të propozuara dhe të filloni reagimin. Është shumë e përshtatshme që substanca që rezulton mund të shtohet në koleksionin e reagentëve për t'u përdorur në eksperimentet e mëvonshme.

Në përgjithësi, doli të ishte një burim interesant dhe i dobishëm, i karakterizuar nga fleksibilitet i lartë i përdorimit. Nëse marrim parasysh praninë e një përkthimi pothuajse të plotë rus të programit, atëherë Laboratori i Kimisë IrYdium mund të bëhet një mjet shumë i dobishëm për zotërimin e njohurive bazë kimike.

Laboratori i Kimisë IrYdium
Gradë: 5
Gjuha e ndërfaqes: Rusisht anglisht
Zhvilluesi: Kolektivi Kimik
Faqja e internetit: www.chemcollective.org/vlab/vlab.php

"Laboratori virtual" teachmen.ru

Ky është projekti i dytë rus në rishikimin tonë. Ky burim është i specializuar në fenomenet fizike. Shtrirja e laboratorëve virtualë nuk kufizohet vetëm në kurrikulën shkollore. Përvojat online që ato ofrojnë, të zhvilluara nga specialistë të Universitetit Shtetëror të Chelyabinsk, janë të përshtatshme jo vetëm për nxënësit e shkollave, por edhe për studentët. Nga pikëpamja teknike, ky burim është një kombinim i Flash dhe Java, kështu që do t'ju duhet të kontrolloni paraprakisht për përditësime të makinës virtuale Java në kompjuterin tuaj.

Detyrat e projektit “Laboratori virtual” janë të ndryshme
vështirësi më të lartë

Dizajni i laboratorëve këtu është skematik dhe i rreptë. Duket sikur po shfaqen fotografi të veçanta të animuara nga një libër shkollor. Kjo theksohet nga disponueshmëria e materialeve të destinuara për të shoqëruar seancat e trajnimit. Theksi kryesor në eksperimente të tilla është në kryerjen e detyrave specifike dhe testimin e njohurive të përdoruesit.

Katalogu i projektit përfshin një duzinë seksione kryesore tematike - nga mekanika në fizikën atomike dhe bërthamore. Secili prej tyre përmban deri në dhjetë laboratorë virtualë ndërveprues përkatës. Ofrohen gjithashtu shënime të ilustruara leksionesh, disa me eksperimentet e tyre virtuale.

Mjedisi i punës i eksperimentuesit është riprodhuar këtu me mjaft kujdes. Pajisjet janë demonstruar në formën e diagrameve, propozohet ndërtimi i grafikëve dhe përzgjedhja e përgjigjeve nga opsionet e disponueshme. Eksperimentet në "Laboratorin Virtual" janë më komplekse sesa në VirtuLab. Koleksioni i burimeve përfshin eksperimente në fizikën atomike dhe bërthamore, fizikën lazer, si dhe një "ndërtues atomi" që ofron për të mbledhur një atom nga grimca të ndryshme elementare. Ka eksperimente për gjetjen dhe neutralizimin e një burimi rrezatimi, duke studiuar vetitë e lazerëve. Për më tepër, ekzistojnë edhe laboratorë "mekanikë" që synojnë kryesisht nxënësit e shkollave.

Laboratorët online në

Përveç burimeve të mëdha me dhjetëra e qindra faqe virtuale eksperimentale në internet, ka shumë sajte të vogla që ofrojnë një numër eksperimentesh interesante për një temë të caktuar, zakonisht të ngushtë.

Një pikënisje e mirë kur kërkoni një virtual të vogël
laboratorëttë aftë për t'u bërë një projekt Online Labs në

Në një situatë të tillë, për të gjetur demonstrimet e nevojshme, sigurisht që do të jenë të dobishme projektet e katalogut që mbledhin dhe sistemojnë lidhjet me faqe të tilla. Laboratorët Online në drejtori (onlinelabs.in) mund të jenë një pikënisje e mirë. Ky burim mbledh dhe sistemon lidhjet me projektet që ofrojnë eksperimente dhe laboratorë online të aksesueshëm lirisht në degë të ndryshme të shkencës. Për çdo shkencë ka një seksion përkatës. Fushat e interesit të projektit janë kryesisht fizika, kimia dhe biologjia. Këto seksione janë më të mëdhenjtë dhe më të përditësuarit. Përveç kësaj, ato që i kushtohen anatomisë, astronomisë, gjeologjisë dhe matematikës po plotësohen gradualisht. Çdo seksion përmban lidhje me burimet përkatëse të internetit me një përmbledhje të shkurtër në anglisht që përshkruan qëllimin e një laboratori të caktuar.

"Laboratori virtual" teachmen.ru
Gradë: 3
Gjuhe: rusisht
Zhvilluesi: Universiteti Shtetëror i Chelyabinsk
Faqja e internetit:

Edukimi global dhe procesi shkencor kanë ndryshuar kaq qartë vitet e fundit, por për disa arsye ata flasin më pak për inovacionet e reja dhe mundësitë që ata hapin, dhe më shumë për skandalet e provimeve lokale. Ndërkohë, thelbi i procesit arsimor pasqyrohet bukur nga proverbi anglez “Mund ta çosh kalin në ujë, por nuk mund ta bësh të pijë”.

Arsimi modern në thelb jeton një jetë të dyfishtë. Në jetën e tij zyrtare ka një program, rregullore, provime, një betejë “e pakuptimtë dhe e pamëshirshme” për përbërjen e lëndëve në kursin shkollor, vektorin e pozicionit zyrtar dhe cilësinë e arsimit. Dhe në jetën e tij reale, si rregull, përqendrohet gjithçka që përfaqëson arsimi modern: dixhitalizimi, mësimi elektronik, mësimi në celular, trajnimi përmes Coursera, UoPeople dhe institucione të tjera online, webinarë, laboratorë virtualë etj. E gjithë kjo për momentin nuk është bërë pjesë. e paradigmës arsimore globale të pranuar përgjithësisht, por në nivel lokal tashmë po ndodh dixhitalizimi i punës arsimore dhe kërkimore.

Trajnimi MOOC (Massive Open Online Courses, leksione masive nga burime të hapura) është i shkëlqyer për transferimin e ideve, formulave dhe njohurive të tjera teorike në mësime dhe leksione. Por për të zotëruar plotësisht shumë disiplina, nevojitet gjithashtu trajnim praktik - mësimi dixhital "e ndjeu" këtë nevojë evolucionare dhe krijoi një "formë të re jete" - laboratorë virtualë, të tyre për arsimin shkollor dhe universitar.

