Thí Nghiệm ảo trong việc dạy học Vật lý Thí nghiệm ảo là tập hợp các tài nguyên số đa phương tiện dưới hình thức đối tượng học tập nhằm mục đích mô phỏng các hiện tượng vật lý, hóa học, sinh học xảy ra trong tự nhiên hay trong phòng thí nghiệm, có đặc điểm là có tính tương tác cao, giao diện thân thiện với người sử dụng và có thể mô phỏng những quá trình, điều kiện tới hạn khó xảy ra trong tự nhiên hay khó thu được trong phòng thí nghiệm. Nó giúp giảm thiểu việc học chay hay dậy chay thường gặp do thiếu phương tiện, điều kiện thí nghiệm giúp người học chủ động học tập phù hợp với tinh thần người học là trung tâm của giáo dục hiện đại Điểm mạnh của thí nghiệm ảo - Dễ dùng, trực quan sinh động Giao diện thân thiện, dễ dùngvới âm thanh vàhình ảnhtrực quan sinhđộng,học sinh không chỉ được nhìn, xem, còn cócơ hội tham giathựcsự các thí nghiệm ảo qua các thao tác đã được trựcquan hóa với những thiết bị ảo, đâychính là một điểm mạnh của phần mềm sovới những bài giảng powerpointtruyền thống. Tính chủ động củahọc sinh, sinhviêntăng lêndo có thể tự học ở nhà trênđĩa CD hay web trongkhi giáo viên có thể sử dụng trênlớp như giáo cụ trực quan minhhọa cho bài giảng, do đó khắc phục đượcphần nào về tình trạngthiếuthiếtbị, nguyên vật liệu thí nghiệm như hiện nay. - Tăng hứng thú và tính chủ động Để hỗ trợ tự học, một giáoviên ảo với giọng nói truyền cảm sẽ giúp sinh viên trong khi học, giáo viên ảo có thể bầy tỏ thái độ, khuyến khíchhay chê trách giúp sinh viên dễ định hướngkiếnthức trong khihọc. Sự kết hợp hàihòa giữa câu hỏi trắc nghiệm truyền thống(lựa chọn, đúng sai, ) với hình thức trắc nghiệmkỹ năng giàu tính tương tác thuhút chú ý và tăng tính chủ động người học. Giao diện học tập được tínhtoán yếu tố mầu sắc, tiện lợivà chiến lược giáo dục. Có hai chế độ học: modtuần tự (khi yêu cầu về tính qui trình là quan trọng). Vớimod lựa chọn,có thể chọn mộtchủ đề học tập bất kỳ, tùy thuộc vào tiến độ,khả năng tiếp thu cá nhân, giáo viên dùng modnày khigiảng trên lớp. - Hiệu quả đạt được Do kết hợp BÀI GIẢNG + tươngtácTHỰC HÀNH+ TRẮCNGHIỆMđánh giá: Thí nghiệmmô phỏng góp vaitrò vào 2/3yếu tố làm tăngtính chủ động học tập. trực quan, tương tác cao, cho phép đánhgiá mức độ tiếp thukiến thức của sinhviên là những yếu tố không thể thiếu đối với một phần mềm giáo dục hiện đại. Tích hợp đa phương tiện Việc tíchhợptínhnăng multimedia(đoạn phim,âm thanh, ) làm thí nghiệm sinh độngcùng với lập trình hành động tạo đối tượng thí nghiệm ảo dễ dùng lạisẽ tiết kiệmcông sứcthiết kế phát triển đối với những vòng đời sau của phầnmềm. Không chỉ lập trình Muốn phần mềm tốt cần kịch bản tốt, có tínhsư phạm, chínhxác, khoahọc, kết cấu chặt chẽ. Người viết kịch bản cần tham khảonhiều tài liệu, ý kiếnchuyên gia, giảng viên và sinhviên về môn học.Sự tương đồngvới kịch bản phimhoạt hình(phân cảnh) giúp phần mềm sinh động mà vẫn đảm bảo các tiêuchí giáo dụccầnthiết. Việc xây dựng thư viện đối tượng thí nghiệm, thiết bị ảo giúp tối ưu quá trình phát triển phần mềmvì cho phép dùng lạikhi xây dựng phầnmềm tương đương.Thiết bị thí nghiệmảo giúp sinhviênlàm quen với thiếtbị, nắm được kiến thức và yêu cầu thực nghiệm,làm tiền đề khai thác thí nghiệm thực. Thiết bị ảo được xây dựng qua nhiều bước: Thiết kế trạng thái, hành vi,tính chất, chụp hình, bóc tách, lập trình,lồng ghép, đóng gói. Khả năng tiến hànhcác thí nghiệm ảo,thử nghiệm các tìnhhuống giả định, khó thu được trong thực nghiệm, tiến hành nhiều lần giúp tiết kiệm thời gian, chi phí nguyênvật liệu, giảm sai hỏngthiết bị do thao tác sai.Đây là một ưuđiểm của phần mềm so với cách giảng bàikiểu cũ. Một điều tra đã cho thấy mức độ sinhđộng bài giảng thí nghiệm ảo tăng lên26% so với bài giảng trên PowerPoint.Tínhthânthiện tăng 19%, độ khó hiểugiảm 4%. Như vậy áp dụngphần mềm đã thực sự tăng hiệuquả, chất lượngbài giảng. Phân biệt thí nghiệm ảo và bài giảng điện tử Thế nào là thí nghiệm ảo?Thế nào là bài giảng điện tử? - Bài giảng điệntử :là một hình thức tổ chức bài lên lớp mà ở đó toàn bộ kế hoạch hoạt động dạy họcđều được chươngtrình hoá do giáoviên điều khiển thôngqua môitrường multimedia do máy vi tínhtạora. Cần lưu ý bài giảngđiện tử không phải đơnthuầnlà cáckiến thức mà học sinhghi vào tập màđó là toàn bộ hoạt độngdạy và họctất cả cáctình huống sẽ xãy ratrongquá trìnhtruyền đạt và tiếp thu kiến thức củahọc sinh. Bài giàng điện tử càng không phải là một công cụ để thaythế “bảng đen phấn trắng” mà nó phải đóngvai trò định hướng trong tất cả các hoạtđộng trên lớp. Các đơn vị của bài họcđềuphải đượcMutimedia hoá. Trongmôi trường multimediathôngtinđược truyền dưới các dạng: văn bản (Text), đồ hoạ (graphics), hoạt ảnh(animation), ảnhchụp (image), âm thanh (audio)và phimvideo (videoclip).Giáo ánđiện tử là bản thiết kế cụ thể toàn bộ kế hoạch hoạt động dạy học của giáo viêntrên giờ lên lớp, toànbộ hoạt động dạy học đó đã được multimediahoá một cách chi tiết,có cấutrúc chặt chẽ và logicđược quy địnhbởi cấu trúc củabài học.Giáo ánđiện tử là một sản phẩmcủa hoạt động thiết kế bài dạy đượcthể hiện bằng vật chất trước khi bài dạy học được tiến hành. Giáo án điện tử chính là bản thiết kế của bài giảngđiện tử, chính vì vậy xây dựng giáo án điện tử hay thiếtkế bài giảngđiện tử là hai cáchgọi khác nhauchomột hoạt động cụ thể để có được bài giảng điện tử. - Thí nghiệm ảo: Là tập hợp các tài nguyên số đa phương tiện dưới hìnhthứcđối tượng họctập, nhằm mục đích mô phỏng cáchiện tượng vật lý,hóa học,sinh học xảyra trongtự nhiện hay trong phòngthí nghiệm, có đặc điểm là cótínhnăng tượng tác cao, giao diện thân thiện với người sử dụng và có thể mô phỏng những quá trình,điều kiện tớihạn khó xảy ra trong tư nhiện haykhó thu được trong phòngthí nghiệm. Thí nghiệm ảo giúpgiảmthiểu việc học chay, dậy chaythường gặpdo thiếu phương tiện, điều kiện thí nghiệmgiúp người họcchủ động họctập phù hợp với tinh thần người học làtrung tâm của giáo dục hiện đại. Vậy: - Thí nghiệm ảo cũng giống với bài giảng điện tử, ngoài ra, một ưu điểm của thí nghiệmảo trênmáy tính là có thể giả lập những tình huống, điều kiện tới hạn, khó xảy ra trong thế giới thực giúp người học nắmđược bản chất của vấn đề. Tuy nhiên,thí nghiệm ảo khôngthể thay thế được kinh nghiệm thực tiễn,hãy thử tưởng tượng phi công lái máy bay hạ cánhkhi chỉ toàn thực tập trên mô hình ảo, hay mộtbác sĩ phẫu thuật mỗ tim trong khilại chỉ toàn kinhnghiệmvới daomổ ảo trên máy tính. - Thí nghiệm ảo vàbài giảng điện tử gắn bóchặt chẽ với nhau, không thể tách rời, thí nghiệm ảo giúp tăng hiệu quả giáo dục, huấn luyện củabài giảngđiện tử qua tính năngtương tác caovới người tiến hànhthí nghiệm, với hệ thốngtrong khi bài giảngđiện tử giúp xâu chuỗi các thínghiệm ảo theo một trình tự logic, mangtính giáo dục. Thí nghiệm ảo cùng với bài giảng điện tử giúp áp dụng được cả 3 yếu tố giáo dục hiện đại trong phần mềm dạyhọc như HỌC + THỰC HÀNH +KIỂM TRA ĐÁNHGIÁ, cần thiết hiệu quả học tậpđạt được cao. Cách xây dựng một thí nghiệm ảo trong môi trường 3D? 1. Tạo các vật thể: Bước nàyđược xâydựngdựa theo các dụng cụ của kịch bản, nhằm tạo racác dụng cụ thí nghiệm. 2. Tạo chất liệu,áp chất liệu vàovật thể: Bước này nhằm xây dựngchấtliệu cấutạo vật thể, Ví dụ như ống nghiệm được làm bằngthủy tính, giáđỡ được làmbằng sắt hay vật liệu đó là chẩt lỏngnhư nước, axit 3. Ghépcác dụngcụ lại với nhau.Từ các dụng cụ thí nghiệm được thiết kế riêng lẻ ghépcác dụng cụ lại để bắt đầu xây dựng cảnh cho thí nghiệm. 4. Mô phỏng lại các phản ứng,tương tác có thể xẩy racủa thí nghiệm. 5. Phân tích cáctương táctừ người sử dụng. Bước này cho phép người sự dụng tương tác vớithí nghiệm thông quagiao diện đồ họa. Người sự dụngcó thế hiệu chỉnhmột số thông số như hiệu chỉnh góc nhìn, nhìn cận cảnh haynhìntoàn bộ thí nghiệm,tươngtác làm thay đổi thí nghiệm như tằng themnhiệtđộ, tăngnồng độ chất …. Để xây dựng được một thí nghiệm ảo ta phải làm gỉ? - Khảo sát : Nhằm xemxét nột dungthínghiệm, xemxétbản chất của sự vật, hiện tượng. - Xây dựng kịchbản: Bước này là quan trọng nhất, cần cónhững tài liệu chính xác và các chuyên gia, giáo viên nhiều kinhnghiệmxây dựng. - Việcchuẩn bị tàiliệu xây dựng thí nghiệm rất khác so vớiviệc biên soạn tàiliệu truyền thống. Các kịch bảnphải đượcthiết kế chuyên dụng,không đơn thuầnnhư các slide bài giảng. - Xây dựng khung thí nghiệm: Bước này mô hìnhhóa kịch bản, phântíchcác cảnh, các côngcụ sử dụng trong kịch bản,xây dựngcácmô hình,phân tíchcác tượng tác của thí nghiệm. - Xây dựng thí nghiệm: Saukhi đã xây dựng được khung thí nghiệm, kết hợp các dụngcụ, tương tác, các cảnh trong kịch bản… lắp ghépcác công cụ lạithành 1 thí nghiệmhoànchỉnh. - Hiểu chỉnh: Bướcnày nhằm tinh chỉnh, kiểm tra,xemxét lại toàn bộ thí nghiệm xem đã thể hiện đúng bản chất của sự việc haychưa? Tại bước này thí nghiệm được kiểm tra cẩntrọng,tỷ mỉ nhằmphát hiện ra cácphần còn thiếu sótcủa thì nghiệm. . Thí Nghiệm ảo trong việc dạy học Vật lý Thí nghiệm ảo là tập hợp các tài nguyên số đa phương tiện dưới hình thức đối tượng học tập nhằm mục đích mô phỏng các hiện tượng vật lý, hóa học, . xảy ra trong tư nhiện haykhó thu được trong phòngthí nghiệm. Thí nghiệm ảo giúpgiảmthiểu việc học chay, dậy chaythường gặpdo thiếu phương tiện, điều kiện thí nghiệmgiúp người họcchủ động họctập phù. Thí nghiệm ảo: Là tập hợp các tài nguyên số đa phương tiện dưới hìnhthứcđối tượng họctập, nhằm mục đích mô phỏng cáchiện tượng vật lý, hóa học, sinh học xảyra trongtự nhiện hay trong phòngthí nghiệm,