[发明专利]物理智能软件

说明书

技术领域：

本发明是涉及计算机物理辅助教学软件的开发研制。

背景技术：

在传统的教学过程中，一切都是由教师决定的。从教学内容、教学方法和教学步骤到学生做的习题都是教师事先安排好的，学生只能被动地接受。而根据认知学习理论的观点，人的认识不是外界刺激直接给予的结果，而是外界刺激与人的内部心理过程交互作用的结果。无论是国外还是国内，由于计算机的普及，计算机辅助教学迅速发展，从而也带动了计算机辅助教学软件的开发，软件市场可谓如火如荼。很多企业瞄准教育软件市场的难得商机，投入大量的人力和物力。然而，开发出的物理教学软件在具体应用中效果并不理想。存在着很多不足之处，例如：1.CAI软件交互功能不足。2.缺乏对不同课型的交互性研究。3.交互功能与教学内容不符。4.缺乏对物理CAI软件交互功能的实现策略和实现技术的研究。5.缺乏对交互功能理论的系统研究。

重视和强调教学交互是贯彻现代教育思想的必然结果，也是素质教育的必然要求。交互性是计算机辅助教学中最基本又是最重要的特点。因此，交互功能的设计必然成为计算机辅助教学软件开发中极其关键的内容。交互性的好坏是衡量教学软件价值的一项重要指标。因此，从理论和实践上对交互功能进行深入地研究，是计算机辅助教学的一个重要课题。

本发明内容：

本发明就是针对上述问题，提供一种交互功能强的物理智能软件。本发明研发的物理辅助教学软件使得在交互式学习环境中，一切以学生为中心，学生可以按照自己的学习基础、接受能力和学习兴趣来选择相应的学习内容、教学模式和习题难度。

本发明采用如下技术方案：

本发明有交互功能的本质特性，教学交互的本质是教学信息在教与学二者之间的双向流动，这里所说的教学信息包括两大类信息：一是知识信息，也就是教学所涉及的学科内容；二是状态信息，就是关于教学情况的信息，包括教与学双方的反馈信息，其中最主要的是评价信息；教学信息有两个明显的特征：一是信息量严重不对称，即从传者流向受者的信息量远大于受者流向传者的信息量；二是信息流向复杂；在一般的传播过程中，信息的流向有两个：一是从传者到受者，这是主要传播信息的流向；二是从受者到传者，这是反馈信息的流向。

而在教学系统中，除了上述二者之外，还有一个反馈信息的流动，它是从传者再到受者的过程；学习的一个重要内容，就是学生必须知道学习的结果；因而对学习者来说，这第三个信息就显得特别重要，学生要根据反馈信息来确认自己的学习结果，从而导致认知结构的变化，建立起新的认知意义；所以反馈信息的流动，就成了教学传播过程区别于一般传播过程的最明显的特征，它也是教学交互的关键，它对计算机辅助教学软件的设计有着直接的决定意义。

本发明的有益效果：

1、计算机应用于课堂教学中

可以变学生的被动学习为主动学习，提高学生的学习兴趣，激发学生的求知欲，促进知识和能力的正迁移。

2、利用计算机，实现“人-机”交互式教学

计算机可通过一定的测试了解学生的现有知识水平和能力，判别各个学生的接受能力，据此向不同学生传递不同难度的教学内容，最大限度地实现因材施教的教学模式。通过一系列的反馈学习，不同程度的学生在计算机的因势利导下逐步提高。

3、利用计算机模拟课堂演示实验。

利用计算机强大的动画展示功能及外部设备(大屏幕显示器，液晶投影仪等)可以解决许多用常规手段难以表达的实验，如波的衍射、干涉等实验，透镜成像实验；可以通过计算机放大微观世界，如演示分子热运动；采用“慢镜头”仔细观察物理变化过程，如碰撞过程中物体的形变、气体状态变化等实验。这些演示画面清晰、形象直观并且可以瞬间定格、重复播放。

4、利用计算机进行实验教学

可以培养实际动手能力，加深对物理概念、定律和原理的理解。但传统的实验课效果却跟上述目的相差甚远，这在很大程度上是由于多数学生按部就班地做实验，不能充分调动思维造成的；而利用计算机进行模拟实验教学，通过这种模拟实验，不仅引导和培养了学生动脑的习惯，而且给学生提供了拓宽思维的空间。

5、课堂验证性实验中的应用。

培养学生通过实验探索物理规律的习惯。用计算机进行数据处理，可使教师简化演算过程，快速得到实验结果，而将教学的主要精力花在实验数据的分析上，提高课堂教学效率。

6、利用计算机帮助学生自学和复习