Компьютерные технологии в обучении химии иностранных студентов
Понаморева О.Н., Демкина И.И.
С развитием компьютерных технологий стало возможно активное их использование в процессе обучения, а также быстрый и свободный обмен информацией, невзирая на расстояния и государственные границы. Это позволило существенно изменить методологию преподавания фундаментальных дисциплин, в том числе химических, на медицинском факультете.
В Тульском государственном университете активно ведется работа по компьютеризации учебного процесса и научной деятельности. В университете разработаны компьютерные программы тестового контроля по основным разделам общей и биоорганической химии, которые функционируют в учебных компьютерных классах, а именно: "Основные законы химической термодинамики и биоэнергетика", "Скорость химических реакций и химическое равновесие", "Строение вещества", "Растворы", "Строение и основные классы органических соединений", "Стереохимия органических соединений". Тестовый контроль дает возможность включать в задание не только расчетные, но и смысловые задачи, что позволяет выявить скрытые от поверхностного взгляда качества знаний студентов: способность к творческому, нестандартному мышлению. В вопросах используются объекты, с которыми будут сталкиваться врачи в своей профессиональной деятельности. Эти программы позволяют не только заложить фундаментальные знания, но и научить студентов применять их в практической деятельности, то есть помогают формировать у будущих врачей естественнонаучное мировоззрение. В вопросах используются объекты, с которыми будут сталкиваться врачи в своей профессиональной деятельности. Эти программы позволяют не только заложить фундаментальные знания, но и научить студентов применять их в практической деятельности, то есть помогают формировать у будущих врачей естественнонаучное мировоззрение. Каждое задание включает в себя 20 - 25 вопросов постепенно возрастающей сложности. С целью дифференциации студентов в соответствии с уровнем знаний варианты заданий имеют несколько уровней сложности: первый уровень - основные понятия и законы по данной теме, второй уровень - контрольные задания, требующие знания традиционных методов решения и третий уровень - задания повышенной сложности, требующие нетрадиционного, творческого подхода. В случае успешного прохождения первого уровня студент автоматически допускается к выполнению заданий второго уровня. Если лимит времени на выполнение программы не исчерпан, студент может выполнить задания повышенной сложности для увеличения своего рейтинга. Компьютерный контроль дает большие возможности для варьирования заданий, повышает надежность оценки знаний студентов, позволяет дифференцировать подход к обучению студентов в соответствии с уровнем их подготовки, проводить статистический анализ эффективности учебного процесса и оперативно его корректировать. К тому же, для иностранных студентов переход на тестовый контроль знаний уменьшает языковой барьер и позволяет более объективно оценить уровень их знаний по основному предмету. Эти тесты используются только во внутренней сети компьютерных классов ТулГУ. Они разработаны без применения Интернет-технологий и поддерживаются операционной средой Адонис. Однако сейчас ведется активная работа преобразования этих материалов в новую оболочку, созданную с помощью новых информационных технологий.
Упрощенный пример такого теста по теме: "Классификация органических соединений. Химическая связь и взаимное влияние атомов в молекулах органических соединений" приведен на страницах доклада в виде приложения 1.
Доступ к информационным ресурсам во многом определяет профессионализм каждого специалиста, уровень развития науки и общества в целом. Практически каждый крупный университет в мире имеет университетскую информационную систему, задача, которой - дать сведения о факультетах, кафедрах и лабораториях, научных исследованиях и учебных планах, необходимые как для сотрудников и студентов университета, так и для всех заинтересованных лиц. Одной из целей создания таких систем является помощь студентам университета в поисках необходимой им научной и учебной информации. Кроме того, свободный доступ к информации обеспечивает интенсивный обмен опытом в области образования, в том числе медицинского. Последние три десятилетия ознаменовались выдающимися открытиями в области биохимии, молекулярной биологии и генетики, что отразилось и на содержании фундаментальных курсов в подготовке будущих врачей.
После создания в университете компьютерной сети с выходом в Internet (100 посадочных мест) открылись уникальные возможности доступа к информационным ресурсам, которые используются преподавателями и студентами в учебном процессе и научной деятельности. В процессе подготовки и проведения занятий активно используется опыт ведущих учебных центров, предоставляющих методические материалы в Internet. Большую помощь в корректировке содержания изучаемых на медицинском факультете курсов могут оказать методические материалы ведущих университетов мира, которые предоставляют их для свободного доступа по информационной сети. Интересным в этом отношении русским сервером является сервер химического факультета МГУ им.М.В.Ломоносова. На его страницах можно ознакомиться с лекциями по органической химии, просмотреть примеры вариантов заданий и упражнений по биоорганической химии, которые предлагаются студентам факультета фундаментальной медицины МГУ, воспользоваться некоторыми химическими базами данных, узнать последнюю информацию в области химического образования.
При обучении иностранных студентов необходимо также учитывать требования, предъявляемые к выпускникам медицинских университетов за рубежом. Огромное количество информации, касающейся обучения химии, биохимии и смежных дисциплин, можно найти на страницах разных серверов в Internet, и ее поток постоянно растет. Существуют целые информационные сети, посвященные только этим вопросам, такие как BioChemNet, The THCME Medical Biochemical Page.
С 1 ноября 1998 года функционирует сеть BioChemNet (http://biochemlinks.com/bclinks/bclinks.cfm), которая представляет собой мультимедийную базу данных и содержит гипертекстовые учебники, таблицы, описания лабораторных работ, рисунки, фильмы, тесты и экзаменационные вопросы по общим и специальным разделам химии, биохимии и биологии.
Много полезной информации для студентов, изучающих медицинскую биохимию содержит сайт The THCME Medical Biocamical Page (http://web.indstate.edu/thcme/mwking/), который открыт 1 апреля 1998 года. На его страницах можно найти ссылки на другие медицинские страницы, лекции по медицинской биохимии, варианты экзаменов в нескольких американских медицинских университетах, тестовые обучающие программы, работающие в режиме on-line и позволяющие студентам оценить уровень своих знаний при самостоятельной подготовке. К тому же пользование страницами этого сайта очень удобно для будущих врачей, так как общетеоретические лекционные курсы пронизаны ссылками на описание конкретных болезней и патологий, что позволяет студентам глубже усвоить материал изучаемых курсов и применять фундаментальные знания в будущей врачебной практике. Студенты углубленно изучают многие разделы биоорганической и биологической химии, решая конкретную ситуационную задачу, поставленную перед ними преподавателем. Пример такого задания приведен в приложении 2.
При подготовке к занятиям со студентами медицинского факультета преподаватели используют материалы специализированных баз данных по химии и биохимии. Одной из крупнейших библиографических баз данных в свободном доступе является MEDLINE (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Entrez/medline.html) . MEDLINE - наиболее полный источник биомедицинской информации. Она содержит более 8 млн. ссылок из 7300 различных изданий по химии, биохимии, биологии, медицине и других науках о жизни, выпускаемых с 1965 года и позже. База данных пополняется еженедельно и допускает поиск по ключевым словам с использованием логических и позиционных операторов, поиск по фамилии авторов, по формулам и регистрационным номерам соединений и т.д.
Среди платных библиографических баз данным следует отметить базы данных ВИНИТИ: "Лекарственные растения", "Медицина", "Химия", "Биология", "Генетика", "Физико-химическая биология и биотехнология" (http://fuji.viniti.msk.su/), и базы данных STN-International (Международной сети научно-технической информации), в частности, Chemical Abstract - крупнейшая база данных (http://www.cas.org/stn.html), которые широко используются в научно-методической деятельности кафедры химии.
Поиск в базах данных в режиме on-line несомненно удобнее и полнее, чем по каталогу, картотеке, его можно производить не только по одному признаку, как в печатных источниках, но одновременно по комбинации, логическому сочетанию различных признаков. Кроме того, поиск проводится сразу в больших массивах и занимает минуты даже там, где традиционные методы требуют дней и недель, результаты поиска значительно более полны.
Научить студентов пользоваться современными источниками информации преподаватели ТулГУ считают своей важнейшей задачей.
Приложение 1
Классификация органических соединений.
Химическая связь и взаимное влияние атомов в молекулах органических соединений.
- Укажите соединения, относящиеся к одному классу:

- Какие из приведенных соединений являются гетерофункциональными:

- Какие функциональные группы входят в состав молекулы анестетика ультракаина:

- Укажите структурные изомеры:
1. пентен; 2. пентин; 3. пентадиен; 4. циклопентан; 5. циклопентен; 6. циклопентадиен.
- Определите, какие из приведенных структур являются анионами, катионами, незаряженными частицами:

- Укажите типы гибридизации атомов углерода и число
и
-связей в молекуле.

- Среди приведенных структур укажите р-
и
-
сопряженные системы:

- Расположите реакции в порядке увеличения количества выделяемой теплоты

- Какие из приведенных структур можно считать ароматическими:

- Укажите соединения, в которых заместители проявляют электроноакцепторные свойства:

- Укажите
-избыточные и
-недостаточные гетероциклы

- Укажите, какое из соединений в каждой паре обладает большей кислотностью:

- Укажите, какое из соединений в каждой паре имеет больший дипольный момент:

- Укажите соединения, ассоциированные за счет образования межмолекулярных водородных связей.

- Укажите, какое из соединений в каждой паре имеет более высокую температуру кипения:

Приложение 2
Метаболизм галактозы. Приведите возможные механизмы и причины заболевания классической галактоземиии. Укажите клинические проявления этого заболевания и лабораторные тесты для подтверждения данного диагноза. Дайте рекомендации по лечению галактоземии.
Решите задачу:
Пациентам, страдающим галактоземией, назначается безгалактозная диета. Галактоза, однако, необходима в организме для образования церебразидов мозга и других сложных полисахаридов. Как образуется галактоза у пациентов с безгалактозной диетой?
Методические рекомендации:
Ответь на этот вопрос поможет ссылка на страницах The THCME Medical Biocamical Page:
http://web.indstate.edu/thcme/mwking/non-glucose-sugar-metabolism.html