物理模擬論文范文
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第1篇
[關鍵詞]：物理實驗；模擬法；對象模擬；相似模擬；過程模擬；模擬放大
模擬法是通過設計與原型（自然現象或過程）相似的模型，并利用該模型來間接地研究原型規律的方法。它隨著生產和科學技術的發展而發展，是人類認識世界和改造世界最基礎的方法之一。此法應用于物理教學可使事過境遷或稍縱即逝的自然現象或過程在實驗室重現，可將現象簡化或進行時空的放大、縮小，可對那些既不能打開，又不能從外部直接觀察其內部狀態的系統進行研究。特別是解決那些尚無簡單有效的儀器可演示的實驗，模擬法則成了一種重要的輔助手段。
物理實驗中的模擬法，根據其特點及主要功能，并結合本人教學實踐，分為以下四類。
一、對象模擬
就是用放大或縮小了的、相似的，而又能反映事物某方面規律的客觀實體來代替研究對象的方法叫對象模擬。
對象模擬的設計思想主要在于下述兩種情況：其一是為了突出客觀實體的主要矛盾和本質特征，摒棄次要的非本質因素，使研究對象從客觀實體中直接抽象出來。如質點、剛體、理想氣體、彈簧振子、點電荷、純電阻、理想變壓器等理想模型，以及天體運動模型，微觀結構等幾何相似模型。在研究二極管的單向導電性時，在實驗基礎上，運用對象模擬法，用自行車氣門和進水閥門來模擬單向門。如此，不但加深對“單向性”的認識，而且激發了興趣，開闊了思路。其二是為了解釋某些行為和特征而建立起來的模擬。如地球因自轉而產生的科里奧利力比較抽象，在地理課中亦有提及。我們不妨取一只舊的橡皮藍球（或地球儀）來模擬地球自轉，然后將紅墨水從上往下滴落在轉動的“地球”表面。此時即可明顯看到水痕西邊呈擴散狀，從而令人信服的說明北半球南流沖刷西岸這一自然現象。
二、物理相似模擬
在科學研究和工程技術的許多領域中，人們常常希望利用模擬試驗來代替對實際現象的研究，以便使我們可能在一定程度上預言某些在目前尚無法達到的條件下出現的情況。例如用水代替石油研究其在管道中的運動，把設計好的收音機縮小成模型放在風洞中試驗其特性等。其特點即模擬與原型遵循同樣的物理規律，故稱為物理相似模擬。
巷理實驗教學中的“失重和超重模擬實驗”，“蘿卜”馬德堡半球，帕斯卡裂桶，用帶電的肥皂泡在豎直電場中的平衡進行“密立根油滴實驗”的模擬，以及十分壯觀的“可樂瓶水火箭”等，均是物理相似模擬的范例。
電場線是用來形象地描述電場的假想的曲線。做好“電場線”的演示實驗模擬，對實現教學目標十分重要。因此我們可利用感應起電機、清潔過的彩色絲線（可從舊的錦旗上取得）、金屬鋁板（即老式平行板電容器）等器材對“電場線”加以形象模擬。制作時只需將鋁板按自己需要劃出小方格，約1cm2間隔打一細孔（能穿過絲線即可），然后每孔穿上絲線背面打結，穿好后，將絲線剪成1寸多長左右，（力求整齊一致），過長，易互交結，不便演示。將兩金屬板平行豎直放置，固定在絕緣支柱上。兩板用導線連接至起電機上。搖起起電機，立即可見絲線飛起指向另一板，模擬勻強電場的電場線，十分直觀，且全班學生均可見。如果供電充足，將在兩板邊緣產生放電，每放一次電，絲線產生振動跳躍，確是課堂一大“景觀”。
三、過程模擬
把具體物理過程純粹化、理想化，并根據其本質特征而設計的一種模擬叫過程模擬。其特點是過程簡化，易于控制。
氣體壓強的分子運動論觀點，通常采用雨滴打傘等面來類比。這種大量分子對器壁連續碰撞的過程，如果用豆（或沙）落在平衡天平一端倒扣著的托盤底上的現象來模擬，就顯得直觀生動了。布朗運動的模擬，裝有鐵屑的試管模擬鐵棒的磁化和退磁等都是過程模擬的成功例子。
電子技術中半導體的導電機理，電子運動易理解，空穴導電則抽象，課堂教學中如用“空位置”的運動來作一現場過程模擬，無疑會使學生茅塞頓開。分析曲線運動的思想方法——運動的分解和合成是個難點，可以平拋運動為突破口，在演示有關實驗后，用“慢鏡頭”的方法，手持粉筆頭邊走（模擬水平勻速直線運動）邊沿自身前方，從上向下加速下移，以此模擬平拋運動，既簡單明了，又便于分析。理解機械波的形成過程是本章教學的一個重點和難點，運用模擬器材，以紐扣狀的物體來表示振動的質點，通過搖轉，使質點繞平衡位置上下振動，而整體波形向外傳遞，邊演示邊分析，效果很好。
