今天小编为大家精心挑选了关于《物理模拟论文(精选5篇)》相关资料，欢迎阅读！【摘要】本文主要论述了用FlashMX模拟物理实验的基本思路和方法，重点阐述了人教版高中物理第十六章第一节《电磁感应现象》实验-模拟实验的制作思路、制作原理、制作的方法和技巧及应用FlashMX的ActionScript的编程技巧。
物理实验中的模拟法
摘要：模拟法，是通过制作与设计与原现象、原型以及过程相类似的一种模型，并用制作出的模型来研究原现象、模型、过程的一种手段方法。该种方法，通常应用在物理的教学实验中，其可以再现转瞬即逝的物理和自然现象，可以将现象无限的进行放大或缩小，也可以对复杂的现象进行简化，同时也可以对无法观察内部的系统进行模拟。在物理实验教学中，模拟法不仅仅是一种单纯的教学手段，同时也是不可或缺的教学辅助工具。随着人类的不断进步以及科学技术的不断发展，模拟法在人类认识大自然，认识世界中起到了越来越重要的作用。
关键词：物理实验 教学模拟 模拟手段 模拟模型
从物理实验教学的角度讲，模拟法与类比法有着形式上的相似。其都是在实验室中将原型或者现象进行设计相似的模型，通过设计的模型，来对其原型或现象进行的分析与实验。在模拟的过程中，要根据其原型或原现象的本质特性，制作出相近似的模型，由此来研究原型，由于其原型与模型之间有着非常相似的特点，固模拟法可以分为两大类，即物理模型和教学模型。
一、直观模拟
由于物理概念的抽象化，学生单凭字面意思，很难理解其真正的含义，但是如果运用模拟的方法来将抽象的概念进行直观的表现出来，会让学生很容易理解。比如，在讲解缓冲装置的章节时，我们可以用一根比较细的线，下端悬挂上稍重一点的物体，将该物体提高到一定的高度，然后松手释放，物体下落到一定的距离，可将细线拉断，但是如果我们将细线的下端拴一段橡皮筋，再将物体悬挂在橡皮筋下方，然后将该物体提高到相同的高度，松手释放，结果细线没有被拉断，因为橡皮筋产生了缓冲。在讲解汽油机的工作原理时，通常是利用教学挂图或汽油机模型进行教学，学生往往缺乏感性认识，我们可以模拟汽油机火花塞点火、做功、取一个废旧小铁盒，另准备一支煤气电子点火枪，在铁盒底侧部开一个小孔，将点火枪头插入小孔，并四周密闭，不漏气，在盒内倒一些酒精(代替汽油)，并在盒底微微加热，然后用点火枪点火，接着就听到响声，盒盖被向上冲起。在一部透明的暗盒里安装一个电灯泡作光源，把一根弯曲的细玻璃棒(或有机玻璃棒)插进盒子里，让棒的一端面向光源，玻璃棒的下端就有明亮的光传出来，可以此来模拟光导纤维对光的传导作用。
二、对象模拟
对象模拟，就是在不打破被研究原型的规律以及自身特性的前提下，将其进行无限放大或无限缩小的模拟方法。对于对象模拟的设计理念，主要有两种：第一种，是对其被研究原型进行相关的解释以及内在特性所建立的模型;第二种，是为了突出被研究原型的主要特性以及本质，使其主要的特性更直接的表现出来所进行的模拟方法。比如在研究二极管的单向导电性时，笔者运用了该模拟方法，用出水的开关阀门以及打气筒的气门来进行模拟其单向性，这样不仅仅使学生加深了理解，更拓展了他们的想象空间。
三、物理相似模拟
在众多的科学领域中，往往直接去研究实际物体需要花费很大的人力物力财力，如果将其设计成类似的模型进行研究，将会事半功倍。在实际的研究中，比如用水来代替石油来进行其在某管道中的运動，将音响的模型放在风洞中来完成对其特性的测试，这些用模型来代替实物的实验，其结果与实际相差分毫，这种以模型来代替原型进行实验，其模型完全遵循与原型相同的物理规律，这种方法叫做物理相似模拟。在实际的物理教学中，物理相似模型的范例比比皆是，风洞实验，失重模型实验等。
物理课本中对于海市蜃楼的自然现象只是做了简单介绍，有条件的可以让学生观看视频录像，这种方式的教学根本满足不了学生的好奇心，要想让学生对该物理现象有更加深入的了解，只能是在实验室进行模拟实验，这样不仅仅可以增加学生对相关物理知识的深刻理解，更能引导学生探索大自然的奥秘，使学生认知自然，认知世界。首先，我们可以在三面透明的玻璃箱中放入若干白糖而不加搅拌，使糖水造成折射率岁深度而变化，而最大折射率出现在含糖较多的容器底部，以此来模拟大气折射率随高度而变化。当用氦氖激光光束从侧面射入此溶液时，即可看到光束弯曲现象。然后再作海市蜃楼模拟，使之起到突破时空限制，重视自然奇景之目的。
四、过程模拟
所谓过程模拟，指的是在具体的物理实验过程中，将其实验的过程简单化和理想化，在不影响被研究对象的前提下，根据简单和理想化的过程，而设计出的模型。由于过程模拟的过程简单，容易掌握。
对于物理教学中气体压强的分子论运动，一般都是以撑着的雨伞上面落得雨滴来讲述，如果这种大分子对器壁的碰撞，用豆粒或者细砂放在平衡天平上的任何一端，这种现象来类比分子运动论的观点，学生接受起来会更加容易。物理教学中的对于布朗运动的模拟，拿一根试管，里面放上半管铁屑，将试管直立和平放，用此方法来模拟铁棒的吸磁和退磁，这个实验也是过程模拟的案例。
在物理教学中的导电机理章节，虽然电子的运动容易理解，如果加以实际模拟，会更加加深学生对此机理的理解。对于曲线的运动，分解和合成是重点和难点，在对相关的实验进行演示后，教师可以利用手边的物体，比如粉笔或者油笔，对此进行平抛运动的演示，首先，将手中的物体在身体前上方以匀速的运动进行，到某一个点上再以加速度的方式从上向下运动，以此来模拟平抛运动，对于学生来讲，看到后会更容易理解，对于教师来讲，在各个环节各个点都可以进行不同的分析。
