Abstract: This article shows the introduction of modern digital technologies and tools into the traditional process of completing term papers in the discipline "inorganic chemistry" by first-year students in chemical areas of study. The possibilities of using specialized services for solving practical problems, the algorithm for completing coursework using digital tools and the skills acquired by students as a result of training: teamwork, search, collection and analysis of information, use of the data obtained in real laboratory conditions , implementation of preliminary and final calculations, presentation and protection of the results of professional activity in the form of presentations in person or online.
Keywords: digital instruments, chemistry, inorganic chemistry, inorganic synthesis, term paper, information technology, education.
Большинство производственных процессов связано с использованием информационных технологий, поэтому навыки использования информационных и цифровых технологий у студентов химических специальностей имеет высокое значение. Будущие выпускники должны владеть методами сбора, обработки и анализа информации, современными методиками проведения анализов, готовностью осваивать новые методы работы, уметь использовать базы данных, владеть текстовыми и графическими редакторами, выбирать оборудование в соответствии с требованиями ГОСТов, грамотно моделировать и оптимизировать различные химико-технологические процессы.
Показателем производственной грамотности будущего выпускника являются не только знания и умения, приобретенные за время обучения, но и сформированность навыков практической деятельности [13].
Целью работы является формирование у будущего выпускника навыков работы с современными информационными технологиями в процессе изучения дисциплины «неорганическая химия».
Введение
Цифровые инструменты в образовании – это набор программных (аппаратно-программных) средств, информационных систем, программных продуктов и сервисов, используемых в учебном процессе с целью повышения его эффективности за счет информационных и коммуникационных технологий сбора, обработки, передачи и представления информации [5].
Применение специализированных химических сервисов и базовых программ обработки данных в условиях широкого использования современных компьютеров и гаджетов, доступности Интернета и с учетом особенностей мышления обучающихся в эпоху цифрового общества [9] повышает привлекательность получения и обработки информации, вовлеченности в учебный процесс.
Практическая часть
Проанализировав опыт использования цифровых инструментов в изучении и преподавании химии [3,6,10-12,15,16 и др.], для выполнения курсовых работ студентами первых курсов химических направлений обучения были выбраны:
- Научные информационные порталы и специализированные сервисы: Яндекс, eLibrary, xumuk [8], elib.gubkin, Google Scholar (Академия Google) [4], виртуальная таблица Менделеева Ptable [10].
- Инструменты для реализации совместной деятельности рабочей группы и обратной связи: сервисы Яндекс Диск, Яндекс Презентации, Google Презентации [14], электронная доска Miro [7].
- Программы и сервисы для обработки и представления результатов: химические калькуляторы Acetyl и Chemequations, программы, Microsoft Word и Microsoft Excel, Power Point [2, 15,16].
- Инструменты для итогового контроля, организации онлайн общения и защиты работы: платформа Moodle [1], Яндекс Телемост.
Внедрение цифровых инструментов в традиционную практику выполнения курсовой работы направлено на использование студентом современных информационных и цифровых технологий при решении профессиональных задач при изучении неорганической химии. В ходе выполнения работы студенты учатся работать в команде, осуществлять поиск, сбор и анализ информации, использовать полученные данные в реальных лабораторных условиях, выполнять предварительные и итоговые расчеты, представлять и защищать полученные результаты профессиональной деятельности в виде презентаций очно или онлайн.
Основные этапы курсовой работы с внедрением цифровых инструментов:
- Выбор индивидуального задания. Студенты делятся на мини-группы по 2–3 человека, выбирают соединение для синтеза из таблицы, аналогичной таблице 1.
