На допомогу вчителеві: 5 практичних порад, як провести дослідну роботу в умовах дистанційного навчання

8–24 січня 2021 року в Україні посилюють карантинні обмеження. В листі № 1/9-692 від 15 грудня 2020 року МОН надало рекомендації щодо роботи шкіл у цей період. Пропонується зокрема організувати навчання в дистанційному форматі або оголосити канікули.

Водночас на допомогу у впровадженні дистанційного та змішаного навчання 11 грудня МОН спільно з громадською спілкою «Освіторія» запустили освітню платформу «Всеукраїнська школа онлайн».

З перших уроків, розміщених на платформі, можна зробити висновок, що навчання на ній побудоване за найбільш традиційною методикою — у вигляді лекцій. Тобто вчитель транслює інформацію у вже готовому обробленому вигляді, що не сприяє тривалому запам’ятовуванню та застосуванню знань на практиці. Але ще більша вада — це відсутність в онлайн-уроках демонстраційних та практичних експериментальних робіт, без яких вивчення предметів природничого циклу фактично втрачає сенс. Отже, вчителі фізики, хімії, біології та географії й далі лишаються сам на сам із проблемою реалізації державних програм в частині діяльнісного компонента та проведення навчальних дослідів в умовах дистанційного навчання.

Одначе організувати дистанційні лабораторні роботи — цілком реальне завдання.

Методики організації лабораторних і практичних робіт 

Пропонуємо 5 методик, доступних кожному українському вчителеві.

Методика 1. Експерименти в домашніх умовах

Через недостатнє оснащення шкільних кабінетів вчителі багато років поспіль змушені вигадувати, як проводити навчальні експериментальні роботи буквально «на пальцях» — за допомогою підручних засобів та недорогих аналогів вимірювальних приладів.

І в умовах дистанційного навчання цей вимушений досвід стає перевагою. Адже якщо можна провести експеримент «з нічого» в шкільних стінах, то і його відтворення учнями вдома також не становитиме проблеми — звісно, за умови якісного інструктування та повного переліку необхідного обладнання, заздалегідь підготовленого вчителем. Причому такі інструкції можуть бути не лише текстовими, але й супроводжуватися вчительським відео та посиланнями на подібні досліди, що були виконані раніше.

Відтак кожній дитині або групі учнів залишається поставити експеримент з іншими кількісними показниками та провести відповідні розрахунки і теоретичні обґрунтування. Підтвердженням самостійного виконання лабораторної роботи може бути відео- чи фотозвіт.

До прикладу, таку форму роботи давно практикує фіналістка премії «Global Teacher Prize Ukraine – 2019» Наталія Пашковська. Вчителька ще задовго до вимушеного карантину запровадила декади домашніх експериментів, під час яких діти фільмують проведення експериментів з фізики, хімії, біології й природознавства.

Цікаво, що в домашніх умовах можна реалізувати не лише найпростіші експериментальні роботи, але й деякі складніші, які потребують спеціального обладнання. Як-от лабораторну роботу з вимірювання довжини світлової хвилі в 11 класі. В навчальній лабораторії для цього досліду необхідно мати дифракційну ґратку та спеціальний прилад з визначення довжини світлової хвилі.

Одначе замість дифракційної ґратки можна використати СD-диск, знадобляться також напрямлене джерело світла (для точності експерименту можна попросити учнів знайти лазери двох різних кольорів та поліхромний ліхтарик), білий аркуш паперу та лінійка.

Направивши на диск почергово зелений, червоний лазер і ліхтарик, діти дістануть різні дифракційні картини — чергування яскравих світлових плям (максимумів). А знаючи, що крок між доріжками ≈1,5 мкм, за відстанями від диска до екрана та між максимумами різних порядків можна визначити довжину світлової хвилі λ для кожного з джерел. На завершення лишиться порівняти ці значення з табличним для заданого кольору хвилі.

