Введение в проблему дистанционного обучения химии в средней школе
статья по химии

Дистанционное обучение химии

1. Предисловие

        На протяжении последних десятилетий обучение химии в средних школах было очень сильно зависимым от практической составляющей курса. Это оправдано: чисто теоретические занятия по данной дисциплине представляются странными и, отчасти, лишёнными смысла, поскольку сопровождение абстрактных формул веществ конкретными проявлениями их свойств всегда было и остаётся сильной стороной химических дисциплин.

        Время и обстоятельства, однако, диктуют новые задачи в деле обучения химии, в новых условиях и с новым инструментарием. При этом некоторые ошибочно полагают, что дистанционная модель обучения сильно проигрывает традиционной, в первую очередь - из-за мнимого исключения практического аспекта и межличностных взаимодействий.

        В этой точке зрения напрочь игнорируется тот объективный факт, что область виртуальных коммуникаций всё меньше отличается от реальности. Этому активно способствует стремительное развитие интернет-пространства и технологий. У настоящего пособия нет цели оценивать положительные и отрицательные эффекты этого феномена, его преимущества и риски. Предлагается воспринимать его, как данность.

        При этом, с учётом вышесказанного, становится очевидным: любая практическая составляющая обучения, перенесённая в виртуальное пространство, не утрачивает связи с реальностью. Продемонстрированный на компьютере химический эксперимент по-прежнему реален, поскольку выполнен в реальной лаборатории реальным (не нарисованным, не смоделированным!) специалистом. Более того, у этого подхода есть ряд объективных преимуществ: отсутствие у учащегося рисков, связанных с пребыванием в лаборатории, возможность изучить взаимодействие веществ, недопустимых к использованию в школьном классе (ядовитые, взрывоопасные, наркотические и т.п.), возможность изучать это взаимодействие многократно, запланировать просмотр такого эксперимента в удобное время и т.п. Излишне говорить, что все эти преимущества справедливы и для преподавателя.

        Межличностная коммуникация в процессе дистанционного обучения не отменяется, а несколько видоизменяется. Режим видеоконференции, активно применяемый в ходе такого обучения, освоен достаточно давно. Современный уровень развития техники и связи позволяет объединить в такой конференции многих учащихся и преподавателей из разных городов и стран; многоязычные подобные конференции с синхронным автоматическим переводом - дело ближайшего будущего. При этом любой участник конференции понимает и принимает реальность происходящего: общение по-прежнему происходит между людьми, а не между человеком и компьютерной программой. Коммуникации такого формата исключают только непосредственный физический контакт, что в ряде случаев является не недостатком, а ещё одним неоспоримым преимуществом.

        Отдельно следует подчеркнуть, что использование анимации для демонстрации экспериментов (рисованных, а не отснятых опытов), напротив, снижает ценность и качество дистанционного формата обучения. Это отчасти связано с низким качеством самой анимации. В любом случае рекомендуется избегать такого подхода, отдавая предпочтение видеопродукции. Аналогично, в ходе проведения лекций недопустимо использование анимированного лектора. Воспроизведения видеолекций с теоретическим материалом тоже следует избегать, видеоформат допускается только для демонстрации экспериментов.

        Настоящее руководство содержит базовые понятия и описание основных действий, необходимых в процессе дистанционного обучения.

        Распространяется бесплатно.

2. Необходимый инструментарий

        В настоящее время существует много различных платформ для дистанционного обучения с примерно одинаковым функционалом. В ряде случаев это удобно: такие платформы сохраняют все учебные материалы, которые преподаватели передают учащимся и т.п. Однако, для проведения дистанционного урока достаточно располагать массово используемыми программами для связи (текстовой, голосовой и видео) через интернет. Одной из наиболее популярных программ является Skype (Скайп) (skype.com/ru, все необходимые ссылки будут вынесены в конце руководства).

        Скайп — бесплатное проприетарное программное обеспечение с закрытым кодом, обеспечивающее текстовую, голосовую и видеосвязь через Интернет между компьютерами (IP-телефония), опционально используя технологии пиринговых сетей, а также платные услуги для звонков на мобильные и стационарные телефоны. По состоянию на конец 2010 года, у программы было 663 млн пользователей. Программа также позволяет совершать конференц-звонки, видеозвонки (до 50 абонентов, включая инициатора), а также обеспечивает передачу текстовых сообщений (чат) и передачу файлов. Есть возможность вместе с изображением с веб-камеры передавать изображение с экрана монитора, а также создавать и отправлять видеосообщения пользователям настольных версий программы.

