1

Описана е техника за създаване на лабораторна работа по химия с помощта на виртуални лаборатории. Създаването на виртуална лабораторна работа се състои от етапите на задаване на цели за лабораторна работа, избор на виртуална лаборатория, идентифициране на възможностите на виртуален симулатор, коригиране на целите, определяне на смислени и дидактически задачи, писане на скрипт, тестване, коригиране на скрипт, оценяване и анализиране на надеждността на процеса и резултата от виртуален експеримент в сравнение с натурален, изготвяне насоки. Представен е модел на методиката за създаване на виртуална лабораторна работа по химия. Изяснен е понятийно-терминологичният апарат в областта на изследването: дадени са определения за виртуална лабораторна работа по химия, виртуална химическа лаборатория, виртуален химичен експеримент. Показва методите за използване на виртуална лабораторна работа по химия при обучение в университет: при изучаване на нов материал, при консолидиране на знания, при подготовка за пълномащабна лабораторна работа както в класната стая, така и в извънкласната стая самостоятелна дейност.

обучение по химия

виртуални лаборатории

виртуален експеримент

1. Белохвостов А. А., Аршански Е. Я. Електронни средства за обучение по химия; развитие и начин на използване. - Минск: Аверсев, 2012. - 206 с.

2. Гавронская Ю. Ю., Алексеев В. В. Виртуална лабораторна работа в интерактивното обучение физическа химия// Известия на руската държава Педагогически университеттях. ИИ Херцен. - 2014. - № 168. - С.79–84.

3. ГОСТ 15971–90. Системи за обработка на информация. Термини и дефиниции. - Вместо GOST 15971-84; вход. 01.01.1992 г. - М.: Издателство на стандартите, 1991. - 12 с.

4. Морозов, М. Н. Разработване на виртуална химическа лаборатория за училищно образование// Образователни технологии и общество. - 2004. - Т 7, № 3. - С 155-164.

5. Пак, М. С. Теория и методика на обучението по химия: учебник за университети. - Санкт Петербург: Издателство на Руския държавен педагогически университет им. ИИ Херцен, 2015. - 306 с.

6. Федерален държавен образователен стандарт за висше образование професионално образованиев посока на обучение 050100 Педагогическо образование (квалификация (степен) "бакалавър") (одобрена със заповед на Министерството на образованието и науката на Руската федерация от 22 декември 2009 г. № 788) (с измененията на 31 май 2011 г.) [Електронен ресурс]. - URL: http://fgosvo.ru/uploadfiles/fgos/5/20111207163943.pdf (дата на достъп: 03.10.15).

7. Виртуална лаборатория / Chem Collective. Онлайн ресурси за преподаване и изучаване на химия [Електронен ресурс]. - URL: http://chemcollective.org/activities/vlab?lang=ru (дата на достъп: 03.10.15).

Виртуални химически лаборатории, виртуален експеримент, виртуални химически лаборатории е обещаваща област в химическо образование, естествено привличайки вниманието на ученици и учители. Значението на въвеждането на виртуални лаборатории в образователната практика се дължи, първо, на информационните предизвикателства на времето, и второ, на нормативните изисквания за организация на обучението, тоест на образователните стандарти. За да се приложи подходът, основан на компетентностите, действащите федерални държавни образователни стандарти за висше образование предвиждат широкото използване в образователния процес на активни и интерактивни форми на провеждане на занятия, включително компютърни симулации, в комбинация с извънкласна работа, за да се формира и развиват професионалните умения на учениците.

В тази област, по отношение на разпространението и търсенето, лидерът е „Химия 8-11 клас - Виртуална лаборатория“ на MarSTU, предназначена за ученици и кандидати; също добре познати интерактивни практическа работаи експерименти по химия VirtuLab (http://www.virtulab.net/). На ниво висше образование, сред рускоезичните ресурси на пазара на образователни инструменти има виртуални химически лаборатории на ENK, собствени (и, като правило, затворени) разработки на университети и редица ресурси за чужди езици. Описанието на наличните виртуални лаборатории по химия е дадено многократно, списъкът им със сигурност ще бъде попълнен. Виртуалните лаборатории уверено заемат своето място в практиката на преподаване на химия и химически дисциплини, като в същото време теоретичните и методологични основи за тяхното приложение и създаването на виртуални лабораторни работи, базирани на тях, едва започват да се оформят. Дори самият термин „виртуална лабораторна работа по химия“ все още не е получил разумно определение, което точно да показва връзката с други понятия, включително концепцията за виртуална лаборатория в обучението по химия и виртуален химичен експеримент.

