Возможности применения информационных технологий на уроках химии

УДК 372.854

ББК 74.262.4

И 45

Ильева А. А., Мелитовская И. Н.

Крымский федеральный университет им. В. И. Вернадского

Институт биохимических технологий, экологии и фармации

РФ, Республика Крым, г. Симферополь

Возможности применения информационных технологий

на уроках химии

Аннотация. В статье рассматриваются аспекты применения современных информационных технологий в образовательном процессе. Приводятся примеры использования отдельных программ и платформ, направленных на достижение определённых целей в обучении.

Ключевые слова: информационные технологии, образование, обучение, искусственный интеллект, нейросети.

Ilyeva A. A., Melitovskaya I. N.
Vernadsky Crimean Federal University

Institute of Biochemical Technologies, Ecology, and Pharmacy

Simferopol, Republic of Crimea, Russian Federation

Possibilities of using information technologies in chemistry lessons

Abstract. The article examines aspects of implementing modern information technologies in the educational process. It provides examples of using specific programs and platforms aimed at achieving certain learning objectives.

Keywords: information technologies, education, learning, artificial intelligence, neural networks.

Век информационных технологий с каждым днём всё глубже поглощает сферы общественной жизни. Искусственный интеллект и нейросети становятся инструментами повсеместного использования в промышленности, медицине, экономике и других направлениях. Исключением не является и сфера образования, где компьютерные технологии всё чаще применяются как педагогами, так и обучающимися.

Искусственный интеллект открывает новые возможности для всех участников образовательного процесса. Он может стать помощником как в организации учебной деятельности педагогом, так и в реализации познавательной активности учащимися. Уже выявлено множество положительных и отрицательных аспектов применения в обучении компьютерных технологий. Но не смотря на все недостатки, современное образование невозможно представить без использования информационных технологий. Предмет «химия» не является исключением, ведь это наука, где визуализация процессов и взаимодействий играет ключевую роль в понимании материала, пространственное мышление у школьников зачастую развито очень слабо.

Широкое применение сейчас находят нейросети, которые могут решать обширный спектр задач. Нейросети могут ответить на любой вопрос, что позволяет учащемуся восполнить пробелы в знаниях или изучить пропущенную тему, подобрать материалы для создания собственных проектов, докладов, презентаций и т. д. В пример можно привести Chat GPT – нейросеть, которая быстро находит ответ с подробным объяснением на поставленный вопрос [4]. Существует множество подобных «умных чатов». В качестве эксперимента нейросети «ГигаЧат» был задан запрос: «Объясни, что такое реакция нейтрализации, и как она протекает». Ответ представлен на рисунке 1.

Рисунок. 1. Ответ нейросети "ГигаЧат" на запрос с просьбой объяснить, что такое реакция нейтролизации.

Большие возможности открываются с применением на уроках искусственного интеллекта.  Он может значительно обогатить процесс обучения химии и сделать его более интерактивным и эффективным [3]. Необходимой для учителя возможностью использования искусственного интеллекта является его способность анализировать уровень знаний каждого ученика и предлагать индивидуализированные задания и материалы, адаптированные к их способностям. Также с помощью искусственного интеллекта можно создавать виртуальные лаборатории, где школьники могут проводить эксперименты в безопасной среде, наблюдая за протеканием химических реакций между веществами и проявлением свойств этих веществ [2]. Кроме того, искусственный интеллект может помочь в обработке и анализе больших объемов данных, полученных в ходе экспериментов, что позволяет учащимся лучше понимать закономерности и делать выводы, экономя при этом большое количество времени [5].

Одним из основных направлений использования информационных технологий в химии является визуализация. С помощью специализированных программ и приложений можно создавать трехмерные модели молекул, реакций и процессов [1]. Это позволяет учащимся лучше понять структуру веществ и механизмы их взаимодействия. С этой целью были созданы такие программы, как ChemDraw или Avogadro. Использование анимационных роликов, показывающих процесс химических реакций, способствует лучшему пониманию механизма происходящих процессов, а, следовательно, и усвоению материала.

