Academic literature on the topic 'Хімічна наука'

Статтю присвячено 100-річчю від дня народження знаного українського вченого в галузі хімічної технології, кінетики і каталізу, фундатора наукового напряму «екологічний каталіз», лауреата Державної премії України в галузі науки і техніки (1970), заслуженого діяча науки і техніки України (1991), лауреата премії ім. Л.В. Писаржевського НАН України (1984), доктора хімічних наук (1967), професора (1971), члена-кореспондента НАН України (1976) Василя Михайловича Власенка.

Система освіти, яка ґрунтується на наукових засадах її організації, характеризується зміщенням акцентів від отримання готового наукового знання до оволодіння методами його отримання як основи розвитку загальнонаукових компетенцій.Уже достатньо чітко визначена спрямованість нової освітньої парадигми, осмислені її детермінуючі особливості, визначено предмет постнекласичної педагогіки та її основоположні аксіоми. Вироблені пріоритети всієї постнекласичної дидактики, аж до розроблення її категоріального апарату. Проте, на фоні такої колосальної роботи педагогічної думки так і не сформульовано достатньо чітко концептуальні основи постнекласичної дидактики, яка перебуває в стані активного формування як загалом, так і по відношенню до її природничо-наукової компоненти.На сучасному етапі модернізації освіти головним завданням стає формування у студентів здатності навчатися, самостійно здобувати знання і творчо мислити, приймати нестандартні рішення, відповідати за свої дії і прогнозувати їх наслідки; за період навчання у них мають бути сформовані такі навики, які їм будуть потрібні упродовж всього життя, у якій би галузі вони не працювали: самостійність суджень, уміння концентруватися на основних проблемах, постійно поповнювати власний запас знань.Зараз вимоги до рівня підготовки випускника пред’являються у формі компетенцій. Обов’язковими компонентами будь-якої компетенції є відповідні знання і уміння, а також особистісні якості випускника. Синтез цих компонентів, який виражається в здатності застосовувати їх у професійній діяльності, становлять сутність компетенції. Отже, інтегральним показником досягнення якісно нового результату, який відповідає вимогам до сучасного вчителя, виступає компетентність випускника університету. Оволодіння сукупністю універсальних (завдяки інтегральному підходові до викладання) і професійних компетенцій дозволить випускнику виконувати професійні обов’язки на високому рівні. Необхідно шляхом інтеграції навчальних дисциплін, використовуючи активні методи та інноваційні технології, які привчають до самостійного набуття знань і їх застосування, допомагати як формуванню практичних навиків пошуку, аналізу і узагальнення любої потрібної інформації, так і набуттю досвіду саморозвитку і самоосвіти, самоорганізації і самореалізації, сприяти становленню і розвиткові відповідних компетенцій, актуальних для майбутньої професійної діяльності учителя.Стосовно обговорюваного питання, то в результаті вивчення циклу природничих дисциплін випускник повинен знати фундаментальні закони природи, неорганічної і органічної матерії, біосфери, ноосфери, розвитку людини; уміти оцінювати проблеми взаємозв’язку індивіда, людського суспільства і природи; володіти навиками формування загальних уявлень про матеріальну першооснову Всесвіту. Звичайно, що забезпечити такі компетенції будь-яка окремо взята природнича наука не в змозі. Шлях до вирішення цієї проблеми лежить через їх інтеграцію, тобто через оволодіння масивом сучасних природничо-наукових знань як цілісною системою і набуття відповідних професійних компетенцій на основі фундаментальної освіти [2].Когнітивною основою розвитку загальнонаукових компетенцій є наукові знання з тих розділів дисциплін природничо-наукового циклу ВНЗ, які перетинаються між собою. Тобто, успішність їх розвитку визначається рівнем міждисциплінарної інтеграції вказаних розділів. Загальновідомо, що найбільший інтеграційний потенціал має загальний курс фізики, оскільки основні поняття, теорії і закони фізики широко представлені і використовуються у більшості інших загальнонаукових і вузькоприкладних дисциплін, що створює необхідну базу для розвитку комплексу загальнонаукових компетентностей.У той же час визначальною особливістю структури наукової діяльності на сучасному етапі є розмежування науки на відносно відособлені один від одного напрями, що відображається у відокремлених навчальних дисциплінах, які складають змістове наповнення навчальних планів різних спеціальностей у ВНЗ. До деякої міри це має позитивний аспект, оскільки дає можливість більш детально вивчити окремі «фрагменти» реальності. З іншого боку, при цьому випадають з поля зору зв’язки між цими фрагментами, оскільки в природі все між собою взаємопов’язане і взаємозумовлене. Негативний вплив відокремленості наук вже в даний час особливо відчувається, коли виникає потреба комплексних інтегрованих досліджень оточуючого середовища. Природа єдина. Єдиною мала б бути і наука, яка вивчає всі явища природи.Наука не лише вивчає розвиток природи, але й сама є процесом, фактором і результатом еволюції, тому й вона має перебувати в гармонії з еволюцією природи. Збагачення різноманітності науки повинно супроводжуватися інтеграцією і зростанням упорядкованості, що відповідає переходу науки на рівень цілісної інтегративної гармонічної системи, в якій залишаються в силі основні вимоги до наукового дослідження – універсальність досліду і об’єктивний характер тлумачень його результатів.У даний час загальноприйнято ділити науки на природничі, гуманітарні, математичні та прикладні. До природничих наук відносять: фізику, хімію, біологію, астрономію, геологію, фізичну географію, фізіологію людини, антропологію. Між ними чимало «перехідних» або «стичних» наук: астрофізика, фізична хімія, хімічна фізика, геофізика, геохімія, біофізика, біомеханіка, біохімія, біогеохімія та ін., а також перехідні від них до гуманітарних і прикладних наук. Предмет природничих наук складають окремі ступені розвитку природи або її структурні рівні.