VlabEmbed – новий плагін Moodle для хімічної освіти

Research goals: The necessity of developing a plugin for Moodle, which is used to support the activities of experimental chemistry are substantiated. Description of created VlabEmbed plugin and the process of installing and configuring VlabEmbed plugin in system Moodle are reviewed. Object of research: Moodle plugins for chemistry education. Subject of research: VlabEmbed – the new plugin Moodle for the chemistry education. Research methods: review and analysis of scientific publications and Moodle plugins for the chemistry education. Results of the research: VlabEmbed plugin in system Moodle are created.Цілі дослідження: обгрунтовання необхідності розробки плагіну для Moodle, яка використовується для підтримки діяльності з експериментальної хімії. Розшлянуто рпис створеного плагіну VlabEmbed та процес його установки і налаштування у системі Moodle. Об'єкт дослідження: плагіни Moodle для хімічної освіти. Предмет дослідження: VlabEmbed - новий плагін Moodle для хімічної освіти. Методи дослідження: огляд і аналіз наукових публікацій і плагінів Moodle для хімічної освіти. Результати дослідження: розроблено плагін VlabEmbed для системи Moodle

Використання ІКТ як засобів формування дослідницьких компетентностей старших школярів у профільному навчанні хімії на факультативному курсі "Основи кількісного хімічного аналізу"

Aims of the study: to substantiate possibilities of the research competencies formation among senior pupils in terms of profile Chemistry learning by means of practical using information and communication technology while accomplishing an elective course “Basics of quantitative chemical analysis”. This research considers the influence of various ICT tools on the formation of individual study and research competencies, in particular the system components of the research competencies among senior pupils in terms of profile Chemistry learning and the methods of their practical applying while accomplishing an elective course “Basics of quantitative chemical analysis”. Object of the study: ICT tools for Chemistry learning. Subject of the study: ICT tools of research competencies formation among senior pupils in terms of profile Chemistry learning. Methods of the study: reviewing and analyzing scientific publications, expert evaluation, summarizing pedagogical experience. Results of the study: the system of research competencies formation among senior pupils is effectively provided by the correct selection of ICT tools and conditions of their applying for the certain research competence formation, which embodies system components. Our research confirms the idea that the most ICT tools are to be leading in the development of research competencies among senior pupils in profile Chemistry learning. They are successfully tested by means of their applying in the process of studying the elective course “Basics of Quantitative Chemical Analysis”. They show the high effectiveness. Our study confirms that virtual chemical laboratories are the most universal and influential tools of forming the research competencies among senior pupils in profile Chemistry learning.Цілі дослідження: обґрунтувати можливості використання засобів інформаційно-комунікаційних технологій для формування дослідницьких компетентностей старшокласників у профільному навчанні хімії на прикладі їх практичного використання у вивченні факультативного курсу «Основи кількісного хімічного аналізу». Розглядається вплив різних засобів ІКТ на формування окремих дослідницьких компетентностей – складових системи дослідницьких компетентностей старшокласників у профільному навчанні хімії та методика їх практичного застосування у межах факультативного курсу «Основи кількісного хімічного аналізу». Об'єкт дослідження: засоби ІКТ підтримки навчання хімії. Предмет дослідження: засобі ІКТ формування дослідницьких компетентностей старшокласників у профільному навчанні хімії. Методи дослідження: огляд та аналіз наукових публікацій, експертне оцінювання, узагальнення педагогічного досвіду. Результати дослідження: формування системи дослідницьких компетентностей старшокласників є ефективним за умови правильного добору засобів ІКТ та умов їх застосування для формування кожної із дослідницьких компетентностей – складових системи. Більшість засобів ІКТ, що є провідними у формуванні дослідницьких компетентностей старшокласників у профільному навчанні хімії, пройшли апробацію шляхом їх використання у процесі вивчення факультативного курсу «Основи кількісного хімічного аналізу», що надало можливість довести ефективність їх застосування. Найбільш універсальним та впливовим засобом формування дослідницьких компетентностей старшокласників у профільному навчанні хімії визнано віртуальні хімічні лабораторії

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

How can the principles of learning be used to select the best ICT tools for computer-based chemistry instruction in high school?

