Mô phỏng Trung học phổ thông

Biểu đồ miền hoặc biểu đồ cột dựng từ số liệu Tổng cục Thống kê cho ba chỉ tiêu: tỉ lệ dân thành thị – nông thôn (1990–2022), cơ cấu lao động theo ba khu vực kinh tế và cơ cấu lao động theo thành phần kinh tế (2000–2022). Kéo vạch năm trên biểu đồ hoặc bấm Chạy để năm tự tăng: các miền đổi bề dày cho thấy lao động chuyển mạnh từ nông – lâm – thuỷ sản sang công nghiệp – xây dựng và dịch vụ, tỉ lệ dân thành thị tăng dần và khu vực có vốn đầu tư nước ngoài thu hút ngày càng nhiều lao động. Bảng số liệu hiện số dân, số dân thành thị và tỉ trọng từng bộ phận của năm đang chọn.

Bản đồ Việt Nam tự vẽ với dãy Hoàng Liên Sơn, dãy Trường Sơn, dãy Bạch Mã ở 16°B, hai đồng bằng châu thổ và hai quần đảo Hoàng Sa, Trường Sa. Bấm hoặc kéo điểm khảo sát trên bản đồ, kéo thanh độ cao và chọn mùa: chương trình tính nhiệt độ trung bình năm, nhiệt độ tháng 1 và tháng 7 (lên cao 100 m giảm 0,6 °C), cho biết điểm đó thuộc phần lãnh thổ phía Bắc hay phía Nam, thuộc đai cao nào, có loại đất và thảm sinh vật nào. Lát cắt đông – tây ở vĩ độ đang chọn cho thấy đồng bằng rộng ở hai châu thổ và hẹp ngang ở miền Trung; bấm Chạy để đi dọc đất nước từ Nam ra Bắc.

Chọn ethanol (bậc I), propan-2-ol (bậc II), 2-methylpropan-2-ol (bậc III) hoặc phenol: mô phỏng vẽ công thức cấu tạo, tô đậm nhóm –OH và tự đếm số nguyên tử carbon gắn vào carbon mang nhóm –OH để xác định bậc. Chọn tác nhân (Na, CuO đun nóng, H₂SO₄ đặc, nước bromine, dung dịch NaOH) rồi bấm Chạy: ống nghiệm hiện đúng hiện tượng — bọt khí H₂, kết tủa trắng 2,4,6-tribromophenol, chất rắn Cu đỏ, hoặc không phản ứng — kèm phương trình và điều kiện nhiệt độ.

Ba chuyên đề học tập của Hoá học 10 trong một mẫu, chọn bằng tham số chuyên đề. Cơ sở hoá học: đổi nhiệt độ để xem ΔG = ΔH − TΔS của phản ứng nung vôi CaCO₃ → CaO + CO₂ đổi dấu ở nhiệt độ nào thì phản ứng mới tự xảy ra. Hoá học trong phòng chống cháy nổ: tam giác cháy, vùng nồng độ gây nổ của methane, khí hoá lỏng và hydrogen, bấm mồi lửa để xem có cháy nổ hay không và chọn chất chữa cháy phù hợp. Thực hành hoá học và công nghệ thông tin: kéo các điểm thí nghiệm để máy tính dựng đường chuẩn A = ε·l·C, tính hệ số tương quan và suy ra nồng độ mẫu chưa biết.

Ba chuyên đề học tập của Hoá học 12 trong một mẫu, chọn bằng tham số chuyên đề. Cơ chế phản ứng hữu cơ: mô phỏng từng giai đoạn của phản ứng thế SN2, SN1 và phản ứng cộng electrophile vào alkene kèm giản đồ năng lượng có năng lượng hoạt hoá và trạng thái trung gian. Trải nghiệm thực hành hoá học vô cơ: chuẩn độ dung dịch HCl bằng NaOH, buret nhỏ từng giọt, đường cong pH dựng dần và phenolphthalein đổi màu ở điểm tương đương. Phức chất: thêm phối tử vào ion kim loại để tạo phức, xem số phối trí, dạng hình học và màu dung dịch thay đổi.

Điện phân dung dịch CuSO₄, NaCl hoặc Na₂SO₄ bằng điện cực than chì. Mô phỏng cho thấy chất nào thực sự bị điện phân ở mỗi điện cực (Cu bám vào catode, khí H₂/O₂/Cl₂ thoát ra) và tính khối lượng – thể tích sản phẩm theo định luật Faraday m = A·I·t/(n·F).

Giản đồ enthalpy theo tiến trình phản ứng: chất phản ứng vượt hàng rào năng lượng hoạt hoá Ea rồi xuống mức sản phẩm (toả nhiệt, ΔH < 0) hoặc lên mức cao hơn (thu nhiệt, ΔH > 0). Bên cạnh là cốc dung dịch với nhiệt kế thay đổi theo nhiệt lượng q = n·|ΔH|. Học sinh chọn phản ứng có ΔrH°298 thật trong SGK, kéo đỉnh để đổi Ea, bật xúc tác để thấy đường phản ứng thấp hơn.

