Шадияр Диана Есенбекқызы Тақырыбы: «Химияны қашықтықтан оқытуда виртуалды зертханалық жұмыстарды құру әдістемесін жасау» 7М01541 Химия білім беру бағдарламасы
Виртуалды зертханалық практикумдарға арналған интерактивті компоненттерді әзірлеу
жүктеу/скачать 3,76 Mb.
|
Щадяир 16 маи бет болды
| 1.4 Виртуалды зертханалық практикумдарға арналған интерактивті компоненттерді әзірлеу
Білім басқа салалардан кейін тез және сенімді түрде онлайн әлемге енеді. Білім беру мекемелерінің ішінде ақпараттық технологиялар жоғары оқу орындарында белсенді түрде енгізілуде. Бұл келесі себептерге байланысты. Білім беру мазмұнын шектеулі оқу уақытымен үйлестіру қиындай түсуде. Дәстүрлерді бір уақытта сақтау және ғылымның алдыңғы қатарында болу қиын. Білім берудің дәстүрлі түрлері сарқылуда, бірақ оларды модернизациялау мүмкіндіктері шектеулі. Білім беру стандарттарының жалпы талаптарын сақтау және әр оқушының жеке қабілеттерін ескеру қажет. Студенттермен, олардың ересек жасына және саналы таңдауына қарамастан, ақпараттық технологиялардың коммуникациялық мүмкіндіктерін пайдалана отырып, ұйымдастырушылық-тәрбие жұмысын жүргізу қажет. Сондықтан Ақпараттық технологиялар университеттердің қызметін едәуір байытады, білім берудің қолжетімділігін кеңейтеді, оқытуға жаңа тәсілдерді енгізуге, шығармашылық және кәсіби дағдыларды дамытуға мүмкіндік береді. оқу процесін ұйымдастырыңыз. Осылайша, соңғы жылдары ақпараттық-компьютерлік технологиялар қазіргі заманғы отандық білім берудің өзекті әдістемелік міндеттері мен басқа да мәселелерін шеше отырып, білім беру процесіне белсенді түрде енгізілуде. Оқу процесінің мақсаттары арасында студенттердің өзіндік жұмысын қою маңызды орын алады. Мұндай дербес қызметті дамытуға, атап айтқанда, қашықтықтан оқыту технологиялары ықпал етеді. Бұл технологиялар әр түрлі іс-шаралар мен оқыту формалары үшін маңызды. Мұндай технологиялардың ішінде виртуалды зертханалық кешендер ерекшеленеді, олардың көмегімен зертханалық тәжірибенің негізгі түсініктері, қауіпсіздік талаптары, эксперименттер мен эксперименттер жүргізу, есептеулер жүргізу, қорытынды жасау және басқа дағдылар бекітілген. Мұндай кешендер нақты зертханаға, жабдықтар мен қондырғыларға, ыдыс-аяқ пен реактивтерге қол жетімділік болмаған кезде қажет. Олардың басты кемшілігі-тікелей байланыстың, сенсорлық сезімдердің, қолмен алынған дағдылардың болмауы. Flash технологиясын қолдану, сенімді анимацияның арқасында, бұл кемшілікті ішінара жояды, қатысу әсерін, өзіндік қатысу әсерін тудырады және процесті бақылауға мүмкіндік береді. Соңғы жылдары акт кафедрасы жалпы және бейорганикалық химия (ONX) кафедрасы үшін виртуалды зертханалық практикум әзірлеуде. Акт кафедрасының аспиранттары жүзден астам маңызды зертханалық жұмыстарды әзірлеп, оларды бірыңғай виртуалды практикумға біріктірді. Мұның бәрі білім беру процесінің тиімділігін арттыруға ықпал етеді және оқушылардың тиісті дағдылары мен құзыреттерін қалыптастыруға ықпал етеді. Бұл зертханалық жұмыстар ОНХ кафедрасында кеңінен қолданылғанына қарамастан, уақыт өте келе олардың кемшіліктері анықталып, тілектер жинақталады. Олардың ең көп саны жалпы химия бойынша виртуалды зертханалық жұмыстарға жатады. Сондықтан жалпы химия бойынша интерактивті Зертханалық жұмыстардың кемшіліктерін анықтау және жою, сондай-ақ оларды жетілдіру қажеттілігі туындайды. AMVAS мақсаттары мен міндеттері слайдтармен бірдей болатындай етіп түзету Бұл дипломдық жұмыстың мақсаты: * Adobe Flash-те виртуалды зертханалық практикумдарда қолдануға арналған интерактивті компоненттер жиынтығын әзірлеу, бағдарламалық кодты түзету