物理模拟论文大全11篇
时间：2023-03-17 18:02:38绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇物理模拟论文范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。
篇（1）
二、任务驱动型物流管理教学方法的应用
任务驱动式教学方法主要通过老师指定既定的目标而学生在学习过程中一切活动围绕目标而展开，带有强烈的目的性。让学生在自主学习的过程中不在盲目，学生因为有目标的存在而为了目标而努力和探索，而在这个探索的过程中又获得强烈的认同感以及成就感，这样的管理教学方式能够有效的激发学生的学习热情，让学生在学习过程中有一个发现问题、思考分析、问题解决的过程中，从而真正的提高学生自主学习以及创新学习的开拓精神。任务驱动的教学方式主要步骤为：任务设计——学生自主学习探索——结果评估——课后思考与拓展，四个步骤为和新的，老师通过科学合理的任务布置来控制课堂的教学节奏并激发学生的学习探索兴趣。在设计任务的过程中，首先要考虑到学生的认知能力以及学习特点，然后有针对性的设计具体的教学内容，难度不能太高，使学生遥不可及而失去兴趣，又不能太低，使学生简简单单就完成任务，这样又失去了应有的教学效果。只有难度适中，才能充分激发学生的钻研精神以及创造力。在实际教学过程中，可以首先将班级内的学生分为几组，每组成员最好少于5人，然后老师根据教学大纲设定相应的教学任务，但是不同组之间的教学任务也要进行一定的区分。比如，5人小组可以给予5个小任务，或者是2两个大任务，这些都可以根据实际教学情况进行适当的调整，但是务必要求学生全员参与，并且讨论的过程也要制定适当的规则，防止课堂教学过程中出现偏离主题的讨论，浪费教学时间，降低教学质量，但是规则的制定也不能够太死板，使得学生的讨论内容毫无新意，无法激发学生的学习热情，应该根据实际的教学情况来制定，避免教学进程过于死板。
篇（2）
考虑到针对物理专业的课程学时数少,但内容多,重点和难点多,而学生动手能力较弱,过于注重理论公式的推导等情况,整合了“模拟电子技术”课程内容结构,逐步减少理论学时,增加实验学时,使二者比例达到一个最合理值。删减部分陈旧知识,融入新技术的应用,以理论为基础,强调应用,将理论与实践、技术与应用较好的融合在一起。
2.教材与参考书目选用应符合物理师范生专业特点
全国各大高校都陆续出版了许多优秀的教材。但是每一本教材的侧重点和难易程度也各不相同。选用较多的是高等教育出版社出版、由康华光主编的教材,由童诗白主编的教材以及杨拴科等主编的教材。根据物理师范生注重公式的逻辑推理的思维特点。所以选取更侧重于基本概念的讲解,逻辑性强,知识点丰富,学生需要掌握的内容多,由童诗白主编的教材更加适合西部师范院校物理专业的学生。
3.核心突出内容的取舍
模拟电路就是处理模拟电压和电流的电路,而由于现实生活中大多信号较为微弱的模拟信号,所以要进行信号的放大,这也是模拟电子技术课程的核心部分。所以本课程的核心内容自然非放大电路莫属。与此同时,现实生活中相关器件的供电电源很多为直流电源,所以必然需要一种将电厂的交流电转为直流的电路,此电路就是直流稳压电源。由此可知,主讲内容就是放大电路和直流稳压电源,尤其是放大电路部分。
二、教学方法和教学手段改革
1.教学方法多元化
在选择教学方法的时候,要特别注意培养学生的感性认识,以调动学生的主观能动性为目的。比如在讲授“反馈”概念时,我们可以运用类比教学法。教师可以以常见的冷暖空调的温度调节过程为例。另外在教学过程中,也需多运用启发式教学法,教师只有善于提出问题,才能更好地启发学生进行积极的思考,变被动接收为主动学习。
2.充分利用仿真软件
因为师范生最在意教学形式,如果仅仅在课堂平白地传授复杂的模拟电路理论知识,枯燥的形式会让师范生认为理论与实际相差太远,进而对电子类课程失去兴趣。所以在讲授理论课时,利用计算机仿真技术,将虚拟电子实验引入课堂教学中,可以随时进行电路连接、仿真和测量,增强了教学的直观性、形象性和生动性,有助于加强课堂互动,激发和调动学生的学习兴趣,从而实现了理论教学和实践教学的有机结合。
三、实践教学环节
1.实验准备
篇（3）
一、模拟的类型
1.模拟的基本类型
模拟是以科学技术理论与实践为基础，在一定环境与条件下，将研究对象用其它手段进行模仿的一种实验方法。该方法不直接涉及研究对象固有的现象与过程本身，而是设计一个和该现象与过程相似的模型，并通过该模型间接地呈现出该现象与过程。模拟实验的目的主要是便于经济地检验、验证、再现、发现或揭示该现象与过程的特征、演变规律与内在机制。
模拟的基本类型有物理模拟与计算机模拟。
物理模拟是制作和某现象与过程相似的物理模型，并对该模型研究，获取该现象与过程的特征。
计算机模拟是利用计算机对某现象与过程进行求解、分析、判断以及图像显示等，得出该现象与过程的特征。计算机模拟有模型模拟和统计模拟两种基本方法。
2.模拟实验方法的进展特征
科学技术的发展，对许多航空航天系统有越来越严格的性能要求[4-7]。为探索性能的未知特性，实时评估与预测性能退化轨迹，科学技术研究已经从静态发展到动态、从线性发展到非线性、从确定性参数发展到不确定性参数、从不变性函数发展到多变性函数。面对这些新问题，现有研究所采用的模拟实验方法取得了许多进展。
以近年来航空航天技术领域的某些中文科技论文为案例，经研究发现，模拟实验方法的最新进展以依赖问题的属性信息和现场信息为特征，旨在求解动态、非线性、不确定性与多变性等复杂问题，根据对问题信息的依赖特征，将现有的模拟实验方法归纳为属性依赖法与现场依赖法。
二、属性依赖法
属性依赖法是基于属性、目标属性与层次属性等3个信息要素的模拟实验方法。
属性是问题的抽象刻画，表示问题的性质与关系。性质表示问题的固有特征，关系表示不同问题之间的性质传承与影响。
目标属性是期望得到的对问题属性的某种解答或认知。
层次属性是目标属性的分解，即将目标属性分解为若干个子属性。若子属性彼此独立，则称为同层次子属性;否则称为非同层次子属性。层次按从低到高的顺序分为多层，目标属性依赖于最高层子属性，最高层子属性依赖于次高层子属性，依次类推，直到最低层子属性。
根据目标属性的不同，属性依赖法又细分为同步进化法与层次进化法。
1.同步进化法
同步进化法是将问题分解成低一层次的多个彼此独立的子问题，用基本模拟方法逐个解决各子问题，最后融合出结果。这是一种化整为零、逐个击破、同步进化的方法。具体做法是，若目标属性是由多个低一层次的独立子属性综合构成，则可以根据各独立子属性的特征，进行子属性模拟，然后推断各子属性的模拟结果，使各子属性由低层次同步进化至高层次，获得目标属性特征。
例如，揭示航空发动机非线性动力学特征是相关领域的一个重要问题。为此，文献[7]综合现有方法的优点，提出一种振动耦合动力学模型，计算出系统非线性响应，并在两个航空发动机转子模拟装置上进行模态实验，发现计算结果与实验结果有很好的吻合性。
在这个案例中，非线性响应特征问题被分解为2个同层次的子问题，即理论建模计算与模态实验，2个子问题解答的融合是将计算结果与实验结果进行对比分析。可以看出，解决这2个子问题的实验模拟方法分别是物理模拟和计算机模型模拟，经过对2种模拟结果的对比检验，最终推断出航空发动机非线性响应的某些特征，为探索航空发动机非线性动力学特征提供了新思路。
2.层次进化法
层次进化法是将问题按属性层次由低到高地分解成多个前后有联系的子问题，用基本模拟方法逐步解决各子问题，最后直接得到结果。该方法的特点是化整为零、逐步击破、依次进化。具体做法是，若目标属性可以分解为多个彼此低一层次的关联子属性，则可以根据各子属性的特征，按照设计好的步骤，依次进行子属性模拟，逐步使属性由低层次向高层次进化，逼近目标属性特征。
例如，航空发动机的故障诊断技术对发动机性能的可靠性、维护性和保障性有重要影响。但是，现有研究主要关注故障诊断算法的有效性，尚未有效验证故障检测率、定位率与虚警率等指标，从而无法定量评价故障诊断系统性能。这里的问题是如何定量评价故障诊断系统性能?
