Educational opportunities of virtual educational laboratories: analysis of current practice

Abstract

В процессе цифровизации образования накапливается новый опыт, совершенствуется методическое обеспечение образовательного процесса и формируется методологическая основа цифровой дидактики. Включение виртуальных образовательных лабораторий в учебный процесс диктуется особенностями цифровой образовательной среды, но сталкивается с некоторыми проблемами: недостаточной безопасностью виртуальной образовательной среды из-за отсутствия технических регламентов, отсутствием единого методологического подхода, несовершенством нормативной базы. Делается попытка обобщить и систематизировать опыт внедрения виртуальных образовательных лабораторий в систему школьного обучения. Анализируются подходы к определению понятия «виртуальная лаборатория» как средства, так и метода научного познания, основной чертой которого является безопасность интерактивной творческой экспериментальной деятельности. Предложена классификация виртуальных лабораторий по многомерности, имитационности, форме представления информации, свободе познавательного творчества, модальности восприятия. Обозначены требования к визуализации объектов в виртуальных образовательных лабораториях с учетом ведущего (визуального) канала восприятия современных школьников. Рассмотрены образовательные возможности и некоторые риски включения тактильного канала восприятия детей при обучении в виртуальных образовательных лабораториях. Рассмотрены виды процессов, которые можно моделировать в виртуальных лабораториях. Проведено исследование эффективности идентификации графических объектов различной сложности учениками начальных классов. На основе полученных данных разработаны принципы организации обучения в виртуальных образовательных лабораториях: имитации реальности, научности/достоверности данных, ответственного отношения (этики обучения в виртуальных образовательных лабораториях). Digitalization of education allows accumulating new experience, improving the methodological support of the educational process and forming the methodological basis of digital didactics. The inclusion of virtual educational laboratories in the educational process is dictated by the peculiarities of the digital educational environment, but it faces some problems: insufficient security of the virtual educational environment due to the lack of technical regulations, lack of a unified methodological approach, imperfection of the regulatory framework. The authors of the study make an attempt to generalize and systematize the experience of introducing virtual educational laboratories into the school system. Approaches to the definition of the concept of “virtual laboratory” as a means and method of scientific knowledge, the main feature of which is the safety of interactive creative experimental activity, are analyzed. A classification of virtual laboratories according to multidimensionality, imitation, form of information presentation, freedom of cognitive creativity, modality of perception is proposed. The requirements for the visualization of objects in virtual educational laboratories are outlined, taking into account the leading (visual) channel of perception of modern schoolchildren. The educational opportunities and some risks of including the tactile channel of children’s perception when learning in virtual educational laboratories are considered. The types of processes that can be simulated in virtual laboratories are considered. A study was made of the effectiveness of identifying graphic objects of varying complexity by primary school students. On the basis of the data obtained, the principles of organizing training in virtual educational laboratories have been developed: the principle of imitation of reality, the principle of scientific character / reliability of data, the principle of a responsible attitude (ethics of training in virtual educational laboratories).