За изясняване на понятийно-терминологичния апарат като отправна точка използваме термина „химичен експеримент“, използван в научната област на теорията и методиката на обучение. Химическият експеримент е специфично средство за преподаване на химия, действащо като източник и най-важният методзнания, той запознава учениците не само с предмети и явления, но и с методите на химическата наука. В процеса на химичен експеримент учениците придобиват умения да наблюдават, анализират, правят изводи, боравят с оборудване и реактиви. Има: демонстрация и ученически/студентски експеримент; експерименти (помагат за изучаване на определени аспекти на химически обект), лабораторна работа (набор от лабораторни експерименти ви позволява да изучавате много аспекти на химически обекти и процеси), практически упражнения, лабораторен семинар; домашен експеримент, изследователски експеримент и т.н. Химическият експеримент може да бъде естествен, умствен и виртуален. „Виртуален“ означава „възможен, без физическо въплъщение“; виртуална реалност - имитация на реална среда с помощта на компютърни устройства; използвани предимно за образователни цели; в тази връзка виртуалният експеримент понякога се нарича симулация или компютърен експеримент. Съгласно действащия GOST „виртуален“ е определение, което характеризира процес или устройство в система за обработка на информация, която изглежда наистина съществува, тъй като всичките им функции се изпълняват с други средства; широко използвани във връзка с използването на телекомуникации. По този начин виртуалният химичен експеримент е вид образователен експеримент по химия; основната му разлика от естественото е фактът, че средствата за демонстрация или моделиране химически процесии явления е компютърна технология, при извършването й ученикът оперира с изображения на вещества и компоненти на оборудването, които възпроизвеждат външния вид и функциите на реални обекти, тоест използва виртуална лаборатория. Под виртуална лаборатория в обучението по химия разбираме компютърна симулация на учебна химическа лаборатория, реализираща нейната основна функция – провеждане на химичен експеримент с образователна цел. Технически функционирането на виртуалната лаборатория се осигурява от софтуер и хардуер на компютърна техника, дидактически - смислово и методически обоснована система от предположения за протичането на изучавания химичен процес или прояви на свойствата на химичен обект, на базата на кой от настроикиреакциите на виртуалната лаборатория към действията на потребителя. Виртуалната лаборатория действа като елемент от високотехнологична информационна образователна среда, като е средство за създаване и провеждане на виртуален експеримент. Виртуална лабораторна работа по химия - виртуален химичен експеримент под формата на набор от експерименти, обединени от общата цел за изучаване на химичен обект или процес.

Помислете за методологията за създаване на виртуална лабораторна работа по химия (нейният модел е показан на фигура 1), като използвате конкретен пример за лабораторна работа по темата "Решения".

Ориз. 1. Модел на методиката за създаване на виртуална лабораторна работа по химия

Създаването на виртуална лабораторна работа се състои от етапите на задаване на цели за лабораторна работа, избор на виртуална лаборатория, идентифициране на възможностите на виртуален симулатор, коригиране на целите, определяне на смислени и дидактически задачи, писане на сценарий, тестване, оценка и анализ на надеждност на процеса и резултата от виртуален експеримент в сравнение с естествен, сценарий за корекция и изготвяне на методически препоръки.

Етапът на определяне на целта включва процеса на избор на целите на планираната лабораторна работа с установяване на граници за допустими отклонения за постигане образователен резултатнай-ефективните и приемливи средства, като се вземат предвид материални, технически, временни, човешки ресурси, както и лични и възрастови особеностистуденти. В нашия пример целта беше да се приготвят разтвори и да се изследват техните свойства; работата е предназначена за самостоятелна извънкласна работа учебни дейностистуденти. Темата за разтворите се разглежда в повечето университетски курсове по химия, освен това уменията за подготовка и работа с разтвори са търсени в ежедневието и в почти всяка професионална дейност. Следователно целта на работата беше да се консолидира способността за изчисляване на моларната и процентната концентрация на разтвора, необходимо количествовещества и разтворител за приготвяне на разтвор с определена концентрация; разработване на алгоритъма и техниката на операциите за приготвяне на разтвори (претегляне на вещества, измерване на обем и др.); изследването на явленията, възникващи по време на разтваряне - отделяне или поглъщане на топлина, дисоциация, промени в електропроводимостта, промени в рН на средата и др.

Етапът на избор на виртуална лаборатория. Изборът на виртуална лаборатория се определя от редица обстоятелства: начина на достъп до ресурса, финансовите условия за използването му, езика и сложността на интерфейса и, разбира се, съдържанието, т.е. които тази лаборатория предоставя или не предоставя на потребителя за постигане на целите на планираната лабораторна работа. Фокусирахме се върху лаборатории с отворен свободен достъп, за които компютърните умения на потребителско ниво биха били достатъчни, като първоначално изоставихме лаборатории с ниска степен на интерактивност, тоест позволявайки само възможности за пасивно наблюдение на химичен експеримент. След като проучихме няколко проекта както от мултидисциплинарен, така и от тематичен план, стигнахме до извода, че нито една от познатите ни лаборатории не отговаря напълно на изискванията, а именно: да позволи на студента да подготви разтвор с дадена концентрация според предварително изчислени количества на разтворено вещество и разтворител, чрез извършване на операции по претегляне, измерване на обема, разтваряне, уверете се, че подготовката е правилна и също така наблюдавайте процесите, които придружават разтварянето. Ние обаче се спряхме на виртуалната лаборатория IrYdiumChemistryLab, която има предимството да можете да се намесите в програмата и да проектирате свой собствен виртуален експеримент.

