Tài liệu Phần mềm hỗ trợ thí nghiệm hóa vô cơ

K H TN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BỘ MÔN CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM H NGUYỄN THỊ THIÊN LÝ – 9912131 LÊ THỊ PHƯƠNG DIỄM – 9912528 Đ PHẦN MỀM HỖ TRỢ C N TT – THÍ NGHIỆM HÓA VÔ CƠ LUẬN VĂN CỬ NHÂN TIN HỌC GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN K H O A Th.s NGUYỄN TIẾN HUY NIÊN KHÓA 1999 – 2003 1 Chương 1: LỜI MỞ ĐẦU K H O A C N TT – Đ H K H TN Như chúng ta biết, hóa chất đóng góp một phần rất quan trọng trong đời sống hằng ngày. Nhưng việc tiếp xúc thường xuyên và trực tiếp với nó không phải là một điều thú vị gì, thậm chí có lúc còn gây ra nguy hiểm đến tính mạng. Cho nên nếu không thật sự cần thiết, người ta sẽ tránh tiếp xúc trực tiếp với nó. Nhưng làm sao tránh được việc tiếp xúc với hoá chất khi tiến hành thí nghiệm hóa. Đối tượng tiếp xúc cũng có khi là những học sinh trung học, những người hơi vụng về khi tiếp xúc với hoá chất. Hơn nữa, việc làm thí nghiệm cũng có khi làm lãng phí hoá chất trong khi có những hoá chất rất hiếm và đắc tiền. Còn việc định lượng hoá chất sau phản ứng cũng không phải là một điều đơn giản (nếu định lượng được thì độ chính xác cũng không cao và sai số rất lớn). Những phần mềm hoá học liệu có giải quyết hết những điều khó khăn trên không ? Cuốn vào dòng xoáy công nghệ thông tin, các phần mềm hỗ trợ việc dạy và học cả trong và ngoài nước đều phát triển mạnh mẽ với nhiều tính năng tối ưu. Riêng môn hoá học cũng có các phần mềm như: phần mềm dạy hoá dành cho học sinh phổ thông, phần mềm hỗ trợ giải bài tập hoá, phần mềm trò chơi đố vui hóa học, … Các phần mềm này đều đưa ra tính chất hoá học của các chất một cách tiêu biểu và thể hiện các hiện tượng hoá học một cách sinh động. Ngoài ra, chúng còn hỗ trợ các chương trình khác trong việc xử lý hình ảnh như việc import hay export file ảnh… Tuy nhiên, các phần mềm này nói chung chỉ thể hiện hình ảnh hai chiều đơn giản, chưa đi sâu vào khía cạnh tính toán định lượng của bài toán. Dựa trên những phần mềm hoá học đã có, chúng em đã xây dựng một chương trình thí nghiệm hoá vô cơ nhằm hỗ trợ việc giảng dạy và bổ sung kiến thức thực hành thí nghiệm hoá cho học sinh. Phần mềm này dựa trên sự hỗ trợ đồ họa của thư viện OpenGL trong việc vẽ và hiển thị các đối tượng ba chiều như: quang cảnh của một phòng thí nghiệm, các dụng cụ thí nghiệm, các hoá chất, các hiện tượng xảy ra khi các hoá chất tác dụng với nhau. Nội dung của phần mềm này dựa trên chương trình thí nghiệm hoá của học sinh phổ thông trung học. Hình ảnh các dụng cụ, cách thức trình bày dụng cụ, cách thức tiến hành một cuộc thí nghiệm được mô phỏng từ một cuộc thí nghiệm trong thế giới thực. Mục tiêu chính cuả đề tài là hỗ trợ việc làm thí nghiệm hoá cho học 2 K H TN sinh bằng cách cung cấp các dụng cụ thí nghiệm, hoá chất, thể hiện các hiện tượng xảy ra (nếu có) và tính toán liều lượng của hoá chất sau phản ứng. Ngoài ra, để bổ sung kiến thức cho học sinh, phần mềm còn cho phép học sinh tra cứu các thuộc tính cuả hoá chất và cách sử dụng các dụng cụ thí nghiệm để tránh sai sót trong quá trình làm thí nghiệm. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng đề tài vẫn còn nhiều hạn chế, rất mong sự đóng góp ý kiến của thầy cô và bạn bè. K H O A C N TT – Đ H TP. HỒ CHÍ MINH THÁNG 7/2003 3 Chương 2: K H TN HIỆN TRẠNG VÀ YÊU CẦU 1 HIỆN TRẠNG: Trước hết ta hãy xem xét sơ lược về một số phần mềm thí nghiệm hoá đã có trên thế giới và ở nước ta, sau đó khảo sát hiện trạng cuả một số phòng thí nghiệm hoá học tại đa số các trường phổ thông trung học hiện nay. 1.1 Các phần mềm hoá học trên thế giới: Đ 1.1.1 Phần mềm Chem – It: H Qua mạng internet chúng em đã tìm thấy một số phần mềm hỗ trợ cho việc thí nghiệm hoá như: C N TT – Có các chức năng chính sau: − Hiện thị bảng hệ thống tuần hoàn và các tính chất chung của hoá chất. − Tính khối lượng phân tử của các hợp chất. − Tính thời gian tham gia phản ứng. 1.1.2 Phần mềm Glassy Chemistry: K H O A Tương thích với Win 95, Me, 2000, XP, NT và có các chức năng chính sau: − Cho phép lắp đặt và sắp xếp các dụng cụ thí nghiệm trong phòng thí nghiệm. − Thay đổi kích thước, thể tích, màu sắc của các hóa chất đang đựng trong các dụng cụ hóa học. − Có thể làm việc với nhiều trang cùng một lúc. − Thể hiện cấu trúc phân tử 2 chiều. − Thể hiện phương trình phản ứng. − Hỗ trợ các công cụ đồ hoạ như: Bezier-, Spline- lines và pipelines for tubes. − Export và Import file.Mol- dạng file chuẩn mà các phần mềm về hóa khác có thể đọc như: UltraMol, HyperChem, ChemOffice. 4 1.1.3 Nhận xét ưu khuyết điểm : K H TN − Import được file:BMP,JPG,WMF,cho phép chức năng Copy và Paste. − Tương thích với Power Viewer. H − Ưu điểm : Các phần mềm này đều đưa ra tính chất hoá học của các chất một cách tiêu biểu và thể hiện các hiện tượng hoá học một cách sinh động. Ngoài ra, chúng còn hỗ trợ các chương trình khác trong việc xử lý hình ảnh như việc import hay export file ảnh… − Khuyết điểm: các phần mềm này nói chung chỉ thể hiện hình ảnh hai chiều đơn giản, chưa đi sâu vào khía cạnh tính toán định lượng của bài toán. 1.2 Các phần mềm hoá học ở nước ta : – Đ Hiện nay ở nước ta đã có một số phần mềm hoá học như sau: phần mềm dạy hoá cho học sinh phổ thông, phần mềm Chemist Lab, phần mềm hỗ trợ giải bài tập hoá học,…và một số phần mềm hoá học khác. 1.2.1 Phần mềm dạy hóa cho học sinh trung học : C N TT Nội dung phần mềm: − Dạy lý thuyết hoá học. − Hướng dẫn giải bài tập trong sách giáo khoa. − Hướng dẫn giải bài tập mở rộng. 1.2.2 Phần mềm Chemist Lab: K H O A Nội dung phần mềm: − Hỗ trợ làm thí nghiệm hoá. − Thể hiện các hiện tượng phản ứng. 1.2.3 Nhận xét ưu khuyết điểm : − Ưu điểm: + Hỗ trợ việc học hoá ở chương trình phổ thông. + Cung cấp kiến thức về hóa chất cho người sử dụng. − Khuyết điểm: 5 K H TN + Chỉ thể hiện hình ảnh hai chiều đơn giản, chưa đi sâu vào khía cạnh tính toán định lượng hóa chất. + Chỉ được học sinh và sinh viên sử dụng tại nhà để nâng cao kiến thức và hỗ trợ cho việc học, tại hầu hết các trường phổ thông chưa sử dụng phần mềm hoá học nào trong việc giảng dạy cho học sinh vì những lý do