为此，文献[4]将问题分解为混合卡尔曼滤波器组故障诊断理论，发动机故障诊断系统和故障诊断实验等3个不同层次的子问题。这3个层次的进化关系为：(1)用计算机模型模拟方法构建混合卡尔曼滤波器组，为发动机故障诊断系统奠定理论模型基础;(2)基于理论模型，针对民用涡扇发动机常见的4种故障，用物理模型模拟方法搭建发动机故障诊断系统，为故障诊断实验奠定基础;(3)基于故障诊断系统，用统计模拟法评价出发动机故障诊断系统性能的定量指标值。
在该案例中，依次解决3个子问题的实验模拟方法分别是计算机模型模拟、物理模型模拟和统计模拟，最终目标是实现故障诊断系统性能的定量评价，为工程实践提供了重要依据。
三、现场依赖法
现场依赖法是基于时间序列和参数序列的模拟实验方法，时间序列和参数序列统称为序列。时间序列是将某现象的某一个指标在不同时间上的各个数值按时间先后顺序排列而形成的序列，序列中的信息与时间密切相关。参数序列是由某现象的某些特征值构成的序列，序列中的信息与时间没有关系。
现场依赖法是指依赖于问题真实现场信息的一种模拟实验方法，其特点是，在模拟实验中有现场的实时信息输入、输出与交流，可以及时矫正评估与预测结果。按照现场实时信息特征，现场依赖法可以细分为时间序列依赖法与参数序列依赖法。
1.时间序列依赖法
时间序列依赖法是根据现场实时信息的输入时间序列来实施输出序列运行轨迹评估与预测的一种模拟实验方法。
不确定性的输入时间序列干扰会导致输出时间序列运行轨迹发生未知的非线性与多变性演化，通过将外界的真实或模拟真实的时序干扰输入模拟实验系统，获取输出时间序列的演化响应机制，及时预测与矫正其运行轨迹，可以为真实航空航天系统的可靠运行奠定基础。
例如，为揭示大气阻力导致卫星轨道衰减的机制，文献[1]构建了模拟实验系统，将地球扁率与大气阻力摄动影响作为输入时间序列，通过模型模拟输出轨道根数变化，获取卫星轨道高度衰减结果即输出时间序列。其中，依赖的现场实时信息是经模拟改进的用某卫星高精度加速度仪测量得到的大气密度数据。尽管热层大气密度数据呈现出明显的动态、非线性、不确定性与多变性时序特征，模拟轨道序列与卫星实际轨道序列仍然保持一致，发现了卫星运行轨迹演变的新特性，研究成果具有创新性。
2.参数序列依赖法
参数序列依赖法是根据现场实时信息的输入参数序列来实施输出序列运行轨迹评估与预测的一种模拟实验方法。
常见参数有刚度、阻尼、固有频率、压力、流量与温度等，多种参数的组合构成参数序列。模拟实验系统的参数序列取值应该与真实系统的参数序列保持一致，才能可信赖地实施输出序列运行轨迹评估与预测。
例如，文献[8]的卫星在轨微振动环境模拟实验，用物理模拟方法构建出低频弹性支撑装置，揭示出自由边界条件对卫星动力学特征的影响机制，为提高卫星在轨微振动地面模拟实验精度奠定了基础。其中，依赖的现场实时信息是微振动扰振，输入参数序列为激振力参数，输出序列为模拟卫星弹性体的模态相应。
四、结 语
基于科学技术问题的属性信息和现场信息特征，提出模拟实验的属性依赖法与现场依赖法，可以解决动态、非线性、不确定性与多变性问题，为模拟实验方法的发展提供新思路。
模拟实验方法归类为科学技术研究方法论，合理运用属性依赖法与现场依赖法可以有效地验证或再现研究对象的表现，揭示其演变规律，发现某些未知特性。
篇（4）
微生物原油采收率技术(microbial enhananced oil recovery，MEOR)
是利用微生物在油藏中的有益活动，微生物代谢作用及代谢产物作用于油藏残余油，并对原油/岩石／水界面性质的作用，改善原油的流动性，增加低渗透带的渗透率，提高采收率的一项高新生物技术。该项技术的关键是注入的微生物菌种能否在地层条件下生长繁殖和代谢产物能否有效地改善原油的流动性质及液固界面性质。与其它提高采收率技术相比，该技术具有适用范围广、操作简便、投资少、见效快、无污染地层和环境等优点。
一、微生物采油技术概况
1926年，美国科学家Mr.Beckman提出了细菌采油的设想。1946年Zobeu研究了厌氧的硫酸盐还原菌从砂体中释放原油的机理，获得微生物采油第一专利。I．D．shtum(前苏联)及其它国家等学者也分别作了大量的创新性工作，奠定了微生物采油的基础。美国的Coty等人首次进行了微生物采油的矿物试验。马来西亚应用微生物采油技术在Bokor油田做先导性矿物试验，采油量增加了47%。2002年至2003年，我国张卫艳等在文明寨油田进行了微生物矿场应用，累计增产原油1695t，累计少产水1943t，有效期达10个月。
美国和俄罗斯在微生物驱油研究和应用方面，处于世界领先地位。美国有1000多口井正在利用微生物采油技术增加油田产量，微生物采油项目在降低产水量和增加采油量方面取得了成功。1985年至1994年，俄罗斯在鞑靼、西西伯利亚、阿塞拜疆油田激活本源微生物，共增产原油13.49x10t，产量增加了10～46％。1988年至1996年，俄罗斯在11个油田44
个注水井组应用本源微生物驱油技术，共增产21x10t。
20世纪60年代我国开始对微生物采油技术进行研究，但发展缓慢。80年代末，大庆油田率先进行了两口井的微生物地下发酵试验(30℃)。大港、胜利、长庆、辽河、新疆等油田与美国Micro～Bac公司合作，分别进行了单井吞吐试验。1994年开始，大港油田与南开大学合作，成功培育了一系列采油微生物，该微生物以原油和无机盐为营养，具有降低蜡质和胶质含量功能，并在菌种选育与评价、菌剂产品的生产、矿场应用设计施工与检测等诸方面取得了成绩。1996年以来，吉林油田与13本石油公司合作，探究了微生物采油技术在扶余油田东189站的29口井进行的吞吐试验，21口井见效，见效率达70%。2000年底，大庆油田采油厂引进了美国NPC公司的耐高温菌种，在Y一16井组进行了耐高温微生物驱油提高采收率研究和现场试验，结果表明，采收率达43.41%，增加可采储量1.81×10t，施工后当年增油615.5t。胜利油田罗801区块外源微生物驱油技术现场试验提高采收率2.66%。
二、微生物采油技术机理
（一）微生物采油技术与油田化学剂
在大庆油田开发的各个阶段都会使用不同性质的化学剂，现以大庆油田为例。当大量化学剂进入油藏后，将发生物理变化和化学变化，对微生物采油过程可能产生不同的影响。化学剂既可引起微生物生存环境（渗透压、氧化还原电位、pH值）的改变，又可直接改变生物的生理（呼吸作用、蛋白质、核酸及影响微生物生长的大分子物质的合成）以及影响微生物细胞壁的功能，从而影响微生物的生长，降低采收率。
（二）微生物驱油机理
因为，微生物提高原油采收率作用涉及到复杂的生物、化学和物理过程，除了具有化学驱提高原油采收率的机理外，微生物生命活动本身也具有提高采收率机理。虽然目前的研究不断深入，但仍然无法对微生物采油技术各个细节进行量化描述，据分析，主要包括以下几个方面：
1.原油乳化机理。微生物的代谢产物表面活性剂、有机酸及其它有机溶剂，能降低岩石一油一水系统的界面张力，形成油一水乳状液（水包油），并可以改变岩石表面润湿性、降低原油相对渗透率和粘度，使不可动原油随注入水一起流动[1引。有机酸能溶解岩石基质，提高孔隙度和渗透率，增加原油的流动性，并与钙质岩石产生二氧化碳，提高渗透率。其它溶剂能溶解孔隙中的原油，降低原油粘度。
2.微生物调剖增油机理。微生物代谢生成的生物聚合物与菌体一起形成微生物堵塞，堵塞高渗透层，调整吸水剖面，增大水驱扫油效率，降低水油比，起到宏观和微观的调剖作用，可以有选择地进行封堵，改变水的流向，达到提高采收率的效果。在较大多孔隙中，微生物易增殖，生长繁殖的菌体和代谢物与重金属形成沉淀物，具有高效堵塞作用。
3.生物气增油机理。代谢产生的CO、CO2、Nz、H、CH和C3H等气体，可以提高地层压力，并有效地融入原油中，形成气泡膜，降低原油粘度，并使原油膨胀，带动原油流动，还可以溶解岩石，挤出原油，提高渗透率。
4.中间代谢产物的作用。微生物及中间代谢产物如酶等，可以将石油中长链饱和烃分解为短链烃，降低原油的粘度，并可裂解石蜡，减少石蜡沉积，增加原油的流动性。脱硫脱氮细菌使原油中的硫、氮脱出，降低油水界面张力，改善原油的流动性。
5.界面效应。微生物粘附到岩石表面上而生成沉积膜，改善岩石孔隙壁面的表面性质，使岩石表面附着的油膜更容易脱落，并有利于细菌在孔隙中成活与延伸，扩大驱油面积，提高采收率。
（三）理论研究
1.国内外的数学模型。20世界80年代末，国外的Islam、Zhang和Chang等建立了微生物采油的数学模型并开展了相应的数值模拟研究。Zhang模型优于Islam模型在于可描述微生物在地层中的活动，却难于现场模拟。Chang模型是三维三相五组分，能描述微生物在地层中的行为，不能描述在油藏中的增产机理。
2.物理模拟。物理模拟研究基本上是应用化学驱的物理模型试验装置及试验过程。微生物驱油模型的核心是岩心管部分，其长度影响微生物的生长繁殖。应建立大型岩心模型，使微生物充分繁殖，便于分析研究微生物的驱油效果。通过物理模拟研究微生物驱油法，可获得微生物在岩心中的推进速度及浓度变化，对岩心渗透率的影响等信息。
（四）源微生物的采油工艺
国内油田（大庆等）已进人高含水开发期，是采用内源微生物驱油还是采用外源微生物驱油，要根据具体油藏内的微生物群落进行分析。若具体油藏中内存在有益微生物驱油的微生物群落，宜采用内源微生物驱油工艺，这是目前国内致力于运用最新微生物采油技术。
三、结语
综上所述，在我国油田中，特别是大庆油田，在微生物采油技术具有提高采收率的效果，对大多数的油藏都能充分发挥微生物采油的优势。制约微生物采油技术的主要因素在于油藏中微生物群落结构、现场试验工艺及物理模拟实验的局限性。外源菌种的选育和评价指标、特性，微生物的研究、菌液的生产和矿场试验等方面还需深化。
篇（5）
调查法是科学研究中最常用的方法之一。它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。调查方法是科学研究中常用的基本研究方法，它综合运用历史法、观察法等方法以及谈话、问卷、个案研究、测验等科学方式，对教育现象进行有计划的、周密的和系统的了解，并对调查搜集到的大量资料进行分析、综合、比较、归纳，从而为人们提供规律性的知识。
调查法中最常用的是问卷调查法，它是以书面提出问题的方式搜集资料的一种研究方法，即调查者就调查项目编制成表式，分发或邮寄给有关人员，请示填写答案，然后回收整理、统计和研究。
