Віртуальні хімічні досліди

 

 

В даному посібнику описано ряд віртуальних хімічних дослідів які можна використати на уроках а також під час підготовки до тижня хімії та позакласних заходів. 

 

 

 

 

 Укладена Данилюком Р.Е., вчителем хімії, методистом кафедри Рівненського природничо-математичного ліцею «Елітар»

 

 

 

 

Рецензент Букша Н.М., методист КУ «Рівненський методичний кабінет»

 

 

 

 

Схвалено рішенням науково-методичної ради ПМЛ «Елітар» від 10.01.2012 р., протокол №3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

©

 

Комп’ютерний дизайн Роман Данилюк

 

Редактор комп’ютерного набору Роман Данилюк

 

ВСТУП

Одним із перспективних напрямків подальшого розвитку й вдосконалення навчально-виховного процесу в закладах освіти є застосування комп'ютера та комп'ютерних технологій. Комп'ютер сьогодні — це потужній інструмент отриман­ня та обробки інформації, можливості комп'ютерних та мережових технологій. Му­льтимедійні комп'ютерні технології дозволяють замінити майже всі традиційні тех­нічні засоби навчання. В більшості випадків ця заміна є ефективнішою, дає можливість вчителю оперативно комбінувати різноманітні засоби, що приводять до більш глибокого та усвідомленого засвоєння навчального матеріалу і дозволяє зекономити урочний час для більш ґрунтовного вивчення основного матеріалу, зосередити увагу учнів на сутності матеріалу, який вивчається.
Застосування комп'ютерних технологій є ефективним засобом інтенсифікації процесу навчання хімії.

 

ВІРТУАЛЬНИЙ ХІМІЧНИЙ ЕКСПЕРИМЕНТ ЯК ОДНА З УМОВ НАВЧАННЯ ХІМІЇ  

Віртуальний хімічний експеримент дозволяє поєднувати традиційну само­стійну роботу учня та індивідуальні заняття з учителем. Лазерні диски дозволя­ють зберігати необхідний матеріал та забезпечити простий, швидкий та надійний доступ до нього. Можна виконувати хімічні експерименти на комп'ютері в дома­шніх умовах.

За допомогою графіки та комп'ютерної анімації учні спостерігають, як напри­клад, поступово змінюється структура речовини, як відбувається розрив хімічних зв'язків у молекулах та утворення нових зв'язків, побачити рівняння хімічних реакцій, що може супроводжуватись необхідними текстовими та мовними поясненнями.

Віртуальні досліди можуть застосовуватись для ознайомлення учнів з техні­кою виконання експериментів, хімічною посудою та обладнанням. Це дозволяє уч­ням краще підготуватись до проведення цих або подібних дослідів в реальній хімі­чній лабораторії. Необхідно також відмітити, що віртуальні хімічні експерименти безпечні навіть для непідготовлених користувачів. Учні можуть також проводити досліди, виконання яких в реальній лабораторії може бути небезпечно чи дорого. Проведення віртуальних експериментів могло б допомогти учням засвоїти навики запису спостережень, складання звітів та інтерпретації даних в лабораторному журналі. Комп'ютерні моделі хімічних дослідів спонукають учнів експериментувати та отримувати задоволення від власних відкриттів. Робота з комп'ютером викликає в учнів інтерес до самої хімії, а також дозволяє будувати навчання дозволяє буду­вати процес навчання, враховуючи індивідуальні особливості пам'яті, сприйняття та мислення учнів.
Багато вчителів в школі вирішують проблему індивідуального підходу до навчання хімії шляхом використання комп'ютерів та їх мультимедійних програм. В цьому випадку комп'ютери виступають як засіб керування навчальною діяльні­стю учнів і виконує навчальну функцію. В діалозі з машиною, яка містить курс хімії, учень контролює свої теоретичні знання, знайомиться з будовою тієї чи ін­шої речовини, з деталями структури складної молекули, розглядає той чи інший хімічний процес в динаміці, відповідає на запитання, що містяться в програмі. Кожну помилку припущену учнями, машина пояснює або відсилає до джерела знань [1].

Створення освітніх засобів для активного навчання, підвищує мотивацію діяль­ності учнів і є невід'ємною частиною успіху стратегії впровадження електронного на­вчання. Проте технічна складність та значна вартість є основними перешкодами на шляху широкого розповсюдження віртуальних навчальних засобів.

Під багатьох дослідженнях відзначається значення віртуальних експериментів для хімічного освіти і підкреслюються переваги їх використання. Наприклад, у (Dalgarno B., 2003) вказується, що віртуальні досліди можуть застосовуватися для ознайомлення учнів з технікою виконання експериментів, хімічної посудом і обладнанням перед безпосередньою роботою в лабораторії. Це дозволяє учням краще підготуватися до проведення цих або подібних дослідів в реальній хімічній лабораторії. Необхідно особливо відзначити, що віртуальні хімічні експерименти безпечні навіть для непідготовлених користувачів. Учні можуть також проводити такі досліди, виконання яких у реальній лабораторії може бути небезпечно чи дорого. В (Dalgarno B., 2003) зазначається, що проведення віртуальних експериментів могло б допомогти учням освоїти навички записи спостережень, складання звітів та інтерпретації даних в лабораторному журналі. В (Carnevale D., 2003) зазначається, що комп'ютерні моделі хімічної лабораторії спонукають учнів експериментувати та отримувати задоволення від власних відкриттів.

