CC BY
27
9
С 1b G X U/ в химии и химичесгай технологии. Том XXIV. 2010. №1 (106)
числяет скорости диссипации энергии по аппарату, таким образом, четко показывает уровень механического стресса в аппарате:
dt дх. дх.
Ot OX: OX ,
V
иЛде_
aJdxj
дк
к
дх.
Gk+Gb-ре,
~CU т(Gk + C3sGb)-C2sp?-> к к
где к - кинетическая энергия турбулентности; 8 - скорость диссипации кинетической энергии; G^ - производство кинетической энергии, вызванное градиентом скорости; G- прирост кинетической энергии за счёт плавучести; о^ и ое - числа Прандтля соответственно для кие; Cj , С2е и С3е
- эмпирические константы.
При использовании пакета Fluent были получены профили скоростей диссипации энергии по аппарату при различных скоростях вращения мешалки.
Таким образом, было установлено, что уровень механического стресса становится таким, чтобы привести к разрушению клеток бактерий, только на границе с мешалкой, тогда как в объеме аппарата разрушения клеток происходить не должно.
При значительном увеличении интенсивности перемешивания (1500 об/мин и более) происходят необратимые повреждения бактерий в биореакторе на границе с мешалкой.
Таким образом, для данного типа биореактора был установлен коридор значений влияния механического стрессового воздействия, интенсивности перемешивания на рост и жизнедеятельность бактерий.
УДК 502.175-027.21:504.5:001.891 Е.С. Сударкина, Т.В. Савицкая
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ОБУЧЕНИЯ И КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ ПО ПРОБЛЕМАМ ХИМИЧЕСКОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИНТЕРНЕТ-ТЕХНОЛОГИЙ
The report discusses the development and creation of automated testing and verification of knowledge in chemical and environmental safety, intended for training and retraining of personnel. The technology and the process of realization the subsystem for testing of knowledge in composition of educational and methodical complex in chemical and environmental safety are considered.
В докладе обсуждается разработка и создание автоматизированной системы тестирования и контроля знаний по проблемам химической и экологической безопасности, предназначенной для подготовки специалистов и переподготовки кадров. Рассматриваются тех-
9
С 11 6 X Uz в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. № 1 (106)
нологии и процесс реализации подсистемы тестирования знаний в составе учебно-методического комплекса по проблемам химической и экологической безопасности.
В настоящее время в Российской Федерации функционирует более 10 тыс. химически опасных объектов, большинство из которых морально устарело и физически изношено. Аварийность на предприятиях химической и смежных отраслей промышленности остается достаточно высокой. Серьезную опасность для человека и окружающей среды представляют постоянные (регламентированные и нерегламентированные) выбросы и сбросы загрязняющих веществ. Поэтому химически опасные объекты являются источниками экологической опасности. Успешное решение проблемы обеспечения химической и экологической безопасности требует привлечения широкого круга специалистов различных специальностей. В этой связи для улучшения качества подготовки специалистов необходимо внедрение качественно новых автоматизированных систем обучения и контроля знаний на основе интернет-технологий, позволяющих в едином информационно-образовательном пространстве обеспечить доступ широкого круга пользователей к специализированным ресурсам по вопросам химической и экологической безопасности.
В настоящее время на кафедре компьютерно-интегрированных систем в химической технологии РХТУ им. Д.И. Менделеева ведутся работы по созданию учебно-методического комплекса (УМК) по проблемам химической и экологической безопасности. Разрабатываемые информационно-образовательные ресурсы и ресурсы для контроля знаний в данной области являются составной частью УМК и должны быть ориентированы как на подготовку кадров, так и на повышение квалификации различных групп специалистов с учетом их профессиональных навыков, базового уровня знаний и целей переподготовки. Информационные ресурсы комплекса составляют базы данных и электронные учебные пособия, справочные материалы, методические издания. Кроме того, разрабатывается банк тестовых заданий для реализации подсистемы самоконтроля, тестирования и контроля знаний по вопросам химической и экологической безопасности.
Удаленный доступ пользователей комплекса осуществляется с использованием современных интернет-технологий. Комплекс реализуется на основе технологии клиент-сервер с обеспечением открытого или ограниченного доступа через глобальную сеть Интернет.
Для пополнения новой и корректировки имеющейся информации, развитии интерактивной функциональности системы обучения и контроля знаний архитектура комплекса разработана таким образом, чтобы имелась возможность распределения работ по развитию информационных ресурсов несколькими специалистами различных предметных областей без участия веб-программиста.
Наилучшим образом требованиям создания информационно-образовательных ресурсов комплекса отвечает технология Wiki, выбранная для управления информационными ресурсами - CMS (Content Management Systems - система управления контентом) MediaWiki [1]. Для организаций самоконтроля и тестирования знаний по вопросам химической и экологической безопасности в состав программного обеспечения сервера УМК вклю-
С 11 € X и в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. № 1 (106)
чена система управления обучением класса LMS (Learning Management Systems) Moodle [2] (Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment -модульная объектно-ориентированная среда дистанционного обучения), дополняющая концептуальные достоинства технологии Wiki ориентированностью на проведение образовательного процесса в режиме реального времени и организацию процессов дистанционного обучения с использованием современных сетевых и интернет-технологий. Ряд ресурсов будут интегрированы с разработанными ранее на кафедре информационно-образовательными ресурсами, размещенными на сайтах кафедры. К таким ресурсам относится и разрабатываемая автоматизированная система обучения и контроля знаний.
В настоящее время разработана структура сайта по проблемам химической безопасности [3] и начаты работы по его информационному наполнению. Учитывая широкую целевую направленность комплекса, в отличие от разработанных ранее на кафедре информационно-образовательных ресурсов - автоматизированного лабораторного комплекса [4] и междисциплинарной автоматизированной системы обучения [5] сайт УМК организован без «привязки» к конкретным направлениям и специальностям подготовки, дисциплинам. В то же время, разрабатываемая автоматизированная система обучения и контроля знаний по проблемам химической и экологической безопасности будет включать как ресурсы, предназначенные для подготовки специалистов по отдельным дисциплинам, так и ресурсы междисциплинарного назначения, доступные любым зарегистрированным пользователям системы.
В рамках создания автоматизированной системы обучения и контроля знаний реализованы 9 лекций по курсу «Методы синтеза многоассортиментных экологически чистых химических производств». Данные лекции предназначены для обучения вопросам экологической безопасности: основным понятиям и определениям, анализу риска химически опасных объектов, прогнозированию загрязнения атмосферного воздуха источниками выбросов химических предприятий, оценке экономических ущербов. Образовательные ресурсы реализованы с использованием технологии MediaWiki [1]. По данному курсу создана подсистема тестирования знаний, предназначенная для удаленной проверки знаний студентов в среде дистанционного обучения Moodle [4]. Разработан банк тестовых заданий, включающий 4 вопроса по общим понятиям и определениям, 10 вопросов по экологической экспертизе, 3 вопроса по контролю и управлению качеством атмосферного воздуха, 10 вопросов по моделированию процессов загрязнения и 2 вопроса по анализу и оценке риска. Из банка тестовых заданий сформировано 8 стандартных тестов для промежуточного контроля знаний и один итоговый тест. Каждый тест промежуточного контроля содержит по 5-7 вопросов различной сложности. В тестах промежуточного контроля вопросы предоставляются в фиксированной последовательности, нет жесткого ограничения по времени и предусмотрена возможность предоставления нескольких попыток прохождения теста. В итоговом тесте заданы другие настройки: существует ограничение по времени, представлена единственная попытка прохождения теста и
9
С 1h 6 X Uz в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. № 1 (106)
вопросы выбираются из банка тестовых заданий случайным образом. В итоговый тест включается 10 вопросов из различных разделов курса.
В рамках создания подсистемы тестирования реализованы вопросы следующих типов [2]: «множественный выбор» с одним или несколькими вариантами ответов; «вычисляемый вопрос»; «вопрос на соответствие; «эссе», предусматривающий ответ в произвольной форме.
При создании и адаптации подсистемы контроля знаний использован имеющийся опыт создания и внедрения аналогичных систем [6].
Наряду с проверкой знаний по конкретному курсу, система тестирования и контроля знаний, доступная с УМК [3], ориентирована на более широкий круг вопросов, касающийся проблем химической и экологической безопасности. Поэтому она будет содержать в банке тестовых вопросов, помимо уже созданных, ряд вопросов по нормативным документам, ГОСТам, паспортам безопасности химической продукции и другим. С сайта учебно-методического комплекса будет производиться доступ к системе Moodle, в которой все вопросы в банке тестовых заданий будут разбиты по категориям, и в зависимости от поставленных целей и задач из банка тестовых вопросов различных категорий будут формироваться тестовые задания различной тематической направленности.
Система будет функционировать в двух режимах: самоконтроля и итогового контроля знаний. Для этого будут произведены соответствующие настройки по времени и ограничения в числе попыток.
Разработанная подсистема тестирования и контроля знаний после всесторонней апробации будет рекомендована к расширенному использованию для подготовки специалистов и переподготовки кадров по вопросам химической и экологической безопасности.
Библиографические ссылки
1. MediaWiki.org./ [Электронный ресурс]. // URL: http://www.mediawiki. org/wiki/MediaWik (Дата обращения 03.05.2010).
1. Moodle.org: open-source based tools for learning. / [Электронный ресурс]. //URL: http://moodle.org (Дата обращения 03.05.2010).
2. Учебно-методический комплекс по проблемам химической и экологической безопасности./ [Электронный ресурс].//URL: http://cisserver.muctr.edu. ru/himbez (Дата обращения 03.05.2010).
3. Автоматизированный лабораторный комплекс./ [Электронный ресурс]. // URL: http://cisserver.muctr.edu.ru/alkmoodle (Дата обращения 03.05.2010).
4. Междисциплинарная автоматизированная система обучения./ [Электронный ресурс]. // URL: http://cisserver.muctr.edu.ru/alkmw (Дата обращения 03.05.2010).
5. Савицкая, Т.В. Методический подход к созданию подсистем тестирования и контроля знаний в модульной объектно-ориентированной среде дистанционного обучения Moodle/ T.B. Савицкая, А.Ф. Егоров, К.С. Железов.// Актуальные проблемы химико-технологического образования: Сб. трудов двенадцатой межвузовской учебно-методической конференции/РХТУ; М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2010. С. 63-66.
