Thớ nghiệm ảo là tập hợp cỏc tài nguyờn số đa phương tiện dưới hỡnh thức đối tượng học tập nhằm mục đớch mụ phỏng cỏc hiện tượng Vật lý, húa học, sinh học...xảy ra trong tự nhiờn hay trong phũng thớ nghiệm, cú đặc điểm là cú tớnh tương tỏc cao, giao diện thõn thiện với người sử dụng và cú thể mụ phỏng những quỏ trỡnh, điều kiện tới hạn khú xảy ra trong tự nhiờn hay khú thu được trong phũng thớ nghiệm.
Thớ nghiệm ảo giỳp giảm thiểu việc học chay hay dạy chay thường gặp do thiếu phương tiện, điều kiện thớ nghiệm giỳp người học chủ động học tập phự hợp với tinh thần người học là trung tõm của giỏo dục hiện đại
a)Điểm mạnh của thớ nghiệm ảo
- Dễ dựng, trực quan sinh động
Giao diện thõn thiện, dễ dựng với õm thanh và hỡnh ảnh trực quan sinh động, học sinh khụng chỉ được nhỡn, xem, cũn cú cơ hội tham gia thực sự cỏc thớ nghiệm ảo qua cỏc thao tỏc đó được trực quan húa với những thiết bị ảo, đõy chớnh là một điểm mạnh của phần mềm so với những bài giảng powerpoint truyền thống. Tớnh chủ động của học sinh, sinh viờn tăng lờn do cú thể tự học ở nhà trờn đĩa CD hay website trong khi giỏo viờn cú thể sử dụng trờn lớp như giỏo cụ trực quan minh họa cho bài giảng, do đú khắc phục được phần nào về tỡnh trạng thiếu thiết bị, nguyờn vật liệu thớ nghiệm như hiện nay.
- Tăng hứng thỳ và tớnh chủ động
Để hỗ trợ tự học, một giỏo viờn ảo với giọng núi truyền cảm sẽ giỳp sinh viờn trong khi học, giỏo viờn ảo cú thể bày tỏ thỏi độ, khuyến khớch hay chờ trỏch giỳp học sinh dễ định hướng kiến thức trong khi học.
Sự kết hợp hài hũa giữa cõu hỏi trắc nghiệm truyền thống (lựa chọn, đỳng sai,..) với hỡnh thức trắc nghiệm kỹ năng giàu tớnh tương tỏc thu hỳt chỳ ý và tăng tớnh chủ động người học.
26
Giao diện học tập được tớnh toỏn yếu tố mầu sắc, tiện lợi và chiến lược giỏo dục. Cú hai chế độ học: phương phỏp tuần tự (khi yờu cầu về tớnh qui trỡnh là quan trọng). Với phương phỏp lựa chọn, cú thể chọn một chủ đề học tập bất kỳ, tựy thuộc vào tiến độ, khả năng tiếp thu cỏ nhõn, giỏo viờn dựng phương phỏp này khi giảng trờn lớp.
- Hiệu quả đạt được
Do kết hợp bài giảng + tương tỏc thực hành + trắc nghiệm đỏnh giỏ: Thớ nghiệm mụ phỏng gúp vai trũ vào 2/3 yếu tố làm tăng tớnh chủ động học tập, trực quan, tương tỏc cao, cho phộp đỏnh giỏ mức độ tiếp thu kiến thức của học sinh là những yếu tố khụng thể thiếu đối với một phần mềm giỏo dục hiện đại.
- Tớch hợp đa phương tiện
Việc tớch hợp tớnh năng multimedia (đoạn phim, õm thanh,...) làm thớ nghiệm sinh động cựng với lập trỡnh hành động tạo đối tượng thớ nghiệm ảo dễ dựng lại sẽ tiết kiệm cụng sức thiết kế phỏt triển đối với những vũng đời sau của phần mềm.
- Cú kịch bản sư phạm
Muốn phần mềm tốt cần kịch bản tốt, cú tớnh sư phạm, chớnh xỏc, khoa học, kết cấu chặt chẽ. Người viết kịch bản cần tham khảo nhiều tài liệu, ý kiến chuyờn gia, giảng viờn và sinh viờn về mụn học. Sự tương đồng với kịch bản phim hoạt hỡnh (phõn cảnh) giỳp phần mềm sinh động mà vẫn đảm bảo cỏc tiờu chớ giỏo dục cần thiết.
