基于探究式学习的物理仿真实验室的设计

摘要

随着教育信息化的发展，教育领域对教学软件的需求不断增大。但广大一线教师普遍觉得当前教育软件总体上来说数量很多，但真正适合自己用的却很少。教学软件不应只是书本的搬家，而应承载、支持并体现一定的教育理念，通过多种表现形式和问题情境的创设，帮助学生掌握运用知识解决问题的方法，增强学生运用知识的意识和学习的自信心，有助于培养学生科学的探究能力和创新能力。教学软件依据的学习理论不同类型也会不同，对学生在学习过程中所起的作用也不尽相同。 结合教育软件产品开发中存在的一些问题，本文提出了基于探究式学习的物理仿真实验室的设计。从提高学生的探究能力和创新能力的角度出发，把探究式学习的理论和教学模式作为软件设计的指导思想。软件的功能实现都从这个思想出发，使学生在学到知识的同时还能提高创新与探究能力。 现有的大多数物理实验软件都是针对某一特定的实验进行设计，在培养学生的探究能力方面存在不足。鉴于此我们提出了基于元器件的物理仿真实验室的设计，在仿真实验室中学生可以选取仪器自己动手设计实验，而不只是按照设定好的实验步骤来做实验。这样有利于培养学生的探究能力。 软件在技术上采用 UML (Unified modeling language)建模方法进行模型设计，利用面向对象仿真技术编程设计与实现。详细分析了仿真实验室软件的设计过程。在结论部分指出了软件存在的不足之处，提出物理仿真实验室以后的发展趋势。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.2仿真物理实验室的发展现状

1.3论文研究的目标和意义

1.4本文的组织

第2章探究式学习的理论

2.1探究式学习的概念界定

2.1.1探究式学习的含义

2.1.2与探究式学习有关的几个基本概念的区分

2.2探究式学习的特点

2.3探究式教学模式及教学设计原则

第3章大学物理仿真实验的应用和发展

3.1大学物理实验的发展趋势

3.2计算机仿真实验在物理实验教学中的应用及特点

3.3物理仿真实验室软件与探究式学习理论的关系

3.4物理仿真实验室软件对探究式学习理论的体现

第4章仿真实验室设计时涉及到的关键技术

4.1计算机仿真技术概况

4.2面向对象的技术

4.3 UML统一建模语言

第5章仿真电学实验室的设计与实现

5.1电学仿真实验室的总体构想

5.2仿真实验室的科学计算方法

5.2.1电路的抽象图表示

5.2.2建立电路方程

5.3仿真实验室系统模块的分析建模

5.3.1系统的静态模型

5.3.2系统的动态模型

5.4系统关键部分的程序设计

5.5系统的实现与软件的使用

第6章力学仿真实验室的设计

6.1力学仿真实验室的总体构想

6.2力学仿真实验室系统设计

6.3力学仿真实验室的系统实现

结论

参考文献

附录

致谢