〔编者按〕本学期我省高Φ物理开始使用人民教育出版社编辑出版的新课本。为此特刊发教材编写人员的文章,希望能对广大物理教师更好地使用新教材有所帮助
1997年秋季在山西、江西和天津开始进行的高中课程改革试验,现已试验一轮2000年试验范围进一步扩大到10个省市。为了使大家对高中粅理试验教材有所了解下面将我们在教材编写时的一些考虑向中学物理教育界的同仁做一介绍,希望得到大家的批评指正
合理的敎材结构,有利于学生学习、掌握所学知识培养能力。为了探索更合理的教材结构物理室在1993年编写了一套试验教材,这套教材在结构仩的主要变化是:一、将几何光学放在高一的开始试图解决初高中台阶过大的问题;二、将机械波、电磁波、光波等波动的内容放在一起,组成一篇以加强学生对波动知识的整体认识。
从试验的结果来看对这种结构的变化,持赞成意见和反对意见的都有后者更哆,而且比例较大经过对试验情况的分析,我们认为以往高中教材结构上的安排有它内在的规律性,反馈的意见至少说明像前面所说嘚结构调整在现阶段是不可行的。因此这次教材编写在没有成熟经验的情况下,基本上仍保持了原来教材的框架结构
以往,“仂”放在开始学习学生学习受力分析较为困难。为了降低过高的台阶教材特意做了处理,减缓了坡度在第一章只讲常见的重力、弹仂和摩擦力。在学生了解了三种力的简单规律接触了一点简单的受力分析,熟悉了一些方法之后学习第二章运动学。学生对矢量的分析和运算的能力以及分析问题的能力有了一定的进步之后开始学习第三章牛顿运动定律。第四章安排较为难一些的有关静力学中的受力汾析这样就将学生刚上高一就遇到的拦路虎“受力分析”,分散在力学的各个部分降低高一开始时的难度,搭好初中上高中的“桥”
(二)两类课程的兼顾问题
按照教育部的意见,学习两类不同课程的学生在高一使用同样的教材高二后再分开。这样高一教材嘚编写就要同时考虑两类学生的需要,处理好两类课程的兼顾问题教材无论在知识的要求还是在能力的要求上都要有所区别,有所不同为了体现这种弹性,我们在教材中通过增设栏目、小字补充等手段将教学内容分为必学和选学。必学内容是对全体学生的基本要求吔是全体学生经过努力可以达到的要求。选学内容不作考查由教师根据实际情况自行选择。例如在讲到环绕速度时,用小字介绍了黑洞的问题;增加了阅读材料的数量;每章后配有A、B两组练习题A组为必学,B组为选学;每册书后列有若干个专题专题为选学。
(三)加強能力培养
庄子曾说过:“吾生也有涯而知也无涯,以有涯随无涯殆已。”即感叹有限人生对无限知识的无奈诚然,人类在有限的一生内不可能将各门各类的知识都学会但是人类仍在使知识不断地扩大、更新和发展。这是因为人类不应该只是机械地记忆知识的載体而应该是创造、加工知识的工厂。而这正是&# 世纪所需要的开拓型人才的特点我们的教育就应为培养这种类型的人才服务。培养这種懂方法、会学习、有创见的人才各门课都有义务,物理课在这方面更有其独特的优势
在教材编写中,我们在讲清概念的同时紸意能力和方法的训练与培养,注意叙述要有启发性给学生留有较多的独立思考余地,培养学生独立思考的能力和习惯;在学生通过运鼡学过的基础知识经过思考可以得出结论、答案的地方设一些“为什么”、“你想过吗”、“思考与讨论”等栏目;在物理学方法和思想(包括思想教育)比较突出的地方,有意识地总结或点拨(如理想化的方法理想实验的方法,建立模型的思想实事求是的观点等);通过章後小结,逐步引导学生自己整理、归纳学过的知识;通过对诸如“研究弹簧的伸长与拉力的关系”“研究材料的保温性能”、“刹车时车輪被抱死的利与弊”等一些问题的探索培养学生探究问题的能力。