Problem i njohur me mësimin elektronik: kryesisht mësohen lëndë teorike. Ndoshta faza tjetër në zhvillimin e edukimit online do të jetë mbulimi i fushave praktike. Dhe kjo do të ndodhë në dy drejtime: i pari është delegimi kontraktual i praktikës në universitetet ekzistuese fizikisht (për shembull, në rastin e mjekësisë), dhe i dyti është zhvillimi i laboratorëve virtualë në gjuhë të ndryshme.

Pse na duhen laboratorë virtualë, apo virtualë?

• Për t'u përgatitur për punë të vërteta laboratorike.
• Për klasat e shkollës, nëse kushtet e përshtatshme, materialet, reagentët dhe pajisjet nuk janë të disponueshme.
• Për mësimin në distancë.
• Për studimin e pavarur të disiplinave si të rritur ose së bashku me fëmijët, pasi shumë të rritur, për një arsye ose një tjetër, ndiejnë nevojën të "kujtojnë" atë që nuk është mësuar ose kuptuar kurrë në shkollë.
• Për punë shkencore.
• Për arsimin e lartë me një komponent të rëndësishëm praktik.

Llojet e laboratorëve virtualë. Laboratorët virtualë mund të jenë dy-dimensionale ose 3D; më e thjeshta për nxënësit e shkollave fillore dhe komplekse, praktike për nxënësit e shkollave të mesme dhe të mesme, studentët dhe mësuesit. Laboratorët e tyre virtualë janë zhvilluar për disiplina të ndryshme. Më shpesh këto janë fizika dhe kimia, por ka edhe mjaft origjinale, për shembull, virtual laboratori për ekologët.

Universitetet veçanërisht serioze kanë laboratorët e tyre virtualë, për shembull, Universiteti Shtetëror i Hapësirës Ajrore Samara me emrin Akademik S.P. Korolev dhe Instituti Max Planck i Berlinit për Historinë e Shkencës (MPIWG). Le të kujtojmë se Max Planck është një fizikan teorik gjerman, themeluesi i fizikës kuantike. Laboratori virtual i institutit madje ka një faqe zyrtare në internet. Prezantimin mund ta shikoni duke përdorur këtë link Laboratori Virtual: Mjete për Hulumtim mbi Historinë e Eksperimentalizimit. Laboratori online është një platformë ku historianët publikojnë dhe diskutojnë kërkimet e tyre mbi temën e eksperimentimit në fusha të ndryshme të shkencës (nga fizika në mjekësi), art, arkitekturë, media dhe teknologji. Ai përmban gjithashtu ilustrime dhe tekste mbi aspekte të ndryshme të aktiviteteve eksperimentale: instrumente, ecuria e eksperimenteve, filma, foto të shkencëtarëve, etj. Studentët mund të krijojnë llogarinë e tyre në këtë virtual laborator dhe të shtojnë punime shkencore për diskutim.

Laboratori virtual i Institutit Max Planck për Historinë e Shkencës

Portali Virtulab

Fatkeqësisht, zgjedhja e laboratorëve virtualë në gjuhën ruse është ende e vogël, por është çështje kohe. Përhapja e mësimit elektronik mes nxënësve dhe studentëve, depërtimi masiv i dixhitalizimit në institucionet arsimore në një mënyrë apo tjetër do të krijojë kërkesë dhe më pas ata do të fillojnë të zhvillojnë masivisht laboratorë të bukur modernë virtualë në disiplina të ndryshme. Për fat të mirë, ekziston tashmë një portal mjaft i zhvilluar i specializuar kushtuar laboratorëve virtualë - Virtulab.Net. Ai ofron zgjidhje mjaft të këndshme dhe mbulon katër disiplina: fizikë, kimi, biologji dhe ekologji.

Laborator virtual 3D për fizikën Virtulab .Net

Praktikë inxhinierike virtuale

Virtulab.Net nuk e rendit ende inxhinierinë midis specializimeve të saj, por raporton se laboratorët virtualë të fizikës të vendosura atje mund të jenë gjithashtu të dobishëm në edukimin e inxhinierisë në distancë. Në fund të fundit, për shembull, për të ndërtuar modele matematikore, është i nevojshëm një kuptim i thellë i natyrës fizike të objekteve të modelimit. Në përgjithësi, laboratorët virtualë inxhinierikë kanë një potencial të madh. Edukimi inxhinierik është kryesisht i orientuar drejt praktikës, por laboratorë të tillë virtualë ende përdoren rrallë në universitete për shkak të faktit se tregu për arsimin dixhital në fushën e inxhinierisë është i pazhvilluar.

Komplekset arsimore të orientuara drejt problemeve të sistemit CADIS (SSAU). Për të forcuar trajnimin e specialistëve teknikë, Universiteti i Hapësirës Ajrore Samara me emrin Korolev ka zhvilluar laboratorin e tij virtual inxhinierik. Qendra për Teknologjitë e Reja të Informacionit (CNIT) e SSAU ka krijuar "Komplekse arsimore të orientuara drejt problemeve të sistemit CADIS". Shkurtesa CADIS qëndron për "sistemi i komplekseve të mjeteve të automatizuara të mësimdhënies". Këto janë klasa të veçanta ku mbahen punëtori virtuale laboratorike mbi forcën e materialeve, mekanikën strukturore, metodat e optimizimit dhe modelimin gjeometrik, projektimin e avionëve, shkencën e materialeve dhe trajtimin e nxehtësisë dhe disiplina të tjera teknike. Disa nga këto seminare janë të disponueshme falas në serverin e Institutit Qendror të Kërkimeve Shkencore të SSAU. Klasat virtuale përmbajnë përshkrime të objekteve teknike me fotografi, diagrame, lidhje, vizatime, video, audio dhe animacione flash me një xham zmadhues për të ekzaminuar detajet e vogla të një njësie virtuale. Ekziston edhe mundësia e vetë-monitorimit dhe trajnimit. Ja çfarë janë komplekset e sistemit virtual CADIS:

• Trarë - një kompleks për analizimin dhe ndërtimin e diagrameve të trarëve në rrjedhën e forcës së materialeve (inxhinieri mekanike, ndërtim).
• Struktura - një kompleks metodash për projektimin e qarqeve të fuqisë së strukturave mekanike (inxhinieri mekanike, ndërtim).
• Optimizimi - një kompleks mbi metodat matematikore të optimizimit (kurse për CAD në inxhinieri mekanike, ndërtim).
• Spline është një kompleks mbi metodat e interpolimit dhe përafrimit në modelimin gjeometrik (kurse CAD).
• I-beam - një kompleks për studimin e modeleve të punës së forcës së strukturave me mure të hollë (inxhinieri mekanike, ndërtim).