The role of information and communication technology as well as teaching aids in specialized chemistry instruction was examined in the article. One of the key outcomes of specialized instruction in chemistry is the development of research skills in high school students. To ensure conformity with the principles of specialized chemistry teaching, ICT tools have been analyzed and systematized. The decision to use ICT tools to implement specialized chemistry training and strengthen the research skills of high school students in specialized chemistry training had supported. The findings of a study to assess the feasibility of implementing certain ICT tools to strengthen the research skills of high school students in specialized chemistry training are provided

An augmented reality-based virtual chemistry laboratory to support educational and research activities of 11th grade students

The organization of high school students' research and learning activities in chemistry requires a significant amount of experimental work. The performance of experimental work in chemistry at school faces a number of problems, both purely material and organizational, to which the need for distance learning has recently been added. This article describes the state of use of augmented reality technologies in modern chemistry education and the possibilities of using augmented reality technologies to support students' learning and research activities in chemistry. To solve the research tasks, cloud-based augmented reality development tools (A-Frame and AR.js) were used. The developed tool is a virtual chemistry laboratory using augmented reality technologies: individual markers correspond to reagents, and a pairwise combination of markers triggers a video recording of chemical interaction between the corresponding pair of reagents. The article describes the development of augmented reality software to support eleventh graders' learning and research activities in chemistry in the form of an augmented reality-based virtual chemistry laboratory and its implementation in the teaching process

Огляд програмного забезпечення для комп’ютерного моделювання у профільному навчанні фізики

The paper deals with the possibilities of using specialized (virtual labs and simulators, software for natural process simulation) and general (programming languages and libraries, spreadsheets, CAS) software in school researches. Such software as virtual labs, software for natural process simulation, programming languages and libraries in school researches can be used to simulate phenomena that cannot be learned in a school lab (for example, for modeling a radioactive decay or for demonstrating the states of relativistic mechanics). Also, virtual labs in school practice are usually used in those cases where students cannot perform an experiment in real labs. For example, it is convenient for distance learning. The using of programming languages and libraries in physics learning research requires both students’ physics research competencies and programming competencies. That is why using this software in physics classes can hardly be recommended. However, programming languages and libraries can become a powerful tool for the formation and development of research competencies of physics students in extracurricular learning activities. The implementation of the spreadheets and the CAS in school physics researches is the easiest and has its benefits.У статті розглядаються можливості використання спеціалізованого (віртуальні лабораторії та симулятори, програмне забезпечення для моделювання природних процесів) і загального (мови програмування і бібліотеки, електронні таблиці, СКМ) програмного забезпечення в шкільних дослідженнях. Таке програмне забезпечення, як віртуальні лабораторії, програмне забезпечення для моделювання природних процесів, мови програмування і бібліотеки в шкільних дослідженнях, можна використовувати для моделювання явищ, які неможливо вивчити в шкільній лабораторії (наприклад, для моделювання радіоактивного розпаду або для демонстрації станів релятивістської механіки). Крім того, віртуальні лабораторії в шкільній практиці зазвичай використовуються в тих випадках, коли учні не можуть провести експеримент в реальних лабораторіях. Наприклад, це зручно для дистанційного навчання. Використання мов програмування і бібліотек в дослідженнях з вивчення фізики вимагає як знань студентів з фізики, так і навичок програмування. Ось чому використання цього програмного забезпечення на уроках фізики навряд чи можна рекомендувати. Однак мови програмування і бібліотеки можуть стати потужним інструментом для формування і розвитку дослідницьких компетенцій студентів-фізиків у позаурочній навчальної діяльності. Впровадження електронних таблиць і СКМ в шкільні дослідження з фізики є найпростішим і має свої переваги

