Kho mô phỏng mở

Bản đồ thế giới (có thêm quả địa cầu 3D) với các dòng biển bề mặt lớn chảy thành vòng hoàn lưu: dòng nóng (đỏ) chảy về cực ở bờ tây đại dương như Gơn-xtrim, Cư-rô-si-ô, A-gu-lát; dòng lạnh (xanh) chảy về xích đạo ở bờ đông đại dương như Ca-li-phoóc-ni-a, Pê-ru, Ben-ghê-la. Bật mũi tên gió để thấy tín phong, gió Tây và chiều quay của các vòng hoàn lưu; chuyển sang lớp dòng sâu để xem băng chuyền nhiệt – muối. Thả chai trôi và theo dõi đường đi, số ngày, quãng đường; so sánh nhiệt độ tháng 1 của Luân Đôn và Xanh Giôn (Niu-phao-len); tăng lượng nước ngọt do băng tan ở Bắc Đại Tây Dương để thấy băng chuyền yếu đi.

Một vùng đất rộng 4 km × 2,5 km do máy tạo ra (đồi, yên ngựa, thung lũng, sống núi, vách dốc) được vẽ thành bản đồ địa hình có đường đồng mức, đường cái có ghi số và điểm độ cao; bấm 3D để xem khối địa hình của chính vùng đó. Kéo một đường trên bản đồ để vẽ lát cắt A–B; di con trỏ để đọc độ cao, độ dốc và dạng địa hình. Bật vùng nhìn thấy để biết đứng ở A sẽ thấy và không thấy những phía nào.

Hai nước A và B cùng làm vải và lúa mì với số giờ lao động khác nhau cho mỗi đơn vị hàng. Đường giới hạn khả năng sản xuất cho thấy mỗi nước tự làm được bao nhiêu; học sinh chọn tỉ lệ lao động cho từng mặt hàng, lượng xuất khẩu và tỉ lệ trao đổi, rồi so sánh sản lượng và tiêu dùng với khi tự cung tự cấp. Phân biệt lợi thế tuyệt đối và lợi thế so sánh, thêm chi phí vận chuyển hoặc thuế quan để thấy lợi ích thương mại giảm.

Quả địa cầu 3D bổ đôi, mặt cắt cho thấy vỏ, manti, nhân ngoài lỏng và nhân trong rắn với độ sâu, nhiệt độ thật. Đặt chấn tiêu động đất (kéo dọc vỏ, chỉnh độ sâu) rồi bấm Động đất: các tia sóng P và S lan vào lòng Trái Đất, bị khúc xạ ở ranh giới các lớp; sóng S dừng lại ở nhân ngoài lỏng. 36 trạm địa chấn quanh mặt cắt và các trạm trên mặt địa cầu đổi màu khi sóng tới; biểu đồ thời gian truyền sóng và băng ghi địa chấn cho thấy vùng bóng sóng S (từ khoảng 104°) và sóng P (khoảng 104°–140°) – bằng chứng nhân ngoài ở trạng thái lỏng.

Lát cắt một vùng có núi, núi lửa, sông, biển và mảng đại dương hút chìm. Chọn hoặc chạm vào một mẫu đá rồi bấm từng quá trình: phong hoá, bóc mòn và vận chuyển, lắng đọng, nén chặt và gắn kết, nhiệt độ và áp suất cao, nóng chảy, nguội chậm dưới sâu hay phun trào nguội nhanh, nâng lên. Mẫu đi theo đúng đường trên hình và đổi thành granit, bazan, cát kết, đá vôi, đá phiến sét, đá hoa, quaczit, đá phiến lợp…; kính phóng to cho thấy kích thước tinh thể, cấu tạo hạt; trục thời gian cho biết mỗi bước kéo dài bao lâu.

Đặt cạnh nhau hai cốc HCl và một acid yếu (CH₃COOH, HCOOH, HF hoặc HClO) cùng nồng độ. Kính phóng to cho thấy các phân tử phân li hết hay chỉ một phần, kèm độ điện li α, [H⁺], pH, độ dẫn điện (đèn sáng mạnh hay yếu) và tốc độ sủi bọt khi thả Mg. Pha loãng để thấy α của acid yếu tăng lên.

Nhỏ từng giọt HCl hoặc NaOH vào hai cốc: nước cất và dung dịch đệm (CH₃COOH/CH₃COO⁻, NH₄⁺/NH₃, H₂PO₄⁻/HPO₄²⁻ hoặc hệ đệm carbonate của máu) rồi so sánh pH. Kính phóng to và thanh lượng chất cho thấy dạng acid và dạng base của hệ đệm chuyển hoá cho nhau, công thức Henderson–Hasselbalch pH = pKa + lg([A⁻]/[HA]) và lúc hệ đệm hết khả năng đệm.

Mô hình 3D bóng – que xoay được về hình dạng phân tử theo thuyết đẩy cặp electron vỏ hoá trị (VSEPR). Học sinh chọn phân tử (BeCl₂, CO₂, BF₃, SO₂, CH₄, NH₃, H₂O, PCl₅, SF₄, ClF₃, XeF₂, SF₆, BrF₅, XeF₄) hoặc tự chọn số cặp electron liên kết và không liên kết; mô hình hiện các thuỳ cặp không liên kết, cung góc liên kết, công thức AXₙEₘ, tên hình dạng, góc liên kết (109,5° → 107° → 104,5°) và gợi ý phân tử có phân cực hay không.

Một ngôi nhà mất nhiệt qua tường, trần mái, cửa sổ, sàn và khe hở gió lùa. Chọn cách nhiệt tường, trần, kính một lớp hay hai lớp, chèn khe cửa; đặt nhiệt độ ngoài trời, công suất lò sưởi và nhiệt độ cài đặt. Đồ thị nhiệt độ theo thời gian trong 24 giờ, biểu đồ nhiệt mất qua từng phần và điện năng, chi phí mỗi ngày. Thí nghiệm phụ: thanh đồng, nhôm, thép, gỗ, nhựa gắn đinh bằng sáp nhúng vào nước nóng.

Luyện đọc sáu dụng cụ đo có thang chia: nhiệt kế, lực kế lò xo, ống đong, thước kẻ, đồng hồ bấm giây kim và ampe kế kim. Mỗi lần một số đo ngẫu nhiên trên thang đo ngẫu nhiên: học sinh tìm độ chia nhỏ nhất trước, rồi nhập số đọc kèm đơn vị và nhận phản hồi về giá trị, đơn vị, số chữ số, mặt khum và sai số thị sai khi mắt nhìn lệch.

Mô hình 3D xoay được của Mặt Trời và tám hành tinh quay quanh theo đúng thứ tự và đúng tỉ lệ chu kì. Chỉnh tốc độ thời gian, chuyển giữa tỉ lệ dễ nhìn và tỉ lệ thật của khoảng cách, của kích thước; bấm vào một hành tinh để xem khoảng cách tới Mặt Trời (AU), chu kì quay quanh, đường kính so với Trái Đất, loại hành tinh và số vệ tinh. Bảng so sánh nhóm hành tinh trong và hành tinh ngoài đếm số vòng mỗi hành tinh đã đi.

Ba chế độ. Khuếch tán: hạt chất tan chuyển động hỗn loạn qua các lỗ của màng thấm chọn lọc từ nơi nồng độ cao sang nơi nồng độ thấp; đổi nhiệt độ, độ chênh lệch nồng độ và số lỗ màng (diện tích bề mặt) để so sánh tốc độ. Thẩm thấu: nước đi qua màng, đường thì không, nên nước chuyển sang bên dung dịch đường. Thí nghiệm khoai tây: sáu thanh khoai ngâm trong dung dịch đường 0–1,0 mol/dm³, cân khối lượng, vẽ đồ thị % thay đổi khối lượng và xem tế bào trương nước hay co nguyên sinh.

Lưới thức ăn của đồng cỏ hoặc ao nước ngọt gồm sinh vật sản xuất, sinh vật tiêu thụ các bậc và sinh vật phân giải. Chạm một loài để làm nổi các chuỗi thức ăn đi qua nó, loại bỏ hoặc thả lại loài đó, thêm loài ngoại lai xâm hại; thanh sinh khối của mọi loài thay đổi theo thời gian. Tháp năng lượng cho thấy chỉ khoảng 10 % năng lượng hoặc ít hơn được chuyển lên bậc dinh dưỡng kế tiếp.

Mặt Trời, Trái Đất và Mặt Trăng thẳng hàng vẫn chưa chắc có nhật thực hay nguyệt thực: quỹ đạo Mặt Trăng nghiêng khoảng 5° nên chỉ khi trăng non hoặc trăng tròn rơi gần đường nút thì bóng mới chạm Trái Đất hay Mặt Trăng. Hình nhìn ngang cho thấy bóng tối và bóng nửa tối, hình nhìn từ trên cho thấy đường nút quay dần, ô bầu trời cho thấy nhật thực toàn phần, hình khuyên, một phần và Mặt Trăng đỏ khi nguyệt thực. Có chế độ 3D xoay được.

Cọ xát bóng bay, thanh thuỷ tinh hoặc thước nhựa với len, lụa hay tóc: electron chuyển từ vật này sang vật kia theo dãy nhiễm điện ma sát, hai vật nhiễm điện trái dấu. Treo các vật lên để thấy vật cùng dấu đẩy nhau, khác dấu hút nhau, vật trung hoà bị hút do hưởng ứng; đưa vật nhiễm điện lại gần mẩu giấy vụn; dùng điện nghiệm lá vàng để phát hiện điện tích, nhiễm điện do tiếp xúc, do hưởng ứng và nối đất.

Cánh đồng 20 m × 12 m có bốn loài cây (cúc dại, bồ công anh mọc thành cụm, mã đề, dương xỉ) và cỏ. Đặt ô mẫu ngẫu nhiên hoặc dọc theo tuyến từ chỗ râm ra chỗ nắng hay cắt qua lối đi, đếm số cây và độ che phủ trong mỗi ô, ước lượng kích thước quần thể N = trung bình mỗi ô × diện tích cánh đồng / diện tích ô rồi so với số thật. Đổi cạnh ô và số ô để thấy độ chính xác thay đổi; bảng cho tần suất xuất hiện và chỉ số đa dạng Simpson của từng vùng.

Chọn một cuộc điều tra (đường tan, xe lăn xuống dốc, cây con lớn lên), quyết định yếu tố nào thay đổi (biến độc lập), yếu tố nào giữ nguyên (biến kiểm soát) và đo đại lượng nào (biến phụ thuộc). Mô phỏng chạy từng lần thử có sai lệch ngẫu nhiên, tính trung bình, đánh dấu kết quả bất thường và cảnh báo khi hai yếu tố cùng thay đổi. Cuối cùng học sinh rút ra kết luận từ bảng số liệu.

Chọn bề mặt Mặt Trăng, một hành tinh, Sao Diêm Vương hay Mặt Trời: lực kế lò xo chỉ trọng lượng W = m·g thay đổi theo từng nơi, còn cân đòn vẫn thăng bằng vì khối lượng không đổi. Một nhà du hành bật nhảy và một quả bóng rơi tự do được so sánh cùng lúc với Trái Đất; bảng số liệu g thật của 11 thiên thể cho trọng lượng, độ cao nhảy và thời gian rơi.

Chọn một bộ số liệu (lò xo, nước nguội dần, dòng điện qua điện trở, cây non lớn lên), chọn trục và thang chia rồi chạm để chấm từng điểm lên giấy kẻ ô. Kéo đường thẳng hoặc đường cong khớp nhất, loại điểm bất thường, đọc độ dốc và giao điểm với trục tung, rồi so sánh nội suy với ngoại suy bằng cách kiểm tra lại với thí nghiệm thật.

Mầm bệnh xâm nhập, thực bào tiêu diệt một phần, tế bào lympho B được hoạt hoá rồi tiết kháng thể và để lại tế bào nhớ. Đồ thị lượng mầm bệnh và nồng độ kháng thể theo thời gian cho thấy đáp ứng thứ cấp nhanh và mạnh hơn đáp ứng sơ cấp; so sánh nhiễm tự nhiên với tiêm vaccine, mũi nhắc lại và ngưỡng xuất hiện triệu chứng.

Quần thể chim sẻ đất có độ sâu mỏ biến thiên liên tục và một phần di truyền được (hệ số di truyền h²). Khi hạn hán, hạt nhỏ mềm cạn kiệt, chỉ còn hạt to cứng nên chim mỏ sâu dễ sống sót hơn; biểu đồ tần suất cho thấy nhóm sống sót, chênh lệch chọn lọc S, và thế hệ con dịch chuyển một đoạn R ≈ h²S. Học sinh đổi h², cường độ chọn lọc, cho mưa trở lại và theo dõi trung bình độ sâu mỏ qua các thế hệ.

Một quần thể vi khuẩn gây bệnh có sẵn vài đột biến kháng thuốc. Chỉnh liều kháng sinh, số ngày điều trị, cách uống (đủ liều, ngừng khi thấy đỡ, hay quên liều) và dùng một hay phối hợp hai thuốc: ngừng sớm để vi khuẩn kháng thuốc sống sót và sinh sản, qua nhiều đợt điều trị tỉ lệ kháng thuốc tăng dần đến khi thuốc mất tác dụng.

Dựng mạng 4–8 máy theo kiểu hình sao, đường trục, vòng, lưới đầy đủ hoặc lưới một phần rồi gửi gói tin giữa các máy. Cắt một cáp hoặc làm hỏng một máy, switch để xem máy nào mất kết nối; đếm số cáp cần dùng (lưới đầy đủ n(n − 1)/2), so sánh chi phí và độ bền trong bảng, và quan sát va chạm khi nhiều máy cùng phát trên đường trục chung.

Dữ liệu hai lớp trên mặt phẳng hai đặc trưng (thời tiết và việc đi chơi, táo hay chanh, kết quả bài kiểm tra). Máy dựng cây quyết định bằng cách chọn ở mỗi nút câu hỏi "đặc trưng ≤ ngưỡng?" làm giảm tạp chất Gini hoặc entropy nhiều nhất, hoặc học sinh tự bấm để cắt vùng và xem trước mức giảm tạp chất. Mặt phẳng được chia thành các hình chữ nhật, cây hiện bên dưới; đổi độ sâu tối đa để so độ chính xác trên dữ liệu huấn luyện và dữ liệu kiểm tra, thấy rõ hiện tượng quá khớp.