Взаємозв’язок між фізикою, хімією і астрономією, а особливо аспектний характер фізичних знань стосовно до хімії і астрономії дають можливість стверджувати, що роль генералізаційного фактору при формуванні змісту природничо-наукової освіти можлива лише за умови функціонування системи астрофізичних знань. Генералізація фізичних й астрономічних знань, а також підвищення ролі наукових теорій не лише обумовили фундаментальні відкриття на стику цих наук, але й стали важливим засобом подальшого розвитку природничого наукового знання в цілому [4]. Що стосується змісту, то його, внаслідок бурхливого розвитку астрофізики в останні декілька десятків років потрібно зробити більш астрофізичним. Астрофізика як розділ астрономії вже давно стала найбільш вагомою її частиною, і роль її все більше зростає. Вона взагалі знаходиться в авангарді сучасної фізики, буквально переповнена фізичними ідеями й має величезний позитивний зворотній зв’язок з сучасною фізикою, стимулюючи багато досліджень, як теоретичних, так і експериментальних. Зумовлено це, в першу чергу, невпинним розвитком сучасних астрофізичних теорій, переоснащенням науково-технічної дослідницької бази, значним успіхом світової космонавтики [3].Разом з тим, сучасна астрономія – надзвичайно динамічна наука; відкриття в ній відбуваються в різних її галузях – у зоряній і позагалактичній астрономії, продовжуються відкриття екзопланет тощо. Так, нещодавно відкрито новий коричневий карлик, який через присутність у його атмосфері аміаку і тому, що його температура істотно нижча, ніж температура коричневих карликів класів L і T, може стати прототипом нового класу (його вчені вже позначили Y). Важливим є й те, що такий коричневий карлик – фактично «сполучна ланка» між зорями і планетами, а його відкриття також вплине на вивчення екзопланет.Сучасні астрофізичні космічні дослідження дозволяють отримати унікальні дані про дуже віддалені космічні об’єкти, про події, що відбулися в період зародження зір і галактик. Міжнародна астрономічна спілка (МАС) запровадила зміни в номенклатурі Сонячної системи, ввівши новий клас об’єктів – «карликові планети». До цього класу зараховано Плутон (раніше – дев’ята планета Сонячної системи), Цереру (до цього – найбільший об’єкт з поясу астероїдів, що міститься між Марсом і Юпітером) та Еріду (до цього часу – об’єкт 2003 UB313 з поясу Койпера). Водночас МАС ухвалила рішення щодо формулювання поняття «планета». Тому, планета – небесне тіло, що обертається навколо Сонця, має близьку до сферичної форму і поблизу якого немає інших, таких самих за розмірами небесних тіл. Існування в планетах твердої та рідкої фаз речовини в широкому діапазоні температур і тисків зумовлює не тільки величезну різноманітність фізичних явищ та процесів, а й перебіг різнобічних хімічних процесів, таких, наприклад як, утворення природних хімічних сполук – мінералів. На жодних космічних тілах немає такого розмаїття хімічних перетворень, як на планетах. Проте на них можуть відбуватися не тільки фізичні та хімічні процеси, а й, як свідчить приклад Землі, й біологічні та соціальні. Тобто планети відіграють особливу роль в еволюції матерії у Всесвіті. Саме завдяки існуванню планет у Всесвіті відбувається перехід від фізичної форми руху матерії до хімічної, біологічної, соціальної, цивілізаційної. Планети – це база для розвитку вищих форм руху матерії. Слід зазначити, що це визначення стосується лише тіл Сонячної системи, на екзопланети (планет поблизу інших зір) воно поки що не поширюється. Було також визначено поняття «карликова планета». Окрім цього, вилучено з астрономічної термінології термін «мала планета». Таким чином, сьогодні в Сонячній системі є планети (та їх супутники), карликові планети (та їх супутники), малі тіла (астероїди, комети, метеороїди).Використання даних сучасних астрономічних, зокрема астрофізичних уявлень переконливо свідчать про те, що дійсно всі випадки взаємодій тіл у природі (як в мікросвіті, так й у макросвіті і мегасвіті) можуть бути зведені до чотирьох видів взаємодій: гравітаційної, електромагнітної, ядерної і слабкої. В іншому плані, ілюстрація застосувань фундаментальних фізичних теорій, законів і основоположних фізичних понять для пояснення особливостей будови матерії та взаємодій її форм на прикладі всіх рівнів організації матерії (від елементарних частинок до мегаутворень Всесвіту) є переконливим свідченням матеріальної єдності світу та його пізнаваності.Наукова картина світу, виконуючи роль систематизації всіх знань, одночасно виконує функцію формування наукового світогляду, є одним із його елементів [1]. У свою чергу, з науковою картиною світу завжди корелює і певний стиль мислення. Тому формування в учнів сучасної наукової картини світу і одночасно уявлень про її еволюцію є необхідною умовою формування в учнів сучасного стилю мислення. Цілком очевидно, що для формування уявлень про таку картину світу і вироблення у них відповідного стилю мислення необхідний й відповідний навчальний матеріал. В даний час, коли астрофізика стала провідною складовою частиною астрономії, незабезпеченість її опори на традиційний курс фізики є цілком очевидною. Так, у шкільному курсі фізики не вивчаються такі надзвичайно важливі для осмисленого засвоєння програмного астрономічного матеріалу поняття як: ефект Доплера, принцип дії телескопа, світність, закони теплового випромінювання тощо.