五、仪器模拟
在一些仪器设备中，不少的仪器设备也是通过物理的模拟法所发明。气泡室，其发明者也是在一次酒会上，他注意到，啤酒杯里的气泡总是从容器的底部往上升，由此而发明的气泡室。云室，其发明者的灵感来源于气象站，在气象站，发明者观察到，当太阳的光线照射到环绕山顶上的云彩时，其会发出颜色各异的光线，这一物理现象，引起了发明者的兴趣，发明者根据这些现象的特征，在实验室进行了模拟实验，最终发明了云室。
六、模拟放大
在实际的物理教学中，由于一些物理概念很抽象，导致了学生在学习上困难，不能从概念上理解和观察其内部的状态和规律，抽象的事物往往会阻碍学生的思维，所以我们可以采用物理的模拟放大法，对物理概念进行模拟放大，根据其本质的特性，从空间和时间上对其进行放大，从而能够最直观，最形象地展现在学生面前。
在力的分解章节教学中，其要点就是对斜面上物体的重力进行分析，由于物体的重力是抽象，不易理解的概念，对其进行分解更是难上加难，在实际的教学过程中，笔者用毛球来讲物体进行放大，观察其运动轨迹，用分层次的海绵纸来模拟斜面，其毛球在海绵纸上的运动，以及海绵纸的被压状态，学生可以观察的非常清楚。
在多普勒效应章节的教学中，由于是波源与观察者之间存在着相对的运动，所以使得观察者感受到的频率会有所变化，根据其特点：两者的距离越近，观察者所接受到的频率就会越大，反之，观察者所接收到的频率就会越小。多普勒效应仅仅通过教师的讲解，学生未必能真正的理解。如果在规定的时间内，将观察者身边经过的人数来模拟放大声波，学生亲自参与到其中，这不仅仅活跃了课堂气氛，而且加深了学生对此概念的理解。
近些年，在物理的教学过程中，模拟法已经发挥了越来越重要的作用，该方法有其独特的一面，不仅能够开拓学生的视野，活跃课堂气氛，还能够激发学生的求知欲，最重要的是在物理教学的重点难点方面发挥着不可估量的作用。
参考文献：
[1]姚晓春.研究型课程的学科支持[J].现代教育研究，2013.
[2]刘红.教育学[M].北京：人民教育出版社，2010.
作者：刘亚杰
摘 要 随着信息技术的发展，网络逐渐应用于物理实验教学中。本文主要介绍了网络化物理实验模拟的目标以及应用，并提出了网络化物理实验的作用以及借助网络做好物理实验教学的基本原则。
关键词 网络资源 计算机 物理实验 模拟
How to Do the Simulation of Physical Experiment with the Help of the Network
LI Mingxi
（NO.2 Middle School of Shijiazhuang， Shijiazhuang， Hebei 051430）
0 引言
随着科技进步和信息技术的发展，教育教学也得以不断改革和创新，无论是在教学内容、教学手段上，还是教学方法上，都逐渐走向数字化。物理教学，尤其是物理实验是抽象性和操作性見强的学科，将网络技术应用于物理实验教学，会为物理实验教学开创一个全新的局面。如何借助网络做好物理实验模拟，建立信息化、数字化物理实验教学成为我们需要认真思考的问题。首先要明确物理实验数字化教学的改革目的和改革思路，不仅要对教学内容进行改革，还要对教学方法和教学评价方式进行改革。利用网络做好物理实验模拟，不仅有利于丰富教学内容，激发学生的学习兴趣，还有利于创建更加科学合理的教学模式，营造更加和谐舒适的学习环境。网络化的物理实验教学，有助于培养学生的自主学习能力和创新能力。
1 网络化物理实验模拟的目标
1.1 实现资源共享
目前，物理实验教学内容增加与课时不足是教师遇到的一个难题。如果在物理实验教学中融入网络技术，就可以丰富和充实教学资源。所以在物理实验教学中进行数字化、网络化教学十分重要。不仅可以扩充学习资源，还可以实现资源共享，更有利于提高学生的物理实验学习成效。网络化的物理实验与传统的物理实验相比，可以有效提高实验课程教学质量。开放的网络化物理实验教学，可以让我们在任何时间、任何地点进行学习。可以利用开放的网络平台找到适合自己的学习方法。因此，借助网络来构建物理实验模拟体系对于学生来说是十分必要的。
1.2 构建网络化物理实验模拟教学体系
构建网络化物理实验模拟的教学体系，可以提高学生对物理实验的兴趣。网络化教学是高科技提供给我们的良好契机，使学生能够近距离地接触物理实验。其实传统的物理实验教学与借助网络的物理实验模拟可以是相互互补的关系。通过传统的教学，学生可以掌握到各项物理实验的基本原理和相关知识点。掌握了必要的知识点后，通过网络化的物理实验模拟可以更清楚地掌握具体的实验步骤和实验细节，有利于学生亲自动手操作。同时，也增加了教学的科学性和多样化。借助网络化模拟物理实验，还可以让学生将学习资料或原始素材拷贝到U盘中，方便学生自主学习。
2 网络化物理实验模拟的应用
（1）模拟物理实验过程。在物理实验中借助计算机是必要的，首先它可以用来模拟物理实验过程，丰富物理教学内容，把许多难点内容变得通俗易懂。借助网络化模拟物理实验过程，其最主要的目的就是要激发学生的学习兴趣和积极性。比如，在滑动变阻器的教学部分，传统的教学方法使学生很难理解电压和电流是怎样随着滑动变阻器的变化而变化的，但如果在计算机上对该教学内容加以演示，使电压和电流随电阻的变化而变化，便可以直观感受相应数字显示或灯光强度变化。用虚拟的网络模拟物理实验演示，可以将视频、动画和图片等都有效结合起来，不仅可以将物理实验的概念以及目的清楚地表现出来，而且更加形象生动，能够带来理想的教学效果，同时还有利于培养学生的科学精神和创新能力。
