数字物理教学典型案例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李元杰 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040226676

商品编码：30339200414

包装：平装

出版时间：2008-01-01

基本信息

书名：数字物理教学典型案例

定价：18.80元

作者：李元杰

出版社：高等教育出版社

出版日期：2008-01-01

ISBN：9787040226676

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.300kg

编辑推荐

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内容提要

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本书提供了作者在多年的数字化教学中总结形成的18个数字物理教学的专题案例，覆盖了力学、相对论、热力学与统计物理学、电磁学、波动光学、量子论和非线性物理学等七个部分，还提供了作者多年开展数字化物理教学的教学研究成果的总结论述，充分体现了“老师讲得少，学生学得多”和“以教为导，以学为主”的教学理念和数字化教学模式的特色。
本书是高等学校理工科学生学习大学物理基础课程的非常有益的参考书，也是教师开展研究式教学，培养学生创新思维能力的重要参考书。

目录

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前言
部分 数字物理教学典型案例
一、运动的分解与合成研究
二、碰撞问题研究
三、连接体与准粒子模型研究
四、波的叠加模型研究
五、势模型的研究
六、刚体运动模型
七、电势与电场分布模型研究
八、电流磁场的有限元法
九、交变电磁场问题研究
十、理想气体的状态与过程
十一、熵的统计意义
十二、分布函数的研究
十三、光的相干叠加
十四、波函数的几何描述
十五、本征态与本征值
十六、量子效应
十七、相对论效应
十八、从规则走向混沌
第二部分 论数字物理教学的模式与特点