В умовах інтенсифікації наукової діяльності посилюється увага до проблем інтеграції науки, особливо до взаємодії природничих, технічних, гуманітарних («гуманітаризація освіти») та соціально-економічних наук. Розкриття матеріальної єдності світу вже не є привілеями лише фізики і філософії, та й взагалі природничих наук; у цей процес активно включилися соціально-економічні і технічні науки. Матеріальна єдність світу в тих галузях, де людина перетворює природу, не може бути розкритою лише природничими науками, тому що взаємодіюче з нею суспільство теж являє собою матерію, вищого ступеня розвитку. Технічні науки, які відображають закони руху матеріальних засобів людської діяльності і які є тією ланкою, що у взаємодії поєднує людину і природу, теж свідчать про матеріальність засобів людської діяльності, з допомогою яких пізнається і перетворюється природа. Тепер можна стверджувати, що доведення матеріальної єдності світу стало справою не лише філософії і природознавства, але й всієї науки в цілому, воно перетворилося у завдання загальнонаукового характеру, що й вимагає посилення взаємозв’язку та інтеграції перерахованих вище наук.Звичайно, що найбільший внесок у цю справу робить природознавство, яке відповідно до характеру свого предмета має подвійну мету: а) розкриття механізмів явищ природи і пізнання їх законів; б) вияснення і обґрунтування можливості екологічно безпечного використання на практиці пізнаних законів природи.Інтеграція природничо-наукової освіти передбачає застосування впродовж всього навчання загальнонаукових принципів і методів, які є стержневими. Для змісту інтегративних природничо-наукових дисциплін найбільш важливими є принцип доповнюваності, принцип відповідності, принцип симетрії, метод моделювання та математичні методи.Вважаємо за доцільне звернути особливу увагу на метод моделювання, широке застосування якого найбільш характерне для природничих наук і є необхідною умовою їх інтеграції. Необхідність застосування методу моделювання в освітній галузі «природознавство» очевидна у зв’язку зі складністю і комплексністю цієї предметної галузі. Без використання цього методу неможлива інтеграція природничо-наукових знань. У процесі моделювання об’єктів із області природознавства, що мають різну природу, якісно нового характеру набувають інтеграційні зв'язки, які об’єднують різні галузі природничо-наукових знань шляхом спільних законів, понять, методів дослідження тощо. Цей метод дозволяє, з одного боку, зрозуміти структуру різних об’єктів; навчитися прогнозувати наслідки впливу на об’єкти дослідження і керувати ними; встановлювати причинно-наслідкові зв’язки між явищами; з іншого боку – оптимізувати процес навчання, розвивати загальнонаукові компетенції.Фундаментальна підготовка студентів з природничо-наукових спеціальностей неможлива без послідовного і систематичного формування природничо-наукового світогляду у майбутніх фахівців.Науковий світогляд – це погляд на Всесвіт, на природу і суспільство, на все, що нас оточує і що відбувається у нас самих; він проникнутий методом наукового пізнання, який відображає речі і процеси такими, якими вони існують об’єктивно; він ґрунтується виключно на досягнутому рівні знань всіма науками. Така узагальнена система знань людини про природні явища і її відношення до основних принципів буття природи складає природничо-науковий аспект світогляду. Отже, світогляд – утворення інтегральне і ефективність його формування в основному залежить від ступеня інтеграції всіх навчальних дисциплін. Адже до складу світогляду входять і відіграють у ньому важливу роль такі узагальнені знання, як повсякденні (життєво-практичні), так і професійні та наукові.Вищим рівнем асоціативних зв’язків є міждисциплінарні зв’язки, які повинні мати місце не лише у змісті окремих навчальних курсів. Тому, сучасна тенденція інтеграції природничих наук і створення спільних теорій природознавства зобов’язує викладацький корпус активніше упроваджувати міждисциплінарні зв’язки природничо-наукових дисциплін у навчальний процес ВНЗ, що позитивно відобразиться на ефективності його організації та підвищенні якості навчальних досягнень студентів.Підсумовуючи вище викладене, можна зробити наступні висновки:Однією з особливостей компетентісного підходу, що відрізняє його від знанієво-центрованого, є зміна функцій підготовки вчителів з окремих дисциплін, які втрачають свою традиційну самодостатність і стають елементами, що інтегруються у систему цілісної психолого-педагогічної готовності випускника до роботи в умовах сучасного загальноосвітнього навчального закладу.Інтеграційні процеси, так характерні для сучасного етапу розвитку природознавства, обов’язково мають знаходити своє відображення в природничо-науковій освіті на рівні як загальноосвітньої, так і вищої школи. Майбутнім педагогам необхідно усвідомлювати взаємозв’язок і взаємозалежність наук, щоб вони могли підготувати своїх учнів до роботи в сучасних умовах інтеграції наук.Учителям біології, хімії, географії необхідно володіти методами дослідження об’єктів природи, переважна більшість яких базується на законах фізики і передбачає уміння працювати з фізичними приладами. Крім того, саме фізика створює основу для вивчення різноманітних явищ і закономірностей, які складають предмет інших природничих наук.Інтеграція природничо-наукових дисциплін дозволить розкрити у процесі навчання фундаментальну єдність «природа – людина – суспільство», значно посилить інтерес студентів до вивчення цього циклу дисциплін, дасть можливість інтенсифікувати навчальний процес і забезпечити високий рівень якості його результату.

20 жовтня 2021 р. виповнюється 80 років видатному українському вченому в галузі фізичної та колоїдної хімії, хімії, фізики, біології та технології води, лауреату Державної премії України в галузі науки і техніки (2003), заслуженому діячеві науки і техніки України (1998), лауреату премії Кабінету Міністрів України (2013), премій імені Л.В. Писаржевського (1993) та О.І. Бродського (2005) НАН України, академіку Міжнародної академії наук вищої школи (2004), почесному члену АН Молдови (2009), іноземному члену НАН Республіки Казахстан (2013), директору Інституту колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України (з 1988), доктору хімічних наук (1988), професору (1990), академіку НАН України (1997) Владиславу Володимировичу Гончаруку.