（2）构建物理实验网络教学平台。物理实验网络教学平台的建立，是物理教学改革的一项重要举措，它能够使学生高效地从物理实验中学到知识。物理实验网络教学平台首先是一个网络资源平台，教师需要把所有的教学内容、实验操作演示和相关仪器使用说明都上传到网络物理教学平台上，这样，学生就可以随时随地对教学内容进行预习或者复习。这也是传统教学方法所不能做到的，物理实验网络教学平台可以根据学生的学习基础，解决学生在预习和复习过程中遇到的各种问题。
网络化的物理实验形式，融入了动画和图片等，提高学生对物理学习的兴趣。同时对于一些实验仪器设备比较难掌握和实验步骤比较复杂的实验，通过网络教学平台可以反复学习和研究，而且一些标准的操作流程还可以供学生下载，大大减少了教师在实验过程中所花费的时间，提高了物理实验课程教学效率。
（3）构建物理实验网络交流平台。物理实验教学的网络化，除了可以构建物理实验网络教学平台外，还可以构建物理实验网络交流平台。这种网络交流平台主要是为了方便教师与学生、学生与学生，甚至教师与教师之间进行交流。比如，学生可以在该平台交流和讨论所学到的物理知识，或者在物理实验中遇到的困难，还可以与同学们一起观看物理实验模拟过程，并谈论自己的心得与体会。教师可以利用该平台实时解决学生遇到的困难，或者与其他教师一起讨论课程进展和教学方式，以提高教学成效。
3 网络化物理实验模拟的作用
（1）有利于拉近师生之间的距离。借助网络平台进行物理实验教学，最大的好处就是拉近师生之间的距离，增加了师生之间的互动，巧妙地解决了师生之间交流困难的问题。通过网络化物理实验模拟教学，教师可以更加容易地与学生成为朋友，更方便地与学生进行沟通和交流。不仅给物理教学增添了趣味性，还提供了教学互动的良好平台。网络化物理实验模拟更容易吸引学生的注意力，让学生能够主动投身到物理学习中，满足学生的个性发展需求。
（2）有利于提高实验预习和复习效果。网络化物理实验模拟教学体系，为学生提供了充足的预习和复习资源，开拓了学生对于物理实验的认知。虽然物理实验教材是开展物理实验教学的基础，但仅凭一本教材是难以深入了解和认识物理实验的。对于课前完全不了解物理实验的学生来说，想要在课堂上又快又好地做好物理实验，是十分困难的。因此通过网络化的物理实验教学平台，极大地方便了学生进行物理实验的预习和复习。我们可以随时通过电脑或手机进行网上物理实验操作方法演示，包括教师的教学PPT和实验操作模拟，使学生能够在课前就对物理实验操作过程有充分的了解，并在课后进行系统而详细的复习。网络化的物理实验模拟也使预习效果有所提高，使抽象的知识具体化和形象化，使难以操作的实验都能生动地展现在学生面前，使学生在短时间内能够扎实掌握实验原理和实验操作方法。
（3）有利于提高實践能力和创新能力。借助网络对物理实验进行模拟，可以实现对学生实践能力和创新能力的培养。培养学生的实践能力和创新能力，首先保证学生有扎实的物理基础知识，只有具备了扎实的物理基础知识，才能在此基础上有所创新，有自己的深刻感悟。学生在观看实验操作的示范视频时，能够一边观看学习，一边寻找可用的设备来亲自操作一番，很好地提高了学生的操作能力，同时可以在操作的基础上，进行探索和创新。学生可根据个人能力和兴趣，开展简单的手边实验，这也是网络化物理实验教学的优势。通过物理实验教学的网络化建设，不仅培养了学生的自主学习能力，还培养了学生的实验操作能力及探索创新精神。
4 借助网络进行物理实验模拟演示的原则
（1）目的性原则。通过网络进行模拟实验演示，首先应该具有特定的研究内容，即目的明确。一般需要进行模拟的实验都是比较复杂的，学生不易理解和接受。而只需用简单的方法就能很清楚地解释物理现象的实验，是没有必要利用网络加以模拟的。因此，利用网络进行物理实验模拟，一定要有明确的目的性和选择性。让学生通过实验模拟感受一些较为复杂的实验，为学生提供直观的、形象的实验体会。基于网络的物理实验模拟演示中具有明显的优势，可以将物理现象和物理过程予以充分展现。
（2）科学性原则。物理学是以实验为基础的一门学科，具有科学性和严谨性，因此在借助网络进行物理实验模拟时，要遵循科学性原则。无论以何种形式来演示物理实验，都须以科学性为基本原则，使模拟的物理实验科学准确，只有这样才能很好地运用于物理教学。比如，利用网络演示的内容不能过于密集，也不能毫无规律，否则会使学生难以将注意力集中于教学内容中。设计的物理实验模拟要力求形象直观，尽可能接近实际操作，以有效引导学生理解和掌握实验操作要领，提高学习效率。
5 总结
目前对物理实验教学的改革主要集中于网络技术的应用。借助网络进行物理实验模拟，是一种新型的教学方式，可以与传统的物理实验教学互补。该教学方式是信息技术和网络发展到一定程度的必然产物，是未来物理实验教学的发展方向。网络化的物理实验模拟有利于提升教学质量，完善课程设置，并能激发学生的学习兴趣，很好地达到教学目标。
参考文献
[1] 李颖.大学物理实验数字化教学改革的探索[J].大学物理实验，2016.4：104-108.
[2] 张斌.现代教育技术与高中物理教学的深度融合[J].中国现代教育装备，2015.6：41-43.
[3] 陈军.从现代教育理论看信息技术对物理实验教学的优化[J].甘肃高师学报，2007.5：88-91.
[4] 韩志达.网络教学在大学物理实验教学中的应用[J].中国电力教育，2009.19：151-152.
