| 摘要 | 第1-5页 |
| ABSTRACT | 第5-8页 |
| 目录 | 第8-12页 |
| 引言 | 第12-20页 |
| (一) 数值仿真技术辅助大学物理教学的提出 | 第12-15页 |
| (二) 数值仿真技术辅助大学物理教学研究的目的和意义 | 第15-18页 |
| 1. 研究目的 | 第15页 |
| 2. 研究意义 | 第15-18页 |
| (三) 数值仿真技术辅助大学物理教学的研究内容和研究方法 | 第18-20页 |
| 1. 研究内容 | 第19页 |
| 2. 研究方法 | 第19-20页 |
| 一、国内外计算机辅助教学研究综述 | 第20-30页 |
| (一) 国内计算机辅助教学发展情况 | 第20-25页 |
| 1. 国内计算机辅助大学物理教学发展概况 | 第21-23页 |
| 2. 目前存在的主要问题 | 第23-25页 |
| (二) 国外计算机辅助教学发展情况 | 第25-30页 |
| 二、数值仿真技术辅助大学物理教学的必要性与可行性 | 第30-36页 |
| (一) 数值仿真技术辅助大学物理教学的必要性 | 第30-32页 |
| (二) 数值仿真技术辅助大学物理教学的可行性 | 第32-36页 |
| 1. 硬件设备分析 | 第32页 |
| 2. 软件因素分析 | 第32-33页 |
| 3. 我国当代大学生的计算机知识储备 | 第33-34页 |
| 4. 物理学科的特点 | 第34-36页 |
| 三、数值仿真技术辅助大学物理教学的理论基础与概念界定 | 第36-50页 |
| (一) 认知主义学习理论 | 第36-38页 |
| 1. 布鲁纳的发现学习论 | 第36-38页 |
| (二) 建构主义理论 | 第38-42页 |
| 1. “情境” | 第40-41页 |
| 2. “协作” | 第41页 |
| 3. “会话” | 第41页 |
| 4. “意义建构” | 第41-42页 |
| (三) 心理学理论 | 第42-43页 |
| 1. 当代大学生的心理特点 | 第42-43页 |
| 2. 心理学基础 | 第43页 |
| (四) 大学物理教学论 | 第43-46页 |
| 1. 大学物理教学的作用 | 第43-45页 |
| 2. 大学物理教学的特点 | 第45-46页 |
| (五) 以上理论基础对数值仿真技术辅助大学物理教学的指导 | 第46页 |
| (六) 课题的基本概念 | 第46-50页 |
| 1. 数值仿真 | 第47页 |
| 2. 计算机模拟 | 第47-50页 |
| 四、数值仿真技术辅助大学物理教学设计 | 第50-71页 |
| (一) 大学物理中涉及的数值计算分类 | 第50-51页 |
| (二) 开展数值仿真的计算机软件简介 | 第51-56页 |
| 1. Visual Fortran | 第51-52页 |
| 2. MATLAB | 第52-54页 |
| 3. Mathematica | 第54页 |
| 4. MathCAD | 第54-55页 |
| 5. Maple | 第55-56页 |
| (三) 运用数值方法解决物理问题的步骤 | 第56-59页 |
| 1. 物理模型的选取 | 第56-57页 |
| 2. 方法的分析 | 第57-58页 |
| 3. 计算机工具选择 | 第58页 |
| 4. 具体的数值计算 | 第58页 |
| 5. 结论分析 | 第58-59页 |
| (四) 大学物理计算机模拟程序的开发 | 第59-64页 |
| 1. 开发工具 | 第59-61页 |
| 2. 开发流程 | 第61-64页 |
| (五) 运用数值方法解决物理问题要遵循的原则 | 第64-68页 |
| 1. 要有明确的目标 | 第64页 |
| 2. 要有先进科学的思想和教学理论作指导 | 第64-65页 |
| 3. 要具有科学性，符合学生心理特点，要循序渐进地开展 | 第65页 |
| 4. 计算工具要简便实用 | 第65-66页 |
| 5. 要具有趣味性 | 第66页 |
| 6. 重视学生主体能动性与教师引导性的结合 | 第66-67页 |
| 7. 不可替代性 | 第67-68页 |
| (六) 数值仿真技术辅助大学物理教学的途径与方法 | 第68-71页 |
| 1. 以公选课的方式开设数值仿真在大学物理中的应用课程 | 第68-69页 |
| 2. 以专题的形式嵌入大学物理教学 | 第69-70页 |
| 3. 建设数值仿真物理实验室 | 第70-71页 |
| 五、数值仿真技术辅助大学物理教学开发实例 | 第71-130页 |
| (一) 非线性振动与混沌问题的数值仿真 | 第71-80页 |
| 1. 物理问题的理论背景 | 第71-72页 |
| 2. 混沌问题的数值模拟结果与分析 | 第72-79页 |
| 3. 本例小结 | 第79-80页 |
| (二) 弹簧摆的内共振特性的数值仿真 | 第80-93页 |
| 1. 问题分析 | 第80-81页 |
| 2. 物理问题的理论背景 | 第81-84页 |
| 3. 弹簧摆内共振特性的数值模拟结果与分析 | 第84-93页 |
| 4. 本例小结 | 第93页 |
| (三) 单泡空化振动系统的动力学数值仿真 | 第93-103页 |
| 1. 问题分析 | 第93-94页 |
| 2. 物理问题的理论背景 | 第94-95页 |
| 3. 数学方法分析 | 第95-97页 |
| 4. 单泡空化振动系统的动力学数值模拟结果与分析 | 第97-103页 |
| 5. 本例小结 | 第103页 |
| (四) 一个典型力学系统的matlab数值仿真 | 第103-106页 |
| 1. 问题分析 | 第103页 |
| 2. 利用数值仿真解决力学系统问题的模拟结果与分析 | 第103-106页 |
| 3. 本例小结 | 第106页 |
| (五) 麦克斯韦速率分布问题的matlab数值仿真 | 第106-108页 |
| 1. 物理问题的提出 | 第106页 |
| 2. 麦克斯韦速率分布问题的数值模拟结果与分析 | 第106-108页 |
| 3. 本例小结 | 第108页 |
| (六) 光栅衍射强度分布的数值仿真 | 第108-113页 |
| 1. 物理问题的理论推导 | 第109-110页 |
| 2. 光栅衍射强度分布的数值模拟结果与分析 | 第110-113页 |
| 3. 本例小结 | 第113页 |
| (七) 亥姆霍兹线圈产生均匀磁场的三维数值仿真 | 第113-117页 |
| 1. 问题分析 | 第113-114页 |
| 2. 物理问题的理论推导 | 第114-115页 |
| 3. 验证亥姆霍兹线圈产生均匀磁场的数值模拟结果与分析 | 第115-117页 |
| 4. 本例小结 | 第117页 |
| (八) 一道电磁感应习题的matlab数值仿真 | 第117-121页 |
| 1. 问题分析 | 第118页 |
| 2. 利用数值仿真解决电磁感应习题的模拟结果与分析 | 第118-121页 |
| 3. 本例小结 | 第121页 |
| (九) 氢原子概率分布问题的数值仿真 | 第121-130页 |
| 1. 问题分析 | 第121-122页 |
| 2. 玻尔的氢原子理论 | 第122-123页 |
| 3. 氢原子的薛定谔方程 | 第123-124页 |
| 4. 量子化条件和量子数 | 第124-126页 |
| 5. 氢原子中电子的概率分布 | 第126页 |
| 6. 氢原子概率分布的数值模拟结果与分析 | 第126-129页 |
| 7. 本例小结 | 第129-130页 |
| 六、总结与展望 | 第130-137页 |
| (一) 研究主要结论 | 第130-131页 |
| (二) 研究创新点 | 第131-132页 |
| (三) 研究展望与教学建议 | 第132-137页 |
| 1. 研究展望 | 第132-133页 |
| 2. 教学建议 | 第133-137页 |
| 参考文献 | 第137-142页 |
| 致谢 | 第142-143页 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 | 第143-144页 |