Стаття присвячена включенню ігор у навчальний процес закладів загальної середньої та вищої освіти як сучасного етапу оновлення змісту освіти, хімічної зокрема. Обґрунтовано потребу в модернізації дидактичних ігор і створенні мережевих комп’ютерних ігор з опанування основами хімічної науки. У статті розглянуті можливості використання основних видів електронних освітніх ресурсів, їх класифікація, обґрунтовано місце та розглянуто сучасний етап упровадження в процес вивчення хімії. Визначено основні види дидактичних ігор із вивчення хімії, переваги сучасних мережевих комп’ютерних ігор перед класичними дидактичними предметними та елементарними комп’ютерними іграми. Проаналізовано можливості сучасної педагогічної науки для трансформації змісту навчального предмета у зміст комп’ютерної гри як навчально-ігрового і дозвільного програмного засобу вивчення хімії. Розглянуті напрями гейміфікації навчання хімії, трансформації класичної освіти в gamebased learning, еdutainment. Наведені основні чинники модернізації освіти: необхідність дистанційного навчання, стрімкий розвиток комп’ютерної техніки, широка доступність і насичення життєдіяльності людини гаджетами та девайсами, зацікавлення ігровою діяльністю. Обґрунтовано можливість формування основних видів м’яких умінь (soft skills) у процесі комп’ютерної гри, як засобу вивчення хімії. Розглянуто перспективи розроблення мережевої комп’ютерної хімічної гри та реалізацію через таку гру наскрізних ліній, передбачених сучасною програмою з хімії для закладів загальної середньої освіти: спілкування державною та іноземною мовами; математичної, інформаційно-цифрової, соціальної та громадянської компетентностей; компетентностей у природничих науках і технологіях, ініціативності і підприємливості, обізнаності та самовираження у сфері культури, екологічної грамотності та здорового життя. Наведені приклади використання комп’ютерної гри для вирішення завдань різного рівня складності. Обґрунтована потреба у створенні такої багатоаспектної гри як провідного засобу вивчення хімії в сучасних умовах.

Перехід сучасного суспільства до інформаційної епохи свого розвитку висуває як одне з основних завдань, що стоять перед системою освіти, завдання формування основ інформаційної культури майбутнього фахівця. Процеси модернізації та профілізації вітчизняної шкільної освіти так само, як і модернізації вищої освіти (участь у створенні єдиного європейського простору, впровадження дистанційної освіти тощо) ведуться на базі інформаційно-комунікаційних технологій навчання. Метою даної статті є обговорення ролі сучасних комп’ютерних моделей у навчанні хімії, та проблеми якості відображення реальних хімічних процесів у комп’ютерних моделях, якими є віртуальні хімічні лабораторії.Дидактична роль нових інформаційних технологій полягає, перш за все, в активізації пізнавальної діяльності і творчого потенціалу учнів [5]. Необхідно створювати умови, аби учень став активним учасником навчального процесу, а вчитель був організатором пізнавальної діяльності учня. Адже вивчення будь-якої навчальної дисципліни – не мета, а засіб розвитку особистості. Ефективність застосування комп’ютерів у навчальному процесі залежить від багатьох чинників, у тому числі й від рівня самої техніки, від якості навчальних програм і від методики навчання, що застосовується вчителем. Більшість педагогів переконані в тому, що комп’ютер є потужним засобом для творчого розвитку дітей, дозволяє звільнитися від багатьох рутинних видів роботи і розробити нові ідеї в методиці навчання, дає можливість вирішувати більш цікаві і складні проблеми [5].Будь-який ілюстративний матеріал (мультимедійні й інтерактивні моделі в тому числі) значно розширюють можливості навчання, роблять зміст навчального матеріалу більш наочним, зрозумілим, цікавим. Не можна скидати з рахунків і психологічний чинник: сучасному учневі чи студенту набагато цікавіше сприймати інформацію саме в інтерактивній формі, ніж за допомогою застарілих схем і таблиць. Використання комп’ютерних моделей, комп’ютерних засобів візуалізації значно підвищує ефективність засвоєння матеріалу[5].Сучасні школярі, які здебільшого є представниками «покоління відеоігор», орієнтовані на сприйняття високоінтерактивного, мультимедіа насиченого навчального середовища. Згаданим вище вимогам якнайкраще відповідають освітні програми, що моделюють об’єкти і процеси реального світу і системи віртуальної реальності. Прикладом таких навчальних систем є віртуальні лабораторії, які можуть моделювати поведінку об’єктів реального світу в комп’ютерному освітньому середовищі і допомагають учням опановувати нові знання й уміння в науково-природничих дисциплінах, таких як хімія, фізика і біологія [3].Хімія – наука експериментальна, її завжди викладають, супроводжуючи демонстраційним експериментом. Ні для кого не є секретом, що матеріальний стан більшості шкіл в Україні є, м’яко кажучи, неідеальним. Дуже часто для демонстрації хімічного досліду не вистачає необхідних реактивів чи обладнання, тому доводиться обходитись теоретичним розглядом лабораторної роботи або проводити один дослід на весь клас. У такому випадку на допомогу вчителеві приходять саме спеціалізовані комп’ютерні програми, на кшталт віртуальних хімічних лабораторій, що дозволяють провести (саме провести, а не спостерігати) дослід у наближених до реальності умовах. Також, наприклад, при вивченні токсичних речовин, зокрема галогенів, віртуальне середовище надає можливість проводити хімічний експеримент без ризику для здоров’я учнів [4].На даний момент розроблена велика кількість навчальних програм для шкільного курсу хімії. Жодна з цих програм не є досконалою, проте сам факт їх створення свідчить про те, що в них існує потреба і вони мають безперечну цінність. Для того, щоб у дитини виник інтерес до співпраці з комп’ютером і в процесі цієї спільної творчості стійка пізнавальна мотивація до вирішення освітніх, дослідницьких завдань, необхідне створення таких умов, при яких учень стає безпосереднім учасником подій, що розвиваються на екрані монітора, тобто умов для повноцінного діяльнісного підходу до навчання.Умова успішного застосування комп’ютерних моделей в освітньому процесі сучасної школи закладена в добре відомих принципах педагогіки співпраці, які можна перефразовувати так: «не до комп’ютера за готовими знаннями, а разом з комп’ютером за новими знаннями» [3].Головна перевага віртуальних хімічних лабораторій полягає в тому, що віртуальні хімічні експерименти безпечні навіть для непідготовлених користувачів. Учні можуть також проводити такі досліди, виконання яких в реальній лабораторії може бути небезпечне або коштує надто дорого. Звичайно, за допомогою віртуальних дослідів не можна опанувати навички реального хімічного експерименту, але віртуальні досліди можуть застосовуватися, наприклад, для ознайомлення учнів з технікою виконання експериментів, хімічним посудом і устаткуванням перед безпосередньою роботою в лабораторії. Це дозволяє учням краще підготуватися до проведення цих або подібних дослідів в реальній хімічній лабораторії. Також проведення віртуальних експериментів допомагає учням та студентам засвоїти навички запису спостережень, складання звітів та інтерпретації даних в лабораторному журналі. Іще слід наголосити на тому, що комп’ютерні моделі хімічної лабораторії за певних умов можуть спонукати учнів експериментувати і отримувати задоволення від власних відкриттів [3].За способом візуалізації розрізняються лабораторії, в яких використовується двовимірна, тривимірна графіка і анімація. Крім того, віртуальні лабораторії можна поділити на дві категорії залежно від способу представлення знань у предметній області. Віртуальні лабораторії, в яких представлення знань у предметній області засновано на окремих фактах, обмежені набором заздалегідь запрограмованих експериментів. Цей підхід використовується при розробці більшості сучасних віртуальних лабораторій. В таких програмах змінити умови проведення експерименту і одержати якісь інші результати неможливо. Інший підхід дозволяє учням проводити будь-які експерименти, не обмежуючись заздалегідь підготовленим набором результатів. Це досягається за допомогою використання математичних моделей, що дозволяють визначити результат будь-якого експерименту і відповідний візуальний супровід. На жаль, подібні моделі поки що можливі тільки для обмеженого набору дослідів [3]. Переваги і недоліки вищезгаданих програмних продуктів достатньо повно були висвітлені Т. М. Деркач, яка, до речі, пропонує використовувати термін «імітаційні хімічні лабораторії» [1; 2].Суттєвою перевагою таких віртуальних лабораторій як ChemLab (виробник: Model Science Software), Croсоdile Chemistry (Crocodile Clips Ltd), Virtual Lab (The ChemCollective) є можливість активного втручання учня у хід роботи, а не пасивне спостерігання за відеофрагментом чи анімацією, що запрограмовані заздалегідь. При виконанні лабораторної роботи за допомогою вищезгаданих програм учень може повторити її безліч разів, при цьому щоразу змінюючи один чи декілька параметрів на власний вибір. В більшості випадків (якщо дії учня не суперечать логіці і можливі для виконання і у реальній лабораторії) учень отримає правильні результати, що лише підкреслить ті закономірності, виявлення яких і було метою роботи. Скажімо у лабораторній роботі «Гравіметричне визначення хлорид-йонів» («Gravimetric Analysis of Chloride») у віртуальній лабораторії ChemLab учень чи студент може замість запропонованих в інструкції 5 г речовини, що містить хлорид-йони, взяти 3, чи 6, чи 10 г її. Але в кожному випадку він отримає і відповідну масу осаду арґентум хлориду, за якою, при виконанні обчислень, прийде до одних і тих самих результатів і висновків.Подібний підхід, коли учень може проявити власну ініціативу при виконанні роботи, дуже позитивно відбивається і на навчальних досягненнях і на зацікавленості учнів. Але разом з ініціативою учні можуть також підключити і власну фантазію – спробувати виконати такі дії, які не були передбачені сценарієм проведення даної роботи (наприклад, нагріти розчин до кипіння, або навпаки охолодити його до температури замерзання) просто із цікавості, тим більше, що у ChemLab можна використовувати обладнання, застосування якого не передбачалось сценарієм виконання роботи. Результати таких незапланованих дій можуть переноситись учнями і на відповідні об’єкти та процеси реального світу, а тому до віртуальних лабораторій завжди висувалась жорстка вимога суворої відповідності віртуальних об’єктів та процесів реальним об’єктам і процесам.Тут доводиться констатувати протиріччя, яке існує в середовищі користувачів віртуальних хімічних лабораторій: методистів, розробників, вчителів, учнів тощо. Справа в тому, що немає і, мабуть, не може бути єдиної думки з приводу того, наскільки повно віртуальні процеси повинні відтворювати об’єктивну реальність. З одного боку, чим більше віртуальний світ схожий на реальний, тим нібито краще – в такому випадку навчання хімії за допомогою віртуальних комп’ютерних лабораторій виходить на якісно новий, більш високий рівень, з’являється набагато більше можливостей і форм застосування навчальних лабораторій у навчанні хімії, зникають передумови для одержання хибних висновків при їх використанні. Але, з іншого боку, врахування найменших дрібниць і максимальної кількості можливих варіантів розвитку подій неминуче призведе до значного ускладнення комп’ютерних програм, суттєвого збільшення баз даних і, як наслідок, подорожчання та подовження часу на розробку відповідних програмних продуктів, та, скоріш за все, суттєво ускладнить використання таких програм людьми без спеціальної підготовки. Не кажучи вже про те, що передбачити всі можливі варіанти дій користувача у віртуальній лабораторії просто неможливо.Інша точка зору полягає в тому, що віртуальні хімічні лабораторії в першу чергу є моделями, тобто системами, що відтворюють, імітують, відображають принципи внутрішньої організації або функціонування, певні властивості, ознаки чи характеристики об’єкта дослідження (оригіналу). Модель завжди є спрощеною версією модельованого об’єкта або явища (прототипу), що в достатній мірі повторює властивості, суттєві для цілей конкретного моделювання (опускаючи несуттєві властивості, в яких вона може відрізнятися від прототипу).Подібне визначення поняття «модель» фактично означає, що такі програми як віртуальні хімічні лабораторії, не повинні перевантажуватись «зайвими дрібницями» – несуттєвими для виконання певної роботи чи досліду зовнішніми ознаками, фактами і процесами. Окрім того, так само як викладач не залишить без догляду учнів у реальній лабораторії, так і викладач, що застосовує віртуальну лабораторію на занятті, повинен бути постійно поруч з учнями, надаючи їм відповідних порад або роз’яснюючи результати спостережень, що викликали питання або сумніви. Таким чином, можна попередити формування в учнів хибних уявлень, неправильних висновків тощо.У представників обох точок зору є свої аргументи. Наприклад, при виконанні стандартної лабораторної роботи в середовищі програми ChemLab «Фракційне розділення солей» («Fractional Crystallization»), сутність якої полягає в тому, що учневі пропонується розділити суміш солей (натрій хлориду та калій дихромату), використовуючи їх різну розчинність у воді за різних температур. Подібні процеси досить поширені як в промисловості (виробництво калійних добрив), так і в лабораторії (перекристалізація солей з метою їх очищення), хоча і в більш складному вигляді. Хід роботи включає в себе такі стадії: відбір наважок солей певної маси; їх розчинення у воді кімнатної температури; нагрівання розчину до повного розчинення калій дихромату; охолодження розчину до 0оС; відділення осаду калій дихромату; зважування калій дихромату, що випав в осад, та відповідні розрахунки.Якщо прискіпливо проаналізувати дану роботу, в ній можна знайти ряд неточностей або спрощень:1) при розчиненні калій дихромату у воді розчин залишається безбарвним;2) відсутній тепловий ефект при розчиненні обох солей;3) не враховано взаємний вплив солей на їх розчинність;4) розчин солей при охолодженні до температури замерзання не кристалізується;5) температура кипіння розчину солей дорівнює температурі кипіння ізомолярного з ним розчину будь-якого неелектроліту;6) зважування одержаного калій дихромату можна провести з високою точністю без попереднього промивання і висушування;7) відсутність допоміжного лабораторного обладнання (штативів, тримачів, шпателів, вакуум-насосу тощо) та можливість відбору наважок речовин без використання терезів.Подібні неточності можна знайти і у всіх інших лабораторних роботах програми ChemLab, але в більшості випадків ці неточності неочевидні, і, найголовніше, не відбиваються ані на одержанні результатів експерименту, ані на їх інтерпретації.Крім того, застосовуючи інструментарій майстра LabWіzard, що дозволяє користувачу створювати власні лабораторні роботи у ChemLab, певну кількість подібних невідповідностей можна заздалегідь передбачити й усунути у створених власноруч лабораторних проектах.[2; 4]Викладач, що використовує віртуальні хімічні лабораторії, обов’язково повинен наголосити на тому, що у віртуальній хімічній лабораторії присутні певні спрощення та невідповідності з об’єктивною реальністю. У групі учнів, що мають високий рівень знань і хімічного мислення, можна навіть побудувати роботу на тому, щоб знайти і обговорити подібні неточності. Наприклад, в рамках курсу «Комп’ютерне моделювання хімічних процесів», що викладається на ІІІ курсі спеціальності «Хімія» у Криворізькому педагогічному інституті, при розгляді особливостей віртуальної лабораторії ChemLab перед студентами була поставлена задача обґрунтовано довести наближений характер розрахунку температури початку кипіння розчину натрій хлориду у даній програмі (в межах лабораторної роботи «Fractional Crystallization»). Студенти на основі другого закону РауляΔtкип=kеб*b – для розчинів речовин-неелектролітів (1)Δtкип=i*kеб*b – для розчинів речовин-електролітів; (2)де kеб – ебуліоскопічна константа розчинника, b – моляльна концентрація розчиненої речовини (моль/кг), і – ізотонічний коефіцієнт, обчислювали температуру початку кипіння для розчину натрій хлориду тієї концентрації, яку вони самі створили у віртуальній хімічній лабораторії. Далі утворений віртуальний розчин нагрівали до кипіння і зазначали температуру початку кипіння. Вона збігалась із розрахованою за формулою (1), тобто без урахування ізотонічного коефіцієнту, який для розчину натрій хлориду повинен наближатись до 2. Значить реальна Δtкип розчину майже вдвічі повинна була б перевищувати Δtкип розчину у віртуальній лабораторії. Висновок зроблений студентами: в даній лабораторній роботі з метою спрощення не враховувався процес іонізації солі, оскільки для моделювання процесів розчинення солей за різних температур він особливого значення не має.Подібний недолік комп’ютерної програми може створити незручності з одного боку, але може бути перевагою з іншого: на основі розгляду подібних фактів можна в цікавій і нестандартній формі залучити групу студентів до повторення навчального матеріалу з різних розділів хімії та розв’язку розрахункових задач.Таким чином, можна зробити висновок про те, що віртуальні хімічні лабораторії є безумовно ефективним інструментом в руках вчителя або викладача хімії. Кожна з віртуальних хімічних лабораторій є моделлю, що описує реальні явища і процеси, а тому неминуче містить ряд спрощень і неточностей, як в плані графічного відображення об’єктів, так і в плані причинно-наслідкових зв’язків між діями користувача та їх результатами у віртуальному середовищі. Головною метою проведення дослідів у віртуальних комп’ютерних лабораторіях є усвідомлення самої сутності явища, що вивчається, його головних закономірностей, а недосконалість візуальних чи інших ефектів має другорядне значення. Подальший розвиток і вдосконалення віртуальних хімічних лабораторій, скоріш за все, буде відбуватись у напрямку збалансування простоти представлення моделі та максимальної її реалістичності.Враховуючи все, сказане вище, можна з упевненістю сказати, що розробка і впровадження віртуальних хімічних лабораторій залишається одним з пріоритетних напрямків у процесі вдосконалення навчання хімії у середній та вищій школі.

Стаття присвячена 100-річчю від дня народження відомого хіміка-органіка, фахівця з вивчення гетероциклічних сполук, зокрема 1,5-бензодіазепінів, доктора хімічних наук, заслуженого професора Дніпровського університету Зінаїди Пилипівни Соломко (1921–2001). Розглянуто основні віхи життєвого шляху вченої. Проаналізовано основні напрями наукових досліджень. До сфери наукових інтересів З. П. Соломко, в першу чергу, слід віднести вивчення хімічних властивостей та методів синтезу 1,5-бензодіазепінів та їх похідних, які виявили біологічну активність і можуть використовуватись у медичній практиці як транквілізатори, діуретики, сульфамідні препарати. За цим напрямом вона створила свою наукову школу. Також З. П. Соломко займалася вивченням хімії фосфор- і сульфурорганічних сполук, властивостей амінокислот, сульфонанілідів тощо. Вона є авторкою близько 250 наукових публікацій, 38 свідоцтв на винаходи, підручника для вищої школи «Органічна хімія і основи статичної біохімії». В статті розкриваються також деякі риси особистості З. П. Соломко, наводяться спогади колег та учнів про неї, підходи до постановки експериментальних досліджень, стиль керівництва аспірантами, педагогічну та суспільно-громадську діяльність. Під час написання статті використовувались матеріали з архіву Дніпровського національного університету імені Олеся Гончара (ДНУ), архіву-музею хімічного факультету, наукові публікації З. П. Соломко та її учнів. Ключові слова: З. П. Соломко, гетероциклічні сполуки, 1,5-бензодіазепіни, біологічна активність.

Мета роботи. Висвітлити історичні шляхи розвитку квантово-механічних методів дослідження, показати їх значущість для минувшини і сьогодення. Матеріали і методи. Результати й обговорення. Історичні шляхи розвитку науки, розкриття закономірностей мають особливе значення для сьогодення. Процес історії становлення та розвитку фізико-медичних і біологічних знань нерозривно пов’язаний із загальною історією людства, науки і змінював наукову картину світу упродовж тисячоліть. Луї де Бройль, Нобелівський лауреат з фізики, писав: «…історія науки не може не цікавити вчених природознавців: учений знаходить у ній… багаточисельні уроки і, навчений власним досвідом, він може краще, ніж будь-хто інший, тлумачити із знанням справи ці уроки». Фізика і медицина – могутні гілки дерева філософії, коріння якого сягає правікових часів. В історії науки шляхи розвитку медицини і фізики і збігалися й перетиналися. Відкриття у медицині та біології породжували нові фізичні ідеї, а досягнення у фізиці сприяли новітнім медико-біологічним дослідженням. У роботі висвітлено роль квантово-механічних методів дослідження медико-біологічних та хімічних систем. Висновки. У статті віддзеркалено історію розвитку квантово-механічних знань, показано як змінювалась наукова картина світу впродовж тисячоліть, розглянуто взаємодоповнюваність і спадкоємність наукових знань, що визначали напрямок розвитку науки та показано ефективність резонансних методів у медико-біологічних дослідженнях.

Том 1: Економічна теорія, макро- та регіональна економіка; Підприємництво, торгівля та сфера обслуговування; Фінанси та банківська справа; оподаткування, облік і аудит; Маркетингова та логістична діяльність; Менеджмент, публічне управління та адміністрування; Cоціальна робота та соціальне забезпечення; Міжнародні відносини; Право та міжнародне право; Воєнні науки, національна безпека та безпека державного кордону; Пожежна та цивільна безпека; Біологія та біотехнології. Том 2: Аграрні науки та продовольство; Ветеринарні науки; Хімія, хімічна та біоінженерія; Харчове виробництво та технології; Технологій легкої та деревообробної промисловості; Загальна механіка та механічна інженерія; Енергетика та енергетичне машинобудування; Екологія та технології захисту навколишнього середовища; Комп'ютерна та програмна інженерія; Системний аналіз, моделювання та оптимізація; Електроніка та телекомунікації; Транспорт та транспортні технології; Фізико-математичні науки; Соціологія та статистика; Філологія та журналістика. Том 3: Філософія та політологія; Релігієзнавство та богослов’я; Педагогіка та освіта; Психологія та психіатрія; Медичні науки та громадське здоров’я. Том 4: Медичні науки та громадське здоров’я; Фармація та фармакотерапія; Історія, археологія та культурологія; Архітектура та будівництво; Культура та мистецтво; Географія та геологія.

У колективній монографії представлені матеріали IV Міжнародної науково-практичної конференції «Сучасні технології в науці та освіті», яка проходила 22-23 квітня 2021 р. в м. Сєвєродонецьк. Представлено результати актуальних досліджень за напрямами: Інновації у будівництві та архітектурі; Комп’ютерні науки, інженерія та кібербезпека; Проблеми розвитку транспорту та логістики, Сучасні проблеми матеріалознавства, фізики, електричної інженерії; Сучасні тенденції вищої освіти в умовах глобалізації; Сучасні проблеми машинобудування, хімічної інженерії, екології та екологічної безпеки. Матеріали колективної монографії можуть бути використані викладачами і науковцями вищих навчальних закладів, науково-технічними працівниками, аспірантами та студентами. Матеріали друкуються мовою оригіналу.

