Virtual Educational Laboratories: Instructive or explorative learning?

This paper explores how the field of Science and Technology Studies (STS) can inform and help conceptualise a relatively new form of laboratory work in education: virtual laboratories. To date, STS have not addressed laboratory work in education. This paper focuses on the virtual educational laboratory by synthesising arguments from the STS literature on laboratory work and proposes research questions that can guide future ethnographic research on how virtual laboratories are applied and constructed locally in the classroom. I argue that the virtual laboratory, like the physical one, must be understood in a broader cultural, social and material context. Moreover, the virtual laboratory has both constraints and affordances, tied to the medium through which it is materialised. I conclude that the virtual laboratory can be understood as a hybrid between explorative and instructive learning

Innovative education: Virtual labs

What can we do to improve our system of education, our society and our future? Virtual labs can become an inseparable part of every student’s life. The aim of this article is to inform as more students and teachers as possible about this new way of teaching and learning, what it has to offer, if it is used abroad, in what ways it can be used and under what certain circumstances

Using the virtual chemical laboratory vlab in teaching chemistry of 9th grade students

The article discusses the importance of the skills of school students to solve experimental problems in chemistry and the conditions for the use of virtual chemical laboratories in the process of the formation of these skills. The essence of the concept of “virtual chemical laboratories” is considered and their main types, advantages and disadvantages that define the methodically reasonable limits of the use of these software products in the process of teaching chemistry, in particular, to support the educational chemical experiment are described. The capabilities of the virtual chemical laboratory VLab to support the process of solving experimental problems in chemistry in grade 9 have been determined. The main advantages and disadvantages of the virtual chemical laboratory VLab on the modeling of chemical processes necessary for the creation of virtual experimental problems in chemistry are analyzed. The features of the virtual chemical laboratory VLab, the essence of its work and the creation of virtual laboratory work in it are described. The results of the study are the development of a set of experimental tasks in chemistry for students in grade 9 on the topic “Solutions” in the cloud-oriented virtual chemical laboratory VLab

Design and implementation of a java based virtual laboratory for data communication simulation

Students in this modern age find engineering courses taught in the university very abstract and difficult, and cannot relate theoretical calculations to real life scenarios. They consequently lose interest in their coursework and perform poorly in their grades. Simulation of classroom concepts with simulation software like MATLAB, were developed to facilitate learning experience. This paper involves the development of a virtual laboratory simulation package for teaching data communication concepts such as coding schemes, modulation and filtering. Unlike other simulation packages, no prior knowledge of computer programming is required for students to grasp these concepts

PENGEMBANGAN MEDIA PEMBELAJARAN IPA VIRTUAL LABORATORY BERBASIS ADOBE FLASH CS4 PADA MATERI ALAT OPTIK BERPENDEKATAN INKUIRI UNTUK MENINGKATKAN KEMAMPUAN BERPIKIR ANALISIS SISWA KELAS VIII SMP

Penelitian ini bertujuan untuk: (1) mengetahui kelayakan virtual lab berpendekatan inkuiri pada materi alat optik dalam meningkatkan kemampuan berpikir analisis siswa ditinjau berdasarkan aspek materi, aspek pembelajaran, aspek rekayasa perangkat lunak dan aspek komunikasi visul, (2) mengetahui kemampuan analisis siswa setelah menggunakan virtual laboratory pada materi alat optik, (3) Mengetahui respon siswa terhadap produk virtual Laboratory pada materi alat optik berpendekatan inkuiri untuk meningkatkan kemampuan berpikir analisis siswa SMP kelas VIII. Penelitian ini merupakan jenis penelitian pengembangan atau R&D dengan model 4-D dengan tahapan define, design, develop,dan disseminate. Instrumen yang digunakan dalam penelitian ini berupa lembar angket validasi produk, lembar angket keterlaksanaan pendekatan inkuiri, lembar observasi kemampuan berpikir analisis, soal pretest dan postest kemampuan berpikir analisis serta angket respon siswa. Penelitian di lakukan di SMP I 9 Al-Azhar Yogyakarta dengan sampel siswa kelas VIIIC sebanyak 25 orang. Teknik analisis data menggunakan analisis kuantitatif dan kualitatif, untuk peningkatan kemampuan berpikir analisis dilakukan dengan gain score. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa: (1) virtual laboratory IPA pada materi Alat Optik berpendekatan inkuiri dinyatakan layak oleh validator dosen dan guru IPA dengan kategori sangat baik (A); (2) peningkatan kemampuan berpikir analisis siswa setelah menggunakan media pembelajaran virtual laboratory meningkat dengan gain score sebesar 0.60, (3) respon peserta didik terhadap virtual laboratory IPA adalah Baik, dengan nilai (B). Kata kunci: Virtual Laboratory, Pembelajaran Inkuiri, Kemampuan Berpikir Analisis. The aims of this study are: (1) investigate the eligibity of virtual laboratory with inquiry approach in optikal term for improve analytical thinking of eighth grade junior high school students based on content aspect, graphic aspect, display aspect dan language aspect, (2) investigate student analythical ablity after used virtual laboratory in optikal term, (3) investigate students respons toward virtual laboratory in optikal term with inquiry approach for analythical thinking ability improve of eighth grade junior high school. This study is R&D with 4-D models with define, design, develop and disseminate stages. The instrumens use in this study are product validation questionnaire, inquiry implementation questionnaire, analythical thinking ablitiy observation questionnaire, analythical thinking ablitiy pretest and posttest question and students respon quisionnaire. This study was conducted in SMP I 9 Al-Azhar Yogyakarta with VIIIC class as a sampke as many 25 students. Data analysis technique used qualitative and qualitative analysis, for improvement of analythical thinking ability done with gain score. The result show that: (1) Science virtual laboratory in optikal term with inquiry approach is feasible by lecturer validator and science teacher validator with very good category (A); (2) analytical thinking ability improved after using virtual laboratory with gain score of 0.60, (3) students response to science virtual laboratory is good with (B) value

