Використання комп’ютерних інструментів у статистичній обробці та візуалізації результатів хімічного експерименту в профільній школі

Abstract

В роботі обґрунтовано необхідність інтеграції інформаційно-комунікаційних технологій у навчальний процес профільної школи для підвищення якості підготовки учнів до вищої освіти. Метою роботи було теоретичне обґрунтування, розробка та експериментальна перевірка ефективності методики використання комп’ютерних інструментів (зокрема, табличних процесорів) для статистичної обробки та візуалізації результатів хімічного експерименту. Теоретична частина роботи присвячена аналізу сутності хімічного експерименту на профільному рівні, класифікації похибок (випадкова та систематична) та основам застосування статистичних показників (середнє, стандартне відхилення, дисперсія). Детально розглянуто вимоги до ефективної візуалізації даних, включаючи коректне використання точкових діаграм, лінійних графіків та відображення похибок. Практична частина включала розробку комплексу лабораторних робіт та завдань для самостійної роботи. Статистичний аналіз результатів контрольного зрізу підтвердив статистично значуще зростання рівня операційних навичок, глибше розуміння метрологічних понять та підвищення мотивації учнів експериментальної групи. Впровадження розробленої методики є доцільним і сприяє формуванню в учнів профільної школи ключових навичок наукового дослідження, необхідних для подальшої успішної навчальної та професійної діяльності.

The work substantiates the need to integrate information and communication technologies into the educational process of a specialized school to improve the quality of students' preparation for higher education. The aim of the work was the theoretical justification, development and experimental verification of the effectiveness of the methodology for using computer tools (in particular, spreadsheets) for statistical processing and visualization of chemical experiment results. The theoretical part of the work is devoted to the analysis of the essence of a chemical experiment at the specialized level, the classification of errors (random and systematic) and the basics of applying statistical indicators (mean, standard deviation, variance). The requirements for effective data visualization are considered in detail, including the correct use of scatter diagrams, line graphs, and error display. The practical part included the development of a set of laboratory works and tasks for independent work. Statistical analysis of the results of the control section confirmed a statistically significant increase in the level of operational skills, a deeper understanding of metrological concepts, and increased motivation of students in the experimental group. The implementation of the developed methodology is appropriate and contributes to the formation of key scientific research skills in students of the specialized school, necessary for further successful educational and professional activities.