CC BY
10
УДК 004.946:546
Крохина М.Д., Дикая Н.Н., Филиппова Е.Б.
РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ ПО ОБЩЕЙ И НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ В МОДУЛЬНОЙ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЙ СРЕДЕ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ «MOODLE»
Крохина Марина Димовна, студент 1 курса магистратуры факультета информационных технологий и управления, e-mail: marina.krokhina@gmail.com;
Дикая Надежда Николаевна, к.х.н., руководитель службы по профориентационной работе Центра довузовской подготовки;
Филиппова Елена Борисовна, к.т.н., доцент, доцент кафедры информационных компьютерных технологий; Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская пл., д. 9
Разработаны информационно-образовательные ресурсы по теме «Щелочные и щелочноземельные металлы» в модульной объектно-ориентированной среде дистанционного обучения «MOODLE» для создаваемого виртуального лабораторного 3D-практикума по общей и неорганической химии. Они включают теоретический материал для детального изучения темы, описание каждой лабораторной работы, содержащее информацию о необходимом оборудовании и реагентах, а также о ходе проведения работы, и соответствующие контрольно-тестовые задания. Предложен способ создания тестов по написанию уравнений химических реакций.
Ключевые слова: контрольно-тестовые задания, виртуальная лаборатория, виртуальный практикум.
DEVELOPMENT OF INFORMATION AND EDUCATIONAL RESOURCES ON GENERAL AND INORGANIC CHEMISTRY FOR THE MODULAR OBJECT-ORIENTED ENVIRONMENT OF REMOTE LEARNING MOODLE
Krokhina M.D., Dikaya N.N., Philippova E.B.
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
Information and educational resources on "Alkaline and alkaline earth metals" in the modular object-oriented environment of distance learning "MOODLE" for the virtual laboratory 3D-workshop on General and inorganic chemistry were developed. They include theoretical material for a detailed study of the topic, a description of each laboratory work, containing information about the necessary equipment and reagents, as well as the progress of the work, and the corresponding control and test tasks. A method for creating tests for writing equations of chemical reactions is proposed.
Keywords: control and test tasks, virtual laboratory, virtual practical work.
Информационные технологии в наши дни стремительно набирают вес в образовательной сфере. Использование информационных технологий в образовании нацелено на решение таких важных задач, как повышение эффективности обучения, повышение гибкости образовательного процесса, повышение качества преподавания, доступность образовательных ресурсов, получение образования лицами с ограниченными возможностями, обеспечение возможности самостоятельного обучения и т.д.
В связи с тем, что влияние информационных технологий на образовательный процесс имеет весомые преимущества, постоянно увеличивается количество учебных заведений, которые с высокой активностью включают их в свою методическую систему. Ещё одной весомой причиной использования информационных технологий в образовании является то, что с введением новых государственных образовательных стандартов значительная часть работы по освоению учебного материала переносится на самостоятельные, внеаудиторные занятия студентов. Принимая во внимание, что дистанционное обучение не требует дополнительных затрат на лабораторное оборудование и реагенты, можно сделать вывод о высокой эффективности использования
информационных технологий в образовательном процессе химико-технологического направления.
В Российском химико-технологическом университете имени Д.И. Менделеева на протяжении нескольких лет ведется работа по внедрению информационных технологий в образовательный процесс. На кафедре информационных компьютерных технологий с 2010 года разрабатывается мультимедийный образовательный комплекс по общей и неорганической химии - виртуальный лабораторный 2Б-практикум [1]. В его основе практикум профессоров РХТУ имени Д.И. Менделеева [2].
С помощью него студенты имеют возможность самостоятельно освоить представленный
теоретический материал, подготовиться к практическим занятиям, ознакомиться с используемым в работах лабораторным оборудованием, инструментами и реагентами, методами работы, а также расширить и углубить свои знания. Одним из важных преимуществ данного виртуального лабораторного практикума является то, что он может служить отличной заменой реальных практических занятий для людей с ограниченными возможностями для полного эффективного освоения ими образовательной программы.
В общем случае разработанный на данный момент виртуальный лабораторный практикум содержит 142 лабораторные работы и служит дополнением к традиционному образовательному процессу и позволяет поднять его качество и эффективность.
