1

Opisuje se tehnika izrade laboratorijskog rada iz kemije pomoću virtualnih laboratorija. Izrada virtualnog laboratorijskog rada sastoji se od faza postavljanja ciljeva laboratorijskog rada, odabira virtualnog laboratorija, utvrđivanja mogućnosti virtualnog simulatora, korekcije ciljeva, utvrđivanja sadržajnih i didaktičkih zadataka, pisanja skripte, testiranja, ispravljanja skripte, procjena i analiza pouzdanosti procesa i rezultata virtualnog eksperimenta u usporedbi s prirodnim, izrada smjernice. Prikazan je model metodologije za izradu virtualnog laboratorijskog rada iz kemije. Pojašnjen je pojmovno-terminološki aparat u području istraživanja: dane su definicije virtualnog laboratorijskog rada iz kemije, virtualnog kemijskog laboratorija, virtualnog kemijskog eksperimenta. Pokazuje metode korištenja virtualnog laboratorijskog rada u kemiji tijekom studiranja na sveučilištu: kada proučavate novi materijal, kada konsolidirate znanje, u pripremi za potpuni laboratorijski rad u učionici i izvannastavnom radu. samostalna djelatnost.

obuka iz kemije

virtualni laboratoriji

virtualni eksperiment

1. Belokhvostov A. A., Arshansky E. Ya. Elektronička sredstva nastave kemije; razvoj i način korištenja. - Minsk: Aversev, 2012. - 206 str.

2. Gavronskaya Yu. Yu., Alekseev V. V. Virtualni laboratorijski rad u interaktivnom učenju fizička kemija// Zbornik ruske države Pedagoško sveučilište ih. A.I. Herzen. - 2014. - br. 168. - str.79–84.

3. GOST 15971–90. Sustavi za obradu informacija. Pojmovi i definicije. - Umjesto GOST 15971-84; ulazni. 01.01.1992. - M.: Izdavačka kuća za standarde, 1991. - 12 str.

4. Morozov, M. N. Razvoj virtualnog kemijskog laboratorija za školsko obrazovanje // Obrazovne tehnologije i društva. - 2004. - T 7, br. 3. - C 155-164.

5. Pak, M. S. Teorija i metodika nastave kemije: udžbenik za sveuč. - Sankt Peterburg: Izdavačka kuća Ruskog državnog pedagoškog sveučilišta im. A.I. Herzen, 2015. - 306 str.

6. Savezni državni obrazovni standard višeg strukovno obrazovanje u smjeru pripreme 050100 Učiteljsko obrazovanje(kvalifikacija (stupanj) "prvostupnik") (odobren Nalogom Ministarstva obrazovanja i znanosti Ruske Federacije od 22. prosinca 2009. br. 788) (s izmjenama i dopunama 31. svibnja 2011.) [Elektronički izvor]. - URL: http://fgosvo.ru/uploadfiles/fgos/5/20111207163943.pdf (datum pristupa: 03.10.15.).

7. Virtualni laboratorij / Chem Collective. Online resursi za poučavanje i učenje kemije [Elektronički izvor]. - URL: http://chemcollective.org/activities/vlab?lang=ru (datum pristupa: 03.10.15.).

Virtualni kemijski laboratoriji, virtualni eksperiment, virtualni kemijski laboratoriji perspektivno je područje u kemijsko obrazovanje, prirodno privlačeći pozornost učenika i nastavnika. Relevantnost uvođenja virtualnih laboratorija u obrazovnu praksu uvjetovana je, prvo, informacijskim izazovima vremena, a drugo, regulatornim zahtjevima za organizaciju obrazovanja, odnosno obrazovnim standardima. Trenutni savezni državni obrazovni standardi više obrazovanje Za provedbu kompetencijskog pristupa predviđaju široku primjenu u odgojno-obrazovnom procesu aktivnih i interaktivnih oblika izvođenja nastave, uključujući računalne simulacije, u kombinaciji s izvannastavnim radom radi formiranja i razvoja profesionalnih vještina učenika.

U ovom području, u smislu prevalencije i potražnje, lider je "Kemija razreda 8-11 - Virtualni laboratorij" MarSTU-a, namijenjen učenicima i kandidatima; također poznati interaktivni praktični rad i eksperimenti iz kemije VirtuLab (http://www.virtulab.net/). Na razini visokog obrazovanja, među resursima na ruskom jeziku na tržištu obrazovnih alata postoje virtualni kemijski laboratoriji ENK-a, vlastiti (i, u pravilu, zatvoreni) razvoj sveučilišta i niz resursa na strani jezici. Opis dostupnih virtualnih laboratorija u kemiji dat je više puta, njihov popis će se sigurno nadopunjavati. Virtualni laboratoriji pouzdano zauzimaju svoje mjesto u praksi nastave kemije i kemijskih disciplina, dok se teorijske i metodološke osnove za njihovu primjenu i izradu virtualnih laboratorijskih radova temeljenih na njima tek počinju oblikovati. Čak ni sam pojam „virtualni laboratorijski rad u kemiji” još nije dobio razumnu definiciju koja točno ukazuje na odnos s drugim pojmovima, uključujući pojam virtualnog laboratorija u nastavi kemije i virtualnog kemijskog eksperimenta.

