Tài liệu Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý doc

Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý NguyÔn V¨n Phóc - 1 - Trường THPT Nghi Lộc III Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay công nghệ thông tin được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của đời sống xã hội, công nghệ thông tin đã góp một phần không nhỏ trong công cuộc CNH-HĐH Đất nước. Trong lĩnh vực Giáo dục, các điều kiện để có thể áp dụng công nghệ thông tin tương đối đầy đủ; ở các Trường THPT về cơ sở vật chất thiết bị đã được cải thiện một cách rõ rệt, các trường đã có các phòng học sử dụng máy chiếu và việc soạn giáo án điện tử, dạy học bằng máy vi tính không còn là vấn đề xa lạ đối với giáo viên dạy Vật lý. Tuy nhiên, các bài giảng điện tử của các giáo viên thường chỉ mới dừng lại ở việc chiếu lên các dòng chữ để thay thế cho việc trình bày bảng, ứng dụng hình ảnh động của môi trường Powerpoint hoặc các phần mềm ứng dụng đơn giản. Để nâng cao hiệu quả của các bài giảng đòi hỏi giáo viên phải lồng ghép giữa trình bày lí thuyết và thực nghiệm nhằm phát huy tác dụng của thí nghiệm trong bài dạy, đây là vấn đề rất cần thiết trong dạy học Vật lý. Bên cạnh việc trình bày các thí nghiệm trực quan thì thí nghiệm ảo cũng đã mang lại hiệu quả thiết thực, đặc biệt trong các bài giảng điện tử có sử dụng máy chiếu. Hiện nay, phần mềm thiết kế thí nghiệm ảo có nhiều nhưng không phải phần mềm nào cũng có thể sử dụng có hiệu quả. Và qua kinh nghiệm thiết lập thí nghiệm ảo trong việc giảng dạy Vật lý phổ thông tôi nhận thấy, phần mềm thiết lập thí nghiệm ảo tốt nhất hiện nay đó là Crocodile Physics 605. Phần mềm Crocodile Physics 605 có dao diện bằng Tiếng Anh. Mặc dù tác giả của phần mềm đã trình bày khá chi tiết về các thao tác cũng như trình tự để làm thí nghiệm nhưng do trình độ về Ngoại ngữ và Tin học của đại đa số giáo viên chúng ta còn hạn chế, nên việc sử dụng phần mềm này để thiết kế các thí nghiệm vật lý ảo trong việc giảng dạy vật lý còn gặp rất nhiều khó khăn. Vì vậy, trong đề tài này tôi muốn giới thiệu về tính năng của phần mềm, đồng thời hướng dẫn phương pháp chung để thiết kế thí nghiệm và trình bày một số thí nghiệm ảo Vật lý bằng phần mềm Crocodile Physics 605. NguyÔn V¨n Phóc - 2 - Trường THPT Nghi Lộc III Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 PHẦN II: NỘI DUNG I. Giới thiệu phầm mềm Crocodile Physics 605 Phần mềm Crocodile Physics là phần mềm được dùng để thiết kế các thí nghiệm ảo của môn Vật lý, được lập trình trên ngôn ngữ lập trình C ++ , thông qua ngôn ngữ thể hiện là Tiếng Anh. Phần mềm này từ khi ra đời cho đến nay có nhiều phiên bản với các mức độ khác nhau và qua mỗi phiên bản đã được bổ sung, cải tiến và hoàn thiện dần về nội dung. Thông qua việc sử dụng phần mềm tôi thấy: phần mềm đã được tạo lập dựa trên cơ sở chính xác về mặt vật lý. Nó không chỉ mang tính mô phỏng lại các hiện tượng Vật lý một cách máy móc bằng hình ảnh đơn thuần mà qua mỗi phiên bản đó thì các hiện tượng Vật lý thể hiện bản chất vật lý được bổ sung, chỉnh sửa, hoàn thiện tương đối đầy đủ. Phiên bản Crocodile Physics 605 được cập nhật mới nhất, với các tính năng đã được đổi mới, bổ sung khá nhiều so với các phiên bản trước đó. Phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Physics 605 được xây dựng dựa trên khả năng thao tác nhanh của các thế hệ máy tính cá nhân hiện nay. Nó có khả năng thiết lập được hầu hết các thí nghiệm trong chương trình Vật lý phổ thông, cung cấp một số chủ đề có sẵn theo chương trình và có thể tạo ra được các chủ đề mới theo từng nội dung thí nghiệm. Khi xây dựng thí nghiệm ảo bằng phần mềm Crocodile Physics 605 chúng ta có thể đưa vào các hình ảnh được ghi lại sẵn từ ngoài chương trình, có thể sắp xếp các dụng cụ thí nghiệm