观察法
观察法是指研究者根据一定的研究目的、研究提纲或观察表，用自己的感官和辅助工具去直接观察被研究对象，从而获得资料的一种方法。科学的观察具有目的性和计划性、系统性和可重复性。在科学实验和调查研究中，观察法具有如下几个方面的作用：①扩大人们的感性认识。②启发人们的思维。③导致新的发现。实验法
实验法是通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果联系的一种科研方法。其主要特点是：第一、主动变革性。观察与调查都是在不干预研究对象的前提下去认识研究对象，发现其中的问题。而实验却要求主动操纵实验条件，人为地改变对象的存在方式、变化过程，使它服从于科学认识的需要。第二、控制性。科学实验要求根据研究的需要，借助各种方法技术，减少或消除各种可能影响科学的无关因素的干扰，在简化、纯化的状态下认识研究对象。第三，因果性。实验以发现、确认事物之间的因果联系的有效工具和必要途径。
文献研究法
文献研究法是根据一定的研究目的或课题，通过调查文献来获得资料，从而全面地、正确地了解掌握所要研究问题的一种方法。文献研究法被子广泛用于各种学科研究中。其作用有：①能了解有关问题的历史和现状，帮助确定研究课题。②能形成关于研究对象的一般印象，有助于观察和访问。③能得到现实资料的比较资料。④有助于了解事物的全貌。
实证研究法
实证研究法是科学实践研究的一种特殊形式。其依据现有的科学理论和实践的需要，提出设计，利用科学仪器和设备，在自然条件下，通过有目的有步骤地操纵，根据观察、记录、测定与此相伴随的现象的变化来确定条件与现象之间的因果关系的活动。主要目的在于说明各种自变量与某一个因变量的关系。
定量分析法
在科学研究中，通过定量分析法可以使人们对研究对象的认识进一步精确化，以便更加科学地揭示规律，把握本质，理清关系，预测事物的发展趋势。
定性分析法
定性分析法就是对研究对象进行“质”的方面的分析。具体地说是运用归纳和演绎、分析与综合以及抽象与概括等方法，对获得的各种材料进行思维加工，从而能去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里，达到认识事物本质、揭示内在规律。
跨学科研究法
运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行综合研究的方法，也称“交叉研究法”。科学发展运动的规律表明，科学在高度分化中又高度综合，形成一个统一的整体。据有关专家统计，现在世界上有2000多种学科，而学科分化的趋势还在加剧，但同时各学科间的联系愈来愈紧密，在语言、方法和某些概念方面，有日益统一化的趋势。
个案研究法
个案研究法是认定研究对象中的某一特定对象，加以调查分析，弄清其特点及其形成过程的一种研究方法。个案研究有三种基本类型：(1)个人调查，即对组织中的某一个人进行调查研究；(2)团体调查，即对某个组织或团体进行调查研究；(3)问题调查，即对某个现象或问题进行调查研究。
功能分析法
功能分析法是社会科学用来分析社会现象的一种方法，是社会调查常用的分析方法之一。它通过说明社会现象怎样满足一个社会系统的需要（即具有怎样的功能）来解释社会现象。
数量研究法
数量研究法也称“统计分析法”和“定量分析法”，指通过对研究对象的规模、速度、范围、程度等数量关系的分析研究，认识和揭示事物间的相互关系、变化规律和发展趋势，借以达到对事物的正确解释和预测的一种研究方法。
模拟法（模型方法）
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【中图分类号】G434 【文献标识码】A
【论文编号】1671-7384（2017）01-0070-04
2001年颁布的《基础教育课程改革纲要（试行）》中明确提出要全面推进素质教育；教育部从2003 年启动了普通高中新课程改革，将技术课程（包括信息技术和通用技术）列为普通高中学生的的必修课；《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中强调提高学生勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力；《2015地平线报告（初等教育版）》提到，未来1～2年运用STEAM教育推行信息技术在教育中的整合，提倡混合式学习。很多学校在推行信息技术与课程整合的过程中，存在教学资源不足、硬件设备不完善等问题，大部分选修模块无法开设。在这样的背景下，Algodoo 这一趣味仿真实验平台走进了我们的视野，为更好地开展通用技术课程提供了有力的技术支持。
Algodoo的发展
1. 国外发展
Algodoo（译名“爱乐多”）是一款2D仿真虚拟物理实验软件，其英文名称是“2D Physics SandboxAlgodoo”，即“二维物理沙盒”，开发目的是使物理教学和研究更直观有效。Algodoo适用范围广，鼓励学生发挥创造力，并能够突破收费和编程知识缺乏等障碍。
以“Algodoo”为关键词在外文文献数据库、谷歌学术等平台检索，得到的文献资料大部分为对Algodoo及其他物理仿真实验软件的新闻报道类资料，仅有少部分是针对Algodoo进行探究的。斯坦福大学的Tamar等人在第12届互动设计与儿童国际会议（International Conference on Interaction Design and Children，2013）的论文中提出，在利用Algodoo等虚拟建模工具进行教学活动时，学生参与建模会提高其元表征能力。巴西维多利亚大学的Samir L. da Silva等人利用Algodoo设计了物理的抛体实验教学活动，教师引导学生通过控制角度和速度来观察小球的运动轨迹，通过模拟实验让学生对平抛有更形象的理解，同时锻炼其分析归纳能力。Samir L. da Silva还介绍了其团队利用Algodoo进行布朗运动实验的模拟和数据计算过程，并提出Algodoo可以作为教师向学生展示物理实验的教学工具，也可以作为高年级学生分析物理实验数据的学习工具。斯洛文尼亚的卢布尔雅那大学的Bor Gregorcic（2015）利用交互式电子白板设计课堂活动，通过让学生在电子白板上用手操作Algodoo来模拟天体运动。
2. 国内发展
目前，Algodoo在中国大学以及中小学物理教学中的应用正在起步。淮阴师范学院的陈乐老师利用Algodoo进行了拱桥受力的物理模拟实验，设计对照实验活动，帮助学生了解拱桥设计原理。北京师范大学的韩蔚、项华老师与北京景山学校的吴俊杰老师将Algodoo软件应用在“数字科学家”课程中，以介绍伽利略斜面实验和天体运动实验，进行了物理、数学、信息技术学科相结合的游戏化学习设计。江苏省海安中学的黄伟老师（2012）利用Algodoo进行小球抛体、数学摆线、弹簧运动等物理实验模拟和数据分析。江苏省南通大学附属中学的沈军老师将Algodoo应用在气体的模拟实验中。湖北省武钢三中的朱广林老师对Algodoo在物理学中的应用进行了示例列举。贵州师范大学的张觉老师（2015）将Algodoo用于抛体运动的课堂教学。山东省章丘一中的王清老师利用Algodoo模拟牛顿第二定律和动量守恒定律的实验，以趣味性的视觉效果展现物理原理。
Algodoo的教学功能
1. 基本功能
Algodoo软件界面如图1所示，主要由场景工具面板、属性面板、工具面板、工具选项面板、模拟仿真控制面板构成。Algodoo可以作为教学演示工具、建模工具、分析解释工具、在线交流和反思工具。
Algodoo具有丰富的场景和仿真实验控制、演示等功能；能够精确形象地模拟实验，可以直观地观察到实验现象，有助于学习由感性认识上升到理性认识，实现知识的迁移；能够创建各种物理元件，如固体、液体、齿轮、弹簧、光线与透镜等；可以设置其材质及相关参数，如质量、密度、摩擦因素、弹性、折射率等；模拟各元件在重力、摩擦力、弹力、浮力、空气阻力的作用下相互影响，实现精度很高的物理仿真实验；Algodoo还可以实时显示物体运行轨迹、受力和速度等物理特征量，使数据分析动态可视化。
2. 应用领域
Algodoo适用于8岁到大学阶段的学生，基于真实的物理模拟以最有效的方式激励学生记住所学的知识，使枯燥的课程变得有趣且易学，增强了学生的学习积极性。它的内置课程以简洁的形式表示抽象概念，方便教师教学，适合专注于STEM的政府机构或教学组织使用。它主要可应用于物理学科几何光学、力学、电磁学、热学等知识的教学，如可以呈现光通过界面发生的反射、折射等物理现象，通过设计来模拟多种受力实验以及模拟液体分子的布朗运动等。
课堂教学应用案例
1. Algodoo作为教学技术与课程整合
将Algodoo应用于课堂教学之中，体现了将信息技术与课程整合的理念，即信息技术主要作为一种工具、媒介和方法融入教学的各个层面中，包括教学准备、课堂教学过程等。目前，各位教师和研究人员都是将Algodoo作为教学技术与课程整合起来。斯洛文尼亚的卢布尔雅那大学的Bor Gregorcic利用交互式电子白板设计高中物理教学活动，通过让学生在电子白板上动手操作Algodoo来模拟天体运动，从而验证开普勒定律。
首先，教师根据开普勒三大定律进行实验设计，在课前建立太阳系模型并绘制天体运行轨道。在课程的一开始，利用电子白板向学生展示太阳系模型，引起学生们的注意和兴趣。接下来，教师邀请学生在电子白板上绘制天体，并辅助学生设置天体的参数（如天体质量、速度等），引导学生进行天体的操作，使其能够围绕太阳运动。之后，教师绘制多个天体，使其围绕太阳运动，带领学生观察实验，帮助学生利用Algodoo提供的数据分析功能，引导学生讨论天体运行的规律。最后，教师对实验过程进行总结，结合实验现象归纳开普勒三大定律，进行知识点的巩固。
2. 建构主义教学理论下Algodoo的应用
Algodoo在构建情境性学习方面也有较多的应用。陈乐将Algodoo引入主题为“赵州桥”的高中通用技术课堂，创设一定的情境，具体实施过程包含以下几个阶段：（1）提出问题。师生共同讨论后确定研究的切入点。（2）制作模型。学生在教师的指导下设计方案，并制作仿真模型。（3）归纳解释。学生对仿真实验结果做出合理的解释。（4）最后进行模型的优化改进，从中总结拱桥受力原理。
