Статья на тему: "Достоинства и недостатки использования виртуальной лаборатории в системе образования".

                                                  Зубкова Светлана Сергеевна

преподаватель физики

КГБ ПОУ № 7, 680003, г. Хабаровск

 ул. Краснореченская, 58

                                                   [e-mail]

Достоинства и недостатки использования виртуальной лаборатории в системе образования.

В настоящее время ни один современный человек не мыслит своей жизни без персонального компьютера. И данный помощник прочно укоренился в жизни преподавателя. Поэтому с внедрением информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе использование мультимедийных средств обучения стало актуальным не только на лекционных занятиях, но и на лабораторных  занятиях по физике, в виде виртуальных лабораторных работ. Но можно ли дать однозначный ответ на вопрос: что лучше, наблюдать и работать с реальным физическим объектом или экранной моделью?  Однозначного ответа быть не может. У любой технологии проведения лабораторной работы есть свои достоинства и недостатки, необходимы определенные условия проведения и т.д. [6].

В настоящее время установлено, что современный образовательный процесс становится более эффективным при использовании интерактивных, мультимедиа насыщенных образовательных ресурсов, обеспечивающих активные методы обучения. Наилучшим образом этим требованиям соответствуют образовательные ресурсы и системы виртуальной реальности. Примером таких электронных ресурсов являются виртуальные лаборатории, которые могут моделировать поведение объектов реального мира в компьютерной образовательной среде и помогают обучающимся овладевать новыми знаниями и умениями в научно-естественных дисциплинах, таких как химия, физика, математика, информатика, биология.

Современный обучающийся отличается от обучающегося минувшего века уже тем, что начинает свое обучение во время широкого применения информационных технологий во всех сферах деятельности. Он бывает, как правило, подготовлен к работе с компьютерными моделями опытом предыдущей работы с компьютером, владеет навыками работы и тем арсеналом возможностей, которые предоставляет современная вычислительная техника и аудио-видео оборудование учебных кабинетов. В практикумах, основанных на компьютерных моделях, обучающийся  попадает в уже знакомый и близкий ему по компьютерным играм новый виртуальный мир, тяга к которому лишь усиливает обучающий эффект, создает мощную дополнительную мотивацию, значительно повышающую качество обучения[4].

В лабораторных работах по физике приобретаются навыки проведения экспериментов, понимания приборов. Появляется возможность научиться самостоятельно делать выводы из полученных опытных данных и тем самым более глубоко и полно усваивать теоретический материал.

Одна из целей создания виртуальных лабораторий — стремление к всесторонней визуализации изучаемых процессов, а одна из главных задач — обеспечение возможности подготовки обучаемого к наиболее полному восприятию и пониманию их сущности.

Виртуальные лаборатории способствуют повышению наглядности, интерактивности, а также формированию познавательной и творческой активности обучающихся.Они позволяют моделировать объекты и процессы окружающего мира, организовать доступ к реальному лабораторному оборудованию.

   Для профессий электромонтёр по ремонту и обслуживанию электрооборудования (по отраслям) и электромонтажник электрических сетей и электрооборудования я использую виртуальную лабораторию «Электричество». Обучающиеся по этим профессиям на занятиях производственного обучения учатся собирать схемы, знакомятся с измерительными приборами, производят измерения величин, т.е. все умения и навыки, которые необходимо выработать на уроках физики они получают на уроках производственного обучения. Поэтому использование виртуальной лаборатории на этих темах позволяет им окунуться в мир компьютеров, преподавателю использовать игровую технологию.

 Данная лаборатория представлена восемью работами.

1.     «Сборка электрической цепи и измерение силы тока вней».

2.     «Измерение напряжения и определение сопротивления проводника».

3.     «Изучение последовательного соединения проводников».

4.     «Изучение параллельного соединения проводников».

5.     «Определение КПД установки с электрическим нагревателем».

6.     «Определение удельного сопротивления проводника».

7.     «Определение ЭДС и внутреннего сопротивления источника».

8.     «Расширение пределов измерения амперметра ивольтметра».

Каждая лабораторная работа содержит теоретический этап, лабораторный опыт, суперзадание и подведение итогов (компьютер сам проверяет тесты обучающихся).

Обучающиеся, как и при выполнении обычной лабораторной работы оформляют её в тетрадь: записывают цель, оборудование, ход работы (таблицу, которую они будут заполнять), вместе с группой обговариваем порядок выполнения работы, какие результаты должны получить, как правильно сформулировать вывод. Затем обучающиеся приступают к выполнению самой работы и двигаются по индивидуальному графику, преподаватель лишь подсказывает отстающим. Работа с виртуальной лабораторией стала возможной, только после того, как в нашем учебном заведении появились ноутбуки, на которые были установлены необходимые программы и при поведении виртуальной лабораторной работы они устанавливаются в кабинете.

