仿真实验法在中学物理教学中的应用探讨

论文摘要

物理是一门以实验为基础的自然科学。实验教学和演示实验是中学物理教学的重要环节,是学生探究并获取知识与应用知识过程中的一个有机组成部分。仿真实验方法是近几年随着计算机软、硬件技术和相关领域知识的发展而产生的新型实验方法。它是将计算机仿真技术与教学和实验相结合的产物。物理仿真实验方法是指从基本的物理定律出发,用离散化变量描述物理体系的状态,然后利用计算机计算这些离散变量在基本物理定律制约下的演变,从而体现物理过程的规律和方法。仿真实验虽然不能完全替代动手实验,但由于仿真实验具有可重复操作性、过程可控等特性,作为原有实验方法的有力补充,仿真实验法已经被尝试应用于物理、化学、数学、经济乃至医学等学科的教学中。在大学物理教学中,仿真实验法正逐渐被广大教师所接受。仿真实验法在国外的中学物理教学中也正被广泛地与传统实验相结合而发展起来。但在国内这种方法还没有被广泛地与物理教学和实验教学有机地结合。本课题旨在介绍仿真原理的基础上,论述仿真实验法在中学物理教学中应用的必要性,并通过仿真实验在物理教学中的应用实例,证明了仿真实验在物理教学中的有效性,为利用仿真实验促进教学和改善学生学习方式的研究奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 0.1 仿真的基本概念
• 0.1.1 仿真及计算机仿真概念
• 0.1.2 仿真模型与仿真实验
• 0.1.3 实现仿真的三种途径
• 0.2 仿真技术的应用概况
• 0.2.1 仿真技术的应用概况
• 0.2.2 现代仿真实验在各个领域的应用概况
• 0.2.3 仿真实验在大学教学中的应用概况
• 0.2.4 仿真实验在中学教学中的应用概况
• 1. 仿真实验系统的原理
• 1.1 物理系统仿真原理
• 1.2 基本物理单元建模
• 2. 仿真实验在中学物理教学中的应用
• 2.1 实验在物理教学中的地位与作用
• 2.2 真实实验的作用与不足
• 2.2.1 真实实验的作用
• 2.2.2 真实实验的不足
• 2.3 仿真实验的优点与局限性
• 2.3.1 仿真实验的优点
• 2.3.2 仿真实验的局限性
• 2.4 仿真实验在中学物理教学中的作用
• 3. 常用仿真软件简介
• 3.1 仿真物理实验室
• 3.1.1 仿真物理实验室功能简介
• 3.1.2 仿真物理实验室的优越性
• 3.2 MATLAB 仿真软件
• 3.2.1 MATLAB 仿真软件功能简介
• 3.2.2 MATLAB 软件应用于仿真物理现象的可行性及优越性
• 3.3 两种常用仿真软件的比较
• 4. 仿真实验在中学物理教学中的应用举例
• 4.1 仿真实验在中学物理力学中应用实例
• 4.2 仿真实验在中学物理电学中应用实例
• 4.3 仿真实验在中学物理光学中应用实例
• 4.4 仿真实例在教学中的应用体会
• 结论
• 参考文献
• 致谢