物理光学课程中的可视化研究

发表时间:2017/3/16   来源:《科技中国》2017年1期   作者:段玉
[导读] 因而沿用传统的学习方法往往很难达到预期效果。

(北京市八一学校   北京 100080)
【摘要】作为一门基础性的学科,物理学已经贯穿到我们的生活之中,成为了一门重要的学科,而且伴随着时代的不断变迁与发展,光学也成为了目前运用较为广泛的一门学科,当然,对于物理学习而言,概念的抽象性与繁琐性,往往让我们在学习过程中存在相应的难度,因而需要通过相应的多媒体课件以不断降低学习的难度性,以提升学习的效率。以物理光学学习为例,折射、反射、衍射等知识点都是光学学习的重点和难点所在,因而沿用传统的学习方法往往很难达到预期效果。
【关键词】物理光学课程;多媒体;可视化改革
        0引言
        多媒体是一种全新的辅助工具,特别是针对我们在物理学习过程中,利用多媒体课件展开学习往往可以将一些物理知识点,以可视性与具体化的多媒体技术进行展示,从而保证我们能够精确了解物理学习流程中的一些关键性的概念与理念,从而达到提升自身知识水平与学习能力的目的。而就此,笔者将通过本文,就物理光学课程中的多媒体可视化教学方面入手,将进行具体的分析和研究。
        物理学习过程配合多媒体的原则
        1.1 自主性原则
        虽然多媒体是一种辅助学习工具,通过学习多媒体课件,我们高中生往往可以得到相应的引导和纠正,但是依然不可忽视,在利用多媒体这类辅助工具学习过程中,应当强化自身的自主学习流程,因而多媒体的便捷性与简化性,一方面可以帮助我们理解物理学习的内容;另一方面则会导致我们的逻辑与思考能力无法得到锻炼,久而久之,就会产生依赖性,因而,需要不断强化我们在多媒体学习过程中的自主性 [1]。
        1.2互动性原则
        互动性原则主要体现在我们高中生运用多媒体进行学习时,因而多媒体课件本身具有一定的直观性,但是无法反映我们学习过程中存在的误区和问题,因而在利用多媒体进行物理光学习中,我们高中生应当加大自身课堂互动,不仅仅需要积极参与一些课堂活动,同时还应当加大彼此之间的探讨互动,与教师之间的问题互动,从而间接增强自身的思考能力,以满足相应需求。
        1.3 辅助性原则
        虽然多媒体具有可视化的优势,能够让我们高中生的物理学习难度得以降低,但是多媒体本身并不能作为主要的学习工具,更不能取代传统的学习过程,这也是由于多媒体学习需要花费大量的时间,但是所展示的内容与知识点都存在局限性,所以其运用应当是针对一些难度较大的学习知识点章节,诸如力学、运动学以及光学等特定章节[2]。



        2.利用多媒体强化物理光学可视化学习的方法
        2.1 光学课件展示,简化学习流程
        对于物理学习而言,公式的学习过程往往存在一定的难度性,特别是对于光的折射公式,因而由一种介质进入另一种介质,密度的差异导致光出现偏离原有路线传播则产生折射率。而一般折射率的公式可以表示为:=。当然,我们要清晰了解公式的具体意义以及表现内涵,则需要通过物理相关课件结合具体实例进行分析,比如,光由空气直射入水中,已知水的折射率为,而空气的折射率为1,求解各个折射角,这时我们可以根据教师的操作结合自身运算得出结论,比如一般多媒体课件都会包含一个文字框,而教师则通常会在框内提出相应的折射角,如果没有输入任何文字,则视为入射角度为0;如果输入内容已经远远大于输入范畴或输入了字符,就会出现“超出范围,重输”的提示。而具体的折射角度一般是由输出文字框显示,而且随着光路动画演变,我们也可以根据多媒体显示,了解逆向折射的图像,而此时,我们则可以根据多媒体展示的思路原理,进行举一反三,从而完成相应的计算过程。
        2.2问题导向展示,加大学习理解
        就物理光学而言,我们在采用多媒体展开辅助学习流程中,最大的问题可以体现在学习缺乏层次性,特别是在学习过程中,往往缺乏一个循序渐进的流程体现,从而导致学习过于盲目,丧失了主要的学习方向与目标,因而在学习过程中,我们应当不断利用学习中的一些问题,探寻学习的关键方向。而这些问题的产生可以源于我们自身,教师以及其他学生,而多媒体课件,则主要是将一些学习的问题收集起来,进行集中展示,从而提升学习效果。以物理光学中的波长学习为例,一般多媒体展示的普遍问题是我们所见的自然光是白色,那么它属于一种光还是多种光的叠加,而通过课本翻阅结合我们日常生活的彩虹例子,我们可以很快得出结论,自然光实际包含多种光的叠加;这时,我们可以通过相关光的波长差异,得出一个问题,不同的光线波长是不是存在差异性?个别同学会觉得不存在差异,因为我们的眼睛同一时间能够看到白色的光线,当然,通过进一步研究探讨,我们则能够发现一些反例,即如我们在没有太阳,云层密布的夏季,依然需要做好皮肤防护,因为阳光中的紫外线波长最短,所以蕴含能量较大,所以相对可见光,具有较强的穿透性吗,即便是在我们无法观察到可见光的阴云密布天气中,紫外线依然可以穿过云层,直接对我们的皮肤产生作用;再例如生活中的太阳眼镜,就是一种利用不同光的波长差异,有效遮挡紫外线与部分可见光的工具,从而达到保护我们眼睛的效果。综上所述,我们可以得出结论:不同光应当具有不同的波长,而并非统一的波长[3]。
        3.结语
        综合而言,物理是一门与生活息息相关,且服务于生活的学科,而且作为高中生,我们在进行物理学习过程中应当不断深入探索,同时结合一些先进的设备降低学习的难度性,促进自身思考能力的提升。多媒体设备就是其中一类。当然,作为辅助设备的一类,我们在高中运用多媒体课件进行学习过程中,除了需要掌握与了解课件的内容以及问题,同时还应当积极结合生活现象进行解答,特别是对于较为复杂的光学现象,还应当加大彼此之间的交流与探讨。
参考文献
[1]喻平.用Matlab模拟自光夫琅和费衍射[J].重庆师范大学学报:自然科学版,2014.24 (02) :43-45.
[2]范士喜.自光单缝衍射实验的计算机模拟演不田.北京印刷学院学报,2013.11 (04) :58-60.
[3]蓝海江,潘晓明,丁红,赖家胜.Matlab在基础物理教学中的应用[J].柳州师专学报,2009.24 (2) :119-126.


 

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