Використання доповненої реальності в хімічній освіті

The purpose of this article is to analyze the current trends in the use of the augmented reality in the chemistry education and to identify the promising areas for the introduction of AR-technologies to support the chemistry education in Ukrainian educational institutions. The article is aimed at solving such problems as: the generalization and analysis of the scientific researches results on the use of the augmented reality in the chemistry education, the characteristics of the modern AR-tools in the chemistry education and the forecasting of some possible areas of the development and improvement of the Ukrainian tools of the augmented reality in the chemistry education. The object of research is the augmented reality, and the subject is the use of the augmented reality in the chemistry learning. As a result of the study, it has been found that AR-technologies are actively used in the chemistry education and their effectiveness has been proven, but there are still no Ukrainian software products in this field. Frequently AR-technologies of the chemistry education are used for 3D visualization of the structure of atoms, molecules, crystalline lattices. The study has made it possible to conclude that there is a significant demand for the chemistry education with the augmented reality that is available via the mobile devices, and accordingly the need to develop the appropriate tools to support the chemistry education at schools and universities. The most promising thing is the development of methodological recommendations for the implementation of laboratory works, textbooks, popular scientific literature on chemistry with the use of the augmented reality technologies and the creation of the simulators for working with the chemical equipment and utensils using the augmented reality.Мета даної статті - проаналізувати поточні тенденції використання доповненої реальності в хімічній освіті та визначити перспективні напрямки впровадження AR-технологій підтримки хімічної освіти в українських навчальних закладах. Стаття спрямована на вирішення таких проблем, як: узагальнення та аналіз результатів наукових досліджень з використання доповненої реальності в хімічній освіті, характеристика сучасних AR-інструментів у хімічній освіті та прогнозування деяких можливих областей розробки та вдосконалення українських засобів доповненої реальності в хімічній освіті. Об'єктом дослідження є доповнена реальність, а предметом є використання доповненої реальності при вивченні хімії. В результаті дослідження було встановлено, що AR-технології активно використовуються в хімічній освіті, і їхня ефективність доведена, але в цій галузі ще немає українських програмних продуктів. Часто AR-технології у хімічній освіті використовуються для 3D-візуалізації структури атомів, молекул, кристалічних граток. Дослідження дозволило зробити висновок, що існує значний попит на хімічну освіту з доповненою реальністю, доступною через мобільні пристрої, і, відповідно, необхідність розробки відповідних інструментів для підтримки хімічної освіти у школах та університетах. Найбільш перспективним є розробка методичних рекомендацій щодо виконання лабораторних робіт, підручників, науково-популярної літератури з хімії з використанням технологій доповненої реальності та створення симуляторів для роботи з хімічним обладнанням та посудом за допомогою доповненої реальності

Упровадження моделей хмарних сервісів у підготовку майбутніх фахівців з інформаційних технологій

Leading research directions are defined on the basis of self-analysis of the study results on the use of cloud technologies in training by employees of joint research laboratory “Сloud technologies in education” of Kryvyi Rih National University and Institute of Information Technology and Learning Aids of the NAES of Ukraine in 2009-2018: cloud learning technologies, cloud technologies of blended learning, cloud-oriented learning environments, cloud-oriented methodological systems of training, the provision of cloud-based educational services. The ways of implementation SaaS, PaaS, IaaS cloud services models which are appropriate to use in the process of studying the academic disciplines of the cycles of mathematical, natural science and professional and practical training of future specialists in information technology are shown, based on the example of software engineering, computer science and computer engineering. The most significant advantages of using cloud technologies in training of future information technology specialists are definite, namely, the possibility of using modern parallel programming tools as the basis of cloud technologies. Conclusions are drawn; the direction of further research is indicated: designing a cloud-oriented learning environment for future specialists in computer engineering, identifying trends in the development of cloud technologies in the professional training and retraining of information technology specialists, developing a methodology for building the research competencies of future software engineering specialists by using cloud technologies.Провідні напрямки досліджень визначені на основі самоаналізу результатів досліджень з використання хмарних технологій в навчанні співробітниками спільної дослідницької лабораторії «Хмарні технології в освіті» Криворізького національного університету та Інституту інформаційних технологій і засобів навчання НПН України в 2009-2018 рр.: хмарні технології навчання, хмарні технології комбінованого навчання, хмарні середовища навчання, хмарні методичні системи навчання, надання хмарних освітніх послуг. Показано шляхи реалізації моделей хмарних сервісів SaaS, PaaS, IaaS, які доцільно використовувати в процесі вивчення навчальних дисциплін циклів математики, природознавства та професійної і практичної підготовки майбутніх фахівців з інформаційних технологій, на прикладах інженерії програмного забезпечення, інформатики та комп'ютерної інженерії. Визначено найбільш суттєві переваги використання хмарних технологій при підготовці майбутніх фахівців з інформаційних технологій, а саме можливість використання сучасних інструментів паралельного програмування в якості основи хмарних технологій. Висновки зроблені; вказано напрями подальших досліджень: розробка хмарної середовища навчання для майбутніх фахівців з комп'ютерної інженерії, виявлення тенденцій розвитку хмарних технологій у професійній підготовці та перепідготовці фахівців з інформаційних технологій, розробка методики формування дослідницьких компетентностей майбутні фахівців з інженерії програмного забезпечення з використанням хмарних технологій

Розробка та впровадження освітніх ресурсів з хімії з елементами доповненої реальності

