MOOC教學中可視化模型構建

摘 要： 針對MOOC等課程知識碎片化需要，文章通過理論推導和MATLAB軟件科學構建光的衍射光強圖像模型，并與理論對比分析，科學清晰呈現光的衍射光強分布特點。

關鍵詞： MATLAB MOOC 光的衍射

1.引言

21世紀，教育技術最深刻的變革就是信息技術在課程教學中廣泛應用。以MOOC課程引發的教育模式變革深刻影響教育內容、手段的更新[1]。革新的一個結果需要將知識碎片化。在物理教學中，如何將物理理論進行合理的符合教育規律同時又要符合物理本來面目切割，就顯得非常重要。一個令人擔憂的現象是有些碎片化物理知識片段在可視化方面存在科學性錯誤。如可視化圖片和視頻片段不是通過科學的模擬，而是人為制作。運用MATLAB對物理圖景進行科學的模擬，制作可視化圖景，應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和Matlab軟件制作薄膜干涉可視化圖景，實現物理模型的科學碎片化。

2.夫瑯禾費單縫衍射

2.1問題

夫瑯禾費單縫衍射是光學經典的衍射模型，衍射明暗條紋的分布規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分布。現構造夫瑯禾費單縫衍射物理模型：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、綠光和藍光衍射條紋光強的分布規律。

3.結語

利用MATLAB結合物理理論推導得出的模擬圖可以看出，用Matlab模擬的夫瑯禾費單縫衍射光強分布與理論推導得出的結論是吻合的。計算機模擬得出的圖形可以使學生更直觀形象地認識，實現物理模型和數據的可視化，為相關MOOC課程提供。這對學生更好地理解光學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習興趣有極大幫助。

參考文獻：

[1]焦建利.MOOC：大學的機遇與挑戰[J].中國教育網絡，2013，04：21-23.

[2]梅山孩，MATLAB在大學物理教學中的應用：點偶極子為例[J]浙江樹人大學學報，2014，14（2）：91-94.

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