ADAMS在中學(xué)物理多媒體教學(xué)中的應(yīng)用

于灝+楊建鳴+馬海霞+梁亮+高雨航

摘 要：隨著科技與社會(huì)的發(fā)展，多媒體技術(shù)越來越多的應(yīng)用到中學(xué)物理教學(xué)中。但是還存在一些問題，例如，教師計(jì)算機(jī)水平有限、掌握的專門軟件較少，從而削弱了多媒體技術(shù)的效能。該文詳細(xì)分析了多媒體技術(shù)在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題。并把專門軟件ADAMS引入到中學(xué)物理教學(xué)中。并以舉例方式，詳細(xì)介紹了ADAMS的優(yōu)勢，及盡具體應(yīng)用過程。這也是該文的主要貢獻(xiàn)，對一線教師提供了新的思路與方法。

關(guān)鍵詞：ADAMS物理教學(xué) 多媒體應(yīng)用 思路與方法

中圖分類號(hào)：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）06（a）-0216-02

1 多媒體技術(shù)在物理教學(xué)中的應(yīng)用

近些年來隨著我國教育的調(diào)整與改革，我國教育的基礎(chǔ)建設(shè)也取得了長足的發(fā)展。多媒體技術(shù)已經(jīng)真正的走入了課堂，即使是偏遠(yuǎn)地區(qū)的學(xué)校也得到了多媒體設(shè)備的配置。毫無疑問多媒體技術(shù)的普及對我國教育是存在有利影響的，尤其是物理教學(xué)。多媒體技術(shù)擁有容量大、變化快、動(dòng)靜結(jié)合、過程清晰、直觀形象等特點(diǎn)。所以，把多媒體技術(shù)應(yīng)用到物理教學(xué)中會(huì)有很多顯而易見的優(yōu)勢[1]。

1.1 突破時(shí)空限制

學(xué)生可以通過老師的演示看到大江南北不同時(shí)間的物理現(xiàn)象。比如在夏天可以看到冬天的物理現(xiàn)象，在南方可以看到北方的物理現(xiàn)象等。還有一些“時(shí)不我待”的物理現(xiàn)象更可以通過現(xiàn)在的先進(jìn)手段進(jìn)行影像保存，然后通過多媒體展示給學(xué)生。例如月食等天文現(xiàn)象往往需要在特定位置與特定時(shí)間才能觀測，一但錯(cuò)過則需要幾年甚至幾十年才能重現(xiàn)。

1.2 規(guī)避潛在危險(xiǎn)

通過多媒體技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)情景教學(xué)而不必身臨其境。當(dāng)然日出、日落與潮漲、潮落是美妙的，不能實(shí)地體驗(yàn)是一種遺憾。但是滴水成冰與炎炎烈日則是我們避之惟恐不及的境遇。再比如一些嚴(yán)酷的工業(yè)現(xiàn)場常常存在安全隱患例如爆炸、有毒有害氣體泄漏、超高溫與超低溫等。一則本著對學(xué)生生命安全負(fù)責(zé)任的態(tài)度，學(xué)校不會(huì)允許學(xué)生到以上的環(huán)境中去。二則工廠等地也不會(huì)接受學(xué)生的參觀。但是，為了教學(xué)需要又非得參觀不可。這時(shí)，多媒體技術(shù)的應(yīng)用就輕松化解了這一矛盾，在保證安全的基礎(chǔ)上最大限度的讓學(xué)生體驗(yàn)了需要體驗(yàn)的情境。

1.3 實(shí)現(xiàn)情景教學(xué)

傳統(tǒng)的說教是枯燥乏味的。與傳統(tǒng)教育相比先進(jìn)的多媒體教學(xué)達(dá)到了“繪聲繪色”的層次?？梢愿笙薅鹊囊饘W(xué)生的興趣與調(diào)動(dòng)學(xué)生的多種感官，有助于學(xué)生的理解與記憶，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率[2]。

1.4 模擬所需實(shí)驗(yàn)

毫無疑問，實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中不可或缺的一部分。但是，通過相關(guān)的調(diào)查表明實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果往往差強(qiáng)人意，大多數(shù)地區(qū)與學(xué)校的實(shí)驗(yàn)成了走形式，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)印象不深、理解不透舉一反三更無從談起。由于客觀或是主觀原因限制有的實(shí)驗(yàn)更是紙上談兵，所以利用多媒體模擬就顯得十分重要了。

1.5 整合所學(xué)知識(shí)

物理學(xué)是一門規(guī)律性較強(qiáng)的學(xué)科。教學(xué)中往往需要前后對比、定期梳理，多媒體技術(shù)的應(yīng)用讓這些問題迎刃而解。讓老師的教學(xué)得心應(yīng)手，學(xué)生的學(xué)習(xí)事倍功半。

2 多媒體教學(xué)的不足

雖然多媒體技術(shù)已經(jīng)推廣使用了很多年，但是多媒體教學(xué)中還是存在一些問題。雖說青驄駿騎難免小疵，但是好多問題還是可以發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性去解決的。

（1）教師的計(jì)算機(jī)技能不強(qiáng)，很難完美的操縱多媒體設(shè)備。多媒體是信息時(shí)代的產(chǎn)物，它的主要硬件實(shí)現(xiàn)是計(jì)算機(jī)。要想完美的掌握和使用多媒體設(shè)備，不光要有一定的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，還要能操控和使用相關(guān)的軟件。不光要掌握公用軟件例如PPT、WORD與EXCEL等還要掌握一些專門的軟件如CAD、SOLIDEDGE、SOLIDWORKS與ADAMS等軟件。以ADAMS為例，ADAMS是一款動(dòng)力學(xué)分析軟件，中學(xué)物理中好多內(nèi)容都屬于動(dòng)力學(xué)的范疇，應(yīng)用這款軟件可以很容易的模擬自由落體運(yùn)動(dòng)、小球碰撞與斜面滑塊滑動(dòng)等實(shí)驗(yàn)?？梢郧蟮媒佑|力、加速度與速度等物理量并用圖表的形式表示。

（2）課件不是一線教師所做，以至于課件存在這樣那樣的問題或是錯(cuò)誤。這一問題也是由于一線教師電腦操控能力差，掌握的專門軟件少造成的，這一問題從相反的方面證明了掌握專門軟件的必要性。而ADAMS就是一款中學(xué)物理中很有用的一款軟件。

3 ADAMS簡介

ADAMS，是Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems的縮寫，其中文含義是機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析。該軟件屬于美國MSC公司。ADAMS軟件的求解器采用的是多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論中的拉格朗日方程方法。建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，并對虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。求解后可以輸出位移、速度、加速度和反作用力的曲線。該軟件的仿真可用于預(yù)測機(jī)械系統(tǒng)的性能、運(yùn)動(dòng)范圍、碰撞檢測、峰值載荷以及計(jì)算有限元的輸入載荷等。

ADAMS應(yīng)用與中學(xué)物理教學(xué)的意義有如下幾條：第一掌握與使用ADAMS軟件可以提高一線教師的能力與專業(yè)素養(yǎng)；第二ADAMS能更有效的演示中學(xué)物理學(xué)中的一些經(jīng)典模型如小球碰撞問題；第三通過查看ADAMS的結(jié)果可以提高學(xué)生的讀圖與數(shù)據(jù)分析能力；第四通過接觸ADAMS軟件可以讓中學(xué)的孩子了解機(jī)械這一國家工業(yè)化建設(shè)基石地位的專業(yè)，有利與學(xué)生的后期發(fā)展。

4 ADAMS在中學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用舉例

以ADAMS模擬小球自由降落為例來簡述其在中學(xué)物理學(xué)中的應(yīng)用，詳細(xì)步驟如下：第一步打開ADMAS軟件；第二步創(chuàng)建小球模型；第三步更改小球的質(zhì)量；第四步建立測量，分別建立y方向位移、速度與加速度的測量，位移設(shè)置如圖1所示，速度與加速度測試與之近似在此不一一給出；第五步設(shè)置模擬的結(jié)束時(shí)間與測量步數(shù)；第六步查看結(jié)果如圖2、3、4所示。結(jié)果完全符合物理學(xué)定律[3]。

可以看到本模擬的操作過程是十分簡單的，而且這一軟件的教程與相關(guān)資源可以在網(wǎng)絡(luò)上輕松的找到。如果課堂時(shí)間允許，教師完全可以在課堂上進(jìn)行操作。并進(jìn)行相關(guān)的提問，相信一定會(huì)有良好的教學(xué)效果。這樣做的好處有如下幾條：（1）讓學(xué)生提前接觸專門的軟件，有助于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)性趣；（2）在展示過程中老師可以提升自己在學(xué)生中的地位，學(xué)生更加欽佩老師，有助于教學(xué)過程的進(jìn)行；（3）提前接觸機(jī)械領(lǐng)域的內(nèi)容，可以正確的引領(lǐng)學(xué)生的自我規(guī)劃，有利于學(xué)生的后期發(fā)展；（4）在結(jié)果分析時(shí)可以提高學(xué)生的讀圖與圖像處理思維；（5）該軟件為英文界面，在演示過程中可以突出英文的重要性與實(shí)用性，提升學(xué)生學(xué)習(xí)英文的興趣，有利與學(xué)生全面而健康的發(fā)展。

5 結(jié)語

該文在詳細(xì)分析了中學(xué)物理學(xué)教學(xué)中媒體技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，并以此基礎(chǔ)的基礎(chǔ)分析了實(shí)際中的不住之處。把專門軟件ADAMS引入到中學(xué)物理教學(xué)中并詳細(xì)論述了ADAMS在中學(xué)物理多媒體教學(xué)中的意義與實(shí)現(xiàn)的途徑與方法，豐富了物理多媒體教學(xué)的手段與方法，提升了物理多媒體教學(xué)的意義。

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