және оңтайландыру арқылы жалпы химия бойынша виртуалды зертханалық жұмысты айтарлықтай сапалы өңдеу және нақтылау, жаңа интерактивті компоненттерді қосу, функционалдылықты кеңейту және мүмкіндіктер. жұмыстың мақсатына сәйкес келесі міндеттер қойылды • * жалпы және бейорганикалық химия бойынша виртуалды зертханалық практикумның бұрын құрылған зертханалық жұмыстарының әдіснамасы мен стилистикасын игеру, стиль бірлігін сақтау және пысықталатын блоктарда қойылған мүмкіндіктерді іске асыру; * жалпы химия бойынша зертханалық жұмыстарды орындау сценарийін талдау және бағдарламалық кодпен танысу бұл жұмыстарды сыни талдау үшін; * виртуалды семинарлар үшін пайдалануға болатын стандартты компоненттерді анықтау. Осы компоненттермен жұмыс істеу алгоритмдерін ресімдеу; • кемшіліктерді жою және оны оңтайландыру мақсатында қолданыстағы бағдарламалық кодты қайта өңдеу, функционалдылық пен мүмкіндіктерді кеңейту үшін жетіспейтін бағдарламалық жасақтаманы әзірлеу; * компоненттермен негізгі операцияларды жүзеге асыратын бағдарламалық кодтарды құру. Интерактивті компоненттердің теңшелетін параметрлерін пайдалана отырып, виртуалды зертханалық жұмысты қалыптастыру үшін * "жалпы химия" және "бейорганикалық химия"пәндері бойынша бұрын әзірленген жұмыс блоктарымен өңделген жұмыс блоктарын бірыңғай виртуалды практикумға біріктіру. 1.1 білім беруде ақпараттық технологияларды қолдану қазіргі заманғы ақпараттық технологиялар білім беру жүйесінің қажеттіліктері үшін жасалмағанымен, білім беру процесінде революциялық өзгерістерге әкеледі. Білім басқа салалардан кейін тез және сенімді түрде онлайн әлемге енеді. Білім беру мекемелерінің ішінде ақпараттық технологиялар жоғары оқу орындарында белсенді түрде енгізілуде. Бұл келесі себептерге байланысты. Білім беру мазмұнын шектеулі оқу уақытымен үйлестіру қиындай түсуде. Дәстүрлерді бір уақытта сақтау және ғылымның алдыңғы қатарында болу қиын. Білім берудің дәстүрлі түрлері сарқылуда, бірақ оларды модернизациялау мүмкіндіктері шектеулі. Білім беру стандарттарының жалпы талаптарын сақтау және әр оқушының жеке қабілеттерін ескеру қажет. Студенттермен, олардың ересек жасына және саналы таңдауына қарамастан, ақпараттық технологиялардың коммуникациялық мүмкіндіктерін пайдалана отырып, ұйымдастырушылық-тәрбие жұмысын жүргізу қажет. Сондықтан Ақпараттық технологиялар университеттердің қызметін едәуір байытады, білім берудің қолжетімділігін кеңейтеді, оқытуға жаңа тәсілдерді енгізуге, шығармашылық және кәсіби дағдыларды дамытуға мүмкіндік береді. оқу процесін ұйымдастырыңыз. Ресейдің жоғары білімін жетілдіру мәселелерімен айналысатын сарапшылардың пікірінше, іргелі пәндерді оқытуда заманауи ақпараттық технологияларды қолдану көптеген мәселелерді шеше алады [1]. Бұл технологияларды білім беру процесіне сәтті енгізу үшін кейбір факторларды ескеру қажет: ● оқытушылар оқытудың ақпараттық және техникалық құралдарын қамтитын оқу-әдістемелік қамтамасыз етуді әзірлеуге, енгізуге және түзетуге дайын болуы керек; ● оқушылармен әртүрлі тәсілдермен өзара әрекеттесуге қызығушылықты ынталандыру және олардың өзара әрекеттесудің әртүрлі нысандарына деген қажеттілігін ескеру қажет; ● оқушылардың білім алуына қолайлы сабақтардағы өзара әрекеттесу процесінде атмосфера; ● сабақтарды ұйымдастырудың дәстүрлі және интерактивті формаларын ақылмен үйлестіру қажет [2]. Заманауи ақпараттық технологиялар бағдарламалау дағдылары жоқ оқытушыға өте қызықты интерактивті оқыту бейнелері мен мультимедиялық тренажерлер жасауға, студенттерді сынауға және курстың ең күрделі тақырыптарын студенттердің көзқарасы