«Виртуальная реальность» на уроках химии

«Расскажи мне, и я забуду,
Покажи мне, и я запомню,
дай мне попробовать, и я научусь»
(Древняя китайская пословица)

Действующие ФГОС предусматривают широкое использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий, в том числе компьютерных симуляций. Согласно ФГОС основного общего образования, образовательное учреждение должно иметь интерактивный электронный контент по всем учебным предметам, в том числе содержание предметных областей, представленное учебными объектами, которыми можно манипулировать, и процессами, в которые можно вмешиваться. Ничто так не отвечает этим требованиям, как виртуальные лаборатории и проводимый в них виртуальный эксперимент, что и вызывает закономерный интерес к их созданию и использованию в образовательном процессе.(1)

Химический эксперимент является важнейшим методом и специфическим средством обучения химии, он знакомит учеников не только с явлениями, но и методами химической науки. В процессе выполнения эксперимента учащиеся приобретают умение наблюдать, анализировать, делать выводы, обращаться с оборудованием и реактивами.

 Химический эксперимент может быть реальным, мысленным и виртуальным. «Виртуальный» (от лат. virtualis) означает «возможный, не имеющий физического воплощения»; виртуальная реальность — имитация реальной обстановки с помощью компьютерных устройств; используется главным образом в учебных целях.

Виртуальные эксперименты классифицируют по признаку активности участия обучаемого в выполнении эксперимента (2).

К виртуальным лабораториям с низкой степенью интерактивности относят те, которые допускают только варианты пассивного наблюдения химического опыта, к ним можно причислить коллекции анимаций и видеоматериалов с записями химического эксперимента. Из таких лабораторий я использую - Единую коллекцию ЦОР- http://school-collection.edu.ru.

Не следует полагать, что такие виртуальные эксперименты заведомо «хуже», чем те, в которых пользователю предоставлена практически полная свобода действий. Это ценнейший дидактический материал, который при правильном методическом сопровождении призван играть очень важную роль в обучении химии.

Так,например, в ЦОР есть методиеские материалы по нескольким предметам, но по химии их  нет. Это удобный вид технологической карты урока, где прописаны ЦОР которые используются на данном уроке.

Пример карточки ресурса:

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

Из таких лабораторий я использую VirtuLab (http://www.virtulab.net)

Виртуальная лаборатория по Химии представляет собой ряд  интерактивных практических работ и опытов. Тематика опытов полностью соответствует примерной  программе основного общего образования по химии и ориентирована на учебники химии, рекомендованные Министерством науки и образования РФ и использующиеся в большинстве российских школ. В пособии представлены работы по изучению физических и химических свойств, получению и применению металлов и неметаллов, их соединений. Предлагаются опыты по ознакомлению с образцами простых и сложных веществ, минералов и руд, изучению физических и химических свойств некоторых из них. Содержащаяся информация может быть использована при изучении тем “Элементарные основы неорганической химии”, “Первоначальные  представления об органических веществах”, “Химия и жизнь”.

В виртуальных лабораториях с высокой степенью интерактивности представлен широкий выбор оборудования и реактивов, определенная свобода действия, включая возможность конструирования приборов и проведения «незаданных» экспериментов Примером может послужить IrYdium Chemistry Lab (www.chemcollective.org/vlab/vlab.php). Недостатком данной программы является используемый язык-английский.

Важно, что все описываемые программные продукты имеют открытый бесплатный доступ, для работы с ними достаточно владения компьютером на уровне пользователя,

Преимуществами виртуального химического эксперимента являются:

• безопасность, позволяющая работать индивидуально;
• перспективы инклюзивного обучения химии;
• возможность выполнения эксперимента при физическом отсутствии сложного оборудования и малодоступных реактивов,
• возможность быстрого проведения серии опытов с различными значениями входных параметров;
• сокращение времени на отработку умений,
• приобретение навыка ведения наблюдений, интерпретации данных; при этом существуют ситуации, когда использование виртуальной лаборатории — единственно возможный способ проведения химического эксперимента.

Виртуальному химическому эксперименту присущи некоторые недостатки. Главным из них является отсутствие непосредственного контакта с приборами и аппаратурой и, самое важное, с объектом исследования химии — веществом, обладающим сложнейшим комплексом характеристик и свойств, который не сможет воспроизвести ни одна самая совершенная компьютерная модель.

Таким образом, в постоянно меняющихся условиях преподавания (наличие оборудования, реактивов, уровень обучаемости учащихся…) самым оптимальным будет сочетание использования реального эксперимента и виртуальных лабораторий в образовательном процессе с учетом присущих им достоинств и недостатков.

Литература

1. Статья Ю.Ю. Гавронская, В.В. Оксенчук https://lib.herzen.spb.ru/media/magazines/contents/1/178/gavronskaya_178_178_183.pdf
2. Белохвостов А.А., Аршанский Е.Я. Электронные средства обучения химии; разработка и методика использования. Минск: Аверсэв, 2012. 206 с.