На рисунке 1 представлен результат работы с программой для 3D-моделирования MolView. Данная программа трансформирует структурную формулу молекулы в трёхмерную модель. Для примера была взята молекула серной кислоты.

Рисунок. 2. Модель молекулы серной кислоты, построенная по её структурной формуле с помощью программы MolView.

На уроках могут быть использованы интерактивные презентации и электронные учебники, которые делают уроки более динамичными и увлекательными. С их помощью учащиеся могут самостоятельно исследовать темы, участвуя в интерактивных заданиях и тестах. Одна из таких платформ – PhET. Она предлагает симуляции химических процессов, которые позволяют учащимся экспериментировать с различными переменными. Использование сервисов вроде Kahoot или Quizizz для проведения викторин придает образовательному процессу развлекательный характер и мотивирует у школьников познавательную активность.

Сейчас всё популярнее становится дистанционное обучение Компьютерные технологии позволяют проводить уроки в онлайн-формате, что особенно актуально для детей с ограниченными возможностями, не способных посещать занятия в очном формате, или для удаленных регионов.

Платформы Zoom или Microsoft Teams, позволяют проводить уроки в режиме реального времени с возможностью демонстрации материалов. Кроме того, учащиеся могут проходить дополнительные курсы по химии на платформах вроде Coursera или edX, что расширяет их знания за пределами школьной программы.

Применение информационных технологий на уроках химии открывает множество возможностей для улучшения качества образования. Визуализация процессов, интерактивные материалы, дистанционное обучение и анализ данных способствуют более глубокому пониманию предмета. Тем не менее, важно помнить о необходимости грамотного использования технологий, чтобы избежать перегрузки учащихся информацией и обеспечить баланс между традиционными методами обучения и инновациями.

Таким образом, интеграция информационных и компьютерных технологий в образовательный процесс может значительно повысить интерес учащихся к химии и подготовить их к вызовам современного мира.

Примечания

1. Газизуллина Ф. Ф., Ражапова Э. И. Применение нейросетей в процессе обучения химии и физики // Современное образование: актуальные вопросы и инновации. 2025. № 1 (24).

2. Галкина Е. Н. Применение нейросетей в процессе обучения химии // Мир науки. Педагогика и психология. 2024. Т. 12, № 2.

3. Дробахина А. Н. Информационные технологии в образовании: искусственный интеллект // Проблемы современного педагогического образования. 2021. № 70-1. С. 125-128.

4. Корсакова Е. А. Использование нейросетей на уроках химии // Актуальные проблемы химического и экологического образования. Верховский-150 : материалы 68-й Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием, Санкт-Петербург, 11–13 мая 2023 г. Санкт-Петербург : РГПУ им. А. И. Герцена, 2023. С. 66-69.

5. Сульдина Д. С. Интеграция искусственного интеллекта в уроки химии // Современное образование: актуальные вопросы и инновации. 2024. № 4 (23). С. 1-3.

___________________________________________________________________________

Ильева Анастасия Александровна, студентка, кафедра общей химии Крымский федеральный университет им. В. И. Вернадского Институт биохимических технологий, экологии и фармации РФ, Республика Крым, г. Симферополь Е-mail: ilenast@ya.ru

Ilyeva Anastasia Alexandrovna, Student, Department of General Chemistry V. I. Vernadsky Crimean Federal University

Мелитовская Ирина Николаевна,  канд. пед. наук, доц. Крымский федеральный университет им. В. И. Вернадского Институт биохимических технологий, экологии и фармации РФ, Республика Крым, г. Симферополь Е-mail: irinamelitovskaya@yandex.ru

Melitovskaya Irina Nikolaevna, Scientific Supervisor, Candidate of Pedagogical Sciences, Associate Professor V. I. Vernadsky Crimean Federal University