作者：李铭熙
【摘 要】本文主要论述了用Flash MX模拟物理实验的基本思路和方法，重点阐述了人教版高中物理第十六章第一节《电磁感应现象》实验-模拟实验的制作思路、制作原理、制作的方法和技巧及应用Flash MX的ActionScript的编程技巧。
【关键词】电磁感应 元件 帧 关键帧 ActionScript
物理实验在物理教学中具有很重要的作用，适当的实验能帮助学生理解物理概念和物理原理，从而提高教学质量。利用多媒体技术模拟物理实验，将抽象的、难理解的概念、公式、定律等以动画形式直观再现，是现代信息技术在物理教学中的一个亮点。本文介绍在Flash MX平台下，制作人教版高中物理第十六章第一节《电磁感应现象》实验-模拟实验，供同行参考。
一 利用Flash MX制作物理模拟实验的基本思路和方法
第一，要制作物理模拟实验，就要掌握实验的基本装置、实验的具体操作细节和步骤，还要能将这些仪器、器材及组成仪器的各种零部件进行分解，剖析它们在不同的视角范围内的深度层次关系、远近关系、上下关系及在操作过程中不同零件在视角上的相对关系，以便将它们转化为Flash MX的各种元件。
第二，必须要掌握物理实验的基本原理，懂得各种物理定理、定律、物理公式及相应的数学推理、各种物理参数的含义，特别要掌握各种坐标系，如平面直角坐标系、空间直角坐标系、极坐标系、柱面坐标系、球面坐标系、Flash MX中的Flash坐标系及各种不同的坐标系之间的互相转换关系。
第三，要掌握如何将实验器材和仪器转化为Flash MX的元件。一般情况下把静态的不依视角而变化的物件绘制成图形(Graphic)元件，而将不断变化的零件绘制成影片剪辑(MovieClip)元件，将控制零件绘制成按钮(Button)元件，还要根据物体的深度层次关系将有些零件分解成几部分，使得在物体运动时产生远近、上下等关系。至于所需器材和仪器的图像可以从其他软件中获得或利用已有的图像文件，也可以用Flash MX的绘图工具绘制，动态变化的图像则可以利用程序绘制。把最基本的不可分解的零件或器材先绘制成Flash MX的最基本元件，稍微复杂一点的元件可由基本元件复合构成，组装成复合元件，再把不同的复合元件再进行有机连接，通过程序控制变成一个可独立运行的更复杂的复合元件，该复合元件可在舞台的任何地方调用，通过测试，不断修改直到满足实验的需要。
二 利用Flash MX制作《电磁感应现象》模拟实验
1.实验内容
闭合电路的一部分导体做切割磁感应线运动，实验装置如图1所示。
2.实验现象
当导体移动并进入磁场且垂直磁场方向移动时，电流计指针发生偏转，且移动速度越大，指针偏转越大越快;当导体反方向移动时，指针反向偏转;当导体在磁场外移动时，指针不发生偏转;当导体在磁场中静止不动或平行磁场方向移动时，指针不发生偏转。
3.实验原理
上述实验现象的规律可归结为下述原理：
第一，法拉第电磁感应定律：闭合线路的感应电动势ε与
穿过这个线路的磁通量的变化率 成正比，即：
(式中k为常数)。
第二，楞次定律：“感应电流具有这样的方向，感应电流的磁场总是阻碍引起它的磁通量的变化。”所谓阻碍磁通变化是指：当磁通增加时，感应电流的磁通与原来磁场的磁通方向相反(阻碍它的增加)，当磁通减小时，感应电流的磁通与原来磁通的方向相同(阻碍它的减少)。
第三，考虑楞次定律后法拉第定律的表达式：当约定感应电动势ε与磁通φ的正方向互成右手螺旋关系时，法拉第定
律写成下式： 。
第四，由于在Flash MX中，动画的播放在每个影片的每帧之间不断切换，而每两帧图像之间的时间间隔是一定的。
电流计指针的偏转角θ由瞬时电流I的大小决定，又 (其
中R为电阻)，由于dt是个很小的定值，因此，我们近似认为θ与 成正比，即在Flash MX中，指针的瞬时偏转角由θ=k• 确定，即θ与磁通量的变化(在微小的时间间隔内)成正比，而磁通量的变化又与磁感应线数目相关，磁感应线越多，磁通量就越大。这为我们进行Flash MX的编程奠定了基础。
4.制作过程
第一，由装置图可知所需的元件有：电流表表盘、电流表指针、移动导体、磁铁N极、磁铁S极、感应线(一组)、连接导线两条。这里需要说明的是为了实现导体在移动中穿过磁铁时的立体视图，而将磁铁分成前后两部分，同时连接导线也分成两个部分。由于磁铁和电流计表盘相对不动，故将其属性设为图形属性，其他各元件都参与运动，故它们都设为影片属性;由于连接导线随导体的移动发生形状的变化，因此，将它定义成空影片，图形由程序绘制;另外，为了实现导体穿过磁场时，磁感应线发生变化，每根磁感应线由两帧相同的曲线组成，其中一条为红色，在第一帧，表示没有穿过闭合电路，另一条为绿色，在第二帧，表示穿过闭合电路，由于可将磁场看作匀强磁场，其磁感线互相平行且相等，故只绘制一组，其他的可由它复制，并定义为不同的实例，由程序加以控制。
第二，导体的移动可由鼠标方便的拖动。我们规定磁场方向垂直向下，鼠标拖动导体水平移动方向为x轴，易知，dφ=d(BS)=d(Blx)=Bl•dx，其中l为导体的长度，S为磁感应线在水平方向穿过的面积(垂直磁场方向)，故由上面的论述可知，在Flash MX中，θ与dx成正比。故，θ=k•dx(式中k成为控制变量，控制电流计指针的灵敏度)。
第三，元件的命名、结构、所在层的分布及程序的编制：
(1)元件dianlbp：属性为图形(graphic)，绘制电流表盘及刻度。
(2)元件zhizhen：属性为影片剪辑，绘制电流表指针，将其末端置于坐标中心位置。
(3)元件citieNj：属性为图形，绘制磁铁N极。
(4)元件citieSj：属性为图形，绘制磁铁S极。
(5)元件daoti：属性为影片剪辑，绘制移动导体，其Actions代码如下：
this.onPress=function(){ this.startDrag(true,-250,-110,41,-41);}
this.onRelease=function() {this.stopDrag();}
this.onReleaseOutside=this.onRelease;
(6)元件daoxian：属性为影片剪辑，不绘制任何图形(空影片)，用于程序运行时动态生成连接导线。
(7)元件cigyxian：属性为影片剪辑，绘制一组磁感应线，为垂直向下的带箭头线段，箭头在下端，共两帧，第一帧为红色，第二帧为绿色，且它们位于同一位置，形状和大小相同，在这两帧加入Actions代码：stop();。