Идентификацията на възможностите на виртуалния симулатор на избраната лаборатория показа следното. По отношение на набора от реагенти има разтвори с различни концентрации (19 MNaOH, 15 MHClO4 и други), вода като най-важен разтворител, но практически липсва твърди вещества; обаче, приложението Authoring Tool ви позволява да въвеждате допълнителни реагенти в лабораторията, като използвате термодинамичните характеристики на веществата. Оборудването включва набор от измервателни прибори с различна степен на точност (цилиндри, пипета, бюрети), аналитична везна, pH метър, температурен сензор, нагревателен елемент и аплет, показващ концентрацията на частици в разтвор. Не е предвидена възможност за изследване на такива характеристики на разтвора като електрическа проводимост, вискозитет, повърхностно напрежение. Процесите във виртуалната лаборатория протичат за много кратко време, което ограничава изследването на скоростта на химичните процеси. Въз основа на възможностите на виртуалния симулатор, целите бяха коригирани, по-специално беше изключено изследването на електрическата проводимост на разтворите, но беше добавено изследването на ефекта на температурата върху разтворимостта на веществата. При определяне на целите на лабораторната работа изхождахме от очакваните резултати: студентите трябва да развият практически умения за приготвяне на разтвори, включително овладяване на алгоритмите на отделните операции, те трябва да стигнат до изводи за промяната на броя на частиците в разтвора по време на дисоциацията на силни и слаби електролити, за съотношението на броя на аниони и катиони в случай на разтваряне на асиметрични електролити, за причините за топлинните ефекти по време на разтварянето.

Отделяме етапа на определяне на целите на лабораторната работа, която се създава, като важен елемент в процеса на проектиране на дейностите на студентите, тук е необходимо да се планира какви манипулации студентите ще трябва да извършат в рамките на тази лабораторна работа и какво да наблюдава (смислени задачи), и какви изводи и на каква основа трябва да дойдат след нейното изпълнение (дидактически задачи), какви умения да придобие. Например, за да овладеете алгоритъма на действията при приготвяне на даден обем разтвор според проба: изчислете масата на веществото, претеглете го, измерете обема на течността / доведете го до желания обем; да овладеят техниките за работа с аналитични везни и мерителни прибори; наблюдавайте как концентрациите на частици (молекули, йони) в разтвор са свързани по време на разтварянето на електролити и неелектролити, симетрични и асиметрични електролити, силни и слаби електролити, направете заключение за разтворимост, топлинни ефекти по време на разтваряне и т.н. .

Следващата стъпка в създаването на лаборатория е създаването на сценарий, т.е. Подробно описаниевсеки експеримент поотделно и определяне на мястото и ролята на този опит в лабораторната работа, като се има предвид за какви задачи ще допринесе и как да се работи за постигане на целите на лабораторната работа като цяло. На практика подготовката на сценария се извършва едновременно с апробацията, т.е. пробното изпълнение на експерименти, които допринасят за усъвършенстването и детайлизирането на сценария. Сценарият отразява всяко действие и реакцията на виртуалната лаборатория към него. Сценарият се основава на задачи като „Пригответе 49 g от 0,4% разтвор на CuSO4“ или „Пригответе 35 ml от 0,1 mol/L разтвор на CuSO4 от неговия кристален хидрат (CuSO4∙5H2O)“. При изготвяне на заданието се взема предвид наличието на подходящи реактиви и оборудване във виртуалната лаборатория и техническата възможност за такова задание. В нашия пример сценарият, в допълнение към изчислителната страна, също включва редица действия и техники, които симулират подготовката на разтвор в реална лаборатория. Например, когато се тегли, сухото вещество не трябва да се поставя директно върху купата за теглене, а трябва да се използва специален контейнер; използвайте функцията тара; тъй като в действителност веществото трябва да се добави към баланса на малки порции, евентуално случайно превишаване на изчислената маса ще доведе до факта, че операцията ще трябва да започне отново. Осигурен е избор на химическа стъклария с подходящ обем, точно измерване на обема на течността "по долния менискус" и използването на други специфични техники. След подготовката аплетите на виртуалната лаборатория отразяват свойствата на получения разтвор (моларна концентрация на йони, pH), което ви позволява да проверите правилността на задачата. При извършване на серия от експерименти учениците ще получат данни, въз основа на които могат да направят изводи за концентрацията на йони в разтвори на силни и слаби електролити, рН на разтвори на хидролизируеми вещества или зависимостта на топлинния ефект от разтварянето върху количеството разтворител и естеството на веществото и др.

Като пример, разгледайте изследването на топлинните ефекти при разтварянето на вещества. Сценарият включва експерименти за разтваряне на сухи соли (NaCl, KCl, NaNO 3, CuSO 4, K 2 Cr 2 O 7, KClO 3, Ce 2 (SO 4) 3). Чрез промяна на температурата на разтвора, учениците трябва да заключат, че са възможни както ендо-, така и екзотермични ефекти на разтваряне. Формулировката на задачите във всеки случай може да варира и зависи от вида на експеримента – изследователски или илюстративен. Например, можете да се ограничите до заключението за наличието на такива ефекти или да включите в сценария приготвянето на солни разтвори с различни маси на разтвореното вещество със същата маса разтворител (пригответе разтвори, съдържащи 50 g от веществото в 100 g вода; 10 g от веществото в 100 g вода), и обратно, експериментира с постоянно количество разтворено вещество с променяща се маса на разтворителя; приготвяне на разтвори от безводни соли и техните кристалохидрати и наблюдение на температурните промени при разтварянето им. При извършване на такива експерименти учениците трябва да отговорят на въпросите „Как се различават температурните промени при разтваряне на равни количества безводни соли и техните кристални хидрати? Защо разтварянето на безводните соли става с отделяне на повече топлина, отколкото при кристалните хидрати? и направете заключение какво влияе върху знака на топлинния ефект на разтваряне. В зависимост от целите и задачите на работата, сценарият ще включва няколко експеримента или няколко серии от експерименти, като трябва да се има предвид, че във виртуалното пространство всичко се прави много по-бързо, отколкото в реална лаборатория, и не се приема като много време, както може да изглежда на пръв поглед.