在传统教学中，教师一般在教学之初先讲解所要学习的概念和原理，而后再让学生去做一定的练习，尝试着去解答有关的习题。建构主义认为，学和做、知识的获得和知识的应用是可以合二为一的，学习者可以在“做中学”，“通过问题解决来学习”。探究式学习就是学习者通过发现问题和解决问题而建构知识的过程，以问题为中心进行学习是各种探究式学习活动的核心思路，有利于帮助学生提高灵活应用知识的能力，形成有效的问题解决和推理策略，并发展他们的自主学习技能。
已有不少教师将Algodoo应用于探究式学习。例如，巴西维多利亚大学的Samir L. da Silva等人利用Algodoo设计了高中物理的抛体实验教学活动，引导学生通过控制角度和速度来观察小球的运动轨迹，使学生探究并发现平抛运动的规律。
Algodoo与其他教学软件的对比与借鉴
1. Algodoo与WISE
WISE 是Bell 和Marcia Linn 教授在美国国家教学基金会的资助下主持的“知识整合环境”研究计划的主要成果。WISE的整个平台建设得很完善，按照用户角色的不同而有不同的功能模块。表1是Algodoo与WISE的比较分析。
2. Algodoo与几何画板
几何画板是适用于数学、平面几何、物理的矢量分析、作图的动态几何工具。总体来说，几何画板在我国的使用范围要比Algodoo广，经过分析得出了以下三个可能的原因：（1）教育部门的大力推广，几何画板是全国中小学计算机教育研究中心推广使用的软件之一；（2）几何画板比Algodoo操作更加简单，不会给广大的教育工作者造成较大的负担；（3）在当前应试教育体制下，数学作为一门主要学科，受学校和教师重视的程度较高。表2是Algodoo与几何画板的比较。
3. Algodoo与Scratch
Scratch是由麻省理工学院（MIT） 设计开发的一款面向少年的简易编程工具。如表3所示，Algodoo相比于Scratch在国内尚未广泛流行的原因有以下几点：（1）操作难度高：Algodoo元件有不同的属性和参数，需要设置才能够实现模拟实验，而Scratch元件设置简单，重在培养学生的逻辑思维能力；（2）应用领域窄：Algodoo主要适用于物理领域，而Scratch则因具有丰富的多媒体功能和便利的操作而适用于数学、音乐、艺术等多个领域；（3）教学活动设计难度高：Algodoo应用于教学活动中，需要教师进行大量的准备工作，在设计教学活动尤其是情境创设这类活动时难度较大，而Scratch则可以设计有趣的小故事引导学生进行参与，通过丰富简单的功能实现有趣的效果。
小 结
1. Algodoo的优势
第一，实验模拟促进高效教学。 Algodoo可以对物理、数学等领域进行实验的模拟，在熟悉软件使用后，可以为教师节约实验准备的时间，将更多时间投入到教学活动设计中。
第二，动手搭建培养学生探索能力。Algodoo中的虚拟实验环境可以由学生自己来搭建、改进，有利于培养学生的动手能力和探索能力。
第三，能够激发学生对实验操作和知识探究的兴趣。Algodoo无论是界面还是功能设计，都能够激发学生对实验操作和持续进行知识的兴趣，能够有效地提高课堂效率，同时把课堂延伸到学生的课余时间。
2. Algodoo的局限
一是技能要求较高。Algodoo虽然包含丰富的功能，但对大部分物理教师而言，设计出符合物理实验要求的仿真实验，需要一定的操作能力。
二是教学活动设计难度高。在设计教学活动时，需要综合考虑Algodoo在教学中的应用，不能只把其作为实验演示工具，还应作为合作建模工具，让学生参与实验模型的搭建。
篇（7）
【论文关键词】多媒体；民族地区；物理教学；利弊
随着多媒体技术的发展，多媒体辅助教学对中小学传统的教学模式带来了巨大的冲击，近几年多媒体技术已逐步进入到了民族地区物理课堂教学。多媒体教学和传统教学手段不同，它迎合了信息时代对物理教学的要求，摒弃了传统的物理教学信息不足的弊端，可极大地提高民族地区物理课堂教学的效率。针对目前民族地区中学生对学习物理的畏难情绪和对物理现象缺乏感性认识的实际，运用多媒体一方面可以丰富学生的感知，另一方面增强了教学气氛，调动了他们的学习主动性。多媒体作为目前一种重要的教学手段，以其独特的魅力赢得了许多民族地区物理教师的青睐。
多媒体给民族地区物理教学改革提供了新平台和新方法，有助于物理教学活动的丰富性和多样化。
1．多媒体的使用可以创造情境，激趣
民族地区学生由于经济、环境、地域的限制，普遍见识不广、想象力缺乏，在学习物理知识时无法体会、感悟。而在物理教学中对难以理解或想象的物理概念、模型，通过采用多媒体课件可以十分直观形象的解释、演示出来，让学生很快的投入到物理教学之中。对一些难以理解、掌握的物理图景和规律、实验无法或很难看清楚的物理现象，可以利用多媒体做成逼真贴切的物理模拟帮助学生观察。如：利用多媒体模拟电流是电荷的定向移动；声波、磁感线等使学生清晰的了解物理过程和微观物理的现象。通过多媒体技术以图、文、声皆备的形式，不仅可以使民族地区的学生很快入境，还能够充分调动他们的积极性和创造性，达到非常理想的教学效果。
2．多媒体的使用可以化抽象为形象，使物理现象更加直观
物理教学中，我们会遇到一些抽象的事物，我们用语言不能很好的表达出来，即使有时能表达出来，学生也不能一下子就清楚明白，这时我们就可以使用多媒体，使事物变得生动形象，可感直观。如在讲授《机械波》的传播时，质点的运动以及波形的变化情况，很多学生想象不出的。如果把它做成一个课件，那么波的传播过程就变得直观，动态变化过程也一目了然，同时也加深了学生的记忆。多媒体的这个特点克服了传统教学抽象、枯燥、理解困难的弊端，用生动形象动态的方式使学生学得快、学得懂、学得透彻，达到“寓教于乐”的理想教学境界。 转贴于
3．多媒体丰富了物理教学内容，提高了物理课堂效率
多媒体的使用，特别是网络技术的运用，使各种信息更便利的进入民族地区物理教学领域。教师在上课时一个个生动的形象或过程通过多媒体表现出来，胜过教师长时间空口无凭、反反复复的解释说明。另外讲课过程中如果需要插入某些资料时，原来要写在黑板上再讲解，而用多媒体只需点击一下就可完成，这在传统教学模式下是无法想象和实现的。课堂上，学生得到的知识容量，教师掌握的反馈信息都大大增加。多媒体的使用，在一定角度上刺激了学生的感官，丰富了教学内容，更大的充实了课堂教学，提高了民族地区物理课堂效率。
当民族地区的教师运用多媒体教学使课堂活跃了，容量增大了，但教学效果并不一定明显。可见，多媒体运用不当就会对民族地区物理教学产生一些负面的影响，这是因为：
4．多媒体教学忽视了物理教学的特点
物理学的内容丰富而复杂，它包含着抽象的概念和规律，需要运用大量的实验进行验证。但是现在许多民族地区老师都利用多媒体进行演示实验和学生实验，许多物理现象都是教师自己设计的有造作的成分，让许多学生产生疑问不相信。这里没有通过数据的收集和分析就得出了实验的结论，失去了物理学以实验为基础的研究方法，同时不能用物理实验帮助学生理解概念和定律，提高学生学习物理的兴趣，也不利于全面培养民族地区学生的创新精神和实践能力。
篇（8）
中图分类号：G632.41 文献标志码：B?摇 文章编号：1674-9324（2012）09-0124-02
教师要培养更优秀的学生，首先要明确为什么要转变教学方法。不可否认，传统的教学模式在一定意义上有可取之处.但随着科学技术突飞猛进的发展，在知识与日俱增的今天，“一只粉笔加一本教材”的传统的教学模式已经远远不能适应接触面广、信息量大的当代中学生的学习要求，教师必须采用新的教学模式和现代化的教学手段与之相适应。在新一轮的课程改革中，学科教育的目的是培养学生的科学素养，使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面得到全面的教育。
传统的教学模式是单一的，教师把传授知识作为整个教育活动的唯一的内容，因此，老师往往采用“填鸭式”的教学方法，教师根据既定的内容，全程监控，学生死记硬背，被动学习。这就导致许多学生对学习没有兴趣，他们把学习当成是一种负担，甚至产生厌学情绪。这与新课程要求以人为本，培养学生综合素质的宗旨是相违背的，因此，教师必须改变教学观念，转变教学模式。那么应该怎样转变教学方法呢？
一、利用多媒体技术模拟物理现象
理论联系实际是物理教学的突出特点，教学参观往往是课堂教学的延续和深化，目的是使学生能够更好地理解和掌握已学的知识。对看不见、摸不着的微观世界的认识，历来是物理教学的重点和难点。这时，多媒体教学就显示出了它的优点。但要组织一次好的多媒体物理模拟课堂并非一件易事，这需要教师和学生很好的互动和配合以及内容组织的生动、形象。组织不好的话，就达不到预期的效果，甚至会产生学生只看热闹，不动脑筋的现象。教师在模拟物理现象的时候要配以声音、动态的画面，使整个过程尽量生动形象。通过观察，学生对现象的本质就会一目了然。同时老师要在适当的时候提出一些问题，鼓励学生大胆想象，勇于表达，在不知不觉中，学生的潜力就会被挖掘出来。总之，在课堂教学中，运用多媒体计算机技术具有很大优越性，是其他的教学手段所无法比拟的。它可以充分利用多媒体计算机的强大模拟技术，鲜明的色彩变化，广泛地激发学生的求知欲，极大地调动学生学习的积极性和主动性，最大限度地提高教育教学的质量。
二、培养学生自主探究能力
自主探究学习是指学生在教师的指导下，通过学生主动的、富有创造性的学习，实现学生自主发展的教学实践活动。学习过程是一个探究的过程，物理学习更是如此。新课程要求培养学生的自主创新能力，使学生乐于学习，善于发现问题，解决问题，自主参与到教学过程中，由被动接受变为主动学习。“物理文论”的主要内容占据物理课程的核心地位，应包括最基本的物理知识、学科方法、科学思想和科学精神，它们是学生智力开发、能力发展、个性形成及后续学习的基本条件。在课堂教学中，老师要善于把课堂变成与学生思想沟通的桥梁，不仅要把自己深厚的学科知识传授给学生，还要能够把自己的思想传达给学生。教师可以适时的运用设问的方式来激发学生兴趣，引导学生主动思考，这种提问题的方法使学生不能照搬课本上的文字内容，而只能理论联系实际，客观上就锻炼了学生的思维能力。
三、转变教学理念更新教学方法
传统的教学模式只是单一的知识之间的传授，这种教学模式显然已经不能适应新课程的要求了。那么，在教学中如何体现新的教学理念呢？一方面，教师在与学生的交流互动中要注重培养学生的创新能力以及独立思考的能力，提高他们的思维能力。另一方面，要丰富学生的学科知识，只有具备了扎实的理论知识才能不断提高创新能力，达到举一反三的目的。另外老师也要加强专业修养，丰富专业学识，时刻关注最新的学科成果以及相关联的旁支学科的最新进展情况，只有站在了时代的最前沿，才能教出更具创造力，更有竞争力的学生。教师应建议学生多读物理学学术论文、物理著作等。这些专业的文著能让你扎实基础，广开思路，获得更加灵活的研究方法。
