Конференсияи илмии байналмилалй
“Муаммоҳои илму фан дар шароити ҷаҳонишавӣ”
“Globallashuv sharoitida ilm-fan muammolari” mavzusidagi xalqaro ilmiy konferensiya
~ 32 ~
ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБУЧЕНИИ КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ
Хисматова Халиса Фаитовна
старший преподаватель ТГПУ имени Низами
Аннотация:
Статья посвящена интеграции цифровых технологий в
обучение коллоидной химии, фокусируясь на возможностях виртуальных
лабораторий (Labster, ChemLab) и платформы Canva для создания наглядных
материалов, адаптированных под образовательные стандарты.
Подчёркивается
роль
технологий
в
повышении
доступности,
интерактивности и эффективности естественнонаучного образования.
Ключевые слова:
коллоидная химия, цифровые технологии, виртуальные
лаборатории, 3D-визуализация, Canva, когнитивная теория мультимедийного
обучения.
Современное образование переживает этап радикальных изменений,
вызванных цифровизацией и новыми требованиями к компетенциям педагогов.
Особую
актуальность
приобретают
инновационные
подходы
в
естественнонаучных дисциплинах, таких как коллоидная химия, являющейся
наукой, требующей глубокого понимания физико-химических процессов и
навыков экспериментальной работы.
Важно, чтобы интеграция цифровых технологий в учебный процесс
согласовывалась с образовательными стандартами.
Современным и удобным способом обучения естественным наукам
является использование виртуальных лабораторий. [1, С.17]
Одними из первых претендентов цифровых технологий в образовательный
процесс коллоидной химии являются виртуальные лаборатории (например,
Labster, ChemLab), внедрение которых является одним из наиболее
перспективных инновационных подходов. Эти платформы не просто
Конференсияи илмии байналмилалй
“Муаммоҳои илму фан дар шароити ҷаҳонишавӣ”
“Globallashuv sharoitida ilm-fan muammolari” mavzusidagi xalqaro ilmiy konferensiya
~ 33 ~
дополняют традиционные методы обучения – они трансформируют саму
парадигму преподавания сложных естественнонаучных дисциплин.
Почему именно виртуальные лаборатории становятся первыми
претендентами среди цифровых технологий и как они способствуют
углублённому пониманию процессов?
Виртуальные лаборатории становятся одним из ключевых инструментов
цифровой педагогики в коллоидной химии, т.к.:
1.
Делают абстрактные процессы осязаемыми через 3D-визуализацию.
Во
многих
случаях
компьютерное
моделирование
оказывается
единственным способом получения детальных сведений о поведении сложных
молекулярных систем [2, С. 5].
Известно, что коллоидная химия изучает процессы, которые невозможно
наблюдать невооружённым глазом, такие как мицеллообразование, адсорбция
на границе раздела фаз или коагуляция коллоидных частиц. Данные явления
имеют микроскопическую природу и описываются сложными физико-
химическими законами, что делает их трудными для восприятия студентами.
В симуляторах, таких как Labster, молекулы ПАВ отображаются в виде
интерактивных 3D-моделей. Студенты видят, как гидрофобные «хвосты»
молекул собираются внутрь мицеллы, а гидрофильные «головы» остаются на
поверхности, контактируя с водой; или, как при достижении критической
концентрации мицеллообразования (ККМ) хаотичное распределение молекул
сменяется упорядоченной самоорганизацией.
Поэтому виртуальные лаборатории с 3D-визуализацией превращают
абстрактные концепции в наглядные, интерактивные модели, что значительно
не только упрощает обучение студентов, но и развивает у них
пространственное
мышление
(как
устроены
мицеллы?),
причинно-
следственные связи (почему ККМ зависит от длины углеводородного хвоста?),
навыки анализа данных (интерпретация графиков и моделей).
Почему это работает? Разберем психологический аспект на примере
когнитивной теории мультимедийного обучения по Р. Майеру (2005).
Конференсияи илмии байналмилалй
“Муаммоҳои илму фан дар шароити ҷаҳонишавӣ”
“Globallashuv sharoitida ilm-fan muammolari” mavzusidagi xalqaro ilmiy konferensiya
~ 34 ~
Ричард Майер и его коллеги считают, что мозг лучше усваивает
информацию, когда текст сочетается с визуальными образами. 3D-модели
активируют как вербальную, так и визуальную память. [3, С. 681]
При этом нужно соблюдать ряд правил, заложенных теорией когнитивной
нагрузки: то есть стараться не перегрузить рабочую память человека, чтобы он
освоил новые знания. В этом и заключается суть когнитивной теории
мультимедийного обучения.
2.
Демократизируют доступ к сложному оборудованию и опасным
экспериментам, т.е. убирают финансовые и географические барьеры,
поскольку, во–первых, студенты из региональных вузов или стран с
ограниченными ресурсами получают доступ к тем же экспериментам, что и
обучающиеся с большей доступностью и возможностями; и, во–вторых, нет
необходимости закупать дорогое оборудование или реактивы – достаточно
компьютера и лицензии на ПО. В контексте образования и технологий это
особенно важно, так как доступ к дорогостоящему оборудованию ограничен
для многих учебных заведений. Виртуальные лаборатории снимают эти
ограничения, делая обучение более справедливым и все студенты, независимо
от места обучения, могут изучать процесс, например, мицеллообразования,
проводить эксперименты с ПАВ и анализировать данные на одном уровне.
Даже если в вузе нет современной лаборатории, виртуальные симуляторы
позволяют освоить те же навыки, что и в хорошо оснащённых учреждениях.
3.
Формируют компетенции, необходимые для работы в условиях
Четвёртой промышленной революции. [4, С. 120]
Большое распространение в образовании получила Canva, имеющая
конкретные функции, полезные для образования: создание презентаций,
инфографики, интерактивных материалов.
Как же использовать Canva в преподавании коллоидной химии? Например,
при создании наглядных схем мицелл или графиков критической концентрации
мицеллообразования (ККМ). Важно упомянуть ее доступность – бесплатный
тариф с ограничениями и платные опции.
Конференсияи илмии байналмилалй
“Муаммоҳои илму фан дар шароити ҷаҳонишавӣ”
“Globallashuv sharoitida ilm-fan muammolari” mavzusidagi xalqaro ilmiy konferensiya
~ 35 ~
Важно упомянуть обучение и ресурсы, которые Canva предоставляет для
новых пользователей.
Кроме
того,
Canva
предлагает
тысячи
готовых
шаблонов,
оптимизированных под разные форматы. Это могут быть: презентации,
инфографика (схемы процессов, сравнение данных), плакаты и брошюры
(наглядные материалы для лабораторных работ), социальные сети (карточки
для Instagram, обложки Facebook), видео и анимации (короткие ролики для
объяснения сложных тем).
Рекомендуется использовать бренд-киты, т.е. сохранять определенные
цвета и шрифты вуза для единообразия материалов. Добавлять свои научные
шрифты, предварительно их загрузив (например, для химических формул).
Экспортировать в разных форматах, например, PDF – для печати плакатов;
MP4 – для видео-презентаций; GIF – для анимированных инструкций.
Еще одно из удобств, это использование Canva для iOS/Android в качестве
мобильного приложения, а значит можно создавать и редактировать
презентации в любом месте. Функция «Magic Resize» адаптирует дизайн под
разные платформы (Instagram, печать). Имеется доступ к облачному
хранилищу.
Приведем алгоритм создания презентации «Мицеллообразование в быту».
Для этого понадобится выбрать шаблон «Образовательная презентация» и
добавить слайды:
Слайд 1: Заголовок с анимированным текстом «Почему мыло моет?».
Слайд 2: Инфографика с этапами мицеллообразования (используйте
иконки молекул).
Слайд 3: График зависимости поверхностного натяжения от концентрации
ПАВ (вставьте из Excel).
Слайд 4: Видео эксперимента с мыльным раствором.
Дизайн плаката «Коллоидные системы»:
Секция 1: Классификация коллоидов (золи, гели, эмульсии) с примерами.
Секция 2: Фото реальных экспериментов (например, золь золота).
Конференсияи илмии байналмилалй
“Муаммоҳои илму фан дар шароити ҷаҳонишавӣ”
“Globallashuv sharoitida ilm-fan muammolari” mavzusidagi xalqaro ilmiy konferensiya
~ 36 ~
Секция 3: QR-код, ведущий на страницу с виртуальной лабораторией.
Таким образом, на основании вышеизложенного, можно заключить, что
Canva – очень удобный инструмент для педагогов и студентов, позволяющий
превращать сложные научные понятия в наглядные, запоминающиеся
материалы, и, благодаря интуитивному интерфейсу и обширному
функциональному арсеналу, даже новички могут создавать профессиональный
дизайн за короткое время.
Использованная литература:
1.
Хисматова Х. Ф. Современный подход в преподавании коллоидной
химии в высшей школе // Universum: психология и образование. 2023. №6 (108).
2.
Комолкин А. В., Эльц Е. Э. Молекулярная динамика: от модели к
визуализации // КИО. 2004. №3.
3.
Залата О. А., Еременко Ю. А. Оценка восприятия образовательного
контента на различных уровнях мультимедиа // ИТС. 2020. №4 (101).
4.
Довбий И. П., Ионова Н.В., Довбий Н.С. Четвертая промышленная
революция (аспекты инвестиционно-финансового и кадрового обеспечения) //
Вестник ЮУрГУ. Серия: Экономика и менеджмент. 2019. №1.