 

Дифракція на CD диску, фізичний експеримент в домашніх умовах 

Методика 2. Використання датчиків смартфона

Розширити межі домашніх експериментів можна за допомогою ще одного підручного засобу — смартфона. Цей мультифункціональний пристрій доступний сьогодні більшості учнів. Крім того, що він є одним з основних приладів доступу дитини до дистанційного навчання, цей ґаджет може виконувати роль також і вимірювальної мінілабораторії, адже має ряд вбудованих датчиків. Залежно від рівня пристрою, це:

  1. акселерометр; 
  2. гіроскоп;
  3. датчик наближення;
  4. датчик освітленості;
  5. датчик Холла;
  6. компас;
  7. барометр;
  8. датчик вологості;
  9. датчик серцебиття;
  10. GPS-датчик;
  11. генератор звуку та інші.

Для активації всіх вимірювальних функцій варто встановити на смартфон застосунок «Науковий журнал Google». За допомогою цієї програми можна вимірювати доступні величини, зберігати відомості в пам’яті пристрою, створювати триггери до експериментів, представляти дані графічно.

Науковий журнал Google спрощує користування вбудованими датчиками смартфона  

Зі смартфоном доцільно виконувати, наприклад, одну з лабораторних робіт в програмі з фізики для 9 класу — дослідження звукових коливань різноманітних джерел звуку за допомогою сучасних цифрових засобів. Але й багато інших експериментів, в яких треба працювати з параметрами, доступними для вимірювання цим приладом, можна адаптувати під реалії дистанційного навчання.

Методика 3. Відеолабораторія

Хорошою альтернативою виконанню лабораторних робіт, які неможливо чи небезпечно провадити вдома, можуть стати відеодосліди, відзняті в звичних лабораторних умовах.  

Загалом ідея відеолабораторних робіт не є новою. На Youtube-каналі електронних книжок «Ранок» ще понад п'ять років тому розміщено додатки до підручників з відеонаочностями та експериментами українською мовою. Не бракує відеодослідів і на інших спеціалізованих українських та іноземних каналах.

Кожному вчителеві сьогодні також під силу відзняти досліди за власною методикою, яка буде найбільш оптимальною для рівня учнів в його класах. Ці практичні роботи вчитель може фільмувати у власній лабораторії, а в разі відсутності деяких приладів — кооперуватися зі вчителями з інших шкіл. В такому разі доречно робити універсальні відео з ходом проведення експериментів, а от конкретні параметри вимірювань для різних груп учнів задавати також різні, щоби теоретичну й аналітичну частини роботи вони виконували самостійно.

З технічного боку дещо важче організувати трансляції лабораторних робіт наживо, але завдяки інтерактивності, залученню дітей до розв’язання експериментальної проблеми за допомогою технологій віддаленого доступу, використання спільних дошок (наприклад, Google Jamboard), проблемного підходу до навчання такі роботи можуть бути дуже ефективними.

Методика 4. Віртуальні симулятори

Інший підхід до дистанційних лабораторних робіт потрібен під час вивчення тих явищ, які потребують саме власноручної практичної діяльності, а не перегляду відеоконтенту, але водночас не дозволяють проводити досліди в домашніх умовах. Це стосується, наприклад, таких розділів як «Електричні явища. Електричний струм» у 8 класі чи «Електродинаміка» в 11 класі, адже без самостійного складання учнями електричних кіл уроки з цих тем уявити важко.

В такому разі можна вдатися до допоміжних інструментів, а саме — віртуальних симуляторів.

Віртуальна лабораторна робота з електрики

Серед ресурсів з віртуального експериментування найбільшого розповсюдження у вчительській спільності набули:

  1. myphysicslab.com — на цій сторінці розміщено 52 віртуальні експерименти. Інтерфейс доступний лише англійською та німецькою мовами.
  2. vlab.co.in — ресурс для вивчення хімії й фізики на високому рівні. Для роботи також потрібно володіти англійською.
  3. virtulab.net — російськомовний сайт з великою базою структурованих віртуальних експериментів з хімії, біології, фізики та екології. Інформації про розробників немає.
  4. chemcollective.org — застосунок-симулятор хімічної лабораторії, що дає змогу ставити деякі досліди з неорганічної хімії.
  5. tinkercad.com — онлайн-застосунок, який дозволяє проєктувати 3D-об’єкти, досліджувати закони електродинаміки, впроваджувати дистанційну STEM-освіту на базі значної кількості віртуальних елементів Arduino.
  6. lifeliqe.com — велика віртуальна бібліотека навчальних 3D-візуалізацій з біології, фізики, хімії, математики, астрономії й природознавства. Сайт має зручний інтерфейс та інтерактивні можливості з адаптування контенту під власний урок, в налаштуваннях доступна також й українська мова. Загалом користування платне, але, за умови реєстрації, доступний тимчасовий безкоштовний період з необмежених доступом до всіх матеріалів.  
  7. phet.colorado.edu — наразі чи не найпопулярніший ресурс з моделювання експериментів. Має інтерфейс українською мовою та дозволяє самостійно складати й проводити експерименти за допомогою віртуальних приладів та компонентів, характеристики яких визначає користувач. За допомогою цього застосунку можна віртуально провести фактично всі демонстраційні та лабораторні роботи зі шкільного курсу. Користування сторінкою буде корисним також і під час очного навчання — на сайті можна попередньо моделювати параметри експерименту, а, впевнившись, що жоден прилад не постраждає від некоректного використання, тоді вже ставити реальний дослід.

Методика 5. Цифрові лабораторії

В навчальних лабораторіях, обладнаних сучасними цифровими вимірювальними комплексами, з’являються нові можливості й для реалізації ідеї дистанційних експериментальних робіт. Головна особливість тут — фіксування й зберігання ходу експериментів у цифровому форматі, що дає можливість відображати й обробляти дані з дослідів на будь-якому доступному ґаджеті.

Дистанційна лабораторна робота за допомогою цифрової лабораторії Vernier

Як провести дистанційну лабораторну роботу із застосуванням цифрових датчиків?

Для цього вчитель має заздалегідь підготувати все необхідне обладнання та продумати хід роботи таким чином, аби лишити достатньо загадок для учнів.

Далі він може сам провести дослідження, транслюючи його онлайн та коментуючи свої дії, а потім надіслати учням цифрові звіти про роботу. Або ж піти складнішим, проте кориснішим для навчання шляхом — перетворивши лабораторну роботу на проблемну ситуацію, до якої самі учні заздалегідь мають висунути гіпотезу та практичні шляхи її перевірки, відтак в лабораторії вчитель діятиме вже за спільно виробленим алгоритмом.

Під час такої лабораторної роботи доцільно фокусувати увагу дітей на ході дослідження, взаємозв’язках та закономірностях, які воно має перевірити, а не на конкретних значеннях величин — фактичні дані вони зможуть перевірити в цифрових протоколах дослідження. Протоколи ж різним групам учнів доцільно надавати з різними кількісними показниками. Відповідно перед уроком вчителеві самому доведеться кілька разів проробити один і той самий експеримент, але з різними показниками.

Як бачимо, експериментувати дистанційно можна. Бажано лише, щоб це не стало постійною практикою — адже якими б технологічно досконалими не були віртуальні можливості, ніщо не може замінити безпосереднього спостереження та досвіду самостійного дослідження світу.

B-Pro бажає вам лише якісних експериментів!

 

Схожі статті

Практичні поради щодо проведення практичних робіт з використанням сучасного обладнання та нових методик навчання від вчителів та методистів практиків

Як використовувати цифровий бездротовий датчик температури? Ідеї для дослідів і STEM-проєктів...

Практичні поради щодо проведення практичних робіт з використанням сучасного обладнання та нових методик навчання від вчителів та методистів практиків

Як підготувати учнів до ЗНО з математики 2021? Скористайтеся корисними порадами від вчителя-практика...

Практичні поради щодо проведення практичних робіт з використанням сучасного обладнання та нових методик навчання від вчителів та методистів практиків

7 освітніх тенденцій 2021: зміна ролі вчителя, STEAM-підхід і нові технології в навчанні