Nghiên cứu xây dựng một số mô phỏng hoá hữu cơ trên cơ sở kết hợp Flash 8.0 và Violet 1.7

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI
2 KHOA HOÁ HỌC

------*---*---*------

VŨ THỊ HƢƠNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MỘT SỐ
MÔ PHỎNG HOÁ HỮU CƠ TRÊN
CƠ SỞ KẾT HỢP FLASH 8.0 VÀ
VIOLET 1.7
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI
HỌC
Chuyên ngành : Hoá Hữu cơ

HÀ NỘI – 2012
Vũ Thị Hương

1

K34B – SP Hóa


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Vũ Thị Hương

Khóa luận tốt nghiệp

2

K34B – SP Hóa


LỜI CẢM ƠN
Với lòng biết ơn chân thành, tôi xin được bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới
ThS. Chu Anh Vân – Khoa Hóa học, Trường ĐHSP Hà Nội 2, người đã tận
tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành khóa luận.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, các bạn sinh viên khoa Hóa
học đã giúp đỡ tôi trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp.
Tôi xin được bày tỏ lời cảm ơn tới gia đình, người thân đã tạo mọi điều
kiện vật chất và tinh thần để tôi hoàn thiện được đề tài của mình.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 12/05/2012
Sinh viên

Vũ Thị Hương

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Công nghệ thông tin (CNTT) ngày nay đang được ứng dụng rộng rãi và
thiết thực trong đời sống, sản xuất, kinh doanh, nghiên cứu khoa học cơ bản,



khoa học kĩ thuật và khoa học giáo dục. Ứng dụng CNTT trong dạy - học Hóa
học ngày càng trở lên phổ biến. Việc sử dụng phần mềm để soạn giáo án, đề

thi, thiết kế đồ dùng dạy học, thí nghiệm ảo, các mô phỏng trên máy tính để
trình diễn cho tiết học thêm sinh động và hấp dẫn trở thành nhiệm vụ cần thiết
và căn bản trong công cuộc đổi mới phương pháp dạy và học do Bộ GD &
ĐT đề xuất.
Hóa học còn tiềm ẩn nhiều khái niệm trừu tượng, nhiều phản ứng diễn ra
mà không thể quan sát cũng như tách biệt các giai đoạn trung gian, nhiều thí
nghiệm độc hại và nguy hiểm, quy trình sản xuất hóa học trong thực tế và
nhiều hiện tượng hóa học mà người học không được quan sát thực tế nên rất
cần các mô phỏng để trình diễn giúp người học tiếp thu kiến thức dễ dàng,
hiệu quả hơn.
Nội dung về cơ chế phản ứng và mô hình một số phân tử cũng như một số
thao tác thực nghiệm trong chương trình hóa Hữu cơ thường trừu tượng, khó
ghi nhớ. Sự kết hợp giữa phần mềm Macromedia Flash và Violet có thể hỗ trợ
đắc lực cho việc mô phỏng các cơ chế phản ứng, mô hình cấu trúc một số
phân tử và thao tác thực nghiệm khó mà điều kiện thực tế không cho phép
thực hiện giúp cho việc học hóa Hữu cơ trở nên trực quan, làm tăng hứng thú
học tập, người học hiểu bài nhanh hơn do việc thu nhận thông tin sự vật, hiện
tượng một cách chính xác và đầy đủ.
Xuất phát từ những lí do trên tôi lựa chọn đề tài : “Nghiên cứu xây dựng
một số mô phỏng hóa hữu cơ trên cơ sở kết hợp Flash 8.0 và Violet 1.7”.

2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng một số mô phỏng trực quan về thực nghiệm hóa học, mô hình
cấu trúc một số phân tử phức tạp, mô phỏng về cơ chế một số phản ứng trong
hóa Hữu cơ, nhằm cung cấp một nguồn tài liệu tham khảo hữu dụng trong học



tập, giảng dạy, thiết kế website.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu

- Xây dựng mô phỏng một số thao tác thực nghiệm khó.
- Xây dựng mô hình cấu trúc một số phân tử phức tạp.
- Mô phỏng một số cơ chế AN, AE, SE, E, SN….
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lí thuyết.
- Phương pháp chuyên gia.
- Phương pháp thực nghiệm thiết kế các mô phỏng bằng phần mềm Flash và
kết hợp Flash với Violet.
5. Giả thuyết khoa học
Nếu thiết kế được các nội dung mô phỏng hóa Hữu cơ có chất lượng, biết
cách khai thác và sử dụng chúng có tác dụng nâng cao chất lượng học tập
giúp người học nắm vững kiến thức, phát triển hứng thú, óc sáng tạo, phát
huy tính tích cực, tự lực của người học.

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Khái niệm mô phỏng



Theo từ điển tiếng Việt, mô phỏng có nghĩa là bắt trước làm theo một cái
mẫu nào đó [18].
Theo TS. Nguyễn Trọng Thọ, mô phỏng (Simulation) là một chương trình
tin học, sử dụng toán học hoặc lí luận logic để tái tạo các giá trị đặc điểm
chọn lọc của một hệ theo cách mà hiệu ứng đó do sự thay đổi giá trị các biến
riêng biệt có thể quan sát được. Thuật toán và logic phải quan hệ cơ bản với
hệ đang xét và không chỉ dùng để lựa chọn những quan sát khác nhau được
chuẩn bị trước [14].
Mô phỏng hóa học trong dạy học hiện nay là một ứng dụng công nghệ
thông tin. Các mô hình mô phỏng giúp nhanh chóng mô tả được các quá trình
phức tạp mà ta không nhìn thấy được hoặc nó diễn ra rất dài… mô phỏng lại

các quá trình này giúp học sinh nhận thức được hiện tượng một cách rõ ràng
hơn, đồng thời khắc sâu được nội dung kiến thức của người học.
1.1.1. Nguyên tắc xây dựng mô phỏng
Trong hoá học cần xây dựng các nội dung mô phỏng đối với:
- Những quá trình phức tạp khó hình dung như : Các cơ chế phản ứng, mô
hình cấu trúc một số phân tử phức tạp, quá trình chưng cất, quá trình hoà tan
muối ăn…
- Kiến thức mà phương tiện trực quan, minh hoạ còn hạn chế.
- Mô hình có quy trình sản xuất phức tạp, nhiều giai đoạn.
- Nội dung có nhiều kiến thức áp dụng cho dây chuyền công nghệ liên quan
đến tính chất của chất, các nguyên tắc hoá học cơ bản như các phương pháp
tăng tốc độ phản ứng.



1.1.2. Quy trình xây dựng mô phỏng
Khi xây dựng một mô phỏng ta tiến hành theo các bước sau [25] :
Bước 1 : Xác định mục tiêu bài học.
Bước 2 : Chọn nội dung mô phỏng.
Việc xác định mục tiêu bài học để xây dựng mô phỏng cần được xem xét
kĩ cả về yêu cầu cũng như mức độ triển khai để có hiệu quả thiết thực. Không
nên áp dụng mô phỏng cho toàn bộ bài giảng. Nội dung mô phỏng tập trung
vào những cơ chế, quá trình động xảy ra bên trong mà không thể quan sát trực
tiếp được hoặc những quá trình phức tạp khó hình dung, diễn ra trong một
thời gian dài mà với khuôn khổ một tiết học không mô tả được.
Bước 3 : Viết kịch bản chương trình mô phỏng.
Bước 4 : Phối hợp với chuyên gia tin học để xây dựng chương trình
mô phỏng.
Bước 5 : Chạy thử chương trình mô phỏng và chỉnh sửa .
1.2. Ứng dụng của công nghệ thông tin trong dạy – học Hóa học

1.2.1. Ƣu và nhƣợc điểm của việc sử dụng mô phỏng trong giảng dạy Hóa học
hiện nay [3, 7, 12]
1.2.1.1. Ưu điểm
- Mô phỏng huy động tất cả khả năng xử lý thông tin của người học, tất cả cơ
quan cảm giác của người học giúp người học dễ hiểu bài, hiểu bài một cách
sâu sắc những nội dung khó trừu tượng, nhớ lâu hơn do tiếp nhận thông tin về
sự vật hiện tượng một cách sinh động, chính xác và đầy đủ từ những mô
phỏng đó từ đó nâng cao hứng thú học tập bộ môn, giờ dạy có hiệu quả hơn.