Таблица 1
Синтез неорганических соединений
| № рабочей группы | Ф.И.О. студентов
(2–3 человека) |
Содержание задания |
| 1. | Синтез и идентификация карбоната свинца (II) | |
| 2. | Синтез и идентификация соли Мора | |
| 3. | Синтез и идентификация основного карбоната меди (II) | |
| 4. | Синтез и идентификация алюмокалиевых квасцов | |
| 5. | Синтез и идентификация основного карбоната никеля (II) |
- Поиск информации о выбранном соединении, методик синтеза и патентов с использованием поисковой системы Яндекс, специализированных сервисов xumuk, eLibrary, Google Scholar, виртуальной таблицы Менделеева P Представление предварительных результатов поиска на электронных досках Miro или SBoard в виде ссылок и тезисов.
- Выбор методики синтеза в зависимости от лабораторных условий и его обоснование, подбор посуды и оборудования. Отчет представляется в виде текстового файла MS Word, один от рабочей группы.
- Выполнение предварительных расчетов исходя из заданного количественного выхода продукта, построение структурной формулы синтезируемого соединения, составление уравнений химических реакций, в том числе с помощью программы MS Excel, сервисов Acetyl и C Допуск к работе.
- Выполнение синтеза в лабораторных условиях.
- Идентификация синтезированного вещества – качественный химический анализ полученного соединения в лабораторных условиях.
- Представление и защита отчета в виде презентации Power Point или Яндекс.Презентации, в случае дистанционной защиты – с помощью программы Яндекс. Телемост, итоговый тест по теме «Химия элементов» на платформе Moodle.
Условия выполнения курсовой работы
Оптимальный состав рабочей группы – 2–3 студента. Общее время выполнения работы – один месяц, из него две недели дается на информационный поиск и допуск к работе, и две недели – на выполнение, проверку, составление и защиту отчета. Экспериментальная часть работы выполняется в часы по расписанию занятий дисциплины «неорганическая химия». Курсовая работа считается выполненной, если рабочей группой студентов представлен полный отчет в MS Word, включающий в себя титульный лист, содержание, введение, обзор литературы, экспериментальную часть, выводы, список использованной литературы, включая ссылки на электронные базы данных, и пройдена защита. Защита работы проводится на двух последних занятиях семестра в виде докладов с презентациями в MS Power Point или Яндекс. Презентации, в очном формате или, при необходимости, дистанционно в программе Яндекс. Телемост.
Результаты и заключение
В результате выполненной работы студенты будут знать закономерности химических процессов с участием неорганических веществ с использованием в процессе изучения современных информационных технологий (сервисы Яндекс: Диск, Телемост, Презентации; MS Offiсe: Word, Excel, Power Point; электронные библиотеки и базы данных), общие принципы сбора, систематизации, обработки и представления информации, особенности работы в команде, представление коллективной работы и данных химического эксперимента с применением современных информационных технологий.
У обучающихся формируются навыки определения продуктов реакций неорганических веществ по известным исходным веществам; осуществления поиска и анализа информации; самостоятельной работы с учебной и справочной литературой, базами данных по неорганической химии, с сервисами xumuk, eLibrary, Google Scholar, Ptable; выполнения исходных вычислений и итоговых расчетов с помощью программы MS Excel. Студенты учатся планировать эксперимент на основе анализа полученных данных, проводить химические опыты по выбранным методикам; проводить стандартные измерения, обрабатывать данные, полученные в результате эксперимента, в том числе используя MS Excel, Word, сервис chemequations, обобщать информацию, анализировать и формулировать выводы, представлять результаты эксперимента с помощью цифровых инструментов, включая программы MS Excel, Power Point, Яндекс Презентации.
Формируются и совершенствуются навыки работы в специализированных электронных базах данных, с сервисами Яндекс: Диск, электронная почта, Презентации (обмен файлами, коммуникация). Приобретаются навыки работы на платформе Moodle при выполнении тестовых заданий, в программе Яндекс Телемост для дистанционного формата защиты работы, представления результатов коллективного поиска на интерактивной доске Miro, обработки результатов эксперимента в программе MS Excel, создания презентаций в Яндекс Презентации и Power Point.
