Báo cáo tham luận hội nghị ứng dụng công nghệ Multimedia tong giáo dục đào tạo

CHƯƠNG TRÌNH KC 01
ĐỀ TÀI MÃ SỐ KC 01-14
------&------



ĐỀ TÀI THUỘC CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC 01
MÃ SỐ KC 01.14

NGHIÊN CỨU PHÁT TRI ỂN ỨNG DỤNG
CÔNG NGHỆ ĐA PHƯƠNG TIỆN


BÁO CÁO NHÁNH:

Báo cáo tham luận hội thảo
“ Ứng dụng công nghệ Multimedia trong
giáo dục đào tạo”









6352-13
20/4/2007
HÀ NỘI, 4/2005
Đề tài KC01-14

Viện công nghệ thông tin – ĐHQGHN











TÀI LIỆU:

Báo cáo tham luận hội thảo
“ Ứng dụng công nghệ Multimedia trong
giáo dục đào tạo”

Hà nội 3/2005

1

DANH SÁCH CÁC BÁO CÁO CỦA CHƯƠNG TRÌNH HỘI THẢO
“ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MULTIMEDIA TRONG GIÁO DỤC ĐÀO TẠO”


1. Một số vấn đề trong xây dựng các thí nghiệm ảo Vật lí, Hoá học,
Sinh học
2. Triển khai dạy thí điểm các thí nghiệm ảo Vật lí - Những kết quả
bước đầu
3. Triển khai dạy thí điểm các thí nghiệm ảo Sinh học - Những kết quả
bước đầu
4. So sánh đánh giá một số công cụ xây dựng dữ liệu multimedia
5. Các phương pháp tạo ánh sáng trong thí nghiệm ảo
6. Một số modul điều khiển tương tác với Lingo
7. Quy trình tạo các đối tượng 3 chiều bằng phần mềm 3DS Max
8.
Phương pháp tạo chất liệu thuỷ tinh cho các dụng cụ trong thí nghiệm
hoá học.

Trang
2

12

16

19
30
39
49
61




2
“MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG XÂY DỰNG
CÁC THÍ NGHIỆM ẢO VẬT LÍ, HOÁ HỌC, SINH HỌC”
Nguyễn Đình Hoá

Viện Công nghệ thông tin - Đại học quốc gia Hà nội


Mục tiêu và nhiệm vụ

Đề tài cấp nhà nước “Nghiên cứu phát triển ứng dụng công nghệ đa phương tiện” mã
số KC.01–14 do Viện CNTT-ĐHQG HN là cơ quan chủ trì đề tài và PGS. TSKH.
Nguyễn Cát Hồ làm chủ nhiệm.

Đề tài có 3 nhánh nghiên cứu tương ứng trong 3 lĩnh vực y tế, văn hoá và giáo dục đào
tạo.
Nhánh đề tài nghiên cứu ứng dụng công nghệ đa phương tiện trong lĩnh vực giáo dục
đào tạo có nhiệm vụ nghiên cứu xây dựng phần mềm đa phương tiện mô phỏng các thí
nghiệm ảo phục vụ giảng dạy một số môn học trong nhà trường phổ thông và nghiên cứu
các công cụ hỗ trợ.
Các nội dung nghiên cứu cụ thể bao gồm
Xây dựng 24 thí nghiệm ảo chọn lọc từ trong chương trình các môn học Vật lí, Hoá
học, Sinh học ỏ cấp phổ thông trung học.
Xây dựng kho dữ liệu các yếu tố đồ họa số hóa cơ bản (tĩnh và video) phục vụ cho
việc phát triển các thí nghiệm mô phỏng.
Tổ chức thực hiện việc thực nghiệm sư phạm và kiểm nghiệm để chứng minh tính hiệu
quả của phương thức thực nghiệm ảo trong thực tế giảng dạy ở trường phổ thông trung
học
Việc thực hiện nhánh đề tài này do hai nhóm chuyên môn đảm nhiệm
1- Nhóm thứ nhấ
t là một tập thể các nhà sư phạm thuộc Viện Khoa học giáo dục do
PGS.TS. Vũ Trọng Rĩ phụ trách. Nhóm này chịu trách nhiệm lựa chọn các bài thí
nghiệm, viết kịch bản các thí nghiệm và xúc tiến giảng dạy thí điểm.
2- Thứ hai là nhóm công nghệ Multimedia thuộc Viện CNTT- ĐHQG HN gồm các
cán bộ chuyên ngành công nghệ thông tin, chịu trách nhiệm xây dựng phần mềm mô


3
phỏng các thí nghiệm theo kịch bản được lựa chọn, đồng thời nghiên cứu quy trình xây
dựng thí nghiệm ảo.
Báo cáo này trình bày quá trình nghiên cứu của nhóm thứ 2, nhóm chuyên viên CNTT
về multimedia thuộc Viện CNTT-ĐHQG HN. Báo cáo sẽ trình bày những khó khăn
thách thức khi thực hiện nhiệm vụ của đề tài, các bước chuẩn bị và tiến hành nghiên cứu,
và các kết quả đạt được.

Mục tiêu đặt ra cho nhánh đề tài:
Tổng số thí nghiệm ảo cần xây dựng: 24, trong đó 8 thí nghiệm về Vật lí, 8 thí nghiệm
về Hoá học, 8 thí nghiệm về Sinh học.
Các sản phẩm khoa học, cụ thể là các phần mềm thí nghiệm ảo dùng trong giảng dạy
phải bảo đảm các đòi hỏi về chất lượng, có tính khoa học, tính sư phạm, tính thẩm mỹ
cao.
Một cách chi tiết có thể nêu các yêu cầu cụ thể như dưới đây
Về thể hiện nội dung: đảm bảo tính sư phạm, trình bày được bản chất vấn đề; tính
chân thật, đúng đắn, gần hiện thực.
Về kĩ thuật: khai thác tối đa sức mạnh của công nghệ đa phương tiện kết hợp chữ viết,
hình ảnh, chuyển động, âm thanh để diễn tả trực quan. Tính tương tác cao để giáo viên và
học sinh thực hành trên máy tính. Giao diện người dùng thân thiện, dễ sử dụng.
Về mỹ thuật: Hài hoà về hình khối, màu sắc, đẹp mắt và hấp dẫn.
Về công nghệ: sử dụng các công nghệ tiên tiến đã được chuẩn hoá. Sử dụng đồ hoạ 3D
để tăng tính trực quan và chân thật, làm nổi bật ưu điểm và hiệu quả của công nghệ đa
phương tiện.

Các vấn đề kĩ thuật công nghệ


Mô hình thí nghiệm ảo
Trước hết cần quan niệm đúng đắn thế nào là thí nghiệm ảo.
Thí nghiệm ảo không phải là một đoạn hoạt hình hay vi deo tường thuật lại minh hoạ
quá trình tiến hành thí nghiệm.

4
Mỗi thí nghiệm ảo là một phần mềm đa phương tiện hoàn chỉnh, tích hợp nhiều loại
dữ liệu như văn bản, hình ảnh, âm thanh, video.
Các thí nghiệm ảo phải có khả năng tương tác cao. Giáo viên và học sinh thực sự có
thể “làm thí nghiệm” như trước một bàn thí nghiệm. Các đối tượng trong cho phép người

sử dụng trực tiếp điều khiển. Giáo viên có thể sử dụng chuột để chọn lấy các dụng cụ thí
nghiệm trên giá, thực hiện thao tác từng bước theo kịch bản đề ra, nhịp độ có thể nhanh
hay chậm tuỳ ý, có thể làm lại thao tác.
Bản thân mỗi thí nghiệm ảo là một chuỗi các thao tác phức tạp, gồm nhiều cảnh khác
nhau.
Có những thí nghiệm đòi hỏi xử lí có phần “thông minh”, có nhiều khả năng lựa chọn
khác nhau đưa đến các tình huống khác nhau. Một ví dụ thí là thí nghiệm về đo dòng
điện. Các cách lắp đặt nguồn điện, thiết bị đo và nối dây khác nhau có thể đưa đến tình
huống đúng hoặc sai, sai từ lỗi nhẹ đến lỗi có hậu quả nghiêm trọng (gây cháy nổ).

Tính đa dạng của các thí nghiệm
Do đặc thù của các môn học Vật lí, Hoá học, Sinh học về các lĩnh vực rất khác nhau
nên sản phầm thí nghiệm ảo cũng phong phú và đa dạng.
Các thí nghiệm Vật lý yêu cầu tính chính xác về hình khối, đảm bảo tỷ lệ về kích
thước, chính xác các chuyển động, công thức tính toán đúng đắn.
Các thí nghiệm Hoá học đòi hỏi phải mô tả trung thành các phản ứng hoá học, do đó
yêu cầu chính xác về màu sắc: màu của các hoá chất, của lửa cháy, khói bốc lên; yêu cầu
chính xác về hình dạng: các dạng kết tủa khác nhau, dạng mây, dạng hạt, khuyếch tán…
Môn Sinh học yêu cầu nhiều hình vẽ giải phẫu học phức tạp, các quá trình mô phỏng
hoạt động của các cơ quan nội tạng, các quá trình sinh học khó diến tả trực quan và cũng
khó thực hiện tương tác.

Phương pháp nghiên cứu và phát triển sản phẩm

Để tiến hành một đề tài nghiên cứu khoa học thành công cần phải có phương pháp
nghiên cứu đúng đắn. Sau khi đã xác định được những vấn đề kĩ thuật công nghệ phức
tạp như nêu trên, cần có phương pháp đúng đắn để giải quyết.

5
Trước hết, cần tìm hiểu các công nghệ liên quan, so sánh đánh giá các tính năng và lựa

chọn công nghệ phù hợp nhất. Nghiên cứu phát triển sản phẩm trên cơ sở công nghệ và
kỹ thuật hiện đại, tuân theo các chuẩn mới.
Nghiên cứu các sản phẩm đa phương tiện cùng loại đã có, nghiên cứu để nắm được
phương pháp phát triển, tìm ra các ưu điểm nhược điểm, rút kinh nghiệm vận dụng vào
sản phẩm của mình.
Nghiên cứu nắm vững nội dung khoa học và sư phạm của mỗi thí nghiệm để có thể
trình bày được bản chất vấn đề, đảm bảo chân thật, sát với hiện thực. Tìm hiểu thực tế
các phòng thí nghiệm, công cụ thí nghiệm, việc giảng dạy thực hành thí nghiệm ở nhà
trường
Làm thử sản phẩm, rút kinh nghiệm trên cơ sở bản mẫu trực quan, xây dựng quy trình
chuẩn hoá dần từng bước.

Tìm hiểu công nghệ và lựa chọn công cụ phát triển

Việc xây dựng sản phẩm multimedia yêu cầu tích hợp rất nhiều loại dữ liệu như văn
bản, hình ảnh, âm thanh, video. Đồng thời trong các sản phẩm multimedia phải có các
tương tác theo kịch bản.
Nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu các công cụ làm đồ hoạ 2 chiều, 3 chiều, các công cụ
biên tập, tìm hiểu ngôn ngữ lập trình Lingo dành riêng để phát triển tương tác trong các
sản phẩm đa phương tiện

Các công cụ làm đồ hoạ 2 chiều
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều công cụ xây dựng đồ hoạ 2 chiều. Chúng rất đa
dạng và phong phú. Có những phần mềm có đầy đủ các chức năng, cững có những phần
mềm chỉ có một vài chức năng. Dưới đây là danh sách các phần mền đồ hoạ 2 chiều:
Photoshop, Paint Shop Pro, QuarkXpress, Corel KnockOut, Illustrator, Eye Candy,
Photoshop Elements, Freehand, Canvas, Photosuit,
Nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu 4 công cụ chính, đó là
Adobe PHOTOSHOP
Paint Shop Pro

QuarkXpress

6
Corel KNOCKOUT

So sánh các công cụ xử lý Video
Nhóm nghiên cứu đã so sánh
Adobe Premiere
Final Cut Pro
After Efects
Cleaner
Roxio Videowave

Công cụ đồ hoạ 3 chiều

Các công cụ đồ hoạ 3D đã được tìm hiểu nghiên cứu
Bryce 3D
InfiniD
3D Studio Max
Soft Image
Maya

Các phần mềm tổng hợp dữ liệu và xây dựng ứng dụng Multimedia
Authorware 6.0
Macromedia Flash
Macromedia Director