Radi pojašnjenja pojmovno-terminološkog aparata, kao polazište koristimo pojam "kemijski eksperiment", koji se koristi u znanstvenom području teorije i metodike nastave. Kemijski pokus specifično je sredstvo poučavanja kemije, koje djeluje kao izvor i najvažnija metoda znanja, on učenike upoznaje ne samo s predmetima i pojavama, nego i s metodama kemijske znanosti. U procesu izvođenja kemijskog pokusa učenici stječu sposobnost promatranja, analize, zaključivanja, rukovanja priborom i reagensima. Postoje: demonstracija i učenički/učenički pokus; eksperimenti (pomažu u proučavanju određenih aspekata kemijskog objekta), laboratorijski rad (skup laboratorijskih pokusa omogućuje proučavanje mnogih aspekata kemijskih objekata i procesa), praktične vježbe, laboratorijska radionica; kućni pokus, istraživački pokus itd. Kemijski pokus može biti prirodni, mentalni i virtualni. "Virtualno" znači "moguće, bez fizičkog utjelovljenja"; virtualna stvarnost - imitacija stvarnog okoliša uz pomoć računalnih uređaja; koristi se prvenstveno u obrazovne svrhe; u tom smislu, virtualni eksperiment se ponekad naziva simulacija ili računalni eksperiment. Prema trenutnom GOST-u, "virtualno" je definicija koja karakterizira proces ili uređaj u sustavu za obradu informacija koji izgleda stvarno postoji, budući da se sve njihove funkcije provode na neki drugi način; široko korišten u vezi s uporabom telekomunikacija. Dakle, virtualni kemijski pokus svojevrsni je obrazovni pokus iz kemije; njegova glavna razlika od prirodnog je činjenica da sredstvo demonstracije ili modeliranja kemijski procesi i fenomena je računalna tehnologija, pri izvođenju student operira slikama tvari i komponenti opreme koje reproduciraju izgled i funkcije stvarnih objekata, odnosno koristi se virtualnim laboratorijem. Virtualni laboratorij u nastavi kemije shvaćamo kao računalnu simulaciju obrazovnog kemijskog laboratorija, koja ostvaruje svoju glavnu funkciju - provođenje kemijskog eksperimenta u obrazovne svrhe. Tehnički, funkcioniranje virtualnog laboratorija osigurava programska i hardverska oprema računalne tehnologije, didaktički - smisleno i metodički opravdan sustav pretpostavki o tijeku proučavanog kemijskog procesa ili pojavnosti svojstava kemijskog objekta, na temelju koji od opcije reakcije virtualnog laboratorija na radnje korisnika. Virtualni laboratorij djeluje kao element visokotehnološkog informacijskog obrazovnog okruženja, kao sredstvo za stvaranje i izvođenje virtualnog eksperimenta. Virtualni laboratorijski rad u kemiji - virtualni kemijski eksperiment u obliku niza eksperimenata objedinjenih zajedničkim ciljem proučavanja kemijskog objekta ili procesa.

Razmotrite metodologiju izrade virtualnog laboratorijskog rada iz kemije (model je prikazan na slici 1) na konkretnom primjeru laboratorijskog rada na temu "Otopine".

Riža. 1. Model metodologije za izradu virtualnog laboratorijskog rada iz kemije

Izrada virtualnog laboratorijskog rada sastoji se od faza postavljanja ciljeva laboratorijskog rada, odabira virtualnog laboratorija, identifikacije mogućnosti virtualnog simulatora, korekcije ciljeva, određivanja smislenih i didaktičkih zadataka, pisanja scenarija, testiranja, evaluacije i analize pouzdanost procesa i rezultata virtualnog eksperimenta u usporedbi s prirodnim, scenarij korekcije i izrada metodoloških preporuka.

Faza postavljanja ciljeva podrazumijeva proces odabira ciljeva planiranog laboratorijskog rada uz određivanje granica dopuštenih odstupanja za postizanje obrazovni ishod najučinkovitije i najprihvatljivije sredstvo, uzimajući u obzir materijalne, tehničke, privremene, ljudske resurse, kao i osobne i dobne značajke učenicima. U našem primjeru cilj je bio pripremiti otopine i proučiti njihova svojstva; rad je namijenjen samostalnom izvannastavnom aktivnosti učenja učenicima. Tema otopina pokrivena je u većini sveučilišnih kolegija iz kemije, osim toga, vještine pripreme i rada s otopinama tražene su u svakodnevnom životu iu gotovo svakom profesionalna djelatnost. Stoga je svrha rada bila učvrstiti sposobnost izračunavanja molarne i postotne koncentracije otopine, potreban iznos tvari i otapala za pripremu otopine određene koncentracije; razvoj algoritma i tehnike operacija za pripremu otopina (vaganje tvari, mjerenje volumena i dr.); proučavanje pojava koje se događaju tijekom otapanja - oslobađanje ili apsorpcija topline, disocijacija, promjene električne vodljivosti, promjene pH medija itd.

Faza odabira virtualnog laboratorija. Odabir virtualnog laboratorija određen je nizom okolnosti: načinom pristupa izvoru, financijskim uvjetima za njegovo korištenje, jezikom i složenošću sučelja te, naravno, sadržajem, odnosno mogućnostima koje ovaj laboratorij pruža ili ne pruža korisniku za postizanje ciljeva planiranog rada laboratorija. Fokusirali smo se na laboratorije s otvorenim slobodnim pristupom, za što bi bilo dovoljno poznavanje rada na računalu na razini korisnika, u početku napuštajući laboratorije s niskim stupnjem interaktivnosti, odnosno dopuštajući samo mogućnosti pasivnog promatranja kemijskog eksperimenta. Proučavajući nekoliko projekata multidisciplinarnog i tematskog plana, došli smo do zaključka da niti jedan od nama poznatih laboratorija ne ispunjava u potpunosti zahtjeve, a to su: omogućiti studentu da pripremi otopinu zadane koncentracije prema unaprijed izračunatim količinama. otopljene tvari i otapala, provođenjem operacija vaganja, mjerenjem volumena, otapanja, uvjerite se da je priprema točna, a također promatrajte procese koji prate otapanje. Ipak, odlučili smo se za virtualni laboratorij IrYdiumChemistryLab, čija je prednost što možete intervenirati u program i osmisliti vlastiti virtualni eksperiment.