Use of the Proteus for Visual Modeling of the Work of the Information System Basic Elements

Формулювання проблеми. Сучасна університетська підготовка ІТ фахівців з необхідністю передбачає вміння коректно використати інформаційні технології, яке часто неможливе без розуміння теоретичних основ функціонування апаратного засобу чи інформаційної системи загалом. У підготовці фахівців галузей знань «12 Інформаційні технології» та «01 Освіта (014 Середня освіта. Інформатика)» вважаємо за необхідне зосередити увагу не тільки на боці «споживання» технічного чи спеціалізованого програмного забезпечення, а і на боці розуміння логічних, фізичних та математичних основ його функціонування через візуалізацію у віртуальних лабораторіях. Метою статті є висвітлення доробку авторів стосовно комп’ютерної візуалізації роботи логічних елементів інформаційної системи на базі ISIS Proteus. Матеріали і методи. Для виконання дослідження використано: термінологічний аналіз для уточнення тезаурусу дослідження; аналіз спеціалізованих програмних засобів та рекомендацій науковців з метою обрання найбільш ефективного для демонстрації роботи логічних елементів інформаційної системи; системний аналіз наукових джерел для визначення найбільш важливих напрямків, на яких варто зосередити увагу при формуванні в ІТ-фахівців уявлень про логічні та фізичні основи функціонування інформаційних систем; моделювання для візуалізації фізичних процесів. Результати. Моделювання логіки фізичних процесів на базі Proteus позитивно впливає на рівень навчальних досягнень майбутніх ІТ-фахівців, що підтверджено аналізом одержаних результатів на рівні значущості 0,05 за критерієм Ст’юдента. Висновки. Використання віртуальних лабораторій як засобів комп’ютерної візуалізації прихованих (закритих) процесів, що відбуваються в інформаційній системі, зміщує акценти навчання з теоретичної та експериментальної площин в інтелектуальну галузь детального осмислення одержаних результатів. Для візуалізації закритих процесів, що відбуваються в інформаційній системі, доцільно використовувати середовище Proteus. Виконання лабораторних робіт у Proteus дозволяє продемонструвати майбутнім ІТ-фахівцям логіку роботи базових елементів інформаційної системи на основі побудови логічних функцій обробки двійкових сигналівFormulation of the problem. The modern university training of IT specialists with the necessity involves the ability to correctly use information technology, which is often impossible without understanding the theoretical foundations of the functioning of a hardware device or information system in general. In the training of specialists in the fields of knowledge "12 Information Technologies" and "01 Education (014 Secondary Education. Informatics)" we consider it necessary to focus not only on the side of "consumption" of technical or specialized software, but on the side of understanding logical, physical and mathematical basics of its functioning through visualization in virtual laboratories. The purpose of the article is to highlight the authors' revision concerning computer visualization of logic elements of the information system based on ISIS Proteus. Materials and methods. The terminology analysis was used to clarify the research thesaurus. The analysis of specialized software and recommendations of scientists in order to select the most effective for demonstration of logic elements of the information system was used. The systematic analysis of scientific sources to identify the most important areas in which it is worthwhile focusing on the formation of ideas in the IT specialists about the logical and physical bases of the functioning of information systems; simulation for visualizing physical processes was used. Results. The simulation of the logic of physical processes based on Proteus positively affects the level of educational achievements of future IT specialists, which is confirmed by the analysis of the obtained results at the significance level of 0.05 according to the Student test. Conclusions. The use of virtual laboratories as means of computer visualization of hidden (closed) processes occurring in the information system shifts the emphasis of learning from theoretical and experimental planes into the intellectual branch of a detailed understanding of the results obtained. To visualize the closed processes occurring in the information system, it is advisable to use the Proteus environment. Performing lab works in Proteus allows you to demonstrate to the future IT specialists the logic of the work of the basic elements of the information system based on the construction of logical functions of processing binary signals

