淺談?dòng)?jì)算機(jī)技術(shù)在物理課件制作中的應(yīng)用

邊麗娟

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)開始在人們?nèi)粘Ｉ钪械玫綇V泛的應(yīng)用，而學(xué)校也在積極響應(yīng)著數(shù)字化的號(hào)召。數(shù)字化教學(xué)的流行，使得物理教學(xué)改革有了一個(gè)全新的方向以及方法，在一定程度上推動(dòng)了物理教學(xué)的進(jìn)步。把物理教學(xué)與當(dāng)前的計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，不但能夠使教學(xué)的質(zhì)量得到進(jìn)一步加強(qiáng)，還能夠極大提高學(xué)生對(duì)于物理知識(shí)學(xué)習(xí)的效率，進(jìn)而使自己綜合創(chuàng)新能力得到提高。本文就當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)中的MATLAB函數(shù)以及3D數(shù)字動(dòng)畫制作技術(shù)等在物理課件實(shí)際制作中的使用進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，希望能夠?yàn)閺V大教師提供一定的改革思路與方法。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù);物理;教學(xué)改革;課件制作

中圖分類號(hào)：G63??????????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A??????????文章編號(hào)：1673-9132（2020）19-0079-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2020.19.039

對(duì)于當(dāng)前的物理教學(xué)而言，其在教學(xué)過程中存在最大的難點(diǎn)即所講述的物理概念極為抽象且數(shù)量眾多，物理相關(guān)知識(shí)點(diǎn)過于復(fù)雜多變并且難以琢磨。對(duì)于某種物理現(xiàn)象來說，其表面極為簡(jiǎn)單，但是內(nèi)部卻蘊(yùn)藏著極為深?yuàn)W的演變，盡管有時(shí)只是發(fā)生了一個(gè)極其細(xì)微的變化，但是最終表現(xiàn)出來的實(shí)際物理狀態(tài)與之前可能會(huì)有一個(gè)極大的差異。除此之外，哪怕有些問題十分簡(jiǎn)單，但是在實(shí)際解決過程中也可能無從下手。也正因?yàn)楫?dāng)前的物理教學(xué)中存在著這些困難，才能夠使人們不斷進(jìn)行物理教學(xué)模式的探索、發(fā)展以及創(chuàng)新。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)開始進(jìn)入噴發(fā)式發(fā)展時(shí)期，全民計(jì)算機(jī)時(shí)代的來臨也為物理教學(xué)提供了新的改革方向以及方法。將物理教學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)充分結(jié)合，可以簡(jiǎn)化抽象的物理知識(shí)，并用較為直觀的形式展現(xiàn)出來，從而提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

一、物理課件實(shí)際制作中對(duì)于MATLAB函數(shù)技術(shù)的應(yīng)用

在當(dāng)前階段，部分計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)在實(shí)際物理教學(xué)中得到熟練應(yīng)用，例如PPT演示，其也是當(dāng)前各學(xué)校最為主要的教學(xué)工具。但是要清楚計(jì)算機(jī)技術(shù)數(shù)量十分龐大，能夠應(yīng)用在物理課件制作中的技術(shù)也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過當(dāng)前，只不過由于許多計(jì)算機(jī)技術(shù)內(nèi)容相對(duì)復(fù)雜且操作技術(shù)難度更高，甚至在必要時(shí)還需要一定輔助設(shè)備才能完成，使得教學(xué)成本進(jìn)一步提高，所以才沒有在教學(xué)工作中普及開來。

對(duì)于MATLAB技術(shù)來說，其是一個(gè)將數(shù)據(jù)分析、造型圖像處理、電子信號(hào)處理與計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)相結(jié)合的綜合性軟件。物理實(shí)驗(yàn)往往有著較強(qiáng)的原理性、細(xì)微的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、復(fù)雜難度大的操作過程以及嚴(yán)格的數(shù)據(jù)要求等特征，并且與物理相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)往往抽象晦澀難懂。通過MATLAB技術(shù)出色的圖像處理能夠很好地解決物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)的這些問題，而數(shù)據(jù)分析以及可視化繪圖功能則能夠使實(shí)驗(yàn)原理以及現(xiàn)象生動(dòng)展現(xiàn)在學(xué)生眼前，從而對(duì)教學(xué)起到一定的輔助作用。通過MATLAB技術(shù)來制作物理教學(xué)課件不僅會(huì)讓教師有更高的工作效率，還能增加課件交互的能力。在物理課件制作中使用MATLAB技術(shù)能夠使整個(gè)課堂更具活力，內(nèi)容更加豐富多彩。由于課程具有一定的科學(xué)以及趣味性，因而能夠有效提高課堂教學(xué)的質(zhì)量，還可以使學(xué)生綜合素質(zhì)能力得到一定的提升。

由于物理課程需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行大量的推導(dǎo)以及演算，使得學(xué)生經(jīng)常因?yàn)橐稽c(diǎn)錯(cuò)誤而被迫重新計(jì)算，最終喪失物理學(xué)習(xí)的興趣，而借助MATLAB強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析以及演算能力來輔助學(xué)生完成物理學(xué)習(xí)，能夠最大限度地減少這類問題出現(xiàn)，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。除此之外，MATLAB還能夠?qū)σ恍┭菟氵^程進(jìn)行實(shí)際演示，將分析以及推導(dǎo)的整個(gè)過程詳細(xì)直觀地展現(xiàn)出來，讓學(xué)生能夠有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，從而培養(yǎng)其自主思考推算的能力。

在通過MATLAB技術(shù)來制作相應(yīng)的物理課件時(shí)可以把ActiveX當(dāng)作自動(dòng)化的服務(wù)器，當(dāng)進(jìn)行編程時(shí)，可以先通過VBA來創(chuàng)建一個(gè)MATLAB自動(dòng)化的對(duì)象，然后通過添加合適的語句就能夠讓MATLAB完美加入PPT中去，從而真正地實(shí)現(xiàn)MATLAB與PPT相關(guān)數(shù)據(jù)的交換。將MATLAB技術(shù)出色的計(jì)算以及數(shù)據(jù)處理能力應(yīng)用在物理課件制作中，能進(jìn)一步提升課件的交互性能，使課堂變得更具有活力。以“邁克爾遜光干涉實(shí)驗(yàn)”為例，在對(duì)這一課件進(jìn)行制作時(shí)，教師可以借助MATLAB技術(shù)來對(duì)模擬這一干涉實(shí)驗(yàn)的發(fā)生過程，大致步驟如下：首先，將相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課件進(jìn)行啟動(dòng)，其次創(chuàng)建一個(gè)新的幻燈片，借助“視圖”子菜單中的Visual?Basic選項(xiàng)，再點(diǎn)擊VBA選項(xiàng)中的“控件”選項(xiàng)，根據(jù)自己實(shí)際的需求來添加相對(duì)應(yīng)的控件，并借助控件里命令選項(xiàng)，對(duì)其進(jìn)行Visual?Basic程序的編碼，最終實(shí)現(xiàn)PPT和MATLAB有效連接。整個(gè)過程大致是通過MATLAB出色的圖像以及計(jì)算能力，然后將處理的結(jié)果傳遞給PPT。原本單一化的PPT也因?yàn)镸ATLAB而具有了一定的交互作用，使原有的單向教學(xué)向著雙向式互動(dòng)教學(xué)轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步提高了教學(xué)效率。

二、物理課件在制作過程中對(duì)于3D動(dòng)畫技術(shù)的應(yīng)用

動(dòng)畫技術(shù)憑借著其自身強(qiáng)大的視覺沖擊以及最直觀與形象的知識(shí)傳播方式，已經(jīng)成為物理課件一種新型的制作方式。傳統(tǒng)的物理課件在過去常給人留下枯燥、乏味、單一的印象，而通過動(dòng)畫技術(shù)能夠使物理知識(shí)轉(zhuǎn)變成為生動(dòng)形象的圖像，將原本復(fù)雜晦澀的文字轉(zhuǎn)變成為清晰明了的圖案，將本來抽象深?yuàn)W的關(guān)系論證變得更加立體與直觀，從而能夠促進(jìn)學(xué)生掌握以及記憶相關(guān)的物理公式與概念。同時(shí)，動(dòng)畫還能夠把語言難以陳述描繪的物理現(xiàn)象變化過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)形式的展現(xiàn)，學(xué)生可以將其實(shí)際變化過程收入眼底，從而把原本靜態(tài)式教學(xué)轉(zhuǎn)變成為動(dòng)態(tài)式觀察教學(xué)。這種方式有助于激發(fā)起學(xué)生對(duì)于物理學(xué)習(xí)的積極性，同時(shí)還能夠培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散式思考。對(duì)于物理課程而言，其最大的難點(diǎn)即知識(shí)點(diǎn)以及公式過于瑣碎與復(fù)雜，使得學(xué)生很難主動(dòng)地進(jìn)行了解及整合，而借助動(dòng)畫技術(shù)能夠?qū)⑦@些相對(duì)零碎繁瑣的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合，最后成為一個(gè)完整的體系，讓學(xué)生不用過分去尋找。因此，在進(jìn)行物理課件的制作時(shí)應(yīng)用動(dòng)畫技術(shù)能夠使物理知識(shí)在課堂熒幕上得到圖像、文字以及聲音等形式聲情并茂的展現(xiàn)，并且還能夠達(dá)到多個(gè)屏幕共同顯示的效果。學(xué)生能夠通過多個(gè)屏幕在多個(gè)器官以及角度上接受物理知識(shí)的灌輸。這樣不但可以提升自身對(duì)于物理學(xué)習(xí)的興趣，還能夠加深學(xué)生對(duì)于所學(xué)內(nèi)容的印象。