ИНТЕРНЕТ-ТЕХНОЛОГИИ ИНТЕРАКТИВНОЙ 3D ВИЗУАЛИЗАЦИИ В ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНЫХ МАТЕРИАЛАХ ПО ХИМИИ

Химический факультет МГУ имени , г. Москва

E-mail: *****@***chem. msu. su

Понимание пространственного строения химических объектов: молекул или кристаллических структур, очень часто является критичным для восприятия учебного материала или решения проблемы по химии, геохимии, биохимии. Поэтому работа с трехмерными объектами занимает значительное место в преподавании упомянутых дисциплин. Учебники заполнены пространственными изображениями молекул и кристаллических структур, семинары по кристаллохимии не обходятся без реальных моделей кристаллических решеток, а для компьютеров предлагается большой выбор стандартного программного обеспечения по моделированию и визуализации химических молекул. Но даже все эти перечисленные средства визуализации, значительно облегчающие работу с трехмерными объектами, не могут исключить роль преподавателя в объяснении ключевых или наиболее сложных моментов учебного курса.

Как правило, стандартного программное обеспечение, разработанное для визуализации объектов в химии или кристаллографии, рассчитано на решение научных проблем и не может напрямую реализовать методические задачи, возникающие перед преподавателем в процессе преподавания и требующие применения средств трехмерной графики. К тому же учащимся требуется дополнительные усилия для освоения таких программ, что создает трудности, а не упрощает процесс обучения в целом.

В данной работе для решения задач трехмерной визуализации при разработке электронных учебных материалах по химии вместо стандартных программных пакетов предлагается использовать универсальные технологии интерактивной трехмерной визуализации объектов в сети Интернет [1]. Представляется целесообразным использовать в преподавании интерактивные электронные иллюстраций или тренажеры, созданные на основе таких технологий, и предназначенные для решения конкретных учебно-методических задач. Созданные таким образом учебные иллюстрации или тренажеры позволяют реализовывать заложенный в них сценарий автора-преподавателя, предоставлять свободу студенту в работе с этой моделью, но свободу, строго ограниченную рамками поставленной учебной задачи и замыслом преподавателя. Детерминированная интерактивность такой иллюстрации открывает возможность студенту учиться, взаимодействуя с компьютером, а не просто получать информацию в электронной форме.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

В работе представлен опыт использования технологий Viewpoint и Cult3D для создания интерактивных иллюстраций к задачам кристаллохимии, химической кинетики [2,3], визуализации объектов наномира [4], к школьному курсу органической химии [5]. Обе технологии характеризуются универсальностью, интерактивностью, способностью к сопряжению с другими мультимедийными форматами (видео, звук), а также очень высоким качеством формируемого изображения. Можно утверждать, что использование данных технологий позволяет снять практически все ограничения с реализации идей автора публикации. Однако, следует отметить, что имеющаяся потенциальная свобода автора может быть реализована в публикации только в результате значительных трудовых затрат. В связи с этим в данной работе предлагаются пути сокращения процесса подготовки трехмерных иллюстраций и обсуждается вопрос выбора технологий для визуализации конкретных химических задач. Обсуждаются преимущества и недостатки технологий Viewpoint и Cult3D, оцениваются значение и перспективы их дальнейшего использования в химии.

Литература

1. , , Новые технологии трехмерного представления объектов в публикациях по химии в Интернете// Сборник тезисов докладов II международного симпозиума "Компьютерное обеспечение химических исследований", Москва, 22-23 мая 2001 г. и III Всероссий­ской школы-конференции по квантовой и вычислительной химии им. , Великий Новгород, 21-25 мая 2001 г./ Москва - Великий Новгород, 2001. – c. 29.

2. , Взгляд кристаллографа на перспективы применения интерактивной 3D-графики в обучении студентов// Материалы междунар. науч.-практ. конф. ”Новые информационные технологии в образовании”/ Рос. гос. проф.-пед. ун-т. – Екатеринбург, 2007. – Ч. 2. –c. 40.

3. Новые технологии трехмерной интерактивной графики в электронных публикациях по химии. Примеры использования./ Интернет-портал - «Химическая наука и образование в России» (Информационная сеть "CHEMNET") (Информрегистр № ) [Москва] URL: http://www. chem. msu. su/rus/Chemistry3D/ (дата обращения: 20.01.2009)

4. , . Взгляд в Наномир. Серия 3D иллюстраций./ Интернет-портал - «Химическая наука и образование в России» (Информационная сеть "CHEMNET") (Информрегистр № ) [Москва] URL: http://www. chem. msu. su/rus/Chemistry3D/Nanoworld/ (дата обращения: 20.01.2009)

5. В. Миняйлов, Е. Менделеева, Я. Кучериненко. Интерактивные трехмерные модели молекул для школьного курса химии/ Интернет-портал - «Химическая наука и образование в России» (Информационная сеть "CHEMNET") (Информрегистр № ) [Москва] URL: http://www. chem. msu. su/rus/Chemistry3D/School/ (дата обращения: 18.01.2007)