В процеса на апробация е необходимо да се оцени и анализира надеждността на процеса и резултата от виртуален експеримент в сравнение с пълномащабен, т.е. да се гарантира, че симулацията и генерираните резултати от виртуален експеримент експеримента не противоречат на реалността, тоест няма да подведат потребителя.

Методическите препоръки се основават на съставен и тестван сценарий, но не бива да забравяме, че те са адресирани до учениците и освен ясни инструкции и задачи, трябва да съдържат описание на очакваните резултати, свързани с поставените цели, да имат препратки към теоретичен материал и примери.

Резултатът от създаването на виртуална лабораторна работа е внедряването й в учебния процес, което води до повишаване на качеството на усвояване на знанията и овладяване на съответните компетентности. Има няколко метода за „вграждане" на виртуална лабораторна работа по химия в учебния процес на университета. При изучаване на нов материал за по-доброто му разбиране и развитие, според нас, е препоръчително да се провеждат кратки виртуални лабораторни упражнения за актуализиране на знанията или демонстрират изучаваните явления, което създава обективни условия за осъществяване на активни и интерактивни форми на обучение, което се изисква от действащия образователен стандарт. В този случай виртуалната лабораторна работа може да замени традиционния демонстрационен експеримент. Освен това обмисляме възможността за използване на виртуална лабораторна работа за затвърдяване на знания и умения както в класната стая, така и в извънкласни самостоятелни дейности. Друг вариант за използване на виртуална лабораторна работа в процеса на обучение по химия е подготовката на учениците за пълноценна лабораторна работа. Извършвайки правилно съставена виртуална лабораторна работа по химия, учениците, първо, развиват уменията за решаване на изчислителни задачи по тази тема, второ, фиксират алгоритъма и техниката за извършване на химичен експеримент, и трето, научават моделите на химичните процеси с активно участие в процеса.учене.

Предложената методика за създаване на виртуална лабораторна работа по химия въоръжава учителите с основани на доказателства инструменти за провеждане на часовете по химия и химически дисциплини в интерактивна форма, съчетана с извънкласна работа с цел формиране и развитие на професионалните умения на учениците.

Рецензенти:

Роговая О. Г., доктор на педиатричните науки, професор, ръководител на катедрата по химическо и екологично образование, Руския държавен педагогически университет на името на A.I. Херцен, Санкт Петербург;

Piotrovskaya K. R., доктор на педиатричните науки, професор, професор в катедрата по методика на преподаване на математика и информатика, Руски държавен педагогически университет на името на A.I. Херцен, Санкт Петербург.

Библиографска връзка

Гавронская Ю.Ю., Оксенчук В.В. МЕТОД ЗА СЪЗДАВАНЕ НА ВИРТУАЛНИ ЛАБОРАТОРНИ РАБОТИ ПО ХИМИЯ // Съвременни проблеми на науката и образованието. - 2015. - № 2-2.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=22290 (дата на достъп: 01.02.2020 г.). Предлагаме на Вашето внимание списанията, издавани от издателство "Естествонаучна академия"

Световното образование и научният процес се променят толкова ясно последните години, но по някаква причина те говорят повече не за пробивни иновации и възможностите, които откриват, а за местни изпитни скандали. Междувременно същността на образователния процес прекрасно отразява английската поговорка „Можеш да заведеш кон до водопой, но не можеш да го накараш да се напие“.

Съвременното образование по същество живее двойнствен живот. В служебния му живот има програма, рецепти, изпити, „безсмислена и безпощадна“ битка за състава на предметите в училищния курс, вектора на служебното положение и качеството на образованието. И в неговия реален живот, като правило, всичко, което е концентрирано, е концентрирано съвременно образование: дигитализация, електронно обучение, мобилно обучение, обучение чрез Coursera, UoPeople и други онлайн институции, уебинари, виртуални лаборатории и др. Всичко това все още не е станало част от общоприетата глобална образователна парадигма, но на местно ниво дигитализацията на образованието и изследователска работавече се случва.

MOOC-обучението (Масивни отворени онлайн курсове, масови лекции от отворени източници) е чудесно за прехвърляне на идеи, формули и други теоретични знания в уроци и лекции. Но за пълнотата на развитието на много дисциплини са необходими и практически упражнения - дигиталното обучение "почувства" тази еволюционна необходимост и създаде нова "форма на живот" - виртуални лаборатории, собствени за училищно и университетско образование.

Известен проблем с електронното обучение е, че то преподава предимно теоретични предмети. Може би следващият етап в развитието на онлайн обучението ще бъде покриването на практически области. И това ще се случи в две посоки: първата е договорното делегиране на практиката на физическо съществуващи висши училища(при медицината например), а второто е разработването на виртуални лаборатории на различни езици.

