数字仿真实验辅助高中物理演示实验教学应用研究 ——以高中物理电学实验数字仿真为例
发布时间：2021-06-23 15:01
演示实验是教师利用现有的实验器材进行的一种直观实验过程展示,是高中物理课堂教学的重要内容,也是学生学习物理知识的主要形式之一。由于受到实验器材等外界因素限制,一些物理实验无法通过基本实验操作实现实验现象展示,利用数字仿真实验能够打破这种条件约束,优化演示实验教学。本文以利用MATLAB软件将数字仿真实验引入高中物理演示实验的教学研究为例,对课题研究在中学实践教学环节展开进行意义阐述。本文的研究脉络首先基于文献综述,对相关概念进行鉴定。其次,依据数字仿真实验的优势和高中物理演示实验基本特征,对数字仿真实验引入高中物理演示实验教学环节的必要性和可行性进行论述。并基于视听教学理论、认知学习理论、建构主义理论,进行电学仿真案例教学设计。第三,分别以《电场线》.、《带电粒子在电场中的运动》这两节课为实践对象,以此实践对象的实验结论为标准来验证本课题提出的立场意义与实践价值。阐明基于MATLAB仿真实验辅助高中物理演示实验教学的探究内容、方法和步骤,论述实际效果。最后,对案例研究过程中出现的问题和原因展开分析并给出对应结论,并结合实际情况等多方面因素将其在高中演示实验教学环节的意义与价值体现出来,...
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３?学生兴趣调查结果
宁夏大学硕士论文?第三章数字仿真实验辅助高中物理演示实验的必要性和可行性??对演示实验效果是否满意??７０％－Ｉ?＾——??６０％?—??５０％?Ｈ—??３０％?２６％?■??２０％?——〇％?■！?—??满意?不太满意不满意??图３－３学生对演示实验效果是否满意信息反??（３）物理课堂演示实?￥??这一部分的调查是通过对各个物理教师的访谈的方法并结合我在本校的实习经历进行??的。实验课的地位在高中教学中显而易见，教师进行教学展开的投入度也较高。因为教育制??度的不断完善和国家对教育的投入比不断提升，中学物理实验室的实验器材己十分充沛，国??家对教育的大力支持充分满足中学实验需求，同时依据教育发展方向，实验课的占比不断得??到提升。凡是需要做实验的课都可以去实验室完成，教师也在多方面积极的学习来优化物理??实验课堂质量，但是提及演示实验方面的问题信息就变少了。实验课时的增加势必会相应的??存在演示实验的减少，很多老师表示会进行课堂演示实验，但是次数不多，我们通过实习进??行听课、讲课等工作，对其现状进行了解和认识。??依据数据的多方面问题体现，我们可以归纳一下课题研宄的基础缘由。首先，第一点是：??实验室条件的扩充淡化了演示实验本身应该具备的教学价值。第二点：学生对课堂演示实验??的现状表示不满，他们更渴望新颖的、活泼的实验演示形式。第三点：因为多方面原因，老??师虽然对演示实验抱有重视度，也希望能够通过演示实验来活跃课堂，但缺乏尝试，并没有??提出具体的措施手段。??３．２高中物理演示实验教学的作用与不足??演示实验的实际意义可以分几个层面来看待，首先是为学生提供直观的、严谨
性内容进??行添加或删减，可以与实际教学达到同步进行，是不同于物理实验室的一种创新的高中物理??实验程序虚拟空间。在实际应用方面，仿真平台是基于ＭＡＴＬＡＢ软件得以实现，使用快捷??方便。该仿真物理实验平台系统的具体功能结构设计图如下：??迎Ｋ？穿錄將瞎蓉？规?，??ｐ—：?ｒ—ｉ?，??！??＼７?＜?＜＞?乂?７?＜／??；?１??＾?＾?＾?；?＆??漆密?密密?密漆歲??Ｓ?Ｓ?Ｋ?Ｓ！?１１?ｉ?ｊ??????Ｌ＿Ｉ?．１?Ｌ＿＿???１??图３４高中物理实验仿真平台设计??２、基于ＭＡＴＬＡＢ数字仿真程序运行界面展示??物理仿真实验平台的源程序的完成是依托于我们对程序不断的改进和完善，案例研宄所??涉及的每个物理实验程序都是基于ＭＡＴＬＡＢ软件实现的。仿真实验平台对高中物理实验仿??－２０－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MATLAB的点电荷的静电场模拟[J]. 王文涛,梅宇航. 中学物理. 2013(03)
[2]一对点电荷电场的MATLAB模拟实验[J]. 王明美. 合肥师范学院学报. 2012(03)
硕士论文
[1]基于仿真实验的高中物理可视化教学实践研究[D]. 杨明威.湖南师范大学 2018
[2]虚拟仿真实验在高中物理实验教学中的应用研究[D]. 王娇.辽宁师范大学 2018
[3]仿真实验辅助初中物理实验教学的实践[D]. 张天磊.内蒙古师范大学 2016
[4]现代科技馆体系资源及其在物理教学中的应用研究[D]. 李核.华中师范大学 2016
