CHEMICZNE METODY ANALIZY JAKOŚCIOWEJ
– MULTIMEDIALNY PROGRAM EDUKACYJNY
Tomasz Ambroziak
Kierownik pracy: prof. UAM dr hab. Hanna Gulińska
Zadania, jakie stawia przed polskim szkolnictwem każdego typu rozpoczęta w 1999 r. reforma edukacji wymuszają korzystanie w coraz szerszym zakresie z technologii
informacyjnej. Obecność komputera w prawie każdym domu oraz powszechna dostępność
oprogramowania powoduje, że nowoczesne programy komputerowe, multimedialne i internetowe w istotny sposób wspomagają nauczanie i stają się jedną z ważnych pomocy dydaktycznych.
Stosowane w kształceniu przyrodniczym wspomagają wyjaśnianie zagadnień trudnych
oraz skutecznie obniżają czas potrzebny na przyswojenie większej liczby informacji.
Analizując przebieg nauczania na poziomie szkoły wyższej zauważono,
że studentom chemii znaczne kłopoty sprawia zrozumienie i zapamiętanie zasad zapisywania
równań reakcji chemicznych, które są podstawą chemii analitycznej. Spostrzeżenia
te dały asumpt do przygotowania multimedialnego programu edukacyjnego, który zatytułowano
„MAJ – Metody analizy jakościowej”. Program ten został przygotowany z myślą o studentach pierwszych lat studiów chemicznych, może jednak być wykorzystywany
także przez studentów innych kierunków studiów i tych wszystkich, którym uzupełnianie
równań reakcji sprawia problemy. Realizacja tego projektu wymagała w pierwszym etapie
zapoznania się z podstawą programową przedmiotu Chemia analityczna realizowanego
na pierwszym roku studiów kierunku Chemia oraz funkcjonującymi podręcznikami
tego przedmiotu. Następnie należało wybrać język programowania oraz stworzyć podstawowy
szkielet programu multimedialnego.
Na strukturę tę składają się następujące elementy:
– tryb prezentacji (równania reakcji przedstawione w sposób pełny)
– tryb ćwiczeniowy, zawierający pakiety równań reakcji do uzupełniania
(w obrębie pięciu grup kationów i siedmiu grup anionów); każde równanie reakcji
należące do pakietu wzbogacono o następujące elementy:
a) tok analizy
b) zdjęcia produktów reakcji
– blok sprawdzający umiejętności
– blok wiadomości teoretycznych zawierający podstawowe informacje dotyczące
uzupełniania równań reakcji, a także krótkie opisy grup analitycznych
oraz słowniczek trudniejszych pojęć.
Istotą przygotowanego programu jest możliwość doskonalenia zapisywania równań
reakcji chemicznych, jednakże program oferuje również informacje teoretyczne oraz fotografie
związków chemicznych, tak więc kolejnym etapem pracy było dokonanie wyboru
przykładowych równań reakcji, ich przeprowadzenie i wykonanie fotografii tworzących się
produktów reakcji, a następnie umieszczenie zarejestrowanych zdjęć w programie.
Jak już wspomniano, program „Maj – metody analizy jakościowej” składa się z części uczącej i sprawdzającej. Część ucząca pozwala na zapoznanie się z odpowiednimi
tokami analiz, elementami wizualizacji przebiegu reakcji. Przed rozpoczęciem pracy
użytkownik może wybrać interesującą go grupę analityczną jonów (rys.1). Kolejna możli-
10 -
wość to przypomnienie wiadomościami dotyczących danej grupy (rys.2), bądź przejście
do ćwiczeń, polegających na uzupełnianiu równań reakcji (rys.3). Należy wspomnieć,
że student uzupełnia nie tylko współczynniki w równaniach reakcji, ale również określa
jej produkty. W przypadku błędnego uzupełnienia równania możliwe jest skorzystanie z pomocy programu.
Blok kontrolny ma formę testu, gdzie odpowiadający musi uzupełnić losowo wybrane
(w ramach wcześniej określonej grupy jonów) równania reakcji. Jeden test zawiera
20 równań reakcji. Po wykonaniu zadań program oblicza stosunek liczby poprawnie uzupełnionych
równań reakcji do liczby wszystkich równań reakcji występujących w teście i na tej podstawie wystawia ocenę. W trakcie rozwiązywania testu korzystanie z pomocy
komputera nie jest dostępne, natomiast po uzupełnieniu równania i jego zatwierdzeniu
pojawia się komunikat informujący o poprawności wykonanych działań (rys. 4).
Rys 1. Blok wyboru grupy analitycznej Rys 2. Blok wiadomości teoretycznych
Rys 3. Blok ćwiczeniowy Rys 4. Blok kontrolny
Zamieszczone w programie zdjęcia produktów reakcji wykonano techniką cyfrową, z której obrazy w formie plików JPG przeniesiono na dysk CD-ROM, a następnie
umieszczono w programie (rys.5, rys.6).
Program „MAJ – Metody analizy jakościowej” napisany został w środowisku programistycznym
Visual Basic, z użyciem kompilatora Microsoft Visual Basic 6.0. Visual
Basic jest językiem programowania wyższego rzędu, co oznacza, że wykonanie pojedynczego
polecenia Visual Basic powoduje wykonanie wielu podpoleceń. Projektowanie
wyglądu aplikacji wykonuje się tak, jak tworzenie rysunków w programach graficznych. W Visual Basic „rysuje” się okna, przyciski, etykiety, okna tekstowe, listy rozwijane, paski
przewijania i wiele innych elementów, które tworzą cały wygląd aplikacji. Drugą częścią
przygotowania aplikacji jest dopisanie kodu programu do „narysowanych” elementów .
- 11 -
Rys 5. Blok wizualizacji Rys 6. Blok wizualizacji
Istotną częścią programu jest blok wiadomości teoretycznych wywoływany
na początku programu (rys.7). Zawiera on:
• poradnik dotyczący uzupełniania reakcji a także bilansowania reakcji redoks (rys.8)
• podstawowe informacje dotyczące chemii analitycznej
• przegląd grup analitycznych (informacje o każdej grupie analitycznej)
• słowniczek podstawowych pojęć i terminów używanych w programie
Rys 7. Okno wyboru wiadomośc teoretycznych Rys 8.Wiadomości teoretyczne dotyczące
reakcji redoks
Program „MAJ” ma strukturę umożliwiającą nawet przy niewielkiej znajomości
języka programowania Visual Basic, poszerzanie bazy dostępnych reakcji. Będzie to korzystne
dla tych studentów, którzy chemią analityczną interesują się w mniejszym zakresie i mają kłopoty z zapisywaniem równań reakcji, natomiast wykazują zdolności informatyczne.
Można bowiem mieć nadzieję, że tworząc własne komputerowe zbiory równań
reakcji będą oni równocześnie ćwiczyć określone sprawności chemiczne.
Podsumowując, wyżej opisany program multimedialny wspomaga uczenie się
przez działanie. Może więc znaleźć zastosowanie w przekazywaniu gotowych treści oraz
być przydatny w rozwiązywaniu problemów teoretycznych i praktycznych, gdyż uaktywnia
myślenie produktywne. Wywołuje określone skojarzenia, pobudza emocje, kształtuje
wyobraźnię, jest więc szczególnie cenny w nauczaniu i uczeniu się przez przeżywanie.
Myślę, że program ten będzie przydatną pomocą naukową, szczególnie dla tych, którym
- 12 -
zapamiętywanie dużych porcji materiału sprawia określone problemy. Faktyczna skuteczność
edukacyjna przygotowanego programu zostanie zweryfikowana po jego wprowadzeniu
do procesu nauczania. Zanim to jednak nastąpi, przygotowany program zostanie poddany
ocenie merytorycznej, metodycznej i technicznej przez losowo wybrane grupy studentów
Wydziału Chemii. Wyniki tych wstępnych badań posłużą do udoskonalenia struktury
programu i zamieszczonych elementów nim elementów graficznych.
wstecz
Podziel się ze znajomymi