• Kimisti - një grup kompleksesh në kimi (për shkollë të mesme, lice të specializuara, kurse përgatitore për universitete).
• Organike - komplekse në kiminë organike (për universitete).
• Polimer - komplekse në kiminë e përbërjeve me molekulare të lartë (për universitetet).
• Konstruktori i molekulave - programi simulator "Ndërtuesi i molekulave".
• Matematika - një kompleks i matematikës elementare (për aplikantët e universitetit).
• Edukimi fizik është një kompleks për të mbështetur kurse teorike në edukimin fizik.
• Metalurgist - një kompleks i metalurgjisë dhe trajtimit të nxehtësisë (për universitetet dhe shkollat ​​teknike).
• Zubrol - një kompleks mbi teorinë e mekanizmave dhe pjesëve të makinerive (për universitetet dhe shkollat ​​teknike).

Instrumente virtuale në Zapisnyh.Narod.Ru. Faqja e internetit Zapisnyh.Narod.Ru do të jetë shumë e dobishme në edukimin inxhinierik, ku mund të shkarkoni instrumente virtuale në një kartë zanore falas, të cilat hapin mundësi të gjera për krijimin e pajisjeve. Ato sigurisht që do të jenë me interes për mësuesit dhe do të jenë të dobishme në ligjërata, në punë shkencore dhe në punëtori laboratorike në disiplinat natyrore dhe teknike. Gama e instrumenteve virtuale të postuara në faqe është mbresëlënëse:

• gjenerator i kombinuar me frekuencë të ulët;
• gjenerator dyfazor me frekuencë të ulët;
• Regjistrues oshiloskop;
• oshiloskop;
• matës i frekuencës;
• Karakterografi AC;
• teknografi;
• njehsor elektrik;
• R, C, L metër;
• elektrokardiograf në shtëpi;
• kapaciteti dhe vlerësuesi ESR;
• sistemet kromatografike KhromProtsessor-7-7M-8;
• pajisje për kontrollin dhe diagnostikimin e defekteve të orëve të kuarcit, etj.

Një nga instrumentet virtuale inxhinierike nga faqja Zapisnyh.Narod.Ru

Laboratorët virtualë të fizikës

Virtuallab ekologjik në Virtulab .Net. Laboratori mjedisor i portalit trajton si çështje të përgjithshme të zhvillimit të Tokës ashtu edhe ligje individuale.

1

Përshkruhet një metodologji për krijimin e punës laboratorike në kimi duke përdorur laboratorë virtualë. Krijimi i një pune laboratorike virtuale përbëhet nga fazat e përcaktimit të qëllimeve të punës laboratorike, zgjedhjes së një laboratori virtual, identifikimi i aftësive të një simulatori virtual, rregullimi i qëllimeve, përcaktimi i përmbajtjes dhe detyrave didaktike, hartimi i një skenari, testimi, korrigjimi skenar, duke vlerësuar dhe analizuar besueshmërinë e procesit dhe rezultatin e eksperimentit virtual në krahasim me shkallën e plotë, duke hartuar rekomandime metodologjike. Është paraqitur një model i metodologjisë për krijimin e punës virtuale laboratorike në kimi. Aparati konceptual dhe terminologjik në fushën e kërkimit është sqaruar: jepen përkufizimet e punës laboratorike virtuale në kimi, laboratori kimik virtual dhe eksperimenti kimik virtual. Tregohen metodat e përdorimit të punës virtuale laboratorike në kimi kur studioni në një universitet: kur studioni material të ri, kur konsolidoni njohuri, kur përgatiteni për punë laboratorike në shkallë të plotë si në klasë ashtu edhe në aktivitete të pavarura jashtëshkollore.

trajnime në kimi

laboratorë virtualë

eksperiment virtual

1. Belokhvostov A. A., Arshansky E. Ya. Mjetet elektronike të mësimdhënies së kimisë; zhvillimin dhe metodat e përdorimit. – Minsk: Aversev, 2012. – 206 f.

2. Gavronskaya Yu. Yu., Alekseev V. V. Punë virtuale laboratorike në mësimin ndërveprues të kimisë fizike // Lajmet e Universitetit Pedagogjik Shtetëror Rus. A.I. Herzen. – 2014. – Nr 168. – Fq.79–84.

3. GOST 15971–90. Sistemet e përpunimit të informacionit. Termat dhe Përkufizimet. - Në vend të GOST 15971-84; hyrje 01/01/1992. - M.: Shtëpia botuese e standardeve, 1991. – 12 f.

4. Morozov, M. N. Zhvillimi i një laboratori kimik virtual për arsimin shkollor // Teknologjitë arsimore dhe shoqëria. – 2004. – T 7, nr 3. – P 155-164.

5. Pak, M. S. Teoria dhe metodologjia e mësimdhënies së kimisë: një libër shkollor për universitetet. – Shën Petersburg: Shtëpia botuese e Universitetit Shtetëror Pedagogjik Rus me emrin. A.I. Herzen, 2015. – 306 f.

6. Standardi federal arsimor shtetëror i arsimit të lartë profesional në fushën e trajnimit 050100 Arsimi pedagogjik (kualifikimi (diploma) "bachelor") (miratuar me Urdhrin e Ministrisë së Arsimit dhe Shkencës të Federatës Ruse të 22 dhjetorit 2009 Nr. 788 ) (i ndryshuar më 31 maj 2011 .) [Burimi elektronik]. - URL: http://fgosvo.ru/uploadfiles/fgos/5/20111207163943.pdf (data e hyrjes: 10/03/15).

7. Virtual Lab / ChemCollective. Burimet në internet për mësimdhënien dhe mësimin e kimisë [Burimi elektronik]. - URL: http://chemcollective.org/activities/vlab?lang=ru (data e hyrjes: 10/03/15).

Laboratorët virtualë kimikë, eksperimenti virtual, puna laboratorike virtuale në kimi janë një fushë premtuese në edukimin kimik, duke tërhequr natyrshëm vëmendjen e studentëve dhe mësuesve. Rëndësia e futjes së laboratorëve virtualë në praktikën arsimore përcaktohet, së pari, nga sfidat e informacionit të kohës, dhe së dyti, nga kërkesat rregullatore për organizimin e trajnimit, domethënë standardet arsimore. Për të zbatuar qasjen e bazuar në kompetenca, Standardet aktuale Federale të Arsimit Shtetëror të arsimit të lartë parashikojnë përdorimin e gjerë në procesin arsimor të formave aktive dhe ndërvepruese të zhvillimit të orëve, përfshirë simulimet kompjuterike, në kombinim me punën jashtëshkollore për të formuar dhe zhvillojnë aftësitë profesionale të studentëve.