[5]MATLAB在高中物理静电场教学中的应用与实践[D]. 纪婷婷.宁夏大学 2015
[6]基于Flash的大学物理电学仿真实验的设计与实现[D]. 余玉阳.华中师范大学 2015
[7]MATLAB在中学物理教学中的应用[D]. 陈林杰.福建师范大学 2015
[8]MATLAB在大学物理实验仿真中的应用[D]. 荆荣丽.长安大学 2015
[9]中学物理光学仿真实验平台的设计与开发[D]. 李磊磊.华中师范大学 2014
[10]新课改下DIS在物理教学中的应用研究[D]. 陈琪.广西师范大学 2014
本文编号：3245155
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３?学生兴趣调查结果
宁夏大学硕士论文?第三章数字仿真实验辅助高中物理演示实验的必要性和可行性??对演示实验效果是否满意??７０％－Ｉ?＾——??６０％?—??５０％?Ｈ—??３０％?２６％?■??２０％?——〇％?■！?—??满意?不太满意不满意??图３－３学生对演示实验效果是否满意信息反??（３）物理课堂演示实?￥??这一部分的调查是通过对各个物理教师的访谈的方法并结合我在本校的实习经历进行??的。实验课的地位在高中教学中显而易见，教师进行教学展开的投入度也较高。因为教育制??度的不断完善和国家对教育的投入比不断提升，中学物理实验室的实验器材己十分充沛，国??家对教育的大力支持充分满足中学实验需求，同时依据教育发展方向，实验课的占比不断得??到提升。凡是需要做实验的课都可以去实验室完成，教师也在多方面积极的学习来优化物理??实验课堂质量，但是提及演示实验方面的问题信息就变少了。实验课时的增加势必会相应的??存在演示实验的减少，很多老师表示会进行课堂演示实验，但是次数不多，我们通过实习进??行听课、讲课等工作，对其现状进行了解和认识。??依据数据的多方面问题体现，我们可以归纳一下课题研宄的基础缘由。首先，第一点是：??实验室条件的扩充淡化了演示实验本身应该具备的教学价值。第二点：学生对课堂演示实验??的现状表示不满，他们更渴望新颖的、活泼的实验演示形式。第三点：因为多方面原因，老??师虽然对演示实验抱有重视度，也希望能够通过演示实验来活跃课堂，但缺乏尝试，并没有??提出具体的措施手段。??３．２高中物理演示实验教学的作用与不足??演示实验的实际意义可以分几个层面来看待，首先是为学生提供直观的、严谨
性内容进??行添加或删减，可以与实际教学达到同步进行，是不同于物理实验室的一种创新的高中物理??实验程序虚拟空间。在实际应用方面，仿真平台是基于ＭＡＴＬＡＢ软件得以实现，使用快捷??方便。该仿真物理实验平台系统的具体功能结构设计图如下：??迎Ｋ？穿錄將瞎蓉？规?，??ｐ—：?ｒ—ｉ?，??！??＼７?＜?＜＞?乂?７?＜／??；?１??＾?＾?＾?；?＆??漆密?密密?密漆歲??Ｓ?Ｓ?Ｋ?Ｓ！?１１?ｉ?ｊ??????Ｌ＿Ｉ?．１?Ｌ＿＿???１??图３４高中物理实验仿真平台设计??２、基于ＭＡＴＬＡＢ数字仿真程序运行界面展示??物理仿真实验平台的源程序的完成是依托于我们对程序不断的改进和完善，案例研宄所??涉及的每个物理实验程序都是基于ＭＡＴＬＡＢ软件实现的。仿真实验平台对高中物理实验仿??－２０－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MATLAB的点电荷的静电场模拟[J]. 王文涛,梅宇航. 中学物理. 2013(03)
[2]一对点电荷电场的MATLAB模拟实验[J]. 王明美. 合肥师范学院学报. 2012(03)
硕士论文
[1]基于仿真实验的高中物理可视化教学实践研究[D]. 杨明威.湖南师范大学 2018
[2]虚拟仿真实验在高中物理实验教学中的应用研究[D]. 王娇.辽宁师范大学 2018
[3]仿真实验辅助初中物理实验教学的实践[D]. 张天磊.内蒙古师范大学 2016
[4]现代科技馆体系资源及其在物理教学中的应用研究[D]. 李核.华中师范大学 2016
[5]MATLAB在高中物理静电场教学中的应用与实践[D]. 纪婷婷.宁夏大学 2015
[6]基于Flash的大学物理电学仿真实验的设计与实现[D]. 余玉阳.华中师范大学 2015
[7]MATLAB在中学物理教学中的应用[D]. 陈林杰.福建师范大学 2015
[8]MATLAB在大学物理实验仿真中的应用[D]. 荆荣丽.长安大学 2015
[9]中学物理光学仿真实验平台的设计与开发[D]. 李磊磊.华中师范大学 2014
[10]新课改下DIS在物理教学中的应用研究[D]. 陈琪.广西师范大学 2014
本文编号：3245155
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