Лучшие статьи проекта

УДК 374.7
ББК 74.3
С60

Об авторе: Солодкая Галина Андреевна, Почетный Магистр НМП "Методичка.орг", учитель биологии, химии, ОРКСЭ первой категории; автор 5 научно-методических работ; призер районного конкурса методических разработок учителей ОРКСЭ «Наш дом — Россия» 2012 г.; лауреат Всероссийского открытого конкурса молодых ученых «Юность, Наука, Культура» 2010 г. Галиной Андреевной в рамках руководимого ее НОУ подготовлены: призер зонального этапа российского соревнования юных исследователей «Шаг в будущее, ЮНИОР» (2011 г.), призер (III место) районного этапа Всероссийской предметной олимпиады по биологии (2013 г.), призер краевого этапа (II место) российского соревнования юных исследователей «Шаг в будущее, ЮНИОР» (2013 г.) и мн. др.
Оценка работы рецензентами: ★★★★★
Участие в конкурсах: работа - призер конкурса "Знаний Свет".

Для цитирования (ГОСТ): Солодкая, Г.А. Актуальность разработки и внедрения методики использования виртуальных практикумов на уроках биологии и химии в школе // Живой журнал Методичка (НМП "Методичка.орг"). URL: (дата обращения: ).

NB! Тематический индекс цитирования ресурса (тИЦ):

Данная работа посвящена обоснованию актуальности разработки и внедрения методики реализации виртуальных практикумов на предметах естественно-научного цикла (биологии и химии) в общеобразовательной школе, а также обозначению возможного пути исследования теоретических аспектов применения указанной методики.

Виртуальные практикумы («виртулабы») или системы компьютерного эксперимента — комплексы программного обеспечения, позволяющие учащемуся «проводить» эксперименты в виртуальном аналоге научной лаборатории. Актуальность работы, посвященной разработке методики их применения, связана с тем фактом, что виртуальные практикумы позволяют учащимся проводить эксперименты, которые в реальности могут оказаться невозможными по соображению безопасности, временным параметрам и т. п. Также значимость разработки и апробации приемов их реализации обуславливается проблемой слабой материально-технической базы ряда школ, где необходимое лабораторное оборудование может попросту отсутствовать. Но если последнее, вероятнее всего, решится в рамках проекта модернизации образования (КПМО), предполагающего переоснащение всех школ, то развитие e-Learning, а именно дистантных его форм, делает виртуальный эксперимент актуальным в долгосрочной перспективе.

Несмотря на большое количество практических разработок в этой сфере (отечественных: ХимЛАБО, Virtulab.Net, зарубежных: Software Tools for Academics and Researchers, etc.) теоретическое обоснование данного вопроса видится слабо проработанным. В настоящее время только начат анализ методико-дидактических особенностей применения «виртулабов» в учебной деятельности. Здесь можно выделить статью М.С. Цветковой, Г.Э. Курис, А.А. Елизарова «Виртуальные лаборатории по информатике в начальной школе» (Большой Московский семинар по информатизации начального и дошкольного образования, «ИТО-ИНДО»), в которой дается общее описание виртуальных лабораторий, их место в учебной деятельности, цели использования, возможная структура [1]. Также заслуживает внимания значительно более практикоориентированная статья Б.К. Лаптенкова (ЧГУ им. И.Н. Ульянова), Ю.В. Тихомирова (МГТУ ГА) «Опыт организации и проведения виртуального лабораторного практикума по курсу физики», которая в деталях описывает методические особенности проведения в «виртулабе» лабораторных работ по физике — от подготовки к работе до ее защиты [2]. Если говорить о статьях, описывающих практический опыт, то можно назвать и ряд работ, посвященных «виртулабам» по биологии и химии [3], [4], [5], на фоне которых еще более ощутима нехватка теоретических работ, дающих педагогическое обоснование данным методикам.

Рассмотрение же теоретических предпосылок использования виртуальных лабораторий в учебной деятельности, на наш взгляд, необходимо начинать с принципа наглядности в педагогике, обоснование которого впервые дал чешский педагог-новатор Ян Амосович Коменский, выдвинувший требование учить детей познавать «саму вещь, а не только чужое свидетельство о ней» [6]. Данный принцип был развит русским педагогом Константином Дмитриевичем Ушинским, указывавшим на тот факт, что наглядность как нельзя лучше отвечает психологическим особенностям обучающихся-детей, которые мыслят «формами, красками, звуками, ощущениями» [7]. Принцип наглядности, получивший свое теоретическое завершение в советской дидактике, проистекает из сущности процессов восприятия, осмысления, обобщения обучающимся учебного материала. Данный принцип означает, что при обучении нужно, исходя из логики процесса усвоения новых знаний, для каждого этапа обучения отыскать его исходное начало в наблюдениях и фактах единичного или же в научных понятиях, аксиомах и теориях, а после — найти закономерный переход от восприятия конкретного, единичного предмета к некоему общему, абстрактному. Или же, наоборот, от общего и абстрактного к единичному и конкретному. Советская дидактика, исходящая из общности чувственного и логического, предполагает, что наглядностью обеспечивается связь конкретного и абстрактного, она содействует совершенствованию абстрактного мышления и нередко служит ему опорой. Однако советская дидактическая школа подчеркивает тот момент, что характер, а также степень применения наглядности на разных этапах обучения различны. Излишняя увлеченность в обучении наглядностью способна привести к результатам нежелательного характера. Также отмечается, что конкретная наглядность (к примеру, рассмотрение модели геометрического тела) постепенно должна уступить место наглядности абстрактной (рассмотрению на уроке плоских чертежей) [8].