熱學中的統計方法和光本性的幾率概念，由于受課堂教學時間的限制，怎樣從個別事件的無規律過渡到大量事件的有規律，成了模擬實驗的設計難點，在教學中采用全同等可能過程，在不同時刻的空間比較可以等效變換成同一時刻不同狀態的比較的方法，讓全班同學同時擲幣若干次，然后統計比較下列情況“國徽”朝上的次數：（1）某同學；（2）某小組同學；（3）全班同學。從而使學生既突破了難點又受到一次生動的方法論教育。
四、模擬放大
在物理概念和規律教學中，學生往往對那些不易觀察或不能從外部直接觀察其內部狀態的規律，因缺乏形象的感性材料而引起思維障礙。模擬放大正是采用空間放大和時間放大的方式，抓住本質特征，展現其生動直觀形象，從而促進思維順利進行。
液體壓強與流速的關系學生比較陌生，可以通過模擬放大的方法加以演示，讓學生加深印象。具體方法是：把灌足有色水的氣球跟各部分粗細不同，且在粗細不同的地方有豎直小側管的水平玻璃管連接，讓豎直小側管管口向上。由于氣球膜的收縮力對水產生的水壓使氣球內的水通過玻璃管流出，這時我們看到，水在各個側管中上升的高度不同，接玻璃管粗處側管的水面升得較高，接玻璃管細處側管的水面升得較低，這說明流動液體的壓強在管道細的地方比粗的地方小，而在同一管道中，管道細的地方液體流速大，管道粗的地方液體流速小，故實驗表明：液體流速大處壓強小，液體的流速小處壓強大。
如果我們用手擠壓氣球，這時看到玻璃管中水的流速加大，同時所有小側管中的水面下降；松手停止擠壓氣球，可看到玻璃管中水的流速變小，同時所有小側管中的水面上升。用這個方法，我們可以演示，液體流速大時壓強小，流速小時壓強大。
液體表面張力實驗中的“水面浮針”，學生感到新奇，但在分析受力時往往錯誤認為表面張力與重力平衡，經指出后又不理解沿液體表面作用的力并沒有作用在針上。究其原因是學生在形成概念過程中缺乏直觀材料。為此，用一只較大的氣球，充入少量氣體，然后在上面放一根小鐵棒，以此來模擬放大液面浮針，并指出液體表面張力同橡皮膜的張力，只作用在它們的表面，并沒有作用在針（或棒）上，作用在針上的是因液體表面張力而產生的液面對針的支持力。通過令人信服的實驗還使學生進一步明確：表面張力的作用是保持液面不分裂。
力的分解，關鍵是根據力產生的效果來確定分力的方向。其中三角支架是典型的問題，在教學中教師由兩個同學配合，一個同學用手撐著腰，另一個同學在手的肘部用力豎直往下拉，讓他感受力的作用效果。在講摩擦力的方向時，用長毛板刷來模擬放大物體的運動趨勢，一目了然。
第2篇
1．優化教學內容，提高教學質量
考慮到針對物理專業的課程學時數少，但內容多，重點和難點多，而學生動手能力較弱，過于注重理論公式的推導等情況，整合了“模擬電子技術”課程內容結構，逐步減少理論學時，增加實驗學時，使二者比例達到一個最合理值。刪減部分陳舊知識，融入新技術的應用，以理論為基礎，強調應用，將理論與實踐、技術與應用較好的融合在一起。
2．教材與參考書目選用應符合物理師范生專業特點
全國各大高校都陸續出版了許多優秀的教材。但是每一本教材的側重點和難易程度也各不相同。選用較多的是高等教育出版社出版、由康華光主編的教材，由童詩白主編的教材以及楊拴科等主編的教材。根據物理師范生注重公式的邏輯推理的思維特點。所以選取更側重于基本概念的講解，邏輯性強，知識點豐富，學生需要掌握的內容多，由童詩白主編的教材更加適合西部師范院校物理專業的學生。
3．核心突出內容的取舍
模擬電路就是處理模擬電壓和電流的電路，而由于現實生活中大多信號較為微弱的模擬信號，所以要進行信號的放大，這也是模擬電子技術課程的核心部分。所以本課程的核心內容自然非放大電路莫屬。與此同時，現實生活中相關器件的供電電源很多為直流電源，所以必然需要一種將電廠的交流電轉為直流的電路，此電路就是直流穩壓電源。由此可知，主講內容就是放大電路和直流穩壓電源，尤其是放大電路部分。