(四)联系实际提高兴趣
理论联系实际是真正学好物理,培养學生能力最有效的途径只有善于把学到的物理知识应用到实际中去,才能真正把物理知识学好理论联系实际不仅可以使学生深刻地理解物理规律,同时也是引起学生兴趣使他们喜欢物理最有效的途径之一。教材编写中充分注意了这一点例如,在讲到阻力问题时介紹了小轿车、气垫船等;在各章前专设一页,印有与本章内容相关的图片如我国最新设计制造的“飞豹”式战斗机、运动员赛跑、南浦夶桥等;在讲到振动时介绍了心电图仪、地震仪、微波炉等;在讲到反冲运动的内容时介绍了我国的长征系列运载火箭以及“神舟”号载囚飞船。另外还有与阻力问题相联系的磁悬浮列车与红外辐射相联系的红外遥感技术,与原子辐射相联系的激光等
(五)灵活渗透,扩展知识面
物理知识浩如烟海如果让学生都按部就班地学习,不仅时间上不允许也没有必要。有些知识可以采取逐步渗透即逐步提高的办法来学习。如力的正交分解法在解决力学问题时应用很广泛,用起来也很方便但课本没有单独设节讲述正交分解法,洏在第三章应用牛顿运动定律解决问题时采取渗透的方法来介绍让学生在应用中逐步习得。又如熟悉“同一直线上的矢量运算”对处悝矢量的运算很重要,本书也没有采取单独设节而是在解决具体问题时,告诉学生需要先取一个正方向以确定矢量的正负,然后进行運算经过几次熟悉之后,在适当的时候由教师点拨再加以提高。为此书中设有一个专题,讲述“同一直线上的矢量运算”教师可根据实际情况,在适当的时候给学生讲述或者让程度较好的学生自己钻研。
另外像重力和弹力做功与路径无关、黑洞、黑体辐射、行星、恒星、星系和宇宙等内容,教材都是采用渗透的方法来讲述的
本书的绪言改变了过去用长篇文字叙述的写法,用8个彩页以插图的形式对物理的概貌、物理学的重要性做了说明以激起学生学习物理的志趣;同时,也采取灵活渗透的方式使学生知道一些知识,扩展眼界绪言中涉及的知识面很广,不可能按部就班地去向学生讲解这是灵活渗透学习的一个实例。
(六)加强实验教学
粅理学是一门以实验为基础的科学离开了实验可以说谈不上物理学。虽然学过物理的人几乎无一例外知晓实验的重要性但是由于受“應试教育”及其他一些因素的影响,应该说我国中学物理的实验教学始终是一个薄弱环节为了加强实验,新大纲在这方面尽其所能地做叻努力新大纲中必修课的必做学生实验共,12个其中(4个是新的),实验个数与现行必修课的必做实验个数相同必修和选选课的必做学苼实验共23个,其中有一个是在专题中安排的制作性实验这23个实验中有7个是新的,现行必修加选修一共17个学生实验这在课时减少的情况丅,实际上增加了学生实验所占的比例
物理实验的重要意义不仅仅在于它在学习物理中的重要作用,更主要的是它为学生认识、学習和研究物理问题提供了非常有效的方法指导因此在教材编写中,除按照新教学大纲的要求扎扎实实、合理有效地安排所规定的学生实驗外还增加了“练习使用打点计时器”和“验证牛顿第二定律(选做)”两个实验;在正文中增加了许多随堂实验;设了“做一做”栏目,介绍简单易做的小实验鼓励学生多动手。
(七)安排好练习和习题
安排好节后的练习和章后的习题是编好教材的重要一環。这次教材在习题的编排上着重从以下几方面做了改进
教材中的练习题更注意了题目的的针对性。每设一题必明确目的或辨析概念、澄清认识,或巩固知识、加深理解或训练方法、提高能力。基本题覆盖全面突出重点,力求每道题都发挥它应有的作用练习題的数量较现行教材略有增加。一般来说节后的练习为3-6个,章后A类题为8-10个
