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数字技术在大学物理牛顿力学教学中的研究一、引言物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式、相互作用的自然科学。
物理学展现了一系列科学的世界观和方法论，深刻影响着人类对物质世界的基本认识、人类的思维方式和社会生活，是人类文明发展的基石，在人才的科学素质培养中具有重要的地位。
它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的许多部门，是其他科学和工程技术的基础。
但是在大众化教育普及之后，大学物理课在教与学上矛盾毕现：教师受到课时削减的压力；学生则抱怨课程的内容过于陈旧。
怎么解决这个问题呢？如何避免一个教与学双输的局面呢？作为大学物理教师的确感受到诸多的责任与压力。
我们如何才能找到一个解决问题的出路，如何将学生从中学应试压力下形成的惯性思维中解放出来，能否在严谨的逻辑及数理训练模式下使大学物理有一个新的变化，在学习一种思维方式的同时，能否让学生掌握一种技能，在学习大学物理课程时，能否同时给学生一个新的知识支点，真正的实现授人以“渔”，这些问题是摆在我们教师面前一个个全新的课题。
由于计算机的普及，学生对数字化的东西很感兴趣，但是却又不知如何有效的利用计算机技术。
经过探索，我们找到一个结合点，利用matlab把大学物理数字化，必将对大学物理课程改革产生积极而深远的影响。
matlab是可视化的面向科学计算的优秀科技应用软件，其特点是语言简单，函数库丰富，图形化功能强。
近年来，matlab因具有很好的数据处理功能及强大的绘图功能而在各个专业得到广泛应用[1-2]。
如果能把经典的物理学课程融入现代因素，则可以使之变成实践性很强的一门课程[3-5]。
可以在每一章给出数个典型题目，对教学内容做适当调整，通过分析解决问题的思路，最后给出matlab程序的实现，有助于使用者化抽象思维为形象思维，更好地理解概念、发现规律。
通过matlab程序，不仅可以求出解析解，对于不存在解析解的物理问题，可以借助matlab相应的函数，求出数值解，使学生能直观地领会和理解课程的内容和实时处理结果。
Matlab在“大学物理”可视化教学中的应用探索理工科课程普遍具有抽象、难理解的特点。
为解决这一学习难点，国内外高校在教学中尝试采用数值计算软件作为辅助教学工具。
[1，2]学习物理必须学习其概念和定理，而这些概念、定理是用数学语言描述出来的，因此学生在学习物理的时候常常感到抽象、枯燥甚至产生了厌学情绪。
21世纪，计算机技术已广泛普及，在“大学物理”教学中，利用计算机仿真技术，可把物理学中阐述概念、定理的抽象公式以图形、图像及动画的形式具体生动地展现在学生面前，实现抽象公式的可视化，从而提高学生学习物理的兴趣。
根据广东海洋大学（以下简称“我校”）的实际情况，以Matlab作为平台，在“大学物理”课程的教学中，进行了可视化教学方法的探索。
Matlab是Mathworks公司推出的一套高效率的数值计算和可视化软件，是在国际科学界应用和影响最广泛的三大计算机语言之一，编程简单、易学易用，是一种“演算纸”式的高级语言。
和C、C++语言相比，[2]即使对于非计算机专业没有编程能力的一年级学生，也很容易掌握并在今后的专业学习中灵活运用，为未来从事科研工作打下良好的基础。
经过几年的教学积累，针对每个章节的重要知识点应用Matlab系统地开发了程序库，把抽象的物理现象、规律进行可视化。
一、二维图形的应用许多物理规律可抽象为形如y=f（x）的一元显示函数表示，若该函数较为复杂，可借助二维图形直观形象地表示x、y之间的映射关系。
编程方法如下：[3]使用“：”运算符，在自变量x的定义域内以一定的步距采样，得到自变量向量；运用“.” 运算符，计算因变量在每个采样点上相应的函数值，得到因变量向量；根据自变量x、因变量y绘图。
运行上述程序结果如图1所示。
从结果中可看出：辐射出射度最大值对应的波长λm=9.4μm，λmT=2.9×10-3m?K。
学生可以尝试任意改变温度，从而画出不同温度下的黑体辐射曲线，得出维恩位移定律。
大学物理中的理想化方法及其在教学中的作用【摘要】理想化方法在大学物理中扮演着重要的角色，它通过简化复杂的物理现象，使得问题更易于解决，并提高学生对物理学概念的理解。
在教学中，理想化方法能够激发学生的学习兴趣，帮助他们建立起对物理世界的直观认识。
在物理问题中的应用上，理想化方法能够快速找到问题的核心，简化复杂的计算过程。
在实验设计中，理想化方法可以帮助设计者准确地控制实验条件，提高实验结果的可靠性。
在数学模型和计算机模拟中的应用上，理想化方法能够简化数学推导和计算过程，提高模型的可解性和计算效率。
理想化方法在大学物理教学中具有重要的价值，未来的发展趋势可能是将其与现代技术结合，进一步提高物理问题的解决效率和精度。
【关键词】大学物理、理想化方法、教学、意义、定义、特点、物理问题、实验设计、数学模型、计算机模拟、价值、发展趋势、总结1. 引言1.1 理想化方法在大学物理中的意义理想化方法在大学物理中的意义是非常重要的。
在物理学中，理想化方法可以简化复杂的现实问题，使之更易于理解和分析。
通过对现实情况进行简化和抽象，理想化方法可以帮助我们找到问题的关键点，并提出更有效的解决方案。
在大学物理教学中，理想化方法的应用可以帮助学生更好地理解物理概念和原理，培养他们的逻辑思维能力和问题解决能力。
理想化方法还可以激发学生对物理学的兴趣，促进他们对知识的深入探索和理解。
在现代科学研究中，理想化方法也起着不可替代的作用，可以帮助科学家提出新的猜想和假设，推动科学的发展和进步。
理想化方法在大学物理中的意义是十分重要和深远的。
通过深入学习和理解理想化方法，学生可以更好地应用它们解决实际问题，并在科学研究中发挥重要作用。
1.2 教学中的重要性在教学中，理想化方法的重要性不可忽视。
理想化方法能够帮助学生简化物理问题，并将复杂的现实情况转化为简单的模型，使学生更容易理解和掌握物理规律。
理想化方法可以激发学生的思维，帮助他们建立物理世界的逻辑思维框架，培养学生的分析和解决问题的能力。
MATLAB在大学物理课程教学中的应用-以多普勒效应为例摘要：运用MATLAB仿真大学物理实验，能够帮助学生更好的对物理概念和规律进行理解和掌握，同时有效提升学生运用科学计算的能力，极大的提高物理教学的效果。
本文以多普勒效应相关内容为例，进行MATLAB仿真模拟分析。
关键词：多普勒效应 MATLAB 仿真分析在计算机仿真日益盛行的今天，作为一种重要的科学工具，计算机已经广泛渗透到人们生活的方方面面。
随着计算机仿真技术的发展，利用仿真虚拟技术展示客观物理现象，在各行各业均得到了广泛应用，逐渐成为社会发展进步不可或缺的手段。
在高校物理教学领域里，信息技术与教学相结合所带来的教育信息化已经成为当前高校物理教育改革的热门研究课题和教育发展的必然趋势。
一方面，利用计算机仿真技术优势，将枯燥难懂的物理问题变成一幅幅生动的画面，增强了教学内容的直观性，生动性，扩展了教学内容，开拓了学生视野，促进了学生对知识的理解和掌握。
另一方面，利用MATLAB仿真大学物理实验可以大大激发学生对物理知识的好奇心和求知欲，强化了学生继续探索的动机，激发了学生的创新意识，同时也极大地提高大学物理课程教学效果。
另外，用 MATLAB 制作的软件有极其丰富的表现内涵和巨大的表现能力，能够具体形象地再现各种实验概念，有效地揭示事物的本质和内在联系，将它应用于课堂教学，极大地扩展教学空间，化繁为简，变难为易，使学生对教学内容更容易理解和掌握。
本文就以物理课程中的多普勒效应为例进行仿真模拟分析，研究接收者接收到的频率变化规律。
我们知道，当一辆汽车在我们的身旁疾驰而过的时候，车上喇叭的音调呈现出从高到低的突然变化过程。
同样的，当我们在铁路旁听列车的汽笛声也能够发现，列车迅速迎面而来时音调较静止时高，而列车迅速离去时则音调较静止时低。
这种由于波源和接收者相对运动而出现接收者接收频率变化的现象，称之为多普勒效应。
多普勒效应最早由奥地利物理学家多普勒在1842年首先发现。
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。
数字化学习资源的开发及应用研究以大学物理课程为中心一、本文概述随着信息技术的迅猛发展，数字化学习资源在教学领域的应用日益广泛，已成为教育改革和发展的重要推动力。
大学物理课程作为高等教育的基础学科，其教学资源的数字化开发与应用尤为重要。
本文旨在探讨数字化学习资源的开发及其在大学物理课程中的应用，以期为高等教育质量的提升和教学方式的创新提供有益的参考。
本文首先将对数字化学习资源的基本概念、特点及其在教育领域的应用进行概述，明确研究背景与意义。
接着，将详细介绍数字化学习资源的开发过程，包括资源开发的理论基础、技术支持、内容选择与组织等方面。
在此基础上，本文将重点分析数字化学习资源在大学物理课程中的应用案例，探讨其在教学效果、学习方式变革以及师生互动等方面的积极作用。
本文还将对数字化学习资源在大学物理课程应用中所面临的挑战与问题进行深入剖析，如资源质量参差不齐、技术应用门槛高、教师信息素养不足等。
针对这些问题，本文将提出相应的对策与建议，以期促进数字化学习资源在大学物理课程中的有效应用与持续发展。
通过本文的研究，我们期望能够为数字化学习资源在大学物理课程及其他高等教育领域的应用提供有益的启示与借鉴，推动高等教育信息化水平的不断提升，为培养更多具有创新精神和实践能力的高素质人才做出贡献。
二、数字化学习资源的基本理论数字化学习资源，是指经过数字化处理，可以在多媒体计算机或网络环境下运行的，用于学习或教学的一切资源。
这些资源包括数字化的文字、图像、音频、视频、动画等多媒体元素，以及由这些元素组合而成的电子教材、课件、网络课程、题库、虚拟实验室等。
数字化学习资源的基本理论主要包括以下几个方面：建构主义学习理论：建构主义认为，学习是学生主动建构知识的过程，而非被动接受知识的过程。
数字化学习资源通过提供丰富的学习材料和交互工具，支持学生的自主学习和协作学习，有助于学生在建构知识的过程中形成自己的理解和认知。
认知灵活性理论：认知灵活性理论认为，学习应适应不同的认知风格和学习需求。
计算机技术在大学物理教育的中应用
摘要迅速发展的科学技术,对现代物理教育产生深远的影响。
尤其是计算机的技术的发展,使其在教学模式,教学方法,教学手段方面得到很大改善,促使物理的进一步发展。
而计算机技术广义上讲主要包括多媒体技术和网络技术。
传统的电教技术也是多媒体的一种,本文主要就这两个方面的技术在物理教育中的运用,进行论述。
关键词计算机;物理教育;运用;特点
中图分类号tp393,g64 文献标识码a 文章编号
1674-6708(2010)22-0219-01
随着科学技术的发展,那种传统的重理论、轻实验;重知识、轻实践的教学理论,已经不再适应目前的需求。
目前,物理教育面临的重大问题就是如何培养的学生的创新能力以及进行创新教育和素质教育。
而计算机和网络的发展正为此提供了可能,激发学生的学习热情和兴趣,对于那些抽象的具体概念和物理过程,计算机能使他们具体化,微观现象宏观化,宏观现象微观化。
1 多媒体教学技术
多媒体计算机的辅助教学是以计算机为主体进行的教育活动,利用多媒体计算机综合处理和控制文字、语言、符号、声音、图形、图像等多媒体信息。
把多媒体的各个要素进行有机结合,呈现在屏幕上,并能完成一系列的人机交互操作。
在教学过程中,计算机辅助教学软件或多媒体素材库经常应用在教师的讲解中,为形象的演示物理教育中某些难以理解的内容或现
实中难以实现的现象,教师就会利powerpoint或者多媒体等各种教学素材或模拟软件或者计算机外接传感器来编写和演示自己的演示文稿或多媒体课件和一些物理实验现象,以便说明讲解的结构,帮助学生理解所学的知识。
但是在这个层次中学生也只有听、看,并没有实际操作的机会,因此,仍是被动型的学习。
我国传统的教学结构是在学习过程中一直是老师讲学生听的教授式教学,老师处于中心地位,学生则处于被动接受的状态。
这种教学模式忽视了学生是学习的主体和学生在学习过程中的内在心理的发展和变化,虽然对系统知识体系的传授具有比较好的效果,但在培养学生获取知识能力、创新能力等方面上有缺陷。
因此,在各科教学中使用多媒体技术,很好的把多媒体技术与各学科结合起来,把信息技术信息资源、信息方法等融入到各科课程内容中,改变了传统的教学方式,充分发挥学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性,使学生在学习的过程中真正成为信息加工的主体和知识意义的主要建构者,而不是外部刺激的被动接受。
多媒体计算机的交互性有利于激发学生的学习兴趣和充分体现学习的主体。
可以突出重点,突破难点,大大提高教学效果。
在物理教育中,一些不宜观察,有危险性,无法或没有条件操作的实验,都可以通过多媒体实验来进行模拟和演示,可以让学生透过观察和研究来获得感性认识。
可以让他们看到实验的细节和现象,直观地看到,操作过程和操作技巧。
2 网络
网络的发展为信息的传递提供了更为广阔的发展空间,目前的网络资源主要有校园网,因特网等。
它的作用:1)改变教学环境,把传统的教室教学环境转变为网络环境,有利于激发学生的好奇心和学习的积极性;2)师生角色转变。
网络教学使传统的以教师为中心的讲授式教学方法转变为以学生学习为中心的教学方法,教师在整个教学过程中起着组织者、指导者、帮助者、促进者的作用,利用主要的学习环境要素,发挥学生主动性、积极性和创造精神。
计算机的网络特性有利于实现培养合作精神并促进高级认知能力发展的协作式学习;超文本特性与网络特性的的结合有利于实现培养创新精神和促进信息能力发展的发现式学习。
3 计算机技术运用在其教学过程中具有下述特点:
1)计算机技术在物理教育过程中使用,内容新颖丰富,能较好体现物理思想、物理方法。
2)学生通过对计算机的使用,从中获取信息、数据,激发兴趣,活跃思维,使其互相探讨、交流、学习,将计算机技术与课程很好的融为一体,从而得出结论。
3)计算机多媒体课件具有真实、直观、生动、形象,给学生留下深刻印象。
4 计算机技术在教学中的优势
计算机技术在物理教育中具有控制简单,效果明显,直观性强,目的明确,信息量大等特点,其主要优势在于:
1)多媒体课件引入物理课堂不仅可以优化物理教育环境,而且还
改变传统的课堂教学,使学生发挥自己学习的主动性和积极性; 2)多媒体教学有助于突破物理教育难点,帮助学生理解和掌握物理知识;
3)多媒体教学可以增加物理课堂的容量、增大信息密度、丰富教学内容,提高物理课堂教学的效率,利用计算机的存储和调用,教师可以在课堂上展示与本节相关的信息,既可以激发学生的物理学习兴趣,又可以拓展学生的视野,帮助学生掌握课本以外的物理学科知识。
但是,任何事物发展都具有两面性,计算机技术也不例外。
在我国的物理教育中,计算机技术的应用已取得了一定方面的进展,但是如果只注重课件的开发,不注重物理教育理论和教学模式的探索。
应用能力提高不了,计算机在我国来说还是个新事物,很多的老师对计算机并不了解,因此,要加强计算机能力的培训。
参考文献
[1]彭亦学.论现代教育技术在大学物理教育中的应用[j].教师,2008(9).
[2]周光华.论现代教育技术的应用[j].物理教师,2003(5).
[3]杨辉同.多媒体应用和课堂教学[j].物理教育,2003(6).。
