Хабаршы вестник bulletin «Жаратылыстану-география ғылымдары» сериясы Серия «Естественно-географические науки»

Вестник КазНПУ имени Абая, серия «Естественно-географические науки», №2(48), 2016 г. 
85 
УДК: 37.016:54 
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ЗАДАНИЙ 
ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ВИРТУАЛЬНОГО ХИМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА 
Г.Т. Азимбаева - доцент, к.х.н., 
П.М. Сейітбаева - магистрантка 2 курса КазНПУ им. Абая 
Данная статья посвящена одному из видов нетрадиционной модели обучения - виртуальному химическому 
эксперименту. Учебный химический эксперимент занимает ведущее место в обучении химии. Химический экспери¬ 
мент является специфическим методом обучения химии, поскольку отличает процесс обучения химии от обучения 
других учебных дисциплин естественнонаучного цикла. Ряд методистов-химиков рассматривают эксперимент как 
специфический метод и средство обучения химии. Именно поэтому применение химического эксперимента в обуче¬ 
нии является одной из наиболее изученных проблем в методике обучения химии. Химические опыты позволяют 
легче запомнить свойства веществ, или уяснить суть протекающих процессов. Просмотр опытов оставляет ощуще¬ 
ние присутствия и дает полную картину всего происходящего. В настоящее время в некоторых вузах 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 химических лабораториях. В связи с 
широким использованием новых информационных технологий в химическом образовании появился новый вид 
учебного химического эксперимента - виртуального эксперимента. В статье проводится анализ определений 
понятия «новые информационные технологии в обучении», данное различными авторами. На основе анализа литера¬ 
турных источников были уточнены такие понятия, как «виртуальная демонстрация» и «виртуальная лаборатория». 
Были изучены и подобраны четыре методики лабораторных работ, которые в дальнейшем используются в виртуаль¬ 
ной демонстрации, а также в виртуальной лаборатории. Все эти методики лабораторных работ направлены на 
закрепление теоретических и практических знаний обучающихся. Применение информационных технологий позво¬ 
лит обеспечить повышение эффективности проведения виртуального химического эксперимента. 
Ключевые слова: новые информационные технологии в обучении, виртуальный химический эксперимент, 
виртуальная демонстрация, виртуальная лаборатория, практические знания 
В настоящее время, значительно увеличилась роль информационных технологий в жизни людей. 
Современное общество включилось в общеисторический процесс, который называется информатизацией. 
Процессы, происходящие в связи с информатизацией общества, способствуют не только ускорению 
научно-технического прогресса, интеллектуализации всех видов человеческой деятельности, но и 
созданию качественно новой информационной среды социума, обеспечивающей развитие творческого 
потенциала человека. Информационные технологии, которые включают в себя современные мультиме¬ 
диа-системы, могут быть использованы для поддержки процесса активного обучения. Так как, именно 
они в данный момент, привлекают огромное повышенное внимание. Одним из примеров таких обучаю¬ 
щих систем являются виртуальные химические лаборатории, которые могут моделировать поведение 
объектов реального мира в компьютерной образовательной среде и помогают учащимся овладевать 
новыми знаниями и умениями при изучении химии. 
Одной из главных проблем остается вопрос о том, что в данный момент до сих пор нет определенного 
учебно-методического комплекса по виртуальной химической лаборатории в высшей школе. Изучение 
литературы в этом направлении свидетельствует об ограниченном количестве публикаций о виртуальной 
химической лаборатории в высшей школе. В связи с этим, возникла необходимость в исследовании 
комплексно-методического подхода при разработке виртуальной химической лаборатории в высшей 
школе с использованием новых информационных технологий обучения. 
Актуальность работы обусловлена необходимостью обеспечения развития каждого студента, а также 
активизации познавательной и творческой деятельности студентов в современном образовании, что 
может быть осуществлено путем разработки новых заданий для проведения виртуального химического 
эксперимента с помощью инновационных технологий (по органической химии и по химии высокомоле¬ 
кулярных соединений). 