С целью дальнейшего развития этого направления, придания большей реалистичности и интерактивности процессу дистанционного обучения на кафедре информационных компьютерных технологий начата разработка виртуального лабораторного 3D-практикума по общей и неорганической химии, который в перспективе должен занять место существующего в данный момент 2Б-практикума. Новый виртуальный практикум является детальной проработкой предыдущей версии, в связи с чем в нем не только редактируются недочеты и неточности, проводится дополнение работ, а также происходит концептуальное изменение самой структуры практикума. Так, если раньше после выполнения лабораторной работы обучающийся должен был ответить на 2-3 вопроса в лабораторном журнале, в новом практикуме предусматривается выполнение контрольно-тестового задания по каждой теме из 10-12 вопросов, созданных в модульной объектно-ориентированной среде дистанционного обучения «МООБЬЕ». Подобная структура виртуального лабораторного практикума позволяет отделить выполнение практической части от контрольно-тестовых заданий, тем самым в еще большей степени приблизить его к реальным лабораторным условиям.
В качестве платформы для создания и выполнения контрольно-тестовых заданий, а также предоставления теоретического материала была выбрана среда дистанционного обучения «MOODLE», поскольку она обладает широким функционалом для создания, редактирования и выполнения различного рода контрольных и тестовых заданий, что дает возможность сделать их более разнообразными и
интересными, позволяющими не только проверить знания обучающихся по соответствующим темам, но и способствующими более глубокому пониманию физико-химической сути изучаемых явлений. Более того, данная система на протяжении долгого времени эффективно используется в Российском химико-технологическом университете имени ДИ. Менделеева. На ее основе создан Учебный портал Университета.
На данный момент разработаны информационно-образовательные ресурсы по теме «Щелочные и щелочноземельные металлы», которые включают тщательно отобранный теоретический материал для детального изучения темы, описание каждой лабораторной работы, содержащее в себе информацию о необходимом оборудовании и реагентах, а также о ходе проведения работы и соответствующие контрольно-тестовые задания для проверки знаний, полученных в результате теоретической подготовки и практического выполнения лабораторных работ. Тема содержит 11 лабораторных работ.
На рисунке 1 представлен общий вид интернет-страницы Учебного портала с размещенными материалами в среде дистанционного обучения «МООБЬЕ».
Для того чтобы обучающийся мог в корректной форме выполнять лабораторные работы, для каждой из них предоставляется ее описание: перечисление используемого оборудования и полное описание хода работы с выделением аспектов, на которые необходимо обратить внимание при практическом ее выполнении.
На рисунке 2 показан вид интернет-страницы Учебного портала с описанием лабораторной работы № 1.1 «Взаимодействие щелочных металлов с водой». Описания для других лабораторных работ создаются по аналогии.
Тема 1. Щелочные и щелочноземельные металлы
Теоретический материал по теме №1
Изучение свойств щелочных металлов и их соединений Работа №1.1. Взаимодействие щелочных металлов с водой
Лабораторная работа №1.1. Взаимодействие щелочных металлов с водой
Контрольно-тестовое задание по лабораторной работе №1.1. Взаимодействие щелочных металлов с водой
Работа №1.2. Взаимодействие щелочных металлов с кислородом воздуха
Лабораторная работа №1.2. Взаимодействие щелочных металлов с кислородом воздуха
Контрольно-тестовое задание по лабораторной работе №1.2. Взаимодействие щелочных металлов с кислородом воздуха
Й
Рис. 1. Общий вид интернет-страницы Учебного портала с размещенными материалами в системе «MOODLE»
Лабораторная работа №1.1. Взаимодействие щелочных металлов с водой
Описание
Необходимое оборудование
• кусочки металлов {11, N8, К) в керосине;
• раствор фенолфталеина;
• чашки Петри с водой;
• пинцет;
• скальпель для резки металлов;
• фильтровальная бумага.
Ход работы
1. С помощью пипетки в каждую из чашек Петри добавить 2-3 капели фенолфталеина.
2. Пинцетом перенести кусочек лития на фильтровальную бумагу для подсушивания.