Në këtë fushë, për nga prevalenca dhe kërkesa, lider është “Kimia 8-11 klasa - Laboratori Virtual” i MarSTU, i destinuar për nxënës dhe aplikantë; Janë të njohura edhe punimet praktike interaktive dhe eksperimentet në kimi VirtuLab (http://www.virtulab.net/). Në nivelin e arsimit të lartë, burimet në gjuhën ruse në tregun arsimor përfshijnë laboratorët kimikë virtualë ENK, zhvillimet e veta (dhe, si rregull, të mbyllura) të universiteteve dhe një numër burimesh në gjuhë të huaja. Përshkrimet e laboratorëve virtualë të disponueshëm në kimi janë dhënë më shumë se një herë dhe lista e tyre sigurisht që do të zgjerohet. Laboratorët virtualë zënë me siguri vendin e tyre në praktikën e mësimdhënies së kimisë dhe disiplinave kimike, në të njëjtën kohë, bazat teorike dhe metodologjike të përdorimit të tyre dhe krijimi i punës virtuale laboratorike bazuar në to sapo kanë filluar të marrin formë. Edhe termi "punë laboratorike virtuale në kimi" nuk ka marrë ende një përkufizim të vërtetuar që tregon me saktësi marrëdhënien me konceptet e tjera, duke përfshirë konceptin e një laboratori virtual në mësimdhënien e kimisë dhe një eksperiment kimik virtual.

Për të sqaruar aparatin konceptual dhe terminologjik, si pikënisje përdorim termin “eksperiment kimik”, i përdorur në fushën shkencore të teorisë dhe metodave të mësimdhënies. Eksperimenti kimik është një mjet specifik i mësimdhënies së kimisë, që shërben si burim dhe metoda më e rëndësishme e dijes; ai i njeh studentët jo vetëm me objektet dhe dukuritë, por edhe me metodat e shkencës kimike. Në procesin e një eksperimenti kimik, studentët fitojnë aftësinë për të vëzhguar, analizuar, nxjerrë përfundime dhe për të trajtuar pajisjet dhe reagentët. Janë: demonstrim dhe eksperiment student/nxënës; eksperimente (ndihmë për të studiuar aspekte individuale të një objekti kimik), punë laboratorike (një grup eksperimentesh laboratorike ju lejon të studioni shumë aspekte të objekteve dhe proceseve kimike), ushtrime praktike, punëtori laboratorike; eksperiment në shtëpi, eksperiment kërkimor, etj. Një eksperiment kimik mund të jetë në shkallë të plotë, mendor dhe virtual. "Virtual" do të thotë "e mundur pa mishërim fizik"; realitet virtual - imitim i një situate reale duke përdorur pajisje kompjuterike; përdoret kryesisht për qëllime arsimore; në këtë drejtim, një eksperiment virtual nganjëherë quhet simulim ose eksperiment kompjuterik. Sipas GOST aktuale, "virtuale" është një përkufizim që karakterizon një proces ose pajisje në një sistem të përpunimit të informacionit që duket se ekziston vërtet, pasi të gjitha funksionet e tij zbatohen me disa mjete të tjera; përdoret gjerësisht në lidhje me përdorimin e telekomunikacionit. Kështu, një eksperiment kimik virtual është një lloj eksperimenti edukativ në kimi; ndryshimi kryesor i tij nga ai në shkallë të plotë është fakti se mjeti i demonstrimit ose modelimit të proceseve dhe fenomeneve kimike është teknologjia kompjuterike; gjatë kryerjes së saj, studenti operon me imazhe të substancave dhe komponentëve të pajisjeve që riprodhojnë pamjen dhe funksionet e objekteve reale. , domethënë ai përdor një laborator virtual. Ne e kuptojmë një laborator virtual në mësimdhënien e kimisë si një simulim kompjuterik i një laboratori kimik edukativ që zbaton funksionin e tij kryesor - kryerjen e një eksperimenti kimik për qëllime edukative. Teknikisht, funksionimi i laboratorit virtual sigurohet nga hardueri dhe softveri kompjuterik, një sistem i justifikuar didaktikisht - thelbësor dhe metodologjikisht i supozimeve për rrjedhën e procesit kimik që studiohet ose manifestimet e vetive të një objekti kimik, në bazë të e cila zhvillohet një nga opsionet e mundshme për përgjigjen e laboratorit virtual ndaj veprimeve të përdoruesit. Laboratori virtual vepron si një element i një mjedisi arsimor informacioni të teknologjisë së lartë, duke qenë një mjet për krijimin dhe kryerjen e një eksperimenti virtual. Puna laboratorike virtuale në kimi është një eksperiment kimik virtual në formën e një grupi eksperimentesh të bashkuara nga qëllimi i përbashkët për të studiuar një objekt ose proces kimik.

Le të shqyrtojmë metodologjinë për krijimin e një pune laboratorike virtuale në kimi (modeli i saj tregohet në Figurën 1) duke përdorur një shembull specifik të punës laboratorike në temën "Zgjidhjet".

Oriz. 1. Modeli i metodologjisë për krijimin e punës virtuale laboratorike në kimi

Krijimi i një pune laboratorike virtuale përbëhet nga fazat e përcaktimit të qëllimeve të punës laboratorike, zgjedhjes së një laboratori virtual, identifikimi i aftësive të një simulatori virtual, rregullimi i qëllimeve, përcaktimi i detyrave kuptimplote dhe didaktike, hartimi i një skenari, testimi, vlerësimi dhe duke analizuar besueshmërinë e procesit dhe rezultatin e eksperimentit virtual në krahasim me atë real, skenarin e korrigjimit dhe përgatitjen e rekomandimeve metodologjike.

Faza e përcaktimit të qëllimit përfshin procesin e zgjedhjes së qëllimeve të punës së planifikuar laboratorike me përcaktimin e kufijve të devijimeve të lejueshme për të arritur një rezultat edukativ me mjetet më efektive dhe të pranueshme, duke marrë parasysh burimet materiale, teknike, kohe, njerëzore, si. si dhe karakteristikat personale dhe moshore të nxënësve. Në shembullin tonë, qëllimi ishte përgatitja e zgjidhjeve dhe studimi i vetive të tyre; Puna është krijuar për aktivitete të pavarura arsimore jashtëshkollore të studentëve. Tema e zgjidhjeve mbulohet në shumicën e kurseve universitare të kimisë, përveç kësaj, aftësitë e përgatitjes dhe punës me zgjidhje janë të kërkuara në jetën e përditshme dhe pothuajse në çdo aktivitet profesional. Prandaj, qëllimet e punës përfshinin: konsolidimin e aftësive për të llogaritur përqendrimin molar dhe përqindjen e një tretësire, sasinë e nevojshme të substancës dhe tretësit për të përgatitur një tretësirë ​​të një përqendrimi të caktuar; zhvillimi i algoritmit dhe teknikës së operacioneve për përgatitjen e tretësirave (peshimi i substancave, matja e vëllimit etj.); studimi i dukurive që ndodhin gjatë tretjes - çlirimi ose thithja e nxehtësisë, shpërbërja, ndryshimi i përcjellshmërisë elektrike, ndryshimi i pH-së së mediumit etj.

Faza e zgjedhjes së një laboratori virtual. Zgjedhja e një laboratori virtual përcaktohet nga një sërë rrethanash: mënyra e aksesit në burim, kushtet financiare për përdorimin e tij, gjuha dhe kompleksiteti i ndërfaqes, dhe natyrisht, përmbajtja, domethënë aftësitë që ky laborator siguron ose nuk i siguron përdoruesit arritjen e qëllimeve të punës së planifikuar laboratorike. Ne u fokusuam në laboratorët me akses të hapur të lirë, për punë me të cilat aftësitë kompjuterike në nivel përdoruesi do të ishin të mjaftueshme, duke braktisur fillimisht laboratorët me një shkallë të ulët interaktiviteti, pra duke lejuar vetëm opsione për vëzhgim pasiv të përvojës kimike. Duke studiuar disa projekte, si multidisiplinare ashtu edhe tematike, arritëm në përfundimin se asnjë nga laboratorët e njohur për ne nuk i plotëson plotësisht kërkesat, përkatësisht: lejimi i studentit të përgatisë një zgjidhje të një përqendrimi të caktuar duke përdorur sasi të parallogaritura të tretësirës dhe tretësit. duke kryer veprimet e peshimit, matjen e volumit, tretjen, duke u siguruar që përgatitja të jetë e saktë, si dhe duke vëzhguar proceset që shoqërojnë shpërbërjen. Sidoqoftë, ne u vendosëm në laboratorin virtual IrYdiumChemistryLab, avantazhi i të cilit është aftësia për të ndërhyrë në program dhe për të hartuar eksperimentin tuaj virtual.

Identifikimi i aftësive të simulatorit virtual të laboratorit të përzgjedhur tregoi si më poshtë. Për sa i përket grupit të reagentëve, ekzistojnë tretësira të përqendrimeve të ndryshme (19 MNaOH, 15 MHClO4 e të tjera), uji si tretësi më i rëndësishëm, por praktikisht jo lëndë të ngurta; megjithatë, aplikacioni Autoring Tool ju lejon të futni reagentë shtesë në laborator duke përdorur karakteristikat termodinamike të substancave. Pajisja përfshin një grup enë qelqi matëse me shkallë të ndryshme saktësie (cilindra, pipeta, byreta), balanca analitike, matës pH, sensori i temperaturës, elementi ngrohës, si dhe një aplet që demonstron përqendrimin e grimcave në tretësirë. Aftësia për të studiuar karakteristika të tilla të zgjidhjes si përçueshmëria elektrike, viskoziteti dhe tensioni sipërfaqësor nuk sigurohet. Proceset në një laborator virtual zhvillohen në një kohë shumë të shkurtër, gjë që kufizon studimin e shpejtësisë së proceseve kimike. Bazuar në aftësitë e simulatorit virtual, qëllimet u korrigjuan; në veçanti, studimi i përçueshmërisë elektrike të tretësirave u përjashtua, por u shtua studimi i efektit të temperaturës në tretshmërinë e substancave. Gjatë përcaktimit të qëllimeve të punës laboratorike, ne kemi vazhduar nga rezultatet e pritura: studentët duhet të zhvillojnë aftësi praktike në përgatitjen e zgjidhjeve, duke përfshirë zotërimin e algoritmeve të operacioneve individuale, ata duhet të arrijnë në përfundime për ndryshimin e numrit të grimcave në një zgjidhje gjatë shpërbërja e elektroliteve të fortë dhe të dobët, për raportin e numrit të anioneve dhe kationeve në rastin e tretjes së elektroliteve josimetrike, për shkaqet e efekteve termike gjatë tretjes.

Theksojmë fazën e përcaktimit të detyrave të punës laboratorike që krijohet si një element i rëndësishëm i procesit të hartimit të veprimtarive të studentëve; këtu është e nevojshme të planifikohet se çfarë manipulimesh do të duhet të kryejnë studentët në kuadrin e kësaj pune laboratorike dhe çfarë duhet të bëjnë. vëzhgoni (detyra kuptimplote), dhe çfarë përfundimesh dhe mbi çfarë baze duhet të dalin pas përfundimit të tij (detyrat didaktike), çfarë aftësish për të fituar. Për shembull, zotëroni algoritmin e veprimeve kur përgatitni një vëllim të caktuar zgjidhjeje nga një pjesë e peshuar: llogaritni masën e substancës, peshoni atë, matni vëllimin e lëngut / silleni në vëllimin e kërkuar; të zotërojë teknikat e punës me peshore analitike dhe mjete matëse; vëzhgoni se si përqendrimet e grimcave (molekulave, joneve) në tretësirë ​​lidhen me shpërbërjen e elektroliteve dhe joelektroliteve, elektroliteve simetrike dhe asimetrike, elektroliteve të fortë dhe të dobët, nxirrni përfundime për tretshmërinë, efektet termike gjatë tretjes etj.

Hapi tjetër në krijimin e punës laboratorike është krijimi i një skenari, domethënë një përshkrim i detajuar i secilës përvojë veç e veç dhe përcaktimi i vendit dhe rolit të kësaj përvoje në punën laboratorike, duke marrë parasysh se në cilat probleme do të kontribuojë dhe si të punohet të arrijë qëllimet e punës laboratorike në tërësi. Në praktikë, hartimi i një skenari bëhet njëkohësisht me testimin, domethënë ekzekutimin provë të eksperimenteve që ndihmojnë në sqarimin dhe detajimin e skenarit. Skenari pasqyron çdo veprim dhe reagim të laboratorit virtual ndaj tij. Skenari bazohet në detyra të tilla si "Përgatitja e 49 g të një solucioni CuSO4 0,4%" ose "Përgatitja e 35 ml e një solucioni CuSO4 0,1 mol/l nga hidrati i tij kristalor (CuSO4∙5H2O)." Gjatë hartimit të një detyre, merren parasysh disponueshmëria e reagentëve dhe pajisjeve të përshtatshme në laboratorin virtual dhe mundësia teknike e përfundimit të një detyre të tillë. Në shembullin tonë, skenari, përveç anës së llogaritjes, përfshinte edhe një sërë veprimesh dhe teknikash që simulojnë përgatitjen e një zgjidhjeje në një laborator të vërtetë. Për shembull, gjatë peshimit, lënda e thatë nuk duhet të vendoset drejtpërdrejt në tavën e peshimit, por duhet përdorur një enë e veçantë; përdorni funksionin tare; Ashtu si në realitet, substanca duhet të shtohet në peshore në pjesë të vogla; një tepricë e mundshme aksidentale e masës së llogaritur do të rezultojë në rifillimin e operacionit. Ofrohet përzgjedhja e enëve kimike të qelqit të një vëllimi të përshtatshëm, matja e saktë e vëllimit të lëngut "përgjatë meniskut të poshtëm" dhe përdorimi i teknikave të tjera specifike. Pas përgatitjes, vetitë e zgjidhjes që rezulton (përqendrimi molar i joneve, pH) pasqyrohen në aplikacionet e laboratorit virtual, i cili ju lejon të kontrolloni korrektësinë e detyrës. Duke kryer një sërë eksperimentesh, studentët do të marrin të dhëna mbi bazën e të cilave do të mund të nxjerrin përfundime për përqendrimin e joneve në tretësirat e elektroliteve të forta dhe të dobëta, pH-në e tretësirave të substancave të hidrolizuara ose varësinë e termalit. efekti i tretjes në sasinë e tretësit dhe natyrën e substancës etj.

Si shembull, merrni parasysh studimin e efekteve termike gjatë shpërbërjes së substancave. Skenari përfshin eksperimente mbi shpërbërjen e kripërave të thata (NaCl, KCl, NaNO 3, CuSO 4, K 2 Cr 2 O 7, KClO 3, Ce 2 (SO 4) 3). Bazuar në ndryshimin e temperaturës së tretësirës, ​​studentët duhet të konkludojnë mundësinë e efekteve endotermike dhe ekzotermike të tretjes. Formulimi i detyrave në secilin rast mund të ndryshojë dhe varet nga lloji i eksperimentit - kërkimor ose ilustrues. Për shembull, mund të kufizoni veten në përfundimin në lidhje me praninë e efekteve të tilla, ose të përfshini në skenar përgatitjen e tretësirave të kripërave me masa të ndryshme të substancës së tretur me të njëjtën masë të tretësit (përgatitni tretësira që përmbajnë 50 g të substancës në 100 g ujë; 10 g substancë në 100 g ujë) dhe anasjelltas, eksperimente me një sasi konstante të lëndës së tretur dhe një masë të ndryshme tretësi; përgatitjen e tretësirave nga kripërat anhidër dhe hidratet e tyre kristalore dhe monitorimin e ndryshimeve të temperaturës gjatë tretjes së tyre. Gjatë kryerjes së eksperimenteve të tilla, nxënësit duhet t'i përgjigjen pyetjeve “Si ndryshojnë ndryshimet e temperaturës kur treten sasi të barabarta kripërash anhidër dhe hidratet e tyre kristalore? Pse shpërbërja e kripërave anhidër ndodh me çlirimin e më shumë nxehtësisë sesa në rastin e hidrateve kristalore?” dhe nxirrni një përfundim se çfarë ndikon në shenjën e efektit termik të shpërbërjes. Në varësi të qëllimeve dhe objektivave të punës, skenari do të përfshijë disa eksperimente ose disa seri eksperimentesh, duhet pasur parasysh se në hapësirën virtuale çdo gjë bëhet shumë më shpejt sesa në një laborator të vërtetë dhe nuk kërkon aq shumë. koha siç mund të duket në shikim të parë.

Gjatë procesit të testimit, është e nevojshme të vlerësohet dhe analizohet besueshmëria e procesit dhe rezultatit të eksperimentit virtual në krahasim me atë real, domethënë të siguroheni që modelimi dhe rezultatet e gjeneruara të eksperimentit virtual të mos bien në kundërshtim me realitetin, domethënë, ata nuk do të mashtrojnë përdoruesin.

Rekomandimet metodologjike bazohen në një skenar të përpiluar dhe të testuar, por nuk duhet të harrojmë se ato u drejtohen studentëve dhe përveç udhëzimeve dhe detyrave të qarta, ato duhet të përmbajnë një përshkrim të rezultateve të pritshme që lidhen me qëllimet, të kenë referenca teorike. materiale dhe shembuj.

Rezultati i krijimit të punës laboratorike virtuale është zbatimi i saj në procesin mësimor, duke çuar në rritjen e cilësisë së përvetësimit të njohurive dhe zotërimit të kompetencave përkatëse. Ekzistojnë disa metoda për të "përfshirë" punën laboratorike virtuale në kimi në procesin arsimor të një universiteti. Kur studiohet materiali i ri për kuptimin dhe zotërimin më të mirë të tij, sipas mendimit tonë, këshillohet të kryhet një punë e shkurtër laboratorike virtuale për të përditësuar njohuritë ose demonstrojnë dukuritë që studiohen, gjë që krijon kushte objektive për të zbatuar forma aktive dhe ndërvepruese të të nxënit, që kërkohet nga standardi aktual arsimor. Në këtë rast, puna në laborator virtual mund të zëvendësojë një eksperiment tradicional demonstrues. Gjithashtu, ne po shqyrtojmë mundësitë e përdorimit të punës virtuale laboratorike për të konsoliduar njohuritë dhe aftësitë si në klasë ashtu edhe në aktivitetet e pavarura jashtëshkollore. Një tjetër mundësi për përdorimin e punës laboratorike virtuale në procesin e mësimdhënies së kimisë është përgatitja e studentëve për të kryer punë laboratorike në shkallë të plotë. Duke kryer punë laboratorike virtuale të kompozuar saktë në kimi, studentët, së pari, praktikojnë aftësitë e zgjidhjes së problemeve llogaritëse për këtë temë, së dyti, konsolidojnë algoritmin dhe teknikën për kryerjen e një eksperimenti kimik, së treti, mësojnë ligjet e rrjedhës së proceseve kimike me pjesëmarrje aktive në procesin e trajnimit.

Metodologjia e propozuar për krijimin e punës virtuale laboratorike në kimi i pajis mësuesit me mjete të bazuara shkencërisht për zhvillimin e orëve të kimisë dhe disiplinave kimike në formë ndërvepruese në kombinim me punën jashtëshkollore për të formuar dhe zhvilluar aftësitë profesionale të studentëve.

Rishikuesit:

Rogovaya O. G., Doktor i Shkencave Pedagogjike, Profesor, Shef i Departamentit të Edukimit Kimik dhe Mjedisor të Universitetit Shtetëror Pedagogjik Rus me emrin A.I. Herzen, Shën Petersburg;

Piotrovskaya K.R., Doktor i Shkencave Pedagogjike, Profesor, Profesor i Departamentit të Metodave të Mësimdhënies së Matematikës dhe Informatikës të Universitetit Shtetëror Pedagogjik Rus me emrin A.I. Herzen, Shën Petersburg.

Lidhje bibliografike

Gavronskaya Yu.Yu., Oksenchuk V.V. METODOLOGJIA E KRIJIMIT TË PUNËVE VIRTUALE LABORATORIKE NË KIMI // Problemet moderne të shkencës dhe arsimit. – 2015. – Nr.2-2.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=22290 (data e hyrjes: 02/01/2020). Ne sjellim në vëmendjen tuaj revistat e botuara nga shtëpia botuese "Akademia e Shkencave të Natyrës"

Në përputhje me Standardet Federale të Arsimit Shtetëror të Arsimit të Lartë Profesional në fushat e studimit të zbatuara në Fakultetin e Kimisë të Universitetit Shtetëror Pedagogjik Rus me emrin. A.I. Herzen, organizimi i procesit arsimor duhet të përfshijë përdorimin e formave aktive dhe ndërvepruese të zhvillimit të orëve, duke përfshirë simulimet kompjuterike. Mësimet e zhvilluara në këto forma duhet të përbëjnë të paktën 30 për qind të kohës në klasë.

Duke interpretuar format aktive dhe ndërvepruese të mbajtjes së orëve në kuptimin e përfshirjes së studentëve në ndërveprim intensiv arsimor të drejtpërdrejtë ose të tërthortë, duhet pranuar se programet e trajnimit kompjuterik bazuar në parimet e teknologjisë, inovacionit, individualizimit, diferencimit, integrimit hapin mundësi të reja në organizimin e ndërveprimi i lëndëve mësimore, përmbajtjes dhe natyrës së veprimtarive të tyre. Në veçanti, në mësimin e kimisë, një qasje e tillë ndihmon në rritjen e nivelit të asimilimit të njohurive të informacionit kimik dhe aftësisë për ta zbatuar atë, zhvillimin e aftësive të studentëve për të menduar integrues dhe krijues dhe formimin e aftësive të përgjithësuara për zgjidhjen e situatave problemore. .

Përmirësimi i mjeteve të mësimit elektronik ka çuar në modernizimin e procesit arsimor në tërësi: leksionet mbahen në modalitetin e prezantimit, metodat ndërvepruese të prezantimit të materialit arsimor përdoren për të kryer klasa praktike dhe seminarike, testet dhe provimet merren duke përdorur kontrollin e makinerive.

Gjatë mësimit të kimisë, pjesa më konservatore e procesit arsimor mbetet punëtoria laboratorike, mundësia e transferimit të plotë të saj në modalitetin e mësimit elektronik nuk është ende plotësisht e qartë. Sidoqoftë, mundësi të veçanta për zbatimin e mësimit ndërveprues këtu krijohen nga një lloj i ri eksperimenti kimik edukativ - një laborator virtual.

Një laborator virtual kuptohet si një program kompjuterik që ju lejon të simuloni një proces kimik në një kompjuter, të ndryshoni kushtet dhe parametrat e zbatimit të tij. Gjatë kryerjes së punës laboratorike virtuale, studenti operon me mostra të substancave dhe komponentëve të pajisjeve që riprodhojnë pamjen dhe funksionet e objekteve reale.

Nga njëra anë, aspektet pozitive të një laboratori virtual janë të dukshme - teknologjitë moderne kompjuterike në disa raste bëjnë të mundur largimin nga kryerja aktuale e proceseve kimike pa humbur cilësinë e informacionit të marrë. Një nevojë e veçantë për kryerjen e punës laboratorike virtuale lind, para së gjithash, gjatë korrespondencës dhe mësimit në distancë, si dhe kur studentët punojnë jashtë orëve të humbura, mungesës së pajisjeve komplekse dhe reagentëve të shtrenjtë ose të paarritshëm. Përveç kësaj, për disa punë, mundësitë e punës praktike laboratorike të kompjuterizuar janë më të gjera se ato tradicionale. Kështu, studentët kanë mundësinë të studiojnë reagimet me substanca të ndaluara për përdorim në procesin arsimor, nuk ka kufizime kohore, studenti mund ta bëjë punën (ose të përgatitet për të) jashtë orës së mësimit dhe ta përsërisë atë shumë herë.

Megjithë avantazhet dhe nevojën e dukshme për praktikë edukative në laboratorët virtualë, numri dhe përvoja e tyre në përdorimin e tyre në mësimin ndërveprues dhe në distancë në disiplinat kimike, për shembull, kimia fizike, në praktikën e huaj dhe vendase nuk është aq e madhe. Laboratorët virtualë të kimisë krijohen kryesisht për arsimin e mesëm të përgjithshëm (“Laboratori virtual i kimisë për klasat ISO 8-11”). Për sa i përket arsimit të lartë, ka një numër të kufizuar laboratorësh kimikë virtualë kryesisht në kiminë inorganike, të përgjithshme dhe organike për fusha jokimike/profile trajnimi, pothuajse të gjitha në anglisht, në disa raste kërkohet regjistrim dhe pagesë për përdorimin e versionit të plotë: Chemlab, Crocodile Chemistry 605 dhe produkti arsimor "Yenka", i përshtatur për shkollat ​​ruse, i krijuar në bazë të tij, Virtual Chemistry Laboratory, Dartmouth ChemLab - një udhëzues ndërveprues për kryerjen e punës laboratorike në kiminë e përgjithshme, e cila në fakt nuk është një laborator virtual) , koleksione vizualizimesh dhe simulime kompjuterike Simulimet e eksperimentit të kimisë dhe Virtlab: Një laborator virtual dhe disa të tjerë.

Laboratorët virtualë të veçantë për kiminë fizike nuk janë fare të përfaqësuar në tregun e produkteve arsimore. Sigurisht, universitetet, kurdoherë që është e mundur, krijojnë punë virtuale laboratorike në kiminë fizike, duke marrë parasysh specifikat e tyre, më së shpeshti për të punuar me studentët e tyre. Për shembull, produkti softuer "Moduli i Kimisë së Aplikuar" (MPH), i zhvilluar në departamentin e IU-6 MSTU. N.E. Bauman. Në përputhje me kurrikulën e disiplinës “Kimi Fizike”, pritet të kryhen një sërë punimesh laboratorike, duke përfshirë temat “Termokimi”, “Ekuilibri fazor”, “Dukuritë sipërfaqësore”.

Falë MPH-së është bërë e mundur kryerja e punës laboratorike për këto tema në kohë reale (Real Time), duke zbatuar një model të përzier të mësimit në distancë. Një shembull tjetër është puna në laborator virtual në Institutin e Teknologjive Ushqimore të Kemerovës.

Niveli i zhvillimeve të tilla është shumë i larmishëm si nga pikëpamja teknike ashtu edhe nga ajo metodologjike dhe përdorimi i tyre është i kufizuar. Dizajni dhe zbatimi i pavarur i një mjedisi arsimor informacioni të ngushtë me lëndë specifike është një detyrë shumë komplekse, që kërkon një bazë të veçantë operative, një ekip programuesish, mësuesish dhe kimistësh, si dhe kosto të mëdha kohe dhe financiare. Ne besojmë se do të ishte më e përshtatshme që brenda laboratorit virtual ekzistues të përshtatet ose të krijohet puna jonë virtuale e laboratorit që plotëson specifikat e këtij OOP dhe programit të disiplinës. Në veçanti, ne përdorëm laboratorin virtual të projektit ChemCollective për të krijuar veprat tona laboratorike virtuale në kiminë fizike.