(8)元件dcgy1：属性为影片剪辑，此元件为复合元件，由上述各元件有机组成，能完成实验一的全过程。共分九层，各元件放置到合适位置，从下往上依次为：第一层为dianlbp层，放置元件dianlbp;第二层为zhizhen层，放置元件zhizhen，实例名为zhizhen;第三层为daoxianb层，放置一个元件daoxian，实例名为daoxianb，画后部导线;第四层为citieSj层，放置元件citieSj;第五层为daoxianq层，放置一个元件daoxian，实例名为daoxianq，画前部导线;第六层为daoti层，放置移动导体;第七层为cigyxian层，从右到左在磁场中依次放置七个cigyxian元件，其实例名从右到左依次为t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7;第八层为citieNj层，放置元件citieNj;第九层为actions层，其Actions代码如下：
n=new Array (t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7);
yz=40;
this.oldp=_this.daoti._x;
this.newp=this.oldp;
this.dx=0;
this.zhizhen._rotation=0;
if (this.dx>yz){this.dx=yz;}
this.onEnterFrame=function(){
this.oldp=this.newp;
this.newp=this.daoti._x;
this.dx=this.newp-this.oldp;
w=this.daoti._width;
h=this.daoti._height;
x0=this.daoti._x;
y0=this.daoti._y;
this.daoxianq.clear();
this.daoxianq.lineStyle(1.5,0x0000FF);
this.daoxianq.moveTo(x0-w/2+4,y0+h/2-8);
this.daoxianq.curveTo(10+x0/2,200+y0/2,190,102);
this.daoxianb.clear();
this.daoxianb.lineStyle(1.5,0x0000FF);
this.daoxianb.moveTo(x0+w/2-4,y0-h/2+8);
this.daoxianb.curveTo(5+x0/2,180+y0/2,130,102);
if (this.dx<-yz){this.dx=-yz;}
if (this.dx>yz){this.dx=yz;}
if(this.oldp<=n[0]._x+6){
if(Math.abs(this.dx)<10) this.dx=0;
this.zhizhen._rotation=this.dx;
}
else
this.zhizhen._rotation=0;
for(i=0;i
if(this.newp<=n[i]._x+0.5){
this.n[i].gotoAndPlay(2);}
else
{this.n[i].gotoAndPlay(1);}
}
}
至此，所有元件已全部完成。现在回到根场景1下，共创建4个图层，由下往上依次为beijing层、zhushi层、shiyan层和jielun层。在beijing层插入一个背景图像，按F5键将帧延长到第十五帧;在zhushi层的适当位置加入文字：“实验一，闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动”，再将帧(按F5键)延长到第十帧;在shiyan层的第一帧复制出一个实验装置图，在闭合线圈处放一个与闭合线圈形状相同的隐形按钮，其中加上文字注释“闭合线圈”，第一帧的Actions代码为：stop();隐形按钮的Actions代码为：on(press){gotoAndPlay(10);}，在第十帧加上一个关键帧，删除实验装置图，放上元件dcgy1到合适位置，再放一个控制按钮到右下角，按钮的Actions代码为：on(press) {gotoAndPlay(15);}，第十帧的Actions代码为：stop(), 按下F5键将帧延伸到第十五帧;在jielun层的第十五帧加上关键帧，用文字工具加上文字“结论：当闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，电路中就有了电流”到合适位置，帧的Actions代码为：stop(); 再放置一个控制按钮，按钮的Actions代码为：on(press){fscommand ("quit");}。
至此，《电磁感应现象》实验一模拟实验已全部完成，按Ctrl+Enter键即可生成动画。
〔责任编辑：高照〕
作者：张少斌 杨言红
实验是一种重要的科学认识方法.随着现代教育技术的发展，用flash等动画软件制作的模拟实验越来越多，在教学中，教师运用的越来越普遍，越来越熟练.但我认为这样做，是不科学的，严重违背了科学和物理教学的本质.动画模拟实验，是传统学习方式的电子版，缺乏体验性和实践性，课堂上本来应该重点关注的活动、操作、实践、经历被忽视了.
1 不利于实验技能的培养
实验是培养学生实验技能的基本途径.实验技能只有在实际操作中，反复训练才能获得提升的.学生在做实验时，要手脑并用，体验选择实验方法、操作实验器材、排除实验故障、观察实验现象等实践过程，这样才能提高实验技能.
动画模拟的实验，不需要学生亲自动手操作实验器材，只需要动动鼠标，实验就完成.看的多，做的少，没有亲自动手操作，不能自我感悟，缺乏体验性和实践性.
例如，在“探究浮力的大小等于什么”时，当学生用手将空易拉罐慢慢压入盛满水的水桶中时，不仅能观察到水溢出，还会感受到手掌受力大小的变化，这也为猜想浮力的大小跟什么因素有关，提供了感性认识.而在用动画模拟的实验中，只能看到水溢出，手掌是感受不到受力的，在使用弹簧测力计时，手持哪个位置?怎样才能正确读数?如何收集好石块排出的水，这是需要操作技能的，而动画模拟的实验，只需一点鼠标，一蹴而就，学生好象一个旁观者.无法锻炼实验技能.又如，在连电路时，多匝的导线头要扭成一股，要顺时针缠绕在接线柱上，元件摆放位置要合理.在动画模拟的实验中，一点鼠标，连线由电脑完成，是没有这些实验操作技巧的.没有经过实际操作，就不能掌握实验技巧，不能感悟方法，不利于实验技能的培养.