- Giúp bài giảng phong phú sinh động hấp dẫn với người học thông qua hình
ảnh, âm thanh. Có thể tiến hành thí nghiệm minh họa trực tiếp trong khi
giảng.
- Nguồn thông tin đa dạng, phong phú, sinh động và có yếu tố bất ngờ.
- Có thể dễ dàng hướng người học tự học, tự nghiên cứu, làm việc theo nhịp
độ riêng, kích thích sự say mê học tập của người học.
- Giúp giáo viên (GV) tiết kiệm được thời gian trong mỗi tiết học và có điều
kiện đi sâu vào bản chất bài học, có thể hướng dẫn cho người học tiếp cận
lượng kiến thức lớn phong phú và sinh động tạo cho lớp học sôi nổi, tiếp thu
bài nhanh hơn và giờ dạy có hiệu quả hơn.
1.2.1.2. Nhược điểm
- Khi trình chiếu trong giờ dạy học trên lớp người học hay tò mò đến hiệu
ứng sinh động hạn chế tập trung vào nội dung chính.
- GV mất nhiều thời gian để chuẩn bị giáo án, quá trình tìm nguồn tư liệu,
hình ảnh.
- Sử dụng mô phỏng trong dạy và học với sự hỗ trợ của CNTT đòi hỏi GV
phải có hiểu biết về tin học để xây dựng mô phỏng, kèm theo đó trình độ tiếng
Anh đang là một trở ngại lớn.
1.2.2. Thực trạng việc sử dụng CNTT trong dạy học Hóa học ở nƣớc ta hiện

nay [1]
Như chúng ta đã biết, thế giới hôm nay đang chứng kiến những đổi thay
có tính chất khuynh đảo trong mọi hoạt động phát triển kinh tế - xã hội nhờ
những thành tựu của CNTT.
Chỉ thị 58-CT/UW của Bộ Chính Trị ngày 07 tháng 10 năm 2000 về việc
đẩy mạnh ứng dụng CNTT phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại
hóa đã chỉ rõ trọng tâm của ngành giáo dục là đào tạo nguồn nhân lực về
CNTT và đẩy mạnh ứng dụng CNTT trong công tác giáo dục và đào tạo.



Để thực hiện chỉ thị trên thì Bộ GD & ĐT đã tăng cường trang thiết bị cho
nhà trường, cung cấp thêm nhiều thiết bị thông tin, khuyến khích cán bộ và
giáo viên nghiên cứu phần mềm phục vụ cho công tác giảng dạy, ứng dụng
CNTT vào giảng dạy.
Tuy nhiên việc ứng dụng CNTT trong dạy học hiện nay chủ yếu chỉ ở
hình thức thiết kế các bài giảng điện tử phần lớn là sử dụng phần mềm trình
chiếu Powerpoint hay phần mềm Violet. Các bài giảng điện tử thông thường
được download từ mạng về chỉnh sửa hoặc tự làm và chủ yếu là trình chiếu
nội dung bài học, chất lượng chưa cao, chưa phát huy được điểm mạnh của
CNTT. Có ít bài giảng sử dụng thí nghiệm mô phỏng, mô hình….
Đối với bộ môn Hóa học đặc biệt là hóa Hữu cơ việc ứng dụng CNTT
trong dạy - học còn nhiều hạn chế. Việc tổ chức một bài giảng có ứng dụng
CNTT sử dụng phần mềm đòi hỏi phải có phương tiện, thiết bị dạy học trong
khi đó trang thiết bị phục vụ cho việc sử dụng CNTT vào dạy học còn hạn chế
nên việc khai thác sử dụng phần mềm trong dạy học hóa Hữu cơ gặp nhiều
khó khăn.
1.2.3. Giải pháp thúc đẩy việc ứng dụng CNTT trong công tác dạy học
hóa học [1]
Ứng dụng CNTT trong dạy học hiện nay cần tạo các tư liệu điện tử, xây

dựng các thí nghiệm ảo, các mô phỏng, thiết kế các bài giảng điện tử, để có


các bài giảng chất lượng cần phải có các tư liệu, các video clip, các thí
nghiệm mô phỏng phù hợp do vậy cần phải tìm kiếm tư liệu trên mạng
internet, phần mềm dạy học, cách sử dụng các phần mềm dạy học p hù hợp
với đặc thù từng môn học.
Đối với môn Hoá học là môn khoa học thực nghiệm trong điều kiện cơ sở
vật chất chưa đáp ứng, nội dung khó, trừu tượng thì việc sử dụng phần mềm
hóa học để thiết kế mô phỏng, thí nghiệm ảo là rất cần thiết và sự kết hợp
giữa Macromedia Flash và Violet là những phần mềm hữu ích.


1.3. Phần mềm soạn giáo án điện tử Violet
1.3.1. Giới thiệu phần mềm Violet [24, 25]
Violet (Visual & Online Lesson Editor for Teachers - công cụ soạn thảo
bài giảng trực tuyến dành cho giáo viên) là phần mềm công cụ giúp cho giáo
viên có thể tự thiết kế bài giảng có giao diện thuần Việt. Phần mềm này do
nhóm Violet (Đinh Hải Minh, Nguyễn Phú Bình, Nguyễn Phú Quảng và Bùi
Anh Tuấn) xây dựng.
Violet có giao diện được thiết kế trực quan và dễ dùng, ngôn ngữ giao tiếp
và phần trợ giúp đều hoàn toàn bằng tiếng Việt, nên phù hợp với cả những
GV không giỏi tin học và ngoại ngữ. Mặt khác, do sử dụng Unicode nên font
chữ trong Violet và trong các sản phẩm bài giảng đều đẹp, dễ nhìn và có thể
thể hiện được mọi thứ tiếng trên thế giới. Thêm nữa, Unicode là bảng mã
chuẩn quốc tế nên font tiếng Việt luôn đảm bảo tính ổn định trên mọi máy
tính, mọi hệ điều hành và mọi trình duyệt internet.
Violet cho phép chuyển đổi được ngôn ngữ một cách toàn diện, vì vậy rất
thích hợp cho việc dạy học bất cứ ngoại ngữ nào.
Tương tự phần mềm Powerpoint, Violet có đầy đủ các chức năng dùng để

tạo các trang nội dung bài giảng như : cho phép nhập các dữ liệu văn bản,
công thức, các file dữ liệu multimedia (hình ảnh, âm thanh, phim, hoạt hình
flash...), sau đó lắp ghép các dữ liệu, sắp xếp thứ tự, căn chỉnh hình ảnh, tạo
các hiệu ứng chuyển động và biến đổi thực hiện các tương tác với người
dùng. Violet cũng có các module công cụ dùng cho vẽ hình cơ bản và soạn
thảo văn bản nhiều định dạng (rich text format).
Sau khi soạn thảo xong bài giảng, Violet sẽ cho phép xuất bài giảng ra
thành một thư mục chứa file (*.exe) hoặc file HTML chạy độc lập, tức là
không cần Violet vẫn có thể chạy được trên mọi máy tính, hoặc đưa lên máy
chủ thành các bài giảng trực tuyến để sử dụng qua mạng internet.



1.3.2. Giao diện làm việc trong Violet [25, 27, 31]
* Chọn giao diện bài giảng
Vào menu Nội dung Chọn giao diện. Cửa sổ chọn giao diện cho bài
giảng hiện ra như sau:

Kéo thanh trượt ngang phía dưới để xem và lựa chọn toàn bộ các giao
diện. Hiện tại chương trình cung cấp 10 giao diện khác nhau và sẽ được cập
nhật nhiều hơn về sau.
Giao diện đầu tiên là giao diện trắng (không có gì). Nếu lựa chọn giao
diện này thì bài giảng sẽ chỉ còn 2 nút next, back ở phía dưới bên phải để
chuyển đổi giữa các trang màn hình. Với giao diện trắng thì các tư liệu sẽ
được hiển thị to hơn, tuy nhiên việc theo dõi và thay đổi các mục sẽ khó khăn
hơn.
Giao diện trắng rất phù hợp khi người dùng tạo ra một trang tư liệu (ví dụ
các bài tập) rồi nhúng vào trong các bài giảng được tạo bởi chương trình khác
(như Powerpoint hay một trình soạn thảo Web chẳng hạn).
* Giao diện làm việc

1.3.3. Thao tác trong Violet [30]
- Tạo file mới
Muốn tạo một file mới dùng tổ hợp phím Ctrl + N hoặc F2.
- Mở một file có sẵn
Muốn mở một file có sẵn dùng tổ hợp phím Ctrl + O hoặc F3.
- Lưu một file
Muốn lưu một file dùng tổ hợp phím Ctrl + S hoặc F4.
- Đóng gói bài giảng
Sau khi soạn thảo xong và lưu bài giảng, ta vào mục Bài giảng

Đóng

gói (phím tắt F4) chọn “Xuất ra file chạy *.exe”. Chức năng này sẽ xuất bài
giảng đang soạn thảo ra thành một sản phẩm chạy độc lập, có thể copy vào
đĩa mềm hoặc đĩa CD để chạy trên các máy tính khác mà không cần chương
trình Violet.
Đóng gói bài giảng ra file *.exe có thể giúp bạn liên kết với các bài giảng
được tạo bằng Powerpoint hoặc các công cụ khác có hỗ trợ liên kết.



