Đề cương đề tài: Xây dựng phần mềm mô phỏng đường truyền ánh sáng qua các quang cụ
1. Tên đề tài: “Xây dựng phần mềm mô phỏng đường truyền ánh sáng qua các quang cụ và quang hệ đồng trục ứng dụng dạy-học quang hình học”.
2. Thời gian thực hiện: Từ tháng 12 năm 2007 đến tháng 12 năm 2008.
3. Cơ quan quản lý đề tài:Trường Đại học Hùng Vương.
4. Cơ quan chủ trì:Trường Đại học Hùng Vương.
5. Chủ nhiệm đề tài và các cộng tác viên.
ã Chủ nhiệm đề tài
Giảng viên Vật lí, Khoa KHTN, Trường ĐHHV
ã Các cộng tác viên
Trần Hồng Thư, Lương Văn Đạt, Chu Văn Thuận, Trần Xuân Tấn, Trương Tài Ba, sinh viên K3 Đại Học Tin Học.
6. Cơ quan phối hợp chính:Trường Đại học Hùng Vương.
7. Đặt vấn đề:
Học phần quang học 1 là học phần sẽ trang bị và củng cố cho người học những kiến thức tổng quát về quang hình học và quang học sóng, trong đó có chương quang hình học nghiên cứu các định luật, các nguyên lí cơ bản của quang hình học, nghiên cứu về đường truyền ánh sáng qua mặt phân cách các môi trường trong suốt, qua các quang cụ (thấu kính, gương…) và các hệ quang đồng trục ( hệ thấu kính, kính thiên văn…). Việc có một phần mềm mô phỏng quy luật đường truyền ánh sáng, cho các thông tin vị trí vật-ảnh, độ cao của ảnh…sẽ giúp người học dễ hiểu và trực quan hơn về môn học.
Mặc dù hiện nay cũng có một số sản phẩm phần mềm hỗ trợ cho việc học môn này mà các giảng viên và sinh viên có thể sử dụng (qua khảo sát trên internet), nhưng thường thì phải sử dụng trực tuyến hoặc chưa đầy đủ về phần quang hệ. Hơn nữa, việc xây dựng phần mềm này, sẽ giúp chúng tôi có cơ hội ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy- học và nghiên cứu vật lí, đồng thời việc cộng tác với các bạn sinh viên sẽ giúp họ có cơ hội được làm quen với việc nghiên cứu khoa học (trong trường hợp này là: triển khai ứng dụng tin học) và phát huy khả năng sáng tạo của họ để xây dựng một phần mềm nhỏ, điều này sẽ giúp họ hứng thú hơn trong học tập và từ đó có những định hướng tốt hơn trong học tập và về nghề lập trình viên.
Ứng dụng ngôn ngữ lập trình để xây dụng phần mềm này sẽ đem lại nhiều thiết thực trong giảng dạy và học tập, tạo ra công cụ hỗ trợ dạy-học, giúp sinh viên rèn luyện khả năng tự học, tự nghiên cứu, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo của nhà trường. Đồng thời giúp các giảng viên và các đồng nghiệp thuận lợi trong giảng dạy các học phần liên quan. Đó cũng chính là những lí do mà chúng tôi đã chọn đề tài này.
8. Mục tiêu của đề tài:
* Xây dựng phần mềm mô phỏng đường truyền ánh sáng qua các quang cụ và quang hệ đồng trục ứng dụng trong dạy-học, nghiên cứu về quang hình học, sử dụng cho các giảng viên, sinh viên, học sinh phổ thông nghiên cứu, học tập và tham khảo về quang hình học.
*Tạo điều kiện để sinh viên lớp K3 tin học có cơ hội nghiên cứu, áp dụng kiến thức tin học và phát huy tính sáng tạo để xây dựng được một phần mềm hữu ích và thiết thực phục vụ cho công tác giảng dạy và học tập quang hình học.
9. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài:
* Đối tượng:
- Nghiên cứu các kiến thức về quang hình học và quang học ma trận nhằm phục vụ cho việc xây dựng phần mềm.
- Tìm hiểu, nghiên cứu, lập trình với phần mềm Visual Basic.
* Phạm vi nghiên cứu: Phần mềm sản phẩm của đề tài với giao diện hợp lí và dễ sử dụng, sẽ mô phỏng đường truyền ánh sáng qua các quang cụ như thấu kính; gương; (có thể: lăng kính, bản mặt song song). Các quang hệ đồng trục: thấu kính - thấu kính; thấu kính-gương; gương-gương, hệ 3 thấu kính và quang hệ gồm nhiều thấu kính (xây dựng các mặt phẳng chính, các tiêu điểm chính để từ đó mô phỏng đường truyền ánh sáng qua quang hệ).
10. Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp điều tra, tổng hợp, khái quát hoá, so sánh đối chiếu các phần mềm đã có để tìm ra những nhược điểm và hạn chế, tù đó đưa ra những tiêu chí của sản phẩm cần đạt được và có kế hoạch để thực hiện được việc lập trình.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm, sẽ mang đề tài áp dụng vào dạy học và học tập để thấy được những hiệu quả mà nó mang lại đồng thời qua đó có hướng để cải thiện, nâng cấp sản phẩm.
11. Các kết quả cần đạt của đề tài:
- Báo cáo thuyết minh đề tài như trong mục 12 (Cấu trúc của báo cáo thuyết minh đề tài) dưới đây.
- Sản phẩm phần mềm với phần hướng dẫn (HELP) in chung trong 1 đĩa CD.
12. Cấu trúc của báo cáo thuyết minh đề tài:
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ QUANG HÌNH HỌC VÀ QUANG HỌC MA TRẬN
Chương này, chúng tôi sẽ trình bày tóm tắt các kiến thức quan trọng, cần thiết về quang hình học và quang học matrận để lấy đó làm nền tảng kiến thức khoa học cho lập trình và việc lập kế hoạch về các ứng dụng cần đạt được trong phần mềm sản phẩm.
CHƯƠNG II: NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH VISUAL BASIC.
Giải thích tóm tắt về phần mềm Visual Basic, các hàm và các thủ tục sẽ sử dụng trong chương trình lập trình.
CHƯƠNG III: XÂY DỰNG PHẦN MỀM VÀ MÔ HÌNH HOÁ SẢN PHẨM.
Chương này, chúng tôi sẽ xây dựng chương trình phần mềm mô phỏng quá trình truyền ánh sáng qua các quang cụ và quang hệ đồng trục. Đồng thời, chúng tôi cũng sẽ mô hình hoá phần mềm sản phẩm của mình bằng các sơ đồ để người sử dụng hiểu được tiến trình mà chương trình thực hiện theo yêu cầu của người dùng sản phẩm này.
PHỤ LỤC
(HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM VÀ MÔ PHỎNG CÁC KẾT QUẢ MINH HOẠ)
Phần phụ lục này, chúng tôi sẽ mô phỏng các kết quả ứng dụng của phần mềm, ví dụ như yêu cầu mô phỏng đường truyền ánh sáng qua một hệ gồm hai thấu kính với các thông số nhập vào là: độ cao của vật, khoảng cách đến thấu kính 1, khoảng cách hai thấu kính, tiêu cự của các thấu kính => kết quả là đúng như lí thuyết với hình vẽ xuất hiện trên màn hình máy tính…
Các kết luận, nhận xét và đánh giá về phần mềm sản phẩm.
2. Thời gian thực hiện: Từ tháng 12 năm 2007 đến tháng 12 năm 2008.
3. Cơ quan quản lý đề tài:Trường Đại học Hùng Vương.
4. Cơ quan chủ trì:Trường Đại học Hùng Vương.
5. Chủ nhiệm đề tài và các cộng tác viên.
ã Chủ nhiệm đề tài
Giảng viên Vật lí, Khoa KHTN, Trường ĐHHV
ã Các cộng tác viên
Trần Hồng Thư, Lương Văn Đạt, Chu Văn Thuận, Trần Xuân Tấn, Trương Tài Ba, sinh viên K3 Đại Học Tin Học.
6. Cơ quan phối hợp chính:Trường Đại học Hùng Vương.
7. Đặt vấn đề:
Học phần quang học 1 là học phần sẽ trang bị và củng cố cho người học những kiến thức tổng quát về quang hình học và quang học sóng, trong đó có chương quang hình học nghiên cứu các định luật, các nguyên lí cơ bản của quang hình học, nghiên cứu về đường truyền ánh sáng qua mặt phân cách các môi trường trong suốt, qua các quang cụ (thấu kính, gương…) và các hệ quang đồng trục ( hệ thấu kính, kính thiên văn…). Việc có một phần mềm mô phỏng quy luật đường truyền ánh sáng, cho các thông tin vị trí vật-ảnh, độ cao của ảnh…sẽ giúp người học dễ hiểu và trực quan hơn về môn học.
Mặc dù hiện nay cũng có một số sản phẩm phần mềm hỗ trợ cho việc học môn này mà các giảng viên và sinh viên có thể sử dụng (qua khảo sát trên internet), nhưng thường thì phải sử dụng trực tuyến hoặc chưa đầy đủ về phần quang hệ. Hơn nữa, việc xây dựng phần mềm này, sẽ giúp chúng tôi có cơ hội ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy- học và nghiên cứu vật lí, đồng thời việc cộng tác với các bạn sinh viên sẽ giúp họ có cơ hội được làm quen với việc nghiên cứu khoa học (trong trường hợp này là: triển khai ứng dụng tin học) và phát huy khả năng sáng tạo của họ để xây dựng một phần mềm nhỏ, điều này sẽ giúp họ hứng thú hơn trong học tập và từ đó có những định hướng tốt hơn trong học tập và về nghề lập trình viên.
