| 标题 | 数字技术下大学物理研究式学习方法的探索 |
| 范文 | 梅文亮 摘要：运用对大学物理课程内容特性的解析，明确提出了运用数字技术完成探究性学习的方案.实践性探究说明：数字技术在深层次复杂计算、更进一步模拟物理问题和定性分析原始问题等领域有突出优势，使传统式课堂教学与现代化技术相结合，合理发挥探究性学习的效果。 关键词：数字技术;大学物理;研究式学习 中图分类号：G4? 文献标识码：A? 文章编号：（2021）-09-386 1对大学物理课程特点的分析 物理探究自然现象中最常见的基本规律，数学是其基础理论的描述语言，而实践是判定基础理论是不是合理的标准规定，所以它是一门既具备基础又具备合理性的自然课程.它的特性影响了大学物理课的设立要靠对人才基本能力的培育。因为现阶段高等教育普及化，社会对应用性技术人才的要求，物理课是基础理论知识，课堂教学时数大幅降低，课堂教学中部分内容要删除，明显会使课程内容更广泛，更有条理性.现在有很多教改课题研究，都是在探究怎么才能使物理课只少得可怜的几个课时，这两个优点，既然规定的课时不能完成，只能想办法激发学生的学习兴趣.或者说，需要设计一个方法，引导学生主动学习，即主动接受一门逻辑性很强的课程. 2研究性学习方法 探究性學习又被称为参与式教学，指的是学生以问题为媒介，按照自己的推论或假定，积极地去获得相关知识，进而实现学会学习，建立创新意识的一类学习活动。相比于传统式的教育方式，这类学习特征简单归纳为两点：一是探究性学习，学生在学习过程中知道了问题，自然而然就去探寻问题的答案，这也是布鲁纳的“观察学习”思想，即积极地去发现问题，去探寻未知，而不是处于被动地接纳老师讲的知识。二是创造性学习，研究性学习是个体化的学习，学生通过自己的亲力亲为，各抒己见，各抒己见，从多个方面激发学生的探究兴趣。 3数字技术下研究性学习方法的实现 3.1物理作业的计算机辅助 物理学练习题是大学物理课程教学的关键环节，是对课堂教学掌握专业知识的补充和巩固.除课堂教学外，学生学习物理的时间基本上是在课堂上练题，所以练习题是完成探究学习最有益的入口.通常布置的课后作业都是会有答案，当发现与答案不一致时，有两类可能性，一种可能是物理概念掌握上的不正确，另一种可能是计算上的错误.这时可对学过的内容完成进一步的研究，利用数学计算系统这个工具，这就确保了计算的实效性.运用持续调节对物理概念掌握的视角，创建相应的数学分析模型，运用计算结果，检查建构专业知识的准确性。 3.2物理原理科学模拟 物理世界里，力、热、声、光、电无所不在，但课堂教学里的物理则是苦的，公式算加不完，觉得和我们相去甚远。这类具体和理论研究的差别，通常没法让学生创建精准的概念模型，即，感性知识并不能创设抽象思维能力.而计算机系统模拟则利用数值计算方法，将数学表述形象地表述为图片或动画视频，这时再去掌握具体现象，就容易多了.比如，两个垂直简谐振动堆叠，其结论表明： 很难想像其图形，而通过数值模拟，在Mathematica软件中输入如下代码： 曼普拉塔特[ParametricPlot[{A1Cos[w1t+1]，A2Cos[w2t+2]]}， {t，0，10pi}，plotRange→1，性能goal→"快速"]， Style["x方向：x（t）=A1cos[w1t+φ1]"，12，12 “频率w1}”，“频率w1}”，{{A1，1”，“幅度A1”}，“0，1}， {{φ1，0，"初相φ1"}，0，2pi}，数值 sytle["y方向：y（t）=A2cos[w2t+φ2]"，12，12 {{w2，1，2，"Meetingw2"}，1，4}，{{A2，1，MeetingA2}，0，1}， {{φ2，0，"初始相位φ2"}，0，2pi}，配置空间→初始] 可在电脑屏幕上获取图形，并可对随意参数完成更改，这类直观、快捷的作用，针对学习主动性是有较强的激发作用的，随后会想到，假如别的波形有什么结果，三维的情况又是如何，等等.当发生这类问题时，探索的学习过程也就开始了.从表面上看，模拟探索的过程是写下仿真代码的过程，可是在编程中，它涉及物理原理、数学和计算机系统等各个方面知识的综合性运用，这类立体式、交叉式的知识运用，对增强学生处理问题的能力，学好后续课程内容都是有较大影响，这也是素养教育的功能。 3.3物理原始问题定量分析 研究过程最好地展现了对原始物理问题的探究，它对培育学生科学知识的实效性是认可的.所谓科学研究，便是对问题的定量分析叙述，由于物质世界是详细的，阐明物理知识背后的基本规律，便是定量分析地确认物理量相互之间的关联，不断提升 精确度.比如，按照力和运动基本规律，问空气阻力状况，为了更好地使标枪在某个速度下，投掷时投掷的最佳角度？将阻力大小Fr设置为Fr=-kv，使标枪的初始速度为v0，其主要思路是，最先按照动力学方程写出问题：再把微分方程解出来。 起始条件：vx0=v0cosα;vy0=v0sinα; 得到运动学表述量vx（α，t），vy（α，t），然后得到x（α，t），y（α，t），求得当y（α，t）=0，使x（α，t）最大时的α.这一计算量针对低年级的学生而言十分困难，并且很有可能会结束这一次探究，进而丧失教育意义.借助一个数学软件，我们可以更详细地进行这一探究过程.最先，根据Mathematica软件的格式导入这一方程式， m=1;g=9.8;k=2;v0=10;（*初始状态;*） l[7]=x1[a_，t_]：=Evaluate[x[t]]（*将其重新定义为变量*，以便观察a的影响） [a_，t_]：=Evaluate[y[t]]; ln[9]=Manipulate[ParametricPlot][{x1[a，t]，y1[a，t]}，{t，0，1，1，}]，{{a，0，5，a：a，0.1，1.5} 4结论 探究式学习是一种缺乏活力的研究，仅有在信息化技术的支撑下，将抽象化的物理问题更直观化、可视化效果，并使计算显得更为复杂，才可以高效地提升 研究的效果.尽管运行速率比较慢，但系统软件给予了很多的程序基础，使学习者可以快速地沉浸在探究问题的趣味中，完成学习的教育价值，实现素养培育的目标。 参考文献 [1]来娴静.少学时工科大学物理教学与专业课相结合探索.俪人：教师，2015（4）：188 [2]辛萍.应用型本科院校少学时大学物理教学改革的研究.科技展望，2017，27（2） |
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