MOOC教學(xué)中可視化模型構(gòu)建

摘 要： 針對MOOC等課程知識碎片化需要，文章通過理論推導(dǎo)和MATLAB軟件科學(xué)構(gòu)建光的衍射光強(qiáng)圖像模型，并與理論對比分析，科學(xué)清晰呈現(xiàn)光的衍射光強(qiáng)分布特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞： MATLAB MOOC 光的衍射

1.引言

21世紀(jì)，教育技術(shù)最深刻的變革就是信息技術(shù)在課程教學(xué)中廣泛應(yīng)用。以MOOC課程引發(fā)的教育模式變革深刻影響教育內(nèi)容、手段的更新[1]。革新的一個結(jié)果需要將知識碎片化。在物理教學(xué)中，如何將物理理論進(jìn)行合理的符合教育規(guī)律同時又要符合物理本來面目切割，就顯得非常重要。一個令人擔(dān)憂的現(xiàn)象是有些碎片化物理知識片段在可視化方面存在科學(xué)性錯誤。如可視化圖片和視頻片段不是通過科學(xué)的模擬，而是人為制作。運(yùn)用MATLAB對物理圖景進(jìn)行科學(xué)的模擬，制作可視化圖景，應(yīng)該成為制作碎片化物理知識圖景重要手段[2][3]。本文以通過理論推導(dǎo)和Matlab軟件制作薄膜干涉可視化圖景，實(shí)現(xiàn)物理模型的科學(xué)碎片化。

2.夫瑯禾費(fèi)單縫衍射

2.1問題

夫瑯禾費(fèi)單縫衍射是光學(xué)經(jīng)典的衍射模型，衍射明暗條紋的分布規(guī)律可以通過半波帶理論定性解釋，但困難在于無法定量解釋衍射條紋光強(qiáng)分布。現(xiàn)構(gòu)造夫瑯禾費(fèi)單縫衍射物理模型：波長為λ的單色光，平行通過寬度為a的單縫如圖1，分析波長不變情況下光強(qiáng)分布，以及在縫寬一定的情況下，波長分別為750nm、540nm和440nm的紅光、綠光和藍(lán)光衍射條紋光強(qiáng)的分布規(guī)律。

3.結(jié)語

利用MATLAB結(jié)合物理理論推導(dǎo)得出的模擬圖可以看出，用Matlab模擬的夫瑯禾費(fèi)單縫衍射光強(qiáng)分布與理論推導(dǎo)得出的結(jié)論是吻合的。計(jì)算機(jī)模擬得出的圖形可以使學(xué)生更直觀形象地認(rèn)識，實(shí)現(xiàn)物理模型和數(shù)據(jù)的可視化，為相關(guān)MOOC課程提供。這對學(xué)生更好地理解光學(xué)中的各個物理量及模型所表示的物理意義，以及提高對物理課程的學(xué)習(xí)興趣有極大幫助。

參考文獻(xiàn)：

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[3]羅志恒，陸建隆.MATLAB在普通物理教學(xué)中的應(yīng)用[J].物理通報，2003（2）：20-22.