IX. Cấu trúc luận văn
1.2.3.2.2.Các bƣớc trong quá trình đƣa ra các dự đoán, giả thuyết về hiện
hiện tƣợng, quá trình vật lý mới, tìm ra kiến thức mới (trạng thái, mối quan hệ, quy luật mới…) bằng con đƣờng lý thuyết nhờ phần mềm mô phỏng.
Trong quá trình đƣa ra các giả thuyết, dự đoán về hiện tƣợng, quá trình vật lý mới, tìm ra kiến thức vật lý mới bằng con đƣờng lý thuyết nhờ phần mềm mô phỏng, các bƣớc tiến hành tuần tự nhƣ sau:
- Giống nhƣ mọi con đƣờng nhận thức, quá trình nhận thức tìm ra kiến
thức mới bằng con đƣờng lý thuyết ở đây bắt đầu từ “vấn đề”. Để giải quyết vấn đề, cần phải xây dựng những tiên đề, mô hình vật lý (hoặc sử dụng các tiên đề, mô hình vật lý đã có), chúng đƣợc mô tả dƣới dạng biểu thức toán học.
- Sau khi đã có mô hình, nhờ lập trình trên máy tính ta tiến hành các
dƣới dạng trực quan nhất để tạo điều kiện rút ra các kết luận có tính giả thuyết về mối quan hệ mới có tính quy luật của hiện tƣợng hay quá trình nghiên cứu.
- Kiểm tra các kết luận bằng thực nghiệm để xác nhận tính đúng đắn
của chúng.
- Sử dụng các kết luận đã đƣợc kiểm chứng bằng thực nghiệm để giải
thích và tiên đoán các hiện tƣợng liên quan.
Mô phỏng bằng phần mềm mô phỏng còn đƣợc gọi là thí nghiệm trên máy tính vì nó có nhiều điểm chung giống thí nghiệm thật. Điều này đƣợc thể hiện ở bảng sau:
Bảng 1.1: So sánh mô phỏng bằng phần mềm mô phỏng và thí nghiệm thật.
Thí nghiệm thật Mô phỏng bằng phần mềm mô
phỏng
Đối tƣợng Ngiên cứu vật gốc
(quá trình, hiện tƣợng).
Nghiên cứu trên mô hình (quá trình, hiện tƣợng). Công cụ nghiên cứu Thiết bị thí nghiệm, dụng cụ đo. Máy vi tính, phần mềm mô phỏng cài đặt trên máy vi tính. Các thao tác
nghiên cứu
Thay đổi giá trị các đại lƣợng để đo giá trị các đại lƣợng khác trong thí nghiệm, từ đó thu thập số liệu.
Thay đổi giá trị các biến số để đo giá trị các biến số khác (thuộc mô hình) nhờ phần mềm mô phỏng, từ đó thu thập số liệu. Phân tích xử
lý số liệu
Đƣa ra dự đoán khoa học hay kiểm chứng một giả thuyết
Đƣa ra dự đoán khoa học hay minh họa, mô phỏng một mối quan hệ, quy luật
Nhƣ vậy mô phỏng bằng phần mềm mô phỏng xuất phát từ các tiên đề hay các mô hình đƣợc viết dƣới dạng toán học hoặc xuất phát từ các mối quan hệ định tính giữa các đại lƣợng, thông qua vận dụng các phần mềm cài đặt ở
máy vi tính để minh họa các hiện tƣợng, quá trình một cách trực quan, dễ quan sát, nghiên cứu hoặc để dự đoán về sự tồn tại một trạng thái, mối quan hệ có tính quy luật mới trong hiện tƣợng, quá trình nghiên cứu bằng cách cho các biến số, các đại lƣợng trong các phƣơng trình mô tả hay mô hình thay đổi. Các kết quả rút ra khi nghiên cứu trên các mô hình thông qua các phần mềm mô phỏng là các kết quả rút ra trong điều kiện lý tƣởng. Trong dạy học vật lý, để xây dựng lên các phần mềm mô phỏng, ngƣời ta hay dùng các phần mềm nhƣ Pascal, Visual Basic, C++… Ngày nay, sự phát triển mạnh mẽ của internet khiến cho nhiều phần mềm mô phỏng đƣợc viết bằng các ngôn ngữ lập trình hƣớng đối tƣợng nhƣ Plash, Java, dung lƣợng của các phần mềm này khá nhỏ lên ta có thể đƣa lên mạng (upload) chia sẻ cho mọi ngƣời hay tải về máy tính cá nhân.