Целью данной работы является повышение эффективности проведения виртуального химического 
эксперимента при использовании новых технологий. Для достижения цели исследования были поставле¬ 
ны следующие задачи: 1) на основе анализа литературных источников уточнить понятия "виртуальный 
химичекий эксперимент" и "новые информационные технологии в обучении"; 2) анализ и выбор методи¬ 
ческих разработок проведения лабораторных работ для дальнейшего их применения в виртуальной 
демонстрации, а также в виртуальной лаборатории. 

Абай атындагы ҚазҰПУ-ніңХабаршысы, «Жаратылыстану-география гылымдары» сериясы, №2(48), 2016 ж. 
Использование современных информационных технологий является необходимым условием развития 
более эффективных подходов к обучению и совершенствованию методики преподавания. Особую роль в 
этом процессе играют информационные технологии, так как их применение способствует повышению 
мотивации обучения учащихся, экономии учебного времени, а интерактивность и наглядность 
способствует лучшему представлению, пониманию и усвоению учебного материала. 
По определению В.А. Извозчикова [1, с. 157], новые информационные технологии в обучении - это 
методология и технология учебно-воспитательного процесса с использованием новейших электронных 
средств обучения. Е.Н. Машбиц [2, с. 58] определяет технологии компьютерного обучения как некоторую 
совокупность обучающих программ различных типов: обеспечивающих контроль знаний, до обучающих 
систем, базирующихся на исскуственном интеллекте. В.Ф. Шолохович [3, с. 5], используя терминологию 
И.В. Роберт, определяет информационные технологии обучения как отрасль дидактики, занимающуюся 
изучением планомерно и сознательно организованного процесса обучения и усвоения знаний, в котором 
находят применение средства информатизации образования. Составляющими новых информационных 
технологий в обучении являются средства новых информационных технологий в обучении и методы их 
использования в учебном процессе (таблица 1). 
Таблица 1 Методы новых информационных технологий в обучении 
Традиционная модель обучения 
Фрагментальное использование компьютера на 
занятиях в качестве демонстрации или тренажера, 
контроль знаний и тестирование 
Нетрадиционная модель обучения 
Исследовательская работа в компьютерных лабораториях, 
вьгчислительные эксперименты, телекоммуникационные 
проекты, дистанционное обучение. 
Оснащенная современная химическая лаборатория дает возможность максимального приближения 
практической части учебного процесса к реальным научным экспериментам и приобщить учащихся к 
миру науки, разбудить интерес студентов к научной работе. Но на практике в некоторых вузах химиче¬ 
ские лаборатории не соответствуют современным требованиям: устаревшая лабораторная мебель, 
скудный набор лабораторной посуды и химических реактивов, которых не всегда достаточно для 
демонстрационных экспериментов, не говоря уже о проведении лабораторных и практических работ. 
Такое положение дел превращает дисциплину «химия» в сугубо теоретический и абстрактный предмет, 
что значительно снижает его популярность среди студентов. 
В связи с недостаточным финансированием вузов все более популярными становятся виртуальные 
лаборатории, которые представляют собой электронную обучающую программу, с помощью которой 
каждый студент в ходе лабораторной или практической работы сможет провести виртуальный химиче¬ 
ский эксперимент. Оригинальное определение виртуального химического эксперимента предложено И.С. 
Ивановой [4, с. 180]. Она полагает, что виртуальный эксперимент - это компьютерная симуляция лабора¬ 
торных работ, которая предполагает, что объект исследования и экспериментальная установка находятся 
в мнимом виртуальном пространстве. В современной методике обучения химии выделяют два основных 
типа виртуального химического эксперимента - виртуальные демонстрации и виртуальные лаборатории. 
Виртуальная демонстрация - компьютерная программа, воспроизводящая на компьютере динамиче¬ 
ские изображения, создающие визуальные эффекты, имитирующие признаки и условия протекания 
химических процессов. Такая программа не допускает вмешательства пользователя в алгоритм, реализу¬ 
ющий ее работу. Виртуальная демонстрация позволяет показывать химический эксперимент, который по 
каким-либо причинам невозможно реализовать в химической лаборатории (дороговизна реактивов, 
опасность веществ и их влияние на здоровье, временные ограничения) [5, с. 45]. 