khách quan cuả trường và lý do chính là chức năng cuả các phần mềm này còn hạn chế. 1.3 Tổng quan về một phòng thí nghiệm : Sau khi quan sát một vài phòng thí nghiệm hoá tại các trường phổ thông, chúng em có nhận xét sơ lược như sau: H 1.3.1 Quang cảnh một phòng thí nghiệm : K H O A C N TT – Đ − Hệ thống cửa sổ thông thoáng . − Quạt thông hơi . − Tủ đựng dụng cụ thí nghiệm sát tường. Tủ đựng hoá chất được chia thành 2 khu vực : + Khu vực 1 :Đựng chất lỏng, có nhiều ngăn, mỗi ngăn là một hoá chất phân biệt. + Khu vực 2 :Đựng chất rắn, có nhiều ngăn, mỗi ngăn là một hoá chất phân biệt. + Lưu ý: • Chất rắn đựng trong hộp nhựa. • Chất lỏng đựng trong lọ thuỷ tinh . − Bàn giáo viên phía trên và tiếp theo là bàn thí nghiệm của các nhóm được xếp thành hàng dọc. Bàn làm thí nghiệm được bố trí như sau : + Kệ dài dọc dãy bàn để đựng hoá chất . + Mặt bàn là nơi để dụng cụ và tiến hành thí nghiệm . + Hai nhóm thí nghiệm đứng đối diện nhau ở mỗi dãy bàn để sử dụng chung hoá chất . + Mỗi dãy bàn có hệ thống điện nước phục vụ cho việc làn thí nghiệm . + Dưới các dãy bàn có các ngăn tủ để cất giữ hoá chất . − Dọc theo 2 vách tường có hệ thống nước để rửa dụng cụ. 6 2.3.2 Một số dụng cụ thí nghiệm thường dùng : – Đ H K H TN Beaker : để đựng hoá chất. Ermeleryer : để pha hoá chất . Đũa thủy tinh : để khuấy hoá chất. Kẹp sắt : để lấy mẫu hoá chất . Ống nghiệm : đựng hoá chất để thí nghiệm. Đèn Bunsen : dùng để nung hoá chất. Ống đong : đo thể tích hoá chất. Giá sắt đứng và vòng sắt : làm giá đỡ để nung hoá chất. Bình cầu đáy bằng : đựng hoá chất . Kẹp : để lấy hoá chất hoặc kẹp ống nghiệm . Pipette : lấy chất lỏng theo thể tích yêu cầu . Giá tam giác sành : làm giá đỡ trong khi nung . Đĩa pêti : đựng hoá chất . Bescher : đựng hoá chất. Đuôi chồn : để rửa dụng cụ đựng hoá chất. Nhiệt kế. Giá để phễu . Chén sành và nắp . Kẹp ống nghiệm . Bình đong . Burette: đo thể tích hoá chất. Bình nước bằng nhựa. Cối và chày sứ . Mặt kính đồng hồ. Đĩa làm bay hơi. K H O A C N TT − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − − 1.3.3 Một số thao tác kỹ thuật thường dùng : − Cách tách một chất rắn ra khỏi chất lỏng bằng phương pháp chiết hay cách rửa một chất rắn bằng phương pháp chiết (xem chi tiết ở phụ lục trang). − Cách tách rời một chất rắn ra khỏi chất lỏng bằng phương pháp lọc (xem chi tiết ở phụ lục trang). 7 K H TN − Cách cô cạn một dung dịch: lắp ráp dụng cụ:gắn môt vòng sắt tròn vào giá sắt đứng và đặt một miếng lưới sắt có amiăng (xem chi tiết ở phụ lục trang). − Cách đun sôi một chất lỏng trong ống nghiệm (xem chi tiết ở phụ lục trang). 1.3.4 Tổng quan về tính chất của hoá vô cơ: − Chất vô cơ được chia thành 2 loại : kim loại và phi kim. − Cả kim loại và phi kim đều có hai mảng tính chất : tính chất vật lý và tính chất hoá học. Tính chất hoá học đặc trưng cho hoá chất với các phương trình phản ứng tiêu biểu (xem chi tiết ở phụ lục trang). H 1.4 Các loại phản ứng trong chương trình: C N TT – Đ − Các phản ứng hoá học diễn ra trong nhiều môi trường như : môi trường nước, môi trường không khí, môi