二、教學方法和教學手段改革
1．教學方法多元化
在選擇教學方法的時候，要特別注意培養學生的感性認識，以調動學生的主觀能動性為目的。比如在講授“反饋”概念時，我們可以運用類比教學法。教師可以以常見的冷暖空調的溫度調節過程為例。另外在教學過程中，也需多運用啟發式教學法，教師只有善于提出問題，才能更好地啟發學生進行積極的思考，變被動接收為主動學習。
2．充分利用仿真軟件
因為師范生最在意教學形式，如果僅僅在課堂平白地傳授復雜的模擬電路理論知識，枯燥的形式會讓師范生認為理論與實際相差太遠，進而對電子類課程失去興趣。所以在講授理論課時，利用計算機仿真技術，將虛擬電子實驗引入課堂教學中，可以隨時進行電路連接、仿真和測量，增強了教學的直觀性、形象性和生動性，有助于加強課堂互動，激發和調動學生的學習興趣，從而實現了理論教學和實踐教學的有機結合。
三、實踐教學環節
1．實驗準備
首先在開展實驗之前，在理論課堂上通過多媒體課件，使學生們對常用電子儀器、半導體元器件、實驗箱等有直觀認識，并進行演示實驗，以激發其興趣。其次針對不同的實驗教學內容，采取不同的實驗指導形式。
第3篇
情景模擬教學法也是高職教學物流管理教學過程中的一種常見教學方式，其本意是模擬現實環境的情景來展示教學過程中所要展示的內容，爭取讓專業理論知識與實際應用聯系在一起。情景模擬教學又可以衍生出一種模擬仿真的培訓方法，如果條件允許的前提下，可以布置逼真的環境、任務以及情節。甚至可以在模擬的過程中制造管理沖突、突發事件等等。學生可以在這個過程中選擇自己想要擔任的角色。讓自己全身心的投入到角色扮演的過程中，并在扮演角色之后提出自己對于物流管理相關問題的看法以及觀點，這樣的教學方法雖然對于時間以及資源的消耗比較大，但是教學環境逼真，基本與實際環境一致，能夠起到很好的教學效果。例如：在《倉儲物流管理》的教學過程中，就十分適合使用情景教學法來進行課程內容的講解，首先，老師要在課前對學生的角色進行篩選和編排，比如，物流司機、庫管、信息錄入員、衛生清潔人員、倉庫經理助理等等，學生按照對應的角色，在不同的位置進行現場情景的模擬并展示，最好提前設計好臺詞以及對白，列好出入庫的清單等。讓學生在完全接近實際工作的過程中對專業知識進行學習，這樣才能夠幫助學生做到真正的學以致用。
二、任務驅動型物流管理教學方法的應用
任務驅動式教學方法主要通過老師指定既定的目標而學生在學習過程中一切活動圍繞目標而展開，帶有強烈的目的性。讓學生在自主學習的過程中不在盲目，學生因為有目標的存在而為了目標而努力和探索，而在這個探索的過程中又獲得強烈的認同感以及成就感，這樣的管理教學方式能夠有效的激發學生的學習熱情，讓學生在學習過程中有一個發現問題、思考分析、問題解決的過程中，從而真正的提高學生自主學習以及創新學習的開拓精神。任務驅動的教學方式主要步驟為：任務設計——學生自主學習探索——結果評估——課后思考與拓展，四個步驟為和新的，老師通過科學合理的任務布置來控制課堂的教學節奏并激發學生的學習探索興趣。在設計任務的過程中，首先要考慮到學生的認知能力以及學習特點，然后有針對性的設計具體的教學內容，難度不能太高，使學生遙不可及而失去興趣，又不能太低，使學生簡簡單單就完成任務，這樣又失去了應有的教學效果。只有難度適中，才能充分激發學生的鉆研精神以及創造力。在實際教學過程中，可以首先將班級內的學生分為幾組，每組成員最好少于5人，然后老師根據教學大綱設定相應的教學任務，但是不同組之間的教學任務也要進行一定的區分。比如，5人小組可以給予5個小任務，或者是2兩個大任務，這些都可以根據實際教學情況進行適當的調整，但是務必要求學生全員參與，并且討論的過程也要制定適當的規則，防止課堂教學過程中出現偏離主題的討論，浪費教學時間，降低教學質量，但是規則的制定也不能夠太死板，使得學生的討論內容毫無新意，無法激發學生的學習熱情，應該根據實際的教學情況來制定，避免教學進程過于死板。
三、結束語