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 могут моделировать 
условия возникновения и признаки протекания химических реакций на качественном уровне. Примером 
виртуальных лабораторий такого типа является анимация химических процессов, ChemLab, Yenka и др. 
Кроме того можно выделить виртуальные лаборатории, иллюстрирующие закономерности протекания 
химических реакций на количественном уровне. Количественные изменения в этом случае интерпретиру¬ 
ются в виде графиков и числовых таблиц. К виртуальным лабораториям такого типа следует отнести 
HyperChem, ChemStations, ChemCAD и др. [6, с. 31]. 
Неоспоримые достоинства таких лабораторий - это наглядность и дешевизна, что является ключевым 
фактором, учитывая небольшой бюджет вуза. Также важным достоинством виртуального учебного 
эксперимента является то, что учащиеся могут возвращаться к нему много раз, что способствует более 
86 

Вестник КазНПУ имени Абая, серия «Естественно-географические науки», №2(48), 2016 г. 
87 
прочному и глубокому усвоению материала. Но полная виртуализация обучения приведет к оторванности 
его от реальности и невозможности развить практические навыки работы с лабораторной химической 
посудой и химическими веществами, поэтому в идеале виртуальные эксперименты должны сочетаться с 
реальными [7, с. 120]. 
Были изучены и подобраны четыре методики лабораторных работ: 1) определение углерода пробой на 
обугливание, 2) определение углерода и водорода сожжением вещества с оксидом меди, 3) качественное 
определение азота (метод Лассеня), 4) определение хлора по зеленой окраске пламени (проба 
Бельштейна) [8, с. 96]. В качестве примера рассмотрим содержание лабораторной работы №2 
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛЕРОДА И ВОДОРОДА СОЖЖЕНИЕМ ВЕЩЕСТВА С ОКСИДОМ МЕДИ. 
Реактивы: органическое вещество (глюкоза, глицерин, крахмал, сахароза, парафин); оксид меди (II) 
(порошок); известковая вода; сульфат меди (II) безводный. 
Оборудование: пробирка с газоотводной трубкой; стеклянная палочка; микролопатка. 
В сухую пробирку I насыпают черный порошок оксида меди (слой высотой около 5 мм), добавля¬ 
ют половину микролопатки органического вещества и тщательно перемешивают, встряхивая пробир¬ 
ку. В верхнюю часть пробирки помещают небольшой комочек ваты, на который насыпают немного 
белого порошка безводного сульфата меди (II). Пробирку закрывают пробкой с газоотводной труб¬ 
кой, при этом конец трубки должен почти упираться в вату с сульфатом меди (II) - CuSO
4
. Нижний 
конец трубки опускают в пробирку II, предварительно налив в нее 5-6 капель известковой воды -
Са(ОН)
2
. Пробирку I нагревают над пламенем спиртовки. Через несколько секунд из газоотводной 
трубки начинают выходить пузырьки газа, и известковая вода мутнеет вследствие выделения белого 
осадка углекислого кальция [9, с. 42]. 
Пробирку II удаляют. Продолжают нагревать пробирку I пока не произойдет изменение цвета белого 
порошка обезвоженного медного купороса, находящегося на ватной пробке. Уравнения реакции: 
С6Н12О6+12С11О = 6СО2 + 6Н2О+ 12 Сіі; 
СО2 + Са(ОН)2 = СаСО3І+ Н2О; 
О ^ О 4 + 5Н2О =  О Й О ^ Н О . 
Метод основан на том, что при прокаливании органического вещества в смеси с окислителем (оксидом 
меди(П) - СдЮ) происходит окисление углерода органического вещества в диоксид углерода, а водоро¬ 
да - в воду. Оксид меди (II) при этом восстанавливается до металлической меди. Выделение диоксида 
углерода доказывается появлением белого осадка углекислого кальция. Воду обнаруживают по образова¬ 
нию синих кристаллов кристаллогидрата медного купороса Сі^О
4
-5Н
2
О. 