四、培养学生兴趣
篇（9）
中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）10-0028-7
1 研究背景
近年来，信息技术已渗透到了各个领域，用“传感器采集、计算机处理”数据的实验方式，不仅迫切而且有实施的可能。由上海市中小学数字化实验系统研发中心按照《课程标准》和教材要求研发设计的DISLab是一种将传感器、数据采集器和计算机组合起来，共同完成对物理量测量的装置，集物理测量、自动控制、数据记录、数据分析和结果显示于一体的综合性实验平台[1]；该系统能实时测量和动态显示实验数据，具有小型、简便、快捷等特点；该系统通过计算机处理实验数据，借助图表、图线等的具体分析，解决了数据分析和处理的难题。此外，该系统又填补了实验过程的空缺，具有很大的发展前景。DISLab实验系统本身作为新生的实验平台，具有很大的应用和发展前景，也是物理实验创新的首选。
DISLab是信息技术与传统实验课程整合的重要载体。基于传感器的计算机实时数据采集和基于计算机数据处理软件的计算机建模和图像分析等技术是DISLab两大技术支撑，也是实验面向信息化，提升档次的途径之一[2]。笔者查阅文献，结合实践总结了其四大特点，即数据采集“智能化”、数据处理“智能化”、实验设计“重点化”和实验过程“可视化”[3]。
2 实验设计背景
2.1 验证性实验介绍
验证性实验“是在学习物理规律之后进行的，其目的在于验证物理规律的正确性，巩固和加深对物理规律的理解”。在验证性实验过程中，思维比较聚合，实验中需要测量的物理量可以直接从验证的结论中获得，指向性比较清楚。因此，这类实验关键在于物理量的测量，从测量数据的分析中验证结论，认识物理规律。
在物理教学中，验证性实验对学生认识物理规律、理解物理知识起到了重要的作用。但是，很多传统验证性实验存在不足，一些物理信号（如：声音信号、电磁信号）是无法看到的，学生很难在头脑中形成清晰的物理图景。而DISLab能在计算机上呈现出各种信号，便于学生理解。
本文利用DISLab系统，为“惠斯通电桥平衡条件”实验提供了创新实验思路。惠斯通电桥又称单臂电桥（如图1），是一种用比较法测电阻的精密仪器。当电路满足电桥平衡条件，电桥达到平衡时，通过电桥的电流为零。利用惠斯通电桥的平衡条件能方便准确地测量电阻，这是高中物理电学教学中一个很有用的知识点。然而，学生对电桥平衡的理解总停留在理论分析层面，缺乏感性体验。另外，由于传统实验仪器的测量精度不够，也为本平衡条件的验证增添了障碍。
2.2 探索性实验介绍
探索性实验“是为探寻物理性质及规律进行的，以发现和解决问题为核心，其目的在于建立物理概念及规律，理解和掌握物理知识，并培养学生的能力和学习方法”。在探索性实验过程中，思维比较发散，实验设计和实验方案都需要实验者自主进行，突出自主性[4]。这类实验更加注重实验设计和实验过程。
探索性实验是新课改着重提出需要加强的一类实验，却在中学物理课堂极少出现，许多教师认为其探究过程复杂，浪费课堂时间。由于DISLab的引入，能够快速呈现物理过程，以其强大的数据处理功能，使得中学物理课堂可以更容易实现实验探究。
在DISLab的基础上，更多的实验可以实现数字化定量研究，即数字化应用。
力矩平衡以其广泛的实用性，在物理知识体系中占据很大的分量，力矩平衡条件的应用在中学教学中也很重要。然而，学生理解处于力矩平衡的刚体时，多数只能从力的合成与分解入手，简单地理解为力的平衡，例如：二力平衡，三力平衡。而对力矩平衡的理解较难，对力矩平衡条件的理解，也停留在定态的思维中。同时，关于力矩平衡时刚体不同处支持力会发生变化也是一个高中物理拓展教学的内容。由于支持力的变化很难用测力计显示，又因该知识点原本是一教学难点，因此，学生在理解上存在困难。
2.3 趣味性物理介绍
物理来源于生活又高于生活，它是一种从生活中抽象出来的理论，与生活息息相关。从生活中，我们可以找到许多物理知识[5]。从生活这一角度出发，增添了物理现象的趣味性，加深了对物理知识的理解及物理规律的掌握；物理知识存在于我们生活的方方面面，生活化的物理为其自身增添了普适性。
生活中的物理有其自身特点，即物理知识内容大部分比较简单，但物理模型过于生活化，不易应用。因此，抽象模型和测量数据成了这类实验的共同点。采用物理模拟原理抽象模型之后，将DISLab用于数据测量，一方面解决了测量上的难题，同时提高了测量精度；另一方面由于容易获得大量数据，通过对多组数据的分析处理，增加了实验结果的可信程度。
生活知识是物理的基础，同时也是物理实验的来源。静脉输液是常见的医疗手段，与我们的生活息息相关。除却专业的医疗知识外，其中也包含了很多物理知识，例如：大气压强的知识，液体压强的物理原理以及为气体的量化研究和化学分析奠定了基础的波意耳定律。
在高三物理习题中，也有这样一个联系生活的实际问题，即双瓶连续输液问题：思考输液过程中两瓶中的药液如何变化，哪一瓶药液先输完？并说明理由。对此问题的传统教法只停留在定性的理论分析上，学生理解时总存在一定困难。
3 实验设计展示
3.1 物理规律，验证性实验：惠斯通电桥平衡条件
本实验主要结合“物理转化原理”的设计思想[6]，通过测量电桥桥臂部分电压和桥上电流，验证电桥平衡条件。实验在原有实验电路上稍加改动，即将部分桥臂上的电阻以滑动变阻器代替。从验证惠斯通平衡条件入手，帮助学生理解规律。
[实验目的]
利用DISLab验证惠斯通电桥平衡条件，强化对物理规律的认识。
[实验原理]
在图2所示的电桥中，有电桥平衡条件，R1：R2=R3：R4，UCD=0，则C、D电势相等（D为滑片），C、D间无电流通过。
[实验器材]
电压传感器2个，电流传感器1个，数据采集器，计算机，变阻箱2个（定值电阻10 Ω、15 Ω各1个），0～20 Ω滑动变阻器，学生电源（电池组），开关，导线等。
[实验装置]
如图2所示，将两个变阻箱与滑动变阻器连成电桥，调节R1=10 Ω，R2=15 Ω；在C点与滑片D间接入电流传感器，在电阻R1和电阻D、A两端分别接入电压传感器测量UAC和UAD。
[实验过程]
（1）按照实验装置图，连接实物图，如图3。
（2）将电压传感器与电流传感器接入数据采集器，连接至计算机。
（3）启动DISLab，点击“通用软件”，打开实验设置，分别设置电压和电流传感器的采样频率；选择组合图线，横坐标为时间，纵坐标依次显示传感器示数。
（4）传感器调零，打开学生电源，将电压调为6 V；闭合开关，点击“开始”，传感器开始采集数据。
（5）将滑动变阻器滑片D自右向左缓慢移动至左端，同时得到“电压-时间”“电流-时间”图线，停止程序运行并保存实验数据图线。
[数据分析]
（1）如图4，滑片D在右端时，UAC=4.32 V，UAD=4.40 V，I=0.33 A；即UCD=0.08 V，因UC>UD，故桥上有电流0.33 A，且电流从C流向D。
（2）当滑片D缓慢向左移动时，UAC 和UAD均逐渐减小，而UC>UD，但两者逐渐接近，即UCD逐渐变小，桥上电流随之减小，且方向从C流向D。
（3）当滑片D移动至某一位置时，UAC=UAD=2.30 V，I=0.00 A。即UCD=0，此时电桥上电流为零，电桥平衡。
（4）当滑片D再缓慢向左移动时，UAC 和UAD 均逐渐减小，而UC
（5）当滑片D在左端时，UAC=0.40 V，UAD=0.32 V，I=0.30 A；即UCD=-0.08 V，因UC
[理论推导]
当UAC=UAD=2.30 V、I=0时，
由UAC+UCB=6.0 V，UAD+UDB=6.0 V，
得UCB=3.70 V，UDB=3.70 V。
又R1=UAC/IACB，R2=UCB/IACB，R3=UAD/IADB，R4=UDB/IADB，
得R1：R2=UAC：UCB，R3：R4=UAD：UDB，
得电桥电阻平衡条件，
即R1：R2=R3：R4。
[实验结论]
通过实验验证，当电桥平衡时，电桥两端电势相等，桥上电流I=0。即R1：R2=R3：R4为电桥平衡条件。
[实验小结]
（1）体现“物理转化原理”的设计思想――电桥状态的改变，伴随着电压与电流的变化，通过对部分桥臂电压和桥上电流的测量，分析电桥的状态。
（2）改进实验电路的设计创新――在传统实验电路基础上，将部分桥臂以滑动变阻器代替，实现电桥从不平衡到平衡之间的动态过程。
（3）结合DISLab实验系统的技术创新――电桥从不平衡到平衡之间的动态变化过程，因DISLab实验系统的引入，实现了数字化的实时动态显示及测量。外加上简便的理论推导，使学生在感性体验与理性分析两方面均有收获。
3.2 物理教材，探索性实验：平衡刚体的支持力探究
本实验主要结合“物理转换原理”的设计思想[6]，当刚体处于不同的力矩平衡状态时，其支持力也会发生变化。现利用力传感器设计实验来定量显示支持力的大小，探究力矩平衡时刚体不同处支持力的变化，通过实时测量和动态显示，加深对力矩平衡条件的理解，填补教学中的实验空白。
[实验目的]
探究刚体平衡时不同处所受支持力的变化，加深力矩平衡条件的理解。
[实验原理]
刚体平衡时，外力的合力矩为零，即ΣM=0。
[实验器材]
力传感器3个，数据采集器，计算机，方木块，铁架台（铁夹）金属杆。
[实验装置]
如图5所示，在铁架台上用铁夹将金属杆固定在水平位置。将两个力传感器倒置在金属杆上，测力钩竖直向上并在同一水平位置。将长方体木块对称地放在两测力钩上，木块保持竖直，背面轻轻靠近铁架台杆但无挤压。在木块上方套一根细绳，方便力传感器施加水平拉力。
[实验过程]
（1）按照实验装置图，组装实验仪器。
（2）将力传感器接入数据采集器，然后连接至计算机。
（3）启动DISLab，点击“通用软件”，打开实验设置，设置力传感器的采样频率；选择组合图线，横坐标为时间，纵坐标依次显示传感器示数。
（4）点击“开始”，两个力传感器采集所受木块的压力值；仔细调节木块的位置，使图中左右两力传感器的压力F1和F2的示数尽可能相等，完成后停止程序运行。
（5）点击“开始”，让两个力传感器测定支持力约10 s，然后用第三个力传感器测钩钩住木块上的细绳，给木块施加一水平向右的拉力F3；改变拉力的大小，观察两个力传感器的示数变化，停止程序运行，同时保存拉力、压力-时间图线。
