Виртуальные лаборатории Опыт вместо параграфа

Чем виртуальная лаборатория отличается от видео с опытом

Видеозапись опыта отвечает на вопрос «что произошло». Виртуальная лаборатория отвечает на другой, гораздо более важный: «а что будет, если сделать иначе». Это и есть разница между иллюстрацией и экспериментом — в лаборатории ученик меняет условия и сразу видит последствия, а значит, может проверить собственную догадку, а не запомнить чужую.

Отсюда и педагогический смысл: гипотеза, проверка, вывод. Ученик, который сам увеличил длину нити и увидел, что период вырос, помнит формулу иначе, чем тот, кто списал её с доски. При этом от учителя не требуется ни оборудования, ни подготовки — только вопрос, заданный до того, как показан результат.

Что такое PhET и почему именно эти симуляции

Лаборатории на этой странице — проект PhET Interactive Simulations Университета Колорадо в Боулдере, начатый нобелевским лауреатом по физике Карлом Виманом. Их делают не «под красивую картинку», а под исследования того, как ученики на самом деле понимают физику и химию: интерфейс проверяют на детях, а неудачные решения переделывают.

Практический результат этой работы виден сразу: в лабораториях почти нет надписей и инструкций. Ученик не читает, что делать, — он тянет ползунок и смотрит. Именно поэтому симуляции одинаково работают и в пятом классе, и в одиннадцатом, и почти не требуют объяснений перед началом.

Симуляции распространяются по лицензии Creative Commons Attribution 4.0, то есть их разрешено размещать у себя — что мы и сделали, чтобы они открывались быстро и не зависели от доступности зарубежного сайта.

Что значит «полностью на русском»

Русский перевод самих лабораторий сделан переводчиками-волонтёрами проекта PhET: подписи, единицы измерения, названия экранов и подсказки внутри опыта — русские. Мы к этому добавили каталог: русские описания всех девяноста опытов и разбивку по разделам школьного курса, которой у оригинала нет.

Это не мелочь. В оригинальном каталоге PhET симуляции разложены по предметам («Physics», «Chemistry») и по темам американского курса. Учителю, который ищет опыт к уроку «Колебания и волны» или «Растворы», такой каталог помогает мало — поэтому разделы у нас свои, привычные, и внутри каждого лежит от одного до семи опытов, а не пятьдесят.

Куда это встраивается по программе

Физика. Седьмой класс — плотность, давление, сила тяжести, простые механизмы. Восьмой — тепловые явления, агрегатные состояния, электрический ток, закон Ома, сопротивление проводника. Девятый — колебания, волны, строение атома. Десятый и одиннадцатый — молекулярная физика, электродинамика, оптика, фотоэффект, спектры.

Химия. Восьмой класс — атом, изотопы, растворы, концентрация. Девятый — кислоты и основания, шкала pH, электролиты. Десятый и одиннадцатый — строение молекул, полярность связи, скорость реакции.

Математика. Начальная школа и пятый–шестой классы — дроби, доли, площадь как модель умножения, пропорции. Седьмой–девятый — линейная и квадратичная функции, векторы, статистика. Десятый–одиннадцатый — тригонометрия, регрессия, вероятность.

Биология. Нейрон и потенциал действия, синтез белка по гену, цветовое зрение — темы восьмого и десятого классов, которые обычно объясняются только схемой на доске.

Виртуальная лаборатория не отменяет настоящую

Честно говоря, виртуальный опыт проще настоящего: в нём нет дребезжащего контакта, севшей батарейки, погрешности измерения и той минуты, когда штатив падает. Всё это — часть работы физика, и заменять реальную лабораторную виртуальной было бы подменой.

Смысл в другом. Во-первых, симуляция даёт то, чего в кабинете нет вообще: ядро атома, молекулы газа, движение ионов через мембрану. Во-вторых, она отлично работает перед реальной работой — ученик приходит к столу, уже понимая, что он собирает и зачем, и не тратит урок на разбирательство с проводами. В-третьих, она спасает, когда оборудования просто нет, а тема по программе есть — ситуация, знакомая, к сожалению, большинству школ.