Защо се нуждаем от виртуални лаборатории или виртуални лаборатории?

• Да се ​​подготви за реална лабораторна работа.
• За учебни дейности, ако няма подходящи условия, материали, реактиви и оборудване.
• За дистанционно обучение.
• За самоподготовкадисциплини в зряла възраст или заедно с деца, тъй като много възрастни, по една или друга причина, изпитват нужда да „запомнят“ това, което никога не е било научено или разбрано в училище.
• За научна работа.
• За висше образование с важен практически компонент.

Разновидности на виртуални лаборатории. Виртуалните лаборатории могат да бъдат 2D или 3D; прости за по-малки ученици и сложни, практични за средни и гимназисти, студенти и учители. Техните виртуални лаборатории са предназначени за различни дисциплини. Най-често това е физика и химия, но има и доста оригинални, например виртуална лаборатория за еколози.

Особено сериозните университети имат свои собствени виртуални лаборатории, например Самарският държавен аерокосмически университет на името на академик С. П. Королев и Институтът за история на науката Макс Планк в Берлин (Институт Макс Планк за история на науката, MPIWG). Припомнете си, че Макс Планк е немски физик-теоретик, основател на квантовата физика. Виртуалната лаборатория на института дори има официален сайт. Можете да гледате презентацията на този линк. Виртуалната лаборатория: Инструменти за изследване на историята на експериментирането.Онлайн лабораторията е платформа, където историците публикуват и обсъждат своите изследвания по темата за експериментирането в различни области на науката (от физика до медицина), изкуство, архитектура, медии и технологии. Той също така съдържа илюстрации и текстове за различни аспекти на експериментирането: инструменти, експерименти, филми, снимки на учени и т.н. Студентите могат да създадат свой собствен акаунт в тази виртуална лаборатория и да добавят научни статии за обсъждане.

Виртуална лаборатория на Института Макс Планк за история на науката

Портал Virtulab

Изборът на рускоезични виртуални лаборатории, за съжаление, все още е малък, но е въпрос на време. Разпространението на електронното обучение сред учениците и студентите, масовото навлизане на цифровизацията в учебни заведенияпо един или друг начин те ще създадат търсене, след което ще започнат масово да развиват красиви модерни виртуални лаборатории в различни дисциплини. За щастие вече има доста развит специализиран портал, посветен на виртуалните лаборатории - Virtulab.Net. Предлага доста хубави решения и обхваща четири дисциплини: физика, химия, биология и екология.

Виртуална лаборатория 3D по физика Virtulab .Net

Виртуална инженерна практика

Virtulab.Net все още не изброява инженерството като една от своите специализации, но съобщава, че виртуалните лаборатории по физика, хоствани там, могат да бъдат полезни в дистанционното инженерно обучение. В крайна сметка, например, за изграждане на математически модели, дълбоко разбиране на физическа природамоделиране на обекти. Като цяло инженерните виртуални лаборатории имат огромен потенциал. Инженерното образование е до голяма степен ориентирано към практиката, но университетите рядко използват подобни виртуални лаборатории поради факта, че пазарът на дигитално обучение в областта на инженерството е слабо развит.

Проблемно-ориентирани учебни комплекси на системата CADIS (SSAU). Самарският аерокосмически университет на името на Королев разработи своя собствена инженерна виртуална лаборатория за засилване на обучението на технически специалисти. Център за Нов информационни технологии(TsNIT) SSAU създаде "Проблемно ориентирани образователни комплекси на системата CADIS". Съкращението CADIS означава "Система от комплекси от автоматизирани дидактически средства". Това са специални класни стаи, в които се провеждат виртуални лабораторни семинари по якост на материалите, строителна механика, методи за оптимизация и геометрично моделиране, дизайн на самолети, материалознание и термична обработка и други технически дисциплини. Някои от тези семинари са свободно достъпни на сървъра на SSAU. Виртуалните класни стаи съдържат описания на технически обекти със снимки, диаграми, връзки, чертежи, видео, аудио и флаш анимации с лупа за разглеждане на малките детайли на виртуалната единица. Има и възможност за самоконтрол и обучение. Ето какви са комплексите на виртуалната система CADIS:

• Beam - комплекс за анализ и изграждане на диаграми на греди в хода на якостта на материалите (инженеринг, конструкция).
• Структура - набор от методи за проектиране на силови вериги на механични конструкции (инженерство, строителство).
• Оптимизация - комплекс от математически методи за оптимизация (CAD курсове в машиностроенето, строителството).
• Сплайн - комплекс от интерполационни и апроксимационни методи в геометричното моделиране (CAD курсове).
• I-beam - комплекс за изследване на моделите на силова работа на тънкостенни конструкции (инженерство, строителство).

• Химик - набор от комплекси по химия (за средни училища, специализирани лицеи, подготвителни курсовеуниверситети).
• Organic - комплекси според органична химия(за университети).
• Полимерни комплекси по химия на високомолекулните съединения (за университети).
• Molecule Constructor - Симулаторна програма "Molecule Constructor".
• Математика - комплекс от елементарна математика (за кандидат-студенти).
• Физическо възпитание - комплекс за подпомагане теоретични курсовепо физическо възпитание.
• Металург - комплекс по металознание и термична обработка (за университети и техникуми).
• Zubrol - комплекс по теория на механизмите и машинните части (за университети и технически училища).