При створення віртуальних лабораторій можуть використовуватися різні підходи. Перш за все, віртуальні лабораторії розділяються за методами доставки освітнього контенту. Програмні продукти можуть поставлятися на компакт-дисках (CD-ROM) або розмішатися на сайті в мережі Інтернет. За способом візуалізації розрізняють лабораторії, в яких використовується двомірна, тривимірна графіка та анімація. Крім того, у (Robinson J., 2003) віртуальні лабораторії діляться на дві категорії залежно від способу представлення знань про предметну область. Вказується, що віртуальні лабораторії, в яких уявлення знань про предметної області засноване на окремі факти, обмежені набором заздалегідь запрограмованих експериментів. Цей підхід використовується при розробці більшості сучасних віртуальних лабораторій. Інший підхід дозволяє учням проводити будь-які експерименти, не обмежуючись заздалегідь підготовленим набором результатів. Це досягається за допомогою використання математичних моделей, що дозволяють визначити результат будь-якого експерименту і відповідне візуальне подання. На жаль, подібні моделі наразі можливі для обмеженого набору дослідів.

ОПИС МУЛЬТИМЕДІЙНОГО ЗАСОБУ

«ВІРТУАЛЬНІ ХІМІЧНІ ЕКСПЕРИМЕНТИ»

 

Мета створення мультимедійного засобу – за допомогою сучасних відео фрагментів підвищити ефективність навчально-виховного процесу з хімії.

Виходячи з поставленої мети, основними завданнями створення даного засобу є:

• забезпечення індивідуалізації та диференціації процесу навчання хімії за рахунок існування поетапних та багатоваріантних шляхів просування до поставленої мети;
• озброєння учнів стратегією самостійного засвоєння навчального матеріалу та здійснення самопідготовки;
• розвиток творчих здібностей особистості;
• формування практичних навичок освоєння предмета.

Даний мультимедійний засіб містить такі віртуальні хімічні експерименти, які не можна показати у шкільний хімічній лабораторії або потребують затрати часу для підготовки експерименту. Наводимо список даних дослідів:

1 Золотий дощ.

2. Крапля ртуті у воді.

3. Місячне сяйво.

4. Досліди з концентрованою сульфатною кислотою.

5. Полум’я без сірників.

6. Отримання етилену і його горіння.

7. Розчинення золота в царській горілці.

8. Реакція Брігса-Роушера (день і ніч).

9. Реакція взаємодії алюмінію з йодом.

10. Реакція калію, натрію і літію з водою.

11. Реакція магнію з водою.

12. Реакція міді з концентрованою нітратною кислотою.

13. Світіння – ознака хімічної реакції.

14. Стрибаючий натрій.

15. Вчимося вирощувати кристали із солей.

16. Фараонова змія – розклад роданіду меркурію.

17. Хімічні досліди з вибухом.

18. Хімічний хамелеон.

19. Природні індикатори.

20. Шторм.

21. Вогняна метелиця.

22. Світіння білого фосфору.

23. Отримання метану.

24. Отримання аміаку

25. Хімічна рівновага в розчинах.

26. Термічний розклад нітрату калію.

27. Блукаючі вогні.

28. Взаємодія фенолу з бромною водою.

30. Гримучий газ

31. Вогняна вода.

32. Горіння оцтової кислоти на повітрі.

33. Горіння фосфору в кисні.

34. Змія із пігулки.

35. Взаємодія гліцерину з калій перманганатом.

 Представлений мультимедійний комплекс може бути використаний вчителями та учнями під час підготовки на уроках та позакласних заходах. Така форма підготовки і показу значно зекономить час, підвищить зацікавленість учня, спонукає самостійно поповнювати свій багаж знань.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ ТА ДЖЕРЕЛ

1.               Максимов О. С, Малєв Ю. Г., Чудакова Ю. В.Інформаційні течнології як одна зпедагогічних умов процесу індивідуалізації навчання хімії/Матер. наук. — конф. "Нові виміри сучасного світу."- Т.1.,4.2. Мелітополь, 2005. -с.86-89.

2. Дорофеев М. В. Информатизация школьного курса химии // Химия. — 2002. — № 37.

2. Фрагменты коллективной монографии под общей редакцией В. М. Филиппова и В. П. Тихомирова.— Режим доступа: http://academy.odoportal.ru/

documents/akadem/bibl/russia/1.html.

3. Добротин Д. Ю., Журин А. А. Интернет в обучении химии // Химия в школе. — 2001. — № 7. — С. 52–55.

4. Загорский В. В. Интернет-ресурсы для учителя //Химия в школе. — 2003. — № 9. — С. 2–7.

5. Дорофеев М. В. Дистанционное обучение химии школьников с ограниченными возможностями // Химия. Методика преподавания в школе. — 2004. — № 8. — С. 41–48.

6. Морозов М. Н., Танаков А. И., Герасимов А. В.,Быстров Д. А., Цвирко В. Э., Дорофеев М. В. Разработка виртуальной химической лаборатории для

школьного образования // Educational Technology.

7.          Коваль Т.І. Професійна підготовка з інформаційних технологій майбутніх менеджерів - економістів: Монографія. - К: Ленвіт, 2007. - 264 с

8.          Кудрявцева СП., Колос В.В. Міжнародна інформація. Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів. - К: Видавничий дім "Слово", 2005.-400 с