Розглянуто актуальну проблему формування прикладних професійних компетентностей майбутніх офіцерів інституцій сектору безпеки і оборони України до дій в умовах хімічної, біологічної, радіаційної та ядерної небезпеки. Підсумовуючи результати моніторингу науково-методичної та спеціальної літератури (Інтернет-джерел), членами науково-дослідної групи сконструйовано та апробовано педагогічну модель, яка забезпечує формування готовності майбутніх офіцерів (на прикладі курсантів командно-штабного факультету Національної академії Національної гвардії України) до дій в екстремальних умовах (хімічної, біологічної, радіаційної та ядерної небезпеки) із використанням засобів спеціальної фізичної підготовки. Відповідно до результатів емпіричного дослідження, членами науково-дослідної групи встановлено, що результати, отримані наприкінці педагогічного експерименту у досліджуваних групах, зросли відносно вихідних даних, і ці відмінності переважно є достовірні (Ег, P≤0,05). Крім цього, наприкінці дослідження, членами науково-дослідної групи встановлено, що рівень витривалості, швидкості, сили та спритності у досліджуваних курсантів Ег підвищився, на відміну від курсантів Кг про що свідчать результати заліку з навчальної дисципліни «Спеціальна фізична підготовки» (7 семестр 2020/2021 навчального року, у досліджуваних Ег – середній рівень спеціальної фізичної підготовленості складає 4,9 бали, у той час, як у курсантів Кг зазначений показник знаходиться в межах 4,6 балів). Варто зауважити, що також підвищилися якісні показники відпрацювання нормативів з бойової та спеціальної підготовки військовослужбовців НГУ, так у курсантів Ег середній бал за виконання тренувальних завдань складає 4,7 балів, у той час, як у курсантів Кг зазначений показник сягає відмітки 4,2 балів. Членами науково-дослідної групи встановлено високу ефективність засобів спеціальної фізичної підготовки, що сприяло ефективному формуванню прикладних професійних компетентностей у досліджуваних курсантів Ег. Зазначена педагогічна модель може використовуватися в системі професійної освіти офіцерів інституцій сектору безпеки і оборони України із урахуванням нормативно-правової бази, що сприятиме більш стійкому та якісному формуванню прикладних професійних компетентностей, які необхідні для виконання завдань за призначенням в умовах хімічної, біологічної, радіаційної та ядерної небезпеки (екстремальних умовах).

Кондитерські вироби - це солодка продукція, що містить значну частину цукру або цукрозамінників. Вони мають високу енергетичну цінність та легко засвоюються організмом людини. Розглянуто існуючого асортименту кондитерських виробів та розвинуті підприємства в Україні. Виявлено проблему, що необхідно реформувати економіку України впровадженням змін її структури внесенням інновацій у кожній окремій галузі, в тому числі кондитерській, розширювати асортименту виробів для хворих на целіакію. Вивчаючи вже наявні методи та методики розробки нових рецептур у галузі із виробництва борошняних кондитерських виробів, які мають позитивні кінцеві результати, можна відмітити, що є досить доцільним у класичній рецептурі провести заміну пшеничного борошна на такі види борошна, білок яких не містить глютеніну, до них можна віднести: гречане, кукурудзяне, рисове, нутове, амарантове, льняне, мигдальне, борошно сорго, топіоки тощо. Розроблено нову рецептуру приготування вафельних трубочок з фруктовою начинкою із використанням безглютенової сировини. Досліджено органолептичні показники та структурно-механічні властивості вафельного тіста, харчова цінність фруктової начинки з додавання фруктози замість цукру. Узагальнена технологічна схема. Порівняно хімічний склад контрольного зразку з дослідним. Розроблена модель якості напівфабрикатів. Зроблені висновки, що створення нових видів продукції та продовження досліджень із використанням нетрадиційних видів борошна та борошняних сумішей у технологіях приготування борошняних кондитерських виробів, а саме вафельних трубочок з фруктовою начинкою, є актуальним та сприятливим для отримання оптимістичних результатів досліджень, що надасть можливість створювати продукт високої якості з підвищеною харчовою цінністю та зниженою енергетичною цінністю, що є перспективним шляхом у впровадженні продуктів функціонального призначення у повсякденний раціон харчування населення.

При створенні та реалізації електронних освітніх ресурсів (ЕОР) з хімії на основі системи Moodle необхідно ураховувати особливості хімії як науки та як навчального предмету: хімічну мову та хімічний експеримент. У системі Moodle більшість компонентів хімічної мови може бути забезпечена стандартними засобами створення навчальних текстів, інша частина вимагає застосування спеціальних хімічних плагінів. Досвід профільного хімії з використанням Moodle 2.8.5 надає можливість зробити висновок, що існуючих плагінів Moodle достатньою для створення хімічних текстів будь-якої складності. Віртуальний хімічний експеримент у системі Moodle надає можливість: підготуватись до проведення натурного експерименту; змоделювати експеримент, що не може бути проведений у лабораторії з певних причин; забезпечити підтримку профільного навчання хімії за дистанційною формою. Віртуальна хімічна лабораторія Virtual Lab (розробник – ChemCollective, Carnegie Mellon University) має такі основні переваги: вільне поширення (за ліцензією CC-BY-NC-ND); можливість локалізації українською (через додавання мовних записів у файл lang.xml); мобільність (локальне та браузерне виконання аплету vlab.jar). Інтеграція Virtual Lab із системою Moodle виконується на трьох рівнях: 1) фреймова інтеграція лабораторії із сайту http://chemcollective.org; 2) убудовування компонентів аплету Virtual Lab у сторінки навчального курсу, розміщеного у Moodle, кодом: <applet code="irydium.vlab.VLApplet.class" codebase=шлях_до_аплету archive="vlab.jar, logclient.jar, junit.jar" height=висота_аплету width=ширина аплету> <param name="language" value=мова_аплету> <param name="properties" value=шлях_до_файлу_лабораторної_роботи> </applet>; 3) розробка розширення Moodle для роботи з Virtual Lab. Інтеграцію Virtual Lab із системою Moodle на третьому рівні було здійснено шляхом створення фільтру, який замінює локальні та зовнішні посилання на файли лабораторних робіт у форматі .xml на код з другого рівня. Розроблений фільтр має класичну структуру: version.php – визначає мінімальну необхідну версію Moodle; filtersettings.php – визначає доступні налаштування (ширину, висоту та локалізацію аплету); filter.php – визначає клас-нащадок moodle_text_filter з основним методом filter та допоміжною функцією зворотного виклику. Додатково у каталозі lang визначено ряд мовних пакетів. Таким чином, розробка фільтру надала можливість повністю інтегрувати віртуальну хімічну лабораторію Virtual Lab, що активно розвивається, із системою Moodle, що розширює можливості даної системи стосовно підтримки навчального процесу з хімії, а також сприятиме подальшому розвитку і вдосконаленню віртуальної лабораторії Virtual Lab.