Виртуальный эксперимент на уроке химии.
статья по химии на тему

Ларина Елена Александровна

Муниципальное  образовательное учреждение средняя образовательная школа №45 Тракторозаводского района г.Волгограда

учитель химии, I квалификационная категория

Виртуальный эксперимент на уроке химии.

             Развитие познавательных интересов учащихся в процессе обучения имеет большое значение для любого учебного предмета. В изучении химии есть свои особенности, которые учителю важно иметь в виду. Прежде всего, это касается использования учебного химического эксперимента, широко применяемого в школе в различных формах. Чтобы успешно преподавать химию, учителю необходимо овладеть школьным химическим экспериментом, в результате которого учащиеся приобретают необходимые знания и умения. При отсутствии химического эксперимента на уроках химии знания учащихся могут приобрести формальный оттенок – резко падает интерес к предмету.

 Химия – интересная, но сложная наука. Химия из всех естественнонаучных дисциплин требует в наибольшей степени наличия  логического мышления, и часто ученикам трудно соотнести электронные схемы с тем, что представляют собой реальные атомы или молекулы, уравнения химических реакций с реальными химическими процессами.

Химический эксперимент является специфическим методом обучения химии, поскольку отличает процесс обучения химии от обучения другим учебным предметам естественнонаучного цикла. Ряд методистов-химиков рассматривают эксперимент как специфический метод и средство обучения химии. Именно поэтому применение химического эксперимента в обучении является одной из наиболее разработанных проблем в методике обучения химии. Химические опыты позволяют легче запомнить свойства веществ, или уяснить суть протекаемых  процессов. Просмотр опытов оставляет ощущение присутствия и дает полную картину происходящего.

 В школах сейчас сложилась довольно напряженная ситуация и с наличием реактивов, и с проблемами их безопасного   использования, так как постоянно растет список веществ, запрещенных к применению и хранению в школьном химическом кабинете и школьной химической лаборатории. В последние годы появилась ещё одна проблема. В школу приходят ученики с различными аллергическими заболеваниями, очень восприимчивые к различным запахам. Но в процессе объяснения нового материала, необходимо проведение  тех экспериментов, которые невозможно провести «в живую».. Однако, об этих реакциях идет речь в школьном учебнике, даны их описания, приведены уравнения, например: взаимодействие ртути с серой, разложение нитратов, взаимодействие металлов с хлором и бромом. Во всех этих случаях виртуальный эксперимент - это единственная возможность познакомиться с этими реакциями воочию,  «материализовать» в сознании учеников то, что порой невозможно увидеть или даже описать, как макрообъект.  Поэтому я в своей практике стала  использовать виртуальный эксперимент при проведении уроков химии. Это позволило  виртуально изучать   свойства любых веществ, в том числе ядовитых или взрывоопасных, демонстрировать химические эксперименты, для проведения которых требуются реактивы, запрещённые для использования в школьных кабинетах химии и лабораториях.

Что же следует понимать под виртуальным химическим экспериментом, какие типы его существуют, где и как необходимо использовать виртуальный химический эксперимент?

Виртуальный химический эксперимент это вид учебного химического эксперимента, в котором средством демонстрации или моделирования химических процессов и явлений является компьютерная техника. Оригинальное определение виртуального эксперимента предложено И.С. Ивановой. Она полагает, что виртуальный эксперимент – это компьютерная симуляция лабораторных работ, которая предполагает, что объект исследования и экспериментальная установка находятся в мнимом виртуальном пространстве.

Выделяются два основных типа виртуального химического эксперимента – виртуальные демонстрации и виртуальные лаборатории.

Виртуальная демонстрация – компьютерная программа, воспроизводящая на компьютере динамические изображения, создающие визуальные эффекты, имитирующие признаки и условия протекания химических процессов. Такая программа не допускает вмешательства пользователя в алгоритм, реализующий ее работу.

