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

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

Адаптація природничо-наукової освіти під час криз: перші уроки пандемії COVID-19

The COVID-19 pandemic has disrupted science education, forcing teachers and students to switch to online and hybrid modes of learning. This paper reviews recent research on how to cope with these challenges using various innovative teaching strategies. These include online platforms and tools, historical and philosophical perspectives, and holistic approaches to science education. The paper discusses the implications of these findings for the future of science education.Пандемія COVID-19 порушила природничо-наукову освіту, змусивши вчителів та учнів переходити на онлайн та гібридні способи навчання. У цій статті розглядаються останні дослідження про те, як впоратися з цими викликами за допомогою різних інноваційних стратегій викладання. Серед них - онлайн-платформи та інструменти, історичні та філософські перспективи, а також цілісні підходи до природничо-наукової освіти. У статті обговорюються наслідки цих висновків для майбутнього природничо-наукової освіти

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

Розвиток дослідницьких компетентностей старшокласників засобами профільного навчання хімії: комп'ютерно-орієнтований підхід

The article discusses the trends in the development of the education system with a focus on specialized education in chemistry. The goal of specialized education is to deepen theoretical knowledge, improve practical skills, and foster independent and continuous self-education in students. The school chemistry course prioritizes the unity of theory and practice, a research approach to teaching, and differentiation. Research competencies are described as new personality formations that develop gradually in the process of educational and research activities. Specialized chemistry education is the optimal form for the formation and development of students’ research competencies. The key concept of the study is research competencies of high school students in specialized chemistry teaching, which are defined as a systemic professionally oriented property of the student’s personality. A system of research competencies of high school students in specialized chemistry education is designed, consisting of three groups: general scientific research competencies, scientific research competencies, and special chemical research competencies. The article also discusses the stages of educational and research activities, lesson and extracurricular forms of organizing educational and research activities, and the importance of forming research competencies in students.У статті розглядаються тенденції розвитку системи освіти з акцентом на профільне навчання хімії. Метою профільного навчання є поглиблення теоретичних знань, удосконалення практичних умінь і навичок, формування в учнів навичок самостійної та безперервної самоосвіти. У шкільному курсі хімії пріоритетними є єдність теорії і практики, дослідницький підхід до навчання та диференціація. Дослідницькі компетентності описуються як нові особистісні утворення, що розвиваються поступово в процесі навчально-дослідницької діяльності. Профільне навчання хімії є оптимальною формою для формування та розвитку дослідницьких компетентностей учнів. Ключовим поняттям дослідження є дослідницькі компетентності старшокласників у профільному навчанні хімії, які визначено як системну професійно орієнтовану властивість особистості учня. Розроблено систему дослідницьких компетентностей старшокласників у профільному навчанні хімії, що складається з трьох груп: загальнонаукові дослідницькі компетентності, науково-дослідницькі компетентності та спеціальні хімічні дослідницькі компетентності. У статті також розглянуто етапи навчально-дослідницької діяльності, урочні та позаурочні форми організації навчально-дослідницької діяльності, важливість формування дослідницьких компетентностей в учнів

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

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

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

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

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