Министерство образования и науки Российской Федерации Ростовский Государственный Университет

Вид материала

Документы

Содержание ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ СОЗДАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНИКА ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ-ХИМИКОВ Цупак Е.Б., Ш

Подобный материал:

• Российской Федерации Министерство образования и науки Российской Федерации Государственный, 343.55kb.
• Программа 1-3 октября 2003 года Москва Организаторы и спонсоры Министерство образования, 141.3kb.
• Министерство образования и науки российской федерации федеральное агентство по образованию, 32.48kb.
• Российской Федерации Читинский государственный университет иппк рабочая программа, 177.68kb.
• Министерство образования и науки российской федерации тамбовский государственный университет, 39.54kb.
• Министерство образования и науки российской федерации тамбовский государственный университет, 60.77kb.
• Министерство образования и науки российской федерации тамбовский государственный университет, 59kb.
• Министерство образования и науки российской федерации российский государственный социальный, 183.27kb.
• Н. А. Быковой Контрольные вопросы, 24.48kb.
• Министерство образования и науки российской федерации программ, 381.21kb.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ СОЗДАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНИКА ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ-ХИМИКОВ

Цупак Е.Б., Шевченко М.А.

Ростовский государственный университет, химический факультет

zeugen@chimfak.rsu.ru

Курс органической химии на химических факультетах классических университетов преподается, как правило, студентам второго-третьего годов обучения и относится к наиболее трудоемким учебным дисциплинам: на его изучение государственными образовательными стандартами отводится 500 часов общей трудоемкости, т.е. до 350 часов аудиторной нагрузки.

Строение органических молекул весьма сложное и трудности правильного представления их геометрии и порядков связей состоят не столько в количестве и виде атомов, входящих в их состав, сколько в том, что трехмерные структуры на классной доске или листе бумаги вынуждено изображаются плоскими. Химиками предложено несколько способов преодоления этого несоответствия. Например, проекции молекул Ньюмена, формулы Фишера и т.д. позволяют изображать на плоскости трехмерные химические объекты. Проекции помогают получить представление о пространственном строении молекул и применяются в тех разделах курса, где это играет принципиально важную роль. Обычно, однако, мы пишем формулы в виде прямых цепочек групп атомов или плоских циклов и это, к сожалению, вырабатывает привычку так их и представлять себе. Трудными для усвоения являются также механизмы органических реакций, т.е. постадийное описание всех актов взаимодействия реагирующих частиц и их превращений. Преодоление указанных проблем, в значительной степени, становится возможным в электронном учебнике, о чем будет сказано позднее.

В России ведется работа по созданию электронных учебников по химии. В качестве примера удачного опыта использования мультимедийных возможностей можно привести электронный учебник по органической химии для средней школы, созданный Г.И.Дерябиной, Г.В.Кантария, А.В.Солововым на кафедре органической химии Самарского государственного университета (ссылка скрыта). Работа над ним продолжается и сейчас, о чем можно судить по тому, что последние изменения внесены в феврале 2005 года.

Создаваемый нами электронный учебник будет доступен студентам химического факультета, т.к., во-первых, на факультете функционируют два компьютерных класса, во-вторых, в распоряжении студентов классы ЮгИнфо, которые посещаются химиками весьма интенсивно, в-третьих, многие студенты имеют домашние компьютеры с выходом в Интернет. Поэтому идея создания электронного учебника по органической химии представляется своевременной и целесообразной.

Мы поставили себе задачу подготовить для студентов химического факультета РГУ комплекс электронных учебных материалов по курсу органической химии, включающий в себя учебник, сборник задач и упражнений, комплект тестовых заданий для лабораторного практикума, анимации механизмов реакций, 3D формулы органических молекул. В основу учебника легли тексты лекций курса Органическая химия, которые один из авторов читает на химическом факультете в течение 12 лет. Лекционные записки ежегодно автором подвергаются переработке, редактированию, что способствует постоянному совершенствованию курса. Этот процесс изменения и дополнения происходит постоянно и лишь электронный формат учебника позволяет вносить в него новую информацию, улучшать способы подачи учебного материала, регулярно модернизировать интерпретацию тех или иных фактов в соответствии с последними достижениями науки.

Учебник состоит из отдельных глав, наименование и содержание которых соответствуют разделам Программы курса Органическая химия по направлению Химия и специальности Химия, утвержденной Советом по химии Учебно-методического объединения по классическому университетскому образованию. В 2004 году были подготовлены в формате MSWord тексты первых четырнадцати глав:

1. 
   Введение (предмет и исторический очерк развития органической химии).
   
2. Теоретические представления в органической химии.
   
3. Стереохимия.
   
4. Алканы.
   
5. Алкены.
   
6. Алкины.
   
7. Алкадиены.
   
8. Циклоалканы и их производные.
   
9. Галогеналканы. Реакции нуклеофильного замещения при насыщенном атоме углерода.
   
10. Одноатомные спирты.
    
11. Многоатомные спирты.
    
12. Простые эфиры.
    
13. Реакции элиминирования.
    
14. Металлоорганические соединения.
    

Каждая глава содержит включенные в текст иллюстрации в виде рисунков и графиков. Рисунки структурных формул органических соединений, изображение уравнений и схем реакций, а также их механизмов выполнены с помощью программ IsisDraw и ChemWin. Для построения графиков были использованы стандартные средства Windows (графический редактор Paint), математические формулы набраны с помощью редактора формул (Microsoft Equation). Некоторые, наиболее трудные для усвоения механизмы органических реакций (присоединение бром к алкенам, моно- и бимолекулярное нуклеофильное замещение при насыщенном атоме углерода, моно- и бимолекулярное элиминирование), которые обсуждаются в пятой главе, представлены цветными клипами, подготовленными в среде Macromedia Flash MX. Пространственное строение типичных представителей хиральных соединений с одним и двумя асимметрическими атомами углерода подкреплено трехмерными цветными изображениями, которые можно передвигать и вращать на экране (с использованием технологии VRML) . Эти изображения позволяют получить наглядные представления об энантиомерах, диастереомерах, о мезо-форме винной кислоты и усвоить основные понятия стереохимии (к материалу третьей главы). Пространственное строение циклоалканов (глава 8) представлено на примере конформаций циклогексана (кресло, ванна и твист-конформация) клипами, подготовленными средствами Macromedia Flash MX.

Учебник открывается оглавлением, кликание на пунктах которого вызывает страницу соответствующей главы. Главы разделены на параграфы, быстрый переход к которым осуществляется с помощью нажатия на его название в горизонтальном меню, расположенном в начале страницы. В конце каждого параграфа имеется кнопка возврата к началу страницы. Анимации, иллюстрирующие механизмы реакций нуклеофильного замещения и реакций элиминирования, можно посмотреть, перейдя к ним нажатием кнопки «посмотреть механизм» в соответствующем месте текста и из главного меню.

В заключение следует сказать, что в 2004 году нам удалось создать первую часть электронного учебника по органической химии, охватывающую примерно одну треть курса. Студенты старших курсов, которые уже освоили курс органической химии, оценили результаты нашего труда весьма положительно. В 2005 году мы планируем составить оставшуюся часть курса и начнем подготовку к переводу в электронный формат сборника задач и упражнений.