Современные информационные технологии/Компьютерная инженерия

К.ф.-м.н., Хасанова С.Л.

Стерлитамаский филиал БашГУ, Россия

Компьютерная модель виртуальной химической лаборатории

Современный рынок электронных образовательных ресурсов развивается очень быстро. С каждым днем возможности таких ресурсов, нацеленных на существенное повышение эффективности образовательного процесса многократно возрастают. Информационные технологии, включающие в себя современные мультимедиа-системы, могут быть использованы для поддержки процесса интерактивного обучения. Именно они в последнее время привлекают повышенное внимание. Примером таких обучающих систем являются виртуальные лаборатории, которые могут имитировать поведение объектов реального мира в компьютерной образовательной среде и помогают учащимся овладевать новыми знаниями и умениями при изучении научно-естественных дисциплин, таких, как химия, физика и биология.

Основными преимуществами применения виртуальных лабораторий являются:

· проведение экспериментов, недоступных в школьной химической лаборатории.

· дистанционный практикум и лабораторные работы, в том числе работа с детьми, имеющими ограниченные возможности, и взаимодействие с территориально удаленными школьниками.

· быстрота проведения работы, экономия реактивов.

· усиление познавательного интереса.

Известные существующие виртуальные химические учебные лаборатории работают по принципу реальных учебных лабораторий: пользователь может вручную оперировать химическими приборами, осуществляя операции в реальном времени с использованием мыши. Поэтому разработке был применен метод скриптов, широко распространенный для описания сложного мультимедиа контента с высокой интерактивностью. Этот подход предоставляет широкий набор средств для описания необходимой структуры контента и способов взаимодействия пользователя с объектами в виртуальной среде, а также обеспечивает максимальную гибкость при разработке мультимедиа продуктов. Для формирования скрипта продукта был использован такой язык программирования, как ActionScript , посредством которого во Flash осуществляется отправка команд и запросов о временных зависимостях, видеоклипах, кнопках и других объектах.

Рис. 1. Главная страничка

Данная виртуальная химическая лаборатория состоит из семи проектов, два из которых являются управленческими, а оставшиеся пять содержат виртуальные лабораторные установки: четыре входят в раздел «Реакция ионного обмена», а пятая входит в раздел «Электролиз».

В раздел «Реакция ионного обмена» входят:

1. Виртуальная лабораторная установка «Реакция ионного обмена с выпадением бесцветного осадка».

2. Виртуальная лабораторная установка «Реакция ионного обмена с выпадением цветного осадка».

3. Виртуальная лабораторная установка «Реакция ионного обмена с выделением газа».

4. Виртуальная лабораторная установка «Реакция ионного обмена с выделением ядовитого газа».

Рис. 2. Раздел «Реакция ионного обмена»

В раздел «Электролиз» входит установка, предназначенная для вычисления массы налета и объема выделившегося газа при пропускании тока через электроды.

Рис. 3. Окно лабораторной работы.

Целью работ является наглядно продемонстрировать соответствующие реакции, экспериментально проверить результаты расчетов учащихся. В работе предусмотрено интерактивное изменение масс взаимодействующих химических растворов.

Создание образовательных сред для активного обучения, повышающих мотивацию учащихся, является неотъемлемой частью успеха в стратегии внедрения электронных образовательных ресурсов. Программное обеспечение для таких продуктов так же, как для описанной в этой работе виртуальной лаборатории, основано на моделировании и использовании насыщенного мультимедиа контента. Техническая сложность и значительная стоимость таких проектов является основным препятствием на пути широкого распространения виртуальных обучающих сред.

Список литературы

1. Уотролл Э., Гербер Н. «Эффективная работа во Flash MX, - СПБ.: Питер; Киев: BHV, 2003. – 720 с.

2. Станислав Макаров, «Macromedia Flash», 2004. 2005. – 62 с.

3. Энди Андерсон, Марк Дел Лима, Стив Джонсон «Macromedia Flash MX 2004. Визуальный курс»

4. Авдеева С. Цифровые ресурсы в учебном процессе : «Информатизация системы образования»— 2008. — № 1. — С. 176-182.