The purpose of this article is an analysis of opportunities and description of the experience of developing and implementing augmented reality technologies to support the teaching of chemistry in higher education institutions of Ukraine. The article is aimed at solving problems: generalization and analysis of the results of scientific research concerning the advantages of using the augmented reality in the teaching of chemistry, the characteristics of modern means of creating objects of augmented reality; discussion of practical achievements in the development and implementation of teaching materials on chemistry using the technologies of the augmented reality in the educational process. The object of research is augmented reality, and the subject - the use of augmented reality in the teaching of chemistry. As a result of the study, it was found that technologies of augmented reality have enormous potential for increasing the efficiency of independent work of students in the study of chemistry, providing distance and continuous education. Often, the technologies of the augmented reality in chemistry teaching are used for 3D visualization of the structure of atoms, molecules, crystalline lattices, etc., but this range can be expanded considerably when creating its own educational products with the use of AR-technologies. The study provides an opportunity to draw conclusions about the presence of technologies in the added reality of a significant number of benefits, in particular, accessibility through mobile devices; availability of free, accessible and easy-to-use software for creating augmented-reality objects and high efficiency in using them as a means of visibility. The development and implementation of teaching materials with the use of AR-technologies in chemistry teaching at the Kryvyi Rih State Pedagogical University has been started in the following areas: creation of a database of chemical dishes, creation of a virtual chemical laboratory for qualitative chemical analysis, creation of a set of methodical materials for the course “Physical and colloidal chemistry”.Мета цієї статті - аналіз можливостей та опис досвіду розробки та впровадження технологій доповненої реальності для підтримки викладання хімії у вищих навчальних закладах України. Стаття спрямована на вирішення завдань: узагальнення та аналіз результатів наукових досліджень щодо переваг використання розширеної реальності у викладанні хімії, характеристик сучасних засобів створення об’єктів доповненої реальності; обговорення практичних досягнень у розробці та впровадженні навчальних матеріалів з хімії з використанням технологій доповненої реальності у навчальному процесі. Об’єктом дослідження є доповнена реальність, а предметом - використання доповненої реальності у навчанні хімії. В результаті дослідження було встановлено, що технології розширеної реальності мають величезний потенціал для підвищення ефективності самостійної роботи студентів з вивчення хімії, забезпечення дистанційної та постійної освіти. Часто технології доповненої реальності у викладанні хімії застосовуються для 3D-візуалізації структури атомів, молекул, кристалічних решіток тощо, але цей діапазон можна значно розширити, створюючи власні освітні продукти із застосуванням AR-технологій . Дослідження дає можливість зробити висновки про наявність у доданій реальності технологій значної кількості переваг, зокрема, доступності через мобільні пристрої; наявність вільного, доступного та простого у користуванні програмного забезпечення для створення об'єктів доповненої реальності та висока ефективність використання їх як засобу наочності. Розроблено та впроваджуємо навчальні матеріали із застосуванням AR-технологій у викладанні хімії в Криворізькому державному педагогічному університеті за такими напрямками: створення бази даних хімічного посуду, створення віртуальної хімічної лабораторії для якісного хімічного аналізу , створення набору методичних матеріалів для курсу «Фізична та колоїдна хімія»

Методика використання мобільних Інтернет-пристроїв при формуванні загальнонаукового компонента компетентності бакалавра електромеханіки в моделюванні технічних об'єктів

