Fejlesztése interaktív mikrokozmosz modellek és módszerek azok használatát a tanulmány az iskola természetesen

1.4.1 Kémiai modellek

Amellett, hogy a megfigyelés és kísérlet a tudás a természeti világ és a kémia nagy szerepet játszik modellezés. Az egyik fő célja a megfigyelés - keresni mintákat a kísérletek eredményeit. Azonban néhány észrevételt kényelmetlen, vagy nem lehet elvégezni, közvetlenül a természetben. Természeti környezet újra a laboratóriumban segítségével speciális berendezések, felszerelések, tárgyak, azaz modellek. A modellek másolása csak a legfontosabb jellemzői és tulajdonságai az objektumot, és csökkentette irreleváns a vizsgálatot. Tehát a kémiában modellek is két csoportra oszthatók: az anyag és aláírja [4].

Összes vegyi és ipari készülékek

Fizikai modellek az atomok, molekulák, kristályok, kémiai termelési kémiai céljából alkalmazott egyértelműség.

A leggyakoribb kép az atom modell, amely hasonlít a szerkezet a napenergia rendszer.

A kísérletek során a molekuláris gyakran használt anyagokkal sharosterzhnevye modell. Modell az ilyen típusú színes gyöngyök gyűjtöttük kijelölő egy részét az atomok a molekula. Balls sodinyayut rudak szimbolizáló kémiai kötéseket. A sharosterzhnevyh modellek elég pontosan reprodukálni a molekulában vegyérték szögek, de internukleáris távolságot feljegyzik csak hozzávetőlegesen, mivel a hossza a rúd összekötő golyó nem arányos kötéshosszak.

Dredinga modell pontosan továbbított kellően kötés szögek és kötéstávolságok arányú molekulák. A atommagba ott, ellentétben sharosterzhnevyh modell jelenti, hogy nincs golyó és rudak dots vegyületet.

Félgömb alakú modell, szintén hívott modellek Stewart - Brigleba összegyűjtjük a golyók vágott szegmensek. Összes atomok egymáshoz síkok átszelve gomb. Félgömb modell pontosan közvetíteni az arány a kötéshosszak és szögek, és a kihasználtság a internukleáris tér molekulák. Azonban a kihasználtsága nem mindig lehetséges, hogy egy vizuális reprezentációja a relatív helyzete a magok [25].

Modellek kristályok hasonlítanak sharosterzhnevye molekuláris modellek, de nem mutatják az egyes molekulák az anyag, és megmutatja a kölcsönös elrendezése szemcsés anyag kristályos állapotban.

Azonban, vegyészek gyakran nem anyagi és szimbolikus modellek - a kémiai szimbólumok, kémiai képletek, egyenletek a kémiai reakciók. A karakterek a kémiai elemek és indexek rögzített általános képletű anyagok. Az index azt jelzi, hogy hány atomok egy adott elem egy része az oldott anyag-molekulák. Meg van írva, hogy a megfelelő kémiai elem a szimbólum.

Kémiai képlet - Főbb jel modell a kémia. Ez azt mutatja: az adott anyag; egyetlen részecskéje az anyag; az anyag minőségének, azaz alkilcsoport, amely elemek szerepelnek az anyag; mennyiségi összetétele, azaz a atomok száma minden egyes eleme tartalmazza az anyag a molekula [4].

Az összes fenti modellek széles körben használják az interaktív számítógépes modellek.

1.4.2 osztályozása számítógépes modellek

A különböző típusú oktatási programnak különösen osztja azokat, amelyek használata számítógépes modellek. A számítógép használata modellek nem csak növeli a láthatóságot a tanulási folyamat és fokozzák azt, hanem gyökeresen megváltoztatni a folyamatot. Az utóbbi években a fejlesztés a számítógépek megy gyors ütemben, és modellezési lehetőségek válnak szinte korlátlan, így az értéke számítógépes modellek a tanulmány a tantárgyak is jelentősen nőni fog. EE Nifantiev, AK Ahlebinin, VN Likhachev megjegyezte, hogy a fő előnye a számítógépes modellek - képes szimulálni szinte minden folyamatok és jelenségek, az interaktív felhasználói interakció a modell, valamint a végrehajtás a probléma, a kutatási módszerek a tanulási folyamatban. [23]

