ADAMS在中學物理多媒體教學中的應用

于灝+楊建鳴+馬海霞+梁亮+高雨航

摘 要：隨著科技與社會的發展，多媒體技術越來越多的應用到中學物理教學中。但是還存在一些問題，例如，教師計算機水平有限、掌握的專門軟件較少，從而削弱了多媒體技術的效能。該文詳細分析了多媒體技術在我國的應用現狀及存在問題。并把專門軟件ADAMS引入到中學物理教學中。并以舉例方式，詳細介紹了ADAMS的優勢，及盡具體應用過程。這也是該文的主要貢獻，對一線教師提供了新的思路與方法。

關鍵詞：ADAMS物理教學 多媒體應用 思路與方法

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）06（a）-0216-02

1 多媒體技術在物理教學中的應用

近些年來隨著我國教育的調整與改革，我國教育的基礎建設也取得了長足的發展。多媒體技術已經真正的走入了課堂，即使是偏遠地區的學校也得到了多媒體設備的配置。毫無疑問多媒體技術的普及對我國教育是存在有利影響的，尤其是物理教學。多媒體技術擁有容量大、變化快、動靜結合、過程清晰、直觀形象等特點。所以，把多媒體技術應用到物理教學中會有很多顯而易見的優勢[1]。

1.1 突破時空限制

學生可以通過老師的演示看到大江南北不同時間的物理現象。比如在夏天可以看到冬天的物理現象，在南方可以看到北方的物理現象等。還有一些“時不我待”的物理現象更可以通過現在的先進手段進行影像保存，然后通過多媒體展示給學生。例如月食等天文現象往往需要在特定位置與特定時間才能觀測，一但錯過則需要幾年甚至幾十年才能重現。

1.2 規避潛在危險

通過多媒體技術可以實現情景教學而不必身臨其境。當然日出、日落與潮漲、潮落是美妙的，不能實地體驗是一種遺憾。但是滴水成冰與炎炎烈日則是我們避之惟恐不及的境遇。再比如一些嚴酷的工業現場常常存在安全隱患例如爆炸、有毒有害氣體泄漏、超高溫與超低溫等。一則本著對學生生命安全負責任的態度，學校不會允許學生到以上的環境中去。二則工廠等地也不會接受學生的參觀。但是，為了教學需要又非得參觀不可。這時，多媒體技術的應用就輕松化解了這一矛盾，在保證安全的基礎上最大限度的讓學生體驗了需要體驗的情境。

1.3 實現情景教學

傳統的說教是枯燥乏味的。與傳統教育相比先進的多媒體教學達到了“繪聲繪色”的層次。可以更大限度的引起學生的興趣與調動學生的多種感官，有助于學生的理解與記憶，進而提高學生的學習效率[2]。

1.4 模擬所需實驗

毫無疑問，實驗是物理教學中不可或缺的一部分。但是，通過相關的調查表明實驗教學的效果往往差強人意，大多數地區與學校的實驗成了走形式，學生對實驗印象不深、理解不透舉一反三更無從談起。由于客觀或是主觀原因限制有的實驗更是紙上談兵，所以利用多媒體模擬就顯得十分重要了。

1.5 整合所學知識

物理學是一門規律性較強的學科。教學中往往需要前后對比、定期梳理，多媒體技術的應用讓這些問題迎刃而解。讓老師的教學得心應手，學生的學習事倍功半。

2 多媒體教學的不足

雖然多媒體技術已經推廣使用了很多年，但是多媒體教學中還是存在一些問題。雖說青驄駿騎難免小疵，但是好多問題還是可以發揮人的主觀能動性去解決的。

（1）教師的計算機技能不強，很難完美的操縱多媒體設備。多媒體是信息時代的產物，它的主要硬件實現是計算機。要想完美的掌握和使用多媒體設備，不光要有一定的計算機基礎，還要能操控和使用相關的軟件。不光要掌握公用軟件例如PPT、WORD與EXCEL等還要掌握一些專門的軟件如CAD、SOLIDEDGE、SOLIDWORKS與ADAMS等軟件。以ADAMS為例，ADAMS是一款動力學分析軟件，中學物理中好多內容都屬于動力學的范疇，應用這款軟件可以很容易的模擬自由落體運動、小球碰撞與斜面滑塊滑動等實驗。可以求得接觸力、加速度與速度等物理量并用圖表的形式表示。