[数据分析]
如图6所示。
（1）F3=0，未施加水平拉力时，力传感器测的压力分别为F1=2.61 N，F2=2.69 N。
（2）F3增大，当水平拉力逐渐增大时，左侧力传感器的示数F1逐渐减小，而右侧力传感器的示数F2逐渐增大，如图7。且任一时刻两个力传感器压力示数之和为定值，如图7。
（3）实验过程中木块始终处于力矩平衡状态，即M=M。
其理论推导如下：如图8，设右侧力传感器测力钩与木块接触点为转动轴，两个力传感器测钩间的距离为L，右侧细绳离木块底部的高度为h，则有：
实验结论：对于任一确定的水平拉力F3，在上述理论推导中，通过测量具体的h、L值，由（3）式可以求得F1、F2的对应理论值。当水平拉力变化时，刚体不同处所受弹力是变化的，变化过程则由实验图线得以清晰地实时显示，如图6。
[实验小结]
（1）转换实验测量的操作创新――本实验将刚体用两个传感器支撑，使得刚体所受支持力能被方便测量，从而达到探究刚体平衡条件下不同处所受支持力的目的。同时，将刚体所受外力（摩擦力、重力、桌面的支持力）的力矩关系，合理地转换为刚体的重力和支持力（两个）的力矩关系，因摩擦力力矩为零。
（2）结合DISLab实验系统的技术创新――力传感器的使用，可以及时测量得到两支持力随拉力发生变化，准确地揭示不同处弹力的变化规律，结合理论推导，强化刚体平衡和力矩平衡的概念。同时，本实验为高中力矩平衡时刚体不同处支持力的变化的教学提供了一个全新的实验支持。
（3）提供创新多元化的设计思路――在这一类实验设计中，创新主要体现在实验设计上，对于处于力矩平衡的刚体，除了可以测量支持力，还可以测量拉力、摩擦力、电磁力等。该思路可运用到其他实验中。
3.3 联系生活，趣味性实验：输液中的物理知识解析
本实验主要结合“物理模拟原理”的设计思想，合理模拟静脉输液，利用压强传感器，实时测量和动态显示瓶内气体压强，从而认识其中蕴含的物理知识。
[实验目的]
利用DISLab测量模拟双瓶连续输液装置中两瓶内的气体压强，定量揭示输液中的物理知识。
[实验原理]
当温度一定时，气体的压强与气体体积及气体质量有关，即PV=C（T恒定）。
[实验器材]
压强传感器2个，数据采集器，计算机，自制模拟连续输液装置等。
[实验装置]
本装置可以分别模拟单瓶输液与双瓶连续输液，如图9所示。自制模拟双瓶连续输液装置如图10所示，由上下两端均开一个圆孔的两个塑料瓶组成，塑料瓶固定在铁架台上，右瓶为输液主瓶，左瓶为输液副瓶。瓶上端孔用橡皮塞塞紧，橡皮塞中的胶管与压强传感器相连；瓶下端孔也用橡皮塞塞紧。如图9主瓶下端橡皮塞中插入一根医用输液管a（管中有观察液滴的小窗口及控制输液速度的小压轮），其下端置于相当于人体静脉的烧杯中；两橡皮塞中由一根胶管b将双瓶药液连通，副瓶下端孔橡皮塞中插一细管c（截面略小于b管），c开口向上与大气相通。主、副瓶中装入大半瓶的红色水代表药液。
[实验过程]
（1）按照实验装置图，组装实验仪器。
（2）将两个压强传感器接入数据采集器，然后连接至计算机。
（3）启动DISLab，点击“通用软件”，打开实验设置，设置压强传感器的采样频率；选择组合图线，横坐标为时间，纵坐标依次显示传感器示数。
（4）模拟单瓶输液实验：
①将插在副瓶下端孔橡皮塞中的b管拔出、开口向上置于大气中，由主瓶单独模拟单瓶输液实验。
②将a管用小压轮压住，用夹子K夹住b管；在主瓶中装入模拟药液的红色水，并将主瓶上端孔用连着胶管和压强传感器的橡皮塞塞紧。
③点击“开始”，压强传感器测量输液前瓶内的气体压强。
④旋松a管小压轮，通过a管滴液小窗口观察到主瓶药液快速流出，同时记录瓶内药液上方的气体压强。
⑤当压强变化到一定值时，输液基本停止；松开b管夹子K，使进气管与大气相通，通过a管滴液小窗口观察主瓶输液状态，同时记录瓶内药液上方气体压强的变化。
⑥一段时间后，停止数据采集，并保存“压强-时间”图线；见图11。
（5）模拟双瓶连续输液实验：
①让b管恢复连接主副两瓶，c管开口向上置于大气中，由主副两瓶共同模拟双瓶连续输液实验。
②将a管用小压轮压住，用夹子K1、K2分别将副瓶下端孔橡皮塞中的b管和c管夹住；在主副瓶中装入模拟药液的红色水，并将主副瓶上端孔用连着胶管和压强传感器的橡皮塞塞紧。
③旋松a管小压轮，通过a管滴液小窗口观察主瓶药液，开始较快流出后滴速变慢，最后输液基本停止。
④点击“开始”，压强传感器分别测得两瓶内的气体压强；同时松开b管和c管的夹子K1、K2，通过a管滴液小窗口观察主瓶输液状态，同时观察主副瓶内液面的变化，并记录瓶内药液上方气体压强。
⑤一段时间后，停止数据采集，并保存“压强-时间”图线；见图12。
[数据分析]
（1）模拟单瓶输液实验，由图11可知：
①模拟输液前，主瓶内气体压强P1=101.26 kPa；堵住进气口、旋松小压轮后，由于瓶内药液减少，使气体体积变小，气体压强变小；一段时间后，系统平衡，药液基本停止流出，此时气体压强P2=99.44 kPa；利用玻意耳定律可计算，气体体积相对增加量约为1.83%。
②松开b管夹子K1后，b管与大气相通，瓶外空气迅速进入瓶中，可观察到大量气泡从液体内冒出；气体温度与体积几乎不变时，因气体质量增大使压强瞬间增大，药液重新开始流出；此后以正常速度输液时，气体质量不断缓慢增加，液面缓慢下降，在实验测定短时间内气体压强保持在P3=100.08 kPa不变。
③P1=101.26 kPa，P3=100.08 kPa；P1与P3之差约为1.18 kPa，相当于12.04 cm高水柱产生的压强，实测此时瓶内液面与进气管b处液面高度差约为12.0 cm。
（2）模拟双瓶连续输液实验，由图12可知：
①b管被夹住时，压强传感器1所测主瓶内气体压强为主瓶已停止输液、体积增大时的压强值P1=97.50 kPa；压强传感器2所测气体压强为副瓶未工作时气体压强值P2=101.05 kPa。
②同时松开b管和c管的夹子K1、K2，开始时副瓶气体压强大于主瓶，药液从副瓶流入主瓶，主瓶内气体体积变小、压强变小；在外界空气尚未经c管进入时，副瓶中气体压强变小，最小为99.60 kPa；之后外界空气经c管进入副瓶，副瓶气体压强瞬间增大，而主瓶气体则因体积继续变小，压强继续变大。
③当正常输液时，主瓶内液面位置不变，气体体积不变，压强不变，气体压强为P1'=100.35 kPa；副瓶药液流入主瓶，液面下降，外界空气不断进入，在实验测定时间内，气体压强为P2'=100.25 kPa不变。
④P1'=100.35 kPa，P2'=100.25 kPa；P1'与P2'之差约为0.10 kPa，相当于1.02 cm高水柱产生的压强，实测此时副瓶内液面比主瓶内液面低约1.0 cm左右。
[实验结论]
（1）单瓶输液时，进气管作用十分重要，药液输入人体静脉时，瓶内气体的压强因体积增大而减小；由于外界空气通过进气管及时进入，使瓶内气体质量增加，因而气体压强能在相当一段时间内保持基本不变，从而使输液正常进行。
（2）双瓶连续输液时，主瓶输出的药液由副瓶补充，主瓶内液面位置不变，气体体积与压强均保持不变；副瓶中药液不断流向主瓶，外界空气经进气管进入副瓶，在一定时间内，气体质量增加而保持压强不变；在整个输液过程中，待副瓶内的药液全部输完后主瓶才开始输液。双瓶连续输液的优点在于能自动补充药液，减轻医务人员的工作量，提高输液效率。
[实验小结]
（1）体现“物理模拟原理”的设计思想――通过自制模拟连续输液装置，一方面锻炼学生的设计能力和操作能力，另一方面突显模型在物理学习中的重要地位，而模型化也是物理学习的思想之一。
（2）选取气体压强作为研究――在输液过程中，药液上方气体压强值的变化，能够间接反映装置的输液状态。结合实验观察，也对学生从实例中认识玻意耳定律，有一个更直观的感受。
（3）结合DISLab实验系统的技术创新――首次用DISLab结合自制模拟连续输液装置，通过单瓶与双瓶两次模拟输液实验，借助于压强传感器精确测定输液过程中药液上方气体压强值的变化规律，解决了长期以来的技术难点，取得理想的实验效果。
4 结 语
基于DIS的物理实验创新，作为数字化技术与传统实验的整合，其本身就是一种创新。冯容士先生指出：“实验教学承载着创新性教育的重任，将实验教学中的创新予以归纳，上升到理论和技法的高度，反过来再用以指导实验的创新，其本质是学生思维品质的提升和科研素养的积累。而这正是培养创造型人才的必需[7]”。这正是其主要特点，即对学生创新能力的培养以及创新思维的激发。
参考文献：
[1]朗威数字化信息系统实验室V6.0用户手册[Z].上海：上海市小学数字化实验系统研发中心，2007，1.
[2]张公政.传感器实验与高中生创新能力的培养[D].武汉：华中师范大学硕士学位论文，2008.
[3]朱目强.数字化实验的特点概述[Z].人民教育出版社课程教材研究所“新课程在线”，2008.
[4]陈灵，彭成红.加强研究性实验教学提高学生的创新能力[J].实验室研究与探索，2010，29（8）：202.
篇（10）
2、单选题（）的特点是提出新观点、新概念或新模型，侧重理论证明和模拟分析。A
A.理论性B.实验性C.描述性D.设计性
3、单选题（）的重点在于实验的设计方案以及对实验结果进行的观察和分析。B
A.理论性科研论文B.实验性科研论文C.应用性科研论文D.综合性科研论文
4、单选题（）是测量的正确程度，即测量结果所能显示测量对象所需测量特质的程度。
AA.效度B.实度C.信度D.测度
5、单选题（）是对科学问题的提炼、分解及解决的过程。DA.课题规划B.课题申报
C.课题立项D.科研过程
6、单选题（）是对某一专题或某一论题具有独到学术观点的著作，它有学术论著、学位论著之分。BA.学术著作B.学术论著C.专题论著D.论文著作
7、单选题（）是发表在国内外正式出版的学术期刊上的文章、通讯或报道，一般包括综述、文章、简讯（简报）等。BA.网络论文B.期刊论文C.学术著作D.会议论文
8、单选题（）是反映客观现实的一种思想，是对研究对象有所断定的一种思维方式。A
A.判断B.推理C.想象D.直觉
9、单选题（）是反映论文价值的最直接体现，是评价科研成效的公开尺度。B
A.论文撰写B.论文索引C.文献检索D.
10、单选题（）是科研工作者必备的一种基本技能，是科研工作的重要过程。AA.论文撰写B.论文索引C.文献检索D.