3. Скальпелем отрезать образец металла и перенести его в чашку Петри с помощью пинцета.
4. Проследить за ходом реакции.
5. Выполнить аналогичные действия с натрием и калием.
Рис. 2. Вид интернет-страницы Учебного портала с описанием лабораторной работы
После выполнения практической части лабораторной работы обучающийся должен проверить и тем самым закрепить полученные знания с помощью контрольно-тестовых заданий: написать уравнения реакций и уравнять их, отметить особенности изучаемых процессов и реакций, сделать выводы по проделанной работе и т.д.
Каждое контрольно-тестовое задание содержит по 10-12 тестовых вопросов различного типа: множественный выбор, верно/неверно, числовой ответ, выбор пропущенных слов, перетаскивание в
В отличие от других щелочных металлов, соли которых
текст, перетащить на изображение и т.д. Использование широкого разнообразия типов вопросов помогает как сделать их более понятными для понимания и решения, так и создать всевозможные виды вопросов для разносторонней проверки полученных знаний обучающимися.
На рисунке 3 представлены вопросы, созданные с помощью таких типов, как выбор пропущенных слов, множественный выбор с несколькими вариантами и одним вариантом ответа.
Выберите... ? растворимы или
Выберите... ^ Проверить
Выберите... 5 растворимы в воде, некоторые соли лития
Выберите...
не
плохо мало хорошо
растворимы..
К хорошо растворимым солям лития относятся:
Выберите один или несколько ответов: ^ а. нитрат лития Й Ь. хлорид лития с. фосфат лития □ с!, карбонат лития
Проверить
Чем объяснить понижение растворимости карбоната лития с повышением температуры?
Выберите один ответ:
a. нет взаимодействия растворителя с растворенным веществом
b. растворение карбоната лития не сопровождается изменением внутренней энергии системы и приводит к смещению равновесия влево
c. растворение - процесс эндотермический и приводит к смещению равновесия влево • сЗ. растворение - процесс экзотермический и приводит к смещению равновесия влево
Проверить
Рис. 3. Пример контрольно-тестового задания по лабораторной работе
Особую трудность при разработке вопросов контрольно-тестовых заданий вызвали вопросы на написание уравнений химических реакций. Обучающийся должен дописать в уравнении продукты реакции и уравнять его. Эта задача решена следующим образом. На выбор обучающемуся предоставляются формулы химических элементов и соединений, среди которых есть как верные, так и
неверные варианты, а также различные коэффициенты. Это задание выполняется перетаскиванием в текст уравнения реакции нужных фрагментов (химических формул и коэффициентов), расположенных под ним.
Вид задания до и после его выполнения показан на рисунках 4 и 5.
Допишите продукты реакций и уравняйте их. Стехиометрический коэффициент 1 также должен быть проставлен:
и +1
Ш00Н0
| Н20 -> + +
+ | | Н20 -> + +
j I Н20 -> + +
| Na К Н2 пусто (ОН)2 Н Na2
Проверить
Рис. 4. Пример задания на составление уравнения химической реакции (вид до выполнения задания)
Рис. 5. Пример задания на составление уравнения химической реакции (вид после выполнения задания и проверки)
Список литературы
Таким образом, разработаны информационно-образовательные ресурсы по общей и неорганической химии. Они включают материалы по теме «Щелочные и щелочноземельные металлы». В теме содержатся 11 лабораторных работ, которые разбиты на 3 раздела. Тема содержит необходимый теоретический материал, описание лабораторных работ и контрольно-тестовые задания по каждой работе. Предложен способ создания тестов по написанию уравнений химических реакций в среде дистанционного обучения «MOODLE».
1. Разработка виртуального лабораторного практикума по неорганической химии «Химические свойства элементов групп IA, IIA, IIIA, IVA и их соединений» / Сиплатова Е.А. [и др.]. Успехи в химии и химической технологии. 2014. Т. 28, № 1 (150). С. 60-63.
2. Воробьев А.Ф., Дракин С.И., Лазарев В.М. Практикум по неорганической химии : учеб. пособие для вузов. М.: ТИД "Альянс", 2004. 248 с.