Tìm hiểu các sản phẩm multimedia hiện có

7
Các sản phẩm đa phương tiện vê lĩnh vực giáo dục đào tạo đang có mặt trên thị trường
Việt nam không nhiều. Nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu hơn 10 CD sản phẩm loại này.
Bộ phần mềm gia sư dạy học các môn toán, lý, hoá, sinh, sử, địa cho học sinh phổ
thông trên các đĩa CD của NXB Trẻ, 2003.
Thí nghiệm vật lý chứng minh : Nhiệt động lực học, vật lý phân tử “ giao động cơ học
và sóng “ Của Phạm Xuân Kế và Lăng Đức Sỹ-khoa vật lý Đại học sư phạm Hà nội.
Bộ phần mềm Sách giáo khoa điện tử Khoa học tự nhiên lớp 9: Hóa học, Sinh học,
Vật lý, NXB Giáo Dục, 2000.
Phần mềm Quang hình học: Mô phỏng và thiết kế, ĐHSP Hà Nội, 2003.
Phần mềm dạy học Vật lý trong trường Trung học cơ sở, ĐHSP Hà Nội, 2003.
02 đĩa CD thí nghiệm sinh vật của Đức về tế bào

Khảo sát thực tế


Đọc sách giáo khoa các môn học Vât lí, Hoá học, Sinh học chương trình lớp 8, lớp 9
do NXB Giáo dục ấn hành
Đọc sách giáo khoa các môn học Vât lí, Hoá học, Sinh học chương trình cải cách do
các nhà sư phạm của Viện KHGD cung cấp.
Tham quan phòng thí nghiệm, chụp ảnh các đồ dùng thí nghiệm, quay vi deo một số
thí nghiệm.
Sưu tầm tài liệu hình ảnh minh hoạ từ nguồn Internet.

Một số khó khăn


Khó khăn chủ quan
Đề tài nghiên cứu là dịp đầu tiên phối hợp cộng tác giữa các nhà sư phạm với các
chuyên viên CNTT để làm ra một sản phẩm khoa học ứng dụng CNTT vừa có tính giáo

dục cao vừa chứa đựng những tính năng ưu việt của công nghệ đa phương tiện.
Các nhà khoa học sư phạm chuyên môn giỏi chưa biết được khả năng của CNTT đến
đâu. Việc xây dựng kị
ch bản cho một sản phẩm phần mềm do đó có nhiều khó khăn, đòi

8
hỏi có sự cộng tác hõ trợ lẫn nhau từ phía những người thực hiện sản phẩm.Chất lượng
của các kịch bản giai đoạn đầu phản ánh những khó khăn này.
Các kĩ thuật viên CNTT chưa có kiến thức chuyên môn và khả năng sư phạm về các
môn học.
Cả hai nhóm đều chưa có kinh nghiệm trong việc xây dựng kịch bản. Chưa có một
ngôn ngữ chung thống nhất. Sự phối hợp với nhau phải dựa vào mô tả trực quan, trên cơ
sở bản mẫu thí điểm, sửa chữa hoàn thiện dần.

Khó khăn khách quan

Lựa chọn sử dụng công nghệ 3D để có tính trực quan cao, có hình khối, có nhiều góc
nhìn là cần thiết để đảm bảo các yêu cầu của sản phẩm thí nghiệm ảo. Tuy nhiên, công
nghệ đa phương tiện đã phức tạp, trong đó kĩ thuật 3D lại phức tạp hơn nữa.
Việc xây dựng sản phẩm đa phương tiện yêu cầu tích hợp nhiều loại dữ liệu như văn
bản, hình ảnh, âm thanh, video. Người phát triển sản phẩm cần nắm vững tính chất, đặc
điểm của từng loại dữ liệu, biết cách xử lí chúng thành thạo để có thể tích hợp nhiều
thành phần, nhiều đối tượng thành một thể thống nhất. Sự đồng bộ chính xác là rất quan
trọng nhưng cũng khó thực hiện, đòi hỏi tỉ mỉ, chi tiết.
Các đối tượng 3D đòi hỏi xây dựng khá công phu (có thể xem các báo cáo trong phần
Xemina chuyên đề về vấn đề này). Từ xây dựng bộ xương, chọn chất liệu đắp da thịt cho
nó, tạo bóng tuỳ theo nguồn sáng, tạo chuyển động cho từng bộ phận hoà hợp với chuyển
động tổng thể của toàn đối tượng là một quá trình tỉ mỉ. Thậm chí tốc độ xử lí của máy
tính cũng phải đủ cao thì m
ới có khả năng thực hiện. Kích cỡ tệp lớn, thời gian Rendering

lâu.


Các giải pháp xây dựng các đối tượng cho thí nghiệm ảo


Đối tượng 3D:
được sử dụng đối với hầu hết các đồ dùng chính trong các thí nghiệm Hoá học và một
số thí nghiệm Vật lý, vì đây là phần chính tập trung sự chú ý của người xem, đòi hỏi phải
thể hiện với độ chính xác cao.Ví dụ các ống nghiệm, lọ bình thuỷ tinh, các hiện tượng
chuyển động gây chú ý như lửa, khói, kết tủa,…

9
Công cụ xây dựng: sử dụng phối hợp các chương trình thiết kế 3D hiện có như 3DS
Max, InfiniD, Bryce 3D.
Đối tượng dạng 2D:
dùng để thể hiện các vật thể nền cho các tương tác, sử dụng nhiều trong các thí nghiệm
Vật lý.
Công cụ xây dựng là các phần mềm Paint Shop Pro, Photoshop
Cách xây dựng đơn giản hơn: xuất phát từ các hình mô tả trong tài liệu hoặc sưu tầm,
từ các ảnh chụp trong các phòng thí nghiệm, chỉnh lại hình dạng, kích thước, gia công
mầu sắc, xử lí ánh sáng. Cách làm này có ưu điểm xây dựng rất nhanh. Các đối tượng 2D
cũng cho phép dễ tạo ra các tương tác trong các thí nghiệm ảo.
Đối tượng dạng giả 3D:
Đây là các đối tượng bản chất là 2D nhưng được xử lí trong môi trường 3D, xử lý
thêm các phần bóng, ánh sáng, mầu sắc tựa như 3D.
Mục đính sử dụng chính là trong các thí nghiệm Sinh học. Nó thường dùng để mô
phỏng các hiện tượng trong các quá trình sinh học ở người và động vật
Cách xây dựng: Xây dựng các đối tượng trên máy tính, hoặc từ các ảnh chụp cảnh
thực, chuyển các đổi tượng thành ảnh vector, xử lý ánh sáng, xử lý mầu, chỉnh lại kích cỡ

và hình dáng.
Các đối tượng giả 3D cho phép khai thác ưu điểm của của cả hai loại. Đối tượng có
chất lượng cao hơn 2D và kích cỡ lại nhỏ có thể chạy trên máy tính cấu hình thấp t
ương
đối nhanh, chấp nhận được, dễ xây dựng chuyển động và tạo các tương tác tốt.
Có thể nói lựa chọn sử dụng đối tượng giả 3D vào những phần thích hợp là một ý sáng
tạo trong xây dựng sản phẩm.

Kết luận

Một số sản phẩm thí nghiệm ảo đã hoàn thành cho đến nay đã được thử nghiệm trong
giảng dạy ở các trường THPT. Các sản phẩm được thực hiện nhìn chung đảm bảo yêu
cầu trung thành với ý đồ sư phạm, có tính mỹ thuật trội hơn, đặc biệt nhiều thí nghiệm
Vật lí, Hoá học có khả năng tương tác cao hơn nhiều sản phẩm cùng loại. Đây không phải

10
là các hình ảnh minh hoạ mà thực sự là các thí nghiệm ảo, cho phép giáo viên học sinh
thử “làm thí nghiệm”.
Các sản phẩm được xây dựng tuân thủ các chuẩn công nghệ. Các dữ liệu Multimedia
như movie, ảnh.. đều có khuôn dạng chuẩn quốc tế và chuẩn công nghiệp như: Mov, Avi,
Mpeg1,2,4, Jpeg, Gif..
Giao diện người dùng chuẩn hoá chung trong toàn bộ loạt sản phẩm, tiện dùng và mỹ
thuật hài hoà. Các thí nghiệm đều có phần làm mẫu, có tính chất hướng dẫn sử dụng,
người xem dễ dàng làm theo.
Sản phẩm phần mềm được đóng gói mã hoá dưới dạng mã máy, có biện pháp chứng
thực bản quyền. Các gói dễ dàng cài đặt và chạy trên các nền hệ điều hành phổ dụng
Windows NT, Windows 9X và 2000.

11
Phụ lục 1

DANH SÁCH CÁC THÍ NGHIỆM ẢO
Thí nghiệm sinh học
Sự phân bào nguyên phân (nguyên nhiễm)
Sự phân bào giảm phân (giảm nhiễm)
Quá trình tự nhân đôi của ADN
Quá trình tổng hợp chuỗi Axit amin
Tim và mạch máu
Hoạt động hô hấp
Tiêu hóa ở ruột non
Bài tiết nước tiểu
Hấp thu chất dinh dưỡng và thải phân
Thí nghiệm Vật lí
Hiện tượng khúc xạ ánh sáng
Xác định điện trở
Chuyển động cơ học
Mắt- mắt cận thị, mắt viễn thị
Ảnh của vật tạo bởi thấu kính hội tụ
Từ trường, Đường sức từ trường
Thí nghiệm Hoá học
Tính chất vật lí và tính chất hoá học chung của kim loại
Tính chất hoá học của muối

12
Tính chất vật lý và hóa học của axit sunfuric
Giới thiệu những dụng cụ hóa học trong nhà trường phổ thông
Pha chế dung dịch theo nồng độ

13
THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG THÍ NGHIỆM ẢO TRONG TRƯỜNG
PHỔ THÔNG VÀ CÁC KẾT QUẢ BAN ĐẦU
Lê Minh Hà
Trường THCS Lê Quý Đôn, quận Cầu Giấy, Thành phố Hà Nội

Bộ môn vật lý là một bộ môn được xây dựng từ các hiện tượng tự nhiên, từ các thí
nghiệm kiểm nghiệm, giải thích các hiện tượng thiên nhiên, phát triển tư duy khoa học,
trên cơ sở đó áp dụng vào đời sống, kỹ thuật và công nghệ tiên tiến. Đặc thù của bộ môn
vật lý là trên cơ sở những thí nghiệm, thông qua thực hành cụ thể rút ra phương pháp
nghiên cứu và những luận cứ khoa học. Vì vậy, phần thí nghiệm thực hành đối với bộ
môn vật lý là rất quan trọng và không thể thiếu được trong quá trình giảng dạy. Đặc biệt,
đối với các em học sinh THCS, bước đầu làm quen với công việc nghiên cứu vật lý thông
qua các thí nghiệm thực hành, bên cạnh phần lý thuyết, thì phần trực quan lại càng có tầm
quan trọng, nó không những hỗ trợ tích cực cho bài giảng, giúp cho học sinh hiểu và nắm
chắc kiến thức, mà còn tạo được hứng thú trong giờ học.
Hiểu rõ tầm quan trọng đó, trong những năm vừa qua, một mặt hàng năm , Bộ và
sở GD&ĐT, các cấp, các ngành có chương trình đào tạo, tập huấn bồi dưỡng, nâng cao
trình độ cho giáo viên nói chung và giáo viên môn vật lý nói riêng, đổi mới chương trình
sách giáo khoa, cải tiến phương pháp dạy và học, bên cạnh đó, còn tạo mọi điều kiện cơ
sở vật chất với khả năng có thể cao nhất, tăng cường trang thiết bị dạy học, dụng cụ thí
nghiệm , tạo tiền đề tốt cho hoạt động dạy và học.
Trong những năm vừa qua, giáo viên chúng tôi đã cố gắng rất nhiều trong hoạt
động dạy và học, bằng cách thiết kế bài giảng có câu hỏi gợi mở để học sinh thấy đích mà
vươn tới. Vì vậy tiết nào cũng phải có đồ dùng dạ
y học. Học sinh phấn khởi vì được trực
tiếp làm thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng, được tự mình tìm ra quy luật tự nhiên. Tuy
nhiên, để có được một tiết dạy như vậy còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, cộng với sự
nhiệt tình hết mình, tìm tòi, sáng tạo của giáo viên mới có thể mang lại kết quả tốt đẹp.
Một mặt dụng cụ thí nghiệm mang lại hiệu quả và hỗ trợ rất tốt cho bài học, mặt khác

nếu thí nghiệm, vì những lý do khác nhau lại không cho kết quả như mong muốn sẽ gây
mất hứng thú cho học sinh, tác động không tốt đến bài giảng, nếu không muốn nói là
phản tác dụng.Thí dụ như bộ quang học rất khó tạo ra được hai tia sáng song song. Sự

14
tạo thành ảnh của các thấu kính cũng khó thu được được hình ảnh rõ nét... Nguyên nhân
là do chất lượng đồ dùng dạy học của chúng ta chưa cao. Một số thí nghiệm khác không
gây được ấn tượng cho học sinh , thí dụ như hiện tượng dẫn nhiệt, mắt thường không thể
nhận biết được sự truyền nâng lượng. Một nguyên nhân khác nữa cũng làm cho thí
nghiệm trong điều kiện thông thường không thể thực hiện được: Thời gian, đối với một
tiết học chỉ giới hạn trong 45 phút, vừa phải truyền đạt kiến thức cơ bản, vừa phải tiến
hành thí nghiệm, với điều kiện thực tế một số trường hiện nay, khó mà thực hiện được
nếu không kéo dài thời gian của một tiết học. Hoặc có thí nghiệm, trên thực tế không thể
thực hiện được vì độ an toàn quá thấp, quá nguy hiểm , như thí nghiệm về hiện tượng
đoản mạch. Vì vậy thí nghiệm ảo đã giúp cho giáo viên rất nhiều trong hoạt động dạy
học. Nó hỗ trợ trong những trường hợp mà thí nghiệm trong điều kiện bình thường không
thể thực hiện được, vừa tiết kiệm được thời gian, vừa cho học sinh tiếp xúc với phương
pháp dạy và học tiên tiến, hiệu quả của giờ học được nâng cao.
Dưới đây là hai bài sử dụng thí nghiệm ảo cụ thể trong một số bài mà tôi đã thực
hiện trong thời gian qua:
Bài 1. Thấu kính hội tụ:
Học sinh nhìn được bao quát ảnh của vật thay đổi so với thấu kính.
Học sinh hiểu rõ và biết được cách dựng ảnh.
Sau đó học sinh có thể giải thích được đặc điểm của ảnh khi vị trí của vật thay đổi mà
giáo viên không cần mất thời gian chờ học sinh vẽ được trên lớp các trường hợp thay đổi
vị trí vật mới thấy hiện tượng
Bài 2. Thực hành xác định điện trở của dây dẫn:
Khi dạy bài này, tôi nhận thấy, kịch bản xây dựng tốt, thể hiện được các bước cần tiến
hành của một thí nghiệm điện. T
ạo cho học sinh có thói quen kiểm tra sơ đồ mạch điện,

kiểm tra mạch điện trước khi đóng mạch.
Khi sử dụng thí nghiệm ảo, học sinh vẫn mắc những lỗi như khi làm thí nghiệm thật:
Mắc sai vị trí các thiết bị, có chương trình kiểm tra giúp cho học sinh khắc sâu được
kiến thức.
Đầu dây không vào đúng chốt của dụng cụ, dây dẫn cũng bị mất như khi thực hiện
mắc dây thật - dây không nối chặt, dẫn đến tiếp xúc kém, thì coi như không có điện.

15
Mỗi thí nghiệm làm xong, ghi lại kết quả, rồi mới được làm thí nghiệm tiếp .
Kết quả thí nghiệm phải thực hiện đủ bốn lần, mới sang được chương trình vẽ đồ thị.
Kết quả thí nghiệm được vẽ trên đồ thị.Thể hiện đồ thị qua kết quả thực tế, nếu bỏ qua
sai số thì đồ thị là một đường thẳng đi qua gốc tọa độ.

Qua hai bài áp dụng thí nghiệm ảo như trên, tôi có một vài nhận xét như sau:
1. Ưu điểm:
Làm phong phú các phương pháp tiến hành thí nghiệm.
Giải quyết được các thí nghiệm mà trong điều kiện bình thường không thể thực hiện
được.
Rèn cho học sinh kỹ năng tiến hành thí nghiệm. Trong thí nghiệm thật học sinh có thể
làm tắt, dễ gây nguy hiểm, thí dụ như không kiểm tra mạch điện đã đóng mạch …
An toàn, nhẹ nhàng, hấp dẫn, kịch tính, khiến cho học sinh khắc sâu kiến thức.
Giáo viên và học sinh có điều kiện làm quen với những phương pháp dạy và học tiên
tiến.
Giáo viên và học sinh dễ sử dụng.
2. Khó khăn:
Một số giáo viên chưa thành thạo khi sử dụng vi tính. Cần được bổ túc thêm.
Tiết dạy phải trong phòng vi tính.
Phải có Projector.
3. Đề nghị:
Đối với chương trình “Thí nghiệ

m ảo’, cần xem xét đến điều kiện thực tế của các
trường học hiện nay.
Bài thực hành “xác định điện trở” có thể thêm một phần điện trở bằng cái quạt máy, dể
học sinh có thể thực hiện bài này cho bài số 15 : “xác định công suất của đèn và công
suất của quạt”.

16
Trên đây là một vài ý kiến nhỏ của tôi, hy vọng được học hỏi thêm nhiều. Chúng tôi
mong rằng, qua cuộc hội thảo này, Trường ĐHQG sẽ có những chương trình phù hợp với
hoàn cảnh thực tế hiện nay, hỗ trợ một cách tích cực và hiệu qủa nhất thày trò chúng tôi
trong hoạt động dạy và học.





17
TRIỂN KHAI DẠY THÍ ĐIỂM CÁC THÍ NGHIỆM ẢO SINH HỌC &
NHỮNG KẾT QUẢ BƯỚC ĐẦU

Phạm Thanh Hiền
Trường THCS Trưng Vương Hà Nội
Hiện nay, sự nghiệp giáo dục và đào tạo đang đổi mới trước yêu cầu phát triển
của nền kinh tế xã hội và công nghệ thông tin. Hướng đổi mới của ngành giáo dục là đào
tạo những con người mới năng động, sáng taọ, chủ động trong học tập, dễ thích ứng với
cuộc sống và lao động. Bên cạnh việc dạy cho học sinh nắm vững những nội dung cơ bản
về kiến thức, giáo viên còn dạy cho học sinh biết suy nghĩ, tư duy, sáng tạo và biết tạo ra
các nhu cầu nhận thức cho học sinh trong quá trình học tập. Để đạt được các mục tiêu
giáo dục kể trên, nhất thiết phải có sự đổi mới về nội dung và phương pháp dạy học. Góp
phần vào đổi mới phương pháp dạy học có sự tham gia tích cực của các phương tiện dạy

học, đặc biệt là các thiết bị hiện đại như máy tính, Projector… được đưa vào sử dụng để
khai thác triệt để các ưu thế của chúng.
Sinh học là khoa học thực nghiệm, phương pháp đặc trưng của dạy học Sinh học
là phương pháp quan sát và thí nghiệm thực hành; nhưng trong thực tế có những hiện
tượng, những quá trình sinh lí xáy ra trong cơ thể người, không thể quan sát, tìm hiểu trực
tiếp được, hoặc có những thí nghiệm phức tạp khó tiến hành (vì điều kiện thiết bị, đối
tượng thí nghiệm, kĩ năng của giáo viên và thời gian hạn hẹp trong khuôn khổ 1 tiết
học…). Vì vậy, chúng tôi đã thiết kế các thí nghiệm ảo sinh học để mô phỏng một cách
chân thực các hiện tượng, các quá trình sinh lí đó trong một số bài học ở sách giáo khoa
Sinh học 8. Sau một thời gian triển khai dạy thí điểm các thí nghiệm ảo Sinh h
ọc, chúng
tôi có những nhận xét sau:

1. Những ưu điểm
Thiết kế thí nghiệm ảo sinh học kết hợp các yếu tố: màu sắc, ánh sáng, âm thanh và sự
chuyển động của các hình ảnh sẽ tạo ra những hình ảnh động gần sát thực; khắc phục
được những hạn chế của các hình vẽ trong SGK và các thiết bị dạy học “tĩnh” khác. VD:
Mô phỏng sự hoạt động của tim trong sơ đồ chu kì co dãn của tim ở bài “Tim và mạch
máu” trang 56. Khi nghiên cứu hình ảnh động này, h
ọc sinh sẽ trình bày được các pha co

18
dãn trong chu kì hoạt động của tim, nêu lên được thời gian làm việc và thời gian nghỉ
ngơi của từng ngăn tim trong chu kì hoạt động và mô tả được hoạt động của các van tim,
sự vận chuyển máu theo 1 chiều khi qua tim.
Qua nghiên cứu hình ảnh động về sự hoạt động của các cơ hô hấp trong bài “Hoạt
động hô hấp” trang 68, học sinh sẽ kể tên được các cơ tham gia vào quá trình hô hấp và
sẽ nêu lên được nguyên nhân dẫn đền sự lưu thông khí qua phổi là sự hoạt động của các
cơ hô hấp.
Khi nghiên cứu hoạt động tiêu hoá ở các thí nghiệm ảo trong các bài của chương Tiêu

hoá, học sinh sẽ nêu lên được các quá trình tiêu hoá; vai trò, diều kiện hoạt động, tính đặc
hiệu của các enzim trong quá trình tiêu hoá và kết quả của các quá trình tiêu hoá đó.
Thiết kế và sử dụng các thí nghiệm ảo sinh học vẫn thể hiện rõ sắc thái của bộ môn
khoa học thực nghiệm này là lấy quan sát và thí nghiệm làm điểm xuất phát cho quá trình
nhận thức hoặc thông qua quan sát và thí nghiệm - thí nghiệm ảo để tìm hiểu mối quan hệ
nhân quả để đi tới kiến thức cần lĩnh hội.
Các thí nghiệm ảo sinh học giúp học sinh tiếp nhận thông tin một cách nhanh chóng,
giáo viên không phải giảng giải hay thuyết trình nhiều.
Các thí nghiệm ảo được xây dựng sẽ kích thích sự tò mò gây hứng thú cho học sinh
trong quá trình lĩnh hội kiến thức một cách tích cực khiến các em thêm yêu thích môn
học.
Xây dựng và sử dụng các thí nghiệm ảo sẽ làm tăng tính thực hành trong các giờ dạy lí
thuyết, tăng số lượng các thí nghiệm trong dạy học bộ môn mà SGK không đề cập.
Sử dụng các thí nghiệm ảo sinh học đã đáp ứng được các yêu cầu của quá trình dạy
học: hình thành kiến thức mới, rèn luyện kĩ năng bộ môn, ôn tập củng cố khắc sâu kiến
thức và đổi mới cách kiểm tra, đánh giá đối với học sinh.
Thiết kế và sử dụng các thí nghiệm ảo sẽ áp dụng được với nhiều lớp học, sử dụng
trong nhiều năm.
2. Những mặt hạn chế:

Tính chân thực của thí nghiệm ảo bị hạn chế vì chưa có sức thuyết phục mạnh mẽ đối
với học sinh.
Thiết kế thí nghiệm ảo công phu, đồi hỏi nhiều thời gian và kĩ thuật tin học.

19

3. Những đề nghị:
Bồi dưỡng, năng cao trình độ tin học cho giáo viên để có thể tự thiết kế và xây dựng
các thí nghiệm ảo
Nên kết hợp sử dụng các hình ảnh được ghi lại từ các thí nghiệm thực mà khâu chuẩn

bị đòi hỏi nhiều thời gian để tăng tính thuyết phục cho học sinh khi quan sát
Xây dựng thí nghiệm ảo cho một bài học cụ thể cần thể hiện tinh thần đổi mới phương
pháp dạy học theo hướng hoạt động khám phá (học sinh cần nêu dự đoán, dự kiến các
phương án kiểm tra tính đúng đắn của sự đoán, biết lựa chọn phương án có cơ sở khoa
học…, kết quả thí nghiệm sẽ là sự khẳng định hay bác bỏ các dự đoán đó của học sinh).
Tăng cường cơ sở vật chất: thiết bị hiện đại; xây dựng phòng học bộ môn cho các
trường tham gia dạy thí nghiệm ảo.
Nên triển khai mô hình dạy học sử dụng các thí nghiệm ảo sinh học một cách đại trà.
Sau đây là một tiết học minh hoạ có sử dụng các thí nghiệm ảo sinh học trong bài 17
“Tim và mạch máu” (SGK Sinh học 8 – trang 56)

