论文部分内容阅读
随着计算机技术及科学计算方法的高速发展,计算机模拟已经成为物理研究中除实验、理论分析之外的第三种研究手段。计算机模拟应用于物理研究与教学具有深远的意义。尤其在大学物理教学过程中,计算机可以迅速完成常规的计算,使课堂上难以实现的物理过程及演算在计算机上达到预期目标,对教学起到强化的作用,对培养学生的学习兴趣、科学思维能力、探索精神和创新精神等方面也起到积极的影响。本文大体可分为以下三部分:第一部分是对计算机模拟辅助教学的一般讨论。第一章首先介绍了计算机模拟辅助大学物理教学的背景及研究现状,并在此基础上确立了本研究的目的。第二章介绍了计算机模拟的概念以及教学中计算机模拟的类型,特别阐述了教学中计算机模拟概念的外延,即计算机模拟是CAI课件的一种模式,是一种计算机应用程序,是科学发现学习的一种有力工具。第三章分析了三种学习理论给教学软件设计所提供的有意义的启示,以及模拟型CAI设计的四个原则。第二部分结合大学物理课程的特点及笔者开发实践的体会,对大学物理计算机模拟的有关问题进行研究探讨,总结归纳了适用于大学物理计算机模拟的开发工具、技术方法、一般的开发流程以及引入教学的方式。第三部分介绍了笔者设计开发的两个比较具有代表性的实例:一个是用VB结合OpenGL开发的点电荷对静电场三维模拟,另一个是用数学软件Maple推导、计算、作图最终导出动画,完成对电偶极辐射电场的模拟,展现了利用软件用最一般的方法解决复杂物理问题的优势。