algodoo在中学物理教学中的应用 (1)
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利用Algodoo软件探究弹性碰撞和非弹性碰撞作者:***来源:《天津教育·上》2024年第06期一、引言物理學的研究离不开实验。
同样,在高中物理教学中,一些物理现象及规律往往需要实验的探究或佐证,但一些实验的要求条件较为苛刻,例如忽略空气阻力、摩擦力、热能的耗散等,这就需要物理教师利用可用的技术进行实验,来辅助教学。
随着教育信息化时代的到来,越来越多的仿真实验软件进入物理教师的视野。
Algodoo是一款由瑞典Algoryx Simulation AB公司推出的仿真实验软件,该软件可轻松创建物理场景,并且能够模拟无阻力、无重力等条件下的实验现象,其中的图表功能可以将研究对象的速度、能量、动量等物理量进行可视化。
《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》对本节课的课标是这样描述的:通过实验,了解弹性碰撞和非弹性碰撞的特点。
定量分析一维碰撞问题,并能解释生产生活中的弹性碰撞和非弹性碰撞现象。
可见,本节课的教学方法是通过实验来研究两种碰撞问题,并基于实验现象运用数学方法定量计算得出物理规律。
在人教版高中物理选择性必修一第一章第五节《弹性碰撞和非弹性碰撞》中,教材让学生利用滑轨来研究两辆小车碰撞前后的速度、总动能的变化情况。
本实验中,由于无法忽略摩擦力、空气阻力等一些系统误差,从而导致实验结果与理论计算之间存在差异。
所以,本文利用Algodoo软件来研究高中物理中常见的两种碰撞,简化实验,以辅助本节课教学工作的展开。
二、非弹性碰撞本节课是根据碰撞前后能量的变化来对碰撞进行分类,据此我们分别从动量以及能量两个方面来分析非弹性碰撞。
(一)分析非弹性碰撞中的动量打开Algodoo软件,新建场景,任意选择其中一个样式,关闭软件底部菜单栏中的“空气摩擦力和浮力”选项,以减少系统误差,并开启“网格”功能。
选取工具栏中的“方框”工具,建立A、B两个大小均为1m×1m的物体。
为了方便研究问题,分别右键单击A、B两个物体,选择“材质”,将密度均设置为2.0kg/m2,质量均为2.0kg,摩擦力均为0,弹性均为系统初始值,引力均为0Nm2/kg2。
Algodoo软件在高中物理教学中的应用探究随着科技的不息进步,教育也在不息改变着形态。
传统的教育方式正在被现代化的教学工具和方法所取代。
其中,计算机和软件的应用在教育领域扮演着重要的角色。
本文将探讨一种称为Algodoo的软件在高中物理教学中的应用探究,从而使同砚更好地理解并精通物理学的基本观点和原理。
一、Algodoo软件简介Algodoo是一种基于物理引擎的软件,它为用户提供了一个直观的环境来模拟和展示物理现象。
通过Algodoo软件,同砚可以模拟和观察各种物理试验,例如运动的力学、波动、光学、热力学等。
用户可以通过拖放物体和设置物体的属性来模拟各种试验情景,并通过修改参数来观察结果的变化。
二、Algodoo软件在高中物理教学中的应用1. 增强同砚的实践操作能力传统的物理试验通常需要同砚亲自进行,但由于时间和条件的限制,同砚的实践机会往往有限。
Algodoo软件的使用突破了这一限制,同砚可以在虚拟环境中进行各种试验操作。
他们可以自由选择材料、工具和试验条件,轻松地进行模拟试验。
这样的操作练习不仅能够增强同砚的实践能力,还能援助他们更好地理解和精通物理观点。
2. 激发同砚的进修爱好Algodoo软件提供了一个直观、有趣的进修环境,可以激发同砚对物理学科的爱好。
同砚可以通过模拟试验来观察和理解各种物理现象,比如自由落体、反射、折射等。
此外,软件还提供了一些有趣的小游戏和挑战,如建设机械、设计汽车等,这些都能够吸引同砚的注意力,并激发他们对物理学的进修爱好。
3. 培育同砚的创设思维和解决问题的能力Algodoo软件鼓舞同砚通过自主设计和调试来解决问题。
同砚可以依据自己的想法和需求,自由地设计试验和调整参数。
他们需要沉思和分析试验中的物理规律,并运用所学知识解决实际问题。
通过这样的进修过程,同砚的创设思维和解决问题的能力得到了培育和提高。
三、案例应用以高中力学学科为例,使用Algodoo软件可以进行弹簧振子试验的模拟。
Algodoo软件在高中物理教学中的应用——以“万有引力与
宇宙航行”一章为例
李广富;高永伟;尹琪;陈泓宇;吕雨雨
【期刊名称】《物理通报》
【年(卷),期】2022()3
【摘要】利用Algodoo软件对2019版人教版高中物理必修2第七章“万有引力与宇宙航行”相关内容进行模拟仿真,并在对模拟仿真结果进行分析、讨论的基础上提出如何将Algodoo软件融入本章教学的相关建议.