20
SO SÁNH, ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ CÔNG CỤ XÂY DỰNG DỮ LIỆU
MULTIMEDIA
Phan Thế Hùng
Viện Công nghệ thông tin, Đại học Quốc gia Hà nội

Tóm tắt: Bài báo này nhằm đánh giá, so sánh một số công cụ xây dựng dữ liệu
multimedia phổ biến trên thị trường đồng thời xác định công cụ cần sử dụng cho đề
tài nhánh KC01-14 “ Xây dựng thí nghiệm ảo”.
GIỚI THIỆU CHUNG
Ngày này các sản phẩm multimedia là được áp dụng nhiều trong thực tế bởi tính thân
thiện và tiện lợi của nó đổi với người dùng. Các ứng dụng multimedia đang được triển
khai rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như giáo dục, y tế, trò chơi điện tử, mô phỏng, mua
bán điện tử... Quá trình phát triển một ứng dụng Multtimedia liên quan đến các khá nhiều
lĩnh vực như số hoá, bằng thông của hệ thống mạng, nghệ thuật, tâm lý... Để sản phẩm
multimedia trở thành một sản phẩm có giá trị thực cao, một sản phẩm multimedia bao giờ
cũng có hai thành phần: khung chương trình và yếu tố dữ liệu. Việc xây dựng dữ liệu
cho sản phẩm mang ý nghĩa quyết định cho sản phẩm multimedia.
Hiện nay trên thị trường khá nhiều công cụ cho phép xây dựng dữ liệu multimedia,

mỗi công cụ có các tính năng và đặc thù riêng. Việc nghiên cứu làm chủ công nghệ đa
phương tiện liên quan đến lĩnh vực ứng dụng của đề tài là một mục tiêu đã được đặt ra
trong nội dung tổng thể của đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ đa phương tiện vào
một số lĩnh vực cần thiết, bức xúc trong lĩnh vực giáo dục, y tế và văn hoá mang lại hiệu
quả ứng dụng cao.
Trong phần này chúng tôi trình bày v
ề các công cụ xây dựng dữ liệu Text, hình ảnh
hai chiều (2D), hình ảnh 3 chiều (3D), video, và công cụ tích hợp các dữ liệu multimedia
từ đó xác định công cụ cần thiết để xây dựng các thí nghiệm ảo chọn lọc theo chương
trình phổ thông trung học với các nội dung về:
[1]. Vật lý: Điện trở, từ trường, xác định điện trở, quang học, tiêu cự và xác
định tiêu cự
[2]. Hoá: Các tính chất axit, tính ch
ất lý-hoá của kim loại, tính chất chung của
oxit, bazơ và muối; thí nghiệm tách và tạo chất ;
[3]. Sinh học: Thí nghiệm Menden, Quá trình phân bào, nhiễm sắc thể, công
nghệ tế bào, hoạt động hô hấp, tuần hoàn, hấp thụ chất dinh dưỡng.

21
- CÁC PHẦN MỀM TẠO RA DỮ LIỆU MULTIMEDIA
Các phần mềm tạo ảnh.
Hiện nay trên thị trường có rất nhiều công cụ xây dựng đồ hoạ 2 chiều. Chúng rất đa
dạng và phong phú. Có những phần mềm có đầy đủ các chức năng, cũng có những phần
mềm chỉ có một vài chức năng. Chúng ta có thể điểm qua một số phần mềm phổ biến
hiện nay đó là: Photoshop, Paint Shop Pro, QuarkXpress,Corel KnockOut, Illustrator,
Eye Candy, Photoshop Elements, Freehand, Canvas, Photosuit ... Chúng ta có thể đánh
giá so sánh một số sản phẩm chính trong số các sản phẩm trên.
Phần mềm Adobe PHOTOSHOP
Đây là phần mềm của hãng Adobe. Nó đã có mặt trên thị trường tương đối lâu. Nó là
phần mềm được các nhà thiết kế ảnh và những người chuyên nghiệp hâm mộ. Nó là phần

mềm soạn thảo, biên tập hình ảnh tốt nhất so với các chương
trình soạn thảo ảnh nâng cao khác trên thị trường.
Thế mạnh đặc trưng của phần mềm Adobe PHOTOSHOP
đó là tính đầy đủ. Chương trình có cho phép tạo các bảng mẫu
mầu truy cập nhanh, thay đổi các tham số ảnh. Công cụ bút vẽ
của Adobe PHOTOSHOP rất đầy đủ. Chúng ta có thể thay đổi
các tham số cho bút vẽ như mầu sắc, hình dạng nét bút, độ mờ, độ cứng của nét bút tạo ra
một thế giới thực hơn trước. Với các tham số động và bảng mẫu các nét bút phong phú nó
tạo nên sự tương đương với bút vẽ trong phần mềm Corel. Bút sao hình này cho phép
sửa chữa nhanh những khuyết tật nhỏ của ảnh. Công cụ cho phép chuyển đổi mầu nhưng
vẫn giữ nguyên các sắc thái về ánh sáng.
Adobe Photoshop là phần mềm soạn thảo ảnh hàng đầu với các đặc tính cao cấp về
soạn thảo ảnh, tính ổn định, giao diện đẹp và thân thiện, thuận lợi cho việc in ấn và xuất
bản web. Adobe Photoshop là phần mềm tốt cho bất cứ ai làm công việc xử
lý, soạn thảo
ảnh và ảnh cho Web. Hạn chế lớn nhất của phần mềm này đó là giá cả. Điều này một
phần phản ánh sản phẩm này hướng vào đối tượng người dùng chuyên nghiệp.
Phần mềm Paint Shop Pro
Phần mềm Paint Shop Pro của hãng Jasc Software. Chỉ với giá khoảng $500, bạn có
thể nhận được chương trình này có thể nói tốt như Photoshop. Ví dụ điển hình là các
công cụ vẽ ảnh vector của Paint Shop Pro kết hợp chặt chẽ trong chương trình. Mask rất
dễ học cũng như dễ sử dụng. Điều này đã đánh bại Photoshop.

