Bài 4. Phần mềm mô phỏng SVIP

1. Phần mềm mô phỏng

Phần mềm mô phỏng được phát triển nhằm tạo ra mô hình giả lập thế giới thực trên máy tính để thử nghiệm, nghiên cứu, khám phá đối tượng trong các điều kiện khác nhau.

Phần mềm Anatomy giúp em có thể tìm hiểu, nghiên cứu về cơ thể người thông qua mô phỏng trực quan. Ví dụ, em có thể quan sát cấu trúc của hệ xương, sự liên kết giữa hệ xương và hệ cơ trong cơ thể con người.

Trên trang web phet.colorado.edu (PhET) có các ứng dụng mô phỏng trực quan, sinh động giúp em khám phá kiến thức về Khoa học tự nhiên và Toán học. Ví dụ, em quan sát được dao động của các phần tử vật chất trong quá trình âm thanh lan truyền dưới dạng sóng.

Phần mềm mô phỏng mang lại nhiều lợi ích trong các lĩnh vực khác nhau:

• Trong giáo dục, phần mềm mô phỏng giúp người học tiếp thu dễ dàng hơn thông qua việc trực quan hoá các khái niệm, hiện tượng. Ví dụ: Các phần mềm Solar System - mô phỏng Hệ Mặt Trời, Virtual Chemistry Lab - thí nghiệm ảo hoá học, Virtual Physics Lab - thí nghiệm ảo vật lí, ...
• Trong y học, phần mềm mô phỏng cho phép chẩn đoán hình ảnh, mô hình hoá bệnh lí, thử nghiệm tác động của thuốc, các phương pháp điều trị trước khi tiến hành trên cơ thể người. Ví dụ: Các phần mềm 3D Slicer - phân tích hình ảnh y học, Simcyp - tính toán tác động của thuốc trên cơ thể người, OpenSim - mô phỏng chuyển động của cơ bắp, khung xương, ...
• Trong kĩ thuật, phần mềm mô phỏng cho phép phân tích, thiết kế, kiểm tra, đánh giá các chức năng, mức độ an toàn, hiệu quả hoạt động của các thiết bị, hệ thống kĩ thuật trước khi đưa vào sử dụng. Ví dụ: Các phần mềm LTSpice - mô phỏng mạch điện tử, ANSYS - mô phỏng kết cấu, SolidWorks - mô phỏng thiết kế kĩ thuật, ...

2. Khám phá tri thức với phần mềm mô phỏng

a) Tìm hiểu hệ giải phẫu với phần mềm Anatomy

Sau khi khởi động, giao diện phần mềm sẽ xuất hiện như sau:

Tại cửa sổ ở hình trên đây, nháy chuột vào nút lệnh . Cửa sổ chức năng sẽ hiện như hình dưới.

Nháy chuột vào một biểu tượng để tìm hiểu hệ giải phẫu tương ứng. Ví dụ, nháy chuột vào biểu tượng   cửa sổ tìm hiểu hệ tuần hoàn mở ra như hình sau.

Chọn nút lệnh  để xem mô phỏng hệ tuần hoàn. Quan sát mô phỏng của phần mềm, em có thể thấy hoạt động của tim: hút máu từ tĩnh mạch về hai tâm nhĩ, đẩy máu từ tâm thất vào động mạch chủ và động mạch phổi.

b) Khám phá tri thức trên web PhET