К виртуальной лабораторной работе прилагаются контрольные вопросы, которые позволяют 
закрепить и осмыслить полученную визуальную информацию. 
Контрольные задания: 
1) Почему помутнел раствор известковой воды (опыт №2)? Напишите уравнение реакции. 
2) Почему белый порошок сульфата меди (II) стал голубым (опыт №2)? Напишите уравнение реакции, 
учитывая, что к безводному сульфату меди (II) присоединяется 5 молекул воды. 
3) Что произошло с чёрным порошком оксида меди (II) (опыт №2)? 
Таким образом, проведен анализ литературы, посвященный разработке и совершенствованию 
виртуального химического эксперимента. На основе анализа литературных источников были уточнены 
следующие понятия, как «виртуальный химический эксперимент» и «новые информационные техноло¬ 
гии обучения». Представлены различные виды виртуального химического эксперимента, каждая из 
которых обеспечивает формирование определенных компетенций обучающихся. Виртуальный химиче¬ 
ский эксперимент не может полностью заменить химический эксперимент, но студент имеет возмож¬ 
ность заранее подготовиться и ожидать определенные внешние эффекты, сопровождающие данный 
эксперимент. Поскольку конечной целью обучения студентов является подготовка специалиста, обладаю¬ 
щего определенными знаниями, умениями и навыками, то повышение качества обучения, совершенство¬ 
вание применяемых методов, новых технологий является первостепенной задачей. 
Подобранные методики лабораторных работ в дальнейшем будут использоваться в виртуальной 
демонстрации, а также в виртуальной лаборатории. Все эти методики лабораторных работ направлены на 
закрепление теоретических и практических знаний обучающихся. 
Таким образом, применение информационно-коммуникационных технологий позволит обеспечить 
повышение эффективности проведения виртуального химического эксперимента. Работа требует 
дальнейшего развития, что позволит осуществить окончательную систематизацию лабораторных работ и 
расширение их функций. 

Абай атындагы ҚазҰПУ-ніңХабаршысы, «Жаратылыстану-география гылымдары» сериясы, №2(48), 2016 ж. 
88 
1 Извозчиков В.А. Ионосферная эдукология. Новые информационные технологии обучения. - СПб., 1991, - 232 с. 
2Машбиц Е.И. Психолого-педагогические проблемы компьютеризации обучения. - М., 1998, - 250 с. 
3 Шолохович В. Ф. Информационные технологии обучения //Информатика и образование. - 1998. - №2. - 5-13 с. 
4 Иванова А.Ю. Практическое моделирование. Компьютерный эксперимент. Лабораторный практикум: 
Учебное пособие. - Томск, 2005 - 233 с. 
5 Попова И.В. Опыт исследовательской деятельности в виртуальном научном пространстве университета // 
Философия образования. - 2007. - 1. 45-49 с. 
6DorofeevM.V., Stuneeva Y.B. Using theresourcesof the WorldWide Webin teaching chemistry. // Chemistryin school. 
2010, - №8. - P. 31-39. 
7 Andresen, Bent. B.Mediain Education:specialized training. Course: Bent. BAnderson, Kate Van DenBrink. - 2 - ed.; 
Corr. and add. - M.:Bustard, 2007. - 221 p. 
8 Артеменко А.И., Тикунова И.В., Ануфриев Е.К. Практикум по органической химии. -М.: ВШ, 2001, - 150 с. 
9 Аминова Г.К., Буйлова ЕА. Лабораторный практикум по органической химии. - Уфа, 2010, - 140 с. 
Резюме 
Азимбаева Г.Т. - доцент, х.ғ.к., Сейітбаева П.М. - 2 курс магистранты, 
Абай атындагы Қазақ ұлттық педагогикалық университеті 
Виртуалды химиялық эксперимента жүргізу үшін тапсырмаларды әзірлеудің жанында жаңа 
технологияларды қолдану 
Бұл мақала білім берудің дәстүрлі емес үлгісінің бір түріне - виртуалды химиялық экспериментке арналған. 
