Для полноты освоения многих дисциплин нужны и практические занятия. Цифровое обучение “почувствовало” эту эволюционную необходимость и создало новую “форму жизни” – виртуальные лаборатории, свои для всех уровней знаний.
Благодаря развитию Интернет – технологий в нашей школе возможна новая форма обучения химии - дистанционная.
Дистанционное обучение – это система обучения, основанная на взаимодействии учителя и учащихся с использованием современных информационных и телекоммуникационных технологий, позволяющих осуществлять обучение на расстоянии. Технология дистанционного обучения заключается в том, что обучение и контроль за усвоением материала происходит с помощью сети Интернет, используя технологии on-line и off-line. Иногда бывает, что рядом нет школы, или нет специалиста, или ребенок имеет ограниченные возможности здоровья и т.д. Помимо этих факторов дистанционно обучение можно использовать и для организации занятий с одаренными детьми.
Для организации дистанционного обучения необходимо:
- интернет с нормальной скоростью, компьютер с веб-камерой:
- программные средства для видеосвязи
В процессе проведения дистанционного обучения химии, я использую:
- электронную почту;
- интернет-конференции;
- интернет-ресурсы
С помощью электронной почты, я налаживаю общение с учащимися: провожу рассылку учебных заданий и т.д. дистанционно обучающийся присылает мне свои решения задач, контрольных работ, отчеты по практическим работам. Электронная почта намного облегчает проведение контроля усвоения материала тем.
Видеоконференции способствуют реализации целей и задач обычного урока в режиме on-lain, позволяют проводить дискуссии между учителем, учащимися класса и дистанционно обучающимися.
В методике дистанционное обучение химии, я использую различные виды химического эксперимента: реального, мысленного и виртуального.
Реальный эксперимент провожу я или учащиеся в классе, а дистанционно обучающиеся наблюдают за результатами с помощью видеоконференции. При этом использование документ - камеры усиливает наглядный эффект.
В ходе мысленного эксперимента благодаря воображению учащиеся строят мысленный образ осуществления отдельных стадий химического опыта. Проведение такого вида эксперимента возможно в старших классах, когда учащиеся имеют большой опыт проведения реального эксперимента.
Для проведения виртуального эксперимента необходимо использование компьютерной техники. Этот вид эксперимента наиболее предпочтителен при дистанционном обучении, так как является более наглядным.
Я использую два вида виртуального эксперимента: виртуальные демонстрации и виртуальные лаборатории.
Виртуальные демонстрации – это компьютерные программы, которые воспроизводят на экране динамическое изображение, создающее визуальные эффекты, имитирующие признаки и условия протекания химических процессов (например ЦОРы). Такая программа не допускает вмешательство учащихся в алгоритм, реализующий её работу.
Виртуальная лаборатория – это программа, позволяющая моделировать на компьютере химические процессы, изменять условия и параметры её проведения. Такая программа создает особые возможности для реализации интерактивного обучения. Виртуальные лаборатории можно классифицировать по степени интерактивности, которая характеризует глубину обучающего взаимодействия учащихся с компьютерной программой.
Электронное издание “Химия 8-11 классы - виртуальная лаборатория” содержит более 150 готовых сцен, которые проводятся в виртуальной лаборатории, включающей необходимое химическое оборудование и реактивы учащимся. На сцене представлен виртуальный прибор, или установка, которую необходимо собрать для проведения данного опыта, имеются необходимые реактивы и набор посуды. Для визуализации химического оборудования и химических процессов использованы средства 3D-графики и анимации, а также видеофрагменты.
Электронное издание “Химия 8-11 классы - виртуальная лаборатория” содержит более 150 готовых сцен, которые проводятся в виртуальной лаборатории, включающей необходимое химическое оборудование и реактивы учащимся. На сцене представлен виртуальный прибор, или установка, которую необходимо собрать для проведения данного опыта, имеются необходимые реактивы и набор посуды. Для визуализации химического оборудования и химических процессов использованы средства 3D-графики и анимации, а также видеофрагменты.