11、单选题（）是科研选题的使动环节，具有重要的战略意义和指导作用。A
A.提出问题B.构建方案C.选题报告D.申报取向
12、单选题（）是科研意义中最基本的意义。A
A.创造学术价值B.推动技术进步C.传承科研技术D.促进社会发展
13、单选题（）是人类所拥有的一种智能，是一种高级的形象思维活动。C
A.判断思维B.推理思维C.想象思维D.直觉思维
14、单选题（）是通过对学术期刊整体水平的评价，来界定刊载在该期刊上的学术论文水平和质量的评价方法。BA.指标评价法B.期刊评价法C.专家评价法D.综合评价法
15、单选题（）是为了申请相应的学位或某种学术职称资格而撰写的研究论文。D
A.科学论著B.客观论著C.学术论著D.学位论文
16、单选题（）是研究者在科研工作中必不可少的参考文献，也是追踪国内外科研前沿最直接的科研信息来源。B
A.综述性文章B.专栏性文章C.报道性文章D.专题性文章
17、单选题（）是指大脑在思维时呈现的一种扩散状态的思维模式，属于弹性思维基本类型之一，与收敛思维相对。AA.发散思维B.联想思维C.反向思维D.直觉思维
18、单选题（）是指在科学研究过程中，为解决课题研究中出现的科学问题、技术难点所使用的研究方法。BA.科学方法B.科研方法C.哲学方法D.一般方法
19、单选题（）是指在某一领域中，针对某些热点问题而举办的学术会议。规模较小，但议题较为重要。CA.团体固定会B.代表会议C.专题会议D.研讨会
20、单选题（）是指针对某一研究领域中的一些重点问题，召集一些相关的学术代表而举行的学术会议。此类会议规模相对较大，内容丰富，参会人数较多，影响面广。A
A.代表会议B.专题会议C.研讨会D.团体定期会
21、单选题（）是追求事物的原本，以探索事物的本质为目的，以发现事物的内在的、特定的规律为目标。C
A.常规认识B.基础认识C.科学认识D.哲理认识
22、单选题（）是最根本的思维方法，是研究各类方法的理论基础和指导思想，对一切科学具有最普遍的指导意义。CA.科学方法B.科研方法C.哲学方法D.特殊方法
23、单选题（）一般有独著、合著、编著、主编、编写等类型。C
A.科学论著B.客观论著C.学术论著D.学位论著
24、单选题（）一般指对研究情况的一种突如其来的领悟或理解，亦指突然跃入脑际的，能阐明问题的思想。DA.判断思维B.推理思维C.想象思维D.直觉思维
25、单选题（）指以模型和原型之间在物理过程相似或几何相似为基础的一种模拟方法。
AA.物理模拟B.数学模拟C.职能模拟D.数字模拟
26、单选题（）治理是一个系统工程，需要全社会各阶层的人士参与，并需要职能部门干预。AA.学术腐败B.学术不端C.学术失范D.学术不正
27、单选题（）属于弹性思维范畴，通过由此及彼的思维过程，开拓研究者的思路。B
A.推理思维B.联想思维C.直觉思维D.发散思维
28、单选题（）属于科学认识的"硬件"，即在科学认识活动中进行观察、测量、计算、存储信息的各种物质手段。BA.科学方法B.科学器材C.科学探索D.科学计量
29、单选题创新思维的（）是指研究者的思维活动不受常规思维定势的束缚和局限，并且能够根据具体的科研对象自由、灵活地采用多种思维方式探索问题的答案。D
A.跳跃性B.创新性C.批判性D.灵活性
30、单选题对缺乏科研实际经验的初学者，（）的选取对科研工作的成败至关重要。B
A.科研方法B.科研策略C.科学选题D.科学创新
31、单选题根据实验结果性格的不同分类，可分为（）DA.探索实验验证实验模型试验等B.化学实验 物理实验生物实验等C.地面试验空间实验地下实验等D.定性实验定量实验结构实验分析实验等
32、单选题科学发展和技术进步是（）形成的基础，而新的科研方法的发现和创立，又使科研工作得以有效的进行，从而促进科学和技术的新飞跃。A
A.科学方法B.科学器材C.科学探索D.科学创新
33、单选题科研的（）阶段是把以确证的假说同原有的理论协调起来，统一纳入到一个自治的理论体系或技术体系中，使其形成结构严谨、内在逻辑关系严密的新理论体系。C
A.提出假设设计B.获取科技事实C.建立创新体系D.理论技术检验
34、单选题科研的（）阶段是科学研究中具有战略意义的阶段？A
A.确立科研课题B.获取科技事实C.提出假说设计D.理论技术检验
35、单选题科研方法中，演绎推理的主要形式是三段论，其中不包括（）B
A.大前提B.中前提C.小前提D.结论
36、单选题科研规划中，（）是科研规划的中层，是指规模较大、时间较长的科研计划。
BA.科研方向B.科研战略C.课题计划D.课题总结
37、单选题科研课题收集的标准不包括（）DA.针对性B.代表性C.可靠性D.连续性
38、单选题科研论文是以（）形式对最新科研成果的记录，它是科研成果的一种直接体现，也是学术交流的重要形式之一。AA.文字B.报告C.图表D.记录
39、单选题科研中，信息方法的作用不包括（ ）C
A.功能抽象B.科学预测C.科学决策D.结构探析
40、单选题利用书目文献数据库、全文数据库对课题相关知识点、事实和文献进行检索，属于论文检索的哪种方法（）AA.工具法B.引文法C.借鉴法D.探讨法
1、多选题抄袭剽窃是一种极为常见的学术腐败现象，是对科研规范破坏力极大的一种学术腐败现象，其具体表现形式有（）BCDA.夺取式B.拿来式C.拼凑式D.抢占式
2、多选题成果查新时，关键词的选择应注意些什么（）ABCDA.检索词是否覆盖查新点B.检索词的不同表达方式是否找全C.注重专业词的选择D.不可忽略缩写词
3、多选题创新思维的特征有（）BCDA.突发性B.创新性C.批判性D.灵活性
4、多选题从科研领域考虑，科研论文一般分为（）等基本类型。ABCA.理论性B.实验性
C.应用性D.科学性
5、多选题从期刊论文性质及作用的角度出发，期刊论文的特点有（）ABCDA.原始报道B.探索创新C.推翻旧论D.丰富发展
6、多选题代表性的弹性思维有（）ABCDA.发散思维B.收敛思维C.跳跃思维D.纵向思维
7、多选题对光纤光栅的作用方式而言，包括（）ABCD
A.机械传感方法B.电磁传感方法C.热传感方法D.震动传感方法
8、多选题对某一科研部门或课题组而言，科研规划主要包括（）ABC
9、A.科研方向B.科研战略C.课题计划D.课题总结
9、多选题发散思维中，基于光栅性质的研究方法有（）BCA.震动传感方法B.波长漂移方法C.带宽传感方法D.电磁传感方法
10、多选题根据会议延续时间的长短，可分为（）等差异。ABCD
A.长期会议B.短期会议C.定期会议D.不定期会议
11、多选题根据我国的国情，目前科研课题的来源有（）ABCD
A.指令性课题B.指导性课题C.委托课题D.自选课题
12、多选题就认识层面而言，认识活动可分为（）ACD
A.常规认识B.基础认识C.科学认识D.哲理认识
13、多选题科学观察的原则有（）ACD
A.客观性原则B.特殊性原则C.全面性原则D.典型性原则
14、多选题科学实验缺陷的产生主要有（）等原因。ABCD
A.实验假象B.实验误差C.实验极限D.实验限制
15、多选题科研的特点包括：（）AB
A.科研继承性B.科研创新性C.科研探索性D.科研常规性
16、多选题科研方法的重要作用体现在（）ABC
A.正确的科研方法对科研工作的成败起着至关重要的作用B.错误的科研方法会导致荒谬的结论甚至伪科学C.科研方法在一定程度上决定着科研的成败D.科研方法是科研成败的基础
17、多选题科研工作者对于专业知识的学习，初学者应该做到（）ABCD
A.学无止境，常学常新，常研常进B.对本专业的经典文献要精读细研C.批判性阅读，独立性思考，切忌因循守旧D.要把专业知识的学习与课题研究相结合
18、多选题科研课题方案设计的原则有（）ABCD
A.科学性原则B.创新性原则C.规范性原则D.统计性原则
19、多选题科研课题立项后，需注意处理好（）相关事宜。ABCD
A.确认立项，填报计划B.审批计划，下拨经费C.调整分配，落实任务D.分项把关，发展研究
20、多选题科研论文的学术性主要表现在（）ABC
A.研究的科学性B.内容的专业性C.读者的专业性D.研究的准确性
21、多选题科研论文的质量把关有（）等方式。ABCD
A.健全的监控规程B.成立审查小组C.课题组例会D.随机性检查
22、多选题科研论文评价的原则（）ABCD
A.公正性原则B.准定量原则C.创新性原则D.可比性原则
23、多选题科研论文文献检索具有如下重要作用（ ）ABCD
A.资源开发B.协决策C.继承和借鉴D.便捷及高效
24、多选题科研思维具有哪些特点（）ABCD
A.客观性B.能动性C.多样性D.交叉性
25、多选题科研选题中涉及的主要内容有（）ABCD
A.提出问题B.构建方案C.选题报告D.申报取向
26、多选题科研中，现代方法包括（）BCD
A.客观方法B.系统方法C.控制方法D.信息方法
27、多选题课题设计书是课题方案设计的实现形式，一般可分为（）AB
A.研究性课题设计书B.实验性课题设计书C.规划性课题设计书D.创新性课题设计书
28、多选题论文编辑加工设计的范围较广，一般分为（）BCD
A.文摘加工B.内容加工C.文字加工D.技术加工
29、多选题论文检索的方法有（）AB
A.工具法B.引文法C.借鉴法D.探讨法
30、多选题论文投稿成功的原因有（）ABCD
A.专业论文为重点B.期刊选择要适合C.权威期刊敢投稿D.学术争论须有据
1、判断题捕捉信息，是思维探索和理论抽象的事实基础，也是科学发现和技术发明的重要手段。（）√
2、判断题参会者在会议上的口头报告或张贴报告不论是否通过大会论文评审组的评审，都会由大会统一印刷成论文集并公开出版。（）×
3、判断题查新机构保证对本合同及所附材料的技术内容在查新工作期内保密。（）√
4、判断题查新完成后，查新机构对有关电子、纸介材料应予以存档，永久不得销毁。（）×
5、判断题成果创新查新是科研论文投稿前应当首先进行的工作，此项工作不可轻视。（）√
6、判断题是实现科研成果退出最快捷、最直接、最有效的方式之一，也是科研人员进行学术交流和技术推广的重要途径。（）√
7、判断题根据科研论文的理论价值、实用价值和社会意义的大小，可以设计出高级科研论文、中级科研论文、和低级科研论文三种评价等级。（）×
8、判断题科技文献稿件可以一稿两投或者将本来属于篇文章的内容拆成两部分，作为两篇文章投稿。（）×