教材更加注意了练习题的编排层次,以利于循序渐进洇材施教,分类指导节后的练习题多为理解和巩固知识、辨析概念而设,一般较简单多为基本题,少有综合题目的是让学生扎扎实實地把基本知识学好,希望每做一题必有收获
章后的习题分A、B两组,题目是对全章知识的深化和综合还有与前面所学知识的综合。,A组为必做题是对全体学生的要求;B组为选做题,供学有余力的学生选做希望教师根据实际情况予以取舍。
题目的内容更注意了聯系实际注意贴近学生生活,注意联系生产实际和现代科学技术注意溶入现代气息。联系实际可以提高学生分析问题和解决问题的能仂可以培养学生将所学知识应用于实际中去的意识。联系实际是我国物理教学的一个好的传统新编教材努力继承和发扬这个传统。
二、第一册编写说明
第一章 力 通过对几种简单的力的介绍了解力的初步知识和研究力学的一些基本方法。这一章的编写注意叻打好基础、铺好台阶
为了分散难点,受力分析没有单独列节而是分散在各章中。这一章只分析简单的受力问题主要结合力的性质分析。第三、第四章再结合物体的运动状态来进行力的分析
摩擦力特别是静摩擦力的分析,是教学的难点讲述摩擦力时,对楿对运动的方向或相对运动趋势的方向一开始只限于物体相对于静止物体(相对地面)的情形,而不分析太复杂的问题
力的合成囷分解,不要求用公式计算合力的大小和方向不要求用力的分解来解静力学的问题。静力学的问题放在第四章用平衡条件来解决。力嘚正交分解在第三章采取渗透的办法来学习教材设有专题“大力和小力”,供程度较好的学生钻研
第二章 直线运动 教材对“時间”、“时刻”、“参考系”、“位置”、“位移”等概念做了较详细的分析,以便打好基础瞬时速度和加速度的概念既是本章的重點,也是学生不易理解的难点课本在开始讲述瞬时速度时,只给出最浅显的说法即瞬时速度是运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,继而以小字(选学)用极限的思想说明了怎样理解瞬时速度供学习程度较好的学生课外钻研。对加速度概念在第二章只要求学苼理解匀变速直线运动的加速度。为了澄清概念在节后用花边框的形式将加速度与速度加以对比,以求学生确切地理解概念到第二册講到曲线运动和向心加速度时,对加速度的认识还要加以扩展
学习物理要注意研究方法的重要性,教材课文及阅读材料着意介绍了┅些典型的方法如伽利略理想实验法、伽利略对自由落体运动的思辩和研究等,希望学生能通过学习、思考领会并培养一些重要的科學方法。
学生实验涉及打点计时器的使用问题对于打点计时器,书中介绍了两种一个是电磁打点计时器,另一个是电火花打点计時器主要考虑是,后者是新型仪器误差较小,可做的实验也多些但两种仪器测量时间的原理基本是一样的,都是利用周期性的打点來记录时间两种仪器均可做书上的实验,是否使用新仪器各学校可根据实际情况而定。
第三章 牛顿运动定律 这一章是高中力學的重点章第一节意在引起对运动原因的思考;第二节分析得出力是产生加速度的原因,为下一节做好准备;第三节得出加速度和力及質量的定量关系后面是应用及定律的适用范围。这一章的编写特别注意了对牛顿定律的得出和理解的分析不涉及过于复杂的情形,以便学生把主要精力放在概念、规律的理解上
第四章 物体的平衡 主要考虑是将受力分析的难点后移,有前三章的知识准备之后學习力及力矩的平衡会比在力学开始的第一章就学习难度小些。
第五章 曲线运动 曲线运动较直线运动复杂教材主要以平抛运动囷圆周运动为例研究物体做曲线运动的条件和规律,研究曲线运动的基本方法是运动的合成和分解教材在编写时力图尽可能多地联系生活实际,如铁饼、汽车、导弹、受磁铁吸引钢珠等物体的运动在这些生活经验和课堂实验的基础上,得出物体做曲线运动的条件运动嘚合成和分解,增加了演示实验以说明合运动与分运动的关系。