Identifikacija mogućnosti virtualnog simulatora odabranog laboratorija pokazala je sljedeće. Što se tiče skupa reagensa, postoje otopine različitih koncentracija (19 MNaOH, 15 MHClO4 i druge), voda kao najvažnije otapalo, ali praktički odsutna. čvrste tvari; međutim, aplikacija Authoring Tool omogućuje vam uvođenje dodatnih reagensa u laboratorij pomoću termodinamičkih karakteristika tvari. Oprema uključuje set mjernog pribora različitog stupnja točnosti (cilindri, pipete, birete), analitičku vagu, pH metar, temperaturni senzor, grijač i applet za prikaz koncentracije čestica u otopini. Nije predviđena mogućnost proučavanja takvih karakteristika otopine kao što su električna vodljivost, viskoznost, površinska napetost. Procesi u virtualnom laboratoriju odvijaju se u vrlo kratkom vremenu, što ograničava proučavanje brzine kemijskih procesa. Na temelju mogućnosti virtualnog simulatora, ciljevi su ispravljeni, posebice je isključeno proučavanje električne vodljivosti otopina, ali je dodano proučavanje utjecaja temperature na topljivost tvari. Pri određivanju ciljeva laboratorijskog rada polazili smo od očekivanih rezultata: studenti trebaju razviti praktičnu vještinu pripremanja otopina, uključujući ovladavanje algoritmima pojedinih operacija, zaključivati ​​o promjeni broja čestica u otopini. tijekom disocijacije jakih i slabih elektrolita, o odnosu broja aniona i kationa u slučaju otapanja asimetričnih elektrolita, o uzrocima toplinskih učinaka tijekom otapanja.

Izdvajamo fazu definiranja zadataka izrađenog laboratorijskog rada kao važan element proces osmišljavanja aktivnosti učenika, ovdje je potrebno planirati koje manipulacije će učenici morati izvršiti u okviru ovog laboratorijskog rada i što promatrati (smisleni zadaci), te do kakvih zaključaka i na temelju čega trebaju doći nakon njegovog završetka (didaktički zadaci), koje vještine usvojiti . Na primjer, ovladati algoritmom radnji pri pripremi zadanog volumena otopine prema uzorku: izračunati masu tvari, izvagati je, izmjeriti volumen tekućine / dovesti do željenog volumena; ovladati tehnikama rada s analitičkim vagama i mjernim priborom; uočiti odnos koncentracija čestica (molekula, iona) u otopini tijekom otapanja elektrolita i neelektrolita, simetričnih i asimetričnih elektrolita, jakih i slabih elektrolita, zaključiti o topljivosti, toplinskim učincima tijekom otapanja i dr. .

Sljedeći korak u stvaranju laboratorija je izrada scenarija, tj. Detaljan opis svaki pokus posebno te određivanje mjesta i uloge tog iskustva u laboratorijskom radu, vodeći računa o tome kojim zadaćama će ono pridonijeti, te kako djelovati prema postizanju ciljeva laboratorijskog rada u cjelini. U praksi se priprema scenarija odvija istovremeno s aprobacijom, odnosno probnim izvođenjem pokusa koji pridonose doradi i detaljizaciji scenarija. Scenarij odražava svaku radnju i reakciju virtualnog laboratorija na nju. Scenarij se temelji na zadacima poput "Pripremite 49 g 0,4% otopine CuSO4" ili "Pripremite 35 ml 0,1 mol/L otopine CuSO4 iz njenog kristalnog hidrata (CuSO4∙5H2O)". Pri izradi zadatka vodi se računa o dostupnosti odgovarajućih reagensa i opreme u virtualnom laboratoriju te tehničkoj izvedivosti takvog zadatka. U našem primjeru scenarij je, osim računske strane, uključivao i niz radnji i tehnika koje simuliraju pripremu otopine u stvarnom laboratoriju. Na primjer, pri vaganju se suha tvar ne smije stavljati izravno na zdjelu za vaganje, već treba koristiti poseban spremnik; koristiti funkciju tare; budući da u stvarnosti tvar treba dodati ravnoteži u malim obrocima, mogući slučajni višak izračunate mase dovest će do činjenice da će se operacija morati ponovno pokrenuti. Predviđen je izbor kemijske staklene posude odgovarajućeg volumena, točno mjerenje volumena tekućine "po donjem meniskusu" i korištenje drugih specifičnih tehnika. Nakon pripreme, programčići virtualnog laboratorija odražavaju svojstva dobivene otopine (molarnu koncentraciju iona, pH), što vam omogućuje provjeru ispravnosti zadatka. Izvođenjem niza pokusa učenici će dobiti podatke na temelju kojih mogu zaključivati ​​o koncentraciji iona u otopinama jakih i slabih elektrolita, pH otopina hidrolizabilnih tvari ili o ovisnosti toplinskog učinka otapanja o količini otapala i prirodi tvari itd.

Kao primjer, razmotrite proučavanje toplinskih učinaka pri otapanju tvari. Scenarij uključuje pokuse otapanja suhih soli (NaCl, KCl, NaNO 3 , CuSO 4 , K 2 Cr 2 O 7 , KClO 3 , Ce 2 (SO 4) 3). Promjenom temperature otopine učenici bi trebali zaključiti da su mogući i endo- i egzotermni učinci otapanja. Formulacija zadataka u svakom pojedinom slučaju može varirati i ovisi o vrsti pokusa - istraživačkom ili ilustrativnom. Na primjer, možete se ograničiti na zaključak o prisutnosti takvih učinaka ili uključiti u scenarij pripremu otopina soli s različitim masama otopljene tvari s istom masom otapala (pripremite otopine koje sadrže 50 g tvari u 100 g vode; 10 g tvari u 100 g vode), i obrnuto, pokusi s konstantnom količinom otopljene tvari uz promjenjivu masu otapala; pripremanje otopina iz bezvodnih soli i njihovih kristalnih hidrata te promatranje promjena temperature tijekom njihova otapanja. Pri izvođenju ovakvih pokusa učenici trebaju odgovoriti na pitanja „Kako se razlikuju promjene temperature pri otapanju jednakih količina bezvodnih soli i njihovih kristalnih hidrata? Zašto dolazi do otapanja bezvodnih soli uz oslobađanje više topline nego kod kristalnih hidrata? te zaključiti što utječe na predznak toplinskog učinka otapanja. Ovisno o ciljevima i zadacima rada, scenarij će uključivati ​​nekoliko eksperimenata ili nekoliko serija eksperimenata, pri čemu treba imati na umu da se u virtualnom prostoru sve radi mnogo brže nego u stvarnom laboratoriju, te se ne uzima kao mnogo vremena koliko se na prvi pogled čini.