К одному из ключевых методов, через которые реализуется принцип наглядности, в настоящее время относят метод моделирования.

Ранее моделирование понималось исключительно как один из важных методов научного познания и, до недавнего времени, успешно применялось преимущественно в исследованиях технического характера, однако сегодня без применения данного метода уже немыслимо изучение различных процессов и явлений в разных областях знания. В последнее время особое значение приобретает применение моделирования в учебном процессе. С точки зрения дидактики и методики, моделирование выступает методом опосредованного познания, используя который, мы изучаем не сами интересующие нас объекты, а их заместители (модели), находящиеся в объективном определенном соответствии с познаваемыми объектами и способные замещать их в некотором отношении, а также дающие при исследовании новые сведения о моделируемых объектах [9].

Особое место в моделировании, применяемом в учебных целях, занимает компьютерное моделирование (далее КМ). Александр Королев (ЧГПУ) в своей статье «Компьютерное моделирование в образовании» выделяет ряд особенностей, присущих компьютерному моделированию:

• Компьютер является мощным инструментом организации модельных экспериментов, поскольку позволяет хранить, а также быстро обрабатывать значительные объемы информации.
• КМ позволяет изучать модели, относящиеся к моделям высокой степени сложности, дает возможность проанализировать влияние большого количества факторов.
• Применение ПК привело к появлению новых течений как в самом моделировании (моделирование знаний, стохастическое и имитационное моделирование), так и в некоторых прикладных науках (автоматизированное проектирование, вычислительная физика и т. п.).
• КМ стало основанием для математизации целого ряда областей знания и практических видов деятельности, которые прежде развивались как сугубо описательные и носили не количественный, а качественный характер.
• В ходе КМ возможно визуализовать средствами виртуальной реальности результаты моделирования.
• ПК является инструментом для создания самих моделей: дает возможность автоматического построения моделей, выбора квантитативных методов и создания ПО, реализующего вычислительную модель [10].

Особо значимыми для образования выступают, на наш взгляд, 5 и 6 пункты в списке А. Королева.

Отметим, что указанные выше работы и их положения обозначают парадигму теоретического анализа вопроса применения виртуальных практикумов на уроках биологии и химии в общеобразовательной школе: от принципа наглядности — к реализующим данный принцип методам, от метода моделирования — к компьютерной модели на уроке.

Также подчеркнем, что наш практический опыт применения виртуальных лабораторий на уроках биологии и химии на базе МБОУ СОШ №51 и МБОУ ООШ №50 насчитывает уже 4 учебных года. Результативность их использования подтверждается стабильной динамикой уровня обученности (по результатам ГИА) и стабильным ростом числа призеров Всероссийской олимпиады школьников (муниципального этапа), подготовленных автором данной работы.

Сказанное выше обозначает как возможную теоретическую базу заявленного исследования, так и его практическую значимость.

Литература

1. Цветкова, М.С. Виртуальные лаборатории по информатике в начальной школе [Электронный ресурс] / М.С. Цветкова, Г.Э. Курис, А.А. Елизаров. — Режим доступа: http://ito.edu.ru/sp/SP/SP-0-2009_04_28.html, 28.04.2009.
2. Лаптенков, Б.К. Опыт организации и проведения виртуального лабораторного практикума по курсу физики [Электронный ресурс] / Б.К. Лаптенков, Ю.В. Тихомиров. — Режим доступа: http://www.physicon.ru/news/articles/3481/, 30.11.2014.
3. Виртуальные лаборатории для дистанционного обучения, вузов и школ [Электронный ресурс] / Сайт «Технологии обучения». — Режим доступа: http://ry4.ru/kul, 27.11.2014.
4. Герца, А.В. Виртуальные лаборатории в школьном курсе биологии [Электронный ресурс] / А.В. Герца. — Режим доступа: http://www.scienceforum.ru/2013/116/5630, 26.11.2014.
5. Шеленкова, Н.Ю. Использование виртуальных лабораторий на уроках биологии [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://sonet.ucoz.ru/load/18-1-0-138, 09.10.2014.
6. Коменский, Я.А. Педагогическое наследие [Текст] / Я.А. Коменский, Дж. Локк, Ж.Ж. Руссо, И.Г. Пестолоцци. — М.: Педагогика, 1987.
7. Ушинский, К.Д. Сочинения [Текст] / К.Д. Ушинский. — М., 1949.
8. Принципы дидактики в преподавании математики [Электронный ресурс] / Сhar.ru. — Режим доступа: http://www.char.ru/346/91584.htm, 30.11.2014.
9. Крапенко, А.В. Метод моделирования в системе методов обучения младших школьников [Электронный ресурс] / А.В. Карпенко. — Режим доступа: http://www.jeducation.ru/3_2005/25.html, 20.11.2014.
10. Королев, А. Компьютерное моделирование в образовании [Электронный ресурс] / А. Королев. — Режим доступа: http://gisap.eu/ru/node/18917#comment-23623, 29.11.2014.
11. Стафеева Л. В. МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ОТКРЫТОГО УРОКА НА ТЕМУ «КОМПЬЮТЕР И ИНТЕРНЕТ В НАШЕЙ ЖИЗНИ» // Живой журнал Методичка (НМП "Методичка.орг"). URL: http://www.metodichka.org/news/3052016/2016-05-03-517 (дата обращения: понедельник, 13 июня 2016 г.).