бойынша анықтау үшін кері байланыс беруге мүмкіндік береді. Бұлтты технологиялар ұсынатын топтық және ұжымдық іс-шараларды ұйымдастыруға арналған құралдарды ұсынудың интерактивтілік тұрғысынан маңызды мүмкіндігін атап өту қажет. Интерактивті оқыту коммуникативтік дағдыларды дамытуға ықпал етеді, топтық тәжірибенің маңыздылығын түсінуге мүмкіндік береді, топтың жұмысына қатысуын бақылауға, топ қабылдаған құндылықтар мен ережелерді құрметтеуге, өз пікірін негіздеуге және өз ұстанымын қорғауға үйретеді. Осылайша, ақпараттық қолдау интерактивті оқытумен қатар студенттердің кәсіптік білім беру процесінде белсенділігін ынталандырады [1]. Химиялық формулаларды немесе күрделі түрлендіру схемаларын бейнелеуді қажет ететін пәндерді оқытуды мультимедиялық қолдау туралы әртүрлі пікірлер бар. Оқытудың таза дәстүрлі түрлерінің өкілдері оқытушы формулаларды бормен тақтада дәйекті түрде бейнелеген кезде ғана студент материалды ұсынудың логикасын игере алады деп санайды, оны бекіту әдебиетпен одан әрі жұмыс істеуді қамтиды [3]. 1.3 виртуалды зертханалар виртуалды зертханалық практикум-зертханалық сабақтарды өткізу түрі, оның мәні нақты зертханалық зерттеуді оқушының зертханалық жабдықтармен виртуалды өзара әрекеттесуімен зерттелетін процестерді математикалық модельдеуге ауыстыру болып табылады. Заманауи Имитациялық компьютерлік модельдердің мүмкіндіктері нақты жабдықпен жұмыс істеудің толық елесін жасайды. Виртуалды зертханалардың басты артықшылығы-қымбат жабдықтар мен реактивтерді сатып алу қажеттілігінің болмауы. Қаржыландырудың жеткіліксіздігіне байланысты көптеген зертханаларда тәжірибе нәтижелерін бұрмалайтын және білім алушылар үшін ықтимал қауіп көзі бола алатын ескі жабдық орнатылған. Сонымен қатар, сияқты салаларда химия жабдықтан басқа шығын материалдары (реактивтер) қажет, олардың құны өте жоғары. Әрине, компьютерлік жабдық пен бағдарламалық жасақтама да арзан емес, бірақ компьютерлік техниканың әмбебаптығы және оның кең таралуы бұл кемшіліктің орнын толтырады. Сондай-ақ, артықшылықтарға зертханалық жағдайда жүруі түбегейлі мүмкін емес процестерді модельдеу мүмкіндігі кіруі керек. Сондай-ақ, заманауи компьютерлік технологиялар қосымша техниканы қолданбай, мысалы, бақыланатын бөлшектердің шағын өлшемдеріне байланысты нақты жағдайларда ажырату қиын процестерді байқауға мүмкіндік береді [12]. Процестердің нәзіктігіне ену және басқа уақыт шкаласында болып жатқан оқиғаларды бақылау мүмкіндігі бар, бұл секундтың бір бөлігінде немесе, керісінше, бірнеше жылға созылатын процестерге қатысты. Жұмыс жүріп жатқан жағдайларда, мысалы, жоғары кернеулермен немесе химиялық заттармен виртуалды зертханаларды пайдаланудың маңызды артықшылығы қауіпсіздік болып табылады. Компьютер виртуалды процесті басқарумен айналысатындықтан, кіріс параметрлерінің әртүрлі мәндерімен бірқатар тәжірибелерді жылдам жүргізу мүмкіндігі бар, бұл көбінесе Шығыс параметрлерінің кіріс параметрлеріне тәуелділігін анықтау үшін қажет. Нәтижелерді электронды форматқа енгізу үшін уақыт пен ресурстарды үнемдеу өте маңызды. Кейбір жұмыстар бірқатар эксперименттер жүргізілгеннен кейін компьютерде орындалатын алынған сандық деректердің жеткілікті үлкен массивтерін кейіннен өңдеуді қажет етеді. Нақты зертхананы пайдаланудың әлсіз жері-алынған ақпаратты компьютерге енгізу. Виртуалды зертханада бұл қадам жоқ, өйткені деректерді экспериментатор тәжірибелерді орындаған кезде немесе автоматты түрде нәтижелер кестесіне енгізуге болады. Осылайша, уақыт үнемделеді және ықтимал қателіктердің пайызы айтарлықтай азаяды. Сонымен, университеттің зертханаларында