Applying Kolb's Experiential Learning Cycle for Laboratory Education

This article was published in the journal, Journal of Engineering Education [© American Society for Engineering Education] and the definitive version is available at: http://www.asee.org/publications/jee/index.cfmThis paper describes a model for laboratory education based on Kolb’s experiential learning theory. The method is implemented using modern teaching technologies and a combination of remote, virtual, and hands-on laboratory sessions and have been applied to the teaching of the undergraduate process control laboratory at the Chemical Engineering Department at Loughborough University, United Kingdom. An argument that poor learning in the laboratory is due to insufficient activation of the prehension dimension of Kolb’s cycle was suggested and verified, providing a pedagogical explanation. The quantitative analysis showed significant enhancement of the learning outcomes of the experimental group compared with the control group. Apart from the hands-on session, the proposed model involves additional activities, such as pre- and post-lab tests and virtual laboratory sessions, which are associated with Kolb’s cycle to facilitate constructivist learning. The paper provides the first laboratory education model that builds thoroughly on Kolb’s experiential learning theory

Використання хмарно-орієнтованої віртуальної хімічної лабораторії VLab у навчанні розв'язання експериментальних задач з хімії учнів 9-го класу

The article discusses the importance of the skills of primary school students to solve experimental problems in chemistry and the conditions for the use of virtual chemical laboratories in the process of the formation of these skills. The concept of “experimental chemical problem” was analyzed, classifications were considered, and methodological conditions for using experimental chemical problems in the process of teaching chemistry were described. The essence of the concept of “virtual chemical laboratories” is considered and their main types, advantages and disadvantages that define the methodically reasonable limits of the use of these software products in the process of teaching chemistry, in particular, to support the educational chemical experiment are described. The capabilities of the virtual chemical laboratory VLab to support the process of solving experimental problems in chemistry in grade 9 have been determined. The main advantages and disadvantages of the virtual chemical laboratory VLab on the modeling of chemical processes necessary for the creation of virtual experimental problems in chemistry are analyzed. The features of the virtual chemical laboratory VLab, the essence of its work and the creation of virtual laboratory work in it are described. The results of the study is the development of a set of experimental tasks in chemistry for students in grade 9 on the topic “Solutions” in the cloud-oriented virtual chemical laboratory VLab.У статті розглянуто важливість навичок учнів початкових класів для вирішення експериментальних задач з хімії та умов використання віртуальних хімічних лабораторій у процесі формування цих навичок. Проаналізовано поняття «експериментальна хімічна проблема», розглянуто класифікації, описано методологічні умови використання експериментальних хімічних задач у процесі викладання хімії. Розглянуто сутність поняття «віртуальні хімічні лабораторії» та їх основні типи, переваги та недоліки, які визначають методично обґрунтовані межі використання цих програмних продуктів у процесі навчання хімії, зокрема, підтримки навчального хімічного експерименту. Визначено можливості віртуальної хімічної лабораторії VLab для підтримки процесу розв'язання експериментальних задач з хімії в 9 класі. Проаналізовано основні переваги та недоліки віртуальної хімічної лабораторії VLab щодо моделювання хімічних процесів, необхідних для створення віртуальних експериментальних задач х хімії. Охарактеризовано особливості віртуальної хімічної лабораторії VLab, сутність її роботи та створення в ній віртуальної лабораторної роботи. Результатом дослідження є розробка комплексу експериментальних завдань з хімії для учнів 9 класу на тему «Розчини» в хмарно-орієнтованій віртуальній хімічній лабораторії VLab

Vocational Teacher Education in Central Asia: Developing Skills and Facilitating Success

teacher training; project based learning; educational technology; research methodology; network development; vocational teacher education; developing teaching skills; technical teacher education; Central Asia; GIZ Programme Professional Education in Central Asia; PBL; TVET; USPECH; Kazakhstan; Kyrgyzstan; Tajikistan; vocational educatio