Báo cáo Ứng dụng công nghệ Multimedia trong giáo dục đào tạo
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
DANH SÁCH CÁC BÁO CÁO CỦA CHƯƠNG TRÌNH HỘI THẢO
“ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MULTIMEDIA TRONG GIÁO DỤC ĐÀO TẠO”
Trang
1. Một số vấn đề trong xây dựng các thí nghiệm ảo Vật lí, Hoá học,
Sinh học
2
2. Triển khai dạy thí điểm các thí nghiệm ảo Vật lí - Những kết quả
bước đầu
12
16
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
19
30
39
49
61
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.
1
“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 nhất 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
2
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.
3
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.
4
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
5
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
6
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 kịch bản cho một sản phẩm phần mềm do đó có nhiều khó khăn, đòi
7
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 mới 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,…
8
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 tương
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
9
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.
10
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
11
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
12
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 dạy 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
13
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. Tạo 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.
14
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 nghiệm 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”.
15
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.
16
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 học, 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, học sinh sẽ trình bày được các pha co
17
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.
18
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)
19
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 về 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 chất 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.
20
-
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.
21
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
22
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 cũng 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 cảnh và tiêu đề... So với
23
các chương trình soạn thảo video khác như Final Cut Pro thì Premiere hơn hẳn về mặt
này. Tuy nhiên nó cũng có điểm hạn chế: đó là cửa sổ hiển thị không theo chuẩn NTSC.
Premiere có khả năng soạn thảo riêng audio, và chuyển thành các định dạng âm thanh
khác nhau như MP3, WAV... Với bộ mã hoá Adobe MPEG và chương trình chuyển
video DVDit có thể tạo ra một clip DVD hoàn chỉnh.
Hiện nay đã có 3 cải tiến lớn trong Premiere 6.5 để tương thích với chuẩn video
QuickTime 6 đó là: xử lý các hiệu ứng video trong thời gian thực, có thể đưa trực tiếp
text vào video bằng công cụ thiết kế tiêu đề, có kênh riêng tạo DVD.
Kết luận: Premiere có các công cụ soạn thảo hoàn hảo, quá trình soạn thảo, hiển thị và
render trong thời gian thực. Bộ tạo kỹ xảo đa dạng, khả năng tương tác với các thiết bị
DV tốt. Có thể chuyển các video clip thành các chuẩn MPEG1(VCD, SVCD),
MPEG2(DVD), MPEG4... Premiere được đánh giá là chương trình soạn thảo phim tốt
nhất hiện nay cho máy tương thích IBM-PC.
Phần mềm Final Cut Pro
Phần mềm này năm ngoái được đánh giá ở mức độ
cao trong các phần mềm soạn thảo Video. Nó cũng
giống như phần mềm Adobe Premiere và Vegas Video
có các công cụ soạn thảo chính xác, giao diện đẹp và
sự cấu thành tốt. Version 3.0 đã có các bước tiến xa
hơn với việc xử lý các hiệu ứng trong thời gian thực,
phân tích tín hiệu video, sửa chữa mầu trong thời gian
thực và các đặc tính mới khác. Những ưu điểm này làm
cho sản phẩm video của người dùng chuyên nghiệp hơn. Nhưng Final Cut chưa dừng ở
đó vì các hiệu ứng của nó phụ thuộc vào bộ xử lý của MAC. Có thể nói Final Cut Pro 3.0
là chương trình soạn thảo video mạnh nhất, đầy đủ nhất và chuyên nghiệp nhất trong các
phần mềm soạn thảo video cho hệ thống máy MAC hiện nay.
Sau khi cài đặt bạn có thể đặt kết nối với máy quay DV camera thông qua cổng
FireWire, lấy và gửi dữ liệu video qua đó. Khi bạn bắt đầu chạy Final Cut Pro 3.0, bạn sẽ
nhận được một thông báo và một cửa sổ chính hiển thị các công cụ. Ở đây cung cấp các
thông tin về video từ kênh mầu đến các lớp tín hiệu. Tuy đây chỉ là một công cụ nhỏ
nhưng nó cho bạn ý tưởng tốt trong việc kiểm tra các lỗi hình ảnh của video hoặc mức độ
phù hợp mầu sắc trong các video clip khác nhau.
24
Tính năng kéo, thả: Sự khác biệt trong việc soạn thảo của Final Cut Pro so với các
chương trình khác như Adobe Premiere là chương trình nay cho phép nhập trực tiếp các
tệp video từ cửa sổ Window hoặc từ trình Explore vào thẳng cửa sổ soạn thảo video của
Final Cut Pro. Khi người dùng đặt các video chồng lên nhau trong cửa sổ timeline
chương trình tự động tạo hiệu ứng mờ chồng tốt nhất với các video clip trước đó.
Xử lý các hiệu ứng trong thời gian thực: Một trong các điểm mạnh nhất của Final Cut
Pro đó là có thể hiển thị video, hiệu ứng video, lọc trong thời gian thực mà không cần đến
quá trình render hoặc hiển thị đen trắng. Thật đáng tiếc là bạn chỉ có thể chọn được 12
trong số 60 chuyển cảnh và 1 trong số 75 kỹ xảo (filter) là có thể làm việc trong thời gian
thực còn các cái khác vẫn cần thời gian để xử lý. Cũng như vậy nếu có nhiều kỹ xảo hoặc
nhiều chuyển cảnh. Với bộ xử lý đơn G4, bạn không thể đồng thời tạo nhiều hơn hai kỹ
xảo.
Final Cut Pro hiển thị các video rất tốt, ngay cả khi sử dụng bộ xử lý tốc độ thấp
667 MHZ. Đặc biệt chương trình này có 3 công cụ điều chỉnh mầu sắc: Lọc (filter) trong
thời gian thực, điều chỉnh độ sáng tối và mức độ hoà hợp ánh sáng hình ảnh trong video.
Một đặc điểm nữa, công cụ quản lý thiết bị cho phép bạn chuyển đổi bất kỳ kiểu file ( từ
chuẩn DV sang chuẩn HDTV) thành kiểu OfflineRT của Final Cut Pro's. Kiểu OfflineRT
là một dạng dữ liệu nén với kích cỡ nhỏ bằng 5 lần so với dữ liệu video thực trên đĩa
cứng.
Giá của phần mềm Final Cut Pro 3.0 trên $5000. Nếu so sánh với Adobe Premiere thì
đây không phải là giá quá cao.
Để có thể hiển thị video, các hiệu ứng video... trong Final Cut Pro cần có thêm thiết bị
RTMac card. Thiết bị này có thể tăng khả năng tạo hiệu ứng trong thời gian thực của hệ
thống. Nếu bị giới hạn về không gian đĩa, có thể lựa chọn chế độ định dạng OfflineRT.
Đây là một định dạng mở rộng của PhotoJPEG, như vậy có thể thu video với khuôn hình
320 x 240 và sử dụng tỷ lệ nén thấp. Với định dạng này người dùng có thể thu 40 phút
phim mà chỉ cần đến 1GB đĩa cứng (bình thường thu 40 phút phim cần 4,5GB). Điều này
rất tốt cho những người dùng sử dụng máy labtop G4 (MAC) để soạn thảo video.
Nhược điểm của Final Cut Pro 3: giới hạn với các thiết bị phần cứng. Chương trình
này không làm việc với các thiết bị phần cứng khác như Pinnacle’s CineWave, Matrox’s
RTMac, and Digital Voodoo cards. Bên cạnh đó khả năng plug-in phần cứng của chương
trình này cũng rất kém.
25
Kết luận: Có thể nói răng Final Cut Pro 3 là chương trình soạn thảo video tốt với các
công cụ rất mạnh cho việc thực hiện soạn thảo trong thời gian thực trong môi trường
MAC. Final Cut Pro 3 là chương trình rất phù hợp cho việc soạn thảo và xử lý video trên
các máy tính độc lập (trên 1 MAC). Chương trình này chạy rất tốt, hoàn hảo và nhanh
nếu trên máy tính có 2CPU.