U procesu aprobacije potrebno je ocijeniti i analizirati pouzdanost procesa i rezultata virtualnog eksperimenta u usporedbi s eksperimentom u punoj mjeri, odnosno uvjeriti se da simulacija i generirani rezultati virtualnog eksperimenta eksperimenti ne proturječe stvarnosti, odnosno neće dovesti korisnika u zabludu.

Metodičke preporuke temelje se na sastavljenom i testiranom scenariju, ali ne treba zaboraviti da su upućene studentima, a osim jasnih uputa i zadataka, trebaju sadržavati opis očekivanih rezultata povezanih s postavljenim ciljevima, imati reference na teorijsko gradivo i primjeri.

Rezultat izrade virtualnog laboratorijskog rada je njegova implementacija u proces učenja, što dovodi do povećanja kvalitete usvajanja znanja i ovladavanja relevantnim kompetencijama. Postoji nekoliko metoda "ugrađivanja" virtualnog laboratorija iz kemije u nastavni proces sveučilišta. Kod učenja novog gradiva radi njegovog boljeg razumijevanja i razvoja, po našem mišljenju, preporučljivo je provoditi kratke virtualne laboratorijske vježbe radi ažuriranja znanja ili demonstrirati pojave koje proučavaju, čime se stvaraju objektivni uvjeti za provođenje aktivnih i interaktivnih oblika učenja, što zahtijeva važeći obrazovni standard. NA ovaj slučaj rad u virtualnom laboratoriju može zamijeniti tradicionalni demonstracijski pokus. Uz to, razmatramo mogućnost korištenja virtualnog laboratorija za učvršćivanje znanja i vještina kako u nastavi tako iu izvannastavnim samostalnim aktivnostima. Druga mogućnost korištenja virtualnog laboratorija u procesu nastave kemije je priprema učenika za potpuni laboratorijski rad. Izvodeći pravilno sastavljen virtualni laboratorijski rad iz kemije, učenici, prvo, razvijaju vještine rješavanja računskih problema na ovu temu, drugo, utvrđuju algoritam i tehniku ​​izvođenja kemijskog eksperimenta, i treće, uče obrasce kemijskih procesa uz aktivno sudjelovanje u procesu.učenje.

Predložena metodologija za izradu virtualnog laboratorijskog rada iz kemije oprema nastavnike alatima utemeljenim na dokazima za izvođenje nastave iz kemije i kemijskih disciplina u interaktivnom obliku, u kombinaciji s izvannastavnim radom u svrhu formiranja i razvoja profesionalnih vještina učenika.

Recenzenti:

Rogovaya O. G., doktorica pedijatrijskih znanosti, profesorica, voditeljica Odjela za kemijsko i ekološko obrazovanje, Rusko državno pedagoško sveučilište nazvano po A.I. Herzen, Petrograd;

Piotrovskaya K. R., doktorica pedijatrijskih znanosti, profesorica, profesorica Odsjeka za metodiku nastave matematike i informatike, Rusko državno pedagoško sveučilište nazvano po A.I. Herzen, Petrograd.

Bibliografska poveznica

Gavronskaya Yu.Yu., Oksenchuk V.V. METODA IZRADE VIRTUALNIH LABORATORIJSKIH RADOVA IZ KEMIJE // Suvremena pitanja znanosti i obrazovanja. - 2015. - br. 2-2.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=22290 (datum pristupa: 01.02.2020.). Predstavljamo vam časopise koje izdaje izdavačka kuća "Academy of Natural History"

Svjetsko obrazovanje i znanstveni proces promijeniti tako jasno posljednjih godina, ali iz nekog razloga više ne govore o prodornim inovacijama i mogućnostima koje one otvaraju, već o lokalnim ispitnim skandalima. U međuvremenu, suština odgojno-obrazovnog procesa lijepo odražava englesku poslovicu "Možete dovesti konja do pojila, ali ga ne možete napiti."

Suvremeno obrazovanje, u biti, živi dvostrukim životom. U njegovom službenom životu postoji program, recepti, ispiti, "besmislena i bespoštedna" borba za sastav predmeta u školskom tečaju, vektor službenog položaja i kvalitetu obrazovanja. I u njegovom stvaran život, u pravilu, sve što predstavlja moderno obrazovanje: digitalizacija, eLearning, Mobile Learning, učenje putem Coursere, UoPeople i drugih online institucija, webinari, virtualni laboratoriji itd. Sve to još nije postalo dio općeprihvaćene globalne obrazovne paradigme, ali lokalno digitalizacija obrazovanja i istraživački rad se već događa.

MOOC-učenje (Massive Open Online Courses, masovna predavanja iz otvorenih izvora) izvrsno je za prenošenje ideja, formula i drugog teorijskog znanja na lekcijama i predavanjima. No za cjelovitost razvoja mnogih disciplina potrebne su i praktične vježbe - digitalno učenje je "osjetilo" tu evolucijsku potrebu i stvorilo novi "oblik života" - virtualni laboratoriji, vlastiti za školsko i fakultetsko obrazovanje.

Poznati problem s eLearningom je to što se podučavaju uglavnom teorijski predmeti. Možda će sljedeća faza u razvoju online obrazovanja biti pokrivanje praktičnih područja. A to će se dogoditi u dva smjera: prvi je ugovorno delegiranje prakse fizičkog postojećim visokim učilištima(u slučaju medicine, na primjer), a drugi je razvoj virtualnih laboratorija na različitim jezicima.