жұмыс істеу мүмкіндігі болмаған кезде қашықтықтан оқытуда виртуалды зертхананы пайдалану мүмкіндігі бөлек және маңызды артықшылық болып табылады. Виртуалды зертхананың ажырамас бөлігі - бұл виртуалды құрал ұғымы-қарапайым компьютерге қосылған аппараттық және бағдарламалық құралдар жиынтығы, осылайша пайдаланушы компьютермен ол үшін арнайы жасалған қарапайым электронды құрылғы ретінде өзара әрекеттесуге мүмкіндік алады. Виртуалды құрал мен виртуалды зертхананың маңызды бөлігі-бұл пәндік аймақтың графикалық бейнелері түрінде компьютермен өзара әрекеттесудің ыңғайлы интерактивті режимін қамтамасыз ететін тиімді графикалық пайдаланушы интерфейсі. Графикалық интерфейс арқылы виртуалды құралмен жұмыс жасай отырып, монитор экранындағы пайдаланушы қажетті құрылғының нақты басқару тақтасын имитациялайтын таныс алдыңғы панельді көреді. Тінтуірдің көмегімен монитор экранында имитацияланған құрылғының алдыңғы панелі ретінде бейнеленген түсінікті басқару элементтеріне - түймелерге, қосқыштарға, реттегіштерге және т.б. әсерлерге еліктеуге болады. Виртуалды зертханаларды құрудың мақсаттарының бірі - зерттелетін процестерді жан-жақты визуализациялауға ұмтылу, ал басты міндеттердің бірі-білім алушыны олардың мәнін барынша толық қабылдауға және түсінуге дайындау мүмкіндігін қамтамасыз ету [13]. Виртуалды компьютерлік зертхананың міндеттері•күрделі корпоративтік және басқа бағдарламалық қамтамасыз етуді игеру, виртуалды серверлерді құру міндеттерінің циклін орындау бағдарламалық қамтамасыз етуді орналастыру және конфигурациялау, сондай-ақ оны кәсіби құзыреттілікті қалыптастыруға және конструктивті дамуға мүмкіндік беретін проблемалық-бағдарланған практикалық мысалдарда пайдалану болып табылады., студенттердің аналитикалық және жүйелік ойлауы [14];•университеттің оқу процесіне ашық өнімдер мен ақпараттық технологияларды енгізу [15];•семинар сабақтары шеңберінде практикалық тапсырмаларды орындау;•өзін-өзі даярлау үшін оқу процесінде пайдаланылатын корпоративтік бағдарламалық қамтамасыз етуді және басқа да бағдарламалық қамтамасыз етуді қашықтан пайдалану мүмкіндігін беру; * оқу үдерісін жетілдіру бойынша сабақтар өткізу біліктілік; оқушыларды, студенттер мен аспиранттарды ғылыми-зерттеу жұмыстарының нәтижелерін жариялай отырып, әртүрлі деңгейдегі конференциялар мен конкурстарға қатысуға дайындау [16]. Өкінішке орай, қазіргі уақытта оқу процесінде қолданылатын виртуалды зертханалардың саны өте аз. Бұл, ең алдымен, олардың дамуының қымбаттығына байланысты, бұл келесі салдарға әкеледі: кәсіби бағдарламашылар, дизайнерлер және имитацияланған саладағы мамандар әзірлеген виртуалды зертханалар өте қымбат, бұл олардың кең таралуына кедергі келтіреді. Екінші жағынан, шағын тарату мүмкіндіктері оларды өндіруге шағын ынталандыруды тудырады. Кәсіби емес виртуалды зертханаларды құру құбылыстардың тар класын модельдеу кезінде ғана қанағаттанарлық нәтижелерге әкелуі мүмкін. Олардың таралуы төмен шығындармен және баламалардың практикалық жетіспеушілігімен байланысты. Ең көп таралған виртуалды зертханаларды қарастырыңыз.- физика, химия, биология, экология бойынша оқушыларға арналған виртуалды зертханалық жұмыстарды әзірлеу жобасы. Виртуалды зертханалық жұмыстар Flash технологиясының көмегімен жүзеге асырылады. Олар тар мамандандырумен, көп жағдайда тәжірибенің сызықтығымен ерекшеленеді (барлық әрекеттер тізбегі мен тәжірибе нәтижелері алдын-ала берілген). VirtualLab өнімдері танымдық құндылыққа ие және қажетті жабдық болмаған жағдайда зертханалық жұмыстарды жүргізу мәселесін шешеді [17].