开源有机化学在线习题插件包Kekule-Moodle及其在高校教学中的应用
发布时间：2020-12-25 23:35
Kekule-Moodle是由笔者自主编写完成的一套配合著名的开源课程管理系统Moodle使用的插件包,借助此插件包可在Moodle中创建涉及有机分子结构的在线习题。答题时学生可直接在浏览器中输入化学结构,系统能在后台将结构与答案比较,自动进行评分。该插件还实现了多占位符支持、部分结构匹配、构型构造比较、立体表达式输入等功能,以便更好地适应国内有机化学教学的现状。教学实践也证明,基于该插件包构建的在线习题平台对日常教学效果的提高具有一定的帮助。
【文章来源】：化学教育(中英文). 2018年24期 北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图１基于ＫｅｋｕｌｅＣｈｅｍＭｕｌｔｉａｎｓｗｅｒ题型创建一道反应题Ｆｉｇ．１ＣｒｅａｔｉｎｇａｒｅａｃｔｉｏｎｑｕｅｓｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＫｅｋｕｌｅＣｈｅｍＭｕｌｔｉａｎｓｗｅｒｔｙｐｅ
醇２个主要产品，可利用括弧中的数字将２个占位符编为同一组。学生在答题时，这２个空内输入分子的顺序不会影响最终的评分结果。Ｆｉｇ．１ＣｒｅａｔｉｎｇａｒｅａｃｔｉｏｎｑｕｅｓｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＫｅｋｕｌｅＣｈｅｍＭｕｌｔｉａｎｓｗｅｒｔｙｐｅ图１基于ＫｅｋｕｌｅＣｈｅｍＭｕｌｔｉａｎｓｗｅｒ题型创建一道反应题Ｆｉｇ．２Ｉｎｐｕｔｔｉｎｇｓｏｍｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｆｏｒｍｓｏｆｍｏｌｅｃｕｌｅｓｉｎｅｄｉｔｏｒ图２通过分子编辑器输入各类立体结构表达方式在编辑题干的同时，教师还需要利用在线分子编辑器设置题目中各空格的标准答案。学生答题并提交后，系统可自动比较学生答案与标准答案中的分子结构并依此给出得分。教师亦可事先设定分子结构比较的层级与方式。比较层级可设置为“构型”或“构造”，若设置为后者，则系统进行结构比较时将忽略分子包括手性中心的Ｒ／Ｓ构型、双键Ｅ／Ｚ构型在内的各种立体因素。该选项尤其适合一些非立体选择性、不太在意生成物立体构型的反应题。此外，默认设置下系统将比较学生答案与标准答案中的分子结构是否完全匹配，但若将比较方式设置为“包含结构”，则学生答案分子中只要包含了标准答案中的子结构即被视作正确。这一选项非常适合一些答案不唯一的名词解释题（如“请绘制α－氨基酸的结构”等）。此外教师在创建题目时也可以依据不同的答案预先设定不同答题反馈。如烯烃与ＨＢｒ在过氧化物存在的情况下发生的加成反应，正确答案应是反马氏规则的产物
Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｅｒｅｏｆｏｒｍｓｃａｎｂｅｃｏｒｒｅｃｔｌｙｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄ图３各类立体表达形式均可在系统中正确判定构型计功能对练习的整体情况及单个习题的答题情况进行分析。Ｋｅｋｕｌｅ－Ｍｏｏｄｌｅ插件包也扩展了Ｍｏｏｄｌｅ中原有的统计分析模块，教师可在单题分析的页面中直接查看学生答题时输入的正确／错误的分子结构及其所占比例（如图４，对一道４－硝基－１－苄基苯的亲电溴代反应题的统计）。这类统计可以很大程度上反映出学生对知识点掌握的情况，有助于教师更有效地了解并针对性地破解学生学习过程中的迷思。Ｆｉｇ．４Ｔｈｅｓｔａｔｉｓｔｉｃｐａｇｅｏｆａｒｅａｃｔｉｏｎｑｕｅｓｔｉｏｎ图４一道反应题的统计页面２Ｋｅｋｕｌｅ－Ｍｏｏｄｌｅ插件包的应用在笔者所在学校，由于专业设置的关系，几乎所有的本科生（每年级２０００余人）都需要经历２个学期基础有机化学课程的学习。笔者近年来始终负责生物制药专业学生有机化学课程的教学任务。该专业每年级１５０人左右，均安排在一个大班内进行授课。鉴于班级内学生数目过多，我们很早就开始尝试使用在线习题在一定程度上代替传统的纸质作业。最初使用的是某商业课程管理系统的在线练习模块，但其支持题目类型极其有限，远不能满足有机化学的教学要求，约占习题总量６０％～７０％的涉及分子结构题型———诸如完成反应、结构推断、合成等———依然需要学生在纸面完成，且由于学生数量原因，教师也只能抽查部分学生的纸面作业，覆
【参考文献】：
期刊论文
[1]研究性学习在化工原理教学中的应用[J]. 滕波涛,谢坚坚,冯姗,刘亚. 化学教育. 2016(22)
[2]基于美国《化学教育》2014年度论文分析国际高等化学教育研究现状[J]. 薛斌. 化学教育. 2016(04)
[3]Moodle平台的建设及扩展[J]. 王大庆. 软件. 2011(06)
[4]基于Moodle的网络教学平台的构建与应用[J]. 孙柏祥. 电脑知识与技术. 2010(05)
本文编号：2938597
【文章来源】：化学教育(中英文). 2018年24期 北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图１基于ＫｅｋｕｌｅＣｈｅｍＭｕｌｔｉａｎｓｗｅｒ题型创建一道反应题Ｆｉｇ．１ＣｒｅａｔｉｎｇａｒｅａｃｔｉｏｎｑｕｅｓｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＫｅｋｕｌｅＣｈｅｍＭｕｌｔｉａｎｓｗｅｒｔｙｐｅ
醇２个主要产品，可利用括弧中的数字将２个占位符编为同一组。学生在答题时，这２个空内输入分子的顺序不会影响最终的评分结果。Ｆｉｇ．１ＣｒｅａｔｉｎｇａｒｅａｃｔｉｏｎｑｕｅｓｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＫｅｋｕｌｅＣｈｅｍＭｕｌｔｉａｎｓｗｅｒｔｙｐｅ图１基于ＫｅｋｕｌｅＣｈｅｍＭｕｌｔｉａｎｓｗｅｒ题型创建一道反应题Ｆｉｇ．２Ｉｎｐｕｔｔｉｎｇｓｏｍｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｆｏｒｍｓｏｆｍｏｌｅｃｕｌｅｓｉｎｅｄｉｔｏｒ图２通过分子编辑器输入各类立体结构表达方式在编辑题干的同时，教师还需要利用在线分子编辑器设置题目中各空格的标准答案。学生答题并提交后，系统可自动比较学生答案与标准答案中的分子结构并依此给出得分。教师亦可事先设定分子结构比较的层级与方式。比较层级可设置为“构型”或“构造”，若设置为后者，则系统进行结构比较时将忽略分子包括手性中心的Ｒ／Ｓ构型、双键Ｅ／Ｚ构型在内的各种立体因素。该选项尤其适合一些非立体选择性、不太在意生成物立体构型的反应题。此外，默认设置下系统将比较学生答案与标准答案中的分子结构是否完全匹配，但若将比较方式设置为“包含结构”，则学生答案分子中只要包含了标准答案中的子结构即被视作正确。这一选项非常适合一些答案不唯一的名词解释题（如“请绘制α－氨基酸的结构”等）。此外教师在创建题目时也可以依据不同的答案预先设定不同答题反馈。如烯烃与ＨＢｒ在过氧化物存在的情况下发生的加成反应，正确答案应是反马氏规则的产物
Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｅｒｅｏｆｏｒｍｓｃａｎｂｅｃｏｒｒｅｃｔｌｙｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄ图３各类立体表达形式均可在系统中正确判定构型计功能对练习的整体情况及单个习题的答题情况进行分析。Ｋｅｋｕｌｅ－Ｍｏｏｄｌｅ插件包也扩展了Ｍｏｏｄｌｅ中原有的统计分析模块，教师可在单题分析的页面中直接查看学生答题时输入的正确／错误的分子结构及其所占比例（如图４，对一道４－硝基－１－苄基苯的亲电溴代反应题的统计）。这类统计可以很大程度上反映出学生对知识点掌握的情况，有助于教师更有效地了解并针对性地破解学生学习过程中的迷思。Ｆｉｇ．４Ｔｈｅｓｔａｔｉｓｔｉｃｐａｇｅｏｆａｒｅａｃｔｉｏｎｑｕｅｓｔｉｏｎ图４一道反应题的统计页面２Ｋｅｋｕｌｅ－Ｍｏｏｄｌｅ插件包的应用在笔者所在学校，由于专业设置的关系，几乎所有的本科生（每年级２０００余人）都需要经历２个学期基础有机化学课程的学习。笔者近年来始终负责生物制药专业学生有机化学课程的教学任务。该专业每年级１５０人左右，均安排在一个大班内进行授课。鉴于班级内学生数目过多，我们很早就开始尝试使用在线习题在一定程度上代替传统的纸质作业。最初使用的是某商业课程管理系统的在线练习模块，但其支持题目类型极其有限，远不能满足有机化学的教学要求，约占习题总量６０％～７０％的涉及分子结构题型———诸如完成反应、结构推断、合成等———依然需要学生在纸面完成，且由于学生数量原因，教师也只能抽查部分学生的纸面作业，覆
【参考文献】：
期刊论文
[1]研究性学习在化工原理教学中的应用[J]. 滕波涛,谢坚坚,冯姗,刘亚. 化学教育. 2016(22)
[2]基于美国《化学教育》2014年度论文分析国际高等化学教育研究现状[J]. 薛斌. 化学教育. 2016(04)
[3]Moodle平台的建设及扩展[J]. 王大庆. 软件. 2011(06)
[4]基于Moodle的网络教学平台的构建与应用[J]. 孙柏祥. 电脑知识与技术. 2010(05)
本文编号：2938597
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