8. Các chữ viết tắt
3.2.2. Sử dụng Crocodile Physics 6.05
Cài đặt phần mềm
+ Truy nhập vào website: http://thuvienvatly.com/download/3703 để download phần mềm và tiến hành cài đặt.
+ 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:
Khởi động phần mềm
+ Để khởi động chương trình bạn nháy đúp chuột vào biểu tượng trên Desktop hoặc chạy trực tiếp một file TN đã được thiết lập.
Các menu của phần mềm
+ Các biểu tượng làm việc với menu File
Thoát chương trình Danh sách 4 file mới mở Cài đặt định dạng trang in In TN hiện thời
Mở lại TN ở trạng thái lưu trước đó Lưu TN đang thiết kế vào một vị trí khác
Lưu TN đang thiết kế Mở một TN đã thiết kế Tạo TN mới
+ Các biểu tượng làm việc với menu Edit
+ Các biểu tượng làm việc với menu View
Các thanh công cụ của phần mềm
Thư viện chính của phần mềm
+ Contents là phần rất mới bao gồm
các ví dụ đã đượ c thiết kế sẵn theo các chủ đề như: mô tả chuyển động, động lực và gia tốc, các mạch điện,…Ở mỗi model đã có các dụng cụ TN phù hợp với chủ đề và bạn chỉ cần chọn bổ sung những dụng cụ thích hợp để thực hiện TN. Tuy nhiên, đây mới chỉ là một số chủ đề cơ bản, để có thể thiết kế được toàn bộ các TN 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 TN phù hợp với bài giảng trên lớp bằng các dụng cụ được lấy trong phần Part Library.
+ Part Library là thư viện các dụng cụ TN
vật lý ảo đã được sắp xếp thành từng phần Điện – Quang – Cơ – Sóng – Công cụ hỗ trợ. Với các dụng cụ TN trong từng phần này, bạn hoàn toàn có thể tự thiết kế được các TN vật lý trong trường phổ thông. Tuy nhiên, để TN trở nên chuyên
nghiệp hơn thì phải kết hợp sử dụng các với các công cụ hỗ trợ TN trong foder Presentation của phần này.
+ Công cụ hỗ trợ thiết kế TN dùng chung đã được tuyển chọn và đưa vào trong thư viện các dụng cụ TN Parts Library. Presentation bao gồm các dụng cụ hỗ trợ như thước đo, đồ thị, tranh vẽ, các nút dừng TN hay thực hiện lại TN…giúp cho các TN ảo được thiết lập bằng phần mềm trở nên chuyên nghiệp hơn.
Khả năng mở rộng không gian TN Tính năng mới CP605 so với các phiên bản trước đó là giao diện thiết kế và thực hiện TN 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.
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 TN, thay đổi các điều kiện, các thông số của TN để có thể thực hiện được các các TN theo từng nội dung của bài học.
Không gian sóng 2D
Các phiên bản trước của phần mềm CP605 thì trong TN 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 TN khá trực quan, giống như bạn đang 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 HS.
Thiết lập TN một cách dễ dàng
+ Dụng cụ TN 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 TN 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 TN 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 DĐ trên từng đoạn mạch, nếu dòng qua dụng cụ quá tải thì dụng cụ sẽ bị hỏng (cháy) giống như thật.
+ Trong các TN 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 TN về quan hình đường truyền của các tia sáng được thiết kế một cách chính xác, đặc biệt trong TN về sự tán sắc của ánh sáng có thể thấy rõ được vị trí của từng màu đơn sắc; có thể di chuyển hoặc xoay chuyển nguồn sáng hoặc dụng cụ TN, thay đổi các màu sắc khác nhau của ánh sáng hoặc thay đổi giá trị cụ thể của bước sóng.
+ Trong TN về sóng có thể thay đổi môi trường truyền sóng như môi trường truyền sóng ánh sáng (không khí hoặc chân không), môi trường truyền sóng âm (nước hoặc không khí), môi trường nước. Có thể quan sát được sự lan truyền của sóng, hình ảnh giao thoa sóng thể hiện sõ được rất rõ cả về biên độ của sóng và pha. Nguồn sóng có thể chọn nguồn cố định hoặc nguồn sóng chuyển động.