Таким образом, достигается главная цель работы – умение применять современные информационные и цифровые технологии для решения задач профессиональной деятельности.
References
1. Артемкина Ю. М., Щербаков В. В., Артемкина И. М. Электронный лабораторный журнал по неорганической химии в системе LMS Moodle // Проблемы современного образования. – 2022. – №. 2. – С. 227-241.2. Белохвостов А. А., Борисевич И. С., Аршанский Е. Я. Информационно-коммуникационные технологии как средство усиления методической направленности изучения физической и коллоидной химии. – 2017.
3. Бельчик Е. Е., Ватлина Л. П., Смирнов Е. И. Использование электронных таблиц Excel для решения расчетных задач по химии //Ярославский педагогический вестник. – 2010. – Т. 2. – №. 4. – С. 77-82.
4. Бизенков Е. А. Практическое применение поисковой и наукометрической платформы GOOGLE SCHOLAR (АКАДЕМИЯ GOOGLE) // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2017. – №. 10-1. – С. 9-15.
5. Богатырева Ю. И., Привалов А. Н. О разработке «Концепции инновационной подготовки будущих учителей информатики в условиях цифровой трансформации общества» // Информатизация образования – 2021 : сб. материалов междунар. науч.-практ. конф. к 85-летию со дня рождения Я. А. Ваграменко, к 65-летию ЛГТУ. Липецк : Изд-во ЛГТУ, 2021.
6. Громенко, В. А. Применение современных цифровых инструментов в обучении химии / Громенко В. А. ; науч. рук. Шатова Е. А. // Молодость. Интеллект. Инициатива : материалы X Международной научно-практической конференции студентов и магистрантов, Витебск, 22 апреля 2022 года. – Витебск : ВГУ имени П. М. Машерова, 2022. – С. 388–390.
7. Ильина Е. Г., Удовенко И. Ф., Заиченко Н. В. Использование интерактивной доски Миро для организации курсового проекта в дисциплине «процессы и аппараты химической технологии» //перспективы инновационного развития химической технологии и инженерии. – 2021. – С. 312-313.
8. Новик И. Р., Кукаев Н. А. Использование электронных образовательных ресурсов при обучении химии: возможности и перспективы //Естественнонаучное образование: информационные технологии в высшей и средней школе. Методический ежегодник химического факультета МГУ имени МВ Ломоносова. – 2019. – С. 95-105.
9. Петрунева Р. М., Васильева В. Д., Топоркова О. В. Студенческая молодежь в эпоху цифрового общества //Преподаватель ХХI век. – 2019. – №. 1-1. – С. 77-85.
10. Погуляева И.А. Цифровые инструменты в преподавании курса лекций по дисциплине «химия» в вузе // Современные наукоемкие технологии. – 2022. – № 12-1. – С. 128-133,
11. Редикульцева У. А., Зайцева О. С., Смирнова Ю. К. Решение расчетных задач по химии в MS Excel // Научное обозрение. Педагогические науки. – 2019. – №. 2-3. – С. 69-72.
12. Семкова Э. С., Коптелова Е. Н. Использование цифровых инструментов при обучении химии // Наука в жизни человека. – 2023. – №. 1. – С. 100-110.
13. Сулима В. Н. Личностно-профессиональное развитие студентов в период обучения в высшем учебном заведении //Вестник Костромского государственного университета. Серия: Педагогика. Психология. Социокинетика. – 2017. – Т. 23. – №. 5. – С. 74-78.
14. Шайхутдинова Л. М. Обзор цифровых инструментов педагога для организации дистанционного обучения // Скиф. Вопросы студенческой науки. – 2021. – №. 4 (56). – С. 155-160.
15. Billo E. J. Excel for chemists: a comprehensive guide. – 2004.
16. De Levie R. How to Use Excel® in Analytical Chemistry: And in General Scientific Data Analysis. – Cambridge University Press, 2001