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亞太科學教育論壇，第十期，第一冊，文章十四(二零零九年六月) 李德安 仿真實驗在中學物理教學中的應用研究
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亞太科學教育論壇，第十期，第一冊，文章十四(二零零九年六月) 李德安 仿真實驗在中學物理教學中的應用研究
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《仿真物理實驗室》是適用于中學物理課堂的仿真教學軟體，它主要包括力學、光學、電學三大部分，能為用戶提供一個實驗器具完備的綜合性實驗室，基本上可以讓用戶動手創建所能想像的實驗。從自由落體運動、平拋運動、驗證機械能守衡，到驗證動量守衡實驗；從單擺、牛頓擺，到彈簧振子實驗；從帶電粒子在電場中的加速與偏轉實驗、帶電粒子在磁場中的圓周運動、粒子加速器，到粒子速度選擇器模型；從地球人造衛星，到太陽系的運行，《仿真物理實驗室》基本都能夠進行仿真，它主要有如下二個方面的特點：
該軟體具有較強的交互性，是一個自由的平臺環境。軟體將物理定律全部內置，用戶只需要設置一下實驗的初始環境和參數，所需的時間較少，並且可以隨時更改實驗的條件或參數，滿足課堂教學的實際需要。
“單擺”課件的創建實例（課件1—鏈結演示）：
（1）新建實驗：點擊“檔”功能表下的“新建”功能表或工具欄上的"新建 "按鈕，系統將開始新建一個實驗，把滑鼠移動到“實驗區”，在十字游標處確定座標原點的位置。將十字游標移動到想要的位置後，單擊滑鼠左鍵，系統會彈出一個“座標比例設置”表單，輸入想要的比例（如0.1），確定座標位置。
（2）添加運動物件：選中（按下）“創建範本”裏的“運動物件”，將滑鼠移到“實驗區”合適的位置單擊滑鼠左鍵，系統會彈出"運動物件設置"表單，在這裏先把“品質”設置成“1”，“半徑"設置成“0.01”，然後按確定。
（3）考慮重力作用：點擊“編輯”功能表下的“實驗設置”功能表或工具欄上的“實驗設置”按鈕，系統會彈出"實驗設置”表單，在此表單中選中“考慮重力作用”選項，然後按“確認”關閉此表單。
（4）形成單擺：在“創建範本”中選中“懸掛細繩”，將滑鼠移到“運動物件1”上方，按下滑鼠左鍵，按住拖到一個合適的位置，鬆開滑鼠左鍵，這樣一根連接細繩便創建好了。再把球拖動到合適的位置（擺角小於5°），完成課件製作，如圖（1）所示。
圖（1） 單擺
如果覺得單擺的擺動速度太快或是太慢，只要打開“實驗設置”表單，將“實驗最少掃描時間”調整為“0.0001”便可。
因為一般老師對編程都不太熟悉，所以使用教學軟體編寫程式對於他們來說是比較困難，但在製作一些較為複雜課件，特別是需要用到邏輯判斷功能的時候，用上面介紹的方法難於實現，這時可依靠軟體提供的編程功能，讓設計複雜課件成為可能。
“迴旋加速器”課件的創建實例
我們把一個運動物件、兩個磁場和一個電場放入實驗區，調節好各參數後編寫如下程式：
//令左右兩磁場強度相等//
判斷1：如果( t=0 )則執行
磁場2.b=磁場1.b
電場1.e=E
結束判斷1
//實現交變電場//
判斷2：如果( 運動物件1.x<=23.6 )則執行
電場1.e= -E
結束判斷2
判斷3：如果( 運動物件1.x>=32.7 )則執行
電場1.e=E
結束判斷3
值得注意的是，課件的輸出形式非常豐富，可對編寫的課件進行編譯，生成可執行檔，讓用戶製作的課件能脫離平臺獨立運行，也可生成網路課件能夠在流覽器流覽，這樣就為網路化教學提供了媒體，另外還可以生成AVI和GIF動畫等。
Copyright (C) 2009 HKIEd APFSLT. Volume 10, Issue 1, Article 14 (Jun., 2009). All Rights Reserved.