2 不利于培养学习物理的兴趣
物理实验是激发学习兴趣的最有效的教学方式.学生刚开始学习物理时，会有很强的好奇心，这种好奇心及时培养，就会形成兴趣，物理实验真实、生动、形象，恰恰可以抓住学生的好奇心，激发学生思考，引导他们发现问题，促使他们去寻找答案，养成学习物理的兴趣.动画模拟的实验，实验的大部分都是由电脑完成，学生被动接受的多，主动探究的少.在多数情况下只是一个看客，象看动画片似的，没有切身感受，没有真正进入物理的情境中，感受不到实验的乐趣.不能尝试，就不会产生实践操作的兴趣，不会产生感知兴趣.引不起学生的积极思维，没有发现的快乐，感受不到科学的魅力.长此以往就会由新奇变淡默，渐渐失去探究的兴趣，失去学习物理的兴趣.
不同学生认知水平是不同的，学习能力是不一样的，不同实验的难度也是不同的，动画模拟的实验都是预设好，追求一致性、统一性，忽略差异性，没有考虑到学生的个体差异，会使有些学生完不成或理解不了实验，挫伤学生学习的积极性，从而失去信心，失去兴趣.
3 不利于培养科学精神，不利于形成科学价值观
物理实验的目的是形成、发展、检验物理理论.学生在做实验时，为了获得成功，必须尊重客观事实，忠于实验数据，既使失败，也要查找原因，改进方法，不能弄虚做假.经过努力，最终会获得成功，同时也能感受从失败到成功的喜悦，领略科学探究的魅力，受到科学精神的熏陶，养成良好的科学作风，形成科学价值观.
物理实验具有较强的客观性.学生由于生活经验和认知能力的限制，有些不准确甚至是错误的认识.例如，认为压力的作用效果与物体重力有关，这只有通过实验探究，获得直接经验事实，才能让学生认识到错误，结论才能能使学生信服.动画模拟的实验，虽然都是按照实验的实际过程设计的，但它必竟是模拟实验，没有真实地实践过程，只有成功，没有失败.在使用中，学生获得的是间接实验事实，对实验结果不会很信服，会怀疑它的真实性，对什么是科学，什么是物理实验，不能产生深刻的理解，领略不到科学探究的魅力，不能形成严肃认真、实事求是、坚忍不拔的科学精神，不利于形成科学价值观.
4 不利于创新精神和创新能力的培养
创新能力是运用知识和理论，在科学、艺术、技术和各种实践活动领域中不断提供具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论、新方法和新发明的能力.人才的竞争，就是人创造力的竞争.
实验是培养学生创新能力的重要载体.在实验教学中，需要利用实验来研究的问题是很多的，实验器材也是多种多样的，既使是同一个物理问题，也可以用多种器材、多种方法进行实验探究，而同样的器材，也可以探究不同的物理问题，如一支笔，就能探究惯性、摩擦、压强等问题.在学生用多种方法进行实验探究的过程中，能够养成创新精神，养成创新能力.动画模拟的实验，多是取选于教材中的一些演示实验、分组实验.把教材中实验进行简单的重复，多重视模拟实验的操作过程，轻视模拟实验的设计过程.动画模拟的实验，是编制者根据自己的教学设计，按照一定的教学流程制作出来的，具有固定性、封闭性、特定性，器材单一、方法单一、现象单一、不具有开放性，无法适应千变万化的教学情况，不能激起学生的创造兴趣.不利于教师和学生的个性与创造性的发挥，不能满足实验教学的要求，不能充分利用实验室资源和生活中的物理实验资源.例如，探究滑动摩擦力大小与什么因素有关时，有的动画模拟实验只能探究摩擦力大小与压力大小、接触面粗糙程度大小二个因素是否有關，而实际上学生还会认为摩擦力大小与物体的重量、接触面面积大小等因素有关，仅靠动画模拟的实验是无法解决这些疑问的.解决这样的问题，需要学生开动脑筋，用多种器材、多种方法来进行实验探究，这就能促进学生创新能力的发展.
5 不利于培养学生团队精神，不利于学生健康人格的形成
合作学习是指学生为了完成共同的任务，有明确的责任分工的互助性学习，合作学习鼓励学生为集体利益和个人利益一起工作，在完成共同任务的过程中实现自己的理想.
现在的学生都是90后，独生子女，不会也不愿意与他人相处、合作、交流、分享.实验过程中，需要本组学生互相合作.在合作中，个人利益与集体利益是一致的，相互依赖、荣辱与共、利已利人.在合作中，学会如何提出自己的见解、学会如何与他人交流、学会如何听取他人意见、学会如何进行改正自己的不足，学会如何与他人合作.在合作交流过程中，学生之间通过相互交流，互教互学，认识到自己与他人、个人与集体之间的关系，养成团队精神，完善自己的人格.
动画模拟的实验，是人与电脑之间的交流，电脑演示学生观看，缺乏人与人交流的机会，个人理解的多，小组讨论的少，因而不利于合作学习的开展，也无法培养学生的团队精神，不利于健康人格的形成.
总之，动画模拟的实验，虽然有表现力强、信息量大、安全等优点，但动画模拟实验无法全面体现和发挥物理实验的教育和教学功能.用它取代实际的物理实验，弊大于利.还是要慎用，最好不用!
