автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Модульный принцип организации электронного обучения по химико-технологическим и фармацевтическим специальностям

Мишина Юлия Валерьевна

На правах рукописи

Модульный принцип организации электронного обучения по химико-технологическим и фармацевтическим специальностям

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (химическая технология, нефтехимия и нефтепереработка, биотехнология)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва — 2006 год

Работа выполнена в Российском химико-технологическом университете им. Д.И.Менделеева.

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Меньшутина Н.В.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Майоров А.А.

кандидат технических наук Матасов А.В.

Ведущая организация: Московский государственный

университет инженерной экологии

'Защита состоится 21 декабря 2006 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 212.204.03 в РХТУ им. Д. И. Менделеева (125047 Москва, Миусская пл., д. 9) в Конференц-зале.

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-информационном центре РХТУ имени Д.И. Менделеева.

Автореферат диссертации разослан 200 б г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.204.03

А.В. Женса

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

' Актуальность проблемы. В наиболее развивающихся отраслях промышленности, какими, без сомнения, являются химическая и фармацевтическая отрасли, спрос ira специалистов высокого профессионального уровня постоянно возрастает. Причина этогр, роста заключается в том, что в вышеназванных отраслях все чаще разрабатываются новые продукты, инновационные уникальные технологии, применяется современное оборудование, а также происходит компьютеризация многих производственных процессов. В связи с этим возникает острая необходимость пересмотра существующих образовательных технологий и внедрение современных информационно-коммуникационных технологий в образовательный процесс. В сложившейся ситуации наиболее подходящей формой организации учебного процесса является электронное обучение, основной задачей которого является выведение на более высокий качественный уровень образовательных услуг, связанных с обучением, переподготовкой и повышением квалификации специалистов химической" и фармацевтической отраслей: ' .

Несмотря на стремительное внедрение электронного обучения в России и за рубежом, существует задержка в развитии электронного обучения по химико-технологическим и фармацевтическим специальностям по сравнению с реализацией электронного обучения по гуманитарным специальностям. Лимитирующими факторами при этом могут выступать особенности. предметной области. Ликвидация упомянутого отставания с помощью создания мультимедийных обучающих курсов и средств электронного обучения с учетом особенностей подготовки специалистов в области химической технологии и фармацевтики представляет собой ключевой шаг к выводу электронного обучения в этих областях на принципиально новый уровень развития.

Основные научные результаты диссертации использованы при выполнении проекта «Интеграция научной и образовательной деятельности в рамках Российско-Швейцарского учебно-научного центра трансфера фармацевтических и биотехнологий» код РНП. 2.2.1.1.8730 при активной поддержке профессора Г. , Леуенбергера (Фармацевтический институт г. Базель (Швейцария) '.

1 Автор выражает свою признательность профессору Таисии Васильевне Мещеряковой за существенную помощь в подготовке диссертации.

Цель работы заключается в разработке с позиций системного анализа структуры мультимедийного обучающего курса, основанной на модульном принципе организации электронного обучения по химико-технологическим и фармацевтическим специальностям.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

— анализ существующих систем электронного обучения по химико-технологическим и фармацевтическим специальностям;

— разработка мультимедиа лекций, видеолекций, виртуального лабораторного практикума, компьютерной системы контроля знаний и электронного учебника, являющихся важными средствами электронного обучения, а также компонентами мультимедийных обучающих курсов;

— разработка мультимедийных обучающих курсов по химической технологии и фармацевтике;

— разработка моделей представления, хранения и поиска данных в области фармацевтики.

Научная иовизна. Основные результаты диссертационной работы, представленные к защите и имеющие научную новизну, заключаются в следующем:

— на основе модульного принципа разработана структура мультимедийного обучающего курса для электронного обучения по химико-технологическим и фармацевтическим специальностям. Применение модульного принципа позволяет отображать сложность, изменяемость, многоуровненность химической и фармацевтической отраслей промышленности, а также учитывать специфику организации электронного учебного процесса;

— с учетом. особенностей подготовки специалистов в области химической технологии и фармацевтики разработаны средства электронного обучения: мультимедиа лекции, видеолекции, виртуальный лабораторный практикум, компьютерная система контроля знаний и электронный учебник;

— разработаны модели представления, хранения и поиска данных в области фармацевтики (по лекарственным препаратам и наполнителям).

— разработана оригинальная модель представления, хранения и поиска данных по патентам стерилизующих и дезинфицирующих средств, позволяющая

создавать проблемно-ориентированную, базу; данных для подготовки фармацевтов в системе электронного обучения.

■■ Практическая значимость. Разработанные на основе модульного принципа мультимедийные обучающие ■ курсы по: химической технологии и фармацевтике, а также их компоненты успешно внедрены п,учебный процесс на кафедре процессов и аппаратов химической технологии и на факультете технологии органических веществ и химико-фармацевтических средств РХТУ им. Д.И.Менделеева. Созданная система баз данных по фармацевтике, и база данных по патентам стерилизующих и дезинфицирующих средств могут быть включены в состав мультимедийных обучающих курсов, и использоваться для подготовки специалистов в области фармацевтики, а также быть востребованы профессионалами, работающими в фармацевтической отрасли.

Апробация. Результаты диссертационной работы были представлены на следующих конференциях: 15th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA'2002, Прага, 2002; Международная конференция молодых ученых по химии и химической технологии «МКХТ-2002», РХТУ им. Д.И. Менделеева, Москва, 2002; IV Научно-техническая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов, Новомосковск, 2002; VII Межвузовская учебно-методическая конференция • «Химико-технологические ВУЗы и Болонский процесс. Современные технологии обучения», Москва, 2005; VIII Межвузовская учебно-методическая конференция «Современные тенденции подготовки химиков-технологов: международный .опыт и российские традиции», Москва, 2006; 17* International Congress of Chemical, and Process Engineering CHISA'2006, Прага, 2006. - V: v. '

' Созданные программные продукты используются в работе действующего портала электронного обучения «Pharmaceutics-Online» для студентов факультета технологии органических веществ и химико-фармацевтических средств РХТУ им. Д.И.Менделеева.1

' Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 2 учебных пособия. . > ■

Структура -и объем диссертации; Диссертация состоит -из введения, четырех глав, заключения, и содержит 160 страниц основного текста,: 57 рисунков и 2 таблицы. Список литературы состоит из 134 наименований: : .

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, поставлена цель работы, обоснован применяемый к решению проблемы подход.

Первая глава. В главе проведен анализ инновационных технологий обучения, подчеркиваются преимущества такой новой формы организации учебного процесса, как электронное обучение, изложена его дидактическая концепция. Особое внимание уделено описанию технологий, лежащих в основе электронного учебного процесса и имеющих первостепенное значение. Даны характеристики мультимедийного обучающего курса, структура и пользовательский интерфейс которого должны обеспечить эффективную помощь при реализации электронного обучения, также представлены основные компоненты мультимедиа курса. Затронуты вопросы, касающиеся проблем идентификации обучающегося в электронном учебном процессе. Кратко представлен анализ качества электронного обучения. Рассмотрены существующие российские и зарубежные системы электронного обучения по химико-технологическим и фармацевтическим специальностям и средства электронного обучения, применяемые в образовательном процессе для подготовки специалистов в этих отраслях промышленности. Также отмечена слабая тенденция в разработке мультимедийных обучающих курсов и их компонентов для подготовки специалистов в области фармацевтики. В соответствии с целью работы и на основании выводов, сделанных в результате анализа литературы, сформулирована постановка задач исследования.

Вторая глава посвящена разработке с позиций системного анализа структуры мультимедийного обучающего курса, основанной на модульном принципе организации электронного обучения по химико-технологическим и фармацевтическим специальностям.

Начальным этапом создания мультимедийного обучающего курса является сбор, анализ, систематизация и классификация информации, поступающей из разных источников. Основным инструментом при этом является системный анализ. Сущность системного подхода в данном случае состоит в том, что вся информация, получаемая в исследовательских лабораториях, на фармацевтических предприятиях, из специализированных

автоматизированных информационных систем, баз •■■ данных и из других источников информации постепенно накапливается и обогащается в процессе разработки мультимедиа.курса (рис.1). Данная информация может.сохраняться в . базах данных ц - впоследствии использоваться для усовершенствования уже разработанного и внедренного мультимедиа курса, или для создания цоврго

курса. .,...,....

Рис. I. Информационные источники для создания мультимедиа курса

в области фармацевтики

'В: данной диссертационной ' работе задачи разработки структуры' мультимедийного обучающего курба для электронного обучения'по химико-технойОгическим и фармацевтическим специальностям решаются с позиций системного анализа. Изучение предмета при ' помощи специально разработанного мультимедиа курса будет более эффективным, если учебные материалы ,'располагать по модульному принципу. Модулем предметного обучения считается; раздел учебного материала, который должен обеспечить достижение определенной; дидактической, цели. ■• Предлагаемая структура мультимедийного обучающего курса; включает в себя четыре обучающих модуля: информационный, практический; коммуникативный и контрольный (рис.2). Каждый модуль содержит в своей структуре несколько компонентов (модульных единиц). Компонентами являются средства . обучения в виде электронного представления учебного; материала, представленного в различных

форматах: текст (doc, html); изображения (bmp, jpeg, pdf); анимированные картинки (gif, fie, fli); аудиокомментарии (wav, wma, МШ1, real audio); цифровое видео (avi, mpeg). В состав информационного модуля входят такие компоненты как мультимедиа лекции, видеолекции, базы данных, электронный учебник, ссылки на Интернет-ресурсы, в которых содержится определенным образом структурированная информация. Практический модуль состоит из компонентов, представленных в виде виртуальных лабораторных практикумов для изучения различных процессов, применяемых в химической технологии и фармацевтике. Контрольный модуль включает в себя компоненты, представленные в виде компьютерных систем контроля знаний на разных этапах изучения материала. В состав коммуникативного модуля входят компоненты, решающие задачи дидактического общения в режиме экстренной коммуникации online и в режиме отложенной коммуникации offline.

Компоненты могут модифицировать содержание модуля, обеспечивая, таким образом, корректировку учебных материалов, что является актуальным при создании мультимедийных обучающих курсов по фармацевтике вследствие стремительного развития фармацевтической промышленности.

Мультимедийный обучающий курс является основой для интеграции обучающих модулей и входящих в них компонентов в единой информационно-обучающей среде. Таким образом, использование принципов системного анализа и модульного принципа организации электронного обучения по химико-технологическим и фармацевтическим специальностям, позволяет получить единую многоуровневую, комплексную, информационно-обучающую систему, которую можно развивать, видоизменять и насыщать новыми знаниями.

Разработанная структура мультимедийного обучающего курса, основанная на модульном принципе, позволяет учесть многие особенности, присущие таким сложным областям промышленности как химическая и фармацевтическая, в силу того, что появляется возможность легкой модификации содержимого курса и адаптации к соответствующей области знаний.

Такая гибкая организация и оптимизация учебной информации предоставляет возможность формирования траектории изучения материала,

, обеспечивает индивидуальный- и дифференцированный подход ¿' Обучении, тем самым, в значительной степени позволяет'-' повысить''^эффективность электронного учебного процесса.

РРТ

ipea

Мультимедиа лекции

Информационный модуль

■. Ссылки*на*■ Интернет-ресурсы

Видеолекции

Базы данных

D-

Электронный-учебник '

Chemweb, Bosch, Elsêviêr, Glatt ^ ^ NlRO. Фармте*

«Говорящая голова»• 8vi. rnoeo"

Система БД " , PHARM

СУБД My SQL

бд по патента« стерилизующих и дезинфицирующих средств СУБД Access

Информационные системы ../1 и БД.s фармацевтике HTML help Worksmop

Виртуальный лабораторный практикум для изучения промесса гранулирования М1пЮ1?3

_Р*

Практический модуль

Виртуальный лабораторный . практикум для' изучения процесса гранулирования High Shear _1_Р**

Виртуальный лабораторный практикум для изучения процесса разделения на . мембранах

Виртуальный лабораторный практикум для изучения

гидродинамики псе'вдоожиже иного Слоя

Компьютерная

система самоконтроля

Контрольный , ; модуль

■ - Виртуальный... лабораторный практикум

для изучения работы мембранного биореактора

___рг*

Компьютерная система итогового контроля знаний

.Компьютерная

система промежуточного контроля знаний

Аудио конференции, видеоконференции

Коммуникативный модуль

Виртуальные консультации, семинары

1

мультимедийный обучающий курс

Рис. 2. Модульная структура мультимедийного обучающего курса Разработанная модульная структура мультимедийного обучающего курса допускает подключение внешних программных продуктов в качестве, дополнительных компонентов. ( >(,%.

Разработанная . структура может быть, рекомендована для г,создание мультимедийного., обучающе!о,. курса . по . другим естественнонаучным-дисциплинам. т. .. ■.•.,.. .

В данной главе также предложены такие инновационные способы получения образования как видеоконференции, лекции по мобильному телефону и лекции онлайн, позволяющие добиться принципиально нового уровня общения людей и открывающие перспективные возможности для организации и проведения электронного обучения в режиме реального времени.

Третья глава посвящена описанию разработанных мультимедийных обучающих курсов в области химической технологии и фармацевтики: «Оборудование и технологии фармацевтического производства», «Производство твердых лекарственных форм», «Производство жидких стерильных лекарственных форм», «Производство дисперсных лекарственных форм», «Процессы и аппараты химической технологии».

Мультимедийный . обучающий курс «Оборудование и технологии фармацевтического производства», насыщенный мультимедиа технологиями и актуальной информацией, позволяет интенсифицировать учебный процесс. Задачи курса сводятся к изучению современных технологий и оборудования фармацевтического производства, ознакомлению с новыми тенденциями и концепциями в их развитии, к рассмотрению вопросов контроля качества.

На примере созданного мультимедиа курса «Оборудование и технологии фармацевтического производства» была показана практическая реализация разработанной структуры мультимедиа курса, основанной на модульном принципе организации электронного обучения по химико-технологическим и фармацевтическим специальностям. Разработанные с учетом особенностей подготовки специалистов в области химической технологии и фармацевтики средства электронного обучения, такие как мультимедиа лекции, видеолекции, виртуальный лабораторный практикум, компьютерная система промежуточного контроля знаний, электронный учебник и базы данных по фармацевтике объединяются в приведенном мультимедиа курсе.

Созданы мультимедиа лекции, . материал которых насыщен анимационными фрагментами, организационными диаграммами, фотографиями и видеозаписями, иллюстрирующими работу оборудования. Использование мультимедиа технологий повышает качество усвоения теоретического материала и помогает в понимании сути работы реального фармацевтического оборудования. Материал лекций насчитывает порядка 350

слайдов, представленных в виде компьютерных презентаций с использованием технологии Microsoft Power Point.

В состав мультимедийного обучающего курса входят разработанные видеолекции с синхронной демонстрацией слайдов, использующие полиэкранное представление учебной информации. Благодаря использованию Интернет браузера для воспроизведения такой видеолекции имеется возможность проигрывания видеопотока и слайдов, как с локальных устройств хранения информации, так и передаваемых через локальную или глобальную сеть по протоколу HTTP.

Виртуальный лабораторный практикум является актуальным и необходимым средством электронного обучения для полноценной подготовки химиков-технологов и фармацевтов, осуществление которой не может проходить без ознакомления с работой реального оборудования и получения практических навыков работы с ним. На примере созданного виртуального лабораторного практикума для изучения гидродинамики псевдоожиженного слоя была показана реализация разработанной структуры, основанной на блочном принципе (рис. 3).

Рис. 3. Блочная структура виртуального лабораторного практикума «Изучение гидродинамики псевдоожиженного слоя» Следует отметить тот факт, что данная структура в определенной степени на более низком уровне иерархии повторяет разработанную структуру мультимедиа курса, а, следовательно, создает условия для выбора

'оптимальной'' пути изучения материала и обеспечивает., возможность самостоятельного обучения.

Создана модель процесса псевдоожижения, имитирующая реальную установку для изучения гидродинамики псевдоожиженного слоя. Анимационный тренажер предоставляет возможность провести виртуальный 'эксперимент и более детально изучить протекающий в аппарате процесс. При прохождении виртуального практикума студент может самостоятельно влиять 'на'"процесс, подбирать оптимальные параметры для его проведения, наблюдать характерные изменения в изучаемом процессе. Освоение материала проводится в интерактивном режиме, поэтому все изменения сразу отображаются в числовом и графическом виде. Информационный блок содержит фото и видеоматериалы, полученные в результате проведения реального эксперимента (рис.4). Условия проведения виртуального эксперимента максимально приближены к реальным условиям.

. Активизация разделов, входящих в состав блоков, происходит с применением соответствующих подключаемых модулей: Flash Player, MS Media Player, С" Builder run time. ............ •'■.■..

Рис. 4. Анимационный тренажер, интерфейс и фотоматериалы

Разработана компьютерная система промежуточного контроля знаний, целью которой является оценка степени понимания изучаемого материала. Система имеет такое важное для преподавателя свойство: -как накопление статистики, с помощью которой осуществляется контроль 'за процесйЬЪ и результатами обучения. .

Созданный электронный учебник «Информационные системы и базы данных в фармацевтике» посвящен рассмотрению существующих автоматизированных информационных поисковых систем и входящих в них баз данных в области фармацевтики. Электронный учебник представляет собой файл помощи Windows и предоставляет широкие возможности по поиску необходимой информации. Предусмотрен индексный поиск, поиск по ключевым словам и по разделам. Благодаря удачно разработанной системе навигации облегчается и оптимизируется работа с созданным программным продуктом.

Созданные система баз данных по фармацевтике «PHARM» и база данных по патентам стерилизующих и дезинфицирующих средств являются компонентами информационного модуля мультимедийного обучающего курса и рассмотрены в четвертой главе.

Мультимедийный обучающий курс «Производство твердых лекарственных форм» содержит большое количество информации, посвященной технологии получения таблеток, капсул, гранул, порошков и предоставляет разнообразнейший материал, начиная с основополагающих законов физической, коллоидной, аналитической химии и заканчивая примерами современного оборудования. Курс снабжен тестовыми заданиями, содержит фотоматериалы и видеоролики, демонстрирующие работу промышленного оборудования.

В мультимедийном обучающем курсе «Производство жидких стерильных лекарственных форм» рассмотрен материал, касающийся физикохимии жидких лекарственных форм, их особенностей и технологии изготовления. Курс содержит большое количество видео и справочной информации и охватывает практически весь материал по фармацевтическому производству жидких форм.

В мультимедийном обучающем курсе «Производство дисперсных лекарственных форм» в неразрывной связи представлены теоретические основы коллоидной химии и процессы получения эмульсий, суспензий, суппозиториев, мазей, пластырей, паст и кремов. Снабжённый разнообразным иллюстрационным и видеоматериалом, а также теоретической информацией, собранной из самых различных научных дисциплин, данный мультимедийный

курс становится полезным информационным продуктом для;; - изучения технологии получения дисперсных лекарственных форм:»; у .

>Мультимедийный обучающий курс «Процессы и аппараты химической Технологии» представляет богатейший пласт информации, собранной воедино из различных,источников и представленной в удобном Для" изучения виде; Задачи курса сводятся к изучению современных технологий и оборудования химического, производства, ознакомлению с новыми тенденциями- в развитии оборудования. - ■• • ' '

Материалы, содержащиеся в созданных курсах, представлены-' в различных форматах и разработаны с применением новейших информационных технологий, таких как Microsoft Power Point, Macromedia. Flash, HTML Help Workshop, Общий объем информации, содержащийся, в, данных курсах, составляет более 500 Мбайт, что позволяет говорить,об информационной насыщенности созданных программных продуктов (рис.5).

а б е

Рис.5. Примеры из мультимедиа курсов: а - Оборудование и технологии фармацевтического производства; б - Процессы и аппараты химической технологиив — Производство твердых

лекарственных форм

Четвертая глава посвящена описанию, моделей представления, хранения и поиска данных в области фармацевтики. Создание баз данных основано на системном анализе и сегментировании общего массива данных, накопленных и используемых в фармацевтической промышленности, что .црзволяет получать эффективные и коммерчески привлекательные информационно-программные решения в данной области. I, . . .

;; Основные этапы создания баз данных: 1) системный анализ информации; 2) разработка концептуальной модели баз данных; 3) ^разработка логической

модели баз данных; 4) разработка программно-поискового модуля; 5) наполнение баз данных.

Создана система баз данных по фармацевтике «PHARM», объединяющая три базы данных: общую информационную базу данных по фармацевтике; базу данных по лекарственным препаратам; базу данных по наполнителям (рис.6).

Рис.6. Структура системы баз данных по фармацевтике «PHARM» Разработанная реляционная структура связей между всеми таблицами баз данных активизирует работу программно-поискового модуля системы. Задачи модуля заключаются в реализации интерфейса пользователя, осуществлении связи между базами данных, а также в обработке поисковых запросов. Представление информации в системе имеет удобную классификационную структуру представления данных, которая позволяет повысить ее восприятие. При условии привлечения специалистов в области фармацевтики и использовании их опыта и знаний, система баз данных может оказать реальную помощь при принятии решений по созданию новых лекарственных препаратов.

Создана специализированная база данных по патентам стерилизующих и дезинфицирующих средств, особенность которой заключается в том, что она является проблемно-ориентированной базой данных. База данных предоставляет возможности хранения и поиска информации о стерилизующих и дезинфицирующих средствах в области офтальмологии, стоматологии, а также средствах для обработки медицинского оборудования и изделий медицинского назначения. Разработанные концептуальные и логические модели позволяют совершенствовать созданную базу данных, получая в результате высокоэффективный информационный продукт. Ценной частью

Рис. 7. Структура программно-поискового модуля базы данных по патентам стерилизующих и дезинфицирующих средств

. Система построена на базе web-технологий и реализована на языке программирования PHP, для хранения данных применяется СУБД -Acccss. Созданная специализированная база данных может быть востребована профессионалами, занимающихся разработкой новых стерилизующих и дезинфицирующих средств. ' . >

Разработанные базы' Данных , могут ' активно использоваться в электронном обучении для подготовки специалистов в области фармацевтики.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. С ■ позиций системного анализа разработана структура мультимедийного обучающего курса, основанная на модульном принципе организации электронного обучения по химико-технологическим и фармацевтическим специальностям. Данная структура позволяет отображать ' сложность, изменяемость, многоуровненность хймической и фармацевтической° отраслей промышленности,: ä также учитывать специфику организаций электронного учебного процесса. ' : к

2. С учетом особенностей подготовки специалистов в области химической технологии и фармацевтики разработаны такие средства электронного обучения как мультимедийные лекции и видеолекции, виртуальный лабораторный практикум для изучения гидродинамики псевдоожиженного слоя, компьютерная система промежуточного контроля знаний и электронный учебник «Информационные системы и базы данных в фармацевтике». Все созданные средства обучения объединены в составе разработанного и внедренного мультимедийного обучающего курса «Оборудование и технологии фармацевтического производства».

3. Разработаны мультимедийные обучающие курсы по химической технологии и фармацевтике.

4. Разработаны модели представления, хранения и поиска данных в области фармацевтики (по лекарственным препаратам и наполнителям).

5. Разработана оригинальная модель представления, хранения и поиска данных по патентам стерилизующих и дезинфицирующих средств, позволяющая создавать проблемно-ориентированную базу данных для подготовки фармацевтов в системе электронного обучения.

6. Созданные мультимедийные обучающие курсы и компоненты обучения, входящие в их состав, внедрены в учебный процесс на кафедре процессов и аппаратов химической технологии и на факультете технологии органических веществ и химико-фармацевтических средств РХТУ им. Д.И.Менделеева.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1. Мишина Ю.В., Меныпутина Н.В., Мещерякова Т.В. База данных по патентам стерилизующих жидких средств // Информационные ресурсы России. - 2005. - №3 (85). - С. 19-22.

2. Мишина Ю.В., Корнеева А.Е., Лебедев Е.О., Шишулин Д.В.; под. ред. Н.В.Меньшутиной, Г.Леуенбергера. Мультимедийные курсы обучения в области химической технологии и фармацевтики. Прикладное программное обеспечение. Учеб. пособие. - М.: РХТУ им. Д.И.Менделеева, 2004. - 132 с.

3. Мишина Ю.В., Мещерякова Т.В., Меныпутина Н.В., Гончарова C.B., Леуенбергер Г. Информационные системы и базы данных в фармацевтике. Прикладное программное обеспечение. Учеб. пособие. - М.: РХТУ им. Д.И.Менделеева, 2002. - 92 с.

4. Mishina J.V., Menshutina N.V., Mesheryakova T.V., Leuenberger H. E-learning in the area of chemical and pharmaceutical education // Proceedings of the 17lh International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA'2006. - Prague, Czech Republic, 2006.-v.4.-P. 1034.

5. Mishina J.V., Didenko A.A., Menshutina N.V. Virtual laboratory for the purpose of education in the field of chemical and pharmaceutical technology // Proceedings of the 17th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA'2006. — Prague, Czech Republic, 2006.-v.5. -P. 1624. ...

6. Мишина Ю.В., Диденко A.A., Меньшутина H.B. Виртуальный лабораторный практикум по изучению гидродинамики , псевдоожиженного слоя // Современные тенденции подготовки химиков-технологов: международный опыт и российские традиции: Труды VIII Межвузовской учебно-методической конференции. - М., 2006. - С. 14.

7. Mishina Julia V., Menshutina Natalia V., Leuenberger H. E-learning in the area of chemical and pharmaceutical education /Г Glatt International Times. — No.21. -Binzen, Germany, 2006. - P. 11-15.

8. Мишина Ю.В., Корнеева A.E., Шишулин Д.В. Портал дистанционного обучения в области химико-технологического" и фармацевтического образования // Химйко-технологические ВУЗы и Болонский процесс. Современные технологии обучения: Труды VII Межвузовской учебно-методической конференции. — М., 2005. - С. 109-110.

9. Mishina J.V., Mesheryakova T.V., Menshutina N.V., Makarova O.V. Modem Databases as information source for pharmaceutical companies // Proceedings of the 15th International Congress of Chemical and Process Engineering CHISA'2002. — Prague, Czech Republic, 2002.- P. 175.

Ю.Мишина Ю.В.,. Меньшутина H.B., Мещерякова T.B!, Гончарова C.B. Разработка функциональной архитектуры системы поддержки ' принятия решений по созданию фармацевтических препаратов // Труды IV Научно-технической,: конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. -Новомосковск, 2002, - С. 30-31.

11. Мишина Ю.В., Мещерякова Т.В., Меньшутина Н.В. Современные базы даннух gfc^i^-j источник!.информации для фармацевтических фирм // Труды Международной конференции молодых ученых по химии и химической технологии 1«МКХТ-2002». М., 2002. - С. 46.

Заказ №88_Объем 1.0 п.л._Тираж 100 экз.

Издательский центр РХТУ им. Д.И. Менделеева

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1.Электронное обучение (Е-1еапн1^) - новая форма образования.

1.1.1. Инновационные технологии обучения.

1.1.2. Дидактическая концепция электронного обучения.

1.1.3. Информационные образовательные технологии.

1.1.4. Принципы создания электронных учебных средств.

1.1.5. Основные компоненты мультимедийного обучающего курса

1.1.6. Проблемы идентификации обучающегося в электронном учебном процессе.

1.1.7. Анализ качества электронного обучения.

1.2. Электронное обучение в химико-технологическом и фармацевтическом образовании.

1.2.1. Существующие системы электронного обучения специалистов по химико-технологическим и фармацевтическим специальностям.

1.2.2. Компоненты мультимедийного обучающего курса по химико- технологическим и фармацевтическим специальностям.

1.3. Выводы.

1.4. Постановка задач исследования.

2. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ В ЭЛЕКТРОННОМ ОБУЧЕНИИ ПО ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ И ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИМ СПЕЦИАЛЬНОСТЯМ

2.1. Мультимедийные технологии в электронном обучении по химико- технологическим и фармацевтическим специальностям.

2.2. Модульный принцип в создании мультимедийных обучающих курсов по химической технологии и фармацевтике.

2.2.1 .Источники информации для создания мультимедийных обучающих курсов в области химической технологии и фармацевтики.

2.2.2. Структура мультимедийного обучающего курса по химической технологии и фармацевтики.

2.3. Новые возможности электронного обучения.

3. МУЛЬТИМЕДИЙНЫЕ ОБУЧАЮЩИЕ КУРСЫ ПО ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ И ФАРМАЦЕВТИКЕ

3.1. Мультимедийный обучающий курс «Оборудование и технологии фармацевтического производства».

3.1.1. Мультимедиа лекции.

3.1.2. Видеолекции.

3.1.3. Виртуальный лабораторный практикум по изучению гидродинамики псевдоожиженного слоя.

3.1.4. Компьютерная система промежуточного контроля знаний

3.1.5. Электронный учебник «Информационные системы и базы данных в фармацевтике».

3.1 .б.Ссылки на Интернет-ресурсы.

3.2. Мультимедийные обучающие курсы по фармацевтике и химической технологии.

3.2.1.Мультимедийный обучающий курс «Производство твердых лекарственных форм».

3.2.2. Мультимедийный обучающий курс «Производство жидких стерильных лекарственных форм».

3.2.3. Мультимедийный обучающий курс «Производство дисперсных лекарственных форм».

3.2.4. Мультимедийный обучающий курс «Процессы и аппараты химической технологии».

4. БАЗЫ ДАННЫХ КАК СОСТАВНАЯ ЧАСТЬ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ОБУЧАЮЩИХ КУРСОВ ПО ФАРМАЦЕВТИКЕ

4.1. Система баз данных по фармацевтике «PHARM».

4.2. База данных по патентам стерилизующих и дезинфицирующих средств.

В наиболее развивающихся отраслях промышленности, какими без сомнения являются химическая и фармацевтическая отрасли, спрос на специалистов высокого профессионального уровня постоянно возрастает. Причина этого роста заключается в том, что в вышеназванных отраслях все чаще разрабатываются новые продукты, инновационные уникальные технологии и применяется современное оборудование, происходит компьютеризация многих производственных процессов. В связи с этим возникает острая необходимость пересмотра существующих образовательных технологий и внедрение современных информационно-коммуникационных технологий в образовательный процесс. В сложившейся ситуации наиболее подходящей формой организации учебного процесса является электронное обучение, основной задачей которого является выведение на более высокий качественный уровень образовательных услуг, связанных с обучением, переподготовкой и повышением квалификации специалистов химической и фармацевтической отрасли.

Так как многие химические и фармацевтические корпорации имеют большое число филиалов и представительств по всему миру, то появляются сложности в организации обучения персонала из разных стран. Кроме того, существует необходимость в проведении обучения быстрыми темпами, чтобы не лимитировать процесс внедрения инновационных технологий и реализации новых продуктов. С этой точки зрения электронное обучение является одним из наиболее эффективных способов обучения, переобучения и повышение квалификации персонала.

Электронное форма получения образования порождает новые средства обучения в виде электронного представления учебного материала, такие как мультимедиа лекции, видеолекции, виртуальные лабораторные практикумы, компьютерные системы контроля знаний, электронные учебники, и предоставляет новые возможности, а именно проведение видеоконференций и прослушивание лекций в режиме реального времени. Такие средства и возможности, которые может предоставить технология электронного обучения, способны дать высококачественное образование без отрыва от основного вида деятельности.

Применение современных инновационных технологий обучения является решительным шагом к выводу российского образования на принципиально новый уровень развития и может внести значительный вклад в эффективность обучения.

Таким образом, в создавшейся ситуации актуальной видится задача разработки и внедрения в современный учебный процесс новых средств электронного обучения и мультимедийных обучающих курсов по химической технологии и фармацевтике, интегрирующие эти средства в единой информационно-обучающей среде. При этом необходимо разработать такую структуру мультимедийного обучающего курса, которая предоставит возможность отобразить всю сложность, изменяемость, многоуровненность химической и фармацевтической отраслей промышленности, а также учтет специфику организации электронного учебного процесса. Наиболее подходящим принципом для разработки структуры мультимедийного обучающего курса и отвечающим вышеназванным требованиям является модульный принцип организации электронного обучения по химико-технологическим и фармацевтическим специальностям, суть которого излагается в данной диссертационной работе.

В первой главе диссертационной работы проведен анализ инновационных технологий обучения, подчеркиваются преимущества такой новой формы организации учебного процесса, как электронное обучение, изложена его дидактическая концепция. Особое внимание уделено описанию технологий, лежащих в основе электронного учебного процесса. Даны характеристики мультимедийного обучающего курса, также представлены основные компоненты мультимедиа курса. Затронуты вопросы, касающиеся проблем идентификации обучающегося в электронном учебном процессе.

Кратко представлен анализ качества электронного обучения. Рассмотрены существующие российские и зарубежные системы электронного обучения по химико-технологическим и фармацевтическим специальностям, а также средства электронного обучения, применяемые в образовательном процессе для подготовки специалистов в данных отраслях промышленности. Также отмечена слабая тенденция в разработке мультимедийных обучающих курсов и их компонентов для подготовки специалистов в области фармацевтики. В соответствии с целью работы и на основании выводов, сделанных в результате анализа литературы, сформулирована постановка задач исследования.

Вторая глава посвящена процессу разработки с позиций системного анализа структуры мультимедийного обучающего курса, основанной на модульном принципе организации электронного обучения по химико-технологическим и фармацевтическим специальностям.

Третья глава содержит описание разработанных мультимедийных обучающих курсов по химической технологии и фармацевтике. На примере созданного мультимедиа курса «Оборудование и технологии фармацевтического производства» показана практическая реализация разработанной структуры мультимедиа курса. Созданные с учетом особенностей подготовки специалистов в области химической технологии и фармацевтики средства электронного обучения, такие как мультимедиа лекции, видеолекции, виртуальный лабораторный практикум по изучению гидродинамики псевдоожиженного слоя, компьютерная система промежуточного контроля знаний и электронный учебник «Информационные системы и базы данных в фармацевтике» являются компонентами соответствующих модулей мультимедиа курса.

Четвертая глава посвящена описанию моделей представления, хранения и поиска данных в области фармацевтике. Создана система баз данных по фармацевтике «PHARM» и база данных по патентам стерилизующих и дезинфицирующих средств. Создание баз данных основано на системном анализе и сегментировании общего массива данных, накопленных и используемых в фармацевтической промышленности. Разработанные базы данных могут быть востребованы профессионалами, работающими в фармацевтической отрасли, а также являться одним из компонентов мультимедиа курса для подготовки специалистов в этой области.

Разработанные мультимедийные обучающие курсы и их основные компоненты позволяют наилучшим образом организовать электронное обучение специалистов в области химической технологии и фармацевтики, что в свою очередь даст возможность получить профессионалов высокого уровня.

Основные научные результаты диссертации использованы при выполнении проекта «Интеграция научной и образовательной деятельности в рамках Российско-Швейцарского учебно-научного центра трансфера фармацевтических и биотехнологий» (код РНП. 2.2.1.1.8730).

Автор выражает благодарность руководителю работы профессору Меньшутиной Н.В. за предоставление ценных материалов, консультаций и полезных замечаний по диссертации. Также автор выражает свою признательность за существенную помощь в подготовке диссертации профессору Мещеряковой Т.В. и профессору Леуенбергеру Г.

1. Основываясь на исследованиях, консорциум разработал директивы для электронного обучения химической технологии.

2. Достоверность информация, содержащаяся в источнике, должна соответствовать действительности.

3. Полнота источник информации должен отражать все существенные стороны, проблемы, значимые факты.

4. Современность источника информации оперативность и своевременность получаемой из данного источника не устаревшей информации.

5. Содержательная часть (учебная информация, разбитая на части).

6. Список используемых сокращений и аббревиатур.

7. Глоссарий (толкование терминов и понятий, используемых в дисциплине).Содержательная часть (пункт № 4) является основной и также представляется в виде блоков, имеющих следующую структуру:41. Наименование блока.42. Цели изучения блока.

8. Названия разделов, на которые, в свою очередь, разбит блок.

9. Компьютерные конференции позволяют нескольким участникам общаться друг с другом в offline режиме и используются при проведении виртуальных консультаций.