Виртуални инструменти на Zapisnyh.Narod.Ru. Сайтът Zapisnyh.Narod.Ru ще бъде много полезен в инженерното образование, където можете да изтеглите безплатно виртуални инструменти на звукова карта, което отваря широки възможности за създаване на технологии. Те със сигурност ще заинтересуват учителите и ще бъдат полезни на лекции, в научна работаи в лабораторни упражнения по природни и технически дисциплини. Гамата от виртуални инструменти, публикувани на сайта, е впечатляваща:

• комбиниран LF генератор;
• двуфазен LF генератор;
• записващо устройство за осцилоскоп;
• осцилоскоп;
• честотомер;
• AF характерограф;
• технолог;
• електромер;
• метър R, C, L;
• домашен електрокардиограф;
• оценител на капацитет и ESR;
• хроматографски системи ХромПроцесор-7-7М-8;
• устройство за проверка и диагностика на неизправности на кварцови часовници и др.

Едно от виртуалните инженерни устройства от сайта Zapisnyh.Narod.Ru

Виртуални лаборатории по физика

Екологична виртуална лаборатория във Virtulab .Net.Екологичната лаборатория на портала засяга както общи проблеми на развитието на Земята, така и отделни закони.

Визуализацията е един от най-ефективните методи на обучение, който помага да се разбере много по-лесно и по-дълбоко същността на различни явления.Не случайно визуалните помагала са били използвани в древността. Визуализирането и моделирането са особено полезни при изучаване на динамични, променящи се във времето обекти и явления, които могат да бъдат трудни за разбиране, като се гледа проста статична картина в обикновен учебник. Лабораторните упражнения и учебните опити са не само полезни, но и много интересни – при подходяща организация, разбира се.

Не всички образователни експерименти могат или трябва да се провеждат в "реален" режим. Не е изненадващо, че технологиите за компютърна симулация бързо навлязоха в тази област. Сега на пазара има редица софтуерни пакети, предназначени за осъществяване на виртуални образователни експерименти. Този преглед ще разгледа сравнително ново въплъщение на такива решения: виртуални онлайн лаборатории. С тяхна помощ можете да провеждате компютърни експерименти, без да купувате допълнителни програми, и по всяко удобно време ще има достъп до Интернет.

В развитието на съвременни мрежови проекти от този вид сега има няколко тенденции. Първият е разпръскването върху значително количество ресурси. Наред с големите проекти, които натрупват значително количество съдържание, има много сайтове, които съдържат няколко лаборатории. Втората тенденция е наличието както на мултииндустриални проекти, предлагащи лаборатории за различни отрасли на знанието, така и на тематични специализирани проекти. И накрая, трябва да се отбележи, че лабораториите, посветени на природните науки, са най-добре представени онлайн. Наистина, физическите експерименти като цяло могат да бъдат много скъпо начинание, а компютърната лаборатория ви позволява да погледнете зад кулисите на сложни процеси. Химията също печели: няма нужда да купувате истински реактиви, лабораторно оборудване, няма страх да не развалите нещо в случай на грешка. Не по-малко плодородно поле за виртуални лабораторни работилници- биология и екология. Не е тайна, че подробното изследване на биологичен обект често завършва с неговата смърт. Екологичните системи са големи и сложни, така че използването на виртуални модели улеснява възприемането им.

Нашият преглед включва няколко от най-интересните онлайн проекти, както разнообразни, така и тематични. Всички уеб ресурси на този преглед са сайтове с отворен, безплатен достъп.

VirtuLab

Ресурсът VirtuLab е най-голямата колекция от виртуални експерименти върху различни учебни дисциплини. Основната единица на колекцията е виртуален експеримент. От техническа гледна точка това е интерактивен видеоклип, направен с Adobe Flash. Някои лаборатории са направени в триизмерна графика. За да работите с тях, ще трябва да инсталирате Adobe Shockwave Player с добавката Havok Physics Scene. Можете да намерите тази добавка на director-online.com. Трябва да разопаковате получения архив в директорията Xtras на вашия Adobe Shockwave Player, която се намира в системната директория на Windows.

Ресурсът VirtuLab е най-голямата колекция от виртуални онлайн
лабораториина руски

Всеки видеоклип ви позволява да проведете експеримент, който има учебна цел и ясна задача. На потребителя се предлагат всички инструменти и предмети, необходими за получаване на резултата. Задачите и съветите се показват като текстови съобщения. Видеоклиповете на VirtuLab имат силен образователен аспект, например, ако потребителят направи грешка, системата няма да го остави да продължи, докато грешката не бъде коригирана.

Колекцията от експерименти на VirtuLab е доста обширна и разнообразна. VirtuLab няма собствена вградена търсачка, така че за да намерите желания експеримент, просто трябва да превъртите секциите на каталога. Архивът е разделен на четири основни блока: "Физика", "Химия", "Биология" и "Екология". В тях има по-тесни тематични раздели. По-специално, за физиката това са раздели от тази дисциплина. Има експерименти за запознаване с механиката, електрическите и оптичните ефекти. Редица лаборатории са направени в 3D графики, което помага да се демонстрират различни експерименти: от експерименти с динамометри до пречупване и други оптични ефекти.

