Виртуальная химическая лаборатория

Актуальность

Виртуальные химические лаборатории – это перспективная область в химическом образовании, привлекающая к себе внимание как обучающихся, так и педагогов. Актуальность внедрения виртуальных лабораторий в учебную практику обусловлена информационными вызовами времени и образовательными стандартами. В этом учебном году в экзаменационный вариант работы по химии были внесены изменения. Одним из них является добавление выполнения практической части.

При анализе результатов выполнения экзаменационной работы по химии выпускниками девятых классов школ СВАО в 2019 году видно, что процент выполнения задания, предполагающего «мысленный эксперимент», является низким по сравнению с другими и составляет всего 29 %, что ещё раз подчёркивает необходимость визуализации условий и признаков протекания химических реакций.

Силами нашей команды мы попытались разрешить данную проблему и разработали проект, целью которого было создание мобильного приложения в форме виртуальной химической лаборатории для выполнения практической части ОГЭ по химии.

Цель

Разработать мобильное приложение в форме виртуальной химической лаборатории для подготовки к практической части экзамена по химии.

Задачи

1. Проанализировать изменения и успешность выполнения экзаменационных заданий по химии.

2. Произвести сравнительный обзор аналогов и требований к создаваемому приложению.

3. Разработать мобильное приложение и базу данных.

4. Провести поэтапное тестирование работы мобильного приложения с целью выявления программных ошибок.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Операционная система Android. Версия 5.1+
• Язык разработки Java
• Среда разработки Android Studio
• База данных Firebase Database
• Язык разработки интерфейса XML

Описание

В рамках работы был спроектирован и разработан программный модуль для помощи в подготовке обучающихся к основному государственному экзамену по химии. Перед проектированием приложения был произведён анализ предметной области, а именно: приведены краткое содержание экзаменационных заданий, жизненный цикл программного продукта, сравнительный анализ приложений аналогов, представленных на рынке, выявлена целевая аудитория приложения и конкретно сформулированы функции, которыми должен обладать создаваемый продукт.

На этапе проектирования приложения было написано функциональное описание продукта, а также был определён и обоснован выбор программных средств для разработки, которые будут использоваться для дальнейшей работы над приложением.

На этапе разработки были определены, разработаны и подробно описаны программные модули. Также проведено тестирование программного продукта и проведены расчёты времени отклика, производительности системы под нагрузкой и производительности при работе с годовой историей данных, которые рассчитывались экспериментальным долгосрочным путём на реальных устройствах.

В итоге получился готовый программный модуль, в перспективах развития которого планируется расширить функционал, информационную базу с тестовыми заданиями и интегрировать в проект «МЭШ».

Результаты работы/выводы

1. Проведён анализ изменений КИМ по химии в 2019–2020 учебном году.

2. Проведён анализ сегмента рынка и целевой аудитории информационной системы.

3. Выявлены конкурентные преимущества разрабатываемого приложения.

4. Сформулированы требования к разрабатываемой системе.

5. Выполнены проектирование, реализация и тестирование приложения.

6. Подготовлено руководство оператора.

Перспективы использования результатов работы

Планируется расширить функционал и интегрировать приложение в проект «МЭШ».

Мнение автора

«В работу вложено много сил. Есть куда развиваться дальше. На базе инженерного класса существуют необходимые ресурсы для создания проектов похожей сложности. Инженерные классы нужны, а конференции – хороший способ обменяться опытом»