Việc xõy dựng thư viện đối tượng thớ nghiệm, thiết bị ảo giỳp tối ưu quỏ trỡnh phỏt triển phần mềm vỡ cho phộp dựng lại khi xõy dựng phần mềm tương đương. Thiết bị thớ nghiệm ảo giỳp học sinh làm quen với thiết bị, nắm được kiến thức và yờu cầu thực nghiệm, làm tiền đề khai thỏc thớ nghiệm thực. Thiết bị ảo được xõy dựng qua nhiều bước: Thiết kế trạng thỏi, hành vi, tớnh chất, chụp hỡnh, búc tỏch,... lập trỡnh, lồng ghộp, đúng gúi.
Khả năng tiến hành cỏc thớ nghiệm ảo, thử nghiệm cỏc tỡnh huống giả định, khú thu được trong thực nghiệm, tiến hành nhiều lần giỳp tiết kiệm thời gian, chi phớ nguyờn vật liệu, giảm sai hỏng thiết bị do thao tỏc sai. Đõy là một ưu điểm của phần mềm so với cỏch giảng bài kiểu cũ.
27
Một điều tra đó cho thấy mức độ sinh động bài giảng thớ nghiệm ảo tăng lờn 26% so với bài giảng trờn PowerPoint. Tớnh thõn thiện tăng 19%, độ khú hiểu giảm 4%. Như vậy ỏp dụng phần mềm đó thực sự tăng hiệu quả, chất lượng bài giảng.
b)Qui trỡnh thiết kế một thớ nghiệm ảo
- Khảo sỏt : Nhằm xem xột nột dung thớ nghiệm, xem xột bản chất của sự vật, hiện tượng.
- Xõy dựng kịch bản: Bước này là quan trọng nhất, cần cú những tài liệu chớnh xỏc và cỏc chuyờn gia, giỏo viờn nhiều kinh nghiệm xõy dựng.
- Việc chuẩn bị tài liệu xõy dựng thớ nghiệm rất khỏc so với việc biờn soạn tài liệu truyền thống. Cỏc kịch bản phải được thiết kế chuyờn dụng, khụng đơn thuần như cỏc slide bài giảng.
- Xõy dựng khung thớ nghiệm: Bước này mụ hỡnh húa kịch bản, phõn tớch cỏc cảnh, cỏc cụng cụ sử dụng trong kịch bản, xõy dựng cỏc mụ hỡnh, phõn tớch cỏc tượng tỏc của thớ nghiệm.
- Xõy dựng thớ nghiệm: Sau khi đó xõy dựng được khung thớ nghiệm, kết hợp cỏc dụng cụ, tương tỏc, cỏc cảnh trong kịch bản… lắp ghộp cỏc cụng cụ lại thành 1 thớ nghiệm hoàn chỉnh.
- Hiệu chỉnh: Bước này nhằm tinh chỉnh, kiểm tra, xem xột lại toàn bộ thớ nghiệm xem đó thể hiện đỳng bản chất của sự việc hay chưa?... Tại bước này thớ nghiệm được kiểm tra cẩn trọng, tỷ mỉ nhằm phỏt hiện ra cỏc phần cũn thiếu xút của thớ nghiệm.
c)Cỏc bước xõy dựng thớ nghiệm ảo
1. Chọn vật thể cần khảo sỏt: Bước này được xõy dựng dựa theo cỏc dụng cụ của kịch bản, nhằm tạo ra cỏc dụng cụ thớ nghiệm.
2. Chọn chất liệu vật thể khảo sỏt: Bước này nhằm xõy dựng chất liệu cấu tạo vật thể, Vớ dụ giỏ đỡ, vật thể được làm bằng sắt, gỗ,…
3. Ghộp cỏc dụng cụ lại với nhau. Từ cỏc dụng cụ thớ nghiệm được thiết kế riờng lẻ ghộp cỏc dụng cụ lại để bắt đầu xõy dựng cảnh cho thớ nghiệm. 4. Mụ phỏng tương tỏc, hiện tượng cú thể xảy ra của thớ nghiệm.
5. Phõn tớch cỏc tương tỏc từ người sử dụng. Bước này cho phộp người sự dụng tương tỏc với thớ nghiệm thụng qua giao diện đồ họa. Người thiết kế
28
cú thế hiệu chỉnh một số thụng số như hiệu chỉnh gúc nhỡn, nhỡn cận cảnh hay nhỡn toàn bộ thớ nghiệm, tương tỏc làm thay đổi thớ nghiệm như tăng kớch thước, tốc độ, độ dài,…