作者：金巍
【摘 要】本文在《〈电磁感应现象〉模拟实验制作之一》基础上进一步探讨了用Flash MX模拟物理实验的基本方法、基本思路和基本过程，阐述人教版高中物理第16章第1节《电磁感应现象》另外两个模拟实验的制作思路、制作原理、制作的方法和技巧及应用Flash MX的ActionScript的编程技巧。
【关键词】电磁感应 磁感应线 磁通量 元件 关键帧 ActionScript
一 《电磁感应现象》实验二模拟实验制作
1.实验内容
将磁铁插入螺线管或从螺线管拔出。实验装置，见图1。
2.实验现象
在实验中，当条形磁铁一端充分靠近螺线管时，电流计指针突然偏转，且移动越靠近螺线管，指针偏转越大，移动速度越大，偏转角越大，磁铁不动，则指针不偏转;当磁铁反向移动时，指针反向偏转，当磁铁远离螺线管后，指针不偏转。
3.设计分析
实验二中的仪器和器材有：电流表、导线、螺线管和条形磁铁。我们的目的是设计出符合实验现象2要求的模拟实验。难点在于其一，与《模拟实验制作之一》中实验一不同的是，实验一中的磁场可近似认为是稳恒磁场，磁感应线的大小和方向相同，只绘制一组磁感应线元件即可，其他的可以由它多复制几个即可，而条形磁铁的磁场为非稳恒磁场，磁感应线是一些闭合的曲线;由于曲线的方程不易求得，即便求得，由于受Flash MX软件的限制也难以动态及时地显示曲线，因此，我决定多绘制几组(我绘制了七组)不同的磁感应线元件，只要能模拟出效果即可，没有必要准确。其二，越靠近磁铁两极，不但磁感应线数目增多，而且磁场强度也相应增大。由于在磁铁周围的磁场强度的分布极其复杂，为了使问题简单化，我将条形磁铁竖直放置，磁铁中轴上的磁场强度方向竖直向下，我构造了一个近似的模拟函数来模拟
条形磁铁周围磁场强度轴向分布f(y)= ，其中k、r
为正的常数，y为距离磁铁中心的纵向距离，横向距离可以忽略不计(因为我们只允许在竖直方向移动磁铁)。其三，由于磁感应线的形状大小不同，在程序中如何判断哪一条磁感应线进入螺线管较难。起初，我通过测试，将每一条磁感应线进入螺线管的坐标位置记下来，放入一个数组，利用数组进行判断，结果得到满意效果，但这种方法较繁琐，后来，我将每一条磁感应线的下边界置于其所在影片的中心位置，并用磁芯的最上方入口位置来判断哪条磁感应线进入磁芯，便轻易解决了这个问题。
4.制作过程
第一，元件dianlbp：属性为图形(graphic)，绘制电流表盘及刻度。
第二，元件zhizhen：属性为影片剪辑，绘制电流表指针，其末端置于坐标中心位置。
第三，元件ciganyx1、ciganyx2、ciganyx3、ciganyx4、ciganyx5、ciganyx6、ciganyx7，共七个磁感应线元件，属性为影片剪辑，绘制七组不同的磁感应线。它们的第一帧为红色线，表示磁场未穿过磁芯，第二帧为形状与第一帧相同的绿色线表示磁场穿过磁芯，每帧加入Actions代码：stop();
第四，元件cixinb：属性为影片剪辑，绘制后部磁芯，用它来判断磁感应线是否进入磁芯。
第五，元件cixinq：属性为图形，绘制前部磁芯。
第六，元件xianquan：属性为图形，绘制线圈。
第七，元件ljdx：属性为图形，绘制连接导线。
第八，元件citie：属性为影片剪辑，绘制条形磁铁。
第九，元件ydcitie：属性为影片剪辑，此元件为复合元件，在其第一帧分别将citie元件和七个磁感应线元件依次按磁场的分布情况摆放好，实例名依次为citie、t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7，其第一帧的Actions代码为：
n=new Array (t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7);
this.onPress=function(){ this.startDrag(true,154,-50,154,140);}
this.onRelease=function() {this.stopDrag();}
this.onReleaseOutside=this.onRelease;
第十，元件dcganying2：属性为影片剪辑，上述各元件有机组成，能完成实验二的全过程。共分六层：各元件放置到合适位置，从下往上依次为：第一层为dianlbp层，放置元件dianlbp;第二层为zhizhen层，放置元件zhizhen，实例名为zhizhen;第三层为cinxinb_daoxian层：放置元件cinxinb和元件ljdx，将导线和磁芯连接好;第四层为ydcitie层：放置元件ydcitie;第五层为cinxinq层：放置元件cinxinq;第六层为Actions层，放置程序，其Actions代码如下：
p=new Array ( );
for (i=0;i<7;i++){
p[i]=this.ydcitie.n[i]._y-this.ydcitie.citie._y;}
this.oldp=this.ydcitie._y;
this.newp=this.oldp;
this.ddy=0;
k=1000;
r=10;
this.onEnterFrame=function(){
for (i=0;i<7;i++){
p[i]=this.ydcitie.n[i]._y-this.ydcitie.citie._y; }
this.oldp=this.newp;
this.newp=this.ydcitie._y;
this.ddy=k/(r+Math.abs(this.newp-this.cixinb._y))-k/(r+ Math.abs(this.oldp-this.cixinb._y));
if (this.ddy>=60){this.ddy=60;}
if (this.ddy<=-60){this.ddy=-60;}
if((this.newp+p[0]>=this.cixinb._y)or(this.oldp+p[0]>=this.cixinb._y))
this.zhizhen._rotation=-3.14156/6*this.ddy;
else
this.zhizhen._rotation=0;
for(i=0;i<7;i++){
if(this.newp+p[i]>=this.cixinb._y){
this.ydcitie.n[i].gotoAndPlay(2); }
else
{ this.ydcitie.n[i].gotoAndPlay(1); }
}
}
至此实验二的模拟实验完成，只要将此元件拖入舞台，即可使用。
二 《电磁感应现象》实验三模拟实验制作
1.实验内容
双螺线管实验。实验装置图，见图2。
2.实验现象
开关通断时，螺线管的磁通量发生变化，电流表指针发生变化;通电螺线管插入抽出时，磁通量发生变化，电流表指针发生变化;滑动变阻器滑动时，通电螺线的磁通量发生变化，电流表指针发生变化;且电流表指针的变化规律与实验二基本相同。
3.设计分析
本实验在实验二的基础上用通电螺线管代替了条形磁铁，增加的器材有通电螺线管、电池组、开关、滑动变阻器、若干导线。由于开关、滑动变阻器和通电螺线管都含有可动体，因此将它们进一步分解为基本元件，而电池组和部分导线不动，可作为静态图形元件，可动导线由程序绘制。另外，滑动变阻器变动时，阻值发生变化时，电流相应发生变化(由
公式 确定)，通电螺线管的磁场强弱也相应发生变化，