Nếu đóng gói dạng HTML, phần mềm sẽ chạy dưới dạng giao diện web,
và có thể đưa lên website của trường, website cá nhân hoặc một hệ thống Elearning nào đó. Nhờ vậy, giáo viên có thể truy cập, sử dụng bài giảng của
mình thông qua internet ở mọi nơi, mọi lúc mà không cần mang theo đĩa mềm
hay CD.
Việc đóng gói ra HTML thực chất là đóng gói ra dạng *.swf, là dạng file
chương trình chuẩn của Macromedia Flash, vì vậy nên bất cứ chương trình

nào hỗ trợ nhập flash thì đều có thể nhúng được bài giảng Violet vào bên
trong nó.
1.4. Giới thiệu về phần mềm Flash 8.0
1.4.1. Giới thiệu phần mềm Flash [14, 15]
Macromedia Flash 8.0 là phần mềm được phát triển bởi công ty
Macromedia. Flash cho phép tạo ra những ứng dụng đồ họa mạnh mẽ một
cách nhanh chóng và dễ dàng. File nguồn của flash có phần mở rộng là fla,
sau khi xuất bản nó sẽ có phần mở rộng là *.swf, file này sẽ được chạy bởi
Flash player, chương trình này được cài đặt mặc định cùng với flash. Có thể
cài đặt flash từ đĩa CD hoặc download từ website www.macromedia.com.
Ngày nay, flash đã trở thành một phần mềm đồ họa hoạt hình chuẩn trên
web. Flash sẽ được bổ sung các hiệu ứng thú vị cho trang web, làm cho trang
web có tính tương tác cao hơn và hấp dẫn hơn bởi những hình ảnh động gọi là
hoạt cảnh (animation). Những hình ảnh tạo ra từ các công cụ của flash là hình
ảnh vector, tuy nhiên flash vẫn cho phép ta đưa cả các hình ảnh Bitmap vào
trong các hoạt cảnh. Bên cạnh đó, flash không những cho phép lồng âm thanh
vào hoạt cảnh mà còn được phép hiệu chỉnh về cường độ âm thanh trong đó.
Các công cụ trong flash cho phép phát huy hết khả năng sáng tạo của người
sử dụng hoặc đi theo các hướng chuẩn đã được thiết lập.
Flash là một phần mềm mạnh và linh hoạt, nó giúp cho giáo viên mô
phỏng các hiện tượng từ đơn giản đến phức tạp tùy theo trình độ của mình.



Giáo viên có thể mô phỏng các hiện tượng bằng cách vẽ các hình ảnh trên
Timeline, bằng cách dùng các công cụ biến đổi hình ảnh, cũng có thể chèn các
hình ảnh hay video từ bên ngoài vào flash rồi điều khiển nó, hoặc thầy cô có
thể sử dụng ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng Actionscrip để điều khiển các
đối tượng một cách thật linh hoạt . Việc thiết kế và sử dụng mô hình động mô
tả các phản ứng hóa học bằng phần mềm flash sẽ giúp học sinh dễ tiếp thu,

hiểu bài một cách sâu sắc hơn do việc thu nhận thông tin quá trình phản ứng
một cách sinh động, chính xác, đầy đủ. Từ đó, nâng cao hứng thú học tập môn
học, nâng cao niềm tin của học sinh vào khoa học.
Flash có thể nhúng vào rất nhiều ứng dụng, có thể đưa vào các bài giảng
Powerpoint, Violet hoặc một số dạng bài giảng khác để tăng tính sinh động,
làm công cụ cho việc dạy – học. Với những ưu điểm đó Flash sẽ trở thành
phương tiện trực quan vô cùng hữu hiệu cho quá trình dạy – học.
1.4.2. Giao diện làm việc trong phần mềm Flash [ 15 ]
Sau khi khởi động Flash chọn Flash Document để đến giao diện làm việc.