【总页数】5页(P132-136)
【作者】李广富;高永伟;尹琪;陈泓宇;吕雨雨
【作者单位】宁夏大学物理与电子电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】G63
【相关文献】
1.学科核心素养视域下高中物理新旧教材习题的比较研究——以人教版"万有引力与宇宙航行"单元为例
2.基于大概念的高中物理单元复习策略
——以"万有引力和宇宙航行"单元为例3.问题导引在高中物理教学中的应用策略研究——以“宇宙航行”一课为例4.教材中物理学史的呈现引发的教学思考--“万有引力与宇宙航行”教学建议5.例谈Algodoo软件在高中物理教学中的应用
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以Algodoo与Python为例,浅探信息技术在高中物理中的应用绪论近年来,高考制度发生重大变革,新高考制度试行,物理试题难度变大,进一步挖掘课本内容,强调学生的学科核心素养。
2013 年《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》明确指出,要以课程改革为抓手,做好五个统筹,做好学科核心素养的培育。
“全面发展学生的学科核心素养”成为当前中学课程教学改革的重要任务和核心概念。
培养核心素养的主阵地是课堂。
对于物理学科的核心素质培养,应该重点关注物理观念、科学研究方法、科学思维、科学态度和社会责任等方面。
此外,同样重要的是知行结合,学以致用。
物理教学同样应该培养学生的观察、概括、分析与物理建模等能力,要将知识应用在实际生活中,让知识指导生活。
而信息技术的发展提供了解决这一问题的有效途径。
基于计算机技术的虚拟实验教学是一个颇有前景的发展方向。
这主要是因为虚拟实验有着传统的基于实际器材的实验所不具备的几点长处:虚拟实验不受各类条件限制。
如上所述,由于各方面因素的限制,有些物理实验并不能很好地进行。
而虚拟实验突破了时间、设备、环境等客观条件的限制,能够为大量实验创造良好的实验操作平台,节省了时间,可极大地提升物理实验开出率;同时许多设备复杂、难于操作,设计开放型的实验可进一步提高整体开出率。
显然,这也提高了课堂效率。
虚拟实验可以更加深入的探究特定的物理过程。
在进行实际物理实验操作时,难免会有一些现象是我们无法细致地观察研究的。
采用虚拟实验的方法,我们可以把特定的物理过程放慢、放大,让学生观察清楚。
虚拟实验可以调动学生的积极性,发挥学生的主观能动性,让学生根据自己的兴趣和意向进行各种拓展实验,通过设定调整程序获得各种拓展结论,这是实物实验所无法提供的环境。
虚拟实验有着广阔的发展前景。
这是一个未定型的、新兴的、拥有巨大发展空间的模式。
而就当前教学情况来看,大家并没有重视对于信息技术的应用,绝大部分教师仍旧停留在传统的教学模式上,没有做出新的尝试,所以上述的随着改革进行出现的各种问题仍旧存在。
第20卷现代教育技术V ol. 20 2010年第11期Modern Educational Technology No.11 2010 利用Algodoo平台搭建高中通用技术课堂的探索与实践*陈 乐(淮阴师范学院 传媒学院,安徽淮安 223300)【摘要】《通用技术》是高中阶段的必修课,但很多学校普遍存在教学资源不足,硬件设备不完善等问题。
针对这一现状,文章提出将Algodoo仿真平台引入高中通用技术课堂教学,从课程目标和教学内容两个层面论证了这一尝试的可行性,并给出了具体的实施案例。
【关键词】Algodoo;通用技术;仿真实验【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【论文编号】1009—8097(2010)11—0079—04引言教育部从2003年启动了普通高中新课程改革,将技术课程(包括信息技术和通用技术)列为普通高中学生的的必修课。
技术课程与九年义务教育中的信息技术教育和劳动与技术教育相衔接,是一门立足实践、高度综合、注重创造、科学与人文融合的课程,其课程总目标是提高学生的技术素养[1]。
然而根据解月光、邢志芳[2](2007年)和林小琴[3](2009年)的调查,各校普遍存在教学资源不足,硬件设备不完善等问题,很多中学(尤其是农村中学)由于受实验设备和实验成本方面的限制,大部分选修模块没法开设。
在这样的背景下,Algodoo这一趣味仿真实验平台走进了我们的视野,它将为在现有条件下更好地开展高中通用技术课程提供有力的技术支持。
一 Algodoo平台简介Algodoo是瑞典Algoryx Simulation AB公司于2009年推出的趣味仿真实验平台,其前身是一款名为Phun的物理沙盒软件。
Algodoo在Phun的基础上针对课堂教学做了优化,它给学生们带来了一个好玩的、卡通式的创作平台,科学地将教育与娱乐融合起来,鼓励学生发挥自己的创造力、动手能力和知识建构能力。
Algodoo的基本功能包括:使用简单的绘图工具创建和编辑场景;通过选择、拖拽、倾斜、震动等方式参与互动;显示物体运行轨迹、受力和速度;提供了刚体、流体、链条、齿轮、弹簧、铰链、锁、电机、激光射线等元素,这些元素可以在重力、摩擦力、弹力、浮力、空气阻力的作用下相互影响,实现精度很高的物理仿真实验。
Python语言在高中物理教学中的应用绪论为了加快我国教育信息化进程,党和政府近年来颁布了一系列支持教育信息化发展的政策纲领。
其中《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020 年)第十九章中明确指出:“建立数字图书馆和虚拟实验室......”,为推进落实《教育规划纲要》关于教育信息化的总体部署,教育部组织编制了《教育信息化十年发展规划(2011-2020 年)》。
其中明确规定了要在十年内建设 1500 套虚拟仿真实训实验系统。
两个文件中都提到了关于虚拟实验室建设的问题,这说明在随着我国教育信息化发展的要求,虚拟实验室在教学中的广泛应用已经成为一种必然趋势,虚拟实验室的开发与应用将会对实验教学改革产生变革性的影响。
虚拟实验改变了以往场地、仪器等对物理实验的限制,便于学生随时进行实验操作,有利于学生创新思维能力的培养。
学生可以在虚拟实验系统中专心运用已学知识进行综合性实验和设计性实验研究,不必担心设备和安全的问题,极大地激发了学生对物理实验的积极性。
随着科学技术的飞速发展,计算机技术等现代信息技术在人们的日常生活中的应用越来越广泛,它也渗入到了生活中的各个领域,当然这其中就包含了教育。
在高中的物理教学中,信息技术渐渐被大多数老师所采用,来形象的为学生讲解高中物理的各分支的知识。
信息技术在高中物理中也有着许多独特的优势。
比如,它可以形象地将物体繁琐复杂的运动用连贯的动画展示出来,从而方便学生理解。
比如速度与时间图像中,经常容易把匀减速运动和反方向的匀加速运动混淆。
但是把动画和图像结合起来看,就很容易理解了。
关键词:教育信息化、虚拟仿真、实验教学、物理高中物理相比初中难度增加了很多,课堂也变得比较枯燥。
采用信息技术之后,z讲解知识时更加有趣,学生明显会更加感兴趣和活跃,注意力也更加集中。
信息技术前景非常广阔,相信未来它的教学辅助作用会越来越明显,也会越来越多的被应用在各个学科的学习中。
Python由荷兰数学和计算机科学研究学会的Guido van Rossum 于1990 年代初设计,作为一门叫做ABC语言的替代品。
Algodoo在物理教学中的应用研究张 觉 宋晓书 胡金毕(贵州师范大学物理与电子科学学院,贵州 贵阳 550001)摘 要:目前使用免费Algodoo制作动画,作为一个容易操作的教学工具学习物理。
基于斜面运动模型和运动描述的定性分析,展示了通过修改控制参数实现对运动轨迹的变化描述,比如速度和发射角。
通过使用Algodoo仿真软件,应用于物理教学中,发现用这个软件仿真出的物理情景非常的真实形象。
探索Algodoo软件的图形工具,可以获得动画和文字之间所描述的结果保持一致性,可以带给学生不一样的教学效果。
例如经典物理中的抛体运动,用Algodoo探索抛体运动的最大高度和上升时间。
这个工具不仅可以适用于不同教育水平的学生,而且也适用于大学生和高中生,Algodoo可以为物理教学提供真实的物理情景,在物理教学上可以取到明显的教学效果。
关键词:Algodoo;物理教育;抛体运动作者简介:张觉(1990- ),男,贵州罗甸人,本科,学士;胡金毕(1991- ),男,贵州盘县人,本科,学士。
1 引言在过去的几十年里,由于技术的改进,许多的工具被运用在教育教学过程中,并且呈上升趋势。
如今,教育者有机会在课堂上演示,物理方程的演化和系统变化、通过控制参数来实现,而实现这一目的,一般则是利用商业软件Wolfram Mathematica [1-2]、Matlab和Labview。
在其他情况下,基于不同的计算机语言,还可以创建模型或动画,数据的采集可以进行实验数据和Modellus软件的自动配置,这是一个免费的应用程序,允许我们使用数字创建或探索模型交互。
一些作者使用游戏模型和视频控制作为教学,为物理教学提供一种新的选择。
这是一种全球化趋势,互联网、技术以及其它、在信息的学习过程中,实现真正的资源的访问。
另外,获取信息的速度有点不可思议。
知识可以在博客、社交网络、视频类,甚至在虚拟的教室(Moodle平台[3-4])实现共享。
Algodoo试用报告一、Algodoo简介Algodoo是瑞典Algoryx Simulation AB公司于2009年推出的趣味仿真实验平台,其前身是一款名为Phun的物理沙盒软件。
Algodoo在Phun的基础上针对课堂教学做了优化,它给学生们带来了一个好玩的、卡通式的创作平台,科学地将教育与娱乐融合起来,鼓励学生发挥自己的创造力、动手能力和知识建构能力。
Algodoo的基本功能包括:使用简单的绘图工具创建和编辑场景;通过选择、拖拽、倾斜、震动等方式参与互动;显示物体运行轨迹、受力和速度:提供了刚体、流体、链条、齿轮、弹簧、铰链、锁、电机、激光射线、火箭助推工具及跟踪绘图工具等元素,这些元素可以在重力、摩擦力、弹力、浮力、空气阻力的作用下相互影响,实现精度很高的物理仿真实验。
二、Algodoo特点(一)仿真性。
Algodoo作为一个趣味性强的仿真物理实验平台应用在物理教学中,使用者可以利用平台提供的各种工具按钮创建各种形状的刚体、流体、链条、齿轮、弹簧、铰链、电机、激光等物理元素。
并且,各种物理元素可以在具备重力、摩擦力、弹力、浮力及空气阻力的环境中相互作用,从而实现高精度的物理仿真实验。
比如拱桥受力分析,就可以用Algodoo进行演示,如下图所示。
(二)交互性。
Algodoo不仅能够实现对物理世界的模拟,更重要的是它还具备很强的交互性。
学生可以通过Algodoo软件提供的交互按钮对仿真世界中的物体进行移动、旋转操作、施加力的作用等。
有助于发展学生实践能力,强化手脑并用。
另外,通过 Algodoo提供的交互功能,学生可以对物体的摩擦系数、弹跳系数、密度、弹簧的劲度系数、阻尼系数等进行设置,还可以对重力、摩擦力、空气阻力进行控制,完成各种在现实中不可能完成的理想实验。
比如初中物理二年级上册光的色散,在演示光的色散时,理想的实验效果是白光经三棱镜折射后,在白屏上出现从上到下红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫依次排列的彩色光带,而实际操作中由于实验环境的限制,导致实验效果不明显。
《牛顿第二定律》教学设计及反思浙江省上虞市丰惠中学俞传辉教学仪器的开发不能以假演真——物理教学中“激光扩束器”的运用思考江西泰和第三中学赖建斌“示波管的原理”教学价值分析山东宁阳一中物理教研室高翔杨远萍“摩擦力”的教学反思江苏省宝应县实验初级中学陆国召物理实验中的人文内涵(连载4)浙江省宁波市效实中学杨榕楠时空本性——时间和空间的认知过程河北省衡水市郑口中学陈宝友穆爱国关注最近几年高考中出现的“猜想类”题目安徽省太和县太和中学刘玉启测量加速度的五种方案洛阳市第二中学王春旺巧选闭合曲面,破解磁通量变化解释法拉第圆盘难题陕西师大附中许景敏热学问题中的十个不一样甘肃省张家川县第二中学张锦科如何在高中物理教学中提高学生的阅读能力赵刚1 张长斌2 张波3 探讨凸透镜成像的教学芜湖市第四十九中学陶本友安徽点击高考“N”问题模型特征江西省丰城市第二中学罗倩敏帮助高一新生跨过物理学习的“高台阶”太原十二中范福生高中物理部分演示实验的改进与创新浙江省景宁县景宁中学梅邦才郑建文深度剖析电路动态分析中的“三个三”江苏省如皋中学程柱建高空走钢丝表演平衡长杆的作用郑州外国语学校鲁建全利用超级电容器对两个物理实验的改进江西省新余市第四中学邹建中增强开放意识激发思维共振——“光的干涉”教学设计浙江省义乌中学王超良例析中考试题中的照相机问题甘肃省民勤县新河中学王集珍有效提问在物理课堂中的功效陕西师大附中李红艳例析不良思维定势的成因及应对策略河南省淇县第一中学王耀文谈正确运用探究理念实现物理有效教学吴江市高级中学陆良荣从物理教学的感性中迸发出理性——浅谈在物理教学中培养学生的科学素养黑龙江省教育学院汪海解答定性分析类选择题的方法安徽省灵璧县黄湾中学华兴恒活动作骨媒体辅问题导引思为魂------刘炳升教学思想在中考物理复习课中的应用江西泰和第三中学赖建斌人教版《义务教育教科书物理》修订介绍人民教育出版社彭前程深度剖析电路动态分析中的“三个三”江苏省如皋中学程柱建Algodoo软件在中学物理教学中的应用江苏省海安高级中学黄伟《变压器电能的输送》的导学案——高三复习高效课堂教学尝试江苏省马坝高级中学曹前程猜想与假设中的地磁江苏省兴化市中堡中学朱继宝到跳远沙坑中学压强新疆哈密石油第二学校刘积荣“电表示数变化题”综合训练策略山东省海阳市辛安镇第一初级中学于滋海宋庆军对牛顿第二定理验证性实验的改进设计陕西省城固县水磨中学毕强对人教版3-1教材《恒定电流》一章内容安排的商榷南京市六合区程桥高级中学焦彦平利用微积分初步知识帮助学生加深对物理概念的理解湖北枝江市一中方敏陈宏伏安法测电阻的电路的选择与应用江苏省射阳县高级中学徐汉顺浮力课堂教学设计河北省石家庄市第十七中学孙树红感受同课异构促进自我发展——观南通市2011年初中物理优质课评比有感江苏海安城南中学王桂珠超声波加湿器中的物理河北省衡水市武邑中学张晓娜梁亚波活动作骨媒体辅问题导引思为魂-----刘炳升教学思想在中考物理复习课中的应用江西泰和第三中学赖建斌家庭电路安全问题华庆富解答定性分析类选择题的方法安徽省灵璧县黄湾中学华兴恒解疑“磁通量”江苏省丹阳高级中学牛有明践行刘老①物理教育思想:一段有价值实验教学之旅②----仅以苏科物理第五章第3节《直线运动》(第1课时)教学设计为例江苏南京师大附中南京树人国际学校汤金波巧妙设计实验化解探究难点——“电阻大小的影响因素”猜想环节创新实验设计江苏丹阳华南实验学校郦杰巧选闭合曲面,破解磁通量变化解释法拉第圆盘难题陕西师大附中许景敏巧用“电势随距离d的变化率”解题安徽省灵璧县第一中学谢端刚巧用几何语言给高中生讲“狭义相对论”昆明第一中学杨习志杨蒲英巧用习题反思提高学习效能广东云浮市教育局教研室陈金球让物理教学紧跟时代步伐——关于《宇宙航行》教学的几点思考浙江省杭州市余杭高级中学陈爱萍让学生的学习之花盛开不败——物理课堂如何培养学生自主学习的能力深圳市南山区北师大附中杨野深圳市南山区龙珠中学赵宁热学问题中的十个不一样甘肃省张家川县第二中学张锦科融入探究创新课堂——浅析《静摩擦力》教学案例无锡市第一中学何阅如何在高中物理教学中提高学生的阅读能力赵刚1 张长斌2 张波3三个选考试题的难度比较——评2011年高考课标卷三个选考试题江西省南昌市教研室李友安赏析一道具有方法论意义的中考试题朱继宝设置全纳式的教学起点:精细化视域下的初中物理三维目标的起点管理厦门市湖里区教师进修学校陈宗成梳理伏安法测量小灯泡电阻实验江苏省金湖县实验中学华庆富竖直谐振子最低点的加速度为什么大于g?江苏省扬州市宝应县中学刘益民太空之吻浪漫天涯(修改稿)------记天宫一号与神舟八号成功实现首次交会对接谈基本不等式在物理解题中的应用江苏省泗阳中学孙伟谈谈对视深度的认识安徽省芜湖市第四十九中学陶本友探讨凸透镜成像的教学安徽芜湖市第四十九中学陶本友汤姆孙父子与电子浙江省温州中学刘立军体育运动中的平抛习题赏析南京外国语学校姚小琴同题再构挖掘资源——听《功》的公开课引出的改进和反思江苏省苏州市吴中区城西中学秦嵘增强开放意识激发思维共振——“光的干涉”教学设计浙江省义乌中学王超良物理教学中的建模活动高要市第二中学郭海莉物理实验呈现的情景上海市嘉定一中周上游“小实验”不小山东省聊城第四中学孙保耕《斜面上重力的分解》演示器的制作江西省新余市第四中学邹建中写好教学后记提升教学水平江西省宜丰县花桥中学刘恒辉创新科学实验凸现科学本质——“声音的产生和传播”教学赏析浙江宁波海曙教研室朱红理想气体实验定律及其初等推论吉林省辽源市第五中学于世新越彩霞刘国荣研究性学习在物理高考试题中的考查甘肃省永昌县第一高级中学谢伯仁演示实验中体现师生互动之尝试和探索浙江省富阳中学孙晓飞因学定教以学思教寓学研教促成教师专业发展浙江省龙游中学刘伟。
课改在线+教学参考第50卷第5期2021年5月布鲁姆教育目标分类学在物理教学中的应用—以“惯性”教学为例苏秋霞1陈志辉2(1.华东师范大学第四附属中学上海200333;2.华南师范大学广东广州510631)文章编号:l〇〇2-218X(2021)05-0004-03中图分类号:G632.4文献标识码:B 摘要:以布鲁姆教育目标分类学为理论基础,以安德森与克拉思沃尔等人修订后的教育目标分类学里的“理解”目标 为导向.对“惯性”一节的知识目标做进一步分析及细化,探讨本节课教学过程中对分类学里的“理解”目标的应用与落实。
关键词:布鲁姆目标分类学;教学目标;惯性;核心素养_、布鲁姆教育目标分类学的理论基础美国著名教育家、心理学家本杰明•布鲁姆在泰勒的“教育目标分类理论”的基础上发展其思想,形成了一套较为完备的教育目标体系,后来著名课程专家L.W.安德森与克拉思沃尔等在其基础上进行修订,而在新修订的布卢姆教育目标分类学中,对“理解”目标进行了细化,分为解释、举例、分类、概要、推论、比较和说明等七个层次,并对每个层次都进行了明确的描述,如表1所不。
表1层次表述解释学生可以将信息的不同表示形式进行转化,在物理教学中它可能涉及将文字概念和规律转化为物理表达式、将物理公式转化为图像、将物理情境转化为示意图等举例学生能够根据一个概念或原理列举出具体的例子分类学生能够依据具体的例子识别出其所归属的概念或者原理,也称为归类,分类与举例是一对互补的认知过程概要学生能够根据某一句话的表述呈现信息或者对信息的主题进行抽象推论学生能从呈现的一系列事例中发现模式,推出合乎逻辑的结论比较学生能够发现两个对象之间的对应关系,主要是指相似点和不同点说明学生具备建构和运用一个系统的因果模型的能力二、“惯性”的目标分析及课堂实施《上海市中学物理课程标准》(以下简称《课标》)中提出,物理教育应重视对学生的终身学习愿望、科 学探究能力、创新意识及科学精神的培养,进而提高 他们的科学核心素养。
教学设计——课题:4.4 照相机与眼球视力的矫正一、教学目标1)认识照相机的成像规律,能理解远近景的相机和镜头的变化意义;2)理解眼球在看远近物体时的变化内涵;3)能理解远近视眼的形成原因并能进行分析矫正;4)了解视觉暂留现象;5)养成自觉保护视力的良好习惯;二、教学重难点1)照相机远近景的规律理解;2)眼球的凸起程度与远近景的应用理解;3)知道远近视眼的特点;4)理解凹凸透镜的作用,明白远近视眼的视力矫正原理;三、教学手段讲授法、实验法四、实验器材自制照相机、大中小焦距的凸透镜、凹透镜、光具座、光屏五、教学流程播放视频:125倍的变焦效果能看清很远很远的物体像,那什么是变焦呢?我们一起来学习一下本章节的内容。
问题1:照相机的基本结构是什么?是利用什么原理成像的?师:照相机前面的镜头相当于光具座上的凸透镜;后面的胶卷(底片)相当于光屏;我们看物体就是调节镜头与底片之间的距离,从而使像清晰的成在底片上,那照相机如何成像呢?师:动手实验一下,借助手里的自制相机,看下周围的景象,看一看你看到的是什么(借助手机连接,拍摄学生看到的景象,)生:倒立缩小实像;师:那你觉得照相机是如何成像的呢?生:物距大于两倍焦距,像距在一二倍焦距之间,成缩小像;(记录板书)过渡:师:老师借助于照相机也拍了两幅图片,请大家来说一说,问题2:这两幅图片有什么区别?该如何拍摄呢?(集体照到个人照也可以)生:第二幅照片是特写(像大一点)师:(引导)如何拍出一个放大的像(远景变成近景)?相机在使用时该如何操作呢?生:靠近人,(师:物距变小),师:像距呢?生:物近像远像变大;(师:相机靠近物体,镜头向外伸)师:从而我们可以拍到一个清晰的像;(板书记录)接下来,我们通过flash来练习一下,如何拍一个放大的像;上台请学生实验;过渡:师:实际上,我们身体上也有和照相机类似的地方,是什么?生:眼睛师:眼睛中用来成像的凸透镜是?用来接收像的光屏是?生:晶状体、视网膜师:人眼也经常看远近的物体,那人眼在看远近物体的时候与照相机有什么区别?想一想?生:照相机看远近物体:物距像距在变化;人眼看远近物体,物距在变化,但像距不在(视网膜到晶状体的距离是固定的)师:那人眼如何看到清晰地像呢?老师之前用软件做了一个模拟眼睛看物体的动画,我们一起看一下。
Algodoo 和 python 在高中物理中的应用摘要随着智能化教育的飞速发展,Python技术越来越在学生中普及,当前物理虚拟仿真实验发展,解决了当前物理实验的部分困难,适应中学生物理实验变化。
关键词:Python 物理虚拟仿真传统教学是由一位教师、一支粉笔、一块黑板所构成,往往在突出教学重点、突破教学难点上花费大量的时间和精力。
即使如此,学生仍然感触不深,易产生疲劳感甚至厌烦情绪。
突出重点、突破难点的有效方法是变革教学手段。
由于多媒体展示形象具体,动静结合,声色兼备,所以恰当地加以运用,可以变抽象为具体,调动学生各种感官协同作用,解决教师难以讲清、学生难以听懂的内容,从而有效地实现精讲、突出重点、突破难点,取得传统教学方法无法比拟的教学效果。
物理课堂教学中,有时需要板书大量的内容,例如一些定理、定律的内容、使用条件,介绍一些定义和一些物理知识在现实生活中的应用,在课堂有限的时间内,采用传统的板书,则消耗了课堂上宝贵的时间。
如采用信息技术的快速显示功能,不仅能解决课堂内大量板书的问题,还可以大大增加课堂教学容量,高效地使用课堂时间。
新版课程标准界定的信息技术核心素养为信息意识、计算思维、信息社会责任、数字化学习与创新,理解这些词语并不难,但需要一线教师发挥聪明才智,选择合适的学习内容,寻找和创新教学途径将其在具体活动中加以落实。
根据标准,在高中信息技术涵盖的必修课程外,学生还可以根据个人兴趣、余力,在选择性必修和选修模块中选学部分内容。
选择性必修包括数据结构、网络基础、数据管理与分析、人工智能、三维设计与创意、开源硬件六个模块,算法初步与移动应用设计为选修的两个模块,这些模块涵盖内容知识广泛,能力培养各有侧重。
没有教材,教师必须从课程标准出发,从中梳理出适合不同层次学生学习的内容,自我组织材料,开展适切的课程。
但通过 Python辅助,可以通晓程序设计语言中常量、变量、表达式及顺序、分支、循环三种基本结构等基本知识,通过实例体悟程序调试与运行的基本方法;通过案例渗透,了解穷举、排序、搜索等常见算法实现的程序基本结构,体验不同算法效率的差别,理解算法正确性、可读性、健壮性对程序设计的重要价值,并能够初步估算算法的空间与时间复杂度;通过小型网站案例建设,体悟对象、属性、方法、事件的含义;通过游戏、网络爬虫等项目,学会如何运用计算机编程解决实际问题,体验项目设计的基本流程。
Algodoo软件在中学物理教学中的应用
黄伟
(江苏省海安高级中学江苏海安 226600)
摘要:Algodoo软件是一款可以实现多种场景仿真的模拟软件,呈现在学生面前的不仅仅是其极具趣味性的卡通式画面,更重要的是它能够激发学生求知、创新的欲望。
关键词:Algodoo软件;物理教学;仿真
在中学物理教学中,由于时间、场地、设备、技术等条件的限制,很多物理情境得不到充分的展现。
有时候仅靠老师描述,不够生动形象,学生也不易进入情境,教学效果自然不理想。
Algodoo软件是一款可以实现多种场景仿真的模拟软件,它将带领我们进入一个全新的物理世界。
1.Algodoo软件概述
1.1.Algodoo软件简介
Algodoo是瑞典Algoryx Simulation AB公司推出的一款独特的2D仿真软件。
前身是瑞典一所大学计算机专业硕士Emil E rnerfeld为其导师Kenneth Bodin写的一个名为Phun的程序,开发目的是为了让物理教学和研究更直观有效,其英文名称是“2D Physics Sandbox”,即“二维物理沙盒”。
Algodoo是在Phun的基础上针对课堂教学做了优化的一款虚拟物理实验软件,它给学生带来了一个卡通式的创作平台,科学地将教育与娱乐融合起来,学生可以充分发挥自己的创造力,通过简单的操作就可以快速的在电脑或电子白板上绘制物理模型,以趣味性的视觉效果展现物理原理,轻松地模拟物理情境,让你进入不一样的物理科学世界,极大的激发了学生学习物理的兴趣。
1.2.Algodoo软件的特点
Algodoo软件界面如图所示,界面主要由场景工具面板、属性面板、工
具面板、工具选项面板、模拟仿真控制面板构成,其主要的特点有以下几点。
1.轻松创建各种物理元件,如固体、液体、齿轮、弹簧、链条、电机、
助推器、光线与透镜等。
2.模拟各元件在重力、摩擦力、弹力、浮力、空气阻力等条件下的相
互作用;呈现光通过界面发生的反射、折射等物理现象等。
3.独特的绘图工具可以快速画出的任意形状的物体,还可以设置其材质及相关参数,如质量、密度、摩擦系数、弹性、折光指数等。
4.实时显示物体运行轨迹、速度、力学和重力场等物理特征量。
此外该软件上手快、操作简便,没有编程基础也可以迅速的掌握使用方法。
2.Algodoo软件在中学物理教学中的应用实例
基于目前Algodoo虚拟实验软件提供的一些组件和工具,本文仅探讨一些简单应用,以期起到抛砖引玉的作用。
2.1建立物理模型更生动(利用循迹追踪工具实时显示物体运动轨迹)
例题1、静止在路边的人盯着一辆匀速行驶的汽车车轮边缘上某一点,他看到这一点的运动轨迹是
理论上我们可以从运动的合成与分解分析该运动为竖直面内的匀速圆周运动和水平方向的匀速直线运动的合运动,易知D选项是正确的。
可部分学生还是不理解,有的认为B选项也是正确的。
主要是因为
学生没有真正的注意过这一常见的现象,没有感官上的认识。
打开algodoo软件,新建场景,用圆形工具画一个适当大小
的圆并拖至水平面,设置一定的角速度使之转动,在圆形边缘
添加循迹追踪工具,设置轨迹粗细和保留时间的长短。
点击模
拟仿真控制面板中的开始按钮(可拖动滑杆调节播放速度),即
可看到如图所示的动画画面。
这样学生通过合成与分解的讲解和实际轨迹的观察,一切疑惑随之化解。
图中的轨迹也就是高中数学选修4-4中所讲的“摆线”,近年围绕摆线模型的习题出现频率不低,如08年江苏高考及各地模拟题等。
经过理论分析和生动画面的再现相信再次遇到“摆线”模型学生不会感觉陌生。
2.2展示物理情境更形象 例2、有四个相同的小球分别以相同的速率竖直向上、向下,水平向左、向右水平抛出,一段时间后四个小球的相对位置关系如何?若有很多个小球同时以相同的速率向各个方向抛出一段时间后这些小球围成的图形是什么形状?
上图为利用algodoo 软件分别赋予各个小球相同速率不同方向开启模拟控制开关运行一段时间后的图像,图中的彩色线状为各小球的实际运动轨迹。
由图可知四个小球组成的形状应为对角线分别为水平方向和竖直方向的正方形的四个顶点;多个小球组成的形状应为球体。
2.3描绘物理图像更直观
Algodoo 还有一个强大的功能就是他的数据处理能力,不仅可以即时显示物体的速度时间图像而且还可以输出一系列相关数据,这些数据可以直接导入EXCLE 中进行再次分析。
如图为一小球在竖直弹簧上下落又被弹上过程的速度时间图像,右图可见可以查看各个时刻的斜率即小球加速度的变化情况。
2.4学习物理兴趣更高涨
笔者通过一学期来的教学尝试,在遇到一些教师难以表达、学生难以理解的问题时都能迎刃而解,学生学习物理的兴趣极大提高,有的学生甚至向我要软件回家自己琢磨,小小的尝试让笔者感受到这款软件在教学中的作用比想像的还要有用。
融知识性、趣味性、互动性为一体的algodoo 虚拟物理实验软件,为科学教育提供多层次的情景模拟,灵活而生动的场景应用,激励学生学习物理知识、培养创新精神和实践能力,并从中获得乐趣。
随着软件的不断升级,也必将能在物理学中的更多领域模拟真实场景,届时
Algodoo
将会在物理教学中发挥更大的作用。
界面图 局部放大图。