Origin软件在大学物理教学中的应用_焦志莲.pdfVIP

应用研发 教育信息化 Origin软件在大学物理教学中的应用 焦志莲 / 太原师范学院 摘 要：基于Origin强大的绘图功能，对大学物理中的抛体运动、简谐振动和光栅衍射进行了数值计算和图形绘制，从所 绘制图形上可以直观地观察到所研究物理量之间的关系，提高学生对知识的理解和掌握，激发学生学习大学物理的兴趣。 关键词：Origin；大学物理；数值计算 学物理课程是理工科专业学生一门重要的通 用Origin绘制的图表还具有较好的视觉效果，可方便 大识性的必修基础课。大学物理课程既为学生 用户查看数据的差异、图案和预测趋势。以下通过大学物 打好必要的物理基础，又在培养学生科学的 理中的几个特列来说明Origin绘制图形的优势。 世界观，增强学生分析问题和解决问题的能力，培养学生 2 应用举例 的探索精神、创新意识等方面，具有其他课程不能替代的 2.1 斜抛运动射程及最大高度问题 重要作用。但是，在教学过程中发现有很多学生对大学物 质点作斜抛运动可以看作是由沿初速度方向的匀速运 理学习没有兴趣，成绩不理想。经过调查问卷才发现其实 动和沿竖直方向的自由落体运动叠加而成的[3] 。抛体运动 学生并不是真正讨厌物理学习，而是没有真正感受到这门 的轨迹方程为： 课程的魅力所在。他们认为大学物理很枯燥，许多内容很 （1） 多理解。为了提高大学物理的教学质量，教学改革迫在眉 当抛体落回水平面上时，即y=0 。若把质点落地点与 睫。近年来，Origin软件越来越被大家所熟悉，在各个专 原点间的距离d0称为射程，那么由轨迹方程可得： 业研究领域得到广泛应用。该软件操作简单，而且具有强 大数据处理功能和绘图功能，在大学物理教学中可以使用 （2 ） Origin进行数值计算或数值模拟。文中精选了大学物理中 从上式可看出，在给定初速v 的情况下，射程d 是抛 0 0 的几个例子，使用Origin对物理量之间的函数关系进行数 射角α的函数。由最大射程的条件为： 值模拟，可使学生更容易理解物理量之间的关系，真正让 学生掌握物理概念，领会物理内涵，进而提高大学物理教 （3 ） 学质量。 即α= π/4 。也就是说，当α= π/4 时，抛体的射程最 1 Origin简介 大，其值为： Origin是当今世界上最著名的科技绘图和数据处理软 （4 ） 件之一，与其它科技绘图及数据处理软件相比，Origin在 科技绘图及数据处理方面能满足大部分科技工作者的需 令 ，得到 代入（1） 要，并且容易掌握，兼容性好，因此成为科技工作者的首 式，可得质点所能达到的最大高度为： 选科技绘图及数据处理软件。目前，在全球有数以万计的 公司、大学和研究机构使用OriginLab公司的软件产品进行 （5 ） 科技绘图和数据处理[1] 。 其中，α、v0 分别为抛射角、物体的初速度。利用 其特点：使用简单，采用直观的、图形化的、面向对 Origin对（2 ）、（5 ）式进行数值模拟，可以直观、清晰 象的窗口菜单和工具栏操作，全面支持鼠标右键、支持拖