HD mô phỏng VLí

1.Giới thiệu về thí nghiệm ảo sử dụng trong dạy học vật lý ở trường THPT
A. Một số yêu cầu về đổi mới phương pháp dạy học vật lý THPT.
Một trong những yêu cầu cấp thiết của việc đổi mới phương pháp dạy học hiện nay là tăng cường sử dụng phương tiện dạy học hiện đại, và ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học. Đặc biệt đối với bộ môn vật lý thì việc sử dụng phương tiện dạy học hiện đại và ứng dụng công nghệ thông tin càng có ý nghĩa quan trọng trong giai đoạn bùng nổ thông tin và phát triển nhanh của công nghệ hiện đại như hiện nay . Do nhiều lý do khác nhau nên hiện nay thí nghiệm vật lý ở THPT chưa đáp ứng được hết các các yêu cầu về thí nghiệm biểu diễn cũng như thí nghiệm thực hành cho học sinh và dường như không có phòng thí nghiệm để nghiên cứu. Một trong những giải pháp bù đắp vào sự thiếu hụt đó là sử dụng các phần mềm thí nghiệm ảo như Crocodie, Working Model, Physics Applets, LabVIEW…
B. Thực trạng việc sử dụng thí nghiệm ảo và một số mô phỏng trong dạy học vật lý hiện nay.
Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học vật lý hiện nay trở nên rất phổ biến ở các trường THPT, do đó việc sử dụng các thí nghiệm ảo và các mô phỏng vật lý để hổ trợ dạy học cũng không còn xa lạ. Có thể nêu ra một số phần mền đang được sử dụng hiện nay: Crocodile Physics, Working Model, LabView, Flash, …Tùy theo loại phần mềm và khả năng sử dụng mà có thể chia các loại mô phỏng Vật lý hay còn gọi là thí nghiệm ảo ra thành các cấp độ khác nhau như sau:
Đơn giản nhất là các mô phỏng động một số qua trình vật lý, các mô phỏng này không thể tương tác được và thường được tạo ra bởi phần mềm Flash hoặc một số phần mềm tạo ảnh động: Ví dụ bên dưới là một mô phỏng Flash về sóng cơ học và giao thao sóng cơ học:



Mô phỏng có tương tác: Đây là loại mô phỏng một số quá trình vật lý và có thể tương tác được bằng cách thay đổi được một số thông số nhất định, tương tự như những bộ thí nghiệm được lắp sẳn cho một loại thí nghiệm nào đó, thông thường trong các mô phỏng này và không thể thu thập dữ liệu và xây dựng đồ thì sự phụ các đại lượng vật lý theo thời gian. Các loại mô phỏng này thường được xây dựng bằng phần mền Flash, hoặc viết bằng ngôn ngữ Java.( Java Applets on Physics)
Ví dụ bên dưới là một mô phỏng có tương tác về chuyển động của vật ném. Ở mô phỏng này có thể thay đổi được góc bắn, và độ cao của vị trí bắn. Mô phỏng này được xây dựng bằng phần mềm Flash.



Hoặc ví dụ về con lắc lò xo: Đây là một thí nghiệm mô phỏng về con lắc lò xo, cho phép khảo sát về chuyển động dao động của con lắc lò xo, có thể thay đổi được các thông số như: độ cứng của lò xo, khối lượng của vật, gia tốc trọng trường, biên độ dao động. Đồng thời có thể khảo sát được sự phụ thuộc của các đại lượng: Ly độ, vận tốc, gia tốc, lực phục hồi, năng lượng dao động theo thời gian.


Thí nghiệm ảo: Thí nghiệm ảo được tiến hành giống như thí nghiệm thật nhưng thực hiện trên môi trường ảo của máy tính, các thiết bị thí nghiệm và không gian thí nghiệm được giả lập như thực tế. Thí nghiệm ảo được xây dựng trên các mô hình lý thuyết do đó thường cho kết quả chính xác, luôn thực hiện thành công. Do đó thường dùng thí nghiệm ảo để kiểm chứng các định luật vật lý hoặc khảo sát những quy luật đã biết để tăng tính thuyết phục trong dạy học vật lý. Nếu biết cách sử dụng hợp lý, gây niềm tin cho học sinh thì hiệu quả dạy học rất cao. Trong thực tế các thí nghiệm thực dùng trong dạy học vật lý hiện nay cũng được sản xuất và hiệu chỉnh khá chính xác, và thường lắp đặt sẵn thành các mô đun, kết quả thí nghiệm khá đúng với các định luật. Về mặt nào đó thì nghiệm ảo ngày càng gần thật hơn, phổ biến hơn, nội dung thí nghiệm ngày càng nhiều hơn và còn thì thí nghiệm thật ngày càng lý tưởng hơn có nghĩa là ngày càng gần thí nghiệm ảo hơn. Do đó vai trò của hai loại thí nghiệm này ngày càng tiến gần đến nhau hơn. Trong một số trường hợp thí nghiệm thật không thể thực hiện được hoặc thực hiện được nhưng tốn kém, nguy hiểm thì thí nghiệm ảo đóng vai trò thay thế. Đặt biệt trong dạy học vật lý việc khảo sát sự phụ thuộc các đại lượng vật lý theo thời gian và quan hệ giữa các đại lượng vật lý là rất cần thiết. Ví dụ khảo sát