Педагогикалық химиялық эксперимент химияны оқыту барысында көшбасшы болып табылады. Химияны оқытудың 
нақты әдісі болып химиялық эксперимент табылады, себебі химияны оқыту процесін басқа жратылыстану ғылым-
дарының академиялық пәндерінен оқытудан атгомаппытыты бар. Кейбір әдіскерлер-химиктер химияны оқытудың 
нақты тәсілі менқұралы ретінде экспериментті қарайды Дәл сондықтан да оқытуда химиялық экспериментті пайда-
лану химияны оқыту әдістемесінің ең дамыған мәселелерінің бірі болып табылады. Химиялық эксперименттер 
заттардың қасиеттерін есте оңай сақтауға, немесе өтіп жатқан процестердің мәнін түсінуге көмектеседі. Тәжірибені 
көру барысында қатысу сезімі қалады және не болып жатқаны жайлы толық мағлұмат береді. Қазіргі уақытта кейбір 
жоғары оқу орындарында химиялық заттардың санымен, сондай-ақ олардың қауіпсіз пайдалану мәселелеріне байла-
нысты өте шиеленісті жағдай пайда болды, өйткені химиялық зертханаларда пайдалану және сақтау бойынша 
тыйым салынган заттардың тізімі үнемі өсіп жатыр. Химиялық білімде жаңа ақпараттық технологияларды кеңінен 
пайдалану арқасында педагогикалық химиялық экперименттің жаңа түрі - виртуалды эксперимент пайда болды. 
Мақалада неше түрлі авторлардың берген «білім берудегі жаңа ақпараттық технологиялар» ұғымының анықтамала-
рын талдайды. Әдеби көздерін талдау негізінде «виртуалды көрсету» және «виртуалды зертхана» сияқты ұғымдар 
нақтыланды. Зертханалық жұмыстардың төрт әдістері зерттелген және іріктелген, олар кейін виртуалды көрсету 
және виртуалды зертханада пайдаланылады. Барлық осы зертханалық жұмыстарының әдістері студенттердің теория-
лық және іс жүзіндегі білімдерін ныгайтуына багытталган. Ақпараттық технологияларды пайдалану виртуалды 
химиялық экспериментті өткізу тиімділігін арттыруга мүмкіндік береді. 
Түйін сөздер: білім берудегі жаңа ақпараттыщтехнологиялар, виртуалды химиялық эксперимент, виртуалды 
көрсету, виртуалды зертхана, іс жүзіндегі білім 
Summary 
Azimbaeva G.T. - associate professor,candidate of chemical science of Kazakh national pedagogical university after Abay, 
Seyitbaeva P.M. - undergraduate 2 courses of Kazakh national pedagogical university after Abay 
Use of new technologies by working out of tasks for carrying out of virtual chemical experiment 
This paper is dedicated to one type of nonconventional model of education - a virtual chemistry experimentTeaching 
chemistry experiment is a leader in teaching chemistry.Chemistry experiment is a specific method of teaching chemistry, as 
distinguished from the learning process of chemistry teaching other courses of natural-science cycle.Some Methodists -
chemists consider the experiment as a specific method and means of teaching chemistry. That is why the use of chemical 
experiment in training is one of the most developed problems in the methodology of teaching chemistry. Chemical 
experiments make it easier to remember the properties of substances, or to understand the essence of the processes. Viewing 
of experiment makes a sense of presence and gives a complete picture of what is happening. Currently, in some universities 
has developed quite a tense situation with chemicals, there are a problems of their safe use because of growing list of 
substances banned for use and storage in chemical laboratories. Due to the widespread use of new information technologies in 
the chemical education there is raised a new type of school chemical experiment - a virtual experiment. The definitions of 
"new information technologies in education" given by different authors are analyzed in present paper. The following concepts 
as "virtual demonstration" and "virtual laboratory" were refined on basis of the literary sources analysis. They were 
investigated and matched four techniques labs which are then used in a virtual demonstration, and in a virtual laboratory. All 
these techniques of laboratory work aimed at consolidating the theoretical and practical knowledge of students. The use of 
information technology will allow increasing the efficiency of virtual chemical experiment. 

жүктеу/скачать 2,27 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: