Giáo án gộp Tin học 12 Khoa học máy tính Chân trời sáng tạo kì II

Bài F6: Dự án tạo trang web

Bài F7: Giới thiệu CSS

Bài F8: Một số thuộc tính cơ bản của CSS

Bài F9: Một số kĩ thuật định kiểu bằng vùng chọn trong CSS

Bài F10: Định kiểu CSS cho siêu liên kết và danh sách

Bài F11: Định kiểu CSS cho bảng và phần tử

Bài F12: Định kiểu CSS cho biểu mẫu

Bài F13: Dự án tạo trang web (tiếp theo)

Bài F14: Học máy

Bài F15: Khoa học dữ liệu

............................................

............................................

............................................

BÀI MẪU

Ngày soạn:…/…/…

Ngày dạy:…/…/…

CHỦ ĐỀ F: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH

BÀI F18: KỸ THUẬT MÔ PHỎNG

(1 tiết)

I. YÊU CẦU CẦN ĐẠT

1. Kiến thức 

Sau bài học này, HS sẽ:

• Nêu được một vài lĩnh vực trong đời sống có sử dụng kĩ thuật mô phỏng.

• Nêu được một vài vấn đề mà ở đó có thể cần dùng kĩ thuật mô phỏng để giải quyết.

2. Năng lực

Năng lực chung: 

• Năng lực học tập, tự học: HS biết tự tìm kiếm, chuẩn bị và lựa chọn tài liệu, phương tiện học tập trước giờ học, quá trình tự giác tham gia các và thực hiện các hoạt động học tập cá nhân trong giờ học ở trên lớp,…

• Năng lực giao tiếp và hợp tác: Khả năng phân công và phối hợp thực hiện nhiệm vụ học tập.

• Năng lực giải quyết vấn đề sáng tạo: HS đưa ra các phương án trả lời cho câu hỏi, bài tập xử lý tình huống, vận dụng kiến thức, kĩ năng của bài học để giải quyết vấn đề thường gặp.

Năng lực Tin học: 

• Hiểu được vai trò của máy tính.

• Biết được tính ưu việt trong việc sử dụng thuật toán hiệu quả để xử lí dữ liệu.

3. Phẩm chất

• Hình thành ý thức chủ động tìm hiểu và cập nhật những kiến thức mới trong Tin học.

• Phát triển khả năng phân tích để hiểu và giải quyết vấn đề.

• Nâng cao kĩ năng làm việc nhóm, hợp tác trong học tập.

• Nghiêm túc, tập trung, tích cực chủ động.

II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU 

• GV: SGK, SBT Tin học 12 – Định hướng Khoa học máy tính – Chân trời sáng tạo, bài trình chiếu (Slide), máy chiếu.

• HS: SGK, SBT Tin học 12 – Định hướng Khoa học máy tính – Chân trời sáng tạo, vở ghi, máy tính.

III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG 

a) Mục tiêu: Cung cấp cho HS khái niệm về kĩ thuật mô phỏng và sự có mặt của kĩ thuật này trong một số lĩnh vực của cuộc sống (giao thông, giáo dục, y tế, thiên văn học,…) với nhiều lợi ích khác nhau.

b) Nội dung: HS dựa vào hiểu biết để trả lời các câu hỏi.

c) Sản phẩm: Từ yêu cầu, HS vận dụng sự hiểu biết để trả lời câu hỏi GV đưa ra.

d) Tổ chức thực hiện: 

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ: 

- GV có thể dẫn dắt và giới thiệu một số loại phần mềm mô phỏng cho HS: Trong chương trình Giáo dục Quốc phòng và An ninh, hiện nay các sinh viên của các trường Đại Học được học trong đó có học phần bắn súng. Tuy nhiên, học phần này sẽ được thực hành bắn đạn mô phỏng với súng thật. Đây là một ứng dụng của mô phỏng trong thực tế. 

- Sau đó, GV mời một số HS kể tên một số mô phần mềm mô phỏng mà em biết.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập: 

- Các nhóm HS thảo luận và trả lời câu hỏi.

- GV quan sát quá trình các nhóm thảo luận, giải đáp thắc mắc nếu HS chưa rõ.

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận: 

- GV mời một số nhóm báo cáo kết quả thảo luận.

Gợi ý trả lời: 

PhET Interactive Simulations (https://phet.colorado.edu)

Phát triển bởi Đại học Colorado Boulder (Mỹ), cung cấp các mô phỏng tương tác trong các lĩnh vực như Vật lí, Hóa học, Sinh học và Toán học. PhET giúp học sinh tìm hiểu các khái niệm khoa học thông qua trải nghiệm trực quan và sinh động.

Avogadro (https://avogadro.cc)

Phần mềm mã nguồn mở hỗ trợ mô phỏng và thiết kế phân tử trong Hóa học. Avogadro giúp người dùng xây dựng, chỉnh sửa và tối ưu cấu trúc phân tử, hỗ trợ nghiên cứu hóa học hữu cơ, hóa học lượng tử.

Gplates (https://www.gplates.org)

Công cụ chuyên dụng cho nghiên cứu động lực học kiến tạo mảng, cho phép mô phỏng sự dịch chuyển của các lục địa trong lịch sử Trái Đất. Phần mềm này được các nhà khoa học sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu địa chất.

Yenka (https://www.yenka.com)

Bộ công cụ giáo dục tích hợp nhiều mô phỏng trong Toán học, Vật lí, Hóa học và Điện tử. Yenka giúp học sinh thực hiện các thí nghiệm ảo một cách an toàn và dễ hiểu, đặc biệt hữu ích cho việc giảng dạy STEM.

- Các nhóm khác lắng nghe và góp ý.

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện: 

GV đánh giá kết quả của HS, dẫn dắt HS vào bài học mới: Các bạn đã bao giờ thắc mắc làm thế nào các nhà khoa học có thể dự đoán quỹ đạo của một hành tinh, quan sát phản ứng hóa học xảy ra mà không cần thí nghiệm trực tiếp, hay hiểu rõ sự di chuyển của các lục địa trong hàng triệu năm? Tất cả những điều kỳ diệu đó đều nhờ vào kỹ thuật mô phỏng. Hôm nay, chúng ta sẽ cùng khám phá cách công nghệ mô phỏng giúp chúng ta 'nhìn thấy' những điều mắt thường không thể quan sát và mở ra cánh cửa tri thức đầy thú vị! Bài F18: Kĩ thuật mô phỏng”.

B. HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI

Hoạt động 1: Kĩ thuật mô phỏng trong một số lĩnh vực của đời sống.

a) Mục tiêu: 

- Cung cấp cho HS khai niệm về kĩ thuật mô phỏng và sự có mặt của kĩ thuật nãy trong một số lĩnh vực của cuộc sống (giao thông, giáo dục, y tế, thiên văn học, …) với nhiều lợi ích khác nhau.

b) Nội dung:

- HS đọc SGK, nghe giảng, thực hiện các nhiệm vụ được giao, suy nghĩ trả lời câu  hỏi trong SGK.

c) Sản phẩm: HS hình thành được kiến thức bài học, câu trả lời của HS cho các câu hỏi trong SGK.

d) Tổ chức thực hiện:

HĐ CỦA GV VÀ HS

SẢN PHẨM DỰ KIẾN

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ: - GV chia lớp thành 4 nhóm và yêu cầu các nhóm thực hiện tìm hiểu nội dung theo sự phân chia của GV, đồng thời trả lời các câu hỏi sau: + Nhóm 1, tìm hiểu ứng dụng kĩ thuật mô phỏng trong Giao thông để trả lời câu hỏi: Câu 1:  Kỹ thuật mô phỏng đóng vai trò như thế nào trong việc nghiên cứu, thiết kế, đánh giá và cải thiện các hệ thống giao thông phức tạp?         Câu 2: Những lợi ích chính mà kỹ thuật mô phỏng mang lại cho việc quản lý, điều khiển, và đào tạo trong lĩnh vực giao thông là gì?                     + Nhóm 2, tìm hiểu ứng dụng kĩ thuật mô phỏng trong Giáo dục để trả lời câu hỏi: Câu 1: Những lợi ích chính mà kỹ thuật mô phỏng mang lại cho quá trình học tập và giảng dạy trong nhiều lĩnh vực khác nhau là gì?              Câu 2: Kỹ thuật mô phỏng được ứng dụng như thế nào để hỗ trợ người học hình dung các khái niệm trừu tượng, thực hành kỹ năng, và chuẩn bị cho các tình huống thực tế trong học tập và công việc?                    + Nhóm 3, tìm hiểu ứng dụng kĩ thuật mô phỏng trong Y tế để trả lời câu hỏi: Câu 1: Kỹ thuật mô phỏng đóng vai trò như thế nào trong việc cải thiện chất lượng đào tạo y khoa, nghiên cứu, phát triển thiết bị và chẩn đoán trong lĩnh vực y tế?         Câu 2: Những lợi ích chính mà mô phỏng y tế mang lại cho sinh viên y khoa, nhân viên y tế, nhà nghiên cứu và bệnh nhân, đặc biệt là thông qua việc sử dụng thực tế ảo?                         + Nhóm 4, tìm hiểu ứng dụng kĩ thuật mô phỏng trong Thiên văn học để trả lời câu hỏi: Câu 1: Kỹ thuật mô phỏng có vai trò như thế nào trong việc hỗ trợ nghiên cứu, dự đoán, và khám phá các hiện tượng và cấu trúc trong vũ trụ?       Câu 2: Mô phỏng vũ trụ mang lại những lợi ích gì cho việc truyền đạt kiến thức và khơi gợi sự hứng thú với thiên văn học, đặc biệt thông qua trải nghiệm thực tế ảo?                 - Sau thời gian quy định, GV mời đại diện các nhóm trình bày các câu hỏi. + Các nhóm khác chú ý lắng nghe. + GV nhận xét câu trả lời của HS, chuẩn hoá kiến thức. - GV yêu cầu HS thực hiện cá nhân phần Câu hỏi trong SGK: Em hãy liệt kê một số công việc có sử dụng kĩ thuật mô phỏng trong lĩnh vực giáo dục, y tế. + GV mời ngẫu nhiêm 4-5 HS trình bày câu trả lời. + GV nhận xét, tuyên dương.                             - GV trình bày Khung kiến thức. Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ:  - HĐ cá nhân: HS suy nghĩ, hoàn thành vở. - HĐ cặp đôi, nhóm: các thành viên trao đổi, đóng góp ý kiến và thống nhất đáp án. Cả lớp chú ý thực hiện các yêu cầu của GV, chú ý bài làm các bạn và nhận xét. - GV: quan sát và trợ giúp HS.  Bước 3: Báo cáo, thảo luận:  - HS trả lời trình bày miệng/ trình bày bảng, cả lớp nhận xét, GV đánh giá, dẫn dắt, chốt lại kiến thức. Bước 4: Kết luận, nhận định: GV tổng quát lưu ý lại kiến thức trọng tâm  + Kĩ thuật mô phỏng trong một số lĩnh vực của đời sống.

1. Kĩ thuật mô phỏng trong một số lĩnh vực của đời sống. - Các nhóm thực hiện trả lời.     - Nhóm 1: Câu 1: Vai trò + Nghiên cứu & Thiết kế: Tạo mô hình số hóa, thiết kế hệ thống hiệu quả. + Đánh giá: Ước lượng hiệu suất dự án & giải pháp trước triển khai. + Cải thiện: Phân tích, thử nghiệm để tối ưu lưu lượng & an toàn. Câu 2: Lợi ích + Quản lý: Cái nhìn toàn cảnh, hỗ trợ quyết định sáng suốt về hạ tầng. + Điều khiển: Dự đoán hiệu suất, giảm tác động tiêu cực, tăng hiệu quả. + Đào tạo: Tái tạo tình huống, phát triển kỹ năng lái xe an toàn. - Nhóm 2:   Câu 1: Những lợi ích chính của kỹ thuật mô phỏng trong học tập và giảng dạy: + Tạo môi trường học tập sinh động, giúp áp dụng kiến thức vào thực tế. + Giúp hình dung khái niệm trừu tượng, hiểu sâu các hiện tượng tự nhiên. + Cung cấp môi trường an toàn để thực hành, tăng sự tự tin. + Hỗ trợ đào tạo các lĩnh vực đòi hỏi kỹ năng cao. Câu 2: Ứng dụng của kỹ thuật mô phỏng trong học tập: + Sử dụng mô hình số, thử nghiệm ảo để tiếp xúc tình huống thực tế. + Tương tác với mô hình 3D, nắm bắt cách thiết bị hoạt động. + Tham gia kịch bản tương tác, phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề. Ví dụ:    - Nhóm 3:  Câu 1: Vai trò của mô phỏng trong y tế: + Cải thiện đào tạo: Cho phép thực hành không gây hại, tái tạo tình huống phức tạp. + Hỗ trợ nghiên cứu: Tìm hiểu cơ thể, dự đoán phản ứng sinh lý. + Phát triển thiết bị: Đánh giá hiệu suất, an toàn trước thử nghiệm. + Hỗ trợ chẩn đoán. Câu 2: Lợi ích của mô phỏng y tế (kể cả thực tế ảo): + Sinh viên & NVYT: Nâng cao kỹ năng, chuẩn bị cho tình huống khẩn cấp. + Nghiên cứu viên: Hiểu rõ hơn về cơ thể và phản ứng sinh lý. + Bệnh nhân: Phát triển và thử nghiệm an toàn các thiết bị mới. + Cải thiện kỹ năng giao tiếp, tư duy lâm sàng (thông qua thực tế ảo).   - Nhóm 4:  Câu 1: Vai trò của mô phỏng trong nghiên cứu vũ trụ: + Giúp hiểu rõ hơn về cấu trúc, sự phát triển của hệ thiên thạch. + Giả lập sự kiện thiên văn phức tạp. + Tái tạo, theo dõi chuyển động thiên thể. + Dự đoán hiện tượng như nhật thực, nguyệt thực. + Nghiên cứu hệ thiên thạch xa xôi. Câu 2: Lợi ích của mô phỏng vũ trụ (kể cả thực tế ảo): + Mở ra khả năng mới trong truyền đạt kiến thức thiên văn học. + Giúp người học tương tác với mô hình 3D. + Tăng cường hiểu biết về vũ trụ. + Kích thích sự tò mò, đam mê. + Tạo trải nghiệm thực tế ảo về không gian.           Câu hỏi - Lĩnh vực giáo dục: + Mô phỏng học đường: Tạo ra môi trường học tập ảo để giúp học sinh trải nghiệm và thực hành các kỹ năng và kiến thức trong môi trường an toàn và tương tác. + Mô phỏng hóa thực tế ảo: Sử dụng công nghệ mô phỏng và thực tế ảo để tạo ra trải nghiệm học tập sống động và chân thực, giúp học sinh hiểu bài học một cách sâu sắc hơn. - Lĩnh vực y tế: + Mô phỏng quá trình điều trị: Sử dụng mô phỏng để mô phỏng quá trình điều trị, giúp bác sĩ và y tá nắm vững các kỹ năng thực hành và quy trình y tế trước khi tiến hành trên bệnh nhân thực tế. + Mô phỏng phẫu thuật: Sử dụng mô phỏng để huấn luyện và phát triển kỹ năng phẫu thuật cho các bác sĩ và học viên y khoa, giúp cải thiện độ chính xác và an toàn trong quá trình phẫu thuật. + Mô phỏng tác động của thuốc: Sử dụng mô phỏng để đánh giá tác động của thuốc và dự đoán kết quả điều trị trong điều kiện điều trị ảo, giúp tối ưu hóa quy trình điều trị và giảm rủi ro. Khung kiến thức Kĩ thuật mô phỏng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống (giao thông, giáo dục, y tế, thiên văn, …) với nhiều lượi ích khác nhau.

Hoạt động 2: Một số vấn đề thực tế cần sử dụng kĩ thuật mô phỏng để giải quyết.

a) Mục tiêu: 

- Cung cấp cho HS một số thông tin về các vấn đề thực tế cần sử dụng kĩ thuật mô phỏng để giải quyết, làm căn cứ để HS tìm hiểu kiến thức sau này.

b) Nội dung:

- HS đọc SGK, nghe giảng, thực hiện các nhiệm vụ được giao, suy nghĩ trả lời câu hỏi trong SGK.

c) Sản phẩm: HS hình thành được kiến thức bài học, câu trả lời của HS cho các câu hỏi trong SGK.

d) Tổ chức thực hiện:

HĐ CỦA GV VÀ HS

SẢN PHẨM DỰ KIẾN

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ: - GV yêu cầu HS thực hiện cá nhân đọc – hiểu thông tin trong SGK. - Sau đó, GV đặt ra các câu hỏi để HS trả lời và chuẩn hoá kiến thức, giúp HS hiểu được nội dung và ý nghĩa của bài học: Câu 1: Kỹ thuật mô phỏng hoạt động như thế nào và mang lại những lợi ích gì trong việc thử nghiệm, tối ưu hóa các hệ thống thực tế? Cho ví dụ về ứng dụng của mô phỏng trong dự báo thời tiết.                             Câu 2: Kỹ thuật mô phỏng giúp giảm rủi ro trong thiết kế và triển khai hệ thống thực tế như thế nào? Cho một ví dụ về việc sử dụng mô phỏng trong việc kiểm tra an toàn của một loại thuốc mới.         Câu 3: Mô phỏng được ứng dụng như thế nào trong nghiên cứu và khám phá vũ trụ? - GV mời 3 HS trả lời 3 câu hỏi bên trên. Các HS khác lắng nghe, nhận xét và bổ sung. + GV chuẩn hoá kiến thức.           - HS thảo luận với bạn cùng bàn để trả lời câu hỏi: Theo em, vì sao nên sử dụng mô phỏng để quan sát hệ mặt trời? + Sau thời gian quy định, GV mời một số bạn trả lời. + Các HS khác lắng nghe và cho ý kiến nhận xét, bổ sung. + GV nhận xét và chốt đáp án. Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ:  - HĐ cá nhân: HS suy nghĩ, hoàn thành vở. - HĐ cặp đôi, nhóm: các thành viên trao đổi, đóng góp ý kiến và thống nhất đáp án. Cả lớp chú ý thực hiện các yêu cầu của GV, chú ý bài làm các bạn và nhận xét. - GV: quan sát và trợ giúp HS.  Bước 3: Báo cáo, thảo luận:  - HS trả lời trình bày miệng/ trình bày bảng, cả lớp nhận xét, GV đánh giá, dẫn dắt, chốt lại kiến thức. Bước 4: Kết luận, nhận định: GV tổng quát lưu ý lại kiến thức trọng tâm  + Vấn đề thực tế cần sử dụng kĩ thuật mô phỏng để giải quyết.

2. Một số vấn đề thực tế cần sử dụng kĩ thuật mô phỏng để giải quyết.       Trả lời: Câu 1: Mô phỏng tạo phiên bản ảo của hệ thống, cho phép thử nghiệm các tham số khác nhau mà không cần thực hiện thực tế. Lợi ích bao gồm: tối ưu hóa hoạt động, cải thiện hiệu suất, giảm chi phí và rủi ro.  Ví dụ, dự báo thời tiết sử dụng mô phỏng để xử lý dữ liệu khí quyển từ nhiều nguồn, đưa ra dự báo chính xác. Câu 2: Mô phỏng cho phép dự đoán các tình huống tiềm ẩn, tìm ra lỗ hổng và đưa ra biện pháp phòng ngừa trước khi hệ thống triển khai.  Ví dụ, trong kiểm tra an toàn thuốc, mô phỏng giúp dự đoán tác động của thuốc lên cơ thể người, giảm rủi ro cho thử nghiệm lâm sàng. Câu 3: Mô phỏng đóng vai trò quan trọng trong quan sát, nghiên cứu Hệ Mặt Trời, giúp hiểu và dự đoán hiện tượng thiên văn, nghiên cứu tương tác hành tinh. Nó cũng được dùng để dự báo thời tiết vũ trụ, như cường độ gió mặt trời. Câu hỏi Mô phỏng Hệ Mặt Trời mang lại nhiều lợi ích: Hiểu cấu trúc và tương tác: Giúp hình dung trực quan về vị trí, cấu trúc và mối quan hệ giữa các hành tinh, sao và vật thể khác. Dự đoán, nghiên cứu: Mô phỏng hiện tượng thiên văn (bão mặt trời, thiên thạch) để đảm bảo an toàn, nghiên cứu. Giảng dạy, học tập: Hình dung sinh động, tăng hứng thú, hiểu biết thiên văn. Nghiên cứu, phát triển: Mô phỏng quỹ đạo vệ tinh, tàu vũ trụ, đánh giá yếu tố môi trường.

Hoạt động 3: Một số phần mềm mô phỏng.

a) Mục tiêu: 

- Giới thiệu cho HS một số phần mềm mô phỏng thông dụng: PhET Interactive Simulations, ANSYS, Unity, SolidWorks.

b) Nội dung:

- HS đọc SGK, nghe giảng, thực hiện các nhiệm vụ được giao, suy nghĩ trả lời câu hỏi trong SGK.

c) Sản phẩm: HS hình thành được kiến thức bài học, câu trả lời của HS cho các câu hỏi trong SGK.

d) Tổ chức thực hiện:

HĐ CỦA GV VÀ HS

SẢN PHẨM DỰ KIẾN

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ: - GV trình chiếu, và giới thiệu cho HS về các phần mềm mô phỏng thông dụng theo trình tự trong SGK để HS tiếp cận và hiểu biết về một số phần mềm. - GV có thể tìm hiểu thêm về một số phần mềm mô phỏng khác ngoài SGK và trình chiếu, giới thiệu cho HS.                                                               - GV chia HS thành các nhóm nhỏ (5-7 nhóm) và giao cho các nhóm thực hiện Câu hỏi trong SGK, bằng cách sử dụng hiểu biết của bản thân hoặc internet. Ngoài các phần mềm được nhắc đến ở trên, em hãy kể tên một số phần mềm mô phỏng khác trong lĩnh vực Vật lí, Hoá học, Sinh Học. + GV mời đại diện các nhóm trình bày đáp án. + GV tuyên dương và chốt đáp án. Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ:  - HĐ cá nhân: HS suy nghĩ, hoàn thành vở. - HĐ cặp đôi, nhóm: các thành viên trao đổi, đóng góp ý kiến và thống nhất đáp án. Cả lớp chú ý thực hiện các yêu cầu của GV, chú ý bài làm các bạn và nhận xét. - GV: quan sát và trợ giúp HS.  Bước 3: Báo cáo, thảo luận:  - HS trả lời trình bày miệng/ trình bày bảng, cả lớp nhận xét, GV đánh giá, dẫn dắt, chốt lại kiến thức. Bước 4: Kết luận, nhận định: GV tổng quát lưu ý lại kiến thức trọng tâm  + Một số phần mềm mô phỏng.

3. Một số phần mềm mô phỏng Một số phần mềm thông dụng: a) PhET Interactive Simulations: Dự án của Đại học Colorado Boulder, cung cấp mô phỏng tương tác miễn phí cho việc học và dạy Khoa học, Toán học. b) ANSYS: Phần mềm mô phỏng và phân tích chuyên sâu, dùng trong kỹ thuật, khoa học máy tính, giải quyết các vấn đề phức tạp liên quan đến cơ học, nhiệt, động cơ, điện tử. c) Unity: Công cụ phát triển trò chơi và ứng dụng 2D/3D đa nền tảng (máy tính, di động, game, VR), cho phép ứng dụng chạy trên nhiều hệ điều hành khác nhau. d) SolidWorks: Phần mềm CAD để thiết kế sản phẩm 3D, tạo bản vẽ kỹ thuật, giao diện thân thiện, giúp tạo mô hình chính xác. Câu hỏi - Vật lí: + PhET Interactive Simulations: Mô phỏng các hiện tượng vật lí như điện, sóng, chuyển động. + Algodoo: Mô phỏng các nguyên tắc vật lí cơ bản như lực, ma sát, trọng lực. - Hoá học: + ChemCollective Virtual Lab: Mô phỏng các thí nghiệm hoá học trong môi trường ảo. + Avogadro: Mô phỏng cấu trúc phân tử và phản ứng hoá học. - Sinh học: + Biovirtual Labs: Mô phỏng các quá trình sinh học như trao đổi chất, di truyền. + CellLab: Mô phỏng hoạt động của tế bào và các quá trình sinh học liên quan.

C. HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

a. Mục tiêu: HS vận dụng kiến thức, hoàn thành bài tập trắc nghiệm và bài tập phần Luyện tập.

b. Nội dung: GV giao nhiệm vụ, HS thảo luận, trả lời câu hỏi trắc nghiệm và Luyện tập 1, 2 SGK trang 167.

c. Sản phẩm học tập: HS trả lời câu hỏi trắc nghiệm và Luyện tập 1, 2 SGK trang 167.

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV giao nhiệm vụ cho HS: Khoanh tròn vào câu đặt trước câu trả lời đúng và điền đáp án Đ, S cho các câu hỏi trắc nghiệm Đúng, Sai.

I. Trắc nghiệm lựa chọn đáp án.

Câu 1: Kỹ thuật mô phỏng trong giao thông giúp:

A. Tăng cường khả năng tiếp thị sản phẩm.

B. Tối ưu hóa chiến lược điều khiển giao thông.

C. Giảm số lượng xe lưu thông trên đường.

D. Cải thiện khả năng nhận diện thương hiệu.

Câu 2: Trong giáo dục, kỹ thuật mô phỏng được sử dụng để:

A. Giảng dạy khái niệm toán học và khoa học.

B. Phát triển sản phẩm mới.

C. Giảm chi phí sản xuất.

D. Nâng cao kỹ năng marketing.

Câu 3: Phần mềm mô phỏng nào được sử dụng để thiết kế sản phẩm 3D?