trướng chân không. Một phản ứng có thể gồm nhiều chất tham gia và tạo ra nhiều chất tạo thành. − Chương trình này chỉ chú ý đến các phản ứng xảy ra trong môi trường nước, các phản ứng có 2 chất tham gia và tạo ra tối đa 3 chất tạo thành. − Các loại hiện tượng hoá học được thể hiện trong chương trình gổm: phản ứng tạo kết tủa, phản ứng cháy, phản ứng tan và phản ứng toả nhiệt. K H O A 2 YÊU CẦU : Từ hiện trạng trên ta sẽ xác định các yêu cầu của phần mềm, trước hết ta hãy xét đến các yêu cầu chức năng của chương trình: 2.1 Yêu cầu chức năng: 2.1.1 Yêu cầu: 2.1.1.1 Tiến hành làm thí nghiệm: 8 K H O A C N TT – Đ H K H TN − Chọn hình thức tiến hành thí nghiệm : có thể tiến hành theo hai cách: + Tiến hành tự do : làm tự do theo ý của người sử dụng. + Tiến hành theo bài hướng dẫn : đảm bảo các bước phải được tiến hành theo đúng trình tự của bài hướng dẫn. − Chọn dụng cụ : chọn dụng cụ từ thanh menu và đặt lên bàn làm thí nghiệm, gồm có các dụng cụ: + Beaker : để đựng hoá chất và là nơi các phản ứng hoá học diễn ra. + Florence : để đựng hoá chất và là nơi các phản ứng hoá học diễn ra. + Erlermeyer : để đựng hoá chất và là nơi các phản ứng hoá học diễn ra. + Graduated : để định lượng hoá chất. + Testtubes : để lấy mẫu thí nghiệm. + Bunsen: cung cấp nhiệt làm xúc tác cho phản ứng và để cô cạn dung dịch. + Bracket : làm giá đỡ nâng vật trong khi nung. + Evaporation : để cô cạn dung dịch. − Chọn hoá chất : có hai cách chọn hoá chất: + Đối với các hoá chất thường sử dụng: chọn từ thanh menu. + Đối với các hoá chất ít sử dụng hơn: chọn bằng hộp thoại. − Định lượng hóa chất : + Các thông số tính toán gồm: • Thể tích (tính theo ml). • Khối lượng (tính theo gam). • Nồng độ(nồng độ mol và nồng độ phần trăm). • Số mol. + Qui định tính toán lượng hoá chất như sau : • mdd = D*V ( gam) • n = mct/M ( mol ) • C% = mct*100/mdd (%) • CM = n/V (mol/lit) Với : • mdd : khối lượng dung dịch ( tính bằng gam). • mct : khối lượng chất tan ( tính bằng gam). 9 K H TN C N TT – − Đ H − • n : Số mol chất tan ( tính bằng mol). • M : khối lượng phân tử ( tính bắng gam/mol). • C% : nồng độ phần trăm cuả dung dịch ( tính bằng %). • CM : nồng độ mol cuả dung dịch ( tính bằng mol/lit). • V : thể tích dung dịch ( tính bằng mililit). Kiểm tra các hiện tượng phản ứng xảy ra, chương trình kiểm tra được các loại hiện tượng sau: + Hiện tượng tan (phản ứng giữa kim loại và axit, phản ứng giữa lưu huỳnh và axit sunfuric…). + Hiện tượng tan cháy (phản ứng giữa natri và nước, phản ứng giữa kali và nước…). + Hiện tượng kết tủa (phản ứng giữa bariclorua và natisunfat, giữa bạc nitrat và kaliclorua … ). + Hiện tượng toả nhiệt (phản ứng giữa axit và bazo …). + Hiên tượng sủi bọt khí (phản ứng giữa sắt và axit) + Hiện tượng đổi màu dung dịch. Xem các thông số của hóa chất sau phản ứng: gồm có các đạI lượng + Thể tích dung dịch (tính theo ml). + Khối lượng (tính theo gam). + Nồng độ(nồng độ mol và nồng độ phần trăm). + Số mol. + Khối lượng phân tử. Xem lại các thao tác tiến hành : thể hiện lại các thao tác mà người dùng đã thực hiện trước