trong một hoạt cảnh giống như không gian của một phòng thí nghiệm. Thiết kế thí nghiệm ảo bằng phần mềm Crocodile Physics 605 chúng ta có thể sử dụng chuột một cách dễ dàng để lựa chọn, di chuyển hay thay đổi các dụng cụ thí nghiệm. Mat khác cũng có thể di chuyển, copy một dụng cụ hoặc toàn bộ thí nghiệm đã xây dựng ra môi trường Word hoặc Powerpont để đưa hình ảnh, kết quả thí nghiệm vào bài giảng điện tử hay giáo án điện tử. NguyÔn V¨n Phóc - 3 - Trường THPT Nghi Lộc III Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 II. Cách sử dụng phầm mềm Crocodile Physics 605 1. Cài đặt phần mềm Crocodile Physics 605 - Chạy file CP_605.exe từ thư mục Crocodile - Hoàn thành các bước cài đặt theo chỉ dẫn trên màn hình là bạn đã tạo được file chạy chương trình trên Desktop là: Crocodile Physics 605 Bạn có thể Download, để cập nhật phiên bản mới nhất của phầm mềm theo địa chỉ website: www.crocodile-clips.com 2. Chạy chương trình Crocodile Physics 605 Khi chạy chương trình bạn nháy đúp chuột vào File chạy của phần mềm trên Desktop là Crocodile Physics 605 hoặc chạy trực tiếp một file thí nghiệm đã được thiết lập. Khi vào chương trình lần đầu tiên bạn sẽ được yêu cầu nhập tên đăng ký và mã số sử dụng, khi đó bạn nhập lần lượt các yêu trên: Tên đăng ký là: WWW.SERIALNEWS.COM Mã số sử dụng: CP000SS-605-CUTKG Nhập xong bạn chọn Next và sau đó bạn chọn tiếp OK sẽ khởi động được chương trình với dao diện ban dầu có dạng sau đây. NguyÔn V¨n Phóc - 4 - Trường THPT Nghi Lộc III Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 Khi vào chương trình từ lần thứ hai trở đi, bạn không cần phải nhập lại tên đăng ký và mã số sử dụng nữa. 3. Các menu chính của phần mềm Crocodile Physics 605 a) Các menu ngang * Các biểu tượng làm việc với File * Các biểu tượng làm việc với các Edit (lựa chọn nhanh) NguyÔn V¨n Phóc - 5 - Trường THPT Nghi Lộc III Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 * Các biểu tượng làm việc với View – Scenes (cách thể hiện) * Các tuỳ chọn trợ giúp b) Các thanh công cụ chính của phần mềm c) Contents Contents là phần rất mới bao gồm các ví dụ đã được thiết kế sẵn theo các chủ đề như: mô tả chuyển động, các mạch điện, … Với mỗi modun đã có các dụng cụ thí NguyÔn V¨n Phóc - 6 - Trường THPT Nghi Lộc III Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 nghiệm phù hợp với chủ đề và bạn chỉ cần chọn bổ sung những dụng cụ thích hợp để thực hiện thí nghiệm. Tuy nhiên, đây mới chỉ là một số chủ đề cơ bản, để có thể thiết kế được toàn bộ các thí nghiệm phục vụ cho giảng dạy và học tập thì cần thiết phải xem các ví dụ này và sau đó bạn tự thiết kế các thí nghiệm phù hợp với bài giảng trên lớp bằng các dụng cụ được lấy trong phần Part Library. d) Parts Library Đây là thư viện các dụng cụ thí nghiệm vật lý ảo đã được sắp xếp thành từng phần Điện – Quang – Cơ – Sóng – Công cụ hỗ trợ. Với các dụng cụ thí nghiệm trong từng phần này, bạn hoàn toàn có thể tự thiết kế được các thí nghiệm vật lý trong trường phổ thông. Tuy nhiên, để thí nghiệm trở nên chuyên nghiệp hơn thì phải kết hợp sử dụng các với các công cụ hỗ trợ thí nghiệm trong foder Presentation của phần này. NguyÔn V¨n Phóc - 7 - Trường THPT Nghi Lộc III Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 e) Công cụ hỗ trợ Công cụ hỗ trợ thiết kế thí nghiệm dùng chung đã được tuyển chọn và đưa vào trong thư viện các dụng cụ thí nghiệm Parts Library. Presentation bao gồm các dụng cụ hỗ trợ như thước đo, đồ thị, tranh vẽ, các nút dừng thí nghiệm hay thực hiện lại thí nghiệm…giúp cho các thí nghiệm ảo được thiết lập bằng phần mềm trở nên chuyên nghiệp hơn. NguyÔn V¨n Phóc - 8 - Trường THPT Nghi Lộc III Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 III. Tính năng nổi trội của phần mềm Crocodile Physics 605 1. Khả năng mở rộng không gian thí nghiệm Tính năng mới Crocodile Physics 605 so với các phiên bản trước đó là giao diện thiết kế và thực hiện thí nghiệm có thể chuyển ra toàn bộ màn hình như hình bên. Thêm vào đó có bổ sung phần “Getting Start” trong folder “Contents” giúp cho người sử dụng học một số bước cơ bản nhất để có thể thiết kế và sử dụng phần mềm này. 2. Contents Đây là một số phần và modun xây dựng sẵn phù hợp với các chủ đề trong chương trình giảng dạy tại trường phổ thông. Trong các chủ đề này chúng ta có thể chạy trực tiếp hoặc thay đổi các dụng cụ thí nghiệm, thay đổi các điều kiện, các thông số của thí nghiệm để có thể thực hiện được các các thí nghiệm theo từng nội dung của bài học. 3. Không gian sóng 2D Các phiên bản trước của phần mềm Crocodile Physics 605 thì trong thí nghiệm về sóng chúng ta chỉ có thể quan sát các dải sóng được mô tả có dạng là các đường hình sin hay cosin, nhưng trong phiên bản này chúng ta có thể quan sát sóng ở dạng 2D, tức là có thể quan sát được hình ảnh sự lan truyền của sóng theo mọi hướng và thể hiện được cả biên độ của sóng tại mọi điểm trong môi trường. Trong hình bên bạn có thể quan sát thấy một thí nghiệm khá trực quan, giống như bạn đang NguyÔn V¨n Phóc - 9 - Trường THPT Nghi Lộc III Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 quan sát hình ảnh của sóng nước theo phương thẳng đứng nhìn từ trên xuống, thấy rõ được biên độ và dạng của sóng khác nhau trên ở từng vị trí qua sát khác nhau. Hình ảnh của sóng quan sát được sống động giống như thật, tao ra được sự hứng thú học tập cho học sinh. 4. Thiết lập thí nghiệm một cách dễ dàng Dụng cụ thí nghiệm có thể lựa chọn bằng cách di chuyển chuột đến biểu tượng, giữ chuột trái và di chuyển đến vị trí thích hợp rồi thả chuột. Có thể di chuyển vị trí của dụng cụ, xoay chuyển dụng cụ một cách dễ dàng. Có thể thay đổi các thông số của các dụng cụ thí nghiệm bằng hai cách: Cách 1: Bấm chuột phải chọn Properties để thay đổi các thông số. Cách 2: Chọn Properties bên trái màn hình để thay đổi các thông số. Trong mạch điện có thể nối dây bằng cách rê chuột, khi di chuyển dụng cụ thí nghiệm thì dây nối được tự động thay đổi theo vị trí các thiết bị bị như hình bên. Khi ta đóng mạch các dụng cụ như đèn sẽ phát sáng, loa phát ra âm thanh…thấy được chiều của dòng điện trên từng đoạn mạch, nếu dòng qua dụng cụ quá tải thì dụng cụ sẽ bị hỏng (cháy) giống như thật. Trong các thí nghiệm về cơ chuyển động của các vật có thể điều chỉnh linh hoạt, có thể thấy được phương, chiều và độ lớn của các lực tác dụng trong quá trình chuyển động, có thể thiết đặt vận tốc, gia tốc…theo phương, chiều và độ lớn tuỳ ý; có thể thay đổi trường lực, điều chỉnh giá trị tuỳ ý của gia tốc trọng trường hoặc chọn trường phi trọng lượng. Trong các thí nghiệm về quan hình đường truyền của các tia sáng được thiết kế một cách chính xác, đặc biệt trong thí nghiệm về sự tán sắc của ánh sáng có thể thấy rõ được vị trí của từng màu đơn sắc; có thể di NguyÔn V¨n Phóc - 10 - Trường THPT Nghi Lộc III [...]... nhiều thí nghiệm ảo trong chương trình Vật lý phổ thông, tuy nhiên chúng ta cần lựa chọn các thí nghiệm về các vấn đề mà trình bày lý thuyết suông không thể hiện rõ nét được Trong đề tài này tôi trình bày cách thiết lập một số thí nghiệm vật lý trong chương trình Vật Lý THPT từ phần mềm Crocodile Physics 605 Qua đó có thể thấy được về các tác dụng của việc sử dụng các thí nghiệm Vât lý ảo bằng phần mềm. .. đồ thị NguyÔn V¨n Phóc - 11 III Trường THPT Nghi Lộc Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 Trên một đồ thị có thể biểu diễu nhiều đường với các màu sắc khác nhau để có thể so sánh được sự thay đổi của các thông số đó IV Thiết kế thí nghiệm vật lý ảo với phần mềm Crocodile Physics 605 Để thiết lập một thí nghiệm vật lý ảo băng phần mềm Crocodile Physics 605 chúng ta có thể tiến hành thao... ta nên lựa chọn phương pháp thiết lập thí nghiệm trước khi lên lớp và có thể kết nối với file thí nghiệm từ môi trường của bài giảng Powerpoint Bên cạnh các thí nghiệm Vật lý phổ thông bạn có thể tìm hiểu các thí nghiệm về các phần tử phi tuyến ứng dụng các mạch điện tử phức tạp, các thí nghiệm mang tính ứng dụng trong đời sống hàng ngày Phần mềm thí nghiệm ảo vật lý Crocodile Physics 605 đã có nhiều... 1 Thí nghiệm xác định chu kỳ dao động của con lắc lò xo và gia tốc trọng trường (Bài 13: Thực hành – SGK Vật lý 12 mới) Bên cạnh các thí nghiệm trực quan thì thí nghiệm ảo đã được các tác giả viết sách giáo khoa mới đưa vào hướng dẫn làm thí nghiệm trong Bài 13 Thực hành – SGK Vật Lý 12 (mới) Tuy nhiên, các tác giả đã hướng dẫn làm thí nghiệm này theo phiên bản cũ của phần mềm Vì vậy trong bài thí nghiệm. .. các yêu cầu cơ bản sau: Sử dụng phần mềm thí nghiệm ảo Crocodile Physics với phiên bản Crocodile Physics 605 chúng ta có thể thiết lập hầu hết các thí nghiệm trong chương trình Vật lý phổ thông Các thí nghiệm này có thể được xây dựng một cách nhanh chóng và cho kết quả chính xác cao Với các ưu thế của phần mềm về khả năng thiết kế nhanh chóng, các thí nghiệm vật lý ảo có thể được thiết kế trực tiếp... Lộc Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý 605 Crocodile Physics around hill chúng ta sẽ thấy được sự truyền sóng truyền hình (sóng cực ngắn) truyền theo đường thẳng nếu gặp núi chắn thì vùng thấp phía sau không thu được sóng NguyÔn V¨n Phóc - 26 III Trường THPT Nghi Lộc Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 PHẦN III: KẾT LUẬN Qua việc tìm hiểu và ứng dụng phần mền, tôi thấy tác dụng của phần mềm. .. thí nghiệm để thu được kết quả thích hợp, bầm nút tạm dừng để qua sát tính toán kế quả hoặc chuyển kết quả thí nghiệm ra môi trường Word hoăc Powerpoint V Một số ví dụ về thiết kế kế thí nghiệm ảo sử dung phần mềm Crocodile Physics 605 NguyÔn V¨n Phóc - 17 III Trường THPT Nghi Lộc Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý 605 Crocodile Physics Với các tính năng ưu việt của phần mềm Crocodile Physics 605, chúng... Nghi Lộc Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý 605 Crocodile Physics bạn muốn xoá nhiều dụng cụ trước khi đặt lệnh xoá bạn lựa chọn các dụng cụ cần xoá trước Bước 4: Chọn hình thức thể hiện thông số của thí nghiệm Sau khi lắp đặt các dụng cụ thí nhiệm bạn cần phải lựa chọn các công cụ hỗ trợ để thể hiện các thông số của thí nghiệm, phần này rất quan trọng của thí nghiệm Bởi nếu bạn đã thiết lập thí nghiệm thành... dụng cụ thí nghiệm ảo này rất gần với vật thật Đây có thể xem là một bước đột phá rất quan trọng góp phần đưa các thí nghiệm trực quan hơn, giúp cho học sinh dễ dàng liên hệ với thực tế và nhớ bài tốt hơn Không gian làm thí nghiệm có thể tạo ngữ cảnh vào và ra logic của bạn trên một ảnh nền, sắp xếp các dụng cụ thí nghiệm ở các vị trí thích hợp tương ứng, như phong cảnh bên trong một phòng thí nghiệm. .. lập các thí nghiệm ảo trong dạy học môn Vật lý Tuy vậy, phần mềm cũng còn thiếu một số phần không kém quan trọng như: phần điện trường, từ trường và cảm ứng từ Hy vọng rằng trong các phiên bản tới thì các phần còn thiếu sẽ được đưa vào, giúp chúng ta có một bộ thí nghiệm ảo đầy đủ hơn Phiên bản Crocodile Physics 605 tôi mới chỉ được tiếp cận và tìm hiểu chỉ trong thời gian ngắn Vì vậy, trong đề tài này, . Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý Crocodile Physics 605 Phần mềm thí nghiệm ảo Vật Lý NguyÔn V¨n Phóc - 1 - Trường THPT Nghi Lộc III Phần mềm thí nghiệm ảo. thông số đó. IV. Thiết kế thí nghiệm vật lý ảo với phần mềm Crocodile Physics 605 Để thiết lập một thí nghiệm vật lý ảo băng phần mềm Crocodile Physics 605