22
Chương trình này có điểm đặc trưng là: Việc đóng gói và các công cụ là rất đầy đủ và
chuyên nghiệp. Tính năng soạn thảo ảnh dễ dàng và phù hợp cho người soạn thảo ảnh ở
tất cả các mức kỹ năng.
Soạn thảo ảnh là một công việc rất khó cho hầu hết các nhà thiết kế bởi vì phải học
cách phối hợp hợp lý các công cụ trong phần mềm soạn thảo ảnh.
Thật may mắn, Paint Shop Pro có đầy đủ tính năng thể hiện khả

năng nghệ thuật của bạn. Phiên bản 7.0 có thêm những lệnh cho
phép bỏ nhược điểm mắt đỏ trên ảnh, những vết xước nhỏ trên ảnh.
Paint Shop Pro hỗ trợ cả đối tượng bitmap và đối tượng vector.
Nhiều người biên tập ảnh bầy giờ đã có thể sử dụng cả đối tượng
bitmap và vector trong Paint Shop Pro để tạo ra thế giới thực.
Bộ duyệt cho phép xem trước các hiệu ứng làm cho việc thêm các hiệu ứng vào ảnh là
dễ dàng hơn. Chúng ta có thể thay đổi dễ dàng các tham số trong các hiệu ứng áp dụng
cho ảnh bằng cách sử dụng các thanh trượt đồng thời chúng ta cũng có thể xem ngay
được các hiệu ứng đó bằng bộ duyêt. Trong Paint Shop Pro có trên 80 bộ lọc như Spiky
Halo or Buttonize... Ví dụ khi chúng ta tạo các hiệu ứng cho nút, chúng ta có thể thay đổi
mầu sắc, độ bóng, mức độ trộn giữa các mầu ...
Để hỗ trợ những người làm ảnh cho Web, Paint Shop Pro có phần mềm Animation
Shop 3.0 hỗ trợ việc tạo ảnh cho web (ảnh dạng PNG, JPEG, GIF). Chương trình tối ưu
hoá các ảnh này bằng cách đưa ra các chỉ số nén thích hợp cho từng hoàn cảnh. Ví dụ có
thể đặt chế độ nén cao cho các ảnh trên Web sử dụng đường truyền modem 28.8KB,
33.6KB, 56KB,.... Paint Shop Pro cho phép tạo bản đồ liên kết cho hình ảnh, cắt hình ảnh
thành nhiều phần ...
Một số hạn chế đối với Paint Shop Pro là việc nó không sẵn sàng cho MAC. Đây là
một hạn chế chính của Paint Shop Pro.
Paint Shop Pro là một lựa chọn tốt cho cả những người không chuyên cũng như
chuyên nghiệp. Với giá cả thấp, giao diện thân thiện, công cụ đầy đủ Paint Shop Pro thực
sự là một phần mềm soạn thảo ảnh mạnh.
Công cụ xử lý Video
Cũng như các công cụ xử lý ảnh, các công cụ xử lý Video cũng rất đa dạng và phong
phú nhưng mức độ của nó thấp hơn. Hiện này các chương trình xử lý video được xây
dựng theo hướng chuyên nghiệp cao đồng thời có sự kết hợp chặt với phần cứng nhằm
mục đính xử lý video trong thời gian thực. Có thể kể ra đây một số chương trình xử lý

23
Video điển hình. Adobe Premiere, Final Cut Pro, After Efects, Cleaner, Videowave... Sau

đây là các đặc điểm và tính năng một số của phần mềm trên.
Phần mềm Adobe Premiere 6.5
Adobe Premiere 6.5 là chương trình soạn thảo video
chuyên nghiệp cho phép hiển thị video, audio và xử lý
trong thời gian thực. Đặc biệt nó có bộ tạo kỹ xảo hình
ảnh và chuyển cảnh. Tuy nhiên chương trình này chưa
được hỗ trợ tốt trên máy hệ thống máy MAC như PC
Thế mạnh đặc trưng
Đây là sản phẩm hỗ trợ khách hàng rất cao.Việc cài
đặt được hướng dẫn rất chi tiết. Chỉ cần cho đĩa CD-ROM vào là có thể theo từng bước
để cài đặt. Sách hướng dẫn được viết chi tiết và đầy đủ. Khi khởi động chương trình,
người dùng có thể đặt các định dạng video mà họ muốn khởi tạo, từ các kiểu video đơn
giản cho Web đến các Video chất lượng rất cao. Sau đó cửa sổ timeline hiển thị cho phép
nhóm các đoạn video lại. Nếu người dùng đã sử dụng các sản phẩm khác của Adobe, khi
làm việc với Premiere họ sẽ thấy giao diện của nó rất thân thiện.
Premiere 6.5 hỗ trợ cho rất nhiều các thiết bị DV ngoài như máy quay, bàn dựng
DVCAM... Ví dụ thông qua cổng giao tiếp IEEE 1394 người dùng có thể lấy dữ liệu vào
từ video, soạn thảo bằng Premiere 6.5 sau đó in trực tiếp ra băng thông qua cổng giao tiếp
này (toàn bộ phần điều khiển nằm trong phần mềm Premiere 6.5).
Với Premiere 6.5 người dùng có thể tìm thấy rất nhiều công cụ soạn thảo mạnh và đầy
đủ. Bên trong chương trình có hỗ trợ chuẩn DirectX, audio plug-in. Các công cụ kéo thả
video, audio trực tiếp trên các kênh của cửa sổ timeline. Có thể cắt dán, soạn thảo video,
audio trực tiếp trên các kênh này trong thời gian thực. Tuy nhiên sau đó bạn phải thực
hiện quá trình rendering để tạo ra các video thực. Quá trình này cũ
ng không cần một
chương trình khác mà nó đã được tích hợp ngay trong phần mềm này.
Đặc biệt trong Premiere còn tích hợp bộ tạo kỹ xảo, bộ chuyển cảnh và bộ tạo tiêu đề
(có sẵn trên 90 font chữ tạo tiêu đề).
Thí nghiệm kiểm tra quá trình render và hiển thị video của Premiere trên máy tính có
cầu hình Pentium4 1.7GHz, 256 MB RAM, kết quả video thu được có chất lượng rất tốt

mặc dù trong đoạn video đó có các hiệu ứng chồng mờ, chuyển cả
nh và tiêu đề... So với