An analysis of the experience of professional training bachelors of electromechanics in Ukraine and abroad made it possible to determine that one of the leading trends in its modernization is the synergistic integration of various engineering branches (mechanical, electrical, electronic engineering and automation) in mechatronics for the purpose of design, manufacture, operation and maintenance electromechanical equipment. Teaching mechatronics provides for the meaningful integration of various disciplines of professional and practical training bachelors of electromechanics based on the concept of modeling and technological integration of various organizational forms and teaching methods based on the concept of mobility. Within this approach, the leading learning tools of bachelors of electromechanics are mobile Internet devices (MID) – a multimedia mobile devices that provide wireless access to information and communication Internet services for collecting, organizing, storing, processing, transmitting, presenting all kinds of messages and data. The authors reveals the main possibilities of using MID in learning to ensure equal access to education, personalized learning, instant feedback and evaluating learning outcomes, mobile learning, productive use of time spent in classrooms, creating mobile learning communities, support situated learning, development of continuous seamless learning, ensuring the gap between formal and informal learning, minimize educational disruption in conflict and disaster areas, assist learners with disabilities, improve the quality of the communication and the management of institution, and maximize the cost-efficiency. Bachelor of electromechanics competency in modeling of technical objects is a personal and vocational ability, which includes a system of knowledge, skills, experience in learning and research activities on modeling mechatronic systems and a positive value attitude towards it; bachelor of electromechanics should be ready and able to use methods and software/hardware modeling tools for processes analyzes, systems synthesis, evaluating their reliability and effectiveness for solving practical problems in professional field. The competency structure of the bachelor of electromechanics in the modeling of technical objects is reflected in three groups of competencies: general scientific, general professional and specialized professional. The implementation of the technique of using MID in learning bachelors of electromechanics in modeling of technical objects is the appropriate methodic of using, the component of which is partial methods for using MID in the formation of the general scientific component of the bachelor of electromechanics competency in modeling of technical objects, are disclosed by example academic disciplines “Higher mathematics”, “Computers and programming”, Engineering mechanics”, “Electrical machines”. The leading tools of formation of the general scientific component of bachelor in electromechanics competency in modeling of technical objects are augmented reality mobile tools (to visualize the objects’ structure and modeling results), mobile computer mathematical systems (universal tools used at all stages of modeling learning), cloud based spreadsheets (as modeling tools) and text editors (to make the program description of model), mobile computer-aided design systems (to create and view the physical properties of models of technical objects) and mobile communication tools (to organize a joint activity in modeling).Аналіз досвіду професійної підготовки бакалаврів електромеханіки в Україні та за кордоном дозволив визначити, що однією з провідних тенденцій її модернізації є синергетична інтеграція різних галузей інженерії (механічної, електричної, електронної техніки та автоматики) в мехатроніку для проектування, виготовлення, експлуатації та обслуговування електромеханічного обладнання. Навчання мехатроніки передбачає змістовну інтеграцію різних дисциплін професійної та практичної підготовки бакалаврів з електромеханіки на основі концепції моделювання та технологічної інтеграції різних організаційних форм та методів навчання, заснованих на концепції мобільності. У рамках цього підходу провідними засобами навчання бакалаврів електромеханіки є мобільні Інтернет-пристрої (MID) - мультимедійні мобільні пристрої, що забезпечують бездротовий доступ до інформаційно-комунікаційних Інтернет-служб для збору, організації, зберігання, опрацювання, передавання, подання всеможливих повідомлень і дані. Автори розкривають основні можливості використання MID у навчанні для забезпечення рівного доступу до освіти, персоналізованого навчання, миттєвого зворотного зв'язку та оцінювання результатів навчання, мобільного навчання, продуктивного використання аудиторного часу, створення мобільних навчальних спільнот, підтримки навчання, розвитку безперервного безшовного навчання, що забезпечує подалання розриву між формальним та неформальним навчанням, мінімізує проблеми у навчанні в зонах конфліктів та стихійних лих, допомагає учням з обмеженими можливостями, покращує якість спілкування та управління закладом освіти, а також забезпечує максимальну економічну ефективність. Компетентність бакалавр електромеханіки в моделюванні технічних об'єктів - це особистісна та професійно-технічна здатність, яка включає систему знань, умінь, досвіду в навчальній та дослідницькій діяльності з моделювання мехатронних систем та позитивне ціннісне ставлення до неї; бакалавр електромеханіки повинен бути готовим і вміти використовувати методи та програмно-апаратні засоби моделювання для аналізу процесів, синтезу систем, оцінки їх надійність та ефективності для вирішення практичних завдань у професійній галузі. Структурно компетентність бакалавра електромеханіки в моделюванні технічних об'єктів відображена в трьох групах компетенцій: загальнонаукових, загальнопрофесійних та спеціалізованих професійних. Упровадження методики використання MID у навчанні бакалаврів електромеханіки моделювання технічних об'єктів вимагає відповідної методикою використання, складовою якої є часткові методи використання MID при формуванні загальнонаукової складової компетентності бакалавра електромеханіки в моделювання технічних об'єктів, яку розкрито на прикладах навчальних дисциплін «Вища математика», «Комп'ютери та програмування», Інженерна механіка», «Електричні машини». Провідними засобами формування загальнонаукової складової компетентності бакалавра електромеханіки в моделюванні технічних об'єктів є мобільні засоби доповненої реальності (для візуалізації структури об'єктів та результатів моделювання), мобільні комп'ютерні математичні системи (універсальні засоби, що застосовуються на всіх етапах моделювання навчання), хмаро орієнтовані електронні таблиці (як засоби моделювання) та текстові редактори (для створення програмного опису моделі), мобільні комп'ютерні системи проектування (для створення та перегляду фізичних властивостей моделей технічних об'єктів) та засоби мобільного зв'язку (для організації спільної діяльність з моделювання)