Chọn F₂, Cl₂, Br₂ hay I₂ rồi kéo nhiệt độ: bình chứa hiện đúng màu và đúng trạng thái của đơn chất theo nhiệt độ nóng chảy – nhiệt độ sôi thật. Bấm Chạy phản ứng để cho halogen tác dụng với Fe nung đỏ, với H₂ hoặc với dung dịch NaCl, NaBr, NaI: mô phỏng cho biết phản ứng có xảy ra không, cần điều kiện gì, hiện phương trình hoá học và màu dung dịch sau phản ứng. Học sinh thấy tính oxi hoá giảm dần F₂ > Cl₂ > Br₂ > I₂ và halogen mạnh đẩy halogen yếu ra khỏi muối.

Nhỏ dung dịch AgNO₃ vào các dung dịch NaF, NaCl, NaBr, NaI. Mô phỏng hiện đúng màu kết tủa (AgCl trắng, AgBr vàng nhạt, AgI vàng, F⁻ không kết tủa) và cho thử tiếp bằng NH₃ dư – chỉ AgCl tan, đây chính là cách phân biệt bốn ion trong phòng thí nghiệm.

Chọn cặp nguyên tử rồi kéo chúng lại gần nhau để xem lực hút, lực đẩy và đồ thị thế năng theo khoảng cách. Học sinh tìm khoảng cách cân bằng và so sánh độ mạnh tương tác giữa các cặp nguyên tử khác nhau. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Bắn electron vào nguyên tử hydrogen và so sánh dự đoán của các mô hình Thomson, Rutherford, Bohr và mô hình hiện đại. Học sinh quan sát vạch quang phổ phát ra khi electron chuyển giữa các mức năng lượng. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Đo pH của nước chanh, nước ngọt, máu, nước xà phòng và nhiều dung dịch quen thuộc bằng máy đo pH và giấy chỉ thị. Pha loãng bằng nước hoặc đổi thể tích để thấy pH thay đổi, chuyển sang chế độ hiện số mol H₃O⁺ và OH⁻ để liên hệ pH với nồng độ ion. Mô phỏng của PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, giấy phép CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu); cần mạng để tải.

Cốc dung dịch chứa phức aqua của ion kim loại chuyển tiếp (Cu²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Fe³⁺, Cr³⁺) với màu thật của nó. Kéo thanh nồng độ phối tử (NH₃, Cl⁻ đặc, SCN⁻ hay OH⁻) để phối tử thay dần phân tử nước trong cầu nội: màu dung dịch chuyển sang màu của phức mới, mô hình 3D quay được hiện đúng dạng bát diện, tứ diện hay vuông phẳng, kèm công thức phức và số phối trí.

Chế độ pin: hai điện cực kim loại trong dung dịch muối của chúng nối bằng cầu muối; electron chạy trên dây từ cực âm (kim loại có E° nhỏ hơn, bị oxi hoá, tan dần) sang cực dương (ion kim loại bị khử, bám thêm); vôn kế hiện sức điện động chuẩn E°pin = E°(+) − E°(−) tính từ bảng thế điện cực chuẩn. Chế độ điện phân: nguồn một chiều đẩy electron tới cathode, ion di chuyển về hai cực, sinh Cu, H₂, O₂, Cl₂, Na tuỳ dung dịch; khối lượng sản phẩm tính theo m = M·I·t/(n·F).

Ba bộ dụng cụ quen thuộc trong một mô phỏng. Chưng cất: đun hỗn hợp lỏng, nhiệt kế dừng lại đúng nhiệt độ sôi của cấu tử dễ bay hơi, hơi ngưng tụ trong ống sinh hàn và chảy vào bình hứng. Chiết: lắc phễu chiết, chất tan chuyển từ lớp nước sang lớp dung môi hữu cơ theo hệ số phân bố, rồi mở khoá tách lớp. Sắc kí lớp mỏng: dung môi dâng lên bản mỏng kéo các vệt màu đi với tốc độ khác nhau theo độ phân cực, mô phỏng tính ngay hệ số lưu giữ Rf.

Ăn một bữa và theo dõi đường huyết theo phút. Ở người bình thường, glucose từ ruột vào máu làm đường huyết tăng, tế bào beta của tuỵ tiết insulin đưa glucose vào tế bào và tích thành glycogen ở gan nên chỉ số trở về vùng an toàn 3,9 đến 6,4 mmol/L sau khoảng hai giờ; khi đói, tế bào alpha tiết glucagon phân giải glycogen để nâng đường huyết lên. Chọn trạng thái đái tháo đường type 1 hoặc type 2 để thấy đường huyết vọt lên trên 11 mmol/L và không tự hạ, rồi bấm tiêm insulin để kéo xuống. Chuyển sang thân nhiệt: kéo nhiệt độ môi trường và xem cơ thể giãn mạch, toát mồ hôi hoặc co mạch, run cơ để giữ thân nhiệt quanh 37 °C.

Thu phóng liên tục từ phân tử lên tới sinh quyển: phân tử, bào quan, tế bào, mô, cơ quan, hệ cơ quan, cơ thể, quần thể, quần xã, hệ sinh thái, sinh quyển. Mỗi cấp được vẽ lại kèm kích thước đặc trưng theo mét, ví dụ thật và đặc điểm nổi bật; bốn cấp độ tổ chức sống cơ bản (tế bào, cơ thể, quần thể, quần xã – hệ sinh thái) được đánh dấu riêng. Kéo thanh cấp hoặc bấm vào thang bên phải để nhảy tới cấp bất kì, hoặc để chế độ tự động chạy hết một vòng trong khoảng mười giây.

Quần thể bướm đậu trên thân cây: kiểu gene AA, Aa cho cánh sẫm, aa cho cánh sáng, mỗi kiểu gene có giá trị thích nghi riêng (tỉ lệ sống sót đến khi sinh sản). Mỗi thế hệ cá thể bị loại theo độ thích nghi, alen được truyền lại, đột biến A ⇄ a với tần số nhỏ; đồ thị tần số alen qua thế hệ so với đường lí thuyết Δp. Học sinh kéo các giá trị thích nghi, đổi màu vỏ cây (đảo chiều chọn lọc) và quan sát alen có lợi tăng dần.

Vòng chu kì tế bào G1 → S → G2 → M với kim chỉ pha đang diễn ra, ba điểm kiểm soát và đồ thị hàm lượng DNA; bên cạnh là tế bào hoạt hình: nhiễm sắc thể nhân đôi ở pha S, co xoắn ở kì đầu, xếp hàng ở kì giữa, tách về hai cực ở kì sau, hình thành hai tế bào con ở kì cuối. Học sinh chọn bộ nhiễm sắc thể 2n, tốc độ, bấm vào vòng để nhảy pha hoặc dừng ở điểm kiểm soát.

Phage bám lên vi khuẩn, bơm DNA vào, tế bào chủ tổng hợp DNA và protein vỏ, lắp ráp thành hàng chục virus mới rồi phá vỡ tế bào phóng thích (chu trình sinh tan). Ở chu trình tiềm tan, DNA virus gắn vào nhiễm sắc thể vi khuẩn thành prophage, nhân lên cùng tế bào chủ qua các lần phân chia cho tới khi bị cảm ứng (tia UV) chuyển sang sinh tan. Học sinh bấm từng giai đoạn, đổi tốc độ và số virus phóng thích.

Ba chuyên đề học tập của Sinh học 10 trong một mẫu, chọn bằng tham số chuyên đề. Công nghệ tế bào: nuôi cấy mô thực vật, đổi tỉ lệ auxin/cytokinin trong môi trường để mẫu tạo mô sẹo, tạo chồi hay ra rễ và đếm số cây con nhân được qua các chu kì. Công nghệ enzyme: bình phản ứng có enzyme cố định, tốc độ phản ứng theo phương trình Michaelis – Menten và theo nhiệt độ, pH. Công nghệ vi sinh vật trong xử lí ô nhiễm: bể hiếu khí có sục khí, mật độ vi khuẩn tăng và chỉ số BOD của nước thải giảm theo thời gian.

Ba chuyên đề học tập của Sinh học 11 trong một mẫu, chọn bằng tham số chuyên đề. Dinh dưỡng khoáng: chọn nguyên tố bị thiếu và mức cung cấp khoáng để thấy triệu chứng trên lá, chiều cao cây và năng suất thay đổi. Một số bệnh dịch ở người: mô hình SIR với hệ số lây R₀ và tỉ lệ tiêm chủng, xem số người mắc theo ngày và ngưỡng miễn dịch cộng đồng. Vệ sinh an toàn thực phẩm: vi khuẩn trong thực phẩm nhân đôi theo nhiệt độ bảo quản, tính thời gian để đạt ngưỡng gây bệnh 10⁶ CFU/g.

Ba chuyên đề học tập của Sinh học 12 trong một mẫu, chọn bằng tham số chuyên đề. Sinh học phân tử: chạy phản ứng PCR theo chu kì biến tính 95 °C – bắt cặp 55 °C – kéo dài 72 °C, số bản sao DNA tăng theo 2ⁿ và hiện lên bản điện di. Kiểm soát sinh học: thả thiên địch vào ruộng để khống chế sâu hại, so sánh với cách phun thuốc trừ sâu khi sâu kháng thuốc. Sinh thái nhân văn: chọn lối sống về ăn uống, đi lại và dùng điện để tính dấu chân sinh thái theo hecta toàn cầu và số Trái Đất cần có.

Mặt cắt màng neuron với ion Na⁺, K⁺ hai bên, kênh Na⁺, kênh K⁺ và bơm Na⁺/K⁺; bấm Kích thích (hoặc chạm vào sợi trục) để khử cực màng. Kích thích dưới ngưỡng chỉ gây thay đổi nhỏ rồi tắt; đạt ngưỡng −55 mV kênh Na⁺ mở ồ ạt, điện thế vọt lên +30 mV, rồi kênh K⁺ mở tái phân cực và quá phân cực về −70 mV. Đồ thị điện thế màng theo thời gian (ms) cuộn liên tục, giai đoạn trơ được đánh dấu.