作者介绍

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文摘

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序言

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《数字物理教学典型案例》是一部深入探讨如何在教育领域融合数字技术与物理学教学的实践指南。本书并非一本教科书，也非单纯的理论阐述，而是聚焦于将现代信息技术手段巧妙应用于物理学科教学的实际案例。它旨在为广大一线物理教师提供一套可借鉴、可操作的教学范例，从而激发学生对物理学的学习兴趣，提升教学效果，并使学生在数字化时代掌握解决物理问题的能力。 本书的独特视角与核心价值： 本书的核心价值在于其“典型案例”的呈现方式。它精选了来自不同教学环节、不同教学主题、不同技术应用场景下的优质案例，并对这些案例进行了深入的剖析。这些案例的选取，不仅考虑了技术的先进性，更注重其在教学实践中的有效性和普适性。本书认为，数字技术并非仅仅是教学的辅助工具，而是能够重塑物理教学理念、创新教学模式、提升学习体验的关键力量。 内容模块与案例解析： 本书的内容设计围绕着数字物理教学的各个关键方面展开，主要可以分为以下几个模块： 第一部分：数字技术赋能的物理概念可视化 物理学是一门高度依赖于概念理解的学科，而许多物理概念本身具有抽象性、微观性或宏观性，难以直接观察和感知。本部分着重于展示如何利用数字技术，将这些抽象的概念转化为直观、生动的可视化模型，帮助学生建立清晰的认知。 案例一：三维虚拟实验与微观粒子模拟。 传统物理实验往往受限于设备条件、安全风险或观测精度。《数字物理教学典型案例》将收录教师如何利用三维建模软件、物理引擎以及虚拟现实（VR）技术，构建逼真的虚拟实验场景。例如，模拟原子结构、分子运动、电场线分布等，让学生可以在沉浸式的环境中进行探索和操作，近距离观察微观世界的运行规律。案例将详细介绍案例的教学目标、实验设计、学生互动方式以及教师的引导策略，并分析该案例如何有效克服了传统实验的局限性。 案例二：动态仿真与物理过程展示。 许多物理过程，如天体运行、能量转化、机械运动的受力分析等，其动态变化过程对于理解至关重要。本部分将展示如何利用动画软件、编程语言（如Python结合Matplotlib、Pygame等）以及专门的物理仿真软件（如PhET Interactive Simulations），制作或调用高质量的动态仿真。案例会聚焦于如何通过调整参数、观察结果，引导学生发现物理规律。例如，模拟单摆运动的周期与摆长、摆角的关系，展示不同电路元件在回路中的电流电压特性，或模拟行星绕太阳的轨道运动。案例将重点阐述教师如何设计引导性问题，促进学生在观察仿真过程中进行思考和推理。 案例三：数据可视化与物理规律探寻。 实验数据的收集与分析是物理学习的重要环节。本部分将介绍如何利用电子表格软件（如Excel, Google Sheets）、数据分析工具（如Origin, SPSS）或编程语言，对实验数据进行有效的可视化处理。案例将展示如何通过绘制不同类型的图表（散点图、折线图、柱状图等），帮助学生直观地识别数据中的趋势、相关性和异常值，从而发现隐藏在数据背后的物理规律。例如，通过描绘速度-时间图像，分析匀变速直线运动的性质；通过绘制温度-时间图像，探究物质相变过程中的能量变化。案例将强调教师如何指导学生选择合适的图表类型，以及如何从图表中提取关键信息。 第二部分：交互式学习环境的构建与优化 物理学习需要学生的积极参与和主动思考，而非被动接受知识。本部分将探讨如何利用数字技术，打破传统课堂的静态模式，创建富有互动性的学习环境，激发学生的学习动机和参与度。 案例四：在线互动课堂与实时反馈。 传统的课堂教学往往难以实现对每一位学生的实时关注和个性化反馈。《数字物理教学典型案例》将分享教师如何利用在线直播平台、互动白板、投票软件、即时问答工具等，构建生动活跃的在线互动课堂。案例将详细介绍教师如何设计在线活动，如分组讨论、小组报告、抢答环节，以及如何利用技术手段收集学生的即时反馈，如课堂小测、概念理解度投票，并根据反馈调整教学节奏和内容。 案例五：翻转课堂与主动式学习。 翻转课堂模式将传统的“听讲”环节移至课前，将“练习与答疑”环节移至课堂，能有效提升课堂效率。《数字物理教学典型案例》将收录教师如何利用录播视频、在线课程平台（如MOOCs）、学习管理系统（LMS）等，为学生提供课前自主学习资源。案例将重点展示如何设计翻转课堂的实施策略，包括如何引导学生预习，如何在课堂上设计具有挑战性的探究性问题、合作项目，以及如何利用课堂时间进行个性化辅导。 案例六：游戏化学习与趣味性物理探究。 将游戏机制融入物理教学，是提升学生学习兴趣的有效途径。《数字物理教学典型案例》将展示如何利用教育游戏、编程游戏（如Scratch, MakeCode）或设计一些基于物理原理的互动小游戏，来巩固和应用物理知识。案例将聚焦于如何设计具有趣味性、挑战性和奖励机制的游戏，使学生在轻松愉快的氛围中学习物理概念，培养解决问题的能力。例如，设计一个模拟搭建电路的游戏，让学生理解串并联的原理；或者设计一个控制小球运动的游戏，让学生学习动量守恒定律。 第三部分：探究性学习与项目制学习的数字支持 现代物理教育强调培养学生的科学探究能力和解决复杂问题的能力。本部分将展示数字技术如何支持和深化学生的探究性学习和项目制学习。 案例七：传感器技术与真实世界物理测量。 真实世界的物理现象往往复杂且变化多端。本部分将展示如何利用智能手机的内置传感器（如加速度计、陀螺仪、光线传感器、麦克风等）或外部连接的各类传感器（如温度传感器、电压传感器、电流传感器等），配合数据采集与分析软件，让学生在真实的物理环境中进行测量和探究。案例将聚焦于如何设计传感器驱动的探究性项目，如测量不同物体自由落体的高度与落地时间的关系，探究影响单摆周期的因素，或测量声音的响度和频率。案例将强调教师如何引导学生提出科学问题，设计实验方案，收集和分析真实数据，并得出结论。 案例八：编程与模型构建在物理研究中的应用。 编程能力已经成为现代科学研究的重要工具。本部分将展示如何引导学生利用Python, C++, Java等编程语言，编写程序来模拟物理现象、解决物理问题或构建复杂的物理模型。案例将聚焦于如何将编程学习与物理知识学习相结合，例如，编写程序模拟自由落体运动，计算弹簧振子的运动轨迹，或者利用编程语言求解偏微分方程来描述热传导过程。案例将突出教师如何根据学生的编程基础和物理知识水平，设计循序渐进的学习任务。 案例九：数字协作平台与项目成果展示。 项目制学习强调团队合作和成果展示。《数字物理教学典型案例》将分享如何利用在线协作工具（如Google Docs, Microsoft Teams, 腾讯文档等）支持学生团队在项目研究过程中进行信息共享、文档协作和沟通交流。案例还将展示如何利用演示软件、视频制作工具、网页制作技术等，帮助学生以创新的方式展示他们的研究成果，提升他们的表达和沟通能力。 本书的读者对象： 本书主要面向： 中小学物理教师： 为他们提供最新的数字教学理念和丰富的实践案例，帮助他们提升教学技能，应对数字化时代的教学挑战。 师范院校学生： 作为他们学习现代物理教学方法和了解数字技术在教育中应用的参考教材。 教育技术研究者： 提供真实的教学场景和数据，用于研究数字技术对物理教学的影响和效果。 对数字物理教学感兴趣的教育工作者： 拓展视野，了解前沿的教学实践。 本书的预期影响： 通过对这些典型案例的深入剖析，《数字物理教学典型案例》期望能够： 提升物理教学的吸引力和有效性： 让学生在生动有趣的互动体验中，更深入地理解抽象的物理概念，激发学习热情。 培养学生的科学素养和创新能力： 鼓励学生进行主动探究，运用数字工具解决实际问题，培养他们的逻辑思维、计算思维和批判性思维。 促进教师专业发展： 为教师提供一个交流学习的平台，推动教育理念的更新和教学方法的创新。 推动物理教育的现代化进程： 积极响应国家关于教育数字化转型和科技创新人才培养的号召，为培养面向未来的物理人才贡献力量。 《数字物理教学典型案例》是一次对物理教育与数字技术深度融合的探索与实践总结。它相信，在数字技术的助力下，物理教学将展现出前所未有的活力与魅力，为培养更多热爱科学、善于思考的未来人才奠定坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

尽管我还未深入阅读《数字物理教学典型案例》的全部内容，但从目录的初步浏览来看，这本书的编排结构似乎非常用心。它以“典型案例”为切入点，预示着将提供一系列精心挑选、具有代表性的教学实践。我个人对于这种“以例证法”来阐述理论的书籍，总是抱有极大的好感，因为它们往往能够更直观、更生动地展现理论的应用价值。我猜想，书中可能囊括了从初中到高中，甚至大学低年级的物理教学案例，涵盖了力学、电磁学、光学、热学等多个经典物理分支。我尤其好奇，作者是如何在这些案例中融入“数字”这一核心元素的。是利用了先进的仿真软件，让学生亲手操作“虚拟实验”？还是通过数据可视化技术，帮助学生理解复杂的物理模型？抑或是借助人工智能，实现个性化的教学辅导？这些都是我非常感兴趣的方面。我相信，这些案例不仅仅是教学方法的罗列，更可能蕴含着深刻的教育理念和前沿的教育技术。读完这本书，我希望能够对如何在高科技背景下进行物理教学，形成一个更系统、更全面的认识，并从中学习到一些可以立即借鉴的教学技巧，提升课堂的吸引力和教学效果，让物理课真正成为学生们期待的课程。

评分☆☆☆☆☆

我对于《数字物理教学典型案例》这本书的期待，主要源于我一直以来对物理教育教学法的关注。在信息技术飞速发展的时代，传统的物理教学模式显然已经难以满足新时代学生的需求。我深信，数字化手段的引入，不仅能极大地丰富教学内容和形式，更能从根本上改变学生的学习方式。我猜测，书中收录的案例，可能会涉及利用虚拟仿真实验来模拟那些在现实中难以操作或危险的物理实验，例如核反应的模拟，或是天体运动的展现。我也期待看到，书中能够介绍如何利用数字化的评价工具，对学生的学习过程和效果进行更精准、更全面的评估，从而为教师提供更有效的教学反馈。更重要的是，我希望通过阅读这些案例，能够深入理解数字技术如何促进学生形成科学的思维方式，如何培养他们的批判性思维和创新能力。我想知道，这些案例背后的设计理念是什么，是如何将晦涩难懂的物理概念，通过数字化的形式，转化成学生能够理解和掌握的知识。这本书的价值，我认为不仅仅在于提供具体的教学方法，更在于它能够引领物理教育的理念革新，为未来的物理教学提供一条更加高效、更具吸引力的发展路径，让物理学习成为一种真正有趣且富有启发性的体验。