Zašto su nam potrebni virtualni laboratoriji ili virtulabovi?

• Pripremiti se za pravi laboratorijski rad.
• Za školske aktivnosti, ako nema odgovarajućih uvjeta, materijala, reagensa i opreme.
• Za učenje na daljinu.
• Za samostalno istraživanje discipline u odrasloj dobi ili zajedno s djecom, budući da mnogi odrasli, iz ovog ili onog razloga, osjećaju potrebu „prisjetiti se“ onoga što se nikada nije naučilo ili razumjelo u školi.
• Za znanstveni rad.
• Za visoko obrazovanje s važnom praktičnom komponentom.

Vrste virtulaba. Virtualni laboratoriji mogu biti 2D ili 3D; jednostavan za mlađe učenike i složen, praktičan za srednjoškolce, studente i profesore. Njihovi virtulabovi dizajnirani su za različite discipline. Najčešće je to fizika i kemija, ali ima i sasvim originalnih, na primjer, virtulab za ekologe.

Osobito ozbiljna sveučilišta imaju svoje virtualne laboratorije, na primjer, Samara State Aerospace University nazvano po akademiku S. P. Korolev i Institut Max Planck za povijest znanosti u Berlinu (Max Planck Institute for the History of Science, MPIWG). Podsjetimo, Max Planck je njemački teorijski fizičar, utemeljitelj kvantne fizike. Institutov virtualni laboratorij ima čak i službenu web stranicu. Prezentaciju možete pogledati na ovoj poveznici. Virtualni laboratorij: alati za istraživanje povijesti eksperimentiranja. Online laboratorij je platforma na kojoj povjesničari objavljuju i raspravljaju o svojim istraživanjima na temu eksperimentiranja u različitim područjima znanosti (od fizike do medicine), umjetnosti, arhitekture, medija i tehnologije. Također sadrži ilustracije i tekstove o različitim aspektima eksperimentiranja: alatima, eksperimentima, filmovima, fotografijama znanstvenika itd. Učenici mogu kreirati vlastiti račun u ovoj virtulabu i dodavati znanstvene radove za raspravu.

Virtualni laboratorij Instituta Max Planck za povijest znanosti

Portal Virtulab

Izbor virtualaba koji govore ruski, nažalost, još uvijek je mali, ali to je pitanje vremena. Širenje eLearninga među učenicima i studentima, masovni prodor digitalizacije u obrazovne ustanove na ovaj ili onaj način će stvoriti potražnju, tada će početi masovno razvijati prekrasne moderne virtulabove u raznim disciplinama. Srećom, već postoji prilično razvijen specijalizirani portal posvećen virtualnim laboratorijima - Virtulab.Net. Nudi prilično lijepa rješenja i pokriva četiri discipline: fiziku, kemiju, biologiju i ekologiju.

Virtualni laboratorij 3D u fizici Virtulab .Net

Virtualna inženjerska praksa

Virtulab.Net još ne navodi inženjerstvo kao jednu od svojih specijalizacija, ali izvješćuje da virtualni laboratoriji fizike koji se tamo nalaze mogu biti korisni u inženjerskom obrazovanju na daljinu. Uostalom, na primjer, graditi matematički modeli potrebno je duboko razumijevanje fizička priroda modeliranje objekata. Općenito, inženjerske virtulabovi imaju ogroman potencijal. Inženjersko obrazovanje uglavnom je orijentirano na praksu, ali sveučilišta rijetko koriste takve virtualne laboratorije zbog činjenice da je tržište digitalnog obrazovanja u inženjerskom području nedovoljno razvijeno.

Problemski orijentirani obrazovni kompleksi CADIS sustava (SSAU). Samarsko svemirsko sveučilište nazvano po Koroljovu razvilo je vlastitu inženjersku virtulab za jačanje obuke tehničkih stručnjaka. Centar za nov informacijske tehnologije(TsNIT) SSAU je stvorio "Problemski orijentirane obrazovne komplekse CADIS sustava". Kratica CADIS je kratica za "Sustav kompleksa automatiziranih didaktičkih sredstava". Riječ je o posebnim učionicama u kojima se održavaju virtualne laboratorijske radionice iz čvrstoće materijala, konstrukcijske mehanike, optimizacijskih metoda i geometrijskog modeliranja, projektiranja zrakoplova, znanosti o materijalima i toplinske obrade te drugih tehničkih disciplina. Neke od ovih radionica su besplatno dostupne na poslužitelju SSAU. Virtualne učionice sadrže opise tehničkih objekata s fotografijama, dijagramima, poveznicama, crtežima, video, audio i flash animacijama s povećalom za ispitivanje sitnih detalja virtualne jedinice. Postoji i mogućnost samokontrole i treninga. Evo što čine kompleksi virtualnog sustava CADIS:

• Greda - kompleks za analizu i izradu dijagrama greda u tijeku čvrstoće materijala (inženjering, konstrukcija).
• Struktura - skup metoda za projektiranje strujnih krugova strojarskih konstrukcija (strojarstvo, konstrukcija).
• Optimizacija - kompleks matematičkih metoda optimizacije (CAD tečajevi u strojarstvu, građevinarstvu).
• Spline - kompleks metoda interpolacije i aproksimacije u geometrijskom modeliranju (CAD tečajevi).
• I-zraka - kompleks za proučavanje obrazaca rada snage konstrukcija tankih stijenki (inženjering, građevina).

• Kemičar - skup kompleksa u kemiji (za Srednja škola, profilni liceji, pripremni tečajevi sveučilišta).
• Organski - kompleksi prema organska kemija(za sveučilišta).
• Polimer - kompleksi u kemiji makromolekulskih spojeva (za sveučilišta).
• Molecule Constructor - Simulator programa "Molecule Constructor".
• Matematika - kompleks elementarne matematike (za sveučilišne kandidate).
• Tjelesni odgoj - kompleks za podršku teoretski tečajevi u tjelesnom odgoju.
• Metalurg - kompleks za znanost o metalu i toplinsku obradu (za sveučilišta i tehničke škole).
• Zubrol - kompleks teorije mehanizama i strojnih dijelova (za sveučilišta i tehničke škole).