A. Unity

B. ANSYS

C. PhET Interactive Simulations

D. SolidWorks

Câu 4: PhET Interactive Simulations cung cấp các mô phỏng miễn phí trong lĩnh vực:

A. Kinh doanh

B. Khoa học và Toán học

C. Thiết kế đồ họa

D. Y tế

Câu 5: Phần mềm ANSYS thường được sử dụng trong:

A. Thiết kế đồ họa

B. Phân tích cơ học kết cấu và nhiệt độ

C. Giảng dạy toán học

D. Quản lý tài chính

II. Trắc nghiệm Đúng – Sai

Câu 1: Các phát biểu sau đây về kỹ thuật mô phỏng và ứng dụng trong giao thông:

a) Kỹ thuật mô phỏng chỉ có thể được sử dụng để nghiên cứu và thiết kế các hệ thống giao thông đơn giản.

b) Mô phỏng giúp dự đoán và đánh giá hiệu suất của các giải pháp điều khiển giao thông như hệ thống đèn giao thông thông minh.

c) Kỹ thuật mô phỏng không thể sử dụng để đào tạo và kiểm tra các kỹ năng lái xe.

d) Các hệ thống lái xe tự động không thể được phát triển hoặc kiểm tra bằng kỹ thuật mô phỏng.

Câu 2: Các phát biểu sau đây về ứng dụng của kỹ thuật mô phỏng trong y tế:

a) Mô phỏng y tế chỉ có thể sử dụng để đào tạo nhân viên y tế, không thể sử dụng để nghiên cứu và phát triển thiết bị y tế.

b) Kỹ thuật mô phỏng giúp mô tả cách các thiết bị y tế tương tác với cơ thể con người.

c) Ứng dụng thực tế ảo trong mô phỏng y tế giúp cải thiện kỹ năng giao tiếp và tư duy lâm sàng của người học.

d) Mô phỏng y tế không thể tái tạo chính xác các tình huống y tế phức tạp.

- GV yêu cầu HS thảo luận nhóm đôi, hoàn thành các Luyện tập 1, 2 SGK trang 167:

Câu 1: Em hãy nêu một số vấn đề cần kĩ thuật mô phỏng để giải quyết.

Câu 2: Theo em, vì sao cần sử dụng kĩ thuật mô phỏng trong việc kiểm tra tính an toàn của loại thuốc chữa bệnh mới?

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS trả lời bài tập trắc nghiệm và Luyện tập 1, 2 SGK trang 167.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- HS xung phong trả lời câu hỏi trắc nghiệm.

- GV mời đại diện 1 - 2 nhóm lên bảng trình bày kết quả bài luyện tập

- HS khác quan sát, nhận xét, sửa bài (nếu có). 

Kết quả:

Đáp án trắc nghiệm lựa chọn

Đáp án trắc nghiệm Đúng – Sai

Đáp án Luyện tập 1, 2 SGK trang 148: 

Câu 1: Có rất nhiều vấn đề cần kĩ thuật mô phỏng để giải quyết, chẳng hạn như:

Khí hậu và thảm họa tự nhiên: Nghiên cứu và dự đoán tác động của biến đổi khí hậu, cơn bão, động đất và lũ lụt trên môi trường.

Giao thông và quản lí đô thị: Phân tích luồng giao thông, tối ưu hóa hệ thống giao thông và dự đoán ảnh hưởng của sự phát triển đô thị.

Tương tác hệ thống: Tối ưu hóa hoạt động của các hệ thống phức tạp như mạng điện, mạng nước, hệ thống máy bay và máy móc tự động.

Nghiên cứu y học: Phân tích dữ liệu gen để dự đoán và nghiên cứu về các bệnh lí, thử nghiệm mô phỏng các phương pháp điều trị và hiểu rõ về tác động của các loại thuốc.
Ngành sản xuất: Tối ưu hóa quy trình sản xuất, dự đoán hiệu suất và chi phí, phân tích tác động của các biến thay đổi trong quy trình sản xuất.

Môi trường và sinh quyển: Nghiên cứu tác động của các hoạt động con người và biến đổi môi trường đối với sinh quyển và đa dạng sinh học.

