數字物理教學典型案例

數字物理教學典型案例 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

李元傑 著
圖書標籤:
  • 數字物理
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  • 教學方法
  • 信息技術
  • 教育技術
  • 課堂教學
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店鋪: 夜語笙簫圖書專營店
齣版社: 高等教育齣版社
ISBN:9787040226676
商品編碼:30339200414
包裝:平裝
齣版時間:2008-01-01

具體描述

基本信息

書名:數字物理教學典型案例

定價:18.80元

作者:李元傑

齣版社:高等教育齣版社

齣版日期:2008-01-01

ISBN:9787040226676

字數:

頁碼:

版次:1

裝幀:平裝

開本:16開

商品重量:0.300kg

編輯推薦


內容提要


本書提供瞭作者在多年的數字化教學中總結形成的18個數字物理教學的專題案例,覆蓋瞭力學、相對論、熱力學與統計物理學、電磁學、波動光學、量子論和非綫性物理學等七個部分,還提供瞭作者多年開展數字化物理教學的教學研究成果的總結論述,充分體現瞭“老師講得少,學生學得多”和“以教為導,以學為主”的教學理念和數字化教學模式的特色。
本書是高等學校理工科學生學習大學物理基礎課程的非常有益的參考書,也是教師開展研究式教學,培養學生創新思維能力的重要參考書。

目錄


前言
部分 數字物理教學典型案例
一、運動的分解與閤成研究
二、碰撞問題研究
三、連接體與準粒子模型研究
四、波的疊加模型研究
五、勢模型的研究
六、剛體運動模型
七、電勢與電場分布模型研究
八、電流磁場的有限元法
九、交變電磁場問題研究
十、理想氣體的狀態與過程
十一、熵的統計意義
十二、分布函數的研究
十三、光的相乾疊加
十四、波函數的幾何描述
十五、本徵態與本徵值
十六、量子效應
十七、相對論效應
十八、從規則走嚮混沌
第二部分 論數字物理教學的模式與特點

作者介紹


文摘


序言



《數字物理教學典型案例》是一部深入探討如何在教育領域融閤數字技術與物理學教學的實踐指南。本書並非一本教科書,也非單純的理論闡述,而是聚焦於將現代信息技術手段巧妙應用於物理學科教學的實際案例。它旨在為廣大一綫物理教師提供一套可藉鑒、可操作的教學範例,從而激發學生對物理學的學習興趣,提升教學效果,並使學生在數字化時代掌握解決物理問題的能力。 本書的獨特視角與核心價值: 本書的核心價值在於其“典型案例”的呈現方式。它精選瞭來自不同教學環節、不同教學主題、不同技術應用場景下的優質案例,並對這些案例進行瞭深入的剖析。這些案例的選取,不僅考慮瞭技術的先進性,更注重其在教學實踐中的有效性和普適性。本書認為,數字技術並非僅僅是教學的輔助工具,而是能夠重塑物理教學理念、創新教學模式、提升學習體驗的關鍵力量。 內容模塊與案例解析: 本書的內容設計圍繞著數字物理教學的各個關鍵方麵展開,主要可以分為以下幾個模塊: 第一部分:數字技術賦能的物理概念可視化 物理學是一門高度依賴於概念理解的學科,而許多物理概念本身具有抽象性、微觀性或宏觀性,難以直接觀察和感知。本部分著重於展示如何利用數字技術,將這些抽象的概念轉化為直觀、生動的可視化模型,幫助學生建立清晰的認知。 案例一:三維虛擬實驗與微觀粒子模擬。 傳統物理實驗往往受限於設備條件、安全風險或觀測精度。《數字物理教學典型案例》將收錄教師如何利用三維建模軟件、物理引擎以及虛擬現實(VR)技術,構建逼真的虛擬實驗場景。例如,模擬原子結構、分子運動、電場綫分布等,讓學生可以在沉浸式的環境中進行探索和操作,近距離觀察微觀世界的運行規律。案例將詳細介紹案例的教學目標、實驗設計、學生互動方式以及教師的引導策略,並分析該案例如何有效剋服瞭傳統實驗的局限性。 案例二:動態仿真與物理過程展示。 許多物理過程,如天體運行、能量轉化、機械運動的受力分析等,其動態變化過程對於理解至關重要。本部分將展示如何利用動畫軟件、編程語言(如Python結閤Matplotlib、Pygame等)以及專門的物理仿真軟件(如PhET Interactive Simulations),製作或調用高質量的動態仿真。案例會聚焦於如何通過調整參數、觀察結果,引導學生發現物理規律。例如,模擬單擺運動的周期與擺長、擺角的關係,展示不同電路元件在迴路中的電流電壓特性,或模擬行星繞太陽的軌道運動。案例將重點闡述教師如何設計引導性問題,促進學生在觀察仿真過程中進行思考和推理。 案例三:數據可視化與物理規律探尋。 實驗數據的收集與分析是物理學習的重要環節。本部分將介紹如何利用電子錶格軟件(如Excel, Google Sheets)、數據分析工具(如Origin, SPSS)或編程語言,對實驗數據進行有效的可視化處理。案例將展示如何通過繪製不同類型的圖錶(散點圖、摺綫圖、柱狀圖等),幫助學生直觀地識彆數據中的趨勢、相關性和異常值,從而發現隱藏在數據背後的物理規律。例如,通過描繪速度-時間圖像,分析勻變速直綫運動的性質;通過繪製溫度-時間圖像,探究物質相變過程中的能量變化。案例將強調教師如何指導學生選擇閤適的圖錶類型,以及如何從圖錶中提取關鍵信息。 第二部分:交互式學習環境的構建與優化 物理學習需要學生的積極參與和主動思考,而非被動接受知識。本部分將探討如何利用數字技術,打破傳統課堂的靜態模式,創建富有互動性的學習環境,激發學生的學習動機和參與度。 案例四:在綫互動課堂與實時反饋。 傳統的課堂教學往往難以實現對每一位學生的實時關注和個性化反饋。《數字物理教學典型案例》將分享教師如何利用在綫直播平颱、互動白闆、投票軟件、即時問答工具等,構建生動活躍的在綫互動課堂。案例將詳細介紹教師如何設計在綫活動,如分組討論、小組報告、搶答環節,以及如何利用技術手段收集學生的即時反饋,如課堂小測、概念理解度投票,並根據反饋調整教學節奏和內容。 案例五:翻轉課堂與主動式學習。 翻轉課堂模式將傳統的“聽講”環節移至課前,將“練習與答疑”環節移至課堂,能有效提升課堂效率。《數字物理教學典型案例》將收錄教師如何利用錄播視頻、在綫課程平颱(如MOOCs)、學習管理係統(LMS)等,為學生提供課前自主學習資源。案例將重點展示如何設計翻轉課堂的實施策略,包括如何引導學生預習,如何在課堂上設計具有挑戰性的探究性問題、閤作項目,以及如何利用課堂時間進行個性化輔導。 案例六:遊戲化學習與趣味性物理探究。 將遊戲機製融入物理教學,是提升學生學習興趣的有效途徑。《數字物理教學典型案例》將展示如何利用教育遊戲、編程遊戲(如Scratch, MakeCode)或設計一些基於物理原理的互動小遊戲,來鞏固和應用物理知識。案例將聚焦於如何設計具有趣味性、挑戰性和奬勵機製的遊戲,使學生在輕鬆愉快的氛圍中學習物理概念,培養解決問題的能力。例如,設計一個模擬搭建電路的遊戲,讓學生理解串並聯的原理;或者設計一個控製小球運動的遊戲,讓學生學習動量守恒定律。 第三部分:探究性學習與項目製學習的數字支持 現代物理教育強調培養學生的科學探究能力和解決復雜問題的能力。本部分將展示數字技術如何支持和深化學生的探究性學習和項目製學習。 案例七:傳感器技術與真實世界物理測量。 真實世界的物理現象往往復雜且變化多端。本部分將展示如何利用智能手機的內置傳感器(如加速度計、陀螺儀、光綫傳感器、麥剋風等)或外部連接的各類傳感器(如溫度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器等),配閤數據采集與分析軟件,讓學生在真實的物理環境中進行測量和探究。案例將聚焦於如何設計傳感器驅動的探究性項目,如測量不同物體自由落體的高度與落地時間的關係,探究影響單擺周期的因素,或測量聲音的響度和頻率。案例將強調教師如何引導學生提齣科學問題,設計實驗方案,收集和分析真實數據,並得齣結論。 案例八:編程與模型構建在物理研究中的應用。 編程能力已經成為現代科學研究的重要工具。本部分將展示如何引導學生利用Python, C++, Java等編程語言,編寫程序來模擬物理現象、解決物理問題或構建復雜的物理模型。案例將聚焦於如何將編程學習與物理知識學習相結閤,例如,編寫程序模擬自由落體運動,計算彈簧振子的運動軌跡,或者利用編程語言求解偏微分方程來描述熱傳導過程。案例將突齣教師如何根據學生的編程基礎和物理知識水平,設計循序漸進的學習任務。 案例九:數字協作平颱與項目成果展示。 項目製學習強調團隊閤作和成果展示。《數字物理教學典型案例》將分享如何利用在綫協作工具(如Google Docs, Microsoft Teams, 騰訊文檔等)支持學生團隊在項目研究過程中進行信息共享、文檔協作和溝通交流。案例還將展示如何利用演示軟件、視頻製作工具、網頁製作技術等,幫助學生以創新的方式展示他們的研究成果,提升他們的錶達和溝通能力。 本書的讀者對象: 本書主要麵嚮: 中小學物理教師: 為他們提供最新的數字教學理念和豐富的實踐案例,幫助他們提升教學技能,應對數字化時代的教學挑戰。 師範院校學生: 作為他們學習現代物理教學方法和瞭解數字技術在教育中應用的參考教材。 教育技術研究者: 提供真實的教學場景和數據,用於研究數字技術對物理教學的影響和效果。 對數字物理教學感興趣的教育工作者: 拓展視野,瞭解前沿的教學實踐。 本書的預期影響: 通過對這些典型案例的深入剖析,《數字物理教學典型案例》期望能夠: 提升物理教學的吸引力和有效性: 讓學生在生動有趣的互動體驗中,更深入地理解抽象的物理概念,激發學習熱情。 培養學生的科學素養和創新能力: 鼓勵學生進行主動探究,運用數字工具解決實際問題,培養他們的邏輯思維、計算思維和批判性思維。 促進教師專業發展: 為教師提供一個交流學習的平颱,推動教育理念的更新和教學方法的創新。 推動物理教育的現代化進程: 積極響應國傢關於教育數字化轉型和科技創新人纔培養的號召,為培養麵嚮未來的物理人纔貢獻力量。 《數字物理教學典型案例》是一次對物理教育與數字技術深度融閤的探索與實踐總結。它相信,在數字技術的助力下,物理教學將展現齣前所未有的活力與魅力,為培養更多熱愛科學、善於思考的未來人纔奠定堅實基礎。

用戶評價

評分

盡管我還未深入閱讀《數字物理教學典型案例》的全部內容,但從目錄的初步瀏覽來看,這本書的編排結構似乎非常用心。它以“典型案例”為切入點,預示著將提供一係列精心挑選、具有代錶性的教學實踐。我個人對於這種“以例證法”來闡述理論的書籍,總是抱有極大的好感,因為它們往往能夠更直觀、更生動地展現理論的應用價值。我猜想,書中可能囊括瞭從初中到高中,甚至大學低年級的物理教學案例,涵蓋瞭力學、電磁學、光學、熱學等多個經典物理分支。我尤其好奇,作者是如何在這些案例中融入“數字”這一核心元素的。是利用瞭先進的仿真軟件,讓學生親手操作“虛擬實驗”?還是通過數據可視化技術,幫助學生理解復雜的物理模型?抑或是藉助人工智能,實現個性化的教學輔導?這些都是我非常感興趣的方麵。我相信,這些案例不僅僅是教學方法的羅列,更可能蘊含著深刻的教育理念和前沿的教育技術。讀完這本書,我希望能夠對如何在高科技背景下進行物理教學,形成一個更係統、更全麵的認識,並從中學習到一些可以立即藉鑒的教學技巧,提升課堂的吸引力和教學效果,讓物理課真正成為學生們期待的課程。

評分

這本《數字物理教學典型案例》在我手中沉甸甸的,充滿瞭知識的重量。雖然我還沒來得及翻閱全書,但僅僅從它厚實的裝幀和封麵上那清晰的標題,就能感受到作者在數字物理教育領域深厚的積纍。我個人一直對物理學科的教學方法改革充滿興趣,尤其是在數字化浪潮席捲的當下,如何將抽象的物理概念與現代化的數字工具相結閤,一直是睏擾不少一綫教師的難題。我期待這本書能夠提供一些切實可行、具有啓發性的案例,帶領我們走齣傳統教學模式的窠臼。想象一下,通過虛擬現實技術構建原子結構,或者利用大數據分析學生的學習軌跡,這些都是令人振奮的可能性。我相信,本書的齣版,定能為物理教師們打開一扇新的窗戶,讓他們在數字化時代,以更生動、更直觀的方式傳遞物理的奧秘,點燃學生對科學探索的熱情。尤其對於一些偏遠地區或者教學資源相對匱乏的學校,本書的案例或許能提供寶貴的參考,讓他們也能享受到數字化教育帶來的紅利,讓物理學習不再是枯燥的公式和理論,而是充滿趣味和活力的探索過程。我迫不及待地想看到書中的具體內容,希望能從中汲取養分,反思自身的教學實踐,並嘗試將一些創新的理念融入到我的日常教學中,真正做到學以緻用,為培養下一代的科學人纔貢獻一份力量。

評分

初次接觸《數字物理教學典型案例》這本書,雖然我並非直接從事物理教學工作,但作為一名關注教育科技發展的人士,我對其選題的創新性和前瞻性感到十分贊賞。現今社會,數字技術已經滲透到生活的方方麵麵,教育領域更是首當其衝。如何有效地將數字技術融入到物理教學中,變抽象為具體,變枯燥為生動,一直是教育界探索的重要課題。我設想,書中一定包含瞭一些將物理概念與現代數字工具巧妙結閤的實例,比如利用三維建模技術構建分子結構,讓學生直觀感受物質的微觀世界;或者通過數字模擬,展示復雜電磁場的分布情況,讓抽象的理論變得形象可見。我期待看到書中能夠提供一些具有操作性的教學設計,展示如何利用這些數字工具來激發學生的學習興趣,培養他們的探究精神和解決問題的能力。更重要的是,我希望本書的案例能夠體現齣“以學生為中心”的教學理念,強調互動性、參與性和個性化,讓每一個學生都能在數字化的物理課堂中找到屬於自己的學習節奏和樂趣。我相信,這本書的齣現,將為物理教育的現代化轉型提供有力的支持,為教師們帶來新的教學思路和方法,推動物理教學邁嚮一個全新的高度。

評分

我對於《數字物理教學典型案例》這本書的期待,主要源於我一直以來對物理教育教學法的關注。在信息技術飛速發展的時代,傳統的物理教學模式顯然已經難以滿足新時代學生的需求。我深信,數字化手段的引入,不僅能極大地豐富教學內容和形式,更能從根本上改變學生的學習方式。我猜測,書中收錄的案例,可能會涉及利用虛擬仿真實驗來模擬那些在現實中難以操作或危險的物理實驗,例如核反應的模擬,或是天體運動的展現。我也期待看到,書中能夠介紹如何利用數字化的評價工具,對學生的學習過程和效果進行更精準、更全麵的評估,從而為教師提供更有效的教學反饋。更重要的是,我希望通過閱讀這些案例,能夠深入理解數字技術如何促進學生形成科學的思維方式,如何培養他們的批判性思維和創新能力。我想知道,這些案例背後的設計理念是什麼,是如何將晦澀難懂的物理概念,通過數字化的形式,轉化成學生能夠理解和掌握的知識。這本書的價值,我認為不僅僅在於提供具體的教學方法,更在於它能夠引領物理教育的理念革新,為未來的物理教學提供一條更加高效、更具吸引力的發展路徑,讓物理學習成為一種真正有趣且富有啓發性的體驗。

評分

我最近偶然翻閱到一本名為《數字物理教學典型案例》的書,雖然我並非物理學領域的專業人士,但其所探討的“數字”與“物理教學”的結閤,卻深深地吸引瞭我。作為一名對教育技術發展趨勢保持高度關注的觀察者,我深知數字化轉型對各行各業帶來的顛覆性影響,教育領域自然也不例外。我尤其好奇,書中是如何將枯燥的物理原理,通過數字化的手段變得生動有趣,讓原本可能讓學生望而卻步的抽象概念,變得觸手可及。我設想,或許書中會介紹如何利用交互式模擬軟件,讓學生在虛擬環境中進行力學實驗,感受牛頓定律的威力;又或者,如何通過數字圖像處理技術,來分析星係的形成過程,將宇宙的宏大展現在學生眼前。我期待看到書中能夠打破傳統課堂的局限,為學生提供沉浸式的學習體驗,從而激發他們主動學習的興趣,培養他們的科學思維和創新能力。更重要的是,我希望本書的案例能夠具有普適性,能夠為不同年齡段、不同基礎的學生提供適宜的教學策略,讓數字化的力量真正服務於教育的公平與均衡發展。我相信,這本書的齣現,將為物理教育的未來發展提供重要的理論支持和實踐指導,引領一場深刻的教學變革。

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