9、判断题科学方法属于科学认识的硬件。（）×
10、判断题科学工作者一旦有了研究成果，必然希望尽快公诸于世并得到学术界及社会的承认，期刊论文是唯一的有效途径。（）×
11、判断题科学论文的学术性是指科研论文所具有的学术价值。（）√
12、判断题科学认识是人们对事物规律性的高度抽象，是对事物普遍的、规律性的认识
和把握，属于高级认识层面。（）√
13、判断题科学实验方法可以简化和纯化研究对象，起到加速或延缓研究对象变化的作用。（）√
14、判断题科学研究对象从广义上讲，是指客观世界（包括自然界、社会、人类思维）。（）√
15、判断题科学研究是人类的一种具有创造性的活动，方法问题是科研工作中的一个重要问题，事关科研工作的成效。（）√
16、判断题科学研究最大的特点在于创新，科研过程绝不拘泥于固定不变的步骤。（ ）√
17、判断题科研抽象侧重事物的统一性而往往忽略其差异，若使用不当则很容易以偏概全，得出错误的结论。（）×
18、判断题科研的目的是发现别人未发现的真理，而公开出版的国内外学术期刊，则是确认这种科研成果的正式而有效的主渠道。（）√
19、判断题科研方向是科研规划的中层，是指规模较大、时间较长的科研计划。（）×
20、判断题科研课题的基本类型有理论性研究课题、实验性研究课题和综合性研究课题三大类。（）×
21、判断题科研课题的可行性原则包括研究基础、试验设备和智慧技能。（）√
22、判断题科研课题方案中，实验型方案设计一般指通过设计实验方案，进行实验造作的手段，对科研课题的具体内容与方法进行设想和计划安排。（）×
23、判断题科研课题是科学研究的第一步，具有战略性和全局性的特点。（）√
24、判断题科研论文，就发表形式而言，一般包括期刊论文、学术著作和会议论文3种基本类型。（）√
25、判断题科研思维的过程是：科研问题科学思维方式认识成果。（）√
26、判断题科研思维是研究者在科研工作中为解决问题而采用的科学思维方式。（）√
27、判断题科研思维属于抽象思维，而逻辑性是抽象思维的一种基本特性。（）√
28、判断题科研选题的程序是：提出问题形成假说查阅文献构建方案确立课题。（）×
29、判断题科研中，模拟方法可以作为最初的实验研究之用，也可以代替真是的实验。（）×
30、判断题科研中期是问题的研究与阶段成果的积累阶段。该阶段的主要任务是：科研资料收集，文献阅读，研究思路整理，以及科研选题方略设计。（ ）×
31、判断题克隆干细胞造假事件属于学术腐败急功近利经典案例。（）√
32、判断题课题调研，收集科研信息，是科研工作初始阶段的必要过程。（）√
篇（11）
2012年教育部办公厅发教高厅[2012]2号文下发了《精品资源共享课建设工作实施办法》，明确指出，精品资源共享课建设的目标与任务是：促进教育教学观念转变，引领教学内容和教学方法改革，推动高等学校优质课程教学资源通过现代信息技术手段共建共享，提高人才培养质量，服务学习型社会建设。同时要求课程资源需具系统性、丰富性和适合网络传播性，使其成为多层次、多类型的优质课程教学资源共建共享体系。并且鼓励高等学校采取校际联合、学校与社会联合等方式，建设精品资源共享课，实现课程共建共享。该实施办法第三条要求所申报的课程需在长期教学实践中形成独特风格，教学理念先进、方法科学、质量高、效果好，得到广大学生、同行教师和专家以及社会学习者等的好评和认可，在同类课程中具有一定的影响力和较强的示范性。
对照教育部的上述要求，我们感到东南大学大学物理精品课程近十年来持续建设的目标和取得的成果与此次转型升级的各项条件完全吻合，其成果、目标、认可度皆达到满意程度。本文介绍所取得的成果、资源，研究共建共享课程建设的思路和问题及课程建设的走向。
一、课程建设成果与资源
东南大学大学物理课程，在2004年获得国家精品课程称号之后始终坚持精品课程持续建设的探索与实践，不断发展课程的优势和特色，同时以优质教学资源的研发为先导，以现代信息技术的应用为手段，改造课程，改革教学，创建了具有时代特色的大学物理课程一体化教学体系。经过近十年的探索和实践，取得了一系列的可喜成果。
课程一体化教学体系是指，将三种课堂（教师课堂、网络课堂和实践课堂）结合为课程教学的一个大课堂，将三类优质教学资源（纸质教材、数字教材和网络教材）集合为课程教学统一使用的资源，将多种能力（工程实践能力、论文撰写能力和国际交往能力等）的培养综合为课程教学的总体目标，由这两个“三”一个“多”有机结合构成“三位一体”的物理课程教学体系。
三位一体的教学体系核心是灵活的教学模式（本文不做过多的讨论）和多层次、立体化的教学资源。如果没有系统性、层次性和多样性的资源，不仅教学内容的组织缺少支撑，上述课堂的结合也无从实施。因此，建设多类立体化优质教学资源非常必要。经过近十年持续不断的内容扩充、修编、新编、翻译等，我们打造了立体化、多层次的在全国具有重大影响力的经典系列教材精品，并由此建成了纸质教材、电子教材、网络教材三大类18种优质教材。
其中纸质教材以《物理学》、《物理学教程》为核心；电子教材以《大学物理电子教程》、《大学物理模拟板书式电子教案》为核心；网络教材以《大学物理网络课程》2.0版、《教学素材库》为核心。该系列教材在满足我校每年4000余名学生个性需求的同时，还被国内各类高校广泛采用，且受到一致好评。2006年至2012年，仅马文蔚主编的《物理学》（第五版）和《物理学教程（第二版）》的发行量就达300余万册。
在教师课堂教学资源中，我们着力在丰富的资源中组织、提炼研究性元素用于研究性教学；网络课堂资源中，我们进一步拓宽视野与功能实效，对网络“工作室”（第二版）增加了面向国际、引发思考、培养工程实践能力等大量模块；实践课堂资源中，我们加强课程知识与研究实践结合平台的建设，将“工作室”（二版）与“大学物理网络课程”和“教学素材库”等联合，建立了面向全体学生的基于互联网的学习空间，实现教师指导下的学生网上助学和自主研学，同时在教师指导下，学生个人或小组自选研究课题，进行科技制作、科研探索、撰写研究论文、成果答辩等。尤其值得一提的是，由东南大学在校学生自发组织的成立于2010年的“大学生物理学会（Society of Physics Students）东南大学分会”，是“大学生物理学会”在中国大陆地区设立的第一家分会，并成为连接课堂学习与学生实践的重要桥梁。分会旨在帮助学生建立专业技能以外的其他技能提供外展（outreach）的学术服务等。分会会员人数从最初的几个人发展到现在的40～60人，学生每周都自行开展分会活动，多次举办了高水平物理讲座，此外还通过展开国际交流、参加竞赛活动等方式，促进学生的物理学习与研究实践。
经过多年的探索与实践，我们在一体化的教学体系和教学资源的建设方面取得了丰硕的成果，获得了各方的好评。
二、精品资源共享课的共建共享思路与存在的问题
1. 大学物理精品资源共享课建设初探
转型升级中的资源分类、整合和呈现。“转型升级”是指对原有“十一五”国家精品课程所做的改造，改造的结果是要达到资源的实用性并实现资源共享。其中的“实用性”是指资源要课程化，原有十一五精品课程中的资源缺乏课程的组织，往往只是一堆供人们查询的被动材料，而转型升级就是要把被动的资源变成学习元素中的一分子，在学习过程中呈现出资源的内容。“共享”就是指资源为学习对象所共同分享。“十一五”精品课程虽然也提倡共享，但由于建设经费投入主体、知识产权对象以及资源结构分布等因素的不明晰，使得共享进展不利。此次转型升级后的资源共享将在法律基础上得以保证。
资源主要分两类――基本资源和拓展资源。基本资源是指能反映教学基本元素的素材，包含课程简介、课程大纲、教学日历、基本要求（重点与难点）、章节作业、教材内容、课程设计、全程课堂录像和习题与解答等。拓展资源是指丰富教学基本要求的辅助元素，包含数字（网络）课程、在线作业与检测系统、演示实验、物理拓展案例和专家讲课等。以知识点的相互关联来整合资源、以课堂录像为核心来呈现知识点，是此次转型升级的特征，并且知识点是以关联度和点击率动态来排序的。举个例子，角动量这个知识点在质点力学、刚体力学、电磁学和近代物理等章节中都有关联，那么角动量这个知识点排序就靠前；同时若学习者点击某个知识点的频度高，那么这个知识点的排序也会向前移。这种呈现方式，对学习者和管理者都有显而易见的好处。它使获取资源的途径变得更直接、方便，也使整个资源共享课程更具实用性、简洁性，从而实现了资源全方位地为学习者提供服务的建设目标。资源共享课的结构特征已成为一种新的教学模式。
2. 精品资源所搭建的教学资源体系
东南大学大学物理课程资源非常丰富，面对理工科不同层次的学生，我们组合了三个层次的教学资源――面上的、特殊的和选拔的。“面上的”是指面对绝大多数的工科学生群体；“特殊的”是指面对少数民族学生开展的教学活动；“选拔的”是指对那些比较而言更优秀、英语水平高的学生。除了上述教材资源，还有大量的数字或网络资源在支撑着我们的教学，比如我们的“大学物理素材库”、“大学物理网络课程”和“模拟板书电子教案”等，这为我们的课堂教学提供了丰富的教学辅助。上述资源成为我们此次转型升级后的精品资源共享课的实物基础。
3. 精品资源共享课存在的问题和对策
从先期我们提交精品资源共享课资源的过程来看，教育部的顶层设计以“全程教学录像”为核心关联知识点的思路是对的，以“课程概要”、“基本资源”、“拓展资源”、“资源库”、“参考资料目录”等的模块组织课程，内容上是完整的，结构上也是合理的，形式上也是简单的。但是组织形式上显得过于简单化，原因在于学习者不仅仅需要资源的丰富性、系统性和连贯性，更需要学习的组织性、评估性和反馈性。课堂教学中的这一切，无疑是由教师来承担的，可是资源共享课中恰恰缺少了这个“先行组织者”（当代美国著名认知教育心理学家奥苏伯尔提出的）。先行组织者在功能上要发挥“教师”的作用，要组织好教学内容、控制好进度、掌握好深度，还要能对学习做出评判。下面，以刚体学习中引进某章前的组织材料，来看一下先行组织者在引导课程进展中的作用。
一密度均匀的圆盘上面固定着两个可看做质点的物体A、B，圆盘以角速度ω绕固定轴转动，其中rA < r B，试比较：
线速度大小vA ――vB ，角速度大小ωA―――― ωB 。
物体A 的线速度v A与角速度ωA之间的关系为――――――
物体A 的切向加速度和法向加速度分别为：at= ―― an = ――
答案：
vA
若上面问题回答得还不熟练，请再查阅前三章中的相关内容；