（2）課件不是一線教師所做，以至于課件存在這樣那樣的問題或是錯誤。這一問題也是由于一線教師電腦操控能力差，掌握的專門軟件少造成的，這一問題從相反的方面證明了掌握專門軟件的必要性。而ADAMS就是一款中學物理中很有用的一款軟件。

3 ADAMS簡介

ADAMS，是Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems的縮寫，其中文含義是機械系統動力學自動分析。該軟件屬于美國MSC公司。ADAMS軟件的求解器采用的是多剛體系統動力學理論中的拉格朗日方程方法。建立系統動力學方程，并對虛擬機械系統進行靜力學、運動學和動力學分析。求解后可以輸出位移、速度、加速度和反作用力的曲線。該軟件的仿真可用于預測機械系統的性能、運動范圍、碰撞檢測、峰值載荷以及計算有限元的輸入載荷等。

ADAMS應用與中學物理教學的意義有如下幾條：第一掌握與使用ADAMS軟件可以提高一線教師的能力與專業素養；第二ADAMS能更有效的演示中學物理學中的一些經典模型如小球碰撞問題；第三通過查看ADAMS的結果可以提高學生的讀圖與數據分析能力；第四通過接觸ADAMS軟件可以讓中學的孩子了解機械這一國家工業化建設基石地位的專業，有利與學生的后期發展。

4 ADAMS在中學物理教學中的應用舉例

以ADAMS模擬小球自由降落為例來簡述其在中學物理學中的應用，詳細步驟如下：第一步打開ADMAS軟件；第二步創建小球模型；第三步更改小球的質量；第四步建立測量，分別建立y方向位移、速度與加速度的測量，位移設置如圖1所示，速度與加速度測試與之近似在此不一一給出；第五步設置模擬的結束時間與測量步數；第六步查看結果如圖2、3、4所示。結果完全符合物理學定律[3]。

可以看到本模擬的操作過程是十分簡單的，而且這一軟件的教程與相關資源可以在網絡上輕松的找到。如果課堂時間允許，教師完全可以在課堂上進行操作。并進行相關的提問，相信一定會有良好的教學效果。這樣做的好處有如下幾條：（1）讓學生提前接觸專門的軟件，有助于提升學生的學習性趣；（2）在展示過程中老師可以提升自己在學生中的地位，學生更加欽佩老師，有助于教學過程的進行；（3）提前接觸機械領域的內容，可以正確的引領學生的自我規劃，有利于學生的后期發展；（4）在結果分析時可以提高學生的讀圖與圖像處理思維；（5）該軟件為英文界面，在演示過程中可以突出英文的重要性與實用性，提升學生學習英文的興趣，有利與學生全面而健康的發展。

5 結語

該文在詳細分析了中學物理學教學中媒體技術應用現狀，并以此基礎的基礎分析了實際中的不住之處。把專門軟件ADAMS引入到中學物理教學中并詳細論述了ADAMS在中學物理多媒體教學中的意義與實現的途徑與方法，豐富了物理多媒體教學的手段與方法，提升了物理多媒體教學的意義。

參考文獻

[1] 顧斌馳.淺析多媒體技術在中專物理教學中的應用[J].和田師范專科學校學報，2010（5）：201-202.

[2] 潘雪蓮.實驗在中學物理教學中的作用分析[J].大眾科技，2011（10）：213-215.

[3] 王建剛.ADAMS軟件在農機課堂中的應用[J].農業工程，2016（4）：79-81.

[4] 袁小紅.多媒體技術與應用[M].高等教育出版社，2004.

[5] 王冉.多媒體技術在中學物理實驗教學中的應用[J].天津市教科院學報，2006（3）：90-91.