V. N. Lihachev javasolja minősíteni oktatási számítógépes modellek alapján számos kritérium, amelyek között a legfontosabb a jelenléte animáció megjelenítésekor a modell, ellenőrzési módszer, a vizuális megjelenítés a modell. Jelenléte animáció UKM lehet dinamikus és statikus. Dinamikus tartalmaznak animált darab megjelenítéséhez modellezett objektumok és folyamatok a statikus ezek hiányoznak. Az eljárás szerint UCM vezérlő szabályozni lehet, amely lehetővé teszi, hogy módosítsa a modell paramétereit, és a kezeletlen, hogy az ilyen lehetőségek nem nyújtanak.

Között demonstrációs (menedzselt) modelleket lehet azonosítani két csoportját azok lehetséges kapcsolatát a felhasználónak: interaktív és nem interaktív. Interaktív kijelző lehetővé teszi, hogy módosítsa a fajta modell, illetve a megfigyelési pont a modell megváltoztatása nélkül a paramétereit. Nem interaktív ilyen lehetőségek nem biztosítják. [21]

EE Nifantiev, AK Ahlebinin és VN Likhachev megtalálják a leghasznosabb módszertani szempontból a besorolás a modellező objektumot. Szerint a szint által képviselt objektum modell felhasználhatók a tanítási a kémia, lehet két csoportra oszthatók: a modell a makrokozmosz. mely tükrözi a külső tulajdonságait szimulált objektumok és változások és mikrokozmosz modellek. amelyek tükrözik az objektumok szerkezetét, és a bekövetkező változások őket szintjén atomi-molekuláris képviselete. Egy modell objektumok, mint a vegyi anyagok, kémiai reakciók és fizikai - kémiai folyamatokat lehet létre mind a mikrokozmoszt és makrokozmosz szinten [23].

UKM besorolás is képviselteti magát a rendszer a jobb láthatóság érdekében.

1.4.3 A számítógépes modellek a mikrovilág

Modellezésére objektumok mikrokozmosz szinten atomok, ionok, molekulák, rácsok, atomok a szerkezeti elemek. A mikrokozmosz szinten szimulált szerkezeti jellemzői anyag kölcsönhatást álló részecskék szer. A kísérletek során a kémiai reakciók szintjén a mikrokozmosz a nagy érdeklődés azok a mechanizmusok, kémiai folyamatok. A modell a fizikai és kémiai folyamatok tárgyalja folyamatok előforduló elektronikus vagy atomi szinten.

Magától értetődik, hogy a MSN szimuláló mikrokozmosz modell kiváló asszisztensek tanulmányozza a szerkezete az atomok, a kémiai kötés típusa, a szerkezet az anyag, stb [23].

Modellek atomok 1-3 időszakokban a periódusos végrehajtott program „1C: tutor. Chemistry „formájában a Bohr atom modell. Több modern ábrázolása atomi szerkezetének végre a programban ChemLand, amely megvizsgálja az energia elosztáshoz sublevels atomi elemeket, és formájában az egyes pályák különböző energiaszintet.

Különösen érdekes az a program HyperChem. Ez jelenti az egyik legnagyobb szakmai programok elméleti számítás a különböző termodinamikai és elektronikus paraméterei molekulákat. Ennek segítségével lehet építeni háromdimenziós modellek különböző vegyületek, hogy tanulmányozza a jellemzőit a geometriai szerkezet, hogy meghatározza a forma és az energia a molekulapályák, a természet a elektronsűrűség eloszlás, dipólus momentum, és így tovább. D. Minden kimeneti adatokat a formájában színes rajzok, amelyeket azután lehet nyomtatni nyomtató, fogadó képminőség kémiai vegyületek a kívánt szögek és előrejelzések. Az előnye, hogy a program az a képesség, hogy fontolja meg a molekula különböző szögekből, hogy megismerje a sajátosságok térszerkezetének. Ez rendkívül fontos, mert a gyakorlatban tanítás, a diákok általában nem képezik néző molekulák térbeli szerkezetek. Hagyományos kép Chemicals egy síkban elvesztéséhez vezet a teljes mérési és nem serkentik a térbeli képzelőerő [13].

