Сторінка
3

Комп'ютерна підтримка курсу хімії

Моделювання хімічних реакторів застосовується для передбачення результатів протікання хіміко-технологічних процесів при заданих умовах в апаратах будь-якого розміру. Спроби здійснити масштабний перехід від реактора малого розміру до промислового реактору за допомогою фізичного моделювання виявилися безуспішними через несумісність умов подібності хімічних і фізичних складових процесу (вплив фізичних факторів на швидкість хімічного перетворення в реакторах різного розміру істотно по-різному). Тому для масштабного переходу переважно використовувалися емпіричні методи: процеси досліджувалися в послідовно збільшуються реакторах (лабораторна, укрупнена, досвідчена, напівпромислова установки, промисловий реактор). Дослідити реактор в цілому і здійснити масштабний перехід дозволило математичне моделювання.

Комп´ютерна підтримка курсу хімії

Педагогічні програмні засоби нового покоління.

Віртуальна лабораторія

Педагогічні програмні засоби, що включають сучасні мультимедія-системи, використовуються для підтримки процесу активного сприйняття навчального матеріалу і мають низку достоїнств порівняно з друкованими й електронними версіями підручників. Саме вони останнім часом привертають підвищену увагу розробників і користувачів. По суті, «віртуальна лабораторія» є зразком такого штучного навчаючого середовища, яке дозволяє розширити кордони природного експерименту, - моделювання не лише безпосередньо спостережувані явища, але й «сутнісні» зміни (причино – наслідкові відношення) об´єктів реального світу.

У чому переваги віртуальних лабораторій? Пріоритетом віртуальної лабораторії є демонстрація ідеального фізико-хімічного експерименту. Цей експеримент завжди однаково відтворюється і відображує реальні фізико-хімічні закономірності. Окрім цього, програма «Віртуальна лабораторія» дозволяє викладачеві і школяру самостійно розв´язати низку практичних і організаційних завдань, таких як:

підготовка учнів до хімічного практикуму в реальних умова:

відпрацьовування основних навичок роботи з обладнанням;

навчання виконання вимог техніки безпеки в безпечних умовах віртуальної лабораторії;

розвиток спостережливості, уміння виділяти головне, визначати цілі і задачі роботи, планувати хід експерименту, робити висновки;

розвиток навичок пошуку оптимального рішення, уміння переносити реальне завдання в модельні умови і навпаки;

розвиток навичок ведення лабораторного журналу тощо;

проведення експериментів, недоступних (заборонених) умовами шкільної хімічної лабораторії;

дистанційний практикум і лабораторні роботи, у тому числі робота з дітьми, що мають обмежені можливості;

керування часом проведення експериментальної роботи;

реальна економія хімічних реактивів і обладнання.

Опоненти віртуальних хімічних лабораторій висловлюють побоювання, що школяр через свою недосвідченість не зможе відрізнити віртуальний світ від реального. Іншими словами, модельні об´єкти, створенні комп´ютером, повністю витіснять об´єкти реально існуючого навколишнього світу. Це – суперечливе твердження, оскільки робота саме із знаковими системами є основою розвитку аналітико-синтетичної діяльності. Тобто мислення. І такої форми інтелектуальної діяльності, як «теоретичне мислення», не існує поза процесами абстрагування і символізації.

Віртуальна лабораторія розв´язує цілком конкретну задачу – з її допомогою дійсно можна «проблемно подати» наочний матеріал, сформувати алгоритм дослідницької дії учня. І це виявляється дуже корисним і своєчасним, особливо в умовах відсутності (з різних причин) повноцінної матеріально-технічної бази в школах. Але як психічне новоутворення, повноцінна навчальна діяльність учня (як суб´єкта діяльності) формується лише в навчальному (не алгоритмізованому) діалозі з педагогом. Цього ефекту жодна програма дати не можу і ніколи не зможе. Тому використання сучасного комп´ютера, як інструмента в шкільній освіті, у жодному випадку не знижує провідної ролі вчителя в освітньому процесі як соціальній і гуманітарній практиці.

Педагогічний програмний засіб моделювання «Органічна хімія 10-11 клас» (мультимедійний підручник) складається зі змістової частини і конструктора уроків. Навчальний матеріал структурований за темами й параграфами. Параграфи ППЗ мають зміст і можливість перегляду навчального матеріалу з будь-якої, обраної користувачами, підтеми параграфу. Змістова частина також містить опції для переходу й перегляду:

лабораторних і практичних робіт;

додаткової інформації, а саме: алфавітного та іменного покажчика.

ППЗ «Органічна хімія 10-11 клас» містить такі компоненти:

текстовий виклад змісту матеріалу, що стосується будови, властивостей, добування і застосування органічних сполук, а також запитання і вправи для повторення. Завдання для самопідготовки, висновки до тем, іменний і предметний покажчик;

портрети вчених-хіміків, фотографії лабораторного обладнання і натуральних об´єктів, що ілюструють застосування органічних речовин;

статистичні й динамічні моделі молекул, електронних схем, ізомерів, хімічних реакцій;

символьні об´єкти і графіку (схеми, діаграми, таблиці, малюнки), звукозаписи пояснювальних текстів.

Основна перевага електронної версії полягає в унаочненні важких для сприйняття понять електронної і просторової будови молекул органічних сполук і їхніх реакцій, зокрема:

зображенні в динаміці електронних ефектів у молекулах, гібридизації електронів взаємного впливу атомів, механізмів реакцій;

візуальному виділенні таких суттєвих ознак об´єктів, як хімічні зв´язки, функціональні групи, реакційні центри молекул;

моделюванні не лише будови молекул, а й хімічних процесів;

поетапному утворенні назв органічних речовин за систематичною номенклатурою.

Програмний засіб дає змогу самостійної роботи учнів як у класі, так і вдома, здійснювати контроль і самоконтроль за допомогою розгалуженої системи навчальних завдань у традиційній і текстовій формах.

Програмно-методичний комплекс «Таблиця Менделеєва»(ChemEL) для комп´ютерної підтримки курсу хімії загальноосвітньої школи – це одночасно підручник і наочний посібник із загальної й неорганічної хімії. Він є інтерактивною моделлю періодичної таблиці Д.І. Менделєєва і надає такі можливості:

наочно представляє періодичний закон на основі вивчення закономірностей зміни властивостей хімічних елементів;

створює можливість самостійної роботи з вивчення загальної та неорганічної хімії з використанням обчислювальної техніки;

містить засоби самоконтролю знань, що стосуються тем, пов´язаних з будовою атомів, елементів та їх електронними конфігураціями;

містить засоби вивчення сучасної номенклатури хімічних елементів українською, англійською, латинською, російською мовами.

Програмний засіб «Таблиця Менделєєва» - це досить зручний довідник, який може бути використаний для самостійного поглибленого вивчення матеріалу, що стосується певних елементів, речовин, технологій добування металів та неметалів. Для оперативного отримання значень фізичних і хімічних констант елементів і речовин зручно скористатися інформаційними вікнами, які містять нові дані про: властивості атомів елементів: атомні маси, діаметри атомів, відносні електронегативності, енергії іонізації, спорідненість до електроду, і простих речовин:густини, температури плавлення, температури кипіння, стандартні молярні теплоємності.