đó. Gồm các thao tác: + Thao tác chọn dụng cụ. + Thao tác chọn hoá chất. + Thao tác di chuyển dụng cụ. + Thao tác chọn menu. + Thao tác xoá dụng cụ + Thao tác đổ hoá đổ hoá chất. + Thao tác nung hoá chất. + Thao tác ngừng nung. + Thao tác Undo. + Thao tác Redo. Lưu thông tin bài thí nghiệm : gồm các thông tin K H O A − − 10 Tên bài thí nghiệm. Tên ngườI thực hiện. Ngày giờ làm thí nghiệm. ThờI gian làm thí nghiệm. Các dụng cụ dùng cho bài thí nghiệm đó. Các hoá chất dùng trong bài thí nghiệm. Các thao tác đã tiến hành trong bài thí nghiệm. Kết quả thí nghiệm. K H TN + + + + + + + + C N TT – Đ H 2.1.1.2 Tính điểm bài thí nghiệm: − Tính điểm bài thí nghiệm: (chỉ áp dụng cho các thí nghiệm làm theo bài hướng dẫn) + Cách tính điểm như sau : chương trình theo dõi các bước tiến hành của người làm, sau đó đối chiếu với các thao tác trong bài hướng dẫn. Khi thao tác tiến hành không đúng với bài hướng dẫn, chương trình sẽ nhắc nhở người sử dụng, tăng số lần phạm lỗi lên đồng thờI cho thực hiện lạI thao tác sai đó. + Tính điểm theo những qui định sau: • Điểm tốI đa qui định : 10 • Trừ điểm theo số lỗI : mỗI lỗI vi phạm trừ 0.5 đ. • Trừ điểm theo thờI gian vượt quá thờI gian qui định : o Số điểm bị trừ = Số giây vuợt quá/20; • Trừ điểm theo số bước chưa thực hiện xong : o MỗI bước chưa thực hiện xong trừ 0.5 đ. K H O A 2.1.1.3 Soạn bài hướng dẫn thí nghiệm : − Soạn bài bằng cách làm thí nghiệm trực tiếp trên màn hình và yêu cầu phát sinh bài soạn. 2.1.1.4 Chức năng tra cứu : gồm có các mảng tra cứu sau: − Tra cứu thông tin về hóa chất : + Tính chất vật lý. + Tính chất hoá học. + Các hợp chất có liên quan. + Cách điều chế. − Tra cứu các dụng cụ thí nghiệm. 11 K H TN + Công dụng. + Cách sử dụng. − Tra cứu các bài hướng dẫn thực hành và các bài thí nghiệm đã từng làm . + Xem dưới dạng file text. + Xem dưới dạng hình ảnh trực quan. 2.1.1.5 Lập bảng tường trình về bài thí nghiệm. − Qui định lập bảng theo biểu mẫu sau: Đ C N TT – Tên bài thí nghiệm: Họ tên người thực hiện: Ngày làm thí nghiệm: Thời gian tiến hành: Hình thức thí nghiệm: I . Dụng cụ và hoá chất : 1. Dụng cụ: 2. Hóa chất: H Bài tường trình II .NộI dung thực hành : STT Thao tác K H O A 1 Hiện tượng xảy ra (nếu có) Ghi chú Tên thao Mô tả hiện tượng xảy ra tác mà người làm thí nghiệm quan sát được. 2 3 … III. Kết quả thí nghiệm: : IV. Nhận xét: 12 2.1.2 Bảng trách nhiệm với yêu cầu chức năng: 1.2 Ghi chú K H TN K H O A C N TT 1.3 H 1.1 Đ 1 Nghiệp Người dùng Phần mềm vụ Làm thí Yêu cầu làm thí -Hiển thị màn hình làm nghiệm. nghiệm. thí nghiệm . -Hiển thị màn hình chọn hình thức làm thí nghiệm. Chọn Chọn một trong hai Tùy theo hình thức thí hình thức hình thức( làm tự nghiệm mà phần mềm tiến hành do hay theo bài xử lý các bước tiếp theo. hướng dẫn ). thí nghiệm. Chọn Chọn dụng cụ từ -Lưu vào mảng dụng cụ dụng cụ. thanh công cụ, kéo của bài thí nghiệm. rê chuột và đặt lên -Lưu vào mảng thao tác bàn làm thí nghiệm. bước chọn dụng cụ. Chọn hoá -Có hai cách chọn -Tuỳ theo cách chọn hoá chất hoá chất: chất của người sử dụng +Hoá chất thường mà