Virtualni instrumenti na Zapisnyh.Narod.Ru. Stranica Zapisnyh.Narod.Ru bit će vrlo korisna u inženjerskom obrazovanju, gdje možete besplatno preuzeti virtualne instrumente na zvučnu karticu, što otvara široke mogućnosti za stvaranje tehnologije. Oni će svakako zainteresirati nastavnike i biti korisni na predavanjima, u znanstveni rad te u laboratorijskim radionicama iz prirodnih i tehničkih disciplina. Raspon virtualnih instrumenata objavljenih na stranici je impresivan:

• kombinirani LF generator;
• dvofazni LF generator;
• osciloskopski snimač;
• osciloskop;
• mjerač frekvencije;
• AF karakterograf;
• tehnograf;
• električno brojilo;
• metar R, C, L;
• kućni elektrokardiograf;
• estimator kapaciteta i ESR;
• kromatografski sustavi KhromProtsessor-7-7M-8;
• uređaj za provjeru i dijagnostiku kvarova kvarcnih satova i sl.

Jedan od virtualnih inženjerskih uređaja sa stranice Zapisnyh.Narod.Ru

Virtualni laboratoriji fizike

Ekološki virtulab na Virtulab .Net. Ekološki laboratorij portala bavi se kako općim pitanjima razvoja Zemlje tako i pojedinačnim zakonitostima.

Vizualizacija je jedna od najučinkovitijih nastavnih metoda koja pomaže da se mnogo lakše i dublje shvati bit raznih pojava.Nisu bez razloga vizualna pomagala korištena još u antičko doba. Vizualizacija i modeliranje posebno su korisni pri proučavanju dinamičnih, vremenski promjenjivih objekata i pojava koje može biti teško razumjeti gledajući jednostavnu statičnu sliku u običnom udžbeniku. Laboratorijski rad i edukativni pokusi nisu samo korisni, nego i vrlo zanimljivi - uz odgovarajuću organizaciju, naravno.

Ne mogu se niti trebaju svi obrazovni eksperimenti provoditi u "stvarnom" načinu rada. Nije iznenađujuće da su tehnologije računalne simulacije brzo ušle u ovo područje. Na tržištu postoji niz softverskih paketa koji su dizajnirani za izvođenje eksperimenata virtualnog učenja. Ovaj pregled će razmotriti relativno novu inkarnaciju takvih rješenja: virtualne online laboratorije. Uz njihovu pomoć možete provoditi računalne eksperimente bez kupnje dodatnih programa, au bilo kojem prikladnom trenutku postojao bi pristup Internetu.

U razvoju modernih mrežnih projekata ove vrste sada postoji nekoliko trendova. Prvi je disperzija na značajnu količinu resursa. Uz velike projekte koji akumuliraju značajnu količinu sadržaja, postoje mnoge stranice koje sadrže nekoliko laboratorija. Drugi trend je prisutnost kako multiindustrijskih projekata koji nude laboratorije za različite grane znanja, tako i tematskih specijaliziranih projekata. Na kraju, treba napomenuti da su laboratoriji posvećeni prirodnim znanostima najbolje zastupljeni na internetu. Doista, fizički eksperimenti općenito mogu biti vrlo skup pothvat, a računalni laboratorij omogućuje vam da pogledate iza kulisa složenih procesa. Kemija također pobjeđuje: nema potrebe za kupnjom pravih reagensa, laboratorijske opreme, nema straha da ćete nešto pokvariti u slučaju pogreške. Ništa manje plodno polje za virtualu laboratorijske radionice- biologija i ekologija. Nije tajna da detaljno proučavanje biološkog objekta često završava njegovom smrću. Ekološki sustavi su veliki i složeni, pa korištenje virtualnih modela olakšava njihovo sagledavanje.

Naš pregled uključuje nekoliko najzanimljivijih online projekata, raznolikih i tematskih. Svi web izvori ove recenzije su stranice s otvorenim, besplatnim pristupom.

VirtuLab

Resurs VirtuLab najveća je zbirka virtualnih eksperimenata na raznim akademske discipline. Glavna jedinica zbirke je virtualni eksperiment. S tehničke točke gledišta, ovo je interaktivni video napravljen pomoću Adobe Flash. Neki laboratoriji su napravljeni u trodimenzionalnoj grafici. Za rad s njima morat ćete instalirati Adobe Shockwave Player s dodatkom Havok Physics Scene. Ovaj dodatak možete pronaći na director-online.com. Morate raspakirati dobivenu arhivu u direktorij Xtras vašeg Adobe Shockwave Playera, koji se nalazi u direktoriju sustava Windows.

Resurs VirtuLab najveća je zbirka virtualnih online sadržaja
laboratorijimana ruskom

Svaki video omogućuje izvođenje eksperimenta koji ima cilj učenja i jasan zadatak. Korisniku se nude svi alati i predmeti potrebni za dobivanje rezultata. Zadaci i savjeti prikazuju se kao tekstualne poruke. VirtuLab videi imaju jak edukativni aspekt, primjerice, ako korisnik pogriješi, sustav ga neće pustiti dalje dok se greška ne ispravi.

Zbirka VirtuLab eksperimenata prilično je opsežna i raznolika. VirtuLab nema vlastitu ugrađenu tražilicu, pa da biste pronašli željeni eksperiment, morate samo listati kroz dijelove kataloga. Arhiv je podijeljen u četiri glavna bloka: "Fizika", "Kemija", "Biologija" i "Ekologija". Unutar njih postoje uži tematski dijelovi. Konkretno, za fiziku, to su dijelovi ove discipline. Postoje eksperimenti o upoznavanju s mehanikom, električnim i optičkim efektima. Brojni laboratoriji napravljeni su u 3D grafici, što pomaže u demonstraciji raznih eksperimenata: od eksperimenata s dinamometrima do refrakcije i drugih optičkih efekata.