        Программа требует однократной простой регистрации в системе и позволяет устанавливать связь между несколькими участниками (максимально - 50 аккаунтов на момент публикации), обмениваться файлами (документами, видеороликами и т.п.). Данная программа, как правило, обеспечивает очень устойчивую связь, поскольку использует мощный аппаратный комплекс (компьютеры-серверы). Необходимым условием для использования Скайп является наличие интернет-подключения, однако это - общее требование для любого варианта дистанционного обучения. В таблице ниже приведены минимально необходимые скорости приема и передачи данных, а также рекомендуемые скорости для оптимальной работы.

        Программа Скайп может быть установлена на любую современную операционную систему (Windows, Linux, MacOS) и имеет интуитивно понятную установочную процедуру. При этом существенным плюсом сервиса Скайп является отсутствие необходимости установки программы на компьютер или смартфон. Использовать сервис можно при помощи любого браузера (программа для работы в интернете): такой формат доступен по адресу web.skype.com.

Минимально необходимые скорости приема и передачи данных, а также рекомендуемые скорости для оптимальной работы

        Таким образом, минимальная скорость приёма/передачи, чтобы обеспечить звонок, составляет всего 30 кб/с, что является очень доступным параметром подключения в подавляющем большинстве населённых пунктов. При этом максимальные требования (8 Мбит/с) тоже доступны во многих случаях, что обеспечивает качественную групповую видеосвязь.

        Скайп позволяет передавать ученикам файлы, необходимые для процесса обучения (изображения, видео и т.п.), а также - демонстрировать свой экран. Таким образом, преподаватель может использовать как заранее заготовленные материалы, так и создавать их в режиме реального времени (процесс, аналогичный написанию в классе на доске). Поскольку интерфейс различных версий программы может отличаться, в настоящем руководстве не будет указаний наподобие “указателем мыши нажать кнопку, расположенную в верхнем ряду второй слева”. При этом каждая кнопка в Скайпе имеет подсказку (высвечивается при наведении на неё курсора мыши), что облегчает пользование программой.

        Для имитации работы на классной доске дополнительного программного обеспечения не требуется. Такая работа может быть реализована средствами Документов Гугл (docs.google.com).

        Документы Google (Google Docs) — бесплатный онлайн-офис, разрабатываемый компанией Google. Образован в итоге слияния Writely и Google Spreadsheets. Позднее функциональность приложения была расширена при помощи офисного пакета Quickoffice, приобретённого поисковой корпорацией в 2012 году. Для мобильных платформ Google Android и Apple iOS компания разрабатывает специальную редакцию приложений, созданных с помощью Android SDK и Xcode.

        Это веб-ориентированное программное обеспечение, то есть программа, работающая в рамках веб-браузера без установки на компьютер пользователя. Документы и таблицы, создаваемые пользователем, сохраняются на специальном сервере Google, или могут быть экспортированы в файл. Это одно из ключевых преимуществ программы, так как доступ к введённым данным может осуществляться с любого компьютера, подключенного к интернету (при этом доступ защищён паролем). Документы Гугл состоят из нескольких приложений, из которых для дистанционного обучения наиболее интересны два: Документ (Document, Writely) и Рисунок (Draw).

        Документ (Document, Writely) - текстовый процессор, позволяющий редактировать текстовые документы OpenDocument, Microsoft Word, а также электронные таблицы. Реализован при помощи AJAX. Пользователи могут получать доступ и редактировать документы с любого компьютера, подключённого к интернету. Есть возможность создавать и редактировать документы офлайн, документ запишется при первом подключении к интернету.

        Доступно большое количество средств форматирования: смена размера и стиля шрифта, выбор цвета и декораций, создание списков и таблиц, вставка картинок, ссылок и специальных символов. Можно делать закладки, комментарии.

        Сохраняются документы автоматически по ходу внесения изменений, но каждая правка фиксируется, и можно пользоваться функцией отмены и возврата изменений так же, как и в обычном текстовом редакторе. Есть возможность загружать на сервер и скачивать с него файлы различных форматов.

