ІНТЕРАКТИВНИЙ ВІРТУАЛЬНИЙ СИМУЛЯТОР PHET ЯК ОСВІТНЄ СЕРЕДОВИЩЕ ДЛЯ ВИВЧЕННЯ МАТЕМАТИЧНО-ПРИРОДНИЧИХ НАУК

Наталія Костянтинівна Гойванович; Христина Олегівна Войтович; Григорій Михайлович Коссак; Мар’яна Іванівна Біла

doi:10.32782/NSER/2024-2.01

Наталія Костянтинівна Гойванович https://orcid.org/0000-0002-3442-0674
Христина Олегівна Войтович https://orcid.org/0000-0003-0472-9109
Григорій Михайлович Коссак https://orcid.org/0000-0002-6482-3976
Мар’яна Іванівна Біла

DOI: https://doi.org/10.32782/NSER/2024-2.01

Ключові слова: PhET, віртуальний симулятор, віртуальна лабораторія, математично-природничі дисципліни

Анотація

Сучасне освітнє середовище є поєднанням традиційних та інноваційних методів навчання. Збільшення рівня цифровізації освітнього процесу призвело до ширшого використання інноваційних освітніх інструментів: освітніх платформ, онлайн-сервісів, віртуальних симуляторів і лабораторій, гейміфікованих сервісів. Віртуальні симулятори (імітація процесів, явищ, побудова математичних моделей) і віртуальні лабораторії (проведення дослідів з природничих наук, розрахунків хімічних реакцій) сприяють кращому рівню наочності навчального матеріалу з математично-природничих наук, уможливлюють проведення дослідів у безпечних умовах, візуалізують результати та наслідки природних процесів і формують розуміння того, як дослідник може впливати на умови їх перебігу. Сучасна віртуалізація природничих досліджень частково зумовлена біоетичними принципами поводження із живими організмами, деяких хімічних та фізичних дослідів через небезпеку реалізації в реальному часі (виділення отруйних або небезпечних речовин, випромінювання). Саме тому на зміну стандартним, реальним, традиційним лабораторіям у природничу галузь прийшли віртуальні лабораторії та симулятори. За допомогою віртуальної лабораторії можливе проведення демонстраційних дослідів, фронтальних лабораторних робіт і практикумів. У статті зроблено огляд можливостей інтерактивної платформи PhET як освітнього середовища для вивчення математично-природничих наук, а також наведено приклади застосувань на уроках математично-природничого циклу. PhET є потужним інструментом для комп’ютерних імітацій лабораторних і практичних робіт; уможливлює візуалізацію природних процесів і явищ, зокрема впливу на них зовнішніх факторів (температури, вологості, чисельності особин у популяціях, швидкості протікання реакції, сили тяжіння тощо). Отже, використання інтерактивної платформи PhET підвищує ефективність засвоєння знань з математично-природничих дисциплін, збільшує рівень наочності природних процесів та явищ, як результат – сприяє покращенню якості освіти.

Посилання

1. Бохан Ю., Форостовська Т., Кормош Ж. Запровадження комплексного підходу до хімічного практикуму під час підготовки майбутніх учителів природознавчих дисциплін. Витоки педагогічної майстерності. 2018. № 22. С. 34–39.
2. Вараксіна Н. В. Використання віртуальних лабораторій в освіті (аналітичний огляд). Аналітичний вісник у сфері освіти й науки: довід. бюл./ НАПН України, ДНПБ ім. В. О. Сухомлинського. 2021. Вип. 14. С. 3–11.
3. Войтович І., Войтович О., Мартинюк Г. Використання віртуальних лабораторій в процесі вивчення хімічних дисциплін. Наук. зап. Тернопіл. нац. пед. ун-ту ім. Володимира Гнатюка. Серія: педагогіка. 2021. Т. 1, № 1. С. 32–41.
4. Галелюка І. Б. Віртуальні лабораторії автоматизованого проектування як інструмент міждисциплінарних досліджень: передумови створення. Інформаційні технології та комп’ютерна інженерія. 2009. № 1(14). С.33–38.
5. Гойванович Н., Стельмах В., Дума С. Використання новітніх освітніх інструментів під час вивчення біології. Матеріали IV Міжнародної науково-практичної конференції «Стан природних ресурсів, перспективи їх збереження та відновлення у контексті сталого розвитку» (Дрогобич, 27–28 жовтня 2020 р.). Дрогобич, 2020. С. 153–156
6. Клименко Т. А., Гранкіна Т. М. Інформатизація хімічної освіти в школі. Віртуальна хімічна лабораторія. Хімія. Основа : Науково-методичний журнал. 2011. № 18. С. 6–9.
7. Литвинова С.Г. Система комп’ютерного моделювання об’єктів процесів та особливості її використання в навчальному процесі закладів загальної середньої освіти. Інформаційні технології і засоби навчання. 2018. Том 64, № 2. С. 48–65
8. Нечипуренко П. П., Томіліна Л. І., Семеріков С. О. Теоретико-методичні засади використання інформаційно-комунікаційних технологій як засобу формування дослідницьких компетентностей старшокласників у профільному навчанні хімії : монографія. Теорія та методика електронного навчання. 2018. Том IX. Випуск 1 (9): спецвипуск «Монографія в журналі». 350 с.
9. Окрепка Г. Використання віртуальних тренажерів PhET– Interactive Simulation при викладанні загальної хімії фармацевтам у закладах вищої освіти. Освітологічний дискурс. 2020. № 3. С. 192–205.
10. Перерва В. В. Віртуальна біологічна лабораторія як перспективний напрям фахової підготовки майбутнього вчителя. Науковий вісник Льотної академії. Серія: Педагогічні науки : зб. наук. праць. 2019. Вип. 5. С. 401–406.
11. Семеніхіна О. В., Шамоня В. Г. Віртуальні лабораторії як інструмент навчальної та наукової діяльності. Педагогічні науки: теорія, історія, інноваційні технології. 2011. № 1 (11). С. 341–345.
12. Ш евчук О. П., Жмурко І. Л Віртуальна лабораторія як один із методів проведення практичних робіт. Соціально-економічні та гуманітарні аспекти розвитку суспільства : матеріали Всеукр. наук.-практ. конф. у 2-х т. Т. 1. Вінниця: ВННІЕ ТНЕУ, 2018. С. 183–185.
13. Юрченко А. О., Хворостіна Ю. В. Віртуальна лабораторія як складова сучасного експерименту. Науковий вісник Ужгородського університету. Серія «Педагогіка». 2016. Вип. 2(39). С. 281–283.
14. PhET – Interactive Simulation [електронний ресурс]. URL : https://phet.colorado.edu/uk/.
15. V oloshanska S., Monastyrska S., Hoivanovych N. Features of the use of digital technologies in the teaching of biological disciplines. Digital macro trends and technologies of the XX I century : monograph. Part ІІ. Edited by Irina Tatomyr, Liubov Kvasnii. Praha: OK TAN PRINT, 2023. P. 207–212