Վիզուալիզացիան ամենաշատերից մեկն է արդյունավետ տեխնիկաուսուցումը, որն օգնում է շատ ավելի հեշտ և խորը հասկանալ տարբեր երևույթների էությունը, զուր չէ, որ տեսողական միջոցները օգտագործվել են հին ժամանակներից: Վիզուալիզացիան և մոդելավորումը հատկապես օգտակար են դինամիկ, ժամանակով փոփոխվող առարկաներ և երևույթներ ուսումնասիրելիս, որոնք դժվար է հասկանալ սովորական դասագրքում պարզ ստատիկ նկարը դիտելով: Լաբորատոր աշխատանքն ու ուսումնական փորձերը ոչ միայն օգտակար են, այլեւ շատ հետաքրքիր՝ համապատասխան կազմակերպվածությամբ, իհարկե։

Ոչ բոլոր ուսումնական փորձերը կարող են կամ պետք է իրականացվեն «իրական» ռեժիմով: Զարմանալի չէ, որ համակարգչային մոդելավորման տեխնոլոգիաները արագորեն հայտնվեցին այս ոլորտում: Այժմ շուկայում կան մի շարք ծրագրային փաթեթներ, որոնք նախատեսված են վիրտուալ կրթական փորձեր իրականացնելու համար: Այս վերանայումը կուսումնասիրի նման լուծումների համեմատաբար նոր ասպեկտը՝ վիրտուալ առցանց լաբորատորիաներ: Նրանց օգնությամբ դուք կարող եք համակարգչային փորձարկումներ կատարել՝ առանց հավելյալ ծրագրեր ձեռք բերելու, և ցանկացած հարմար ժամանակ կունենաք մուտք դեպի ինտերնետ։

Այժմ մի քանի միտումներ են նկատվում նմանատիպ ժամանակակից ցանցային նախագծերի մշակման գործում: Առաջինը ռեսուրսների զգալի քանակի ցրումն է: Խոշոր նախագծերի հետ մեկտեղ, որոնք զգալի քանակությամբ բովանդակություն են կուտակում, կան բազմաթիվ կայքեր, որոնք պարունակում են փոքր քանակությամբ լաբորատորիաներ: Երկրորդ միտումը գիտելիքի տարբեր ոլորտների համար լաբորատորիաներ առաջարկող բազմաոլորտ նախագծերի առկայությունն է, և թեմատիկ մասնագիտացված նախագծերը: Ի վերջո, հարկ է նշել, որ բնական գիտություններին նվիրված լաբորատորիաները լավագույնս ներկայացված են առցանց։ Իրոք, ֆիզիկական փորձերն ընդհանուր առմամբ կարող են շատ թանկ ձեռնարկություն լինել, բայց համակարգչային լաբորատորիան թույլ է տալիս նայել բարդ գործընթացների կուլիսներում: Շահում է նաև քիմիան՝ իրական ռեակտիվներ, լաբորատոր սարքավորումներ գնելու կարիք չկա, սխալի դեպքում որևէ բան փչացնելու մտավախություն չկա։ Վիրտուալ լաբորատոր սեմինարների համար նույնքան բարեբեր դաշտ են կենսաբանությունը և էկոլոգիան: Գաղտնիք չէ, որ կենսաբանական օբյեկտի մանրամասն ուսումնասիրությունը հաճախ ավարտվում է նրա մահով։ Էկոլոգիական համակարգերը մեծ են և բարդ, ուստի վիրտուալ մոդելների օգտագործումը հնարավորություն է տալիս պարզեցնել դրանց ընկալումը։

Մեր վերանայումը ներառում է մի քանի ամենահետաքրքիր առցանց նախագծերը, ինչպես բազմամասնագիտական, այնպես էլ թեմատիկ: Այս վերանայման բոլոր վեբ ռեսուրսները բաց, անվճար մուտքով կայքեր են:

VirtuLab

VirtuLab ռեսուրսը ժամանակակից RuNet-ում տարբեր ակադեմիական առարկաների վիրտուալ փորձառությունների ամենամեծ հավաքածուն է: Հավաքածուի հիմնական միավորը վիրտուալ փորձն է։ Տեխնիկական տեսանկյունից սա Adobe Flash-ի միջոցով արված ինտերակտիվ տեսանյութ է։ Որոշ լաբորատորիաներ պատրաստված են եռաչափ գրաֆիկայով: Նրանց հետ աշխատելու համար դուք պետք է տեղադրեք Adobe Shockwave Player-ը Havok Physics Scene հավելվածով: Այս հավելումը կարող եք գտնել director-online.com կայքում: Դուք պետք է բացեք ստացված արխիվը ձեր Adobe Shockwave Player-ի Xtras գրացուցակում, որը գտնվում է Windows համակարգի գրացուցակում:

VirtuLab ռեսուրսը վիրտուալ առցանց ամենամեծ հավաքածուն է
լաբորատորիաներռուսերեն

Յուրաքանչյուր տեսահոլովակ թույլ է տալիս կատարել փորձ, որն ունի ուսումնական նպատակ և հստակ առաջադրանք։ Օգտագործողին առաջարկվում են արդյունք ստանալու համար անհրաժեշտ բոլոր գործիքներն ու առարկաները: Առաջադրանքները և խորհուրդները ցուցադրվում են որպես տեքստային հաղորդագրություններ: VirtuLab-ի տեսանյութերն ունեն ուժեղ կրթական ասպեկտ, օրինակ, եթե օգտատերը սխալ է թույլ տալիս, համակարգը նրան թույլ չի տա հետագա, քանի դեռ սխալը չի ​​ուղղվել:

VirtuLab-ի փորձերի հավաքածուն բավականին ընդարձակ է և բազմազան: Սեփական ներկառուցված որոնման համակարգ VirtuLab-ը չի անում, ուստի ձեզ անհրաժեշտ փորձը գտնելու համար պարզապես պետք է ոլորել կատալոգի բաժինները: Արխիվը բաժանված է չորս հիմնական բլոկի՝ «Ֆիզիկա», «Քիմիա», «Կենսաբանություն» և «Էկոլոգիա»։ Դրանց շրջանակներում կան ավելի նեղ թեմատիկ բաժիններ։ Մասնավորապես, ֆիզիկայի համար սրանք այս գիտակարգի բաժիններն են: Կան փորձեր՝ մեխանիկայի, էլեկտրական և օպտիկական էֆեկտների հետ ծանոթանալու համար։ Մի շարք լաբորատորիաներ նախագծված են 3D գրաֆիկայով, որն օգնում է ցուցադրել տարբեր փորձեր՝ դինամոմետրերով փորձարկումներից մինչև բեկում և այլ օպտիկական էֆեկտներ:

«Կենսաբանությունում» դասերը դարձան բաժանման հիմքը դպրոցական ծրագիր. Այստեղ առաջադրանքների բովանդակությունը կարող է շատ տարբեր լինել: Այսպիսով, կան տարբեր կենդանի օրգանիզմների կառուցվածքային առանձնահատկությունների ուսումնասիրության առաջադրանքներ (օրինակ՝ առաջարկվող «մասերից» բոլոր տեսակի օրգանիզմների հավաքման համար նախատեսված կոնստրուկցիաներ) և առաջադրանքներ, որոնք նմանակում են աշխատել մանրադիտակով և տարբեր հյուսվածքների պատրաստուկներով:

PhET կայքը Java հավելվածների բազմամասնագիտական ​​հավաքածու է,
որի հետ դուք կարող եք աշխատել ինչպես առցանց, այնպես էլ ձեր տեղական համակարգչով

Առանձին-առանձին, Cutting Edge Research բաժնում ընդգծված են վերջին հետազոտություններին նվիրված ցուցադրությունները: Արխիվում պարբերաբար հայտնվում են նոր տարրեր, որոնց նվիրված է New Sims բաժինը:

Ուշադրություն դարձրեք Translated Sims ենթաբաժինին: Այս էջը պարունակում է բոլոր լեզուների ցանկը, որոնցով թարգմանվել են առաջարկվող վիրտուալ լաբորատորիաները: Նրանց մեջ կա նաև ռուս. այսօր այստեղ կա ուղիղ հիսուն նման փորձ։ Հետաքրքիր է, որ անգլերեն, սերբերեն և հունգարերեն ցույցերի թիվը գրեթե հավասար է։ Ցանկության դեպքում կարող եք մասնակցել թարգմանչական ցույցերին։ Այս նպատակով առաջարկվում է հատուկ հավելված՝ PhET Translation Utility:

Ի՞նչ են PhET ցուցադրությունները և ո՞վ կարող է օգուտ քաղել դրանցից: Դրանք կառուցված են Java տեխնոլոգիայի վրա։ Սա թույլ է տալիս առցանց փորձեր կատարել, հավելվածներ ներբեռնել ձեր տեղական համակարգչում և տեղադրել դրանք այլ վեբ էջերում՝ որպես վիդջեթներ: Այս բոլոր տարբերակները տրամադրվում են PhET-ի յուրաքանչյուր ցուցադրական էջում:

PhET-ի բոլոր փորձերը ինտերակտիվ են: Դրանք պարունակում են մեկ կամ մի քանի առաջադրանքներ, ինչպես նաև դրանց լուծման համար անհրաժեշտ բոլոր տարրերի մի շարք: Քանի որ լուծումը սովորաբար բացատրվում է բավարար մանրամասնությամբ տեքստային նշումներում, ցուցադրությունների հիմնական նպատակը էֆեկտները պատկերացնելն ու բացատրելն է, այլ ոչ թե օգտագործողի գիտելիքներն ու հմտությունները ստուգելը: Այսպիսով, քիմիական բաժնի ցուցադրություններից մեկն առաջարկում է առաջարկվող ատոմներից մոլեկուլներ պատրաստել և արդյունքի եռաչափ պատկերացում դիտել: Կենսաբանական բաժնում կա օրվա ընթացքում մարդու կալորիականության սպառման հաշվեկշռի հաշվիչ. կարող եք նշել օգտագործված սննդի տեսակներն ու քանակը, ինչպես նաև ֆիզիկական վարժությունների քանակը: Այնուհետև մնում է միայն դիտարկել տվյալ տարիքի, հասակի և նախնական քաշի փորձարարական «փոքր մարդու» փոփոխությունները։ Մաթեմատիկայի բաժինը պարծենում է շատ օգտակար գործիքներով տարբեր ֆունկցիաներ գծագրելու համար, թվաբանական խաղեր և այլ հետաքրքիր հավելվածներ: Ֆիզիկայի բաժինն առաջարկում է «լաբորատորիաների» լայն տեսականի, որոնք ցուցադրում են տարբեր երևույթներ՝ պարզ շարժումից մինչև քվանտային փոխազդեցություններ:

PhET
Դասարան: 4
Ինտերֆեյսի լեզու.Առկա է անգլերեն, ռուսերեն
Մշակողը:Կոլորադոյի համալսարան
Կայք: phet.colorado.edu

Վոլֆրամի ցուցադրական նախագիծ

Առցանց լաբորատորիաների շատ արժեքավոր աղբյուր է բազմամասնագիտական ​​Wolfram Demonstrations Project-ը: Ծրագրի նպատակն է հստակ ցույց տալ հասկացությունները ժամանակակից գիտև տեխնոլոգիա։ Wolfram-ը հավակնում է լինել միասնական հարթակ՝ առցանց ինտերակտիվ լաբորատորիաների միասնական կատալոգ ստեղծելու համար: Դա, ըստ դրա մշակողների, թույլ կտա օգտվողներին խուսափել տարասեռ ուսումնական ռեսուրսների և զարգացման հարթակների օգտագործման հետ կապված խնդիրներից:

Wolfram Demonstrations Project կատալոգը պարունակում է ավելի քան 7 հազ.
վիրտուալ լաբորատորիաներ

Այս կայքը Wolfram կոչվող մեծ ինտերնետային նախագծի մի մասն է: Wolfram Demonstrations Project-ը ներկայումս ունի ավելի քան 7000 ինտերակտիվ ցուցադրությունների տպավորիչ կատալոգ:

Լաբորատորիաների և ցուցադրությունների ստեղծման տեխնոլոգիական հիմքը Wolfram Mathematica փաթեթն է։ Դեմոները դիտելու համար ձեզ հարկավոր է ներբեռնել և տեղադրել հատուկ Wolfram CDF Player-ը, որն ունի 150 ՄԲ-ից մի փոքր ավելի չափ:

Ծրագրի կատալոգը բաղկացած է 11 հիմնական բաժիններից՝ կապված գիտելիքի տարբեր ճյուղերի և մարդկային գործունեության հետ: Կան մեծ ֆիզիկական, քիմիական և մաթեմատիկական բաժիններ, ինչպես նաև տեխնոլոգիային և ճարտարագիտությանը նվիրված բաժիններ: Կենսաբանական գիտությունները լավ են ներկայացված։ Մոդելների բարդության մակարդակները, ինչպես նաև ներկայացման մակարդակները շատ տարբեր են: Կատալոգը պարունակում է բավականին բարդ ցուցադրություններ՝ ուղղված բարձրագույն կրթությանը, բազմաթիվ լաբորատորիաներ նվիրված են վերջին գիտական ​​նվաճումները լուսաբանելուն: Միաժամանակ կայքում կան նաև երեխաների համար նախատեսված բաժիններ։ Լեզվական խոչընդոտը կարող է որոշակի անհարմարություն լինել. Wolfram նախագիծը ներկայումս զուտ անգլերեն է: Այնուամենայնիվ, ցուցադրություններում և լաբորատորիաներում տեքստը քիչ է, կառավարման գործիքները բավականին պարզ են, և դրանք հեշտ է հասկանալ առանց հուշումների:

Չկան կոնկրետ առաջադրանքներ կամ վերահսկողություն դրանց իրականացման վրա: Այնուամենայնիվ, բովանդակությունը չի կարելի պարզապես անվանել շնորհանդեսներ կամ տեսանյութեր: Wolfram-ի ցուցադրություններում բավականաչափ ինտերակտիվություն կա: Գրեթե բոլորն ունեն գործիքներ, որոնք օգնում են փոխել ներկայացված օբյեկտների պարամետրերը՝ դրանով իսկ դրանց վրա վիրտուալ փորձեր անցկացնելով։ Սա նպաստում է ցուցադրված գործընթացների և երևույթների ավելի խորը ընկալմանը:

Վոլֆրամի ցուցադրական նախագիծ
Դասարան: 4
Ինտերֆեյսի լեզու: Անգլերեն
Մշակողը: Wolfram Demonstrations Project & Contributors
Կայք: demonstrations.wolfram.com

IrYdium քիմիայի լաբորատորիա

Ժամանակակից համացանցում «բազմարդյունաբերական» նախագծերից բացի, կան բազմաթիվ մասնագիտացված առցանց լաբորատորիաներ՝ նվիրված որոշակի գիտություններին: Սկսենք «The ChemCollective» նախագծից, որը նվիրված է քիմիայի ուսումնասիրությանը: Այն պարունակում է բազմաթիվ թեմատիկ նյութեր Անգլերեն Լեզու. Նրա ամենահետաքրքիր բաժիններից մեկը սեփական վիրտուալ լաբորատորիան է, որը կոչվում է IrYdium Chemistry Lab: Դրա կառուցվածքը նկատելիորեն տարբերվում է վերը քննարկված բոլոր նախագծերից։ Փաստն այն է, որ այստեղ չկան առաջարկվող կոնկրետ, կոնկրետ փորձեր՝ իրենց իսկ առաջադրանքներով։ Փոխարենը, օգտագործողին տրվում է գործողությունների գրեթե լիակատար ազատություն:

IrYdium առցանց քիմիայի լաբորատորիան տարբեր է
բարձր ճկունություն տեղադրման և շահագործման մեջ

Լաբորատորիան ստեղծվել է Java հավելվածի տեսքով։ Ի դեպ, այն կարելի է ներբեռնել և գործարկել ձեր տեղական համակարգչում - համապատասխան ներբեռնման հղումը գտնվում է նախագծի գլխավոր էջում:

Հավելվածի ինտերֆեյսը բաժանված է մի քանի գոտիների. Մեջտեղում կա աշխատանքային տարածք, որտեղ ցուցադրվում է փորձի առաջընթացը։ Աջ սյունակը մի տեսակ «վահանակ» է. այն ցուցադրում է տեղեկատվություն տեղի ունեցող ռեակցիաների մասին՝ ջերմաստիճան, թթվայնություն, մոլարություն և այլ օժանդակ տվյալներ: Ապլետի ձախ կողմում կա, այսպես կոչված, «Ռեագենտի պահեստ»: Սա բոլոր տեսակի վիրտուալ ռեակտիվների հավաքածու է, որը պատրաստված է հիերարխիկ ծառի տեսքով: Այստեղ դուք կարող եք գտնել թթուներ, հիմքեր, ցուցիչ նյութեր և այն ամենը, ինչ անհրաժեշտ է փորձարար քիմիկոսին: Նրանց հետ աշխատելու համար մենք առաջարկում ենք լավ ընտրությունտարբեր լաբորատոր ապակյա իրեր, այրիչներ, կշեռքներ և այլ սարքավորումներ: Արդյունքում օգտատերը իր տրամադրության տակ ունի լավ սարքավորված լաբորատորիա՝ շատ սահմանափակ փորձարարական հնարավորություններով։

Քանի որ այստեղ կոնկրետ առաջադրանքներ չկան, փորձերն իրականացվում են օգտագործողին անհրաժեշտ և հետաքրքիր ձևով։ Մնում է միայն ընտրել անհրաժեշտ նյութերը, ստեղծել փորձնական կարգավորում՝ օգտագործելով առաջարկվող վիրտուալ սարքավորումը և սկսել ռեակցիան: Շատ հարմար է, որ ստացված նյութը կարող է ավելացվել ռեակտիվների հավաքածուին՝ հետագա փորձերում օգտագործելու համար:

Ընդհանուր առմամբ, այն հետաքրքիր և օգտակար ռեսուրս է, որը բնութագրվում է օգտագործման բարձր ճկունությամբ: Եթե ​​հաշվի առնենք ծրագրի գրեթե ամբողջական ռուսերեն թարգմանության առկայությունը, ապա IrYdium Chemistry Lab-ը կարող է շատ օգտակար գործիք դառնալ հիմնական քիմիական գիտելիքների յուրացման համար։

IrYdium քիմիայի լաբորատորիա
Դասարան: 5
Ինտերֆեյսի լեզու.ռուսերեն անգլերեն
Մշակողը: The ChemCollective
Կայք: www.chemcollective.org/vlab/vlab.php

«Վիրտուալ լաբորատորիա» teachmen.ru

Սա մեր վերանայման երկրորդ ռուսական նախագիծն է։ Այս ռեսուրսը մասնագիտացած է ֆիզիկական երևույթների վրա: Վիրտուալ լաբորատորիաների շրջանակը չի սահմանափակվում միայն դպրոցական ծրագրով։ Նրանց առաջարկած առցանց փորձը, որը մշակվել է Չելյաբինսկի մասնագետների կողմից պետական ​​համալսարան, հարմար են ոչ միայն դպրոցականների, այլեւ ուսանողների համար։ Տեխնիկական տեսանկյունից այս ռեսուրսը Flash-ի և Java-ի համադրություն է, այնպես որ դուք պետք է նախապես ստուգեք ձեր համակարգչում Java վիրտուալ մեքենայի թարմացումների առկայությունը:

«Վիրտուալ լաբորատորիա» նախագծի առաջադրանքները տարբեր են
ավելի բարձր դժվարություն

Այստեղ լաբորատորիաների դիզայնը սխեմատիկ է և խիստ։ Թվում է, թե դասագրքից յուրօրինակ անիմացիոն նկարներ են հայտնվում։ Դա ընդգծվում է ուսումնական պարապմունքներին ուղեկցելու համար նախատեսված նյութերի առկայությամբ: Նման փորձերի հիմնական շեշտը դրվում է կոնկրետ առաջադրանքների կատարման և օգտագործողի գիտելիքների ստուգման վրա:

Ծրագրի կատալոգը ներառում է մեկ տասնյակ հիմնական թեմատիկ բաժիններ՝ մեխանիկայից մինչև ատոմային և միջուկային ֆիզիկա: Նրանցից յուրաքանչյուրը պարունակում է մինչև տասը համապատասխան ինտերակտիվ վիրտուալ լաբորատորիաներ: Առաջարկվում են նաև նկարազարդ դասախոսություններ, ոմանք իրենց վիրտուալ փորձերով:

Փորձարարի աշխատանքային միջավայրն այստեղ բավականին ուշադիր վերարտադրվում է։ Սարքերը ցուցադրվում են դիագրամների տեսքով, առաջարկվում է կառուցել գրաֆիկներ և առկա տարբերակներից ընտրել պատասխաններ։ «Վիրտուալ լաբորատորիայում» փորձերը ավելի բարդ են, քան VirtuLab-ում: Ռեսուրսների հավաքածուն ներառում է փորձեր ատոմային և միջուկային ֆիզիկա, լազերային ֆիզիկա, ինչպես նաև «ատոմ կոնստրուկտոր», որն առաջարկում է ատոմ հավաքել տարբեր տարրական մասնիկներից։ Կան ճառագայթման աղբյուր գտնելու և չեզոքացնելու փորձեր, լազերների հատկությունների ուսումնասիրություն։ Բացի այդ, կան նաև «մեխանիկական» լաբորատորիաներ՝ ուղղված հիմնականում դպրոցականներին։

Առցանց լաբորատորիաներ

Ինտերնետում տասնյակ և հարյուրավոր վիրտուալ փորձարարական կայքերով մեծ ռեսուրսներից բացի, կան բազմաթիվ փոքր կայքեր, որոնք առաջարկում են մի շարք հետաքրքիր փորձեր կոնկրետ, սովորաբար նեղ թեմայով:

Լավ մեկնարկային կետ, երբ փնտրում եք փոքր վիրտուալ
լաբորատորիաներկարող է դառնալ առցանց լաբորատորիաների նախագիծ

Նման իրավիճակում անհրաժեշտ ցուցադրությունները գտնելու համար, անկասկած, օգտակար կլինեն կատալոգային նախագծերը, որոնք հավաքում և համակարգում են հղումները դեպի նման կայքեր: Առցանց լաբորատորիաները գրացուցակում (onlinelabs.in) կարող են լավ մեկնարկային կետ լինել: Այս ռեսուրսը հավաքում և համակարգում է հղումներ դեպի նախագծեր, որոնք առաջարկում են գիտության տարբեր ճյուղերում անվճար հասանելի առցանց փորձեր և լաբորատորիաներ: Յուրաքանչյուր գիտության համար կա համապատասխան բաժին: Ծրագրի հետաքրքրության ոլորտներն են հիմնականում ֆիզիկան, քիմիան և կենսաբանությունը: Այս բաժինները ամենամեծն են և ամենալավ թարմացվածը: Բացի այդ, աստիճանաբար լրացվում են անատոմիայի, աստղագիտության, երկրաբանության և մաթեմատիկայի ոլորտները: Յուրաքանչյուր բաժին պարունակում է հղումներ դեպի համապատասխան ինտերնետային ռեսուրսներ՝ անգլերեն լեզվով հակիրճ ամփոփումով, որը նկարագրում է որոշակի լաբորատորիայի նպատակը:

«Վիրտուալ լաբորատորիա» teachmen.ru
Դասարան: 3
Լեզու:ռուսերեն
Մշակողը:Չելյաբինսկի պետական ​​համալսարան
Կայք:

Համաշխարհային կրթությունը և գիտական ​​գործընթացը այնքան հստակորեն փոխվում են վերջին տարիները, բայց չգիտես ինչու ավելի շատ խոսում են ոչ թե բեկումնային նորամուծությունների ու բացած հնարավորությունների, այլ տեղական քննական սկանդալների մասին։ Մինչդեռ ուսումնական գործընթացի էությունը գեղեցիկ կերպով արտացոլված է անգլիական ասացվածքում.

Ժամանակակից կրթությունն ըստ էության երկակի կյանքով է ապրում։ Նրա պաշտոնական կյանքում կա ծրագիր, կանոնակարգ, քննություններ, «անմիտ ու անողոք» պայքար դպրոցական դասընթացի առարկաների կազմի, պաշտոնական դիրքի վեկտորի և կրթության որակի շուրջ։ Եվ նրա մեջ իրական կյանքՈրպես կանոն, կենտրոնացված է այն ամենը, ինչ կազմում է ժամանակակից կրթությունը՝ թվայնացում, էլեկտրոնային ուսուցում, բջջային ուսուցում, դասընթացներ Coursera-ի, UoPeople-ի և այլ առցանց հաստատությունների միջոցով, վեբինարներ, վիրտուալ լաբորատորիաներ և այլն: Այս ամենը դեռևս չի դարձել ընդհանուր ընդունված համաշխարհային կրթական ծրագրի մաս: պարադիգմ, բայց տեղական մակարդակում արդեն տեղի է ունենում կրթական և հետազոտական ​​աշխատանքների թվայնացում:

MOOC-ի թրեյնինգը (Massive Open Online Courses, զանգվածային դասախոսություններ բաց աղբյուրներից) հիանալի է գաղափարների, բանաձևերի և այլ տեսական գիտելիքներ դասերի և դասախոսությունների փոխանցման համար: Բայց շատ առարկաներ լիովին տիրապետելու համար անհրաժեշտ է նաև գործնական դասեր- թվային ուսուցումը «զգաց» այս էվոլյուցիոն կարիքը և ստեղծեց նոր «կյանքի ձև». վիրտուալ լաբորատորիաներ, սեփական դպրոցական և համալսարանական կրթության համար։

Էլեկտրոնային ուսուցման հետ կապված հայտնի խնդիր. դասավանդվում են հիմնականում տեսական առարկաներ: Թերևս առցանց կրթության զարգացման հաջորդ փուլը կլինի ներառականը գործնական ոլորտներ. Եվ դա տեղի կունենա երկու ուղղությամբ՝ առաջինը ֆիզիկապես գործող բուհերին պրակտիկայի պայմանագրային պատվիրակումն է (օրինակ՝ բժշկության դեպքում), երկրորդը՝ տարբեր լեզուներով վիրտուալ լաբորատորիաների զարգացումը։

Ինչո՞ւ են մեզ պետք վիրտուալ լաբորատորիաներ կամ վիրտուալ լաբորատորիաներ:

• Իրական լաբորատոր աշխատանքին պատրաստվելու համար։
• Դպրոցական դասարանների համար, եթե չկան համապատասխան պայմաններ, նյութեր, ռեակտիվներ և սարքավորումներ:
• Հեռավար ուսուցման համար.
• Որպես մեծահասակ կամ երեխաների հետ միասին առարկաները ինքնուրույն ուսումնասիրելու համար, քանի որ շատ մեծահասակներ, այս կամ այն ​​պատճառով, կարիք են զգում «հիշելու» այն, ինչ երբեք չի սովորել կամ հասկացել դպրոցում:
• Գիտական ​​աշխատանքի համար.
• Համար բարձրագույն կրթությունկարևոր գործնական բաղադրիչով։

Վիրտուալ լաբորատորիաների տեսակները. Վիրտուալ լաբորատորիաները կարող են լինել երկչափ կամ 3D; ամենապարզը տարրական դասարանների աշակերտների համար և բարդ, գործնական՝ միջին և ավագ դպրոցի աշակերտների, ուսանողների և ուսուցիչների համար: Նրանց սեփական վիրտուալ լաբորատորիաները մշակված են տարբեր առարկաների համար: Ամենից հաճախ դրանք ֆիզիկա և քիմիա են, բայց կան նաև բավականին օրիգինալներ, օրինակ՝ էկոլոգների վիրտուալ լաբորատորիա։

Հատկապես լուրջ համալսարաններն ունեն իրենց վիրտուալ լաբորատորիաները, օրինակ՝ ակադեմիկոս Ս.Պ. Կորոլևի անվան Սամարայի պետական ​​օդատիեզերական համալսարանը և Բեռլինի Մաքս Պլանկի Գիտության պատմության ինստիտուտը (MPIWG): Հիշենք, որ Մաքս Պլանկը գերմանացի տեսական ֆիզիկոս է, քվանտային ֆիզիկայի հիմնադիրը։ Ինստիտուտի վիրտուալ լաբորատորիան նույնիսկ պաշտոնական կայք ունի։ Ներկայացումը կարող եք դիտել այս հղումով Վիրտուալ լաբորատորիա. Փորձարարականացման պատմության հետազոտության գործիքներ.Առցանց լաբորատորիան հարթակ է, որտեղ պատմաբանները հրապարակում և քննարկում են իրենց հետազոտությունները գիտության տարբեր ոլորտներում (ֆիզիկայից մինչև բժշկություն), արվեստի, ճարտարապետության, մեդիայի և տեխնոլոգիայի տարբեր ոլորտներում փորձերի թեմայով: Այն նաև պարունակում է նկարազարդումներ և տեքստեր փորձարարական գործունեության տարբեր ասպեկտների վերաբերյալ. գործիքներ, փորձերի առաջընթաց, ֆիլմեր, գիտնականների լուսանկարներ և այլն: Ուսանողները կարող են ստեղծել իրենց սեփական հաշիվը այս վիրտուալ լաբորատորիայում և ավելացնել գիտական ​​աշխատանքներ քննարկման համար:

Մաքս Պլանկի գիտության պատմության ինստիտուտի վիրտուալ լաբորատորիա

Virtulab պորտալ

Ցավոք, ռուսալեզու վիրտուալ լաբորատորիաների ընտրությունը դեռ փոքր է, բայց դա ժամանակի հարց է: Էլեկտրոնային ուսուցման տարածումը աշակերտների և ուսանողների շրջանում, թվայնացման զանգվածային ներթափանցումը դեպի ուսումնական հաստատություններԱյսպես թե այնպես նրանք կստեղծեն պահանջարկ, հետո կսկսեն զանգվածաբար զարգացնել գեղեցիկ ժամանակակից վիրտուալ լաբորատորիաներ տարբեր բնագավառներում: Բարեբախտաբար, արդեն կա բավականին զարգացած մասնագիտացված պորտալ, որը նվիրված է վիրտուալ լաբորատորիաներին. Virtulab.Net. Այն առաջարկում է բավականին գեղեցիկ լուծումներ և ներառում է չորս առարկաներ՝ ֆիզիկա, քիմիա, կենսաբանություն և էկոլոգիա։

Վիրտուալ լաբորատորիա 3D ֆիզիկայի համար Virtulab .Net

Վիրտուալ ինժեներական պրակտիկա

Virtulab.Net-ը դեռ չի դասում ճարտարագիտությունը իր մասնագիտությունների շարքում, սակայն հայտնում է, որ այնտեղ տեղակայված ֆիզիկայի վիրտուալ լաբորատորիաները կարող են օգտակար լինել նաև հեռավար ճարտարագիտության ոլորտում: Ի վերջո, օրինակ, մաթեմատիկական մոդելներ կառուցելու համար անհրաժեշտ է խորը ըմբռնում ֆիզիկական բնույթօբյեկտների մոդելավորում. Ընդհանուր առմամբ, ինժեներական վիրտուալ լաբորատորիաները հսկայական ներուժ ունեն: Ինժեներական կրթությունը հիմնականում ուղղված է պրակտիկային, բայց նման վիրտուալ լաբորատորիաները դեռ հազվադեպ են օգտագործվում համալսարաններում, քանի որ ինժեներական ոլորտում թվային կրթության շուկան թերզարգացած է:

CADIS համակարգի (SSAU) խնդրահարույց կրթահամալիրներ.. Տեխնիկական մասնագետների վերապատրաստումն ուժեղացնելու նպատակով Կորոլևի անվան Սամարայի ավիատիեզերական համալսարանը մշակել է սեփական ինժեներական վիրտուալ լաբորատորիա։ Կենտրոն նոր տեղեկատվական տեխնոլոգիաներ(CNIT) SSAU-ն ստեղծել է «CADIS համակարգի խնդրահարույց կրթական համալիրներ»: CADIS հապավումը նշանակում է «automated system Դիդակտիկ միջոցներ« Սրանք հատուկ դասարաններ են, որտեղ վիրտուալ լաբորատոր սեմինարներ են անցկացվում նյութերի ամրության, կառուցվածքային մեխանիկայի, օպտիմալացման մեթոդների և երկրաչափական մոդելավորման, ինքնաթիռների նախագծման, նյութերի գիտության և ջերմամշակման և այլ տեխնիկական առարկաների վերաբերյալ: Այս սեմինարներից մի քանիսն անվճար հասանելի են ՀՊԱՀ կենտրոնական գիտահետազոտական ​​ինստիտուտի սերվերում: Վիրտուալ դասասենյակները պարունակում են տեխնիկական առարկաների նկարագրություններ՝ լուսանկարներով, գծապատկերներով, հղումներով, գծագրերով, վիդեո, աուդիո և ֆլեշ անիմացիաներով խոշորացույցով՝ վիրտուալ միավորի փոքր մանրամասները ուսումնասիրելու համար: Կա նաև ինքնավերահսկման և վերապատրաստման հնարավորություն։ Ահա թե ինչ են CADIS վիրտուալ համակարգի համալիրները.

• Ճառագայթ - նյութերի ամրության ընթացքում (մեքենաշինություն, շինարարություն) ճառագայթների դիագրամների վերլուծության և կառուցման համալիր:
• Կառուցվածք - մեխանիկական կառույցների ուժային շղթաների նախագծման մեթոդների համալիր (մեքենաշինություն, շինարարություն):
• Օպտիմալացում - բարդ ծրագրակազմ մաթեմատիկական մեթոդներօպտիմալացում (CAD դասընթացներ մեքենաշինության, շինարարության ոլորտում):
• Spline-ը երկրաչափական մոդելավորման մեջ ինտերպոլացիայի և մոտարկման մեթոդների համալիր է (CAD դասընթացներ):
• I-beam - բարակ պատերով կառուցվածքների ուժային աշխատանքի օրինաչափությունների ուսումնասիրման համալիր (մեքենաշինություն, շինարարություն):

• Քիմիկոս - քիմիայի համալիրների մի շարք (համար ավագ դպրոց, մասնագիտացված ճեմարաններ, բուհերի նախապատրաստական ​​դասընթացներ)։
• Օրգանական - օրգանական քիմիայի համալիրներ (բուհերի համար):
• Պոլիմեր - բարձր մոլեկուլային միացությունների քիմիայի համալիրներ (համալսարանների համար):
• Constructor of Molecules - «Մոլեկուլների կառուցող» սիմուլյատոր ծրագիր:
• Մաթեմատիկա՝ տարրական մաթեմատիկայի համալիր (բուհ դիմորդների համար):
• Ֆիզիկական դաստիարակությունը ֆիզկուլտուրայի տեսական դասընթացներին աջակցելու համալիր է:
• Մետաղագործ՝ մետալուրգիայի և ջերմամշակման համալիր (բուհերի և տեխնիկումների համար):
• Զուբրոլ - մեխանիզմների և մեքենաների մասերի տեսության համալիր (բուհերի և տեխնիկական դպրոցների համար):

Վիրտուալ գործիքներ Zapisnyh.Narod.Ru կայքում. Zapisnyh.Narod.Ru կայքը շատ օգտակար կլինի ինժեներական կրթության մեջ, որտեղ դուք կարող եք անվճար ներբեռնել ձայնային քարտի վրա վիրտուալ գործիքներ, որոնք լայն հնարավորություններ են բացում սարքավորումներ ստեղծելու համար: Նրանք, անշուշտ, կհետաքրքրեն ուսուցիչներին և օգտակար կլինեն դասախոսությունների ժամանակ, գիտական ​​աշխատանքև բնական և տեխնիկական առարկաների լաբորատոր արտադրամասերում: Կայքում տեղադրված վիրտուալ գործիքների տեսականին տպավորիչ է.

• համակցված ցածր հաճախականության գեներատոր;
• երկփուլ ցածր հաճախականության գեներատոր;
• oscilloscope ձայնագրիչ;
• oscilloscope;
• հաճախականության հաշվիչ;
• AC բնութագրիչ;
• տեխնոգրաֆ;
• էլեկտրական հաշվիչ;
• R, C, L մետր;
• տնային էլեկտրասրտագրություն;
• հզորություն և ESR գնահատող;
• քրոմատոգրաֆիկ համակարգեր KhromProtsessor-7-7M-8;
• սարք քվարցային ժամացույցների անսարքությունները ստուգելու և ախտորոշելու համար և այլն:

Վիրտուալ ինժեներական գործիքներից մեկը Zapisnyh.Narod.Ru կայքից

Ֆիզիկայի վիրտուալ լաբորատորիաներ

Էկոլոգիական վիրտուալ լաբորատորիա Virtulab .Net-ում:Պորտալի բնապահպանական լաբորատորիան անդրադառնում է, թե ինչպես ընդհանուր հարցերԵրկրի զարգացումը և առանձին օրենքները։

Համաձայն Բարձրագույն մասնագիտական ​​կրթության դաշնային պետական ​​կրթական չափորոշիչների՝ Ռուսաստանի պետական ​​մանկավարժական համալսարանի քիմիայի ֆակուլտետում իրականացվող ուսումնառության ոլորտներում: Ա.Ի. Հերցենի, ուսումնական գործընթացի կազմակերպումը պետք է ներառի դասերի անցկացման ակտիվ և ինտերակտիվ ձևերի, այդ թվում՝ համակարգչային սիմուլյացիաների կիրառումը։ Այս ձևերով անցկացվող դասերը պետք է կազմեն դասարանի ժամանակի առնվազն 30 տոկոսը:

Մեկնաբանելով դասերի անցկացման ակտիվ և ինտերակտիվ ձևերը՝ ուսանողներին ինտենսիվ ուղղակի կամ անուղղակի կրթական փոխազդեցության մեջ ներառելու առումով, պետք է գիտակցել, որ տեխնոլոգիականացման, նորարարության, անհատականացման, տարբերակման, ինտեգրման սկզբունքների վրա հիմնված համակարգչային ուսուցման ծրագրերը նոր հնարավորություններ են բացում կազմակերպելու համար: ուսուցման առարկաների փոխազդեցությունը, բովանդակությունը և դրանց գործունեության բնույթը: Մասնավորապես, քիմիայի դասավանդման ժամանակ նման մոտեցումն օգնում է բարձրացնել քիմիական տեղեկատվական գիտելիքների յուրացման մակարդակը և այն կիրառելու կարողությունը, զարգացնել ուսանողների ինտեգրատիվ և ստեղծագործական մտածողության կարողությունները և խնդրահարույց իրավիճակները լուծելու ընդհանրացված հմտությունների ձևավորումը: .

Էլեկտրոնային ուսուցման գործիքների կատարելագործումը հանգեցրել է ուսումնական գործընթացի արդիականացմանն ամբողջությամբ. դասախոսություններն անցկացվում են ներկայացման ռեժիմով, գործնական և սեմինարներ անցկացնելու համար օգտագործվում են ուսումնական նյութի ներկայացման ինտերակտիվ մեթոդներ, թեստեր և քննություններ անցկացվում են մեքենայական հսկողության միջոցով:

Քիմիա դասավանդելիս ուսումնական գործընթացի ամենապահպանողական մասը մնում է լաբորատոր սեմինարը, այն ամբողջությամբ էլեկտրոնային ուսուցման ռեժիմ տեղափոխելու իրագործելիությունը դեռ լիովին պարզ չէ։ Այնուամենայնիվ, այստեղ ինտերակտիվ ուսուցման իրականացման հատուկ հնարավորություններ է ստեղծվում կրթական քիմիական փորձի նոր տեսակով՝ վիրտուալ լաբորատորիա:

Վիրտուալ լաբորատորիան հասկացվում է որպես համակարգչային ծրագիր, որը թույլ է տալիս մոդելավորել քիմիական պրոցեսը համակարգչում, փոխել դրա իրականացման պայմաններն ու պարամետրերը: Վիրտուալ լաբորատոր աշխատանք կատարելիս ուսանողը գործում է նյութերի և սարքավորումների բաղադրամասերի նմուշներով, որոնք վերարտադրում են իրական առարկաների տեսքն ու գործառույթները:

Մի կողմից, վիրտուալ լաբորատորիայի դրական կողմերն ակնհայտ են. ժամանակակից համակարգչային տեխնոլոգիաները որոշ դեպքերում հնարավորություն են տալիս հեռանալ քիմիական գործընթացների իրական անցկացումից՝ չկորցնելով ստացված տեղեկատվության որակը: Հատուկ կարիք կա վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքտեղի է ունենում հիմնականում նամակագրության և հեռավար ուսուցման ժամանակ, ինչպես նաև երբ ուսանողները լրացնում են բաց թողնված դասերը, բարդ սարքավորումների և թանկարժեք կամ անհասանելի ռեակտիվների բացակայությունը: Բացի այդ, որոշ աշխատանքների համար համակարգչային լաբորատոր գործնական աշխատանքի հնարավորություններն ավելի լայն են, քան ավանդականները։ Այսպիսով, ուսանողները հնարավորություն ունեն ուսումնասիրել ռեակցիաները նյութերի հետ, որոնք արգելված են օգտագործման համար ուսումնական գործընթաց, ժամանակային սահմանափակումներ չկան, աշակերտը կարող է աշխատանքը կատարել (կամ պատրաստվել դրան) դասաժամից դուրս, այն կրկնել բազմիցս։

Չնայած վիրտուալ լաբորատորիաներում կրթական պրակտիկայի առավելություններին և ակնհայտ անհրաժեշտությանը, դրանց թիվը և դրանց օգտագործման փորձը ինտերակտիվ և հեռավար ուսուցման մեջ քիմիական առարկաների, օրինակ՝ ֆիզիկական քիմիայի, արտասահմանյան և ներքին պրակտիկայում այնքան էլ մեծ չէ: Քիմիայի վիրտուալ լաբորատորիաները հիմնականում ստեղծվում են միջանկյալի համար հանրակրթական(«Վիրտուալ քիմիայի լաբորատորիա ISO 8-11 դասարանների համար»): Ինչ վերաբերում է բարձրագույն կրթությանը, ապա կան սահմանափակ թվով վիրտուալ քիմիական լաբորատորիաներ հիմնականում անօրգանական, ընդհանուր և օրգանական քիմիայի ոչ քիմիական ոլորտների/ուսուցման պրոֆիլների համար, գրեթե բոլորը անգլերենով, որոշ դեպքերում գրանցում և վճարում է պահանջվում ամբողջական տարբերակի օգտագործման համար. Chemlab, Crocodile Chemistry 605 և դրա հիման վրա ստեղծված ռուսական դպրոցների համար հարմարեցված «Yenka» կրթական արտադրանքը, Virtual Chemistry Laboratory, Dartmouth ChemLab՝ ընդհանուր քիմիայի լաբորատոր աշխատանքների կատարման ինտերակտիվ ուղեցույց, որն իրականում վիրտուալ լաբորատորիա չէ) , վիզուալիզացիաների և համակարգչային սիմուլյացիաների հավաքածուներ Chemistry Experiment Simulations և Virtlab: A Virtual Laboratory և մի քանի ուրիշներ:

Ֆիզիկական քիմիայի հատուկ վիրտուալ լաբորատորիաներն ընդհանրապես ներկայացված չեն կրթական արտադրանքի շուկայում։ Իհարկե, բուհերը, հնարավորության դեպքում, ստեղծում են վիրտուալ լաբորատոր աշխատանք ֆիզիկական քիմիայում՝ հաշվի առնելով դրանց առանձնահատկությունները, առավել հաճախ՝ սեփական ուսանողների հետ աշխատելու համար։ Օրինակ, «Կիրառական քիմիայի մոդուլ» (MPH) ծրագրային արտադրանքը, որը մշակվել է IU-6 MSTU-ի բաժանմունքում: Ն.Է. Բաուման. «Ֆիզիկական քիմիա» առարկայի ուսումնական պլանին համապատասխան, նախատեսվում է կատարել մի շարք լաբորատոր աշխատանքներ, այդ թվում՝ «Ջերմաքիմիա», «Փուլային հավասարակշռություն», «Մակերևութային երևույթներ» թեմաներով։

MPH-ի շնորհիվ հնարավոր է դարձել իրական ժամանակում (Real Time) իրականացնել այս թեմաներով լաբորատոր աշխատանք՝ իրականացնելով հեռավար ուսուցման խառը մոդել։ Մեկ այլ օրինակ է վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքը Կեմերովոյի սննդի տեխնոլոգիաների ինստիտուտում:

Նման զարգացումների մակարդակը թե՛ տեխնիկական, թե՛ մեթոդաբանական տեսանկյունից շատ բազմազան է, և դրանց կիրառումը սահմանափակ է։ Նեղ առարկայական տեղեկատվական կրթական միջավայրի անկախ ձևավորումն ու իրականացումը շատ բարդ խնդիր է, որը պահանջում է հատուկ գործող բազա, ծրագրավորողների, ուսուցիչների և քիմիկոսների թիմ, ինչպես նաև մեծ ժամանակ և ֆինանսական ծախսեր: Մենք կարծում ենք, որ ավելի նպատակահարմար կլինի գոյություն ունեցող վիրտուալ լաբորատորիայի շրջանակներում հարմարեցնել կամ ստեղծել մեր սեփական վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքը, որը համապատասխանում է այս OOP-ի և կարգապահության ծրագրի առանձնահատկություններին: Մասնավորապես, մենք օգտագործել ենք The ChemCollective նախագծի վիրտուալ լաբորատորիան, որպեսզի ստեղծենք մեր սեփական վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքները ֆիզիկական քիմիայում:

IrYdium Chemistry Lab, որի առավելություններն էին վիրտուալ ռեակտիվների և ֆիզիկական և քիմիական գործիքների բավարար փաթեթը, մասամբ ռուսաֆիկացված օգտագործողի համար հարմար ինտերֆեյսը, ներկառուցված առաջադրանքների մշակման ծրագիրը և ծրագրավորողների կողմից թույլատրված անվճար օգտագործումը:

Ստեղծվել է մեր կողմից՝ IrYdium Chemistry Lab-ի հիման վրա և փորձարկվել է Ռուսաստանի անվան պետական ​​մանկավարժական համալսարանի ֆիզիկական քիմիայի լաբորատոր սեմինարում: Ա.Ի. Հերցենի վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքները իրական լաբորատոր սեմինարի փորձարարական աշխատանքի մոդելավորում են «Ջերմաքիմիա» թեմայով. , «Ուժեղ թթվի չեզոքացման ջերմության որոշում ամուր հիմքով», որի իրականացումն ապահովված է «Ֆիզիկական քիմիա» ակադեմիական առարկայի աշխատանքային ծրագրերով։ Յուրաքանչյուր աշխատանք ներառում է առաջադրանքների լայն տեսականի (ուսումնասիրվող նյութեր, դրանց զանգված/ծավալ) և տրվում է մեթոդական ցուցումներ ուսանողների և ուսուցիչների համար: Վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքի առաջընթացը հնարավորինս մոտ է իրական քիմիական փորձի անցկացմանը; Համակարգչային ծրագրի միջոցով սովորողը կատարում է որոշակի գործողություններ, որոնք մտածել է կոնկրետ առաջադրանքի համաձայն՝ ընտրում է ռեագենտներ, կշռում, չափում է ծավալները, գրանցում է ջերմաստիճանի փոփոխությունները, կատարում է դիտարկումներ (վիրտուալ պատկերների տեսքով), մշակում, ամփոփում և վերլուծում։ փորձարարական արդյունքները զեկույցում:

Չնայած նկարագրված առավելություններին, համակարգչային ուսուցման տեխնոլոգիաների զարգացման հետ մեկտեղ ավելի ու ավելի է քննարկվում վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքի ստեղծման անհրաժեշտության հարցը և սեմինարների մասնակի կամ ամբողջական տեղափոխումը լաբորատորիաներից համակարգչային դասընթացներ:

Միևնույն ժամանակ, որոշ հեղինակներ նման անցման անհրաժեշտությունը բացատրում են լաբորատոր սարքավորումների բարձր գնով, մյուսները՝ ժամանակի ռեսուրսների բացակայությամբ կամ միավորմամբ։ կրթական ծրագրերԲոլոնիայի հռչակագրի համաձայն և այլն: Այնուամենայնիվ, վիրտուալ լաբորատորիայի հիմնական թերությունը ուսանողի և հետազոտության օբյեկտի, գործիքների և սարքավորումների միջև անմիջական շփման բացակայությունն է:

Ինչպես մեր գործընկերներից շատերը, մենք հավատում ենք, որ քիմիայի ուսումնասիրության առարկան մի նյութ է, որն ունի մի շարք բնութագրեր և հատկություններ, որոնք նույնիսկ ամենաառաջադեմ համակարգչային մոդելը չի ​​կարող վերարտադրել: Վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքի ստեղծման և ուսումնական գործընթացում դրանց իրականացման խնդրի մոտեցումը պետք է հաշվի առնի քիմիական կարգապահության առանձնահատկությունները, որպեսզի կանխվի «վիրտուալ» մասնագետների բանակի արտադրությունը, որոնք ունեն միայն իդեալականացված մոդելներով աշխատելու փորձ, և ոչ իրական առարկաների և երևույթների, մինչդեռ մակարդակը Արտադրության մեջ աշխատելիս նրանց պատասխանատվությունն այնքան մեծ է, որ դա որոշում է ոչ միայն շրջակա միջավայրի անվտանգությունը, այլև շրջապատող աշխարհի գոյությունը:

Քիմիայի սեմինարում վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքի օգտագործման փորձը ցույց է տվել, որ նախընտրելի է վիրտուալ և իրական փորձի համադրությունը, որտեղ ուսումնասիրվող գործընթացի համակարգչային մոդելն ունի օժանդակ գործառույթ՝ նախապատրաստելու ուսանողին իրական առարկաների հետ գործողություններին: Վիրտուալ լաբորատորիան թույլ է տալիս մշակել իրական գործընթացի ուսումնասիրության մեթոդաբանություն, կանխատեսել փորձի ստեղծման և անցկացման հնարավոր սխալները, արագացնել ստացված տվյալների մաթեմատիկական մշակումն ու մեկնաբանությունը և կազմել հաշվետվություն: Ուսուցիչը իրական հնարավորություն ունի ուսանողներին առաջադրել փորձի օպտիմալ պայմանները որոշելու խնդիր: Այս խնդրի լուծումը կարող է իրականացվել վիրտուալ քիմիական փորձի մեջ՝ մոդելի հատկություններն ուսումնասիրելուց հետո, ինչը թույլ է տալիս ուսանողներին ողջամտորեն հիմնավորել իրական փորձի անցկացման պայմանները։ Սա հատկապես վերաբերում է վտանգավոր քիմիական առարկաների հետ աշխատելու դեպքում (օրինակ՝ խտացված թթուներ և ալկալիներ, դյուրավառ կամ թունավոր նյութեր), ապա առաջին փուլերում պետք է օգտագործել վիրտուալ լաբորատորիաներ և միայն անհրաժեշտ հմտություններ ձեռք բերելուց հետո շարունակել, եթե. անհրաժեշտ է իրական օբյեկտների հետ աշխատելու համար:

Կասկած չկա, որ մեր կողմից առաջարկվող վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքը և այլ համակարգչային սիմուլյացիաները չեն կարող և չպետք է փոխարինեն իրական քիմիական փորձին, այնուամենայնիվ, կան մի շարք իրավիճակներ, երբ վիրտուալ լաբորատորիայի օգտագործումը ուսուցման նախընտրելի կամ միակ հնարավոր միջոցն է: Սա առաջին հերթին հեռավար ուսուցումն է, երբ ուսանողը ֆիզիկապես ներկա չէ լաբորատորիայում, օրինակ՝ երբ Հեռավար ուսուցումկամ լրիվ դրույքով հիվանդության կամ արտասահմանյան պրակտիկայի պատճառով: Բացի այդ, առկա է բաց թողնված դասերը լրացնելու անհրաժեշտություն, բուն լաբորատոր աշխատանք կատարելուց առաջ նախապատրաստվելու/վերապատրաստման անհրաժեշտություն և այլն։ Դասերի անցկացման ինտերակտիվ ձևերով վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքը թույլ է տալիս ֆիզիկական և քիմիական գործընթացի տեսողական և հուսալի համակարգչային մոդելավորում՝ առաջացնելով և դիտարկելով համակարգի արձագանքը արտաքին ազդեցություններին, ներառյալ դասարանում արդյունավետ կրթական փոխազդեցության մեջ գտնվող ուսանողների առավելագույն թիվը:

Այսպիսով, մեր տեսանկյունից, քիմիայի դասերի ակտիվ և ինտերակտիվ ձևերը պետք է պարունակեն ինչպես իրական փորձեր ժամանակակից սարքավորումների վրա, այնպես էլ վիրտուալ լաբորատոր աշխատանք քիմիական գործընթացների ուսումնասիրության վրա՝ օպտիմալ, գիտականորեն հիմնավորված համամասնությամբ, ինչը թույլ կտա դինամիկ զարգացնել: քիմիայի դասավանդման կառուցվածքն ու մեթոդաբանությունը՝ հիմնված գիտության, տեխնիկայի և գիտելիքի մեթոդների ամենաժամանակակից նվաճումների վրա։ համագործակցության ուսուցման հարձակման վիրտուալ

1

Նկարագրված է վիրտուալ լաբորատորիաների միջոցով քիմիայում լաբորատոր աշխատանքի ստեղծման մեթոդաբանություն: Վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքի ստեղծումը բաղկացած է լաբորատոր աշխատանքի նպատակների սահմանման, վիրտուալ լաբորատորիայի ընտրության, վիրտուալ սիմուլյատորի հնարավորությունների բացահայտման, նպատակների ճշգրտման, բովանդակության և դիդակտիկ առաջադրանքների որոշման, սցենարի կազմման, փորձարկման, շտկման փուլերից: սցենար, գնահատելով և վերլուծելով գործընթացի հուսալիությունը և վիրտուալ փորձի արդյունքը ամբողջական մասշտաբի համեմատությամբ, կազմելով. մեթոդական առաջարկություններ. Ներկայացված է քիմիայում վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքի ստեղծման մեթոդաբանության մոդելը։ Հստակեցվել է հետազոտության ոլորտում հայեցակարգային և տերմինաբանական ապարատը՝ վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքի սահմանումներ քիմիայում, վիրտուալ. քիմիական լաբորատորիա, վիրտուալ քիմիական փորձ. Ցուցադրված են բուհում սովորելիս քիմիայում վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքի կիրառման մեթոդները՝ նոր նյութ ուսումնասիրելիս, գիտելիքները համախմբելիս, լայնածավալ լաբորատոր աշխատանքին նախապատրաստվելիս ինչպես դասարանում, այնպես էլ արտադասարանական անկախ գործունեության ժամանակ:

քիմիայի ուսուցում

վիրտուալ լաբորատորիաներ

վիրտուալ փորձ

1. Belokhvostov A. A., Arshansky E. Ya. Քիմիայի դասավանդման էլեկտրոնային միջոցներ; մշակումը և օգտագործման մեթոդները: – Մինսկ: Ավերսև, 2012. – 206 էջ.

2. Gavronskaya Yu. Yu., Alekseev V. V. Վիրտուալ լաբորատոր աշխատանք ք ինտերակտիվ ուսուցումֆիզիկական քիմիա // Ռուսաստանի Պետության նորություններ մանկավարժական համալսարաննրանց. Ա.Ի. Հերցեն. – 2014. – Թիվ 168. – էջ 79–84:

3. ԳՕՍՏ 15971–90. Տեղեկատվության մշակման համակարգեր: Տերմիններ և սահմանումներ. - ԳՕՍՏ 15971-84-ի փոխարեն; մուտքագրում 01/01/1992 թ. - Մ.: Ստանդարտների հրատարակչություն, 1991. – 12 էջ.

4. Մորոզով, Մ.Ն. Դպրոցական կրթության համար վիրտուալ քիմիական լաբորատորիայի մշակում // Կրթական տեխնոլոգիաև հասարակությունը։ – 2004. – T 7, No 3. – P 155-164.

5. Pak, M. S. Քիմիայի դասավանդման տեսություն և մեթոդիկա. Դասագիրք համալսարանների համար: – Սանկտ Պետերբուրգ. Ռուսական պետական ​​մանկավարժական համալսարանի անվ. Ա.Ի. Herzen, 2015. – 306 p.

6. Դաշնային պետություն կրթական չափորոշիչբարձրագույն մասնագիտական ​​կրթություն վերապատրաստման ոլորտում 050100 Մանկավարժական կրթություն (որակավորում (աստիճան) «բակալավր») (հաստատված է Ռուսաստանի Դաշնության կրթության և գիտության նախարարության 2009 թվականի դեկտեմբերի 22-ի թիվ 788 հրամանով) (փոփոխվել է մայիսի 31-ին). , 2011) [ Էլեկտրոնային ռեսուրս]։ - URL՝ http://fgosvo.ru/uploadfiles/fgos/5/20111207163943.pdf (մուտքի ամսաթիվ՝ 10/03/15):

7. Վիրտուալ լաբորատորիա / ChemCollective. Առցանց ռեսուրսներ քիմիայի ուսուցման և ուսուցման համար [Էլեկտրոնային ռեսուրս]: - URL՝ http://chemcollective.org/activities/vlab?lang=ru (մուտքի ամսաթիվ՝ 10/03/15):

Վիրտուալ քիմիական լաբորատորիաները, վիրտուալ փորձը, քիմիայի վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքը խոստումնալից ոլորտ են քիմիական կրթության մեջ, որոնք բնականաբար գրավում են ուսանողների և ուսուցիչների ուշադրությունը: Վիրտուալ լաբորատորիաների ներդրման արդիականությունը կրթական պրակտիկաորոշվում է նախ՝ ժամանակի տեղեկատվական մարտահրավերներով, երկրորդ՝ վերապատրաստման կազմակերպման կանոնակարգային պահանջներով, այսինքն՝ կրթական չափորոշիչներով։ Իրավասությունների վրա հիմնված մոտեցման իրականացման համար բարձրագույն կրթության ներկայիս դաշնային պետական ​​կրթական չափորոշիչները նախատեսում են կրթական գործընթացում դասերի անցկացման ակտիվ և ինտերակտիվ ձևերի, ներառյալ համակարգչային սիմուլյացիաների, արտադասարանական աշխատանքի հետ համակցված լայն կիրառում, որպեսզի ձևավորվի. և զարգացնել ուսանողների մասնագիտական ​​հմտությունները:

Այս ոլորտում տարածվածության և պահանջարկի առումով առաջատարը ՄարՍՏՈՒ-ի «Քիմիա 8-11-րդ դասարաններ՝ վիրտուալ լաբորատորիա»-ն է՝ նախատեսված դպրոցականների և դիմորդների համար. Հայտնի են նաև ինտերակտիվ գործնական աշխատանքները և փորձերը քիմիայի VirtuLab-ում (http://www.virtulab.net/): Բարձրագույն կրթության մակարդակում կրթական շուկայում ռուսալեզու ռեսուրսների շարքում կան ENK-ի վիրտուալ քիմիական լաբորատորիաներ, բուհերի սեփական (և, որպես կանոն, փակ) մշակումներ և մի շարք ռեսուրսներ. օտար լեզուներ. Քիմիայի առկա վիրտուալ լաբորատորիաների նկարագրությունները տրվել են մեկ անգամ չէ, որ դրանց ցանկը, անշուշտ, կընդլայնվի: Վիրտուալ լաբորատորիաները վստահորեն զբաղեցնում են իրենց տեղը քիմիայի և քիմիական առարկաների ուսուցման պրակտիկայում, միևնույն ժամանակ, նոր են սկսում ձևավորվել դրանց օգտագործման տեսական և մեթոդական հիմքերը և դրանց հիման վրա վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքի ստեղծումը: Նույնիսկ «վիրտուալ լաբորատոր աշխատանք քիմիայում» տերմինը դեռևս չի ստացել հիմնավորված սահմանում, որը ճշգրիտ կնշանակի կապը այլ հասկացությունների հետ, ներառյալ քիմիայի դասավանդման վիրտուալ լաբորատորիայի հայեցակարգը և վիրտուալ քիմիական փորձը:

Հայեցակարգային և տերմինաբանական ապարատը պարզաբանելու համար որպես ելակետ օգտագործում ենք «քիմիական փորձ» տերմինը, որն օգտագործվում է տեսության և դասավանդման մեթոդների գիտական ​​ոլորտում: Քիմիական փորձը քիմիայի ուսուցման հատուկ միջոց է, որը ծառայում է որպես գիտելիքի աղբյուր և ամենակարևոր մեթոդ, այն ուսանողներին ծանոթացնում է ոչ միայն առարկաների և երևույթների, այլև քիմիական գիտության մեթոդներին: Քիմիական փորձի ընթացքում ուսանողները ձեռք են բերում դիտելու, վերլուծելու, եզրակացություններ անելու և սարքավորումների և ռեագենտների հետ աշխատելու կարողություն: Կան՝ ցուցադրական և ուսանողական/աշակերտական ​​փորձեր; փորձեր (օգնեք ուսումնասիրել առանձին ասպեկտները քիմիական օբյեկտ), լաբորատոր աշխատանք (լաբորատոր փորձերի մի շարք թույլ է տալիս ուսումնասիրել քիմիական առարկաների և գործընթացների բազմաթիվ ասպեկտներ), գործնական պարապմունքներ, լաբորատոր սեմինար. տնային փորձ, հետազոտական ​​փորձ և այլն: Քիմիական փորձը կարող է լինել լայնածավալ, մտավոր և վիրտուալ: «Վիրտուալ» նշանակում է «հնարավոր է առանց ֆիզիկական մարմնավորման». վիրտուալ իրականություն - իրական իրավիճակի իմիտացիա՝ օգտագործելով համակարգչային սարքեր; օգտագործվում է հիմնականում կրթական նպատակներով. Այս առումով վիրտուալ փորձը երբեմն կոչվում է սիմուլյացիա կամ համակարգչային փորձ: Ընթացիկ ԳՕՍՏ-ի համաձայն, «վիրտուալը» սահմանում է, որը բնութագրում է գործընթաց կամ սարք տեղեկատվական մշակման համակարգում, որը կարծես թե իսկապես գոյություն ունի, քանի որ դրա բոլոր գործառույթներն իրականացվում են այլ միջոցներով. լայնորեն կիրառվում է հեռահաղորդակցության օգտագործման հետ կապված։ Այսպիսով, վիրտուալ քիմիական փորձը քիմիայի կրթական փորձի տեսակ է. դրա հիմնական տարբերությունը լայնածավալից այն է, որ քիմիական գործընթացների և երևույթների ցուցադրման կամ մոդելավորման միջոցը համակարգչային տեխնոլոգիան է, այն կատարելիս ուսանողը գործարկում է իրական առարկաների տեսքն ու գործառույթները վերարտադրող նյութերի և սարքավորումների բաղադրամասերի պատկերներով։ , այսինքն՝ օգտագործում է վիրտուալ լաբորատորիա։ Քիմիայի դասավանդման վիրտուալ լաբորատորիան մենք հասկանում ենք որպես ուսումնական քիմիական լաբորատորիայի համակարգչային սիմուլյացիա՝ իրականացնելով իր հիմնական գործառույթը՝ կրթական նպատակներով քիմիական փորձի անցկացում: Տեխնիկապես վիրտուալ լաբորատորիայի գործունեությունը ապահովվում է համակարգչային տեխնիկայով և ծրագրային ապահովմամբ, ուսումնասիրվող քիմիական գործընթացի ընթացքի կամ քիմիական օբյեկտի հատկությունների դրսևորումների վերաբերյալ ենթադրությունների դիդակտիկորեն, էապես և մեթոդաբանորեն հիմնավորված համակարգով. որը մշակված է օգտագործողի գործողություններին վիրտուալ լաբորատորիայի արձագանքման հնարավոր տարբերակներից մեկը: Վիրտուալ լաբորատորիան հանդես է գալիս որպես բարձր տեխնոլոգիական տեղեկատվական կրթական միջավայրի տարր՝ հանդիսանալով վիրտուալ փորձի ստեղծման և իրականացման միջոց։ Վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքը քիմիայում վիրտուալ քիմիական փորձ է փորձերի մի շարքի տեսքով, որոնք միավորված են քիմիական օբյեկտի կամ գործընթացի ուսումնասիրման ընդհանուր նպատակով։

