易化物理在高一物理教学中的应用研究

曹盼+白少民

摘 要： 集计算、作图和动画于一体的教育软件“易化物理（ePhysics）”，用于高一物理习题探究、实验数据处理、运动过程模拟和积分思想演示，将物理学的重要概念、规律和典型习题可视化，为高一学生搭建平台，使其较好地完成抽象知识的认知.

关键词： 易化物理；可视化；高一物理；教学研究

在学习高中物理时，很多高一学生还处在从形象思维向抽象思维的过渡期.实际上，对于复杂的新领域知识的学习，即使是大学生也需要从形象思维开始[1].易化物理是笔者针对高中物理的重难点使用C++和wxWidgets自主开发[2]的一个理论思维可视化的软件，与动辄上百兆的商业软件相比它是一个轻型平台软件（安装包不到5M）方便使用.本文介绍其在高一物理习题探究、实验数据处理、运动过程模拟和微积分思想演示中的应用.

將鼠标放在轨迹与x轴的交点上，利用坐标拾取功能在状态栏查看得：x=3.67，y=0.01，即可认为当初速度为5m/s时，估计射程为3.67m（误差约0.01m）.拖动工具栏左侧的滑杆增大k值，直到轨迹与参考线相交，此时k=8.2，如图1（b）所示.现保持k不变，将m减小到40，得轨迹与x轴的交点为x=8.28， y=0.01，即此时的射程约为8.28m，比45°抛射角时略大，图1（c）所示.进一步改变m试验得，铅球从1.6m高度以8.2m/s的速率抛出，当倾角为40°时射程最大.这样的探究不仅直观有趣，还可以进一步鼓励学生用数学推导结论.

2 利用易化物理拟合实验数据

常见的数据处理软件（如Excel或WPS表格）能够直接拟合很多数据曲线，但大都不支持椭圆拟合，这里采用易化物理的动态曲线进行直观拟合，在教学中取得了较好的演示效果.

例2 拟合水星的运动轨迹

水星绕太阳运动的轨道数据[3]见表1，θ表示水星与太阳的连线和水平直线的夹角（单位：角度），d表示水星与太阳的距离（单位：一个天文学单位AU）.

.

5 反思与展望

易化物理（ePhysics）是笔者结合多年的学习和教学实践，并参考主流教育软件的功能，逐渐构思、设计开发出来的“教学研”一体化的平台软件.实践表明，教学是个性化的过程，教师更需要工具软件和资源创意[5].易化物理不要求全面和完整，它强调的是片段和创意.在易化物理中，各种基本的数学函数都是那么的亲切、有着强大的魔力.实际上，各种基本功能组合在一起（系统）可以实现的创意到底有多少，有时真的无法想象，需要进一步研究和分享.

参考文献：

[1]Paul Eggen， Don Kauchak.Educational Psychology： Windows on Classrooms， （6th Edition） [M].西安：陕西师范大学出版社，2005.

[2]曹盼.C/C++在分析小气球运动中的应用[J].物理教师，2013（12）： 68-69.

[3]保罗·齐泽维茨等著，钱振华等译.物理原理与问题[M].杭州：浙江教育出版社，2008.

[4]束炳如，何润伟主编.普通高中课程标准实验教科书物理[M].上海，上海科技教育出版社，2007.

[5]金陵.需求导向：突破视频开发瓶颈——《微课程教学法：我毕生的教育情感之三》[J].中国信息技术教育，2016（17）：22.endprint