由于磁场强度的分布极其复杂，为了只突出效果，我用螺线管中心轴线上的磁场强度的分布来近似来代替，螺线管中心轴线竖直放置，磁场方向向下，公式为(证明略去)：
其中，u0、n为常数，r为螺线管半径，L0为螺线管轴向长度，y为螺线管中心轴线上一点距螺线管下口处的位移，向下为正，向上为负。
k为常数。
由于磁场穿过的面积S为定值，该面积上的磁场分布均由中心轴线上的磁场来近似代替，因此：
所以偏转角： ，k2为常数。
此即Flash MX使用的偏转角的计算公式。
对于开关的操作，我引入开关变量flag控制开关的通断，其值为1表示通，为0表示断开。滑动变阻器的阻值R的变化可由鼠标控制滑动按钮来实现。由于要实现磁感应线的疏密随阻值的变化，磁感应线应不同于实验二中的分布，因此应重新绘制。
4.制作过程
第一，元件dianlbp：属性为图形(graphic)，绘制电流表盘及刻度。
第二，元件zhizhen：属性为影片剪辑，绘制电流表指针，其末端置于坐标中心位置。
第三，元件cixian1、cixian2、cixian3、cixian4、cixian5、cixian6、cixian7，共七个磁感应线元件，属性为影片剪辑，绘制七组不同的磁感应线，表示不同强弱的磁场。
第四，元件cixianquan11：属性为影片剪辑，绘制与电流表相连的磁芯后部，用它判断磁感应线是否进入磁芯。
第五，元件cixianquan1：属性为图形，绘制与电流表相连的磁芯的前部。
第六，元件cixianquan21：属性为图形，绘制与滑动变阻器相连的磁芯后部。
第七，元件cixianquan2：属性为图形，绘制与滑动变阻器相连的磁芯前部。
第八，元件daoxian：属性为影片剪辑(空影片)，由程序绘制动态导线。
第九，元件dianchicu：属性为图形，绘制电池组。
第十，元件hdbzq：属性为图形，绘制滑动变阻器主体。
第十一，元件hdniu：属性为影片剪辑，绘制滑动变阻器滑动钮，其Actions代码如下：
this.onPress=function( ){ this.startDrag(true,90,15,180,15);}
this.onRelease=function( ) {this.stopDrag( );}
this.onReleaseOutside=this.onRelease;
第十二，元件kaiguanzuo：属性为图形，绘制开关底座。
第十三，元件kaiguan：属性影片剪辑，绘制开关闸刀，其Actions代码如下：
flag=0;
this._rotation=-20;
this.onPress=function(){
if(flag==1){
this._rotation=-20;
flag=0;
}
else
{this._rotation=0;
flag=1;
}
}
第十四，元件gyxian：属性为影片剪辑，此元件为复合元件，它是与滑动变阻器相连的可移动磁芯，由三层组成，各元件放置合适位置，从下往上依次为：第一层为hou层，放置元件cixianquan21，第二层为gyx层，放置第三的七个磁感应线元件，其实例名依次为t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7，第三层为qian层，放置元件cixianquan2，在其第一帧加入Actions代码如下：
this.onPress=function(){ this.startDrag(true,-34,-73,-34,110);}
this.onRelease=function() {this.stopDrag();}
this.onReleaseOutside=this.onRelease;
n=new Array(t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7)
第十五，元件dcgy3：属性为影片剪辑，复合元件，由上述各元件有机组成，能完成实验三的全过程。共分七层：各元件放置到合适位置，从下往上依次为：第一层为dianlbp层，放置元件dianlbp、cixianquan11、dianchicu、hdbzq、hdbzq、kaiguanzuo、hdniu各一个，其中元件hdniu的实例名为hdniu;第二层为zhizhen层，放置元件zhizhen，实例名为zhizhen;第三层为xianlu层，绘制电路中不可移动的固定连接导线;第四层为daoxian层，放置元件daoxian，其实例名为daoxian;第五层为gyxian层：放置元件gyxian,其实例名为gyxian;第六层为xianquan2层，放置元件cixianquan1;第七层为Actions层：其第一帧的Actions代码如下：
n=new Array(t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7);
oldgp=this.gyxian._y;
newgp=oldgp;
rold=190-this.hdniu._x;
rnew=rold;
oflag=this.kaiguan.flag;
nflag=this.kaiguan.flag;
r=30;
L0=50;
k=150;
this.onEnterFrame=function(){
oflag=nflag;
oldgp=newgp;
nflag=this.kaiguan.flag;
newgp=this.gyxian._y;
rold=rnew;
rnew=190-this.hdniu._x;
dy=newgp-oldgp;
this.daoxian.clear();
x0=this.gyxian._x;
y0=this.gyxian._y;
this.daoxian.lineStyle(2,0x000000);
this.daoxian.moveTo(x0-17,y0-50);
this.daoxian.lineTo(-48,-150);
this.daoxian.moveTo(x0+1,y0-50);
this.daoxian.lineTo(-32,-150);
m1=L0+oldgp;
m1/=Math.sqrt(r*r+(L0+oldgp)*(L0+oldgp));
m1-=oldgp/Math.sqrt(r*r+oldgp*oldgp);
m2=L0+newgp;
m2/=Math.sqrt(r*r+(L0+newgp)*(L0+newgp));
m2-=oldgp/Math.sqrt(r*r+newgp*newgp);
m=nflag*k*m2/rnew-oflag*k*m1/rold;
if ((newgp>=-30)or(oldgp>=-30))
this.zhizhen._rotation=-m;
else
this.zhizhen._rotation=0;
for(i=0;i
if((100/rnew>=(i+1))and(nflag==1))
this.gyxian.n[i]._visible=true;
else
this.gyxian.n[i]._visible=false;
}
}
至此，实验三的模拟实验完成，只要将此元件拖入舞台，即可使用。
〔责任编辑：王以富〕
作者：张少斌 杨言红
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