U biologiji su razredi postali osnova za podjelu školski plan i program. Sadržaj zadataka ovdje može biti vrlo različit. Dakle, postoje zadaci za proučavanje strukturnih značajki različitih živih organizama (na primjer, dizajner za sastavljanje svih vrsta organizama od predloženih "detalja") i zadaci koji simuliraju rad s mikroskopom i s preparatima različitih tkiva.

PhET stranica je višeindustrijska zbirka Java appleta,
s kojim možete raditi i online i na vašem lokalnom računalu

Zasebno, u odjeljku Cutting Edge Research, postoje demonstracije posvećene većini moderna istraživanja. Nove stavke u arhivi pojavljuju se redovito, odjeljak New Sims namijenjen je njima.

Obratite pozornost na pododjeljak Translated Sims. Ova stranica sadrži popis svih jezika na koje su predloženi virtualni laboratoriji prevedeni. Među njima je i Rus - danas je kod nas točno pedeset takvih eksperimenata. Zanimljivo je da je broj demonstracija na engleskom, srpskom i mađarskom gotovo jednak. Ako želite, možete sudjelovati u prijevodu demonstracija. Za to se nudi posebna aplikacija PhET Translation Utility.

Što su PhET demonstracije i tko može imati koristi od njih? Izgrađeni su na Java tehnologiji. To vam omogućuje izvođenje eksperimenata na mreži, preuzimanje apleta na vaše lokalno računalo i njihovo ugrađivanje kao widgeta na druge web stranice. Sve ove opcije dostupne su na svakoj PhET demo stranici.

Svi PhET eksperimenti su interaktivni. Sadrže jedan ili više zadataka, kao i skup svih elemenata potrebnih za njihovo rješavanje. Budući da je napredak rješenja, u pravilu, dovoljno detaljno prikazan u tekstualnim bilješkama, glavna svrha demonstracija je vizualizacija i objašnjenje učinaka, a ne testiranje znanja i vještina korisnika. Dakle, jedna od demonstracija kemijskog dijela predlaže izradu molekula od predloženih atoma i gledanje trodimenzionalne vizualizacije rezultata. U biološkom dijelu nalazi se kalkulator za ravnotežu potrošnje kalorija osobe tijekom dana: možete odrediti vrste i količine konzumirane hrane, kao i volumen vježbanje. Zatim ostaje samo promatrati promjene u eksperimentalnom "malom čovjeku" određene dobi, visine i početne težine. Matematički odjeljak može se pohvaliti vrlo korisnim alatima za crtanje grafikona za razne funkcije, aritmetičke igre i druge zanimljive aplikacije. Odjeljak fizike nudi širok raspon "laboratorija" koji demonstriraju različite fenomene - od jednostavnog gibanja do kvantnih interakcija.

PhET
Razred: 4
Jezik sučelja: engleski, postoji ruski
Programer: Sveučilište Colorado
Web stranica: phet.colorado.edu

Wolfram Demonstracijski projekt

Vrlo vrijedan izvor online laboratorija je Wolfram Demonstrations Project, multidisciplinarni izvor. Svrha projekta je vizualna demonstracija pojmova moderne znanosti i tehnologije. Wolfram tvrdi da je jedinstvena platforma koja vam omogućuje stvaranje jedinstvenog kataloga online interaktivnih laboratorija. To će, prema njegovim programerima, omogućiti korisnicima da izbjegnu probleme povezane s korištenjem heterogenih resursa za učenje i razvojnih platformi.

Katalog Wolfram Demonstrations Projecta sadrži preko 7000 artikala.
virtualni laboratoriji

Ova je stranica dio većeg Wolframovog internetskog projekta. Wolfram Demonstrations Project trenutno ima impresivan katalog od preko 7000 interaktivnih demonstracija.

Tehnološka osnova za izradu laboratorija i demonstracija je paket Wolfram Mathematica. Za pregled demonstracija morat ćete preuzeti i instalirati poseban Wolfram CDF Player veličine nešto više od 150 MB.

Katalog projekta sastoji se od 11 glavnih odjeljaka koji se odnose na različite grane znanja i ljudske djelatnosti. Postoje veliki fizički, kemijski i matematički odsjeci, kao i oni posvećeni tehnologiji i inženjerstvu. Biološke znanosti su dobro zastupljene. Razine složenosti modela, kao i razine prezentacije, vrlo su različite. Katalog sadrži prilično složene demonstracije usmjerene na Srednja škola, mnogi su laboratoriji posvećeni ilustriranju najnovijeg znanstvena dostignuća. Ujedno, stranica ima i dijelove namijenjene djeci. Možda jezična barijera može postati određena neugodnost: projekt Wolfram trenutno je isključivo engleski. Međutim, nema puno teksta u demonstracijama i laboratorijima, alati za upravljanje prilično su jednostavni i lako je s njima raditi bez upita.

Ne postoje posebni zadaci niti kontrola njihove provedbe. Međutim, sadržaj ne možete nazvati samo prezentacijama ili videozapisima. Wolfram demonstracije imaju priličnu količinu interaktivnosti. Gotovo svaki od njih ima alate koji pomažu u promjeni parametara prikazanih objekata, provodeći virtualne pokuse na njima. To pridonosi dubljem razumijevanju prikazanih procesa i pojava.

Wolfram Demonstracijski projekt
Razred: 4
Jezik sučelja: Engleski
Programer: Wolfram Demonstrations Projekt i suradnici
Web stranica: demonstracije.wolfram.com

IrYdium Chemistry Lab

Osim "diverzificiranih" projekata na modernom Webu, postoje mnogi specijalizirani online laboratoriji posvećeni određenim znanostima. Počnimo s The ChemCollective, projektom posvećenim proučavanju kemije. Sadrži mnogo tematskog materijala o Engleski jezik. Jedan od njegovih najzanimljivijih dijelova je vlastiti virtualni laboratorij pod nazivom IrYdium Chemistry Lab. Njegov se uređaj primjetno razlikuje od svih gore spomenutih projekata. Činjenica je da ovdje nisu ponuđeni nikakvi specifični, specifični eksperimenti s njihovim zadacima. Umjesto toga, korisnik dobiva gotovo potpunu slobodu djelovanja.