Поддерживается простой текст, HTML, Microsoft Word, RTF, OpenDocument, PDF и несколько графических форматов. Можно получить подборку текстов в виде файлов HTML в архиве ZIP. Заявлена (но пока не реализована) поддержка Word Perfect.

        Рисунок - графический процессор, позволяющий редактировать изображения. Здесь также доступно большое количество средств форматирования: рисование фигур, стрелок, блок-схем и др., смена размера и стиля шрифта, выбор цвета и декораций, создание списков и таблиц, вставка картинок, ссылок и специальных символов.

        В Документах Гугл (требуется простая регистрация) можно создавать текстовые документы, таблицы и рисунки. При этом участвовать в создании материала могут все участники (аналог приглашения к классной доске ученика), для этого достаточно отправить специальную ссылку (генерируется непосредственно в сервисе Гугл.Документы, с параметром “Просмотр и редактирование”). При этом, если требуется, напротив, не допускать внесения изменений со стороны других участников, Гугл.Документы предоставит соответствующую ссылку (для этого надо выбрать параметр “только просмотр”).

        Документы Гугл допускают загрузку любых графических и прочих материалов, что позволяет комбинировать создание записей в режиме реального времени и заранее заготовленных материалов (аналог работы на мультимедийной классной доске). Именно здесь удобно записывать уравнения химических реакций, демонстрировать структурные формулы, рассматривать строение веществ и т.п.

        Видеоматериалы, которые могут потребоваться в ходе обучения, в большом количестве представлены на популярном видеохостинге YouTube (Ютуб) (youtube.com). В процессе обучения химии такие материалы могут играть ключевую роль: лабораторные опыты и техники, демонстрация реальных веществ и проч. имеют важнейшее значение для усвоения материала учащимися.

        Ютуб - видеохостинг, предоставляющий пользователям услуги хранения, доставки и показа видео. YouTube стал популярнейшим видеохостингом и вторым сайтом в мире по количеству посетителей. Сервис не требует обязательной регистрации, однако зарегистрированным пользователям предоставляется больше инструментов (возможность заносить понравившиеся видеоматериалы в список быстрого поиска («библиотека»), использовать историю просмотров и т.п.)

        Пользователи могут загружать, просматривать, оценивать, комментировать, добавлять в избранное и делиться теми или иными видеозаписями. В январе 2012 года ежедневное количество просмотров видео на сайте достигло 4 млрд. На сайте представлены фильмы, музыкальные клипы, трейлеры, новости, образовательные передачи, а также любительские видеозаписи, включая видеоблоги, слайд-шоу, юмористические видеоролики и прочее.

        Видеоматериалы с Ютуб можно как включать непосредственно на сервисе (одновременно запуская демонстрацию экрана в Скайп), так и (предпочтительнее) скачивать их на локальный компьютер и рассылать ученикам по мере надобности. Следует отметить: такое действие допускается, если авторами не установлен запрет на скачивание. Во исполнение законодательства РФ в области защиты авторского права необходимо указывать авторов видео- и прочих материалов.

        Ютуб не предоставляет возможности скачивать и сохранять на локальном компьютере видеоматериалы напрямую, однако такая возможность доступна при использовании многочисленных приложений для браузеров (один из наиболее популярных подобных сервисов - SaveFromNet). Необходимости в установке какого-либо приложения, однако, нет: чтобы сохранить нужный видеоматериал (каждый материал на Ютуб имеет адрес вида https://www.youtube.com/abcdefg), достаточно вписать в адрес перед youtube две английские буквы s: https://www.ssyoutube.com/abcdefg). Такой подход позволяет сервису SaveFromNet автоматически переадресовать пользователя на специальную страницу в интернете, где будет предложено сохранить видеоматериал.

3. Выводы и заключение

        Основываясь на вышеизложенном, можно заключить: современные технологии предоставляют достаточный инструментарий для обеспечения полноценного процесса обучения. Комбинируя вышеописанные сервисы и программы, можно добиться высоких показателей уровня обученности и качества знаний, сравнимых и превосходящих таковые при традиционной (очной) форме обучения, используя вышеописанные преимущества дистанционной модели обучения, недоступные при очном формате.

Приложение: необходимые ссылки

        Скайп: www.skype.com

        Веб-версия Скайп: www.web.skype.com 

        Документы Гугл: www.docs.google.com 

        Ютуб: www.youtube.com 

        SaveFromNet: www.savefrom.net