Ứng dụng ngôn ngữ lập trình để xây dụng phần mềm này sẽ đem lại nhiều thiết thực trong giảng dạy và học tập, tạo ra công cụ hỗ trợ dạy-học, giúp sinh viên rèn luyện khả năng tự học, tự nghiên cứu, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo của nhà trường. Đồng thời giúp các giảng viên và các đồng nghiệp thuận lợi trong giảng dạy các học phần liên quan. Đó cũng chính là những lí do mà chúng tôi đã chọn đề tài này.
8. Mục tiêu của đề tài:
* Xây dựng phần mềm mô phỏng đường truyền ánh sáng qua các quang cụ và quang hệ đồng trục ứng dụng trong dạy-học, nghiên cứu về quang hình học, sử dụng cho các giảng viên, sinh viên, học sinh phổ thông nghiên cứu, học tập và tham khảo về quang hình học.
*Tạo điều kiện để sinh viên lớp K3 tin học có cơ hội nghiên cứu, áp dụng kiến thức tin học và phát huy tính sáng tạo để xây dựng được một phần mềm hữu ích và thiết thực phục vụ cho công tác giảng dạy và học tập quang hình học.
9. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài:
* Đối tượng:
- Nghiên cứu các kiến thức về quang hình học và quang học ma trận nhằm phục vụ cho việc xây dựng phần mềm.
- Tìm hiểu, nghiên cứu, lập trình với phần mềm Visual Basic.
* Phạm vi nghiên cứu: Phần mềm sản phẩm của đề tài với giao diện hợp lí và dễ sử dụng, sẽ mô phỏng đường truyền ánh sáng qua các quang cụ như thấu kính; gương; (có thể: lăng kính, bản mặt song song). Các quang hệ đồng trục: thấu kính - thấu kính; thấu kính-gương; gương-gương, hệ 3 thấu kính và quang hệ gồm nhiều thấu kính (xây dựng các mặt phẳng chính, các tiêu điểm chính để từ đó mô phỏng đường truyền ánh sáng qua quang hệ).
10. Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp điều tra, tổng hợp, khái quát hoá, so sánh đối chiếu các phần mềm đã có để tìm ra những nhược điểm và hạn chế, tù đó đưa ra những tiêu chí của sản phẩm cần đạt được và có kế hoạch để thực hiện được việc lập trình.
- Phương pháp thực nghiệm sư phạm, sẽ mang đề tài áp dụng vào dạy học và học tập để thấy được những hiệu quả mà nó mang lại đồng thời qua đó có hướng để cải thiện, nâng cấp sản phẩm.
11. Các kết quả cần đạt của đề tài:
- Báo cáo thuyết minh đề tài như trong mục 12 (Cấu trúc của báo cáo thuyết minh đề tài) dưới đây.
- Sản phẩm phần mềm với phần hướng dẫn (HELP) in chung trong 1 đĩa CD.
12. Cấu trúc của báo cáo thuyết minh đề tài:
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ QUANG HÌNH HỌC VÀ QUANG HỌC MA TRẬN
Chương này, chúng tôi sẽ trình bày tóm tắt các kiến thức quan trọng, cần thiết về quang hình học và quang học matrận để lấy đó làm nền tảng kiến thức khoa học cho lập trình và việc lập kế hoạch về các ứng dụng cần đạt được trong phần mềm sản phẩm.
CHƯƠNG II: NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH VISUAL BASIC.
Giải thích tóm tắt về phần mềm Visual Basic, các hàm và các thủ tục sẽ sử dụng trong chương trình lập trình.
CHƯƠNG III: XÂY DỰNG PHẦN MỀM VÀ MÔ HÌNH HOÁ SẢN PHẨM.
Chương này, chúng tôi sẽ xây dựng chương trình phần mềm mô phỏng quá trình truyền ánh sáng qua các quang cụ và quang hệ đồng trục. Đồng thời, chúng tôi cũng sẽ mô hình hoá phần mềm sản phẩm của mình bằng các sơ đồ để người sử dụng hiểu được tiến trình mà chương trình thực hiện theo yêu cầu của người dùng sản phẩm này.
PHỤ LỤC
(HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM VÀ MÔ PHỎNG CÁC KẾT QUẢ MINH HOẠ)
Phần phụ lục này, chúng tôi sẽ mô phỏng các kết quả ứng dụng của phần mềm, ví dụ như yêu cầu mô phỏng đường truyền ánh sáng qua một hệ gồm hai thấu kính với các thông số nhập vào là: độ cao của vật, khoảng cách đến thấu kính 1, khoảng cách hai thấu kính, tiêu cự của các thấu kính => kết quả là đúng như lí thuyết với hình vẽ xuất hiện trên màn hình máy tính…
Các kết luận, nhận xét và đánh giá về phần mềm sản phẩm.
Nhận xét
Đăng nhận xét