+ Như hình bên ta có thể thấy hình ảnh dụng cụ TN ảo này rất gần với vật thật. Đây có thể xem là một bước đột phá rất quan trọng góp phần đưa các TN trực quan hơn, giúp cho HS dễ dàng liên hệ với thực tế và nhớ bài tốt hơn.
+ Không gian làm TN có thể tạo ngữ cảnh vào và ra logic của bạn trên một ảnh nền, sắp xếp các dụng cụ TN ở các vị trí thích hợp tương ứng, như phong cảnh bên trong một phòng TN thực tế.
Đồ thị của TN
+ Đồ thị của kết quả của TN là phần nổi bật nhất của phần mềm. Đồ thị đã biểu diễn chính xác các số liệu TN (có thể kiểm chứng lại kết quả theo tính toán lý thuyết là gống nhau).
+ Đồ thị có thể thuỳ chọn theo các dạng khác nhau và có thể thay đổi dễ dàng các thang chia của các trục của thị, thay đổi được các thông số của của các trục đồ thị.
+ 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.
b) Thiết kế TN vật lí ảo với phần mềm CP605
Để thiết kế một TN vật lý ảo bằng phần mềm CP605 chúng ta có thể tiến hành thao tác theo trình tự chung gồm 5 bước cơ bản sau đây:
Bước 1: Khởi động phầm mềm Bước 2: Lựa chọn dụng cụ TN
Electronics (mô phỏng điện-điện tử)
+ Đây là mục chứa đầy đủ các linh kiện điện-điện tử, phục vụ cho việc thiết kế các mạch điện 1 chiều, xoay chiều…các mạch điện tử đa năng, mạch điện thông minh phục vụ cho nghiên cứu vật lí kĩ thuật. Dưới góc độ sư phạm chỉ nghiên cứu các mạch điện-điện tử phục vụ cho việc DH vật lí ở trường phổ thông. Tuy nhiên có thể dựa trên nền tảng cơ bản này mà người đọc có thể khai thác tốtheerg các mạch điện thông dụng đa năng trong thực tế.
Mạch tương tự Nguồn
Optics (quang học) gồm có Optical Space, Ray Diagrams, Light Sources, Lenses,
Mirrors, Transparent Objects, Opaque Objects, Measurement Tools.
Motion &Forces (Cơ học): gồm 2 phần Mechamisms (cơ học) và Motion (sự
chuyển động), dưới góc độ sư phạm chúng ta chỉ tìm hiểu phần Motion.
+ Motion: cung cấp các thiết bị dùng cho mô phỏng các hiện tượng như: dao động con lắc đơn, con lắc lò xo, va chạm, vật trượt trên mặt phẳng nghiêng…
Waves (sóng) gồm có: các sóng quan sát được theo một mặt cắt 1D, Các sóng quan
sát được theo mọi phương truyền của sóng 2D.
Bước 3: Di chuyển, lắp ghép, thiết đặt thông số và xoá dụng cụ TN
Sau khi đã lựa chọn được các dụng cụ bạn có thể di chuyển, lắp ghép, thay đổi thông số, hoặc xoá các dụng cụ theo phương pháp sau:
+ Tiến hành lấy dụng cụ: Click and Drag mouse vào biểu tượng dụng cụ cần lấy. + Di chuyển dụng cụ: Click and Drag mouse dụng cụ di chuyển đến vị trí cần chuyển đến rồi thả chuột.
+ Ráp các dụng cụ: Click vào đầu dụng cụ muốn nối và Drag đến đối tượng khác. + Thay đổi các giá trị dụng cụ: Double click vào đối tượng khi đó xuất hiện cửa sổ Properties để thay đổi các giá trị linh kiện.
+ Khi cần xoá dụng cụ bạn cần di chuyển con trỏ đến dụng cụ bấm chuột phải rồi bấm Delete hoặc chọn linh kiện rồi Click vào biểu tượng trong menu. Nếu bạn muốn xoá nhiều dụng cụ trước khi đặt lệnh xoá bạn lựa chọn các dụng cụ cần xoá trước.
+ Tiến hành mô phỏng, muốn tạm dừng mô phỏng ta Click vào biểu tượng trên thanh Menu.
Bước 4: Chọn hình thức thể hiện thông số của TN
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 TN, phần này rất quan trọng của TN. Bởi nếu bạn đã thiết lập TN thành công nhưng không đưa ra được kết quả thì việc thiết lập TN của ban sẽ không mang lại kết quả gì. Trong Presentation bao gồm các công cụ hỗ trợ như thước đo, đồ thị, tranh vẽ, các nút dừng TN hay thực hiện lại TN… Khi thiết lập TN chúng ta cần thiết phải biết cách biểu diễn kết quả TN bằng đồ thị hoặc bằng số đo cụ thể.
Phương pháp biểu diễn kết quả TN bằng đồ thị
Di chuyển con trỏ đến biểu tượng của đồ thị (Graph) trong Presentation, giữ chuột và chuyển đến nơi cần đặt, thả chuột rồi thiết lập thông số cho đồ thị bằng cách bấm chuột phải, di chuyển chuột và chọn Properties sẽ hiện lên danh mục các tuỳ chọn của đồ thị trong Properties bao gồm:
+ Trances (các đường đồ thị): có thể lựa chọn thêm, bớt đi số đường biểu diễn trong đồ thị; kiểu của các đường đồ thị bao gồm: màu sắc, cách vẽ, độ dày nét vẽ và mức độ rộng hẹp.
+ Y-axis (trục tung 0y): có thể có thể lựa chọn độ rộng (Range) gồm mức thấp nhất và cao nhất, bớt đi số đường biểu diễn đường kẻ (Gridliner) về khoảng cách giữa các đường kẻ.
+ X-axis (trục hoành 0x): có thể có thể lựa chọn đại lượng đo (Measure) gồm: toàn bộ thông số của TN (Golban property), một số thông số của TN Local part property), (specific part property) thông số riêng của TN. Có thể có thể lựa chọn độ rộng (Range) gồm mức thấp nhất và cao nhất, bớt đi số đường biểu diễn đường kẻ (Gridliner) về khoảng cách giữa các đường kẻ.
+ Visual settings (thiết lập màu sắc của đồ thị): có thể lựa chọn màu sắc cho các đường kẻ đồ thị (Apperance) gồm: màu của các đường kẻ chính (Major grid), các đường kẻ phụ (Minor grid), trục hoành 0x (X-axis), trục tung 0y (Y-axis)
Sau khi tuỳ chọn kiểu các thông số của đồ thị bạn di chuyển chuột vào vùng kẻ của đồ thị sẽ xuất menu gồm: mở rộng kích thước trục hoành, mở rộng kích thước trục tung, phóng to, thu nhỏ đồ thị và khởi động lại đồ thị.
Phương pháp biểu diễn kết quả TN bằng số
Di chuyển con trỏ đến biểu tượng thể hiên bằng số (Number) trong Presentation, giữ chuột và chuyển đến nơi cần đặt rồi thả chuột.
Bước 5: Chạy TN và chuyển các thông số TN ra ngoài
Để chạy chương trình trước hết bạn cần thay đổi thông số của đường biểu diễn trên đồ thị và thể hiện bằng số theo cách di chuyển chuột vào vòng tròn kí hiệu, thông số sẽ xuất hiện dòng chữ (Click and drag to choose a part), bạn rê chuột đến dụng cụ cần kết nối để đo, khi đó chữ mờ Property sẽ đậm lên màu đen và có viền đỏ.
Bạn tiếp tục di chuyển chuột vào chữ Property con chuột sẽ đổi sang kí hiệu bàn tay và nổi lên chữ Property khi đó bạn bấm chuột vào chữ Property sẽ hiện lên một loạt danh mục các tuỳ chọn bạn di chuyển chuột để lựa chon mục thể hiện thích hơp.
Sau khi bạn chọn được thông số của đường biểu diễn trên đồ thị và thể hiện bằng số thích hợp bạn dừng TN, khởi động lại đồ thị và chạy lại TN với tốc độ được chọn từ 1
10 trong menu ngang ta sẽ quan sát được trình tự của TN, các đường biểu diễn của các thông số cần khảo sát trên đồ thị và đọc được các thông số đó trên công cụ hiển thị số.
Nếu thấy kết quả chưa hợp lí bạn có thể dừng lại (nút dừng trên menu ngang hoặc lấy ra từ Presentation), thay đổi các thông số, khởi động lại đồ thị và chạy lại TN để thu được kết quả thích hợp, bầm nút tạm dừng để qua sát tính toán kế quả hoặc chuyển kết quả TN ra môi trường Word hoặc Powerpoint.