A multimédia természetesen „Chemistry for All” programmal - stereodemonstrator molekulákat. Ez lehetővé teszi, hogy három dimenziós képet a molekulák, melyek az atomok hidrogén, oxigén, szén és a nitrogén. Annak igazolására, a használata drótváz modellek molekulák. Összes lehet mozgatni, forgatni, megjeleníti a képet egyidejűleg számos különböző molekulák. A program lehetővé teszi, hogy az új modellek molekulák függetlenül. Összesen felsorolt ​​25 modell a szerves molekulák, de a didaktikai értéke ezek a modellek nem magas, ahogyan azt a modellt viszonylag egyszerű vegyületek, amelyek minden tanuló képes lesz összegyűjteni, segítségével agyag és gyufa.

Interaktív kijelző drótváz alkalmazott modellek ChemLand alkalmazások - 115 molekulák, előnyösen szerves vegyületek, és a „vegyszerek minden”. Ez a két program van előnye és hátránya: a program „Kémia” modell azt mutatják, a teljes képernyős megjelenítés és a programban ChemLand ilyen funkciója azonban nem, a program bemutatja a nagyszámú molekula. A program ChemLand használni dinamikus modellek mutatja térbeli szerkezetének molekulák mérésére kötés szögek és kötéstávolságok. amely lehetővé teszi a változások követése egy háromszög alakú molekula polaritását, típusától függően az atomok.

A tanulmányozza a szerkezete molekulák és a kristályok hasznos lehet a program, amelynek célja kutatási célokra. Ez például a program CS Chem3D Pro, amely lehetővé teszi, hogy módosítsa, és megjeleníti a háromdimenziós szerkezet különböző molekulák. Szintén hasznos program Crystal tervező, amelynek célja az megjelenítésére háromdimenziós szerkezetének a kristályrács. Ezek a programok hasznosak lehetnek létre háromdimenziós képek molekulák és kristályok és demonstrációs az osztályban a számítógép segítségével.

A „Collect molekula”, bár elismeri a képességeit fent említett programokat hatékonyan lehet alkalmazni az egyes munkás diákok.

Összes fizikai - kémiai eljárásokat és mechanizmusokat, a program „Chemistry mindenki számára.” Vannak látható nem interaktív modell kapcsolatos „elektrolitos disszociáció”: disszociációját sók, savak, lúgok, sók hidrolízise. Az ugyanazt a programot hajtunk végre bizonyos modellek szerves reakció mechanizmusok: brómozásával alkánok, észterezés, általános mechanizmust az polimerizációs reakciók, stb Minden modell reakció mechanizmusok nem interaktív jelenik meg a teljes képernyőn hang, de nincs szöveges leírás a jelenség, ami nagymértékben korlátozza a program használata.

Az interaktív online változata a tankönyv középiskolák a szerves kémiában az X - XI osztályok szerkesztette G. I. Deryabinoy, AV Solovova bemutatott csere és donor-akceptor mechanizmusok kialakulását egy kovalens kötés homolitikus és heterolitikus mechanizmusok kovalens kötés hasítását a példa elválasztási hidrogénatom metánból molekulák folyamat SP - hibridizáció. A nagy érdeklődés interaktív háromdimenziós megjelenítése mintázata szerves molekulák és a kémiai reakció mechanizmusok: metán klórozásával és az általános mechanizmusa nukleofil szubsztitúció. Nagyon fontos, hogy amikor dolgozik modellek, meg lehet változtatni a helyzetüket az űrben, és a reakció mechanizmusát - megváltoztatni a helyzetét a megfigyelési pont.

Egy másik program, amely bemutatja azokat a mechanizmusokat a kémiai reakciók, a program Organic Reaction animációk. Ez tartalmaz egy mechanizmust, 34 szerves reakciók. Továbbá minden egyes mechanizmus formájában mutatják be a négy variánsok molekuláris modellek: sharosterzhnevoy, mennyiség, és két változata orbitális pengéjű modellek. Az egyik lehetőség az orbitális penge modell bizonyítja a változás a reakció a külső pályák a hordozó, és a másik - a reagens. Ez megkönnyíti a megfigyelése változások a külső pályák a reagensek a reakcióban. használja elméleti anyagot, amennyiben szükséges [13] [23].