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《山东师范大学》 2011年
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基于Flash的高中物理仿真实验的设计与实现

祝玉亮  
【摘要】:高中物理是普通高中科学学习领域的一门基础课程,与九年义务教育物理或科学课程相衔接,旨在进一步提高学生的科学素养。高中物理课程有助于学生继续学习基本的物理知识与技能;体验科学探究过程,了解科学研究方法;增强创新意识和实践能力,发展探索自然、理解自然的兴趣与热情。 由于部分实验仪器价格高昂,有些实验危险性比较高,使得计算机仿真实验的设计与实现变得切实可行。随着科技的进步,生产的发展,计算机已经走入大众的日常生活,并且起着越来越重要的作用。计算机辅助物理实验教学也表现出了多种形式:计算机辅助物理实验教学管理、计算机辅助物理实过程控制与数据采集、数据处理以及计算机辅助物理实验教学软件。近年来,物理仿真实验已成为物理实验室发展的一个新方向。 国外对于仿真实验的研究始于上个世纪八十年代末,当时一些研究机构试图以计算机为工具,模拟一些复杂系统的运作,并对其加以控制。上世纪九十年代初,国内一些高校开始致力于计算机仿真实验的开发研制,目前已取得了可喜成绩。相对于仿真实验在高校的发展状况,由于缺少开发高中物理仿真实验的人才,大部分现成的物理仿真实验不太适合学校的实际情况,物理仿真实验在普通高中阶段仍然没有很大的发展,很多高中物理仿真实验,只是具有演示功能,离真正的交互实验、学生自主设置实验参数还有很大的距离。 本文依据教学模式的科学研究方法、建构原则和建构方法,以创新理论和创新教育理论、系统论、建构主义学习论、活动教学论和物理实验教学论等教育教学理论为基础,借鉴“任务型”、“因材施教”、“交互式”和“启发式”等成功教学模式的先进教育思想和优化的教学操作程序,建构具有新的教育理念内涵的便于操作和推广的高中物理仿真实验。 仿真实验因其仿真程度不够高,实验结果太过理想等原因,不能完全代替真实实验,但是仿真实验的优势也是显而易见的。比如突破时空的限制,突破真实实验的范畴,实验成本比真实实验低,某些仿真实验比真实实验危险性低,并且仿真实验的操作简单且具有可重复性。仿真实验可以营造学生自主学习的环境,在大面积开设开放性、设计性、研究性实验教学中发挥着重要作用。因此仿真实验更容易为学生学习物理营造一个有趣的环境,以激发学生学习物理的潜能。 本文首先就仿真的实验的概念做了简单陈述,从建构主义的角度就仿真实验的设计与实现理论基础,结合当前高中实验的发展情况对仿真实验的必要性做了简单论述。然后结合Flash的优点和软件开发的工程管理的方法,以“用双峰干涉测量光的波长”为例对高中物理仿真实验的设计和Falsh仿真实现,并对高中物理的Flash仿真实验的使用做了简单介绍。
【学位授予单位】:山东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O4-4;TP317.4

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