平抛运动是学生较为常见的运动对于它的特点及研究它的方法应紸意让学生领会和掌握。学过研究平抛运动的方法之后教材特意让学生自己运用运动的分解的方法,研究前面学过的自由落体运动和大綱中不要求的斜抛运动主要是希望学生把知识学活,能够举一反三
关于平抛运动的学生实验,为了使学生对实验的过程了解得更哆些以便他们更深入地理解平抛运动的实质,教材将实验的做法做了调整
匀速圆周运动是曲线运动的一种特例,这是学生第一次接触周期性运动教学中除应注意让学生理解圆周运动的线速度、角速度、加速度等概念外,还应注意让学生理解描述周期性运动的方法为以后学习振动、波动等内容打好基础。
向心力及向心加速度概念的理解及公式的得出教材主要是通过分析实际物体的运动,得絀向心力与一些因素的关系然后给出确切的公式。实际探索的活动对学生的学习很有好处。同时教材用小字给出了用数学的方法,嶊导得出向心加速度公式有了向心加速度的公式,向心力的公式就不难得出了考虑到这两种讲法各有利弊,教师可根据学生的情况有所选择
为了加强理论和实际的联系,教材在后面安排了利用平抛知识研究排球运动的专题此专题将实际问题抽象为物理问题。尽管抽象出的问题有些过于理想化但是还是有一定意义的。将实际问题抽象为理论问题进行研究本身就是一个能力的训练。
第六章 万有引力定律 万有引力定律是物理学中非常重要的定律与实际生活及新科技有着密切的联系。这部分知识的学习不仅要使学生理解和运用定律解决一些问题,还应注意使学生了解、体会前人得出定律的过程
为了使学生对万有引力定律得出的来龙去脉有个比较清楚的认识,教材在开始介绍了开普勒定律同时也为下一节打下基础。教材着意对万有引力定律的得出做了较详细的分析教学中应引導学生分析定律得出的推理过程,特别是牛顿对地面上物体所受的引力和天上的物体受到的引力是同一性质的力的分析
为了培养学苼的自学能力和独立思考能力,对于这部分内容书后安排了一个有关通信方面的专题。这个专题最好能在学生充分准备的情况下集体討论、分析。
第七章 动量 这一章教材通过分析生活和生产中大量的实际问题(如鸡蛋落地、冲床的冲压、码头敷设橡皮胎……)引入动量概念推导动量定理和动量守恒定律。动量守恒定律和下一章的能量守恒定律是较牛顿定律更高级的定律,是自然界普遍适用嘚规律教学中应注意让学生体会动量守恒定律的意义,以及用动量守恒定律处理问题的优越性
教材在这部分内容中,注意联系当紟的科技前沿特别是我国在这方面的情况,如长征系列火箭、“神舟”号宇宙飞船的介绍以激发学生的爱国情感。
第八章 机械能 功和能的概念是物理学中非常重要的概念功能问题也是学生在日常生活中经常会遇到的问题,这些概念、定律是学生以后要用到的
为了使学生对所学知识领会得更深入一些,教材有意识地在一些地方对一些问题做了扩展主要是想让学生在运用定律、规律时,知其所以然不乱套公式。如讲功的计算时介绍了计算变力作用下做功的思路;讲动能定理时,指出无论外力是否为恒力无论物体是否做直线运动,动能定理都成立;讲重力势能时介绍重力做功与路径无关,直线情况下推导的关系式对曲线同样适用;讲机械能守恒定律时指出在只有重力做功的情形下,物体做任何运动定律都是成立的。
第九章 机械振动 机械振动在实际中有很多的应用同時这部分内容也是理解其他振动及波动的基础,所以教材有意识地将所学知识与生活实际相联系(如心电图、地震仪、钟表、秋千等)使学生通过学习,对现代社会中的科学技术有所理解同时也培养学生的应用意识。
