Sử dụng phần mềm Adobe Flash thiết kế một số mô phỏng hóa học hữu cơ ở trường trung học phổ thông

Trong khuôn khổ bài báo này, tác giả xin giới thiệu một cách tổng quát các mô phỏng về cấu trúc phân tử, một số cơ chế phản ứng, thiết bị và diễn biến thí nghiệm được xây dựng trên phần mềm Adobe Flash.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sử dụng phần mềm Adobe Flash thiết kế một số mô phỏng hóa học hữu cơ ở trường trung học phổ thông JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE Educational Sci. 2010, Vol. 55, No. 8, pp. 37-45 SỬ DỤNG PHẦN MỀM ADOBE FLASH THIẾT KẾ MỘT SỐ MÔ PHỎNG HÓA HỌC HỮU CƠ Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Phạm Ngọc Sơn, Nguyễn Hữu Đĩnh và Nguyễn Thị Sửu Trường Đại học Sư phạm Hà Nội1. Mở đầu Trong dạy học hóa học, việc ứng dụng CNTT đã được nghiên cứu và áp dụngvới việc thiết kế các mô phỏng quá trình hóa học, các thí nghiệm khó và độc hại,các giáo án điện tử... Các nghiên cứu này còn tập trung nhiều vào việc chuẩn bị tưliệu cho giảng dạy. Với chương trình hóa học hữu cơ THPT thì nhu cầu sử dụngmô phỏng lại càng cần thiết. Các kiến thức hóa học hữu cơ được nghiên cứu trongchương trình THPT, nhất là chương trình nâng cao, đòi hỏi học sinh phải nắm đượcđặc điểm cấu tạo, cấu trúc hóa học phân tử hợp chất hóa học hữu cơ, từ đó hiểuđược quá trình diễn biến của phản ứng hóa học, cơ chế phản ứng cũng như các quytrình điều chế, tổng hợp các chất hữu cơ trong công nghiệp. Các chất hữu cơ có cấutrúc không gian nên khó có thể quan sát được bằng mắt thường, các phản ứng hữucơ đa số diễn ra với tốc độ chậm, thời gian trên lớp không đủ để thực hiện, nhiềumô hình phân tử chất hữu cơ khó có thể hình dung được, các cơ chế phản ứng cũngkhó giải thích bằng thí nghiệm hoặc hình vẽ thông thường [5]. Do đó, việc ứng dụngCNTT để xây dựng các mô phỏng minh họa là rất cần thiết. Trong một số tài liệu trước chúng tôi đã giới thiệu một số mô phỏng về cơ chếphản ứng cũng như cách sử dụng chúng trong quá trình dạy và học nhằm nâng caochất lượng giáo dục [5, 6]. Trong khuôn khổ bài báo này, chúng tôi xin giới thiệumột cách tổng quát các mô phỏng về cấu trúc phân tử, một số cơ chế phản ứng,thiết bị và diễn biến thí nghiệm được xây dựng trên phần mềm Adobe Flash.2. Nội dung nghiên cứu2.1. Xây dựng một số mô phỏng Phần mềm Adobe Flash (Hình 1) là phần mềm chuyên dụng cho việc xâydựng, thiết kế các mô phỏng, phim hoạt hình. Đặc điểm nổi bật của phần mềm nàylà dung lượng không quá lớn, chỉ yêu cầu máy tính có cấu hình trung bình, mặtkhác sản phẩm của phần mềm nhẹ và rất dễ sử dụng, chạy được trên tất cả các máytính có cài Window. Có thể tải phần mềm tại địa chỉ:http://www.brothersoft.com 37 Phạm Ngọc Sơn, Nguyễn Hữu Đĩnh và Nguyễn Thị Sửu Hình 1. Giao diện chính của phần mềm2.1.1. Các mô phỏng về cấu trúc phân tử Trong SGK Hóa học 12 [2, 4], cấu trúc của monosaccarit, đisaccarit và polisac-carit được giới thiệu ở mức tối thiểu đủ để làm cơ sở cho học sinh khi học về tínhchất và ứng dụng của chúng. Cấu trúc đó của các phân tử vừa phức tạp vừa khóhình dung, chỉ riêng việc vẽ đúng công thức lên bảng đã tiêu tốn nhiều thời gian củamột tiết học, việc xem xét kĩ càng cấu trúc của chúng thì càng khó hơn, tốn thờigian hơn. Hiện tại ở nước ta, chưa có những mô hình về cấu trúc của các saccarit(gluxit) để cung cấp cho các giáo viên. Vì vậy việc xây dựng các mô phỏng cấu trúccủa các gluxit sẽ tạo ra được phương tiện trực quan nhanh, nhiều, tiết kiệm, hữuích trong dạy và học chương cacbohiđrat ở lớp 12. Các phân tử gluxit mà chúng tôilựa chọn để mô phỏng được liệt kê ở Bảng 1 dưới đây. Bảng 1. Một số phân tử gluxit – Hóa học 12 STT Phân tử gluxit Bài giảng 1 Phân tử glucozơ Bài 5 2 Phân tử fructozơ Bài 5 3 Phân tử mantozơ Bài 6 4 Phân tử amilozơ Bài 7 5 Phân tử amilopectin Bài 7 6 Phân tử xenlulozơ Bài 8 * Mô phỏng phân tử glucozơ. - Xây dựng kịch bản. Cần làm cho học sinh hiểu được sự chuyển đổi dạng mạch hở thành các dạngmạch vòng α-glucozơ và β-glucozơ, trong đó đặc biệt chú ý đến tương tác giữa nhóm-CHO với nhóm -OH ở C thứ 5 để tạo thành vòng 6 cạnh và sự khác biệt về vị trícủa nhóm -OH xemiaxetal ở α-glucozơ và β-glucozơ. Để phù hợp với trình độ họcsinh lớp 12, chúng tôi chỉ mô phỏng theo công thức Haworth [2, 3] mà không dùngcông thức phối cảnh ở dạng ghế [2]. Việc xây dựng mô phỏng được thực hiện theo các bước sau đây:38 Sử dụng phần mềm Adobe Flash thiết kế một số mô phỏng... - Vẽ phân tử glucozơ dạng mạch hở,trên đó mỗi nguyên tử H, O và liên kết đượcvẽ trên một Layer (dùng để tạo chuyểnđộng cho các đối tượng). Để làm nổi bậtquá trình phân cắt liên kết và tạo mạchvòng thì nguyên tử O trong nhóm CHO vànhóm OH ở C thứ 5 được tô màu đỏ. - Quá trình phân cắt và tạo liên kếtmới: nguyên tử H ở nhóm OH tách ra, tạo ...