Например, при изучении темы “Скорость химической реакции” используем виртуальные измерительные приборы и возможности изменения параметров опытов, предусмотренные в данном электронном ресурсе. Такие лаборатории, безусловно, полезны для учащихся, однако степень интерактивности их довольно низкая.
Другая виртуальная лаборатория представлена на Virtulab.net. Здесь представлен большой выбор интерактивных практических работ и опытов по химии. Разделы виртулаба анимированные, интерактивны. Это 25 тем, работать с которыми можно прямо на сайте, что очень важно при дистанционном обучении. Учащиеся самостоятельно могут отрабатывать тему того или иного раздела в удобное для них время, не ограничивая себя рамками урока. Недостатком является то, что Virtulab.Net встроили в образовательные виртуальные лаборатории рекламу. В процессе работы это несколько мешает. Данная виртуальная лаборатория, так же имеет низкую степень интерактивности.
Более высокую степень интерактивности имеют виртуальные лаборатории, в которых нет готовых сцен. В этом случае созданием сцены и проведением опыта занимается сам учащийся, т.е. ему необходимо самостоятельно собрать прибор, подобрать оборудование и реактивы, выбрать условия для проведения опыта и т.д. Лабораторией такого типа, которую я, как для дистанционного обучения так и для того, чтобы разнообразить домашние задания на этапе закрепления знаний своих учащихся, является IrYdium Chemestry Lab. Тем учащимся, которые выбирают форму работы с дистлабом такого уровня, я предлагаю различные варианты заданий.
Задание (9 класс). Смешали равные объёмы растворов гидроксида натрия и соляной кислоты одинаковой молярной концентрации. Какую окраску принимает фенолфталеин в полученном растворе? Почему?
Подобные задачи я предлагаю тем учащимся, которые в процессе обучения демонстрируют способность к обобщениям, проявляют самостоятельность к разработке алгоритма решения. На следующем уроке подробно анализируем возникшие затруднения и выясняем, что для достижения поставленной цели можно смело экспериментировать в виртуальной лаборатории (выбирать различные концентрации растворов, изменять их объёмы), проверяя свои гипотезы. Для закрепления предлагаю другую задачу. В условии меняю кислоту на слабую. Учащиеся просто начинают решение с виртуального эксперимента. Но при объяснении результатов эксперимента возникают затруднения. Например, почему среда полученного раствора щелочная. Тогда я прошу учащихся обратить внимание на название шкафчиков, из которых брали реактивы и дети быстро приходят к выводам.
При изучении темы “Металлы” в качестве домашнего задания можно предлагаю девятиклассникам выполнить виртуальную лабораторную работу по идентификации трех металлов (серебро, родий, платина) на основании анализа их плотности. Подобную работу, в реальных условиях, учащиеся выполняли при изучении физики в 7-м классе. Однако за 2 года многие школьники забыли общие походы к решению данной экспериментальной задачи. Из-за нехватки времени повторить её на уроках химии невозможно. Прошу учащихся все этапы своей работы проиллюстрировать скриншотами.
По моему мнению, использование такой виртуальной лаборатории при обучении химии как дистанционно, так и на обычных уроках в классе, позволяет повысить эффективность домашнего задания, разнообразить их по форме и содержанию. Очень важно применять такую форму работы с одаренными детьми, стимулирует познавательный интерес учащихся.
Зачем нужны виртулабы.
- Подготовка учащихся к химическому практикуму в реальных условиях.
- Проведение экспериментов, недоступных в школьной химической лаборатории.
- Дистанционный практикум и лабораторные работы, в том числе работа с детьми, имеющими ограниченные возможности, и взаимодействие с территориально удаленными школьниками.
- Быстрота проведения работы, экономия реактивов.
- Усиление познавательного интереса. Отмечается, что компьютерные модели химической лаборатории побуждают учащихся экспериментировать и получать удовлетворение от собственных открытий.
Используемая литература
- Белохвостов А.А, Аршанский Е.Я. Виртуальный эксперимент на уроках химии // Химия в школе – 2012 № 4. С. 49-55.
- Дорофеев М.В., Ступнева Ю.В. Использование сервисов всемирной паутины в процессе обучения // Химия в школе – 2010 № 8. С. 31-38.