phần mềm xử lý dùng: kéo rê chuột thích hợp: từ thanh công cụ +Nếu chọn hoá chất từ rồi thả vào lọ. thanh công cụ : +Hoá chất ít dùng: a. Hiển thị hộp thoại nhấp chuột phải điều chỉnh thông số cho vào lọ cần thêm người dùng định lượng hóa chất và lựa hoá chất. chọn hoá chất trên b. Lưu hoá chất vào hộp thoại. mảng hoá chất của dụng cụ. c. Lưu thao tác chọn hoá chất vào mảng thao tác của bài thí nghiệm +Nếu chọn hoá chất từ hộp thoại : – STT 13 Mặc định là làm tự do. Người dùng điều chỉnh các thông số của hoá chất trên hộp thoại để có liều lượng thích hợp. 1.5 Kiểm tra Yêu cầu kiểm tra hiện hiện tượng phản tượng ứng. xảy ra. Trong lúc người dùng điều chỉnh một thông số, phần mềm sẽ tự động cập nhật các thông số còn lại cho phù hợp. H Định lượng hoá chất C N TT -Dựa vào các hoá chất trong lọ, phần mềm so sánh với bảng tra trong cơ sở dữ liệu để xem có xảy ra phản ứng hay không. -Thể hiện hiện tượng phản ứng. Xem các Chọn hoá chất và -Phần mềm tính tóan lạI thông số đưa ra yêu cầu xem các thông số và hiện thị của hóa thông số. hộp thoại thông số. chất sau phản ứng . Xem lại Đưa ra yêu cầu thể Dựa vào mảng thao tác các thao hiện lại các thao tác của bài thí nghiệm để thể hiện lại bằng hình ảnh đồ tác đã hoạ. tiến hành. Lưu bài Đưa ra yêu cầu lưu -Hiển thị hộp thoạI lưu Lưu K H O A 1.6 – Đ 1.4 K H TN a. Hiển thị hộp thoại chọn hoá chất cho người dùng chọn hoá chất và định lượng định lượng nồng độ hoá chất. b. Lưu hoá chất vào mảng hoá chất của dụng cụ. c. Lưu thao tác chọn hoá chất vào mảng thao tác của bài thí nghiệm 1.7 1.8 14 3 K H O A 4.2 C N TT 4.1 – Đ 4 bài theo -Lưu bài thí nghiệm gồm định dạng file xml. Đưa ra yêu cầu tính Dựa vào số lỗI đã có để chỉ áp Tính tính điểm theo qui định dụng điểm bài điểm. cho bài thí làm theo nghiệm hướng dẫn. Hiện thị màn hình soạn Soạn bài -Làm thí nghiệm. -Yêu cầu phát sinh bài và phát sinh bài soạn hướng dẫn thí bài soạn nghiệm Tra cứu Đưa ra yêu cầu tra Dựa vào các căn cứ thông tin cứu thông tin và người dùng cung cấp căn cứ tra cứu hiện thị các thông tin tra cứu. Tra cứu -Đưa ra yêu cầu tra Dựa vào tên hóa chất mà thông tin cứu thông tin hoá cung cấp thông tin về hoá chất chất. tính chất vật lý, tính chất -Cung cấp tên hoá hoá học, cách điều chế. chất Tra cứu -Đưa ra yêu cầu tra Dựa vào tên dụng cụ mà thông tin cứu thông tin dụng cung cấp thông tin về dụng cụ cụ. công dụng và cách sử -Cung cấp tên dụng dụng của dụng cụ đó. cụ Tra cứu -Đưa ra yêu cầu tra Dựa vào tên bài hướng thông tin cứu thông tin bài dẫn hay tên file bài thí bài hướng dẫn hay bài nghiệm cung cấp thông hướng thí nghiệm đã tiến tin về nội dung bài dưới dẫn và hành. dạng file text hay thể các bài -Cung cấp tên bài hiện bằng hình ảnh trực thí hướng dẫn hay tên quan. nghiệm file của bài thí từng làm nghiệm H 2 bài thí nghiệm K H TN thí nghiệm. 4.3 15 Lập bảng tường trình về một bài thí nghiệm Đưa ra yêu cầu lập Phát sinh bảng tường bảng tường trình về trình. bài thí nghiệm vừa tiến hành. K H TN 5 2.2 Yêu cầu khác: Ngoài các yêu cầu chức năng như trên, chương trình còn có vài yêu cầu khác như yêu cầu về tính tiện dụng và tính hiệu quả . 2.2.1 Tính tiện dụng: K H O A C N TT – Đ H − Dụng cụ hay hoá chất đều có sẵn trên thanh công cụ, người dùng chỉ cần kéo và thả chuột. − Thể hiện các dụng cụ thí nghiệm gần gũi với thế giới thực . − Thể hiện màu sắc và hình dạng của các hoá chất tương đối phong phú. − Mô phỏng các hiện tượng hoá học xảy ra tương đối chính xác so với thế giới thực (tan, cháy, bay hơi, chất kết tủa, dung dịch đổi màu, toả nhiệt ). 16 chương 3: K H TN PHÂN TÍCH VÀ MÔ HÌNH HÓA YÊU CẦU Các yêu cầu đã nêu sẽ được tóm tắt trong 2 sơ đồ sau: sơ đồ sử dụng và sơ đồ lớp đối tượng. − Sơ đồ sử dụng: mô tả khái quát các yêu cầu chức năng. Các chức năng của phần mềm được thể hiện dứơi dạng các usecase. − Sơ đồ lớp: từ sơ đồ sử dụng ta triển khai thành sơ đồ lớp đối tượng trong trong quá trình cài đặt. H 1. SƠ ĐỒ SỬ DỤNG(UseCase) : K H O A C N TT 1.1 Sơ đồ: – Đ Sơ đồ gồm 5 usecase tổng quát sau : usecase LamThiNhiem, useace TinhDiemBaiThiNghiem, usecase SoanBaiHuongDan, usecase TraCuuThongTin, usecase LapBangTuongTrinh. 17 SoanBaiHuongDan K H TN LamThiNghiem NguoiDung TinhDiemBaiThiNghiem Đ H LapBangTuongTrinh C N TT – TraCuuThongTin 1.2 Diễn giải sơ đồ: 1.2.1 Usecase LamThiNghiem: K H O A − Usecase này thể hiện yêu cầu làm thí nghiệm của người sử dụng, thể hiện qua các yêu cầu cụ thể sau: + Chọn hình thức tiến hành thí nghiệm : chọn làm tự do hay làm theo bài hướng dẫn. + Chọn dụng cụ : chọn dụng cụ để đựng hoá chất. + Chọn hoá chất : chọn hoá chất để tiến hành thí nghiệm. + Định lượng hoá chất. + Kiểm tra hiện tượng phản ứng và thể hiện hiện tượng phản ứng (nếu có). + Xem các thông số của hoá chất sau phản ứng + Xem lại các thao tác đã tiến hành. + Lưu bài thí nghiệm đã tiến hành. 18 1.2.2 Usecase TinhDiemBaiThiNghiem: Usecase này thể hiện việc tính điểm số của người sử dụng khi làm một bài thí nghiệm, thể hiện các chức năng sau: K H TN 1.2.3 Usecase SoanBaiHuongDan: Usecase này thể hiện việc soạn bài hướng dẫn của người sử dụng, thể hiện các chức năng sau: − Soạn bài bằng cách làm thí nghiệm trực tiếp trên màn hình. − Phát sinh thành tập tin text 1.2.4 Useacase TraCuuThongTin: – Đ H Usecase này thể hiện chức năng tra cứu của chương trình: gồm các mảng tra cứu sau: − Tra cứu thông tin về hóa chất : − Tra cứu các dụng cụ thí nghiệm. − Tra cứu các bài hướng dẫn thực hành và các bài thí nghiệm đã từng làm . C N TT 1.2.5 Usecase LapBangTuongTrinh: K H O A Usecase này thể hiện chức năng lập bảng tổng kết quá trình làm thí nghiệm 19 1.3 Sơ đồ chi tiết : K H TN 1.3.1 Usecase LamThiNghiem: Người dùng D1 D6 H LamThiNghiem D3 C N TT – Đ D4 K H O A − D1 : thông tin về việc làm thí nghiệm ( hình thức tiến hành, dụng cụ, hoá chất và liều lựơng). − D3 : thông tin về hiện tượng phản ứng và hóa chất tạo thành. − D4 : D1 − D6 : hiện tượng phản ứng xảy ra, hoá chất tạo thành và nồng độ hóa chất. − Xử lý làm thí nghiệm: + Nhận D1 từ ngườI dùng. + Lấy D3 tương ứng từ bộ nhớ phụ. + Ghi D4 vào bộ nhớ phụ. + Nếu kiểm tra hiện tượng hoá học có xảy ra thì xuất D6 ra màn hình . 20