IrYdium Chemistry Lab, avantazhet e të cilit ishin një grup i kënaqshëm i reagentëve virtualë dhe instrumenteve fizike dhe kimike, një ndërfaqe pjesërisht e rusifikuar e lehtë për përdoruesit, një program i integruar për zhvillimin e detyrave dhe përdorimi falas i lejuar nga zhvilluesit.

Krijuar nga ne në bazë të Laboratorit Kimi IrYdium dhe testuar në një seminar laboratorik mbi kiminë fizike në Universitetin Pedagogjik Shtetëror Rus me emrin. A.I. Punimet laboratorike virtuale Herzen janë simulime të punës eksperimentale të një seminari të vërtetë laboratorik me temën "Termokimia": "Përcaktimi i nxehtësisë së tretjes së kripës", "Përcaktimi i efektit termik të formimit të hidratit kristalor nga kripa dhe uji anhidër" , “Përcaktimi i nxehtësisë së neutralizimit të një acidi të fortë nga një bazë e fortë”, zbatimi i së cilës parashikohen programe pune të disiplinës akademike “Kimi Fizike”. Çdo punë përfshin një shumëllojshmëri të gjerë detyrash (substancat në studim, masën/vëllimin e tyre) dhe është e pajisur me udhëzime metodologjike për studentët dhe mësuesit. Ecuria e punës në laborator virtual është sa më afër kryerjes së një eksperimenti të vërtetë kimik; Me anë të një programi kompjuterik, nxënësi kryen veprime të caktuara që i ka menduar në përputhje me një detyrë specifike: përzgjedh reagentët, peshon, mat vëllimet, regjistron ndryshimet e temperaturës, bën vëzhgime (në formën e imazheve virtuale), përpunon, përmbledh dhe analizon. rezultatet eksperimentale në një raport.

Megjithë avantazhet e përshkruara, me zhvillimin e teknologjive të mësimdhënies kompjuterike, çështja e nevojës për të krijuar punë laboratorike virtuale dhe transferimi i pjesshëm ose i plotë i punëtorive nga laboratorët në klasa kompjuterike po diskutohet gjithnjë e më shumë.

Në të njëjtën kohë, disa autorë e shpjegojnë nevojën për një tranzicion të tillë me koston e lartë të pajisjeve laboratorike, të tjerë me mungesën e burimeve kohore ose unifikimin e programeve arsimore në përputhje me Deklaratën e Bolonjës, etj. Megjithatë, disavantazhi kryesor i një laborator virtual është mungesa e kontaktit të drejtpërdrejtë midis studentit dhe objektit të kërkimit, instrumenteve dhe pajisjeve.

Ashtu si shumica e kolegëve tanë, ne besojmë se objekti i studimit të kimisë është një substancë që ka një sërë karakteristikash dhe vetive që as modeli kompjuterik më i avancuar nuk mund t'i riprodhojë. Qasja ndaj problemit të krijimit të punës virtuale laboratorike dhe zbatimi i tyre në procesin arsimor duhet të marrë parasysh specifikat e disiplinës kimike në mënyrë që të parandalojë prodhimin e një ushtrie specialistësh "virtuale" që kanë përvojë pune vetëm me modele të idealizuara; dhe jo me objekte dhe dukuri reale, ndërsa niveli Përgjegjësia e tyre gjatë punës në prodhim është aq e madhe sa që përcakton jo vetëm sigurinë mjedisore, por edhe vetë ekzistencën e botës përreth.

Përvoja e përdorimit të punës laboratorike virtuale në një seminar kimie ka treguar se preferohet kombinimi i një eksperimenti virtual dhe real, në të cilin një model kompjuterik i procesit që studiohet ka një funksion ndihmës të përgatitjes së studentit për veprime me objekte reale. Një laborator virtual ju lejon të përpunoni një metodologji për studimin e një procesi real, të parashikoni gabime të mundshme në vendosjen dhe kryerjen e një eksperimenti, të shpejtoni përpunimin dhe interpretimin matematikor të të dhënave të marra dhe të hartoni një raport. Mësuesi ka një mundësi reale t'u vendosë studentëve detyrën për të përcaktuar kushtet optimale të eksperimentit. Zgjidhja e këtij problemi mund të zbatohet në një eksperiment kimik virtual pas studimit të vetive të modelit, i cili u lejon studentëve të justifikojnë në mënyrë të arsyeshme kushtet për kryerjen e një eksperimenti real. Kjo është veçanërisht e vërtetë në rastin e punës me objekte kimike të rrezikshme (për shembull, acide dhe alkale të përqendruara, substanca të ndezshme ose toksike), atëherë laboratorët virtualë duhet të përdoren në fazat e para dhe vetëm pasi të keni marrë aftësitë e kërkuara, vazhdoni nëse e nevojshme, për të punuar me objekte reale.

Nuk ka dyshim se puna në laborator virtual dhe simulimet e tjera kompjuterike që ne ofrojmë nuk mund dhe nuk duhet të zëvendësojnë një eksperiment të vërtetë kimik, megjithatë, ka një sërë situatash kur përdorimi i një laboratori virtual është mënyra e preferuar ose e vetmja e mundshme e të mësuarit. Para së gjithash, ky është mësimi në distancë, kur studenti nuk është fizikisht i pranishëm në laborator, për shembull, gjatë mësimit në distancë ose me kohë të plotë për shkak të sëmundjes ose për shkak të një praktike të huaj. Përveç kësaj, ka nevojë për plotësimin e orëve të munguara, nevojën për përgatitje/trajnim përpara kryerjes së punës aktuale laboratorike, etj. Me format ndërvepruese të mbajtjes së orëve, puna laboratorike virtuale lejon një simulim kompjuterik vizual dhe të besueshëm të një procesi fizik dhe kimik, duke shkaktuar dhe vëzhguar reagimin e sistemit ndaj ndikimeve të jashtme, duke përfshirë numrin maksimal të studentëve në klasë në ndërveprim produktiv arsimor.

Kështu, nga këndvështrimi ynë, format aktive dhe ndërvepruese të klasave të kimisë duhet të përmbajnë si eksperimente reale mbi pajisjet moderne, ashtu edhe punë laboratorike virtuale për studimin e proceseve kimike në një proporcion optimal, të bazuar shkencërisht, i cili do të lejojë zhvillimin dinamik të struktura dhe metodologjia e mësimdhënies së kimisë bazuar në arritjet më moderne të shkencës, teknologjisë dhe metodave të dijes. trajnimi i bashkëpunimit sulm virtual