        С 19 по 24 мая 2014 года на базе нашего учреждения проходила стажировка преподавателей и мастеров производственного обучения по теме: «Повышение профессиональных компетенций педагогических работников электроэнергетической отрасли в условиях инновации». Цель стажировки: познакомиться с современными технологиями, применяемыми в электроэнергетической отрасли и получить практический опыт профессиональной деятельности. Так как использование ИКТ на уроках и в частности виртуальной лаборатории это насущный вопрос для всех педагогических работников, то работа в этом направлении была представлена перед слушателями стажировки.

      Мастерам и преподавателям спецдисциплин была продемонстрирована методика проведения виртуальной лабораторной работы в сочетании с возможностями интерактивной доски. Участники стажировочной площадки были ознакомлены с результатами мониторинга качества обучения контрольной группы и групп, выполнявших виртуальные лабораторные работы, а также были сформулированы достоинства и недостатки виртуальных лабораторных работ. Как видим из диаграмм, качество обучения при использовании виртуальных работ в среднем выше на 0,6 балла.

Мониторинг использования виртуальных работ

В ходе проведения виртуальных лабораторных работ были выявлены следующие достоинства и недостатки.

«+» виртуальной лаборатории	«-» виртуальной лаборатории
1.     Повышается мотивация.	1.Не развивают практических навыков по измерению величин.
2.     Повышается качество.	2.Нет тактильных ощущений.
3.     Игровой характер проведениязанятий
4.     Индивидуальный темп обучения для каждого обучающегося.
5.     Компенсируется нехватка оборудования.
6.     Освобождается время преподавателя на занятии.
7.     Техника безопасности на порядок выше, чем в обычных условиях.
8.     Нет необходимости собирать заново установку перед каждым уроком, тратить время на осмотр приборов, на укладку их на место.
9.     Можно за короткое время провести несколько экспериментов при разных начальных условиях, а потом обобщить результаты и сделать вывод.
10. Можно осуществить эксперимент, который в обычных условиях невозможен (например,  если процесс долговременный или требующий специальных установок).

Кроме того, виртуальная лабораторная работа позволяет обучающемуся, пропустившему некоторые темы, восполнить пробелы не зависимо от присутствия преподавателя на рабочем месте, выполнить ее в тот момент времени, когда проходят ее в учебном заведении, но находясь при этом на домашнем обучении.  Данный вид лабораторных работ позволяет обучающимуся самостоятельно рассмотреть те физические закономерности, явления и объекты, которые отнесены к категории «для самостоятельного изучения». Также самостоятельный домашний виртуальный эксперимент является подспорьем при изучении теоретического материала на учебном занятии [6].

Как видим, что преимущества и недостатки есть и у тех и у других лабораторных работ, но в ходе опроса обучающихся, оказалось, что обучающиеся, требующие более чёткого руководства отдают предпочтение виртуальным работам (это слабые ученики). А обучающиеся со средним или высоким уровнем успеваемости готовы потратить на эксперимент больше времени, зато «прочувствовать» его. Поэтому в практику нужно вводить виртуальные работы, не заменяя реальные, а лишь дополняя их. Кроме того,

по мнению российских экспертов[1-3],информационные технологии обучения позволяют повысить эффективность практических и лабораторных занятий не менее чем на 30%, а объективность контроля знаний обучающихся – на 20-25%.Успеваемость в группах, обучающихся с использованием компьютерных технологий обычно выше в среднем на 0,5 балла.

Литература

1.     Всемирный доклад ЮНЕСКО по коммуникации и информации, 1999-2000 гг. – М. – 2000. – 168 с.

2.     Образование и XXI век: Информационные и коммуникационные технологии. – М.: Наука, 1999. – 191 с.

3.     Открытое образование – объективная парадигма XXI века / Под общ.ред. В.П. Тихонова. – М.: МЭСИ, 2000. – 288 с.

4.     Дозоров Е. В., Дозоров В. А. «Виртуальный лабораторный практикум как одна из эффективных форм урока в инновационной школе».

5.     Дьячук П.П., Лариков Е.В. Применение компьютерных технологий обучения в средней школе. КГПУ, 1998. — С. 167.

6.     Савченко Н. С. «Виртуальные или реальные лабораторные работы по физике в учебных заведениях среднего профессионального образования»

Омский техникум железнодорожного транспорта - филиалаОмГУПСа

7.     Шанина Т.А., «Виртуальные лаборатории в образовательном процессе» МОУ Борисоглебская СОШ.