Демонстрационные опыты раздела «Качественные реакции на ионы» в школьном курсе химии

№66-1,

педагогические науки

В работе представлено средство реализации электронного образования, описывается структура виртуальной учебной лаборатории по химии «Качественные реакции на ионы», предназначенная для учащихся девятых классов средней общеобразовательной школы.

Похожие материалы

Актуальность работы диктуется концепцией развития электронного образования в Республике Башкортостан на период 2015-2020 годов [1]. Развитие электронного образования инициирует создание и распространение структурных и технологических инноваций в системе образования, интенсификацию технологического развития образовательных организаций, формирование системы постоянного мониторинга удовлетворенности обучающихся качеством образовательного процесса, а также создание необходимой базы электронного контента для всех уровней образования. Создание образовательных сред для активного обучения, повышающих мотивацию учащихся, является неотъемлемой частью успеха в стратегии разработки и внедрения электронных образовательных ресурсов [2]. Программное обеспечение для таких продуктов основано на моделировании и использовании насыщенного мультимедиа контента. Наряду с соответствием традиционным требованиям, предъявляемым к образовательным ресурсам в общем образовании, они отвечают инновационным требованиям, расширением сектора самостоятельной учебной работы за счет использования активно-деятельностных форм обучения, возможность удаленного (дистанционного) обучения.

Одной из форм электронного образования, которая набирает популярность и является важнейшим звеном при формировании практических умений и навыков у учащихся на уроках физики, химии и биологии, является виртуальная учебная лаборатория. Определить термин «виртуальная учебная лаборатория» можно как программно-аппаратный комплекс, построенный с целью предоставления возможности дистанционного доступа к какому-либо редкому или ценному оборудованию, или программному комплексу, либо к эмулятору данного комплекса (компьютерная модель), для проведения экспериментов [3]. Разработанная виртуальная учебная лаборатория по химии «Качественные реакции на ионы» является компьютерной моделью и предназначена для учащихся девятых классов средней образовательной школы. Методология разработки аналогична работам [4, 5]. Схема структуры виртуальной биологической лаборатории выглядит следующим образом (рис. 1):

Схема виртуальной лаборатории
Рисунок 1. Схема виртуальной лаборатории

Сцены «Главная страница» и «Демонстрационные опыты» являются управленческими (рис. 2).

Страницы для управления виртуальной лабораторией
Рисунок 2. Страницы для управления виртуальной лабораторией

Остальные сцены содержат теоретический материал, тестовые задания и виртуальные лабораторные установки:

  1. Виртуальная лабораторная установка «Качественная реакция Fe3+» предназначена для определения в растворе ионов Fe3+ с помощью качественной реакции 4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6]↓ + 12KCl.
  2. Виртуальная лабораторная установка «Качественная реакция Zn2+» предназначена для определения в растворе ионов Zn2+ с помощью качественной реакции ZnSO4 + 2NaOH = Zn(OH)2↓ + Na2SO4.
  3. Виртуальная лабораторная установка «Качественная реакция Cl» предназначена для определения в растворе ионов Cl с помощью качественной реакции NaCl + AgNO3 = AdCl↓ + NaNO3.
  4. Виртуальная лабораторная установка «Качественная реакция Br» предназначена для определения в растворе ионов Br с помощью качественной реакции NaBr + AgNO3 = AdBr↓ + NaNO3.

Перед просмотром демонстрационных опытов учащимся предлагаются формулировки задач с полными названиями химических веществ (рис. 3). Демонстрация реализуется анимацией, которая запускается интерактивной кнопкой «Просмотр» (рис. 4).

Страница постановки задачи
Рисунок 3. Страница постановки задачи

Работа кнопки осуществляется с помощью программного кода на ActionScript:

stop();
k2.onRelease = function():Void {
gotoAndPlay("Demonstr_opt", 1) ;
};
k1.onRelease = function():Void {
gotoAndPlay("Fe_opt", 1) ;
};
Режим просмотра демонстрационного опыта
Рисунок 4. Режим просмотра демонстрационного опыта

Для реализации анимации была использована покадровая анимация, достоинствами которой является контроль над анимацией, более точное воспроизведение любого изменения, смена абсолютно независимых изображений — слайдов.

По окончанию просмотра опыта появляется кнопка «Модель», которой осуществляет переход на сцену построение математической модели (рис. 5). Математическая модель позволяет учащимся самостоятельно выбрать параметры реакций, используя динамическое поле ввода и интерактивную кнопку для расчета.

Работа с математической моделью
Рисунок 5. Работа с математической моделью

Работа математической модели реализована средствами программирования:

on (release) {
var n1, n2, M1, M2, M3: Number;
M1 = 103; M2=170; M3=188; 
n1 = Number(m1.text); 
n2 = Number(m2.text);  
if ((n1/M1) <= (n2/M2)) 
mOs.text = String((n1*M3)/M1); 
else 
mOs.text = String((n2*M3)/M2); }

Виртуальная лаборатория так же предусматривает наполнение методическим контентом. На странице тестирования (рис. 6) учащийся может проверить знания, полученные в ходе проведения лабораторной работы, отвечая на вопросы в форме тестов, а при возникновении затруднений может вернуться на главную страницу и обратиться к теоретическому материалу.

Страницы теоретического материала и тестовых заданий
Рисунок 6. Страницы теоретического материала и тестовых заданий

Таким образом, была разработана виртуальная учебная лаборатория, которая является средством обучения нового поколения и может использоваться при всех формах обучения: непосредственно на уроке, при домашнем повторении материала, при дистанционном обучении.

Список литературы

  1. Постановление «Об утверждении Концепции развития электронного образования в Республике Башкортостан на период 2015-2020 годов» от 10 сентября 2015 года №368.
  2. Хамзин И. Р., Хасанова С. Л. Электронные интерактивные ресурсы – необходимый компонент образования // Материалы Международной (заочной) научно-практической конференции «Проблемы теории и практики современной науки. РИО ООО «Наука и образование». 2015. С. 129–130.
  3. Соловов А.В. Электронное обучение: проблематика, дидактика, технология // Самара: «Новая техника». 2006. 462 с.
  4. Хасанова С.Л., Девяткин Е.М., Чиганова Н.В. Компьютерная модель виртуальной химической лаборатории // Современные наукоемкие технологии. 2016. №9 (часть 2). С. 360–364.
  5. Хасанова С.Л., Симонова И.А. Компьютерная модель виртуальной биологической лаборатории по разделу «Цитология» // Современные наукоемкие технологии. 2016. № 9 (часть 1). С. 89–92.