3.2.  Oblasti vyžití e-learningu v chemii

            Hlavním cílem e-learningu a to nejen pouze v chemii je efektivní zapojení informačních a komunikačních technologií do systémů vzdělávání a odborné a didaktické přípravy na školách. Zastřešujícím prostředkem je Internet a jeho možnosti a služby.

3.2.1.   Získávání, prezentace a přenos informací a poznatků

Nejdůležitější, nejúčinnější a nejpotřebnější součástí e-learningové výuky v chemii je znázornění dějů, reakcí a jejich mechanismů, výrob aj. a to nejen pomocí popisné formy za použití přednášek, různých schémat, chemických rovnic, vzorců, statických obrázků v různých velikostech, grafických formátech a barevných provedeních, nejen pomocí videozáznamů, ale také pomocí počítačových animací.

Počítačové animace podobně jako videozáznamy patří k nejatraktivnějším výukovým prostředkům a poskytují studentům dokonalý obraz a to jak dějů či postupů v makroměřítku, tak i v mikroměřítku  nebo dějů okem či finančně zcela nedostupných (struktury molekul a atomů, výskyt a pohyb elektronů, krystalická struktura látek, změny skupenství, krystalizace látek, struktury sloučenin, mikroskopické reakce, oxidačně-redukční reakce, srážecí reakce, tvorba sraženin (micel), nebezpečné či výbušné reakce, bengálské ohně, výbuchy atd.).

3.2.2.   Procvičování zvládnutých teoretických informací

Konzultace a opakování látky, jakož i zkoušení a přezkušování a v neposlední řadě i tisk různých testů a písemných prací z dané problematiky. Student tak může zjistit mezery ve svých vědomostech a příslušné kapitoly se doučit a nebo učitel může bezprostředně pomocí zpětné vazby v kurzu reagovat na neznalost studentů a obtížné pasáže se studentem či studenty podrobně rozebrat, vysvětlit jim je, či názorně demonstrovat.

U konzultací se vychází z několika možností:

·        konzultace s volbou nebo bez volby stupně přesvědčení o nabytých znalostech

·        konzultace řízené počítačem – řízené procházení v e-learningovém kurzu v rámci daného učebního celku (automatický skok na logicky předcházející, zpravidla jednodušší učební části, při nezvládnutí právě probírané kapitoly)

·        konzultace řízené uživatelem – libovolné skoky a návraty (i opakovaně) v e-lerningovém kurzu v rámci daného učebního celku (možnost vyčerpání všech otázek i variant odpovědí), skoky na předchozí i navazující učební celky dle libosti uživatele, příp. dle doporučených posunů v informacích k probírané látce.

Zkoušení vychází nejlépe ze dvou možností:

·        zkoušení s mezihodnocením – po každé odpovědi je zobrazována informace, zda bylo zodpovězeno správně, částečně správně či nesprávně

·        zkoušení bez mezihodnocení – vyhodnocení je známo až po ukončení zkoušení z dané učební části.

            Ideální postup je takový, že si student nejprve dané učivo pomocí výukové části podrobně probere. Při nabídce správných odpovědí se pak připraví na možné varianty daných problémů a zkušebních otázek. V konzultaci je vhodné si nejprve zvolit strategii řízenou uživatelem, aby mohl student projít všemi otázkami v dané databázi. Velmi výhodné je zvolit si zpočátku také stupeň přesvědčení, aby si student sám prověřil, do jaké míry je přesvědčen o znalosti odpovědi na daný problém. V případě, že je student přesvědčen, že už danou látku zvládl, je možné se nechat pomocí strategie řízené počítačem předběžně prozkoušet. Student si může také nechat některé těžší učební pasáže vytisknout pro domácí samostudium.

3.2.3.   Procvičování chemických výpočtů

            Výuka a procvičování výpočtů, tj. algoritmů řešení numerických úloh, kdy počítač např. nabízí studentům postup řešení, avšak ponechává i na studentovi možnost nalezení vlastní cesty k vyřešení příkladu, což vede k rozvoji tvůrčího logického myšlení studenta.

            U výpočetních příkladů je dána možnost využití různých strategií:

·        student sám počítá a srovnává svůj vypočtený výsledek

·        postup řešení daného příkladu je dán pomocí navádějících dílčích otázek a algoritmů

·        postup řešení daného příkladu je dán formou výukového textu s možností internetové konzultace s vyučujícím.

3.2.4.   Procvičování praktických úloh a postupů před vstupem

            do chemické laboratoře

            E-learningová výuka pomocí multimediální výukových programů a prostředků slouží nejen k nenásilnému nabytí teoretických znalostí a souvislostí mezi jevy, ale i k procvičování praktických úloh a postupů před vstupem do laboratoře a to formou simulace různých chemických dějů, laboratorních nebo výrobních postupů či barevných reakcí nebo k jejich animovanému provedení, kdy se student může názorně seznámit s průběhem dané reakce v závislosti na experimentálních podmínkách (výběr správných pomůcek, chemikálií, pořadí míchání roztoků, výběr indikátoru, počátečních objemů, velikosti přídavků titračních činidel, průběhu titrace, změn pH aj.) a vytvářet si tak konstruktivistický způsob myšlení a učení. Počítač umožňuje pozorovat barevné změny, dokáže reakce či barevné přechody zpomalit nebo naopak zrychlit, krokovat i několikrát opakovat, aby student později, při experimentu, neudělal chybu a snadno reakci prakticky provedl a ověřil její průběh před započetím vlastního experimentu.

Rychlý průběh počítačových simulací umožňuje realizovat ve vymezeném čase podstatně více pokusů, což lze uplatnit při využití experimentování jako metody řešení problému, při odvozování empirických zákonitostí, při hledání optimálních podmínek pro průběh experimentu apod., čímž se významně přiblížíme vědeckému experimentování.

            Dobře předem naučená, rozebraná a zažitá látka umožní studentům nejen značnou časovou úsporu pro provádění daného experimentu, ale slouží i jako výborný vstupní předpoklad pro úspěšné praktické zvládnutí experimentu. V důsledku správného výpočtu navážek či koncentrací látek, výběru činidel nebo zajištění optimálních podmínek pro správné provedení experimentu, může student ušetřit nejen chemikálie, ale i elektrickou a tepelnou energii v důsledku zkrácení doby trvání měření (elektrolýza, zahřívání atd.).

            V tomto směru může být e-learningový kurz velmi kvalitním doplněním praktických laboratorních cvičení a může být v některých oblastech nenahraditelný.

3.2.5.   Zpracování dat a výsledků v laboratorním cvičení

            Výuka metod a způsobů vyhodnocování výsledků měření a stanovení neznámých koncentrací látek. K tomu slouží většinou řada drobných i obecnějších externích programů nebo algoritmů v programu Microsoft Excel snadno stažitelných z e-learningového kurzu do vlastního počítače studenta. Součástí programů jsou podrobné popisy výpočetních metod, samotné ovládání a použití programu, srozumitelný popis organizace vstupních dat a získaných výsledků.

3.2.6.   Komplexní chemické výukové, databázové a expertní systémy

Nacházíme je převážně jako demoverze u výrobců chemických přístrojů a autorů rutinních chemických analýz pro seznámení se uživatele s nabízeným přístrojem a jeho využitím.

3.2.7.   Počítačem řízený chemický experiment či výroba

            Toto využití je hitem posledních let. Zahrnuje komplexní postupy od přípravy vzorku, dávkování vzorku, praktická měření, grafické výstupy a zpracování výsledků stanovení nebo výroby.