Դիտարկենք քիմիայում վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքի ստեղծման մեթոդաբանությունը (դրա մոդելը ներկայացված է Նկար 1-ում)՝ օգտագործելով «Լուծումներ» թեմայով լաբորատոր աշխատանքի կոնկրետ օրինակ:

Բրինձ. 1. Քիմիայում վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքի ստեղծման մեթոդաբանության մոդել

Վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքի ստեղծումը բաղկացած է լաբորատոր աշխատանքի նպատակների սահմանման, վիրտուալ լաբորատորիայի ընտրության, վիրտուալ սիմուլյատորի հնարավորությունների բացահայտման, նպատակների ճշգրտման, բովանդակալից և դիդակտիկ առաջադրանքների սահմանման, սցենարի կազմման, փորձարկման, գնահատման փուլերից: գործընթացի և վիրտուալ փորձի արդյունքի հուսալիության վերլուծություն իրականի համեմատ, ուղղման սցենար և մեթոդական առաջարկությունների պատրաստում:

Նպատակների սահմանման փուլը ներառում է պլանավորված լաբորատոր աշխատանքի նպատակների ընտրության գործընթաց՝ ամենաարդյունավետ և ընդունելի միջոցներով կրթական արդյունքի հասնելու համար թույլատրելի շեղումների սահմանների սահմանմամբ՝ հաշվի առնելով նյութական, տեխնիկական, ժամանակային, մարդկային ռեսուրսները. ինչպես նաև ուսանողների անհատական ​​և տարիքային առանձնահատկությունները: Մեր օրինակում նպատակն էր պատրաստել լուծումներ և ուսումնասիրել դրանց հատկությունները. Աշխատանքը նախատեսված է ուսանողների ինքնուրույն արտադպրոցական կրթական գործունեության համար: Լուծումների թեման լուսաբանվում է համալսարանական քիմիայի դասընթացների մեծ մասում, բացի այդ, լուծումներ պատրաստելու և աշխատելու հմտությունները պահանջարկ ունեն Առօրյա կյանքև գրեթե ցանկացած մասնագիտական ​​գործունեության մեջ: Հետևաբար, աշխատանքի նպատակները ներառում էին. համախմբել լուծույթի մոլային և տոկոսային կոնցենտրացիան, նյութի և լուծիչի անհրաժեշտ քանակությունը տվյալ կոնցենտրացիայի լուծույթ պատրաստելու հմտությունների համախմբում. լուծումների պատրաստման գործողությունների ալգորիթմի և տեխնիկայի մշակում (նյութերի կշռում, ծավալի չափում և այլն); տարրալուծման ժամանակ տեղի ունեցող երևույթների ուսումնասիրություն՝ ջերմության ազատում կամ կլանում, դիսոցացիա, էլեկտրական հաղորդունակության փոփոխություն, միջավայրի pH-ի փոփոխություն և այլն։

Վիրտուալ լաբորատորիայի ընտրության փուլ. Վիրտուալ լաբորատորիայի ընտրությունը որոշվում է մի շարք հանգամանքներով. այս լաբորատորիան տրամադրում է կամ չի տրամադրում օգտագործողին պլանավորված լաբորատոր աշխատանքի նպատակներին հասնելու համար: Մենք կենտրոնացել ենք բաց ազատ հասանելիությամբ լաբորատորիաների վրա, որոնց հետ աշխատելու համար համակարգչային հմտությունները օգտատերերի մակարդակով բավարար կլինեն՝ սկզբում հրաժարվելով ինտերակտիվության ցածր աստիճանով լաբորատորիաներից, այսինքն՝ թույլ տալով միայն քիմիական փորձի պասիվ դիտարկման տարբերակներ: Ուսումնասիրելով մի քանի նախագծեր՝ ինչպես բազմամասնագիտական, այնպես էլ թեմատիկ, մենք եկանք այն եզրակացության, որ մեզ հայտնի լաբորատորիաներից և ոչ մեկը լիովին չի բավարարում պահանջներին, մասնավորապես՝ թույլ տալ ուսանողին պատրաստել տվյալ կոնցենտրացիայի լուծույթ՝ օգտագործելով լուծվող նյութի և լուծիչի նախապես հաշվարկված քանակությունները։ կատարելով կշռման գործողություններ, չափելով ծավալը, տարրալուծումը, համոզվելով, որ պատրաստումը ճիշտ է, ինչպես նաև դիտարկելով տարրալուծմանը ուղեկցող գործընթացները: Այնուամենայնիվ, մենք տեղավորվեցինք IrYdiumChemistryLab վիրտուալ լաբորատորիայի վրա, որի առավելությունը ծրագրին միջամտելու և ձեր սեփական վիրտուալ փորձը նախագծելու հնարավորությունն է:

Ընտրված լաբորատորիայի վիրտուալ սիմուլյատորի հնարավորությունների նույնականացումը ցույց տվեց հետևյալը. Ինչ վերաբերում է ռեագենտների հավաքածուին, ապա կան տարբեր կոնցենտրացիաների լուծույթներ (19 MNaOH, 15 MHClO4 և այլն), ջուրը որպես ամենակարևոր լուծիչ, բայց գործնականում չկա պինդ նյութեր. Այնուամենայնիվ, Authoring Tool հավելվածը թույլ է տալիս լրացուցիչ ռեակտիվներ ներմուծել լաբորատորիա՝ օգտագործելով նյութերի թերմոդինամիկական բնութագրերը: Սարքավորումը ներառում է տարբեր աստիճանի ճշգրտության չափիչ ապակյա սպասք (բալոններ, պիպետներ, բյուրետներ), վերլուծական մնացորդներ, pH մետր, ջերմաստիճանի ցուցիչ, ջեռուցման տարր, ինչպես նաև լուծույթում մասնիկների կոնցենտրացիան ցուցադրող ապլետ: Լուծման այնպիսի բնութագրերը, ինչպիսիք են էլեկտրական հաղորդունակությունը, մածուցիկությունը և մակերևութային լարվածությունը ուսումնասիրելու հնարավորությունը չի տրամադրվում: Վիրտուալ լաբորատորիայում գործընթացները շատ արագ են տեղի ունենում կարճ ժամանակ, որը սահմանափակում է քիմիական պրոցեսների արագության ուսումնասիրությունը։ Վիրտուալ սիմուլյատորի հնարավորությունների հիման վրա նպատակները շտկվել են, մասնավորապես բացառվել է լուծույթների էլեկտրական հաղորդունակության ուսումնասիրությունը, սակայն ավելացվել է նյութերի լուծելիության վրա ջերմաստիճանի ազդեցության ուսումնասիրությունը։ Լաբորատոր աշխատանքի նպատակները որոշելիս մենք ելնում ենք ակնկալվող արդյունքներից. ուսանողները պետք է զարգացնեն լուծումներ պատրաստելու գործնական հմտություններ, ներառյալ առանձին գործողությունների ալգորիթմների յուրացում, նրանք պետք է գան եզրակացությունների լուծման ընթացքում մասնիկների քանակի փոփոխության մասին: ուժեղ և թույլ էլեկտրոլիտների տարանջատում, անհամաչափ էլեկտրոլիտների տարրալուծման դեպքում անիոնների և կատիոնների քանակի հարաբերակցության մասին, տարրալուծման ժամանակ ջերմային ազդեցության պատճառների մասին։

Մենք կարևորում ենք ստեղծվող լաբորատոր աշխատանքի առաջադրանքների որոշման փուլը որպես ուսանողների գործունեության ձևավորման գործընթացի կարևոր տարր, այստեղ անհրաժեշտ է պլանավորել, թե ինչ մանիպուլյացիաներ պետք է կատարեն ուսանողները այս լաբորատոր աշխատանքի շրջանակներում և ինչ: դիտարկել (իմաստալից առաջադրանքներ), և ինչ եզրակացություններ և ինչ հիմքով պետք է գան այն ավարտելուց հետո (դիդակտիկ առաջադրանքներ), ինչ հմտություններ ձեռք բերել: Օրինակ, տիրապետեք գործողությունների ալգորիթմին կշռված մասից լուծույթի տվյալ ծավալ պատրաստելիս. հաշվարկեք նյութի զանգվածը, կշռեք այն, չափեք հեղուկի ծավալը / հասցրեք այն պահանջվող ծավալին. տիրապետել անալիտիկ մնացորդների և չափիչ պարագաների հետ աշխատելու տեխնիկային. Դիտեք, թե ինչպես են լուծույթում մասնիկների (մոլեկուլների, իոնների) կոնցենտրացիան կապված էլեկտրոլիտների և ոչ էլեկտրոլիտների, սիմետրիկ և ասիմետրիկ էլեկտրոլիտների, ուժեղ և թույլ էլեկտրոլիտների տարրալուծմանը, եզրակացություններ արեք լուծելիության, տարրալուծման ժամանակ ջերմային ազդեցությունների և այլնի մասին:

Լաբորատոր աշխատանքի ստեղծման հաջորդ քայլը սցենարի ստեղծումն է, այսինքն՝ յուրաքանչյուր փորձի մանրամասն նկարագրությունը առանձին-առանձին և լաբորատոր աշխատանքում այս փորձի տեղն ու դերը որոշելը, հաշվի առնելով, թե ինչ խնդիրներին դա կնպաստի, և ինչպես աշխատել։ հասնել լաբորատոր աշխատանքի նպատակներին որպես ամբողջություն. Գործնականում սցենարի մշակումը տեղի է ունենում թեստավորման հետ միաժամանակ, այսինքն՝ փորձնական կատարում, որոնք օգնում են հստակեցնել և մանրամասնել սցենարը: Սցենարն արտացոլում է վիրտուալ լաբորատորիայի յուրաքանչյուր գործողություն և արձագանք դրան: Սցենարը հիմնված է այնպիսի առաջադրանքների վրա, ինչպիսիք են «Պատրաստել 49 գ 0,4% CuSO4 լուծույթ» կամ «Պատրաստել 35 մլ 0,1 մոլ/լ CuSO4 լուծույթ իր բյուրեղային հիդրատից (CuSO4∙5H2O): Առաջադրանք կազմելիս հաշվի է առնվում համապատասխան ռեակտիվների և սարքավորումների առկայությունը վիրտուալ լաբորատորիայում և տեխնիկական իրագործելիությունկատարելով նման առաջադրանք. Մեր օրինակում սցենարը, բացի հաշվարկային կողմից, ներառում էր նաև մի շարք գործողություններ և տեխնիկա, որոնք մոդելավորում են լուծույթի պատրաստումը իրական լաբորատորիայում: Օրինակ, կշռելիս չոր նյութը չպետք է դրվի անմիջապես կշռման թավայի վրա, այլ պետք է օգտագործել հատուկ տարա; օգտագործել tare ֆունկցիան; Ինչպես իրականում, նյութը պետք է ավելացվի կշեռքին փոքր չափաբաժիններով, հաշվարկված զանգվածի հնարավոր պատահական ավելցուկը կհանգեցնի նրան, որ գործողությունը պետք է նորից սկսվի: Ապահովված է համապատասխան ծավալի քիմիական ապակյա սպասքի ընտրություն, հեղուկի ծավալի ճշգրիտ չափում «ստորին մենիսկի երկայնքով» և այլ հատուկ տեխնիկայի կիրառում: Պատրաստվելուց հետո ստացված լուծույթի հատկությունները (իոնների մոլային կոնցենտրացիան, pH) արտացոլվում են վիրտուալ լաբորատորիայի հավելվածներում, ինչը թույլ է տալիս ստուգել առաջադրանքի ճիշտությունը։ Կատարելով մի շարք փորձեր՝ ուսանողները կստանան տվյալներ, որոնց հիման վրա նրանք կկարողանան եզրակացություններ անել ուժեղ և թույլ էլեկտրոլիտների լուծույթներում իոնների կոնցենտրացիայի, հիդրոլիզացված նյութերի լուծույթների pH-ի կամ ջերմային կախվածության մասին։ տարրալուծման ազդեցությունը լուծիչի քանակի և նյութի բնույթի վրա և այլն:

Որպես օրինակ դիտարկենք նյութերի տարրալուծման ժամանակ ջերմային ազդեցությունների ուսումնասիրությունը: Սցենարը ներառում է չոր աղերի (NaCl, KCl, NaNO 3, CuSO 4, K 2 Cr 2 O 7, KClO 3, Ce 2 (SO 4) 3) լուծարման փորձեր։ Ելնելով լուծույթի ջերմաստիճանի փոփոխությունից՝ ուսանողները պետք է եզրակացնեն տարրալուծման ինչպես էնդոթերմիկ, այնպես էլ էկզոթերմիկ ազդեցության հնարավորությունը: Առաջադրանքների ձևակերպումը յուրաքանչյուր դեպքում կարող է տարբեր լինել և կախված է փորձի տեսակից՝ հետազոտական ​​կամ պատկերավոր: Օրինակ, դուք կարող եք սահմանափակվել նման էֆեկտների առկայության մասին եզրակացությամբ կամ սցենարի մեջ ներառել լուծույթի նույն զանգվածով լուծվող նյութի տարբեր զանգվածներով աղերի լուծույթների պատրաստումը (պատրաստել 50 գ նյութ պարունակող լուծույթներ. 100 գ ջրի մեջ, 10 գ նյութը 100 գ ջրի մեջ), և հակառակը, փորձեր լուծվող նյութի մշտական ​​քանակով և լուծիչի տարբեր զանգվածով. անջուր աղերից և դրանց բյուրեղային հիդրատներից լուծույթների պատրաստում և դրանց տարրալուծման ընթացքում ջերմաստիճանի փոփոխության մոնիտորինգ: Նման փորձեր կատարելիս ուսանողները պետք է պատասխանեն «Ինչո՞վ են տարբերվում ջերմաստիճանի փոփոխությունները, երբ հավասար քանակությամբ անջուր աղերը և դրանց բյուրեղային հիդրատները լուծվում են» հարցերին: Ինչո՞ւ է անջուր աղերի լուծարումը տեղի ունենում ավելի շատ ջերմության արձակմամբ, քան բյուրեղային հիդրատների դեպքում»։ և եզրակացություն արեք, թե ինչն է ազդում տարրալուծման ջերմային ազդեցության նշանի վրա: Կախված աշխատանքի նպատակներից և խնդիրներից՝ սցենարը կներառի մի քանի փորձեր կամ փորձերի մի քանի շարք, պետք է նկատի ունենալ, որ վիրտուալ տարածքում ամեն ինչ արվում է շատ ավելի արագ, քան իրական լաբորատորիայում և այդքան էլ չի պահանջում։ ժամանակ, ինչպես դա կարող է թվալ առաջին հայացքից:

Թեստավորման գործընթացում անհրաժեշտ է գնահատել և վերլուծել վիրտուալ փորձի գործընթացի և արդյունքի հուսալիությունը իրականի համեմատ, այսինքն՝ համոզվել, որ վիրտուալ փորձի մոդելավորումը և ստացված արդյունքները չեն հակասում իրականությանը, այսինքն՝ օգտատիրոջը չեն մոլորեցնի։

Մեթոդական առաջարկությունները հիմնված են կազմված և փորձարկված սցենարի վրա, սակայն չպետք է մոռանալ, որ դրանք ուղղված են ուսանողներին, և բացի հստակ հրահանգներից և առաջադրանքներից, դրանք պետք է պարունակեն նպատակների հետ կապված ակնկալվող արդյունքների նկարագրություն, տեսական հղումներ ունենան: նյութ և օրինակներ.

Վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքի ստեղծման արդյունքը դրա ներդրումն է ուսումնական գործընթացում՝ հանգեցնելով գիտելիքների ձեռքբերման որակի բարձրացմանը և համապատասխան իրավասությունների յուրացմանը։ Գոյություն ունեն քիմիայի մեջ վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքի «ներդրման» մի քանի տեխնիկա ուսումնական գործընթացՀամալսարան: Նոր նյութն ավելի լավ հասկանալու և տիրապետելու համար, մեր կարծիքով, նպատակահարմար է անցկացնել կարճ վիրտուալ լաբորատոր աշխատանք՝ գիտելիքները թարմացնելու կամ ուսումնասիրվող երևույթները ցուցադրելու համար, ինչը օբյեկտիվ պայմաններ է ստեղծում ակտիվ և ինտերակտիվ ձևերի իրականացման համար: ուսուցում, որը պահանջում է գործող կրթական չափորոշիչը: Այս դեպքում վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքը կարող է փոխարինել ավանդական ցուցադրական փորձին: Բացի այդ, մենք դիտարկում ենք վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքի օգտագործման հնարավորությունները՝ համախմբելու գիտելիքներն ու հմտությունները ինչպես դասարանում, այնպես էլ արտադպրոցական անկախ գործունեության մեջ: Քիմիայի դասավանդման գործընթացում վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքն օգտագործելու մեկ այլ տարբերակ է ուսանողներին նախապատրաստել լաբորատոր աշխատանքների լայնածավալ աշխատանքին: Կատարելով ճիշտ կազմված վիրտուալ լաբորատոր աշխատանք քիմիայում՝ ուսանողները, նախ, կիրառում են այս թեմայի վերաբերյալ հաշվարկային խնդիրների լուծման հմտությունները, երկրորդ՝ համախմբում են քիմիական փորձի կատարման ալգորիթմը և տեխնիկան, երրորդը՝ սովորում են քիմիական գործընթացների օրինաչափությունները՝ ակտիվ մասնակցությամբ: գործընթացի ուսուցում:

Քիմիայի վիրտուալ լաբորատոր աշխատանքի ստեղծման առաջարկվող մեթոդաբանությունը ուսուցիչներին զինում է գիտականորեն հիմնավորված գործիքներով՝ ինտերակտիվ ձևով դասեր անցկացնելու համար քիմիայի և քիմիական առարկաների դասերը արտադասարանական աշխատանքի հետ համատեղ՝ ուսանողների մասնագիտական ​​հմտությունները ձևավորելու և զարգացնելու համար:

Գրախոսներ.

Ռոգովայա Օ.Գ., մանկավարժական գիտությունների դոկտոր, պրոֆեսոր, Ռուսաստանի պետական ​​մանկավարժական համալսարանի քիմիական և բնապահպանական կրթության ամբիոնի վարիչ Ա.Ի. Հերցեն, Սանկտ Պետերբուրգ;

Պիոտրովսկայա Կ.Ռ., մանկավարժական գիտությունների դոկտոր, պրոֆեսոր, Ռուսաստանի պետական ​​մանկավարժական համալսարանի Ա.Ի. Հերցեն, Սանկտ Պետերբուրգ.

Մատենագիտական ​​հղում

Գավրոնսկայա Յու.Յու., Օքսենչուկ Վ.Վ. ՔԻՄԻԱՅՈՒՄ ՎԻՐՏՈՒԱԼ ԼԱԲՈՐԱՏՈՐԱԿԱՆ ԱՇԽԱՏԱՆՔՆԵՐԻ ՍՏԵՂԾՄԱՆ ՄԵԹՈԴՈԼՈԳԻԱ // Գիտության և կրթության ժամանակակից հիմնախնդիրները. – 2015. – Թիվ 2-2.;
URL՝ http://science-education.ru/ru/article/view?id=22290 (մուտքի ամսաթիվ՝ 02/01/2020): Ձեր ուշադրությանն ենք ներկայացնում «Բնական գիտությունների ակադեմիա» հրատարակչության հրատարակած ամսագրերը.