Виртуальная лаборатория – компьютерная программа, позволяющая моделировать на компьютере химический процесс, изменять условия и параметры его проведения. Такая программа создает особые возможности для реализации интерактивного обучения. Виртуальные лаборатории позволяют моделировать химический эксперимент, который по каким либо причинам невозможно реализовать в школьной химической лаборатории (дороговизны реактивов, опасности, временных ограничений). Компьютерные модели позволяют получать в динамике наглядные запоминающиеся иллюстрации сложных или опасных химических опытов, воспроизвести их тонкие детали, которые могут ускользать при проведении реального эксперимента. Компьютерное моделирование позволяет изменять временной масштаб, варьировать в широких пределах параметры и условия проведения опыта, а также моделировать ситуации, недоступные в реальном эксперименте.

Выполняя лабораторные опыты и практические работы с использованием виртуальных лабораторий, учащиеся самостоятельно исследуют химические явления и закономерности, на практике убеждаясь в их достоверности. Естественно, что эта практическая деятельность учеников не может осуществляться без руководящего слова учителя. Важным достоинством виртуального учебного эксперимента является то, что учащиеся могут возвращаться к нему много раз, что способствует более прочному и глубокому усвоению материала.

На уроках химии я использую электронное издание «Химия. Виртуальная лаборатория для 8-11классов»

На диске достаточно наглядно и красочно демонстрируются все лабораторные опыты курса химии основной и средней школы, хранится весь справочный материал, имеется журнал лабораторных работ. Электронное издание «Виртуальная лаборатория для 8-11классов» включает более 150 химических опытов, которые проводятся в реализованной на экране монитора лаборатории, оснащенной необходимыми реактивами и лабораторным оборудованием. Большое внимание здесь уделяется соблюдению правил техники безопасности. Используя виртуальные реактивы и оборудование, можно проводить опыты так же, как в реальной лаборатории. Учащимся предоставляется возможность собирать различные приборы, установки из составляющих элементов, производить измерения, заносить свои наблюдения в «Лабораторный журнал», «фотографировать» с экрана с помощью виртуального фотоаппарата, составлять уравнения реакций.

Программа контролирует каждое действие учащегося, проводя его через все этапы, необходимые для успешного выполнения опыта. При проведении ряда практических работ можно использовать видеофрагменты, позволяющие увидеть проводимый ими эксперимент в реальной лаборатории. При этом у учащихся возрастает познавательный интерес, развиваются навыки работы с соблюдением правил техники безопасности, умения наблюдать, выделять главное и делать выводы по наблюдениям.

Выполнение лабораторных опытов по компьютерной технологии вносит определенные особенности в учебный процесс.

Появляется возможность постановки опытов не только в процессе изложения нового, но и при закреплении материала, обобщении знаний, решении экспериментальных задач.

Улучшается организация лабораторных и практических работ. Учащиеся имеют возможность индивидуально выполнять опыты, что не может не сказаться на развитии самостоятельности, на формировании общих лабораторных, организационных и других практических умений.

При выполнении виртуальных опытов происходит экономия учебного времени, которую целесообразно использовать для решения творческих экспериментальных задач, закрепления материала или правильного осмысления сути происходящих реакций.  

Диск «Виртуальная лаборатория» побуждает учащихся экспериментировать и получать удовлетворение от собственных открытий.

Обобщая свой опыт работы с использованием виртуального эксперимента, хотелось бы отметить, что  виртуальный эксперимент помогает:

- формировать умение работать с информацией, развивать  коммуникативные способности;

- максимально усваивать  учебный  материал;

- формировать исследовательские умения, умения  самостоятельно принимать оптимальные решения.

- увеличивает  объем учебного материала, при значительной экономии  времени;

- улучшает наглядность  подачи учебного материала за счет цвета, звука и движения;

- возможность демонстрации тех химических опытов, которые опасны для здоровья детей;

- ускоряет  темп урока за счет эмоциональной составляющей.

Обобщая вышесказанное, хочется пожелать коллегам: «Не бойтесь, экспериментируйте и у вас все получится, ведь  только учитель, свободно владеющий современными формами работы,  может побудить интерес у учащихся к своему предмету!»