Nêu người dùng cần xử lý video trên hệ thống may Mac thì Final Cut Pro 3 là một lựa
chọn đúng đắn.
Công cụ xây dựng các đối tượng 3 D
Hiện nay, có rất nhiều chương trình xử lý 3D khác nhau như Bryce 3D, InfiniD, 3D
Max, Soft Image, Maya. Các chương trình 3D thường được phát triển từ các hãng riêng
biệt không theo một chuẩn nhất định do đó việc chuyển đổi dữ liệu giữa cac phần mềm
này gần như là không thực hiện được.
Phần mềm Bryce 3D
Bryce 3D là phần mềm tạo ảnh hoạt hình trong không gian
3 chiều. Bryce 3D là phần mềm cho phép chúng ta tạo ra môi
trường ảo sống động. Một ý niệm hoàn hảo đến mức khó tin
về hoạt hình 3 chiều, âm thanh nổi, những bức ảnh và đồ họa
tuyệt đẹp. Bryce 3D cho phép chúng ta thao tác trên ba hệ trục
tọa độ khác nhau: hệ trục tọa độ cửa sổ làm việc, hệ trục toạ
độ của riêng từng đối tượng và hệ trục tọa độ của Camera.
Thế mạnh của chương trình này là tạo ra được các cảnh thực với các chất liệu và đối
tượng phức tạp như cảnh trời, biển, sông nước, núi non, cây cối... Với công cụ 3D tương
đối trực quan cho phép chúng ta xử lý nhanh các cảnh. Bryce 3D cung cấp cho người
dùng các bảng chất liệu, mầu sắc và ánh sáng khá đa dạng và phong phú. Nhưng việc tuỳ
biến là chưa cao. Chương trình cho phép chúng ta render trực tiếp toàn cảnh hoặc một
phần của cảnh. Việc xử lý này giúp cho người sử dụng có thể kiểm tra nhanh, chính xác
các đối tượng trong cảnh.
Nhược điểm của phần mềm này là thao tác với các đối tượng này là rất phức tạp, tốn
rất nhiều thời gian. Tạo cảnh chuyển động trong Bryce 3D còn quá đơn điệu và thiếu
nhiều tính năng.
Kết luận:Chương trình Bryce 3D là chương trình tốt cho việc tạo cảnh tự nhiên, phông
nền. Nó không thực sự tốt cho việc xây dựng các ứng dụng 3D đầy đủ và phức tạp.
26
Phần mềm Infini D
Infini-D là phần mềm của hãng MetaCreation, đây là một hãng chuyên phát triển các
phần mềm thao tác trong lĩnh vực đồ hoạ 3 chiều. Phần mềm
Infini-D cho chúng ta khả năng tạo ra các đối tượng 3 chiều
một cách chuyên nghiệp.
Các kỹ thuật tạo mô hình đối tượng của Infini-D: tạo các
đối tượng dạng Primitive, Extrusion, Lathe, Polygon mesh,
Paramertic serface, Meta ball, Particle system, Fractal modal.
Từ các mô hình đối tượng này có thể tạo ra các đối tượng
phức tạp bằng cách dùng các phép toán cộng, trừ, lấy phần bù... giữa các đối tượng để tạo
ra các đối tượng mức cao hơn.
Infini-D cho phép chúng ta tuỳ biến các thông số của các đối tượng 3 D. Như vậy
chúng ta có thể chỉnh chính xác về kích cỡ hình dạng, thuộc tính cho các đối tượng này.
Cũng như Bryce 3D phần mềm này có thể tạo ra rất nhiều chất liệu bề mặt cho các đối
tượng.
Với 4 cửa sổ hiển thị đối tượng 3D, người dùng có thể kiểm soát được toàn bộ không
gian studio cũng như vị trí, thứ tự của các đối tượng trong studio này.