(Software tools for Academics and Researchers) - Массачусетс технологиялық институтының (MIT) зерттеу және оқыту үшін виртуалды зертханаларды әзірлеу бағдарламасы. Бағдарламаның қызметі Жалпы биология, биохимия, генетика, Гидрология, таратылған есептеу саласында оқыту және зерттеу қосымшаларын әзірлеу болып табылады. Көптеген қосымшалар java немесе html-де жүзеге асырылады [18].- физикалық 2D модельдеуге арналған бағдарлама. Оның физикалық өзара әрекеттесуі мен қасиеттерін модельдеу мақсатында әртүрлі объектілерді, механизмдер мен жүйелерді құруға арналған өте бай құралдар жиынтығы бар. Мысалы, жұмыс уақыты моделін, планеталық Ровер моделін немесе пневматикалық мылтықты жасауға болады. Бағдарлама тек механикалық процестерді ғана емес, сонымен қатар оптикалық процестерді де модельдеуге қабілетті, ал Thyme сценарий тілін қолдана отырып бағдарламалау мүмкіндігі түпнұсқа физикалық қасиеттері, әртүрлі функциялары, әсерлері мен құбылыстары бар объектілерді жасауға мүмкіндік береді. Сондай-ақ, суреттерді жүктеу мүмкіндігі бар: сурет модельдеу объектісіне айналады және оған кез-келген физикалық қасиеттерді орнатуға болады. Бағдарлама тегін. Algobox қоймасы бар, онда пайдаланушылар өз модельдерін бөлісе алады [19].- жоба. Колорадо университеті әзірлеген. Жоба физика, биология, химия, математика, Жер туралы ғылымдардағы әртүрлі құбылыстарды көрсететін көптеген виртуалды зертханаларды қамтиды. Тәжірибелер жоғары танымдық құндылыққа ие және сонымен бірге өте қызықты [20].Demonstrations Project-заманауи ғылым мен техника тұжырымдамаларының көрнекі көрінісі. Wolfram онлайн-интерактивті зертханалардың біріктірілген каталогын құруға мүмкіндік беретін бірыңғай платформа деп мәлімдейді. Бұл, оның әзірлеушілерінің пікірінше, пайдаланушыларға гетерогенді оқыту ресурстары мен даму платформаларын қолданумен байланысты мәселелерден аулақ болуға мүмкіндік береді. Демонстрацияларды көру үшін сізге арнайы Wolfram CDF ойнатқышын жүктеп, орнату қажет. Мұнда үлкен физикалық, химиялық және математикалық бөлімдер, сондай-ақ инженерия, инженерия, әлеуметтік ғылымдар бар [21]. The ChemCollective жобасы химияны зерттеуге арналған. Зертхананың айрықша ерекшелігі-ешқандай тапсырма жоқ, пайдаланушыға іс-әрекет еркіндігі беріледі. Жобаның басқа өнімдері белгілі бір тақырыптарға арналған зертханалық жобалар болып табылады және химияның стехиометрия, термохимия, қышқылдар мен негіздер теориясы, аналитикалық химия және т.б. сияқты салаларына қатысты [22]. Виртуалды зертханалар teachmen.ru Челябі мемлекеттік университетінің мамандары әзірлеген және толығымен физикаға арналған. Зертханалық жұмыстардан басқа, мұнда көрнекі интерактивті элементтері бар дәрістерді де табуға болады [23].Nite Labs - химия, биология және микробиология бойынша ақылы виртуалды зертханалар сериясы. Кіру құны бір семестрде бір студентке шамамен 5 50 құрайды. Виртуалды зертханалар 3D әлем түрінде жасалған [24].Зертханалық жұмыстарды модельдеуге арналған бағдарламалық қамтамасыз ету [25]. Sunspireartgroup виртуалды зертханалары. Олардың дамуы компьютерлік графиканың заманауи технологиялары мен Имитациялық-сандық модельдеуге негізделген мультимедиялық оқытудың бағдарламалық құралы болып табылады. Олар оқу бағдарламалық кешендерін - виртуалды зертханаларды, тренажерларды және әртүрлі инженерлік-техникалық профиль мамандықтары бойынша интерактивті модельдерді ұсынады (сурет. 1.3). Sunspireartgroup өнімдерінің құны 50 000-нан 100 000 рубльге дейін өзгереді [26]. Мектеп бағдарламасына арналған әзірлемелерден "Химия. 8-11 сынып. жүктеу/скачать 3,76 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|