Câu 2: 

Mô phỏng cho phép nhà nghiên cứu đánh giá tác động của thuốc mà không cần tiến hành thử nghiệm trực tiếp trên bệnh nhân giúp ngăn chặn, giảm thiểu các tác dụng phụ không mong muốn. Ngoài ra, việc phát triển một loại thuốc mới đòi hỏi nhiều nguồn lực và có thể tốn kém nhưng bằng cách sử dụng mô phỏng, các nhà nghiên cứu có thể tiến hành các thử nghiệm ảo, đánh giá hiệu suất và tính an toàn của thuốc một cách nhanh chóng, giảm chi phí hơn so với thử nghiệm trên đối tượng thực.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét, tuyên dương.

D. HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

a. Mục tiêu: HS vận dụng kiến thức để làm bài tập vận dụng

b. Nội dung: GV tổ chức cho HS làm bài tập phần Vận dụng SGK trang 167.

c. Sản phẩm học tập: HS hoàn thành Vận dụng SGK trang 167. 

d. Tổ chức thực hiện:

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS hoàn thành vận dụng SGK trang 167: 

1. Em hãy tìm hiểu và giới thiệu một số phần mềm mô phỏng Hệ Mặt Trời?

2. Công nghệ thực tế ảo tăng cường (Augmented Reality - AG) ngày càng phát triển và được ứng dụng rộng rãi. Em hãy tìm hiểu và giới thiệu những ứng dụng thực tế ảo tăng cường được sử dụng trong các hoạt động học tập, giải trí.

Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS thực hiện nhiệm vụ ở nhà.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

1. 

- Universe Sandbox: Đây là một phần mềm mô phỏng không gian được phát triển cho việc khám phá và tìm hiểu về Hệ Mặt Trời và vũ trụ. Nó cho phép người dùng mô phỏng các hành tinh, mặt trăng, sao, và các hệ thống sao chủ để khám phá các hiện tượng thiên văn và tương tác giữa các vật thể.

- Celestia: Celestia là một phần mềm mô phỏng không gian miễn phí và mã nguồn mở. Nó cung cấp một mô phỏng 3D cho Hệ Mặt Trời và các hệ thống sao chủ khác. Người dùng có thể điều hướng và khám phá không gian, xem các hành tinh, ngôi sao, thiên thể và các vật thể thiên văn khác.

- Solar System Simulator (NASA): Đây là một phần mềm mô phỏng Hệ Mặt Trời do NASA phát triển. Nó cung cấp một cách để khám phá các hành tinh, vệ tinh và các thiên thể khác trong Hệ Mặt Trời. Người dùng có thể xem các quỹ đạo, lịch sử và các thông tin khác về các vật thể trong Hệ Mặt Trời.

- MIT Solar System Simulator: Đây là một công cụ trực tuyến do MIT phát triển. Nó cung cấp một mô phỏng động cho Hệ Mặt Trời, cho phép người dùng xem các vị trí hiện tại và dự đoán vị trí tương lai của các hành tinh và các vật thể khác trong Hệ Mặt Trời.

2. 

Thực tế ảo tăng cường là một công nghệ độc đáo kết hợp thế giới thực với thông tin số để tạo ra trải nghiệm tương tác động. Dưới đây là một số ứng dụng:

+ Trong lĩnh vực giáo dục, ứng dụng thực tế ảo tăng cường như Google Expeditions mang lại hành trình ảo đến các địa điểm toàn cầu giúp HS thực tế hóa kiến thức và kích thích sự tò mò. MeasureKit cho phép người dùng đo lường và diễn giải không gian xung quanh bằng cách sử dụng công nghệ thực tế ảo tăng cường tạo ra môi trường học tập thực hành.

+ Trong lĩnh vực giải trí, Pokemon Go là một ứng dụng nổi tiếng sử dụng AR để đưa Pokemon vào thế giới thực tạo ra trải nghiệm chơi game độc đáo và kích thích tinh thần khám phá. Snapchat cũng sử dụng thực tế ảo tăng cường trong việc tạo các bộ lọc kĩ thuật số, biến ảnh chụp thành trải nghiệm vui nhộn.

Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV đánh giá, nhận xét, chuẩn kiến thức.

E. HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ

- Ôn lại kiến thức đã học.

- Hoàn thành phần Câu hỏi và bài tập tự GV giao.

Đọc và tìm hiểu trước Bài F19: Sử dụng phần mềm mô phỏng.