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我的 VPython 教學文件 (HackMD 版本)

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熱門文章

2020年6月12日 星期五

Tracker教學

作者:王一哲
第1版:2016/4/6
第2版:2020/6/11

安裝所需軟體


Java Runtime Environment


請到此頁面選擇配合作業系統的 JRE (Java Runtime Enviroment),目前最新的版本為Version 8 Update 251,分為下幾種作業系統

  1. Windows 32-bit
  2. Windows 64-bit
  3. Linux 32-bit
  4. Linux 64-bit






Windows 64-bit 版安裝畫面




Windows 64-bit 版安裝成功畫面


2020年5月29日 星期五

使用工程計算機計算最接近直線

作者:王一哲
日期:2020/5/29

最接近直線


假設自變數為$x$、應變數為$y$、數據共有$n$組,則最接近直線

$$
斜率 \quad a = \frac{\sum x \sum y - n \sum xy}{(\sum x)^2 - n \sum x^2}
$$

$$
y軸截距 \quad b = \frac{\sum x \sum xy - \sum y \sum x^2}{(\sum x)^2 - n \sum x^2}
$$

$$
相關係數 \quad R = \frac{\sum x \sum y - n \sum xy}{\sqrt{\left[ (\sum x)^2 - n \sum x^2 \right] \left[ (\sum y)^2 - n \sum y^2 \right]}}
$$




國家考試規格工程計算機


如果使用國家考試指定的工程計算機型號,例如 CA-01 (CASIO fx-82SX)、CA-20 (CASIO fx-82SOLAR II)、EM-25 (E-MORE fx-330S) ,沒有辦法直接計算線性擬合的方程式,必須分為幾個步驟處理。

CASIO fx-82SX

2020年5月16日 星期六

NumPy Ndarray 分割及數值積分

作者:王一哲
日期:2020/5/15

產生 Ndarray 的方法


由 list 轉為 ndarray


首先引入函式庫

import numpy as np

可以手動輸入資料儲存為 list ,也可以用 for 迴圈產生 list,再用 np.array 轉為 ndarray,語法如下

arr1 = np.array([i for i in range(10)])

也可以改用 np.asarray 轉為 ndarray,語法如下

arr1 = np.asarray([i for i in range(10)])

計算結果為

array([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])




使用 NumPy 內建函式


NumPy 內建的 arange 語法與 Python 預設的 range 很像,語法為

np.arange(首項, 末項, 增量)

輸出值不包含末項,第3個參數增量可以是小數,例如

arr2 = np.arange(0, 1, 0.1)

計算結果為

array([0. , 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9])


2020年4月9日 星期四

模擬面試問題

作者:王一哲
日期:2020/4/9

前言


這次幫高三的學生模擬面試,報名的13個學生大致上目標是這幾個科系:電機、電子、機械、土木,不過我是物理老師,怎麼面試的學生都是報名工學院的科系啊?還好我多少懂一些目前熱門的主題,像是 Python、AI、Arduino,再加上一些關於電學的知識,至少能問出一些東西。



必備的問題


自我介紹、申請動機、讀書計畫,這三項是一定要準備的,有些學生會在自我介紹時就接著說明申請動機和讀書計畫,只要教授想聽就繼續講下去。

另一個必備的問題是關於科系的課程,要先仔細研究過這個科系的課程網頁,至少要知道系必修、系選修有什麼課程,科系是否有分組,要如何增加自己的專業能力,這樣連接到未來展望才會有說服力。



從備審資料中找問題


有些學生為了推銷自己,在備審資料中特別強調自己過去修過與科系相關的課程,或是做過與科系相關的作品,這樣應該能引起教授的興趣,但是教授有興趣就會想知道更多訊息,如果教授進一步追問時要能回答才行。簡單地說,敢寫進備審資料就要能回答。以下是這次模擬面試,學生的備審資料中讓我特別想問的主題。



科展作品


有些學生在備審資料中強調他參加過科展,我會請他介紹自己的科展作品,再問他從科展中學到什麼。如果他的科展作品與申請的科系差異較大,例如作品偏化學但申請機械系,我會再問他做科展的經驗如何幫助他學習這個科系的課業。



Python


有些學生宣稱他為了大學科系的需求,已經花了一段時間自學 Python,剛好我也會寫一些簡單的 Python 程式,於是就給他以下這行程式碼,問他如果執行 print(a) 會輸出什麼。

a = [i**2 for i in range(10)]

2020年4月7日 星期二

Typora:跨平臺的 Markdown 編輯器

作者:王一哲
日期:2020/4/7

前言


之前的介紹了簡單的〈Notepad++ 及 Markdown 外掛〉,但是這個方法對於數學式子和程式碼高亮度語法的效果較差,這次介紹效果較好的跨平臺 Markdown 編輯器:Typora。



下載及安裝 Typora


Typora 網站上提供了 Windows、OS X、Linux 三種平臺的版本,以下是 Windows 以及 Linux 版的安裝方法。


Typora 下載頁面



Windows


下載對應的版本,分為64位元以及為32位元。下載完畢之後在安裝檔上按滑鼠右鍵,點選以系統管理員身份執行,接著只要一直按下一步即可。下圖是 Typora Windows 版預設模式的畫面。




Typora Windows 版預設模式


2020年4月6日 星期一

使用 LibreOffice Writer 製作科展作品說明書範本

作者:王一哲
日期:2020/4/6

前言


由於科展作品說明書的頁數上限是30頁,歷年的得獎作品通常會寫到接近30頁,因為頁數較多,最好要在裡面加入目錄。雖然最後可能需要繳交 doc 或 docx 檔,不過現在用 LibreOffice Writer 轉存成 docx 檔的效果不錯,而且新北市科展初審時是以 pdf 檔為主,我們用 LibreOffice Writer 撰寫科展作品說明書應該不會有太大的問題。



下載並安裝 LibreOffice


我們先到 LibreOffice 網站的下載頁面下載安裝檔,目前最新的穩定版本為 6.4.2 版,如果作業系統為 Windows 64 位元版本可以按此處下載,如果需要離線版的說明書請按此處下載。下載完畢之後,只要在下載的 msi 檔上按滑鼠右鍵,點選安裝,之後一直按下一步就完成了。




LibreOffice 網站下載頁面



開啟 LibreOffice Writer 並調整文件格式


調整字形、字級、行距


由於科展作品說明書規定使用標題使用新細明體16號、粗體字,內文為新細明體12號字,因此我們先設定預設字形,從選單中依序點選工具 ⇒ 選項或按快速鍵 Alt + F12,從左側的視窗中找到 LibreOffice Writer ⇒ 基本字形(亞洲語言),將所有用途的字形都改成新細明體,最後按下確定。



工具 ⇒ 選項


基本字形(亞洲語言)



2020年4月5日 星期日

使用 LibreOffice Writer 製作小論文作品範本

作者:王一哲
日期:2020/4/5

前言


小論文作品是以 pdf 檔上傳,我們可以使用 Microsoft Word 以外的軟體撰寫作品,只能能夠匯出成 pdf 檔即可。接下來我們以開放原始碼的自由軟體LibreOffice Writer 為例,說明如何達成小論文作品要求的格式。



下載並安裝 LibreOffice


我們先到 LibreOffice 網站的下載頁面下載安裝檔,目前最新的穩定版本為 6.4.2 版,如果作業系統為 Windows 64 位元版本可以按此處下載,如果需要離線版的說明書請按此處下載。下載完畢之後,只要在下載的 msi 檔上按滑鼠右鍵,點選安裝,之後一直按下一步就完成了。




LibreOffice 網站下載頁面



開啟 LibreOffice Writer 並調整文件格式


調整字形、字級、行距


由於小論文規定使用新細明體12級字,因此我們先設定預設字形,從選單中依序點選工具 ⇒ 選項或按快速鍵 Alt + F12,從左側的視窗中找到 LibreOffice Writer ⇒ 基本字形(亞洲語言),將所有用途的字形都改成新細明體,最後按下確定。




工具 ⇒ 選項




基本字形(亞洲語言)


2020年4月3日 星期五

Notepad++ 及 Markdown 外掛

作者:王一哲
日期:2020/4/3

前言


Markdown 是一種很方便的標記語言,可以使用 $\LaTeX$ 語法顯示數學式子,也支援程式碼高亮度語法,因此我現在都改用這種語法寫物理及電腦方面的文章。目前市面上支援 Markdown 語法的編輯器很多,以下介紹最單純的一種:Notepad++ 及 Markdown 外掛。



安裝 Notepad++ 及 Markdown 外掛


Notepad++ 是我在 Windows 上最常用的文字編輯器,目前最新版本為 7.8.5,下載連結在此,我通常會下載 Installer 將 Notepad++ 安裝到電腦上。




Notepad++ 下載頁面



安裝完畢之後開啟 Notepad++,我通常會開啟行號、將主題調成深色、修改字型為等寬字型,調整的方式如下。


2020年4月1日 星期三

於 Lubuntu 上安裝 SciDAVis

作者:王一哲
日期:2020/4/1

前言


以前在舊版的 Linux 上安裝 SciDAVis 相當簡單,只要輸入以下的指令即可

sudo apt-get install scidavis

但是在新版的 Linux 發行版中卻很困難,這是因為 SciDAVis 使用的是 qt4,需要先解決套件的相依性問題才能安裝 SciDAVis。由於我之前在 Lubuntu 上測試時已經安裝了太多的套件,為了找出真正需要先安裝的套件,我用 VMware Workstation Player 建立虛擬機器,再於虛擬機器上安裝 Lubuntu 19.04,從作業系統剛安裝好的狀態下試著安裝 SciDAVis。



步驟


由於 SciDAVis 需要使用 qt4,雖然LUbuntu 裡本來就有 /usr/share/qt4/ 這個資料夾,但裡面沒有我們需要的東西,先用以下指令安裝 qt4

sudo apt install qt4-dev-tools qt4-bin-dbg

再用以下的指令安裝編繹套件時需要的工具

sudo apt install make g++

其實需要的套件很多,但是 apt 會自動幫我們安裝 make 和 g++ 相依的套件。安裝完成之後,我們再安裝另一個必要的套件 qwt,但這次需要編譯安裝,先從以下的連結下載壓縮檔

https://sourceforge.net/projects/qwt/files/qwt/6.1.4/

2020年3月28日 星期六

使用 Google 試算表繪製 XY 散佈圖

作者:王一哲
日期:2020/3/28




前言


我之前已經寫過兩篇使用 SciDAVis 繪製 XY 散佈的文章:〈SciDAVis 教學 1:XY 散佈圖基本使用方法〉、〈SciDAVis 教學 2:作圖技巧及化直〉,但是大多數的學生在電腦課只用過 Microsoft Excel 這類的試算表軟體,相較之下 SciDAVis 的使用方法比較沒有那麼直觀,不過我又不想要在課堂上教商用軟體。因此,我們改用免安裝的 Google 試算表取代 Excel,雖然 Google 試算表的功能比較少一點,但仍然可以處理數據、繪製圖形。



匯入資料檔


我們以木星的衛星資料為例,先從網路上找到 NASA 公布的資料 Jovian Satellite Fact Sheet,將資料依照我們的需求編輯後儲存成 csv 檔,這是我編輯後的資料檔下載連結,先將這個檔案上傳到自己 Google 雲端硬碟中。


上傳資料檔至 Google 雲端硬碟



在 Google 雲端硬碟中新增 Google 試算表檔案,瀏覽器會自動跳到試算表的編輯頁面。


新增 Google 試算表檔案



從選單中依序選取檔案 ⇒ 匯入,點選之前上傳的資料檔,再按下選取。


檔案 ⇒ 匯入




匯入檔案視窗