Trong giảng dạy các môn khoa học tự nhiên, vật lý là môn khoa học thực nghiệm và thí nghiệm là một phần quan trọng không thể thiếu. Kết quả của thực nghiệm là cơ sở quan trọng nhất để kết luận tính đúng đắn của giả thuyết, mô hình, hiện tượng hay các định luật vật lí. Đối với sinh viên học khối ngành kỹ thuật thì thực hành là bắt buộc. Khảo sát các hiện tượng và kiểm nghiệm lại các kiến thức lý thuyết đã học giúp sinh viên có kỹ năng và tác phong cần thiết của người nghiên cứu khoa học thực nghiệm. Tuy nhiên, do thời gian sử dụng quá lâu nên nhiều bài thí nghiệm vật lý đã bị dừng hoạt động hoặc đo không chính xác. Đặc biệt, nhiều linh kiện của các bài thí nghiệm được nhập nguyên bộ từ nước ngoài không thể mua thay thế" do không bán lẻ hoặc bán kèm với các thiết bị khác trong bộ thí nghiệm với giá thành khá cao. Vì vậy, sinh viên không được thực hành, thao tác với các bài thí nghiệm đó nữa. Mặt khác, nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội, cùng chung xu hướng với các trường đại học, Khoa Công nghệ thông tin, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã mở thêm ngành học mới là Mạng máy tính và Truyền thông dữ liệu. Trong khi chưa được đầu tư thiết bị thực hành mới thì việc sửa chữa, nâng cấp các thí nghiệm cũ là vô cùng cần thiết. Các bài thí nghiệm được cải tiến thông qua việc kết nối với máy tính luôn minh họa kiến thức lý thuyết chuẩn xác và trực quan hơn. Sinh viên được tiếp cận với thiết bị công nghệ hiện đại và biết cách dùng phần mềm để xử lý số liệu hiệu quả hơn, từ đó nâng cao độ chính xác của phép đo trong các bài thí nghiệm.

Vấn đề trên đòi hỏi nhóm nghiên cứu cần có một giải pháp cải tiến phù hợp nhất cho các bài thí nghiệm cũ và tạo thêm các bài thí nghiệm mới. Kết nối các thí nghiệm với máy tính là giải pháp công nghệ tối ưu nhất. Qua tìm hiểu một số phần mềm như DiVA (Đức), Galileo (Đức), Galileo (Việt Nam, phiên bản 1.1.V), Coach 7 (Việt Nam), Crocodile Physic (Việt Nam) chúng tôi thấy rằng các phần mềm này chưa được kết nối với thí nghiệm thông qua cảm biến mà chủ yếu là mô phỏng hoặc phân tích số liệu qua video. Riêng PASCO (Pasco.com) là một công ty tại Mỹ, xếp hàng đầu thế giới trong việc phát triển giải pháp công nghệ cho khoa học thực hành và cho các chương trình khoa học kỹ thuật tại các trường đại học và cao đẳng trên khắp thế giới (hơn 100 quốc gia trong đó có Việt Nam). Do vậy, giải pháp, sản phẩm của PASCO và phần mềm Data Studio của công ty PASCO là phù hợp nhất với hướng nghiên cứu của nhóm.

Trong số kết quả của nhóm nghiên cứu từ quá trình sửa chữa, nâng cấp thiết bị và phục hồi các bài thí nghiệm bị hỏng (Xác định gia tốc trọng trường thông qua đo chu kỳ dao động của con lắc thuận nghịch, thí nghiệm về truyền dẫn ánh sáng qua sợi quang, sự phụ thuộc điện trở chất bán dẫn vào nhiệt độ, khảo sát vài đặc trưng của diode và transitor), chúng tôi đã sử dụng phần mềm xử lý số liệu DataStudio kết hợp với giao diện Science Workshop 750 cùng các cảm biến của PASCO nhằm tạo mới các bài thí nghiệm và xử lý kết quả đo trên phần mềm đó nhằm đạt được. Mục tiêu chính là một số kết quả cải tiến nâng cấp độ chính xác của phép đo khi kết nối các thí nghiệm với máy tính. Kết quả cho thấy, khi được tiếp cận với các thí nghiệm hiện đại hơn, sinh viên thu được kết quả phép đo chuẩn xác hơn, do đó tạo nhiều hứng thú và kích thích sự sáng tạo của người học.

Trong những năm gần đây, một số thiết bị dùng cho thí nghiệm vật lý đã bị hư hỏng hoặc đo không chính xác do được sử dụng trong thời gian quá lâu. Vì vậy, những thí nghiệm này cần được cải tiến bằng cách kết nối với máy tính để tăng tính trực quan và tăng độ chính xác của phép đo. Phương pháp thực hiện nghiên cứu này là dùng phần mềm DataStudio kết hợp với giao diện Science Workshop và các cảm biến để kết nối các bài thí nghiệm với máy tính. DataStudio là một chương trình thu thập, hiển thị và phân tích dữ liệu do PASCO Scientific cung cấp. Với giải pháp cải tiến này, nhóm nghiên cứu đã thu được những kết quả như sau: thay thế phương pháp đo cũ, sáng tạo thêm bài thí nghiệm và dùng phần mềm để xử lý số liệu. Mục tiêu hướng đến chính là tạo các thí nghiệm có độ chính xác cao giúp người học xử lý dữ liệu tốt hơn và nâng cao kỹ năng sử dụng thiết bị thí nghiệm hiện đại. Từ những đổi mới này, giảng viên và sinh viên có thêm hứng thú, sự sáng tạo khi tiến hành thí nghiệm.

Nhóm nghiên cứu đã cải tiến thành công và hiện đại hóa một số bài thí nghiệm kết nối với máy tính thông qua phần mềm DataStudio. Các bài thí nghiệm có sử dụng đồ thị sinh viên không còn gặp khó khăn khi vẽ đồ thị trên giấy vì phần mềm đã xử lý và vẽ đồ thị một cách chính xác, dễ dàng nội suy các điểm bất kỳ từ đồ thị do đó tăng tính trực quan cho thí nghiệm.Sau khi nâng cấp, sửa chữa, các bài thí nghiệm hoạt động ổn định, sử dụng rất hiệu quả cho sinh viên thực hành tại các phòng thí nghiệm thuộc Bộ môn Vật lý, đồng thời kết quả thu được có độ chính xác cao, mô tả đúng các hiện tượng vật lý và các kiến thức lý thuyết. Những thí nghiệm này kích thích sự tìm tòi sáng tạo của giảng viên khi tham gia hướng dẫn thực hành cho sinh viên, đồng thời tạo nhiều cảm hứng cho sinh viên khi tiếp cận bài thí nghiệm hiện đại, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo.

Hiện tại, cảm biến của các thí nghiệm đang sử dụng đều là cảm biến kết nối với giao diện và máy tính qua dây tín hiệu và cần thêm thao tác của người đo để tiến hành thí nghiệm. Nhưng gần đây, công ty PASCO đã sản xuất các cảm biến không dây (Wireless) được tích hợp sẵn các phép đo và hoàn toàn có thể điều khiển tự động thí nghiệm bằng sự hỗ trợ của ngôn ngữ lập trình Python. Thư viện PASCO Python cho phép người dùng kết nối với các cảm biến PASCO Wireless bằng Python. Để làm được điều này là một thách thức lớn mà nhóm nghiên cứu muốn hướng tới trong những nghiên cứu sâu hơn.