В биологията класовете станаха основа за разделението училищна програма. Съдържанието на задачите тук може да бъде най-различно. И така, има задачи за изучаване на структурните характеристики на различни живи организми (например дизайнер за сглобяване на всички видове организми от предложените „детайли“) и задачи, които симулират работа с микроскоп и с препарати от различни тъкани.

Сайтът PhET е мултииндустриална колекция от Java аплети,
с които можете да работите както онлайн, така и на вашия локален компютър

Отделно в секцията Cutting Edge Research има демонстрации, посветени на най съвременни изследвания. Нови елементи в архива се появяват редовно, разделът New Sims е предназначен за тях.

Обърнете внимание на подраздела Translated Sims. Тази страница съдържа списък на всички езици, на които са преведени предложените виртуални лаборатории. Сред тях има и руснак - днес тук има точно петдесет такива експеримента. Любопитно е, че демонстрациите на английски, сръбски и унгарски са почти еднакви. Ако желаете, можете да участвате в превода на демонстрации. За целта се предлага специално приложение PhET Translation Utility.

Какво представляват PhET демонстрациите и кой може да се възползва от тях? Те са изградени по Java технология. Това ви позволява да провеждате експерименти онлайн, да изтегляте аплети на вашия локален компютър и да ги вграждате като уиджети на други уеб страници. Всички тези опции са предоставени на всяка демонстрационна страница на PhET.

Всички PhET експерименти са интерактивни. Те съдържат една или повече задачи, както и набор от всички елементи, необходими за решаването им. Тъй като напредъкът на решението по правило се разкрива достатъчно подробно в текстови бележки, основната цел на демонстрациите е да визуализират и обяснят ефектите, а не да тестват знанията и уменията на потребителя. И така, една от демонстрациите на химическия раздел предлага да се направят молекули от предложените атоми и да се разгледа триизмерна визуализация на резултата. В биологичния раздел има калкулатор за баланса на консумацията на калории на човек през деня: можете да посочите видовете и количествата на консумираната храна, както и обема упражнение. След това остава само да се наблюдават промените в експерименталния "човек" на дадена възраст, ръст и първоначално тегло. Математическият раздел разполага с много полезни инструменти за графики за различни функции, аритметични игри и други интересни приложения. Разделът по физика предлага широк набор от „лаборатории“, демонстриращи различни явления – от просто движение до квантови взаимодействия.

PhET
степен: 4
Език на интерфейса:Английски, има руски
Разработчик:Университет на Колорадо
уебсайт: phet.colorado.edu

Проект за демонстрации на Wolfram

Много ценен източник на онлайн лаборатории е Wolfram Demonstrations Project, мултидисциплинарен ресурс. Целта на проекта е визуална демонстрация на концепциите на съвременната наука и технологии. Wolfram твърди, че е единна платформа, която ви позволява да създадете единен каталог от онлайн интерактивни лаборатории. Това, според разработчиците, ще позволи на потребителите да избегнат проблеми, свързани с използването на разнородни учебни ресурси и платформи за разработка.

Каталогът на Wolfram Demonstrations Project съдържа над 7000 елемента.
виртуални лаборатории

Този сайт е част от по-голям интернет проект на Wolfram. Проектът Wolfram Demonstrations в момента разполага с впечатляващ каталог от над 7000 интерактивни демонстрации.

Технологичната основа за създаване на лаборатории и демонстрации е пакетът Wolfram Mathematica. За да видите демонстрациите, ще трябва да изтеглите и инсталирате специален Wolfram CDF Player с размер малко над 150 MB.

Каталогът на проекта се състои от 11 основни раздела, свързани с различни отрасли на знанието и човешката дейност. Има големи физически, химически и математически раздели, както и такива, посветени на технологията и инженерството. Биологичните науки са добре представени. Нивата на сложност на моделите, както и нивата на представяне са много различни. Каталогът съдържа доста сложни демонстрации, насочени към висшето образование, много лаборатории са посветени на илюстрирането на най-новите научни постижения. Същевременно в сайта има и раздели, предназначени за деца. Може би езиковата бариера може да се превърне в известно неудобство: проектът Wolfram в момента е чисто английски. В демонстрациите и лабораториите обаче няма много текст, инструментите за управление са доста прости и е лесно да се работи с тях без подкани.

Няма конкретни задачи и контрол върху изпълнението им. Не можете обаче да наречете съдържанието просто презентации или видеоклипове. Демонстрациите на Wolfram имат доста интерактивност. Почти всеки от тях има инструменти, които помагат да се променят параметрите на представените обекти, като по този начин се провеждат виртуални експерименти върху тях. Това допринася за по-задълбочено разбиране на демонстрираните процеси и явления.

Проект за демонстрации на Wolfram
Степен: 4
Език на интерфейса: Английски
Разработчик:Проект за демонстрации на Wolfram и сътрудници
уебсайт: demonstrations.wolfram.com

Лаборатория по химия на IrYdium

В допълнение към "разнообразните" проекти в съвременната мрежа има много специализирани онлайн лаборатории, посветени на определени науки. Нека започнем с The ChemCollective, проект, посветен на изучаването на химията. Съдържа много тематични материали на английски език. Един от най-интересните му раздели е неговата собствена виртуална лаборатория, наречена IrYdium Chemistry Lab. Устройството му е забележимо различно от всички проекти, разгледани по-горе. Факт е, че тук не се предлагат конкретни, конкретни експерименти с техните задачи. Вместо това на потребителя се дава почти пълна свобода на действие.

