Использование информационных технологий в курсе общей химии

В данной работе показан доминирующий компонент в системе средств обучения при изучении темы «Химическая термодинамика» в курсе общей химии - компьютерная обучающая программа.

Учебный процесс в высшей школе и его дальнейшее развитие теснейшим образом связаны с широким использованием технических средств обучения. Применение техники в учебном процессе изменяет формы и средства обучения, методы учебной работы, функции преподавателей. Одним из условий эффективного применения технических средств является обеспечение системности, т.е. содержательно обоснованного и психологически оправданного взаимодействия технических средств обучения с другими компонентами системы обучения. В каждой системе средств обучения можно выделить главный доминирующий компонент, с которым связаны в той или иной последовательности другие средства обучения, причем все они должны быть согласованными, дополняющими друг друга. Этот доминирующий компонент в пределах системы средств обучения становится основным, является опорой при рассмотрении конкретного вопроса и порождается целью и задачами обучения, содержанием и методикой вопроса, особенностями познавательной деятельности студентов.

Например, при изучении химических реакций, протекающих в растворах электролитов, используют последовательно: конспект лекций по этой теме, учебник, учебное пособие, демонстрационный эксперимент, яркие, грамотно продуманные, представленные в строгом логическом ряду транспаранты, которые позволяют показать с помощью графопроектора на большом экране перегруппировку ионов в растворах электролитов и изменение состава веществ. Наконец, с помощью знакового моделирования транспаранты позволяют составить ионномолекулярные и молекулярные уравнения реакций. Но незаменимым, доминирующим компонентом, главным средством обучения в данном случае является химический экспе римент, позволяющий увидеть проявления химических реакций в растворах электролитов (изменение окраски раствора, образование трудно растворимого осадка, выделение пузырьков газа и др.)

Для создания объективных представлений о строении молекул и зависящей от строения молекул реакционной способности веществ также применяют различные средства обучения. Так, направление связей и значения валентных углов, т.е. геометрию молекул, лучше всего показать на шаростержневых моделях. Шаростержневые модели в этом случае и являются основополагающими, доминирующими компонентами, наряду с транспарантами, таблицами, конспектом лекций и учебником.

Химия относится к числу естественных наук, изучающих природу. Каждый химический процесс реализуется на базе определенных теоретических представлений, а химическая теория представляет собой сложный узел взаимосвязанных понятий. При ее изучении между уже известными понятиями устанавливаются различные связи, на основе которых могут возникнуть новые понятия. Сама химическая теория базируется на предшествующем фактическом материале, накопление которого побуждает студентов к логическому размышлению и подготавливает их к самостоятельному осмыслению новых для них представлений.

По теме «Химическая термодинамика» в курсе «Общая химия» согласно учебным планам отводится 6 часов на лекции, 2 часа на практическое занятие и 2 часа на контроль знаний: умение решать задачи, логически мыслить при ответах на задания. «Химическая термодинамика» - основополагающий раздел химии, который постоянно находится в центре внимания современной химии, и в настоящее время ни один вопрос практически не может быть полноценно

Дворяшина Ю.С., Животовская Г.П., Турбина Е.Г., Сидоренкова Л.А.

Использование информационных технологий ■в курсе общей химии изучен, и, самое главное, ни один химический процесс не может быть реализован в промышленности и не может быть заложен в технологию без знания термодинамических характеристик отдельных веществ и процессов с участием этих веществ. В систему средств обучения по данной теме входят учебник, конспект лекций, учебное пособие, демонстрационный эксперимент, транспаранты по данной теме, таблицы. Практическое занятие, по сути, выливается в самостоятельное освоение учебного материала после лекции. Приступая к самостоятельной работе по теме, студенты испытывают затруднения при решении задач. Поэтому для тренажера при решении задач по химической термодинамике мы создали обучающую программу разветвленного типа. Она и является главным, доминирующим компонентом системы средств обучения. Основной вопрос, который нас волнует, как научить студентов логически мыслить, используя материал лекции. Поэтому на первый план при разработке обучающий программы выдвигается подбор логических задач [1,2].