IrYdium Online Chemistry Lab je drugačiji
visoka fleksibilnost u postavljanju i radu

Laboratorij je napravljen u obliku Java appleta. Usput, može se preuzeti i pokrenuti na lokalnom računalu - odgovarajuća poveznica za preuzimanje nalazi se na glavnoj stranici projekta.

Sučelje appleta podijeljeno je u nekoliko zona. U sredini je radni prostor koji prikazuje napredak eksperimenta. Desni stupac prepušten je svojevrsnoj "nadzornoj ploči" - prikazuje informacije o tekućim reakcijama: temperaturu, kiselost, molarnost i druge pomoćne podatke. Lijeva strana apleta sadrži takozvano “Skladište reagensa”. Ovo je skup različitih virtualnih reagensa, napravljenih u obliku hijerarhijskog stabla. Ovdje možete pronaći kiseline, baze, indikatorske tvari i sve ostalo što je potrebno jednom eksperimentalnom kemičaru. Za rad s njima nudi se dobar izbor raznog laboratorijskog posuđa, plamenika, vaga i druge opreme. Kao rezultat, korisnik dobiva na raspolaganju dobro opremljen laboratorij s malo hendikepiran eksperimentiranje.

Budući da ovdje nema posebnih zadataka, pokusi se provode na način koji je korisniku potreban i zanimljiv. Ostaje samo odabrati potrebne tvari, izgraditi eksperimentalni postav pomoću predložene virtualne opreme i pokrenuti reakciju. Vrlo je zgodno da se dobivena tvar može dodati zbirci reagensa koji će se koristiti u sljedećim eksperimentima.

Općenito, pokazalo se da je to zanimljiv i koristan resurs, karakteriziran visokom fleksibilnošću korištenja. Ako uzmemo u obzir prisutnost gotovo potpunog ruskog prijevoda programa, laboratorij IrYdium Chemistry Lab može postati vrlo koristan alat za svladavanje osnovnih kemijskih znanja.

IrYdium Chemistry Lab
Razred: 5
Jezik sučelja: ruski engleski
Programer: Chem Collective
Web stranica: www.chemcollective.org/vlab/vlab.php

"Virtualni laboratorij" teachmen.ru

Ovo je drugi ruski projekt u našem pregledu. Ovaj resurs usmjeren je na fizičke pojave. Opseg virtualnih laboratorija nije ograničen na okvire školskog kurikuluma. Ponuđene online eksperimente razvili su stručnjaci iz Čeljabinska državno sveučilište, pogodan ne samo za školarce, već i za studente. Tehnički, ovaj resurs je kombinacija Flasha i Jave, tako da biste trebali provjeriti ažuriranja Java Virtual Machine na vašem računalu prije.

Zadaci projekta Virtual Lab su različiti
veća složenost

Dizajn laboratorija ovdje je shematski i strog. Čini se kao da se pojavljuju svojevrsne oživljene slike iz udžbenika. To je naglašeno dostupnošću materijala koji prate treninge. Glavni naglasak u ovakvim eksperimentima stavljen je na izvođenje specifičnih zadataka i provjeru znanja korisnika.

Katalog projekta uključuje desetak glavnih tematskih odjeljaka - od mehanike do atomske i nuklearne fizike. Svaki od njih sadrži do deset odgovarajućih interaktivnih virtualnih laboratorija. Uz to, ponuđene su ilustrirane bilješke s predavanja, neke s vlastitim virtualnim eksperimentima.

Radno okruženje eksperimentatora ovdje se vrlo pažljivo reproducira. Uređaji su prikazani u obliku dijagrama, predlaže se izrada grafikona i odabir odgovora iz dostupnih opcija. Eksperimenti u "Virtualnom laboratoriju" su teži nego u VirtuLabu. Zbirka resursa uključuje eksperimente o atomskoj i nuklearnoj fizici, laserskoj fizici, kao i "dizajner atoma", koji nudi sastavljanje atoma iz različitih elementarne čestice. Postoje eksperimenti za pronalaženje i neutraliziranje izvora zračenja, proučavanje svojstava lasera. Osim toga, postoje i "strojarski" laboratoriji usmjereni prvenstveno na školsku djecu.

Online laboratoriji u

Uz velike resurse s desecima i stotinama virtualnih testnih stranica, postoji mnogo malih web stranica na webu koje nude niz zanimljivi eksperimenti na određenu, obično usku temu.

Dobro polazište kada tražite malu virtualu
laboratorijimamoći postati projekt Online Labsa u

U takvoj situaciji, za pronalaženje potrebnih demonstracija, svakako će dobro doći kataloški projekti koji prikupljaju i organiziraju poveznice na takve stranice. Dobra polazna točka je direktorij Online Labs (onlinelabs.in). Ovaj resurs prikuplja i organizira poveznice na projekte koji nude besplatno dostupne online eksperimente i laboratorije u raznim područjima znanosti. Za svaku znanost postoji odgovarajući odjeljak. U području interesa projekta, prije svega, fizika, kemija i biologija. Upravo su ti odjeljci najveći i dobro ažurirani. Osim toga, postupno se popunjavaju oni posvećeni anatomiji, astronomiji, geologiji i matematici. Svaki od odjeljaka sadrži poveznice na relevantne internetske izvore s kratkom napomenom na engleskom jeziku koja opisuje namjenu pojedinog laboratorija.

"Virtualni laboratorij" teachmen.ru
Razred: 3
Jezik: ruski
Programer:Čeljabinsko državno sveučilište
Web stranica: