УЧЕБНИКИ N 79 
 

Где взять свежие идеи

Обзор образовательных CD по химии

В 2002 году более 39 000 российских школ получили бесплатно комплекты из трех десятков учебных CD-дисков. Однако в подавляющем большинстве школ, несмотря на наличие компьютеров (тоже поставленных в рамках федеральной программы), эти новейшие учебные ресурсы не работают.

В общем и целом

И дело тут не только в очень низком уровне компьютерной грамотности тех, кто заканчивал пединституты в “докомпьютерную эпоху”. Имеющиеся образовательные электронные ресурсы (ОЭР) на CD-дисках созданы в основном для индивидуальной работы на персональном компьютере. А полноценных компьютерных классов (чтоб хотя бы один “телевизор” с процессором от 150 МГц на двоих) сейчас еще очень мало в российских школах.
Но даже там, где такие классы есть (например, в нашем специализированном учебно-научном центре МГУ – интернате для одаренных старшеклассников имени А.Н.Колмогорова), не находят применения и самые лучшие из ОЭР. Вот очень показательный пример – автор одного из лучших российских CD по химии (“1С: Репетитор”) доцент А.М.Галин часто проводит самостоятельные работы по химии в компьютерном классе. И пользуется при этом не своим “фирменным” продуктом, а простой собственной программной оболочкой для тестов закрытого типа (с кнопочным выбором ответа из предложенных). Правда, в отличие от ЕГЭ в наших тестах бывает от одного до пяти правильных ответов. А почему Алексей Михайлович не использует на уроках готовые контрольные из своего замечательного CD? Все объясняется просто: у активно и творчески работающего учителя замыслы уроков не могут быть одинаковыми для каждого класса и заранее жестко расписанными – вот он и “перезаряжает” программную оболочку тестами перед уроком, исходя из конкретной обстановки, чего нельзя сделать с фирменным диском.
Подавляющее большинство ОЭР совершенно не приспособлено к выдергиванию из них нужных фрагментов. Очевидно, что оптимальным учебным электронным комплектом для учителя будет не сплошная программа, а библиотека из очень маленьких “страниц”, которые можно использовать на уроке как независимые (вплоть до независимого копирования) части. При этом очень важно, чтобы учитель мог заранее увидеть весь ОЭР в Интернете (необязательно, чтобы все его фрагменты работали в Сети, лишь бы был весь список).
По химии такими фрагментами должны быть не только тесты, но и видеозаписи экспериментов, особенно тех, которые трудно (редкие реактивы) или опасно выполнять в школе. Но категорически недопустимо заменять реальные простые эксперименты их видеомоделями. Например, школьника, который блестяще овладел техникой сборки химических установок из летающих по указанию “мышки” деталей (CD “Органическая химия” МарГТУ), опасно допускать к работе с колбами, холодильниками и прочими деталями из настоящего стекла – он их скорее всего раздавит лапками штатива при сборке.
Самыми ценными оказываются те видеоэксперименты, которые могут подсказать учителю химии свежую идею. Например, после просмотра великолепно сделанного видеофрагмента “Цинк и золото в соляной кислоте” из новой версии CD “Опыты со взрывами и без” (коллектив А.К.Ахлебинина, Калуга) рецензент повторил его как изящный пример реакции гальванической пары во время практикума по химии со своим 11 классом. Необходимые для демонстрации серебряные или золотые колечки нетрудно найти в классе, где 14 девушек...
В настоящее время в мире широко распространены ОЭР – “компьютерные тренажеры”, на которых с помощью компьютера можно приобрести настоящие практические навыки. Если дополнить клавиатуру и “мышь” специальным комплектом “руль + педали”, то можно освоить основные навыки вождения автомобиля (соответствующие имитирующие программы называют эмуляторами). Можно даже научиться управлять самолетом – производителей соответствующих программ-эмуляторов обвиняли в том, что с их помощью террористы освоили полеты на “Боинге” над Нью-Йорком и использовали полученные умения 11 сентября 2001 года... Компьютерные тренажеры являются идеальными и исчерпывающими для обучения работе на самом компьютере – например, для освоения основных приложений Windows.
Однако полностью виртуальное изучение химии невозможно – без самостоятельного выполнения живых экспериментов, пусть даже простейших, не появятся очень нужные не только профессионалам чувство материала и чувство вещества. Поэтому наиболее оптимальными учебными программами по химии будут те, которые можно использовать на уроке – как дополнение к реальным экспериментам, но не как “химические эмуляторы”.

Из серии “открытых”

Наиболее свежий из доступных дисков – “Открытая химия 2.5” компании “Физикон”. Его сетевая версия (Открытый колледж, http://www.college.ru/chemistry/course/design/index.htm ) была обновлена в начале января 2003 года.
Этот диск нельзя назвать школьным ОЭР по химии – он представляет собой хорошо выполненный курс общей химии для студентов нехимических специальностей. По-видимому, стиль изложения материала объясняется тем, что, как и другие ОЭР “Физикона”, “Открытая химия” предназначена в первую очередь на экспорт – заметно соответствие известным англоязычным учебникам общей химии.
Но даже с поправками на экспорт в методическом отношении “Открытая химия” уступает “Открытой физике” и “Открытой астрономии” того же “Физикона”.
При первом запуске лазерного диска программа начинает самоустанавливаться, что не всегда желательно. Если на компьютере нет лишнего места, можно прервать установку, а затем читать диск встроенным в Windows (98, 2000) Internet Explorer, поскольку курс сделан в формате интернет-текстов HTML. Тогда начинать чтение удобней всего с файла (дисковод):\design\index.htm.
В каждом разделе “Открытой химии 2.5” есть контрольные вопросы, задачи и задачи с решениями, позволяющие студенту самостоятельно подготовиться к зачетам и экзамену. На диске множество хороших иллюстраций и интерактивных моделей, имеется удачная интерактивная Периодическая таблица (см. обзор сетевых ресурсов по химии), справочные данные.
Учебный текст местами труден для восприятия и тем более для запоминания, хотя и правилен с научной точки зрения, например: “Адиабатический процесс – это процесс квазистатического расширения или сжатия газа в сосуде с теплонепроницаемыми стенками”, “Изотермический процесс – это процесс квазистатического расширения или сжатия вещества, находящегося в контакте с тепловым резервуаром”.
Есть и утверждения, вызывающие сомнения, например: “Однако связь Si–H (319 кДж) слабее связи C–H (414 кДж) из-за отсутствия неподеленных электронных пар у водорода, так же как связь Si–Si (222 кДж) слабее связи С–С (348 кДж) из-за увеличения ковалентного радиуса кремния” (раздел 8.2.3) или: “Затем часть ионов хлора и ионы марганца отдают электроны, которые переходят к атомам кислорода, восстанавливая их до O2–. После этого ионы кислорода соединяются с ионами водорода с образованием воды. 2KMnO₄ + 16HCl = 2MnCl₂ + 5Cl₂ + 2KCl + 8H₂O” (модель 7.1 “Окислительно-восстановительные реакции”).
В разделах главы 8 “Химические свойства элементов” в основном говорится о строении веществ, но очень мало примеров реакций.
В целом очевидно, что из школьников таким учебником могут воспользоваться учащиеся специализированных старших классов школ (лицеев) при технических вузах. Для первоначального знакомства с химией школьников 8 и 9 классов данный электронный учебник малопригоден.

Из серии репетиторов

Еще один CD по химии, с которым можно обстоятельно познакомиться в Интернете (http://repetitor.1c.ru/online/disp.asp?10;3) – мультимедийный учебник “1С: Репетитор. Химия”.
ОЭР создан в 1998 году. Программа состоит из обширного учебного раздела (3 части, 24 главы), образцов вступительных задач для поступления в ведущие химические, биологические и медицинские вузы России, ряда справочных материалов.
В программе использованы 200 высококачественных иллюстраций с компьютерной анимацией, 100 видеофрагментов с наиболее сложными и опасными экспериментами, 300 тестов и задач, а также около 60 минут оригинального дикторского текста.
Программа в целом удобна и “дружелюбна” в работе, но требует обязательной установки на компьютер.
Наибольший интерес у учащихся вызывают видеофрагменты с химическими экспериментами. В то же время в ряде экспериментов есть нарушения техники безопасности (использование ныне запрещенного асбеста, затыкание пробирки пальцем при перемешивании и т.п.). В этих случаях дикторский текст нужно дополнять соответствующими комментариями учителя. Особенно красив и нагляден “пожар” при взаимодействии фосфора с дымящей азотной кислотой.
Удачное графическое решение в разделе “Органическая химия” – приятно заставлять вещества реагировать, подтаскивая нужный реагент к нужной связи в молекуле.
В 1999 г. вышел ОЭР “Репетитор по химии Кирилла и Мефодия” . На этом CD есть три раздела, проверяющих знания по химии, – “Тренинг”, “Задачи” и “Экзамен”. Задания по химии разделены на две группы – “Неорганическая химия” и “Органическая химия”. Ниже приведены результаты тестирования ОЭР с файлами, созданными в 1999–2000 гг. Если в свежекупленном диске перечисленные ошибки исправлены, значит, разработчики ответственно относятся к своей продукции и ОЭР заслуживает доверия. Если нет – решайте сами...
В разделе “Тренинг” использовано 954 теста по неорганической химии и 407 тестов по органической химии трех уровней сложности. В разделе “Задачи” использовано 99 задач по неорганической химии и 98 задач по органической. В разделе “Экзамен” используются задания из всех предыдущих разделов.
Программа легко инсталлируется в системах Windows-95-98 и Windows-NT4. Музыкальная заставка при некоторых запусках программы дает сбои. Повторяющиеся фразы “преподавателей” надоедают после 20–30 вопросов. Стандартная фраза “И на этот раз вы не ошиблись” при правильном ответе после 3–5 ошибок в предыдущих ответах воспринимается как неуместная.
Программа не содержит специальных обучающих разделов, кроме пояснений в “Тренинге” и решений в “Задачах”. В разделе “Экзамен” подсказок нет. Замечания к ОЭР в целом следующие.    
Отсутствуют указания, к чему готовит данный “Репетитор” – не указаны источники предлагаемых заданий и уровень экзамена, который может успешно сдать ученик, готовившийся по “Репетитору”.
В ряде тестов и задач мал размер окна для задания – при прочтении его приходится прокручивать, что существенно затрудняет восприятие задания. Это же относится к окну для схем и рисунков, особенно в заданиях по органической химии.
Порядок (номера) правильных и неправильных ответов остается неизменным при нескольких включениях программы, что снижает ее эффективность (можно запомнить номера, а не смысл ответов).
Число неудачных попыток при прохождении теста не учитывается – можно получить 100-процентный результат при повторе и быстром переборе ответов.
Отсутствует свободное перемещение между заданиями – их можно проходить только последовательно в одном направлении.
В программе практически не использованы возможности мультимедиа – ее можно запускать под DOS-Windows 3.1 (все ее фрагменты, кроме заставки, доступны в этой среде).
“Программа в целом скучная” – мнение учащихся 10–11 классов СУНЦ МГУ.

Просто химия

ОЭР “Органическая химия” создан совместной группой из ЛМСС МарГТУ и Республиканским мультимедиа-центром г. Йошкар-Олы в 2000 году. Предназначен для учащихся 11 классов.
Электронный учебник состоит из трех основных частей: “Учеба”, “Тест”, “Опыт” и двух справочников – именного и предметного указателя. Раздел “Учеба” состоит из 10 глав, в каждой из которых от пяти до десяти параграфов. В параграфе от двух до 24 абзацев. Раздел “Тест” состоит из 10 глав – в соответствии с главами раздела “Учеба”. Раздел “Опыт” состоит из четырех задач с качественными реакциями (анализ органических соединений) и четырех мультипликационных “синтезов”.
CD отличается обилием и высококачественным программным исполнением анимаций (360 шт.) и виртуальных моделей (180), большим количеством иллюстраций (около 1400).
При запуске программы очень медленно идет красивая видеозаставка (на разных типах компьютеров). Игровое начало не столь важно в 11 классе, как, например, в 8-м. При этом в заставке есть ошибка на классной доске: формула соответствует дипикриламинату калия, но не кальция.
Предложение использовать 16-цветный режим не всегда удобно реализовать на многопользовательском компьютере. Всплывающие подсказки были бы удобнее, чем возникающие в специальном режиме. Очень желательна подсказка, как пользоваться теми тестами, в которых нужно расположить предложенные объекты в определенном порядке (как перемещать объекты).
Очень красиво выполнены мультсинтезы. Однако педагогически они неправильны, а иногда просто опасны.
В п.5 “Перегонка нефти”, как и во всех последующих, прибор собирается из “летающих” деталей в таком порядке, что реальные детали обязательно сломаются – отсутствуют дополнительные крепления холодильника. Нет дефлегматора, а термометр вставлен неправильно – гораздо ниже уровня бокового отвода. Хлоркальциевая трубка для приемника углеводородов не нужна. Не указана рабочая жидкость используемой для нагрева бани – может быть, это песок? Отогнанный бензин размещается поближе к открытому пламени – грубое нарушение техники безопасности.
В п.6 “Получение бромистого этила” тоже не закреплен холодильник, и в процессе снятия приемной колбы реальный прибор обязательно сломается. В отличие от перегонки нефти, где для нагрева колбы используется баня, здесь для нагрева до 37о С используется открытое пламя – нарушение техники безопасности.
В п.7 “Получение диэтилового эфира” не указано четко, что приливают из воронки. Если к горячей серной кислоте добавить спирт, то в основном получится этилен.
В п.8 “Получение этилового спирта из этилена” вся система явно собрана герметично, но при этом прибор греют с двух сторон. В реальных условиях взрыв неизбежен.
Если на CD образца 2002–2003 годов перечисленных недостатков уже нет, ОЭР можно рекомендовать как учебно-развлекательный для индивидуальных занятий (реклама и небольшой демофрагмент есть в Интернете: http://www.mariel.ru/mmlab/home/organic/ ).
ОЭР “Общая и неорганическая химия” создан совместной группой из ЛМСС МарГТУ и Республиканским мультимедиа-центром г. Йошкар-Олы в 1999 г. Предназначен для учащихся 11 классов и абитуриентов.
Электронный учебник состоит из трех основных частей: “Учеба”, “Тест”, “Опыт” и двух справочников – именного (40 ученых) и предметного (около 1000 позиций) указателя. Раздел “Учеба” состоит из 11 глав, в каждой из которых от трех до 15 параграфов. В параграфе от трех до 24 абзацев. Раздел “Тест” состоит из трех тестов по общей химии (20 заданий), химии s- и p- элементов (20 заданий) и химии d-элементов (10 заданий). Раздел “Опыт” состоит из четырех тестоподобных “угадаек”, тематически ни к какому разделу не привязанных.
На диске имеется более 300 анимаций и около 500 иллюстраций. ОЭР можно рекомендовать как вполне приемлемый для индивидуальных занятий (реклама и небольшой демофрагмент есть в Интернете: http://www.mari-el.ru/mmlab/home/CHEM/).

Новинки, которых долго ждали

На известном сайте (см. обзор сетевых ресурсов) alhimik.ru Л.Ю.Аликберовой есть интересный раздел (http://www.alhimik.ru/ teleclass/content.html) с первыми главами учебника по химии “Химия. Начальный курс”, включающими общие вопросы и строение атомов. Текст содержит много гиперссылок, иллюстраций, есть задачи. Предусмотрено тестирование, интерактивное обучение начальному курсу химии, оценки.
От ближайших аналогов (http://khimia.h1.ru/; http://geo.nd.ru/classify.asp?c_no=70) учебник отличается легким и живым языком в сочетании с должным уровнем научной строгости изложения.
Прекрасно выполнена глава 1 (“Что изучает химия?”) – и доступное по сложности для учащихся любой степени подготовки изложение, и интересные задания.
В главе 2 (разделы 2–5, 2–6) изложение дается излишне упрощенно (в стиле гл.1), без отсылок к более серьезным пояснениям по квантовой механике. Подобный вульгарный стиль для данной темы характерен, впрочем, для подавляющего большинства школьных и даже вузовских учебников. Для данной темы (электронные уровни и орбитали) нужно предусмотреть (хотя бы как гиперссылки) более высокие уровни изложения, поясняющие принципиальные отличия квантового описания и напоминающие про используемую одноэлектронную модель.
В разделе 2–8 изложение снова становится оптимальным, поскольку уже допустимо пользоваться наглядными представлениями для описания поведения электронов внешних уровней.
Создаваемый учебник может быть использован как оригинальный пропедевтический (ознакомительный) курс химии для учащихся 5–7 классов и в учебном процессе 8–9 классов, а также в старших классах “нехимического” профиля.
В учебнике реализована интерактивность изложения (самостоятельные работы) и предполагается многоуровневая система (судя по ресурсам сайта www.alhimik.ru , автор легко реализует повышенные уровни изложения).
На новой версии старого (1997 года) CD “Химические опыты со взрывами и без...” около 120 видеофрагментов с хорошо выполненными химическими экспериментами.
Для просмотра имеющихся материалов можно использовать различные встроенные версии Internet Explorer (Win 95, 98, 2000, NT4). Отдельные видеофрагменты в виде компактных avi-файлов очень удобны для разовых демонстраций (запускаются даже через FAR при надлежащей конфигурации компьютера).
Каждый видеофрагмент снабжен дикторским текстом и записью уравнения реакции. После сдачи соответствующего экзамена по технике безопасности можно получить описание подготовки данного эксперимента. Большинство опытов выполнено добротно – наглядно, аккуратно и просто красиво.
Встроенная Периодическая таблица дополнена не только справочными данными, но и фотографиями соответствующих элементов простых веществ с возможностью увеличения изображения; кроме того, имеются высококачественные фотографии красивых и редких минералов, драгоценных камней.
Похоже, что новый CD-диск “Химия со взрывами и без...” должен быть популярен среди учителей химии.

Ваше мнение

Мы будем благодарны, если Вы найдете время высказать свое мнение о данной статье, свое впечатление от нее. Спасибо.

"Первое сентября"