评分☆☆☆☆☆

我最近偶然翻阅到一本名为《数字物理教学典型案例》的书，虽然我并非物理学领域的专业人士，但其所探讨的“数字”与“物理教学”的结合，却深深地吸引了我。作为一名对教育技术发展趋势保持高度关注的观察者，我深知数字化转型对各行各业带来的颠覆性影响，教育领域自然也不例外。我尤其好奇，书中是如何将枯燥的物理原理，通过数字化的手段变得生动有趣，让原本可能让学生望而却步的抽象概念，变得触手可及。我设想，或许书中会介绍如何利用交互式模拟软件，让学生在虚拟环境中进行力学实验，感受牛顿定律的威力；又或者，如何通过数字图像处理技术，来分析星系的形成过程，将宇宙的宏大展现在学生眼前。我期待看到书中能够打破传统课堂的局限，为学生提供沉浸式的学习体验，从而激发他们主动学习的兴趣，培养他们的科学思维和创新能力。更重要的是，我希望本书的案例能够具有普适性，能够为不同年龄段、不同基础的学生提供适宜的教学策略，让数字化的力量真正服务于教育的公平与均衡发展。我相信，这本书的出现，将为物理教育的未来发展提供重要的理论支持和实践指导，引领一场深刻的教学变革。

评分☆☆☆☆☆

初次接触《数字物理教学典型案例》这本书，虽然我并非直接从事物理教学工作，但作为一名关注教育科技发展的人士，我对其选题的创新性和前瞻性感到十分赞赏。现今社会，数字技术已经渗透到生活的方方面面，教育领域更是首当其冲。如何有效地将数字技术融入到物理教学中，变抽象为具体，变枯燥为生动，一直是教育界探索的重要课题。我设想，书中一定包含了一些将物理概念与现代数字工具巧妙结合的实例，比如利用三维建模技术构建分子结构，让学生直观感受物质的微观世界；或者通过数字模拟，展示复杂电磁场的分布情况，让抽象的理论变得形象可见。我期待看到书中能够提供一些具有操作性的教学设计，展示如何利用这些数字工具来激发学生的学习兴趣，培养他们的探究精神和解决问题的能力。更重要的是，我希望本书的案例能够体现出“以学生为中心”的教学理念，强调互动性、参与性和个性化，让每一个学生都能在数字化的物理课堂中找到属于自己的学习节奏和乐趣。我相信，这本书的出现，将为物理教育的现代化转型提供有力的支持，为教师们带来新的教学思路和方法，推动物理教学迈向一个全新的高度。

评分☆☆☆☆☆

这本《数字物理教学典型案例》在我手中沉甸甸的，充满了知识的重量。虽然我还没来得及翻阅全书，但仅仅从它厚实的装帧和封面上那清晰的标题，就能感受到作者在数字物理教育领域深厚的积累。我个人一直对物理学科的教学方法改革充满兴趣，尤其是在数字化浪潮席卷的当下，如何将抽象的物理概念与现代化的数字工具相结合，一直是困扰不少一线教师的难题。我期待这本书能够提供一些切实可行、具有启发性的案例，带领我们走出传统教学模式的窠臼。想象一下，通过虚拟现实技术构建原子结构，或者利用大数据分析学生的学习轨迹，这些都是令人振奋的可能性。我相信，本书的出版，定能为物理教师们打开一扇新的窗户，让他们在数字化时代，以更生动、更直观的方式传递物理的奥秘，点燃学生对科学探索的热情。尤其对于一些偏远地区或者教学资源相对匮乏的学校，本书的案例或许能提供宝贵的参考，让他们也能享受到数字化教育带来的红利，让物理学习不再是枯燥的公式和理论，而是充满趣味和活力的探索过程。我迫不及待地想看到书中的具体内容，希望能从中汲取养分，反思自身的教学实践，并尝试将一些创新的理念融入到我的日常教学中，真正做到学以致用，为培养下一代的科学人才贡献一份力量。