物理学来源于生活，服务于生活，但大多数学生不喜欢物理，害怕学习物理。在多年的物理教学过程中了解到其主要原因是在学习物理的过程中抽象概念和公式太多，又难以建立起清晰的物理图像，多数学生对抽象物理概念的学习都是似懂非懂。中国古代教育家荀况说过：“闻之而不见，虽博必谬”，提出了在学习中不仅要做到闻之更宜见之，才能博而不缪。捷克教学家夸美纽斯在《大教学论》中指出“应该尽可能地把事物本身或代替它的图像放在面前，让学生去看看、摸摸、听听、闻闻等；求知与求学的欲望应该采取一切可能的方式在孩子们身上激发出来”。因此，在物理教学中，要想提高教学质量，只有不断地进行改革和创新，学会利用现代科学技术的手段和方法，将教学中的抽象问题形象化，将理论问题实际化、直观化，才能增强学生对物理问题的感性认识，激发学生学习物理的兴趣,提高物理教学的质量[1～4]。目前，可利用 MATLAB 的可视化来实现这一目标。

1 MATLAB的可视化

MATLAB是一种高级的计算语言，MATLAB的可视化是指利用计算机将数据转换成图像或者是三维动画显示出来。MATLAB的可视化应用于物理教学中能将现有条件下不易观察或很难实现的物理现象直观地展现出来，实现了物理现象或物理过程在课堂教学中重复再现（图1），可从不同角度观察卫星围绕地球运动并最终回到地球的全过程[5～6]。

2 MATLAB的可视化的作用

2.1 MATLAB的可视化能活跃课堂，提高学生的学习效率

如果在课堂上充分利用多媒体设备把事先模拟好的物理现象或物理过程以图形或者三维动画的形式呈现在屏幕上（比如抛体运动、圆周运动、波动等），不仅能够吸引学生的注意力，还能使学生将精力集中在课堂教学的内容上，从而告别过去枯燥、乏味、昏昏欲睡的课堂。物理现象和物理过程的可视化活跃了课堂的气氛，丰富了课堂内容，同时还能提高课堂的效率。

如质点的抛体运动的理论分析：

平抛运动可看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向初速度为零的匀加速直线运动的合运动。设水平抛出物体的初速度为v0，重力加速度为g，则质点的运动方程为

1.1.1 入组标准 脑瘫组采用2014年1月-2016年12月在本院住院治疗的100例脑瘫早产患儿为研究对象；对照组采用非脑瘫早产患儿100例为研究对象。

它的轨迹方程为

根据理论分析知道质点的平抛运动轨迹是一个抛物线，但是学生无法体会物体平抛的过程，实际生活和教学中平抛运动的轨迹也不易记录下来。

若利用MATLAB的慧星流动图可以把平抛运动的运动轨迹模拟下来，同时还可以用慢动画的形式把平抛运动的过程展现出来，如图2所示。并且平抛运动的程序设计好以后可以重复使用，更容易观察物理过程，动画过程给人的印象也比深刻，同时还活跃了课堂气氛，提高了课堂的效率。

首先对个体进行真假词识别的反应时进行二因素(词汇内容：社群性/能动性×褒贬度：积极/消极)重复测量方差分析。结果表明，词汇内容主效应显著，个体对社群性词语进行识别的平均反应时(M=655.48，SD=74.12)短于对能动性词语进行识别时的反应时(M=670.59，SD=77.62)。效价主效应也显著，个体对消极词的识别(M=710.33，SD=91.27)要慢于对积极词的识别(M=641.49，SD=72.74)。但是，内容和效价的交互作用不显著(p=0.362)。

图1 (a)～(h)从不同角度看卫星围绕地球运动并最终回到地球的全过程

图 2(a)、(b)、(c)平抛运动

2.2 MATLAB的可视化能增强学生的直观认识

由于学生具有活泼、好奇、好动和抽象能力不足等特点，他们对事物的认识往往以直观思维为主，对具体形象的内容以及新鲜的事物比较感兴趣，对于理论性较强的知识理解起来很困难。若利用传统的教学法，教师在课堂上要用很多的时间去讲解，学生才能达到一定的理解程度。如果利用MATLAB可视化的教学方法，所讲内容好像是摆在学生面前的实际物体一样，增强了学生的直观认识。MATLAB可视化帮助学生建立起清晰的物理图像，有助于提高他们对理论知识的理解，特别是一些色彩艳丽、生动形象的图片更容易引起学生的兴趣。

如点电荷激发的电场的理论分析：

由此可得，点电荷激发的电场强度的大小和位置r的平方成反比。但是学生很难想出点电荷周围的场强的大小。利用MATLAB的可视化可以把点电荷场强的大小和方向形象地表示出来，同样，电势可用不同的颜色模拟出来，还可看出电场线和等势面的垂直关系等，如图3所示。

点电荷激发的电场可用电场强度和电势来描述，场强的大小为，方向沿r指向无穷远处，电势为

图3 电场的电场强度和电势

2.2 MATLAB的可视化能辅助并加深知识的理解

知识经济和生态经济是不可截然分开的，它们代表未来社会经济发展的两个趋势，就像汽车的两个轮子一样，缺一不可。知识经济实际上也包含着生态经济，这是因为生态经济首先必须建立在知识的广泛运用和转化的基础上，建立在高科技的掌握和运用的基础上。与此同时，生态经济又为知识经济提供方向保证，只有把知识经济纳入生态经济的轨道，只有在生态经济的规律和原则指导下，才能保证经济社会的可持续发展。换句话说，知识的运用和转化，科学技术的运用和转化，只有严格按照生态化的运行模式，才能保证生态、经济、社会沿着可持续发展的方向进行。

水波的波动的表达式为，为了方便，令两波源振动的初相位φ=0，水波在传播过程中无衰减，波线上各点的振幅为（A0为波源的振幅），则两水波的波动方程为

为了准确、完整反映高等学校的资产和负债以及各项收入和运行成本情况，为了更好地运用权责发生制，《政府会计制度》对会计科目做了重要调整。

基于路堑边坡风险定量评估技术框架，本文对福建省漳武高速公路龙岩市永定大道拓建段K1+160—K1+310段路堑高边坡开挖后和加固施工后进行定量风险评估。

如演示水波的干涉的理论分析：

物理是一门以实验为基础的学科，而在实际的教学中很多物理实验是没有条件开设的，还有些物理现象是不易观察到的。如果我们能够利用MATLAB的可视化对不可见或不易做的实验进行可视化模拟，使这样的实验重复再现，使抽象的物理概念直观形象化，这将会加深对所学知识的理解[7～9]。

如一维多缝光栅的衍射的理论分析：

油铺住有张、田、陈三大姓氏三十余户，形成三大垸落，秦砖汉瓦，古色古香。垸中有一木榨油坊，坊主姓张名坤，因在家中排行第二，人称坤二少爷，为垸中第一富户。

(1)以地理空间平台为基础。近年来，国家测绘地理信息局精心打造的各级城市地理国情监测、地理空间框架以及天地图平台，正逐步构建起支撑城乡规划所需大数据的渠道，统筹推进城乡规划管理的精准化和数字化。

图4 水波的干涉

其中，x,y为水面的平面坐标，两水波波源的位置在（a,0），（－a,0）。根据波的叠加原理，在空间某点相遇时的合振动为

一维多缝光栅在像面上的衍射强度的表达式为：

其中，，a为透光的缝宽，d为光栅常数，θ为方位角，N为光栅的单缝总数。

由此可得，两水波在空间某点相遇时的振动方程，但是学生无法想象干涉的现象及叠加的过程，在实验中也不易把图样记录下来。利用MATLAB的可视化可以把水波的干涉图样模拟出来，同时还可以用慢动画的形式把干涉的过程展现出来，如图4所示。

根据上式，得出主峰的位置、主峰的强度、主峰的半角宽度、缺级位置等。但在学生学习过程中很难接受这些结果，大多数同学想象不出衍射的物理图像。若利用MATLAB的可视化可以把一维多缝光栅的图样模拟出来，同时还可以改变光栅的单缝总数N，光栅常数d，得出不同衍射图样。从图中还可以直观地看出主峰的位置、主峰的强度、缺级位置等。MATLAB的可视化使问题直观化，如图5所示。

2.3 MATLAB的可视化能激发兴趣、培养学生主动学习的习惯

将日常生活中不易看到的物理现象进行可视化模拟，能增强学生的好奇心，激发他们的学习兴趣，促使他们关注日常生活中的物理现象和问题，逐步提高他们课后自主学习的能力。

如三角形小孔的衍射的理论分析：

三角形小孔的理论分析很复杂，学生难理解，在没有实验仪器的情况下，可用MATMAB的数值模拟出其衍射场。如图6所示，很直观的看出三角孔的衍射图样。

可以看出，它有三对明显的衍射光芒，光扩展方向分别垂直于x轴、y轴和三角形斜边方向。

学生在看到三角孔衍射图样后，在好奇心的驱动下，会主动去探索不同衍射孔的衍射图样，达到了培养学生自主学习的目的。

图5 一维多缝光栅的衍射

图6 三角小孔的衍射图样

3 结论

MATLAB的可视化能使抽象的物理概念直观形象化，将日常生活中不易看到的物理现象展现出来，MATLAB的可视化能增强学生对物理的感性认识，激发学生学习物理的兴趣,加深对物理知识的理解，对提高课堂效率有着十分重要的作用。

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