Предложенная компьютерная обучающая программа содержит 124 кадра и построена по принципу: каждому из заданий соответствующего раздела по теме предлагается кадр-справка. В кадре-справке в доступной форме изложены основные теоретические представления. Нельзя забывать о том, что красочность и наглядность программного продукта повышают привлекательность его студентов и интерес к предмету. В связи с чем в рубрике «кадр-справка» мы вносим соответствующие демонстрационные материалы - транспаранты (фолии), облегчающие разъяснение того или иного теоретического материала. С нажатием кнопки «Далее» студентам предлагается следующий кадр «Задание», которое необходимо выполнить индивидуально. В случае необходимости использования справочных данных (стандартные: энтальпия, энтропия, энергия Гиббса) при решении задач можно вызвать кадр «Таблица». Наконец, после решения задачи или после ответа на вопрос задания студенту следует выбрать правильный ответ нажатием на кнопку соответствующего номера ответа. Если полученный путем расчетов или логических мыслительных действий ответ правильный, то в следующем кадре появляется надпись зеленого цвета «Ответ правильный!», и студенту предлагается следующее задание по теме. В том случае, если задание выполнено неверно, появляется надпись красного цвета «Ответ неверный», и нажатием кнопки «Назад»

на панели инструментов компьютера студент возвращается к кадру «Задание» для повторного решения, либо при нажатии кнопки «Далее» происходит переход к кадру «Внимание правильное решение» (оранжевая эмблема). В этом кадре подробно разбирается решение сложной задачи (задания).

Чтобы вовлечь студента в предметный мыслительный процесс по теме и развить появившийся интерес к предмету в целом, недостаточно просто дать некие картинки-тесты с вариантами ответов. При разработке обучающих программ необходимо, на наш взгляд, использовать мощь компьютерных технологий, и именно здесь у разработчиков программы, преподавателей-методистов открываются огромные возможности для творчества. Весьма значимо, что со студентами можно вести диалог, с тем чтобы выявить, насколько успению, они разобрались в том или ином вопросе на лекции, насколько успешно овладели теми или иными навыками и умениями. Хорошо построенные диалоги позволяют определить глубину знаний студентов, подстроиться под конкретного студента и выбрать для него индивидуальный маршрут обучения. Таким образом, наша обучающая программа построена в диалоговом режиме [1,2, 3].

Чтобы программа была действенной, преподавателям-методистам необходимо смоделировать такие варианты тестов, заданий и задач, которые учитывают различный уровень предвузовской подготовки студентов и соответствуют интеллектуально различным способностям студентов.

Одновременно с обучающей программой мы разработали программу тестирования знаний студентов по исследуемой теме «Химическая термодинамика». В контролирующей программе заложено 112 задач и вопросов (16 вариантов по 7 заданий в каждом). На каждый тест, каждое задание и каждую задачу, выбранные компьютером случайным образом, предлагается 4 варианта ответов, порядок отображения которых тоже меняется. По окончании работы в протокол заносится фамилия и инициалы студента, а также результаты его ответов на каждый вопрос. Доступ к данному протоколу имеется только у преподавателя, который использует

Проблемы открытого университетского образования персональный пароль. Студенту высвечивается только общий результат тестирования.

Наконец, в программе выводится отчет о тестах, в котором даны ответы на вопросы с выводом результата тестирования - «Тест сдан» или «Тест не сдан». Вся информация отсортирована по дате и времени в возрастающем порядке, а также сгруппирована по месяцам. По каждой группе студентов и по всем тестам выводится количество сданных тестов и процент сданных тестов по отношению к общему количеству тестов. Правильные решения задач вместе с ответами на задания тестов позволяют преподавателю определить уровень знаний студентов по данной теме. Однако при разработке программы требуется понимание психологии обучения программистами. Создание сильно ветвящейся программы для студентов оказывается часто неоправданным. Можно однозначно утверждать, если компьютерные программы смогут подстраиваться под студента, будут ориентированы на развитие его способностей, тогда эти программы можно действительно назвать обучающими.