Chế độ hiển thị Render của Infini-D cũng rất phong phú. Người dùng có thể đặt các
chế độ hiển thị khác nhau cho từng mặt phẳng, hoặc toàn không gian 3D. Các chế độ hiển
thị của Infini-D: wireframes, Flat shading, Gouraud shading, Phong shading, Ray
tracing. Ví dụ chế độ wireframes: hiển thị dạng lưới, như vậy sẽ làm tăng tốc độ soạn
thảo. Ngược lại chế độ Ray tracing rất chậm nhưng lại là chế độ hiển thị không gian và
các đối tượng 3D chính xác nhất cả về mầu sắc, chất liệu, ánh sáng...
Infini-D cũng như các nhiều phần mềm 3D khác, tính mở của nó không cao. Nó
không cho phép input các tệp được xây dựng từ các phần mềm 3D khác vào trừ định
dạng EPS.
Phần mềm này cho phép chúng ta xuất các kết quả ra thành dạng video và ảnh với sự
tuỳ chọn về chất lượng và khuôn hình. Đây cũng là một điểm mạnh của Infini-D so với
các phần mềm 3 D thông thường.
Thế mạnh của chương trình này là việc tạo ra các đối tượng 3D.
Phần mềm 3D Studio Max
27
Đầy là phần có tính chuyên nghiệp cao. No cũng
như Infini D tạo các đối tượng dựa trên các đối
tượng và phép xử lý cơ bản dạng Primitive,
Extrusion, Lathe, Polygon mesh, Paramertic serface,
Meta ball, Particle system, Fractal modal.
Không gian làm việc cũng gồm có 4 cửa sổ hiển
thị các mặt phẳng trong Studio.
Bộ tuỳ chọn mầu sắc, đặt tham số cho các đối tượng 3D như độ trong, độ cứng của 3D
Studio Max là rất đa dạng và phong phú. Người sử dụng có thể dễ dàng đặt các thuộc tính
cho đối tượng 3D theo nhóm. Các hiệu ứng là cong, văn xoắn... theo các trục trong 3D
Studio Max là khá dễ dàng và thuận tiện.
Các công cụ xây dựng các đối tượng tạo không gian như ánh sáng, camera cũng như
việc điều khiển các công cụ này không phức tạp như trong Infini –D. Studio Max không
những có thể tạo ra các đối tượng 3D mà nó còn tạo ra các cảnh tự nhiên như Bryce3D.
Tính mở trong phần mềm này khá cao. Nó cho phép sử dụng lại các tệp có định dạng
3D từ một số chương trình khác như AutoCAD, các định dạng EPS... Bạn có thể vẽ kỹ
thuật trên AutoCAD sau đó đưa các tệp này vào 3D Studio Max để sử dụng lại thành một
cảnh thực.
Khả năng hiển thị (Render) của 3D Studio Max là rất cao. Với một máy tính PII 300
chúng ta đã có thể Render trực tiếp các đối tượng trên cửa sổ 3D Studio Max. Tốc độ
hiển thị nhanh hơn nhiều so với Infini D. Việc hỗ trợ hệ điều hành cũng như các thiết bị
của 3D max cũng rất tốt, ngoài ra nó còn hỗ trợ các ứng dụng dạng Plug_in. Như vậy
chúng ta có thể thêm vào rất nhiều các hiệu ứng có sẵn được phát triển bởi nhiều nhóm
khác nhau vào chương trình.
3D Studio Max cho chúng ta xuất kết quả thành các định dạng movie khác nhau với
chất lượng rất cao.
Kết luận: Các chương trình 3 D hiện nay khá đa dạng và phong phú nhưng nhiều
chương trình không đầy đủ các tính năng. Nó chỉ mạnh trong việc xây dựng các đối
tượng hay các cảnh riêng lẻ. Chương trình 3DS MAX thì khác. Chúng là những chương
trình chuyên nghiệp với nhiều ưu điểm nổi trội về công cụ , giao diện, khả năng Render.
28
Tải về để xem bản đầy đủ
74 trang
17/05/2024
1850
Bạn đang xem 30 trang mẫu của tài liệu "Báo cáo Ứng dụng công nghệ Multimedia trong giáo dục đào tạo", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- bao_cao_ung_dung_cong_nghe_multimedia_trong_giao_duc_dao_tao.pdf