IrYdium Online Chemistry Lab е различна
висока гъвкавост при настройка и работа

Лабораторията е направена под формата на Java аплет. Между другото, той може да бъде изтеглен и стартиран на локален компютър - съответната връзка за изтегляне е поставена на главната страница на проекта.

Интерфейсът на аплета е разделен на няколко зони. В средата е работното пространство, което показва напредъка на експеримента. Дясната колона е дадена на своеобразно "табло" - показва информация за протичащите реакции: температура, киселинност, моларност и други спомагателни данни. Лявата страна на аплета съдържа така наречения „Склад за реагенти“. Това е набор от различни виртуални реагенти, направени под формата на йерархично дърво. Тук можете да намерите киселини, основи, индикаторни вещества и всичко останало, от което се нуждае един химик експериментатор. За работа с тях се предлага богат избор от разнообразна лабораторна стъклария, горелка, везни и друго оборудване. В резултат на това потребителят получава на свое разположение добре оборудвана лаборатория с малко инвалидекспериментиране.

Тъй като тук няма конкретни задачи, експериментите се извършват по начин, който е необходим и интересен за потребителя. Остава само да изберете необходимите вещества, да изградите експериментална инсталация с помощта на предложеното виртуално оборудване и да започнете реакцията. Много е удобно, че полученото вещество може да се добави към колекцията от реактиви, които да се използват в следващите експерименти.

Като цяло се оказа интересен и полезен ресурс, характеризиращ се с висока гъвкавост на използване. Ако вземем предвид наличието на почти пълен руски превод на програмата, тогава лабораторията IrYdium Chemistry Lab може да се превърне в много полезен инструмент за овладяване на основни химически знания.

Лаборатория по химия на IrYdium
степен: 5
Език на интерфейса:руски английски
Разработчик: The Chem Collective
уебсайт: www.chemcollective.org/vlab/vlab.php

"Виртуална лаборатория" teachmen.ru

Това е вторият руски проект в нашия преглед. Този ресурс се фокусира върху физични явления. Обхватът на виртуалните лаборатории не се ограничава до рамките на училищната програма. Предлаганите в тях онлайн експерименти са разработени от специалисти от Челябинск държавен университет, подходящ не само за ученици, но и за студенти. Технически, този ресурс е комбинация от Flash и Java, така че ще искате да проверите за актуализации на Java Virtual Machine на вашата машина предварително.

Задачите на проекта Виртуална лаборатория са различни
по-висока сложност

Дизайнът на лабораториите тук е схематичен и строг. Сякаш се появяват някакви съживени картини от учебника. Това се подчертава от наличието на материали, предназначени да съпътстват обучителните сесии. Основният акцент в такива експерименти се поставя върху изпълнението на конкретни задачи и тестването на знанията на потребителя.

Каталогът на проекта включва дузина основни тематични секции - от механика до атомна и ядрена физика. Всяка от тях съдържа до десет съответни интерактивни виртуални лаборатории. Освен това се предлагат илюстрирани бележки от лекции, някои със собствени виртуални експерименти.

Тук доста внимателно се възпроизвежда работната среда на експериментатора. Устройствата са демонстрирани под формата на диаграми, предлага се изграждане на графики и избор на отговори от наличните опции. Експериментите във "Виртуалната лаборатория" са по-трудни, отколкото във VirtuLab. Колекцията на ресурса включва експерименти по атомна и ядрена физика, лазерна физика, както и „дизайнер на атоми“, предлагащ сглобяване на атом от различни елементарни частици. Има експерименти за намиране и неутрализиране на източника на радиация, за изследване на свойствата на лазерите. Освен това има "механични" лаборатории, насочени предимно към ученици.

Онлайн лаборатории в

В допълнение към големите ресурси с десетки и стотици виртуални тестови сайтове, в мрежата има много малки сайтове, които предлагат редица интересни експериментипо конкретна, обикновено тясна тема.

Добра отправна точка, когато търсите малки виртуални
лабораторииможе да стане проект на онлайн лаборатории в

В такава ситуация, за да намерите необходимите демонстрации, каталожните проекти, които събират и организират връзки към такива сайтове, със сигурност ще бъдат полезни. Добра отправна точка е онлайн лабораторията в директорията (onlinelabs.in). Този ресурс събира и организира връзки към проекти, които предлагат свободно достъпни онлайн експерименти и лаборатории в различни области на науката. За всяка наука има съответен раздел. В областта на интересите на проекта, на първо място, физика, химия и биология. Именно тези раздели са най-големите и добре актуализирани. Освен това тези, посветени на анатомия, астрономия, геология и математика, постепенно се запълват. Всеки от разделите съдържа връзки към подходящи Интернет ресурси с кратка анотация на английски език, описваща предназначението на конкретна лаборатория.

"Виртуална лаборатория" teachmen.ru
степен: 3
език:Руски
Разработчик:Челябински държавен университет
уебсайт: