Căn cứ vào ý tưởng đã thiết kế ở trên tôi xây dựng phần mềm thí nghiệm
thực hành Vật lí ảo hỗ trợ bài thực hành “Xác định suất điện động và điện trở
trong của một pin điện hoá” trong chương Dòng điện không đổi của Vật lí 11
cơ bản THPT như sau:
Mô đun 1: Kiểm tra kiến thức lý thuyết.
Phần này gồm hệ thống các câu hỏi lý thuyết (dưới dạng câu hỏi trắc
nghiệm khách quan) liên quan đến bài thí nghiệm thực hành. Người học có
nhiệm vụ phải trả lời từng câu hỏi, máy tính chỉ cho phép người học có duy
nhất một lần làm và giới hạn thời gian trả lời cho từng câu. Ở mỗi câu hỏi đó, người học sẽ được biết đáp án đúng ngay sau khi họ thực hiện xong phần lựa
chọn của mình hoặc khi thời gian cho phép đã hết.
Nếu trả lời đúng từ 4 đến 7 câu trắc nghiệm trong tổng số 7 câu thì học sinh được phép đi tiếp sang phần thực hành. Nếu trả lời sai hoặc quá thời gian quy định mà người học vẫn chưa tìm ra câu trả lời thì máy tính sẽ đưa ra đáp án và người học sẽ không có điểm ở câu hỏi này, và vẫn được tiếp tục sang
phần thực hành nhưng bị mất một 1/3 số điểm quy định cho bài thực hành trên máy tính.
* Xây dựng câu hỏi trắc nghiệm khách quan bằng phần mềm Flash MX Để xây dựng các câu hỏi trắc nghiệm khách quan chúng tôi đã sử dụng
câu trắc nghiệm nhiều đáp án. Và soạn 5 câu như vậy. Kết quả được như hình 2.4
Hình 2.4
(Các dụng cụ trong phòng thí nghiệm)
Với câu hỏi kiểm tra kĩ năng bố trí thí nghiệm, thực
hiện như sau:
Chụp ảnh các dụng cụ
thí nghiệm, dùng phần mềm Photoshop để sửa ảnh được
các dụng cụ như hình 2.5
Tiếp theo trong Learning Interactions chọn Hot Objects để tạo câu trắc
nghiệm dùng để chọn dụng cụ cho thí nghiệm như hình 2.1.
Hình 2.1
Dùng ứng dụng Drag and Drop để thiết lập câu trắc nghiệm với mục đích hướng học sinh lắp ráp dụng cụ vào mach điện cho đúng với vị trí theo sơ đồ
mạch điện. Và đã được như hình 2.3:
Hình 2.3
+ Khống chế thời gian trả lời cho từng câu. timing=false; function unpause() { unpauseTime = Math.floor(getTimer()/1000); timing = true; } function pause() { timing = false; } _root.onEnterFrame = function() { if (timing) { milli=delay- Math.floor(getTimer()/1000)+unpauseTime; if (milli==0) {
+ Hiện đáp án khi thời gian trả lời đã hết.
_root.cau.Template_ControlButton.enabled=true;
+ Chức năng lựa chọn phương án trả lời mất hiệu lực khi thời gian trả
lời đã hết. _root.cau.Checkbox1.enabled=false; _root.cau.Checkbox2.enabled=false; _root.cau.Checkbox3.enabled=false; và: _root.cau.Drag1.enabled=false; _root.cau.Drag 2.enabled=false; _root.cau.Drag 3.enabled=false; ...
Mô đun 2: Thực hiện thí nghiệm
Trong phần này, máy tính sẽ quay lại một đoạn video (băng hình) về ảnh ạch điện đ được lắp sẵn mạch điện, v ế, vôn kế
- Sử dụng phần mềm để thu thập số liệu về dòng điện đo được trên ampe kế và điện áp trên vôn kế bằng cách đưa chuột nháy vào nút điều khiển
biến trở theo các giá trị có sẵn của bảng số liệu.
- Từ bảng số liệu U và I, tiến hành phân tích xử lý các số liệu để đưa ra
dự đoán mối quan hệ giữa các đại lượng vật lí trong hiện tượng, quá trình
đang nghiên cứu. Cụ thể học sinh vẽ đồ thị U = E – I(R0+r) biểu diễn mối quan hệ giữa điện áp giữa hai cực của nguồn và dòng điện trong mạch. Trong
đó: E là suất điện động của nguồn cần xác định, R0 = 10W, r là điện trở của
nguồn cần xác định. Cách vẽ này chúng ta dùng Excel đã được thiết kế sẵn
bảng dữ liệu, và đồ thị ứng với bảng số liệu đó, học sinh chỉ cần nhập số liệu
vào phần mềm sẽ cho ra ngay đồ thị và phương trình đường thẳng gần đúng.
- Cuối cùng: Sau khi hoàn thành thực hiện thí nghiệm, học sinh nộp kết
quả bao gồm phần kiểm tra lý thuyết 7 câu trắc nghiệm và phần bảng số liệu thu được cùng với đồ thị, kết quả xác định E, r
* Xây dựng phần thực hiện thí nghiệm bằng phần mềm Flash MX
Để xây dựng phần thực hiện thí nghiệm chúng tôi đã tiến hành theo các
bước sau:
- Đầu tiên tạo menu chọn phương án thí nghiệm và cách mắc mạch điện
Menu làm thí nghiệm
Hình 2.6
Với menu này chủ yếu là chèn hình ảnh và tạo nút “Cách mắc” và “Thực
hành”, rất đơn giản chỉ là câu lệnh điều khiển timeline chạy thôi, vào Window chọn Buttons như hình ảnh:
Cách vào menu tạo Button
Hình 2.7
Thư viện các Button
Hình 2.8
Sau đó chỉnh sửa tên nút, sau khi xong ta trở về Scene hiện tại, chọn nút
vừa tạo rồi nhập đoạn code sau vào Action của nút ta được:
Với nút “Cách mắc”
on (release) {
gotoAndPlay(12); (chạy timeline 12 bắt đầu có các ảnh mắc mạch điện)
}
Với nút “Thí nghiệm”
on (press) {
gotoAndPlay(24); (chạy timeline 24 bắt đầu có video thực hành) }
Tôi tin chắc với một giáo viên biết ít tin học thì đều có thể làm được thao tác
này.
- Tạo phần cách mắc mạch điện, phần này chủ yếu là cho các timeline chạy lần lượt và được điều khiển bởi nút “Tiếp tục” cũng như các nút trên và
- Quay video tiến trình thí nghiệm với mạch điện đã lắp sẵn, quay từng bước làm thí nghiệm, từ khi biến trở R = 10W đến khi R = 100W.
- Dùng phần mềm Boilsoft Video Splitter cắt từng hoạt động trong video trên, sao cho không để hiện tay người làm thí nghiệm.
- Dùng phần mềm Format Factory đổi đuôi về .flv tương ứng với kích thước 640x480 để tương thích và hiển thị được trên flash.
- Tạo một file Flash mới.
- Import các video *.flv vừa cắt vào thư viện Library.
- Cắt đoạn phim (movi) đó ra làm các khung hình (frame) kế tiếp nhau
trên bảng tiến trình (Time line), mỗi khung hình cách nhau cùng một khoảng
thời gian xác định nào đó (phần này phụ thuộc vào tốc độ hình/s mà máy quay
đã thực hiện được).
- Mở hộp điều khiển Action > chọn Frame đầu > chọn lệch Stop(); làm
tương tự với Frame cuối. Thao tác này có tác dụng dừng đoạn phim để tương
tác với các đối tượng.
- Tạo nút bấm cho biến trở: chụp và cắt để có một hình ảnh nút bấm đưa vào thư viện Library, sau đó chèn vào khung làm việc của layer “nut bam”, sau đó ấn phím F8, chon Buttun khi này nút bấm đã chuyển thành nút điều
khiển. Sau đó chọn sự kiện và thực hiện câu lệnh cho nút bấm điểu khiển timeline như sau:
on (press) {
gotoAndPlay(“số thứ tự của các fame có chứa video muốn chuyển đến”);
}
Mô đun 3: Bổ sung phương án thí nghiệm
Đây là phần huy động tính sáng tạo, tự lực suy nghĩ của học sinh khi làm thí nghiệm thực hành Vật lí. Trong phần này học sinh sẽ được nghiên cứu một phương án mới, xác định E và r theo phương án đó, rồi trả lời các câu hỏi mở
hỏi mà có thời gian trả lời khác nhau. Ở mỗi câu hỏi, học sinh sẽ được biết đáp án đúng ngay sau khi thực hiện xong phần lựa chọn của mình hoặc khi
thời gian cho phép đã hết. Máy tính chỉ cho phép học sinh có duy nhất một
lần làm và giới hạn thời gian trả lời cho từng câu.
Phần đánh giá được giáo viên thực hiện dựa vào kết quả của 3 Môđun
trên, vì vậy sau khi hoàn thành từng Môđun thí nghiệm, học sinh phải làm
động tác ghi lại tất cả các kết quả mà mình đã đạt được.
* Xây dựng phần thu thập số liệu và vẽ đồ thị: Có hai cách:
Cách 1: đơn giản cho những ai biết ít tin học, nhưng cách này cũng tốt cho thí
nghiệm “Xác định suất điện động và điện trở trong của một pin điện hoá” vì nó có thể cho mình phương trình đồ thị tương ứng với các điểm trên đồ thị, giúp ta tính toán nhanh hơn.
Với cách này rất đơn giản, ta tạo một
bảng số liệu để trống hoặc có số liệu cũng được, sau đó chọn Insert/ Charts trong Excel.
Kết quả ta được như hình 2.15.
Sau đó ta chỉ việc nhúng Flash thí
nghiệm vào Excel đặt bên cạnh, kết quả đạt được như hình 2.16
Hình 2.10
Với cách làm này thì khi giáo viên thu bài cũng rất rễ, các em sau khi làm thí nghiệm trên phần mềm thì cuối cùng phần mềm cho kết quả ra máy tính, đồng thời với việc các em cũng nhập xong số liệu vào bảng, và đồ thị hiện ra. Lúc đó giáo viên chỉ dùng thao tác chụp màn hình thu kết quả dưới dạng .bmp cho vào word.
Cách 2: xử lý số liệu và vẽ đồ thị trên flash (Đối với thí nghiệm đang làm thì cách này sẽ khó xác định được điểm cắt 2 trục một cách chính xác như cách trên)
Để tạo bảng số liệu, chúng tôi xử dụng chức năng DataGrid trong Component của Flash và đặt mã lệnhnhận các thông số trong một khung hình :
myDP=newArray({tt:"10",u:"",i:""},{tt:"20",u:"",i:""}, {tt:"30", u:"",i:""}, {tt:"40", u:"",i:""},{tt:"50", u:"",i:""}, {tt:"60", u:"",i:""}); {tt:"70", u:"",i:""},{tt:"80", u:"",i:""}, {tt:"90", u:"",i:""},{tt:"100", u:"",i:""},
datagrid.dataProvider = myDP;
Với các số liệu nhập vào mảng myDP, có thể vẽ đồ thị thực nghiệm như sau : this.createEmptyMovieClip("box", 1); with (box) { for (k=0;k<10;k++) { lineStyle(1, 0xCCCCCC); beginFill(0x4827CF); moveTo(u,i); lineTo(u+10, i); lineTo(u+10, i+10); lineTo(u+0, i+10); lineTo(u+0, i+0); endFill(); }
Đường đồ thị lí thuyết dựa trên tương tác với các nút chọn dữ liệu cho các hệ số (NumericStepper) bằng các hàm :
form = new Object(); line1 = new Object();
Drawline=false; hs_a.addEventListener("change", form); hs_b.addEventListener("change", form); hs_c.addEventListener("change", form); form.change = function(eventObj) { clear();
if (Drawline == true) { clear(); with (_root.line1) { lineStyle(2, 0xff00ff, 100); a=hs_a.value/10; b=hs_b.value/10; moveTo(85, 475- b*270*3.6); lineTo(475,475-(a*3.6*475+b*270*3.6));} tb2a="Hàm số có dạng:" tb2= "y= "+String(a)+"x"+"+"+string(b); }
if (Drawcicle == true) { clear(); with (_root.line1) { lineStyle(2, 0xff00ff, 100); a=hs_a.value/10; b=hs_b.value/10; c=hs_c.value/10; moveTo(84, 470-c*270*10); for (i=0;i<400;i++) { x = i; if ((470-int(a*((x/260)*(x/260))*270+b*(x/260)*270+c*270))>94) {lineTo(84+x,470-int(a*((x/260)*(x/260))*270+b*(x/260)*270+c*270)); } tb2a="Hàm số có dạng:";
tb2= "y= "+String(a)+"x*x"+"+"+string(b)+"*x"+"+"+string(c);}}} ;