利用图象研究振动问题是比较直观、有效的方法。为了使学生对振动的图象有比较正确的理解教材用频闪照相的方法将振动各时刻的位置记录下来,然后描点、作图教学中让学生領会这种意图即可,不必对记录手段本身要求太高
相位是学习振动、波动等非常重要的概念,如果没有相位的知识很难真正理解鉯后将学到的三相交变电流、波的干涉等内容。但是相位的内容也是中学生感到困难的内容所以大纲将此定为选学,教学中应根据学生嘚实验情况灵活处理。
教材对相位的处理比较浅显使学生能够能理解相位的物理意义,在一些问题中能考虑到相位的问题即可洏没有用参考圆等方法来更多地讲解、分析相位的问题,以免给教学造成过重的负担
考虑到使用新教材的地区面已较大,各地的教學安排会有不同为了方便教学,这次教材的修订将原来放在高二的“振动”一章拿下来放在第一册
转载:《山东教育》2000/26
注:本文是网上看到的一篇文章感觉写的很好,因此收藏了下来
《如何学好游戏3D引擎编程》
此篇文章献给那些为了游戏编程不怕困难的热血青年它的神秘要我永远不間断的去挑战自我,超越自我这样才能攀登到游戏技术的最高峰
——阿哲VS自己 QQ多希望大家一起交流与沟通
这篇文章是我一年半前,找工莋时候写的那时是发到学校的BBS上。现在我工作了想法和以前也有不同,但对游戏引擎编程理念还是基本差不多在我没遇到U3以前,一矗研究WILDMAGIC可以说是GAMEBRYO的前身吧,他们基本框架都差不多是完全面向对象,代码容易读但它发展存在严重的弊端,这个也是它为什么不是犇B引擎的原因但从渲染和动画方面来看,U3的 MATERIAL TREE 和
ANIM TREEE 是2个飞跃的当我对我自己引擎渲染材质和光照一筹莫展的时候,MATERIAL TREE带来的希望对比 zfx (wildmagic)gamebryo 和ogre 还囿U3,各有优缺点而且你可以看到一个引擎发展,从一个以多边形为渲染单元变成以mesh做为渲染单元(现在很少有引擎场景管理分割多边形来做的
我始终喜欢zfx引擎,它是00-02之间的引擎完全让你可以理解那时候显卡不是很强的时候,一个引擎应该具备的特征对于来讲,(wildmagic)gamebryo 和ogre 做嘚很好u3的特点就是架构乱,没有什么可读性的技术文档研究起来十分吃力。做为一个商业引擎对于渲染方面,我认为(wildmagic)gamebryo
输给了ogre框架設计还有弊端,ogre确实是一个好引擎而U3对于渲染过程,光照阴影,就是一帧的渲染过程处理的十分得当。动态生成shader是一个引擎的发展嘚必然趋势而往往动态生成最多的,也就是材质和光照它们不能分开,分开谈无意义MATERIAL TREE
我始终认为是个太好的想法了,任何特效不需偠程序员过多参与美术可以搞定一切,什么水反射,折射这些效果,编写起来易如反掌还可以实时光看效果。其他动态生成也僦是根据配置不同,来做处理动态编译shader弊端太大,不能做到所有而且不灵活,如果动态生成和动态编译合起来简直牛B透顶了。现在峩的引擎已经有了MATERIAL TREE这个功能ANIM TREEE在制作中。
这里面我重点谈的是图形方面略带些动画方面,一个引擎最基本的是内核包含内存管理,文件读写资源管理等等吧,也十分重要我的引擎这些写的都很简单,基本都是wildmagic里面的。
我总结3D引擎编程的4个阶段
第一阶段是了解3D原理和数學基础大学里面学的线性代数,概率统计和高等数学完全足够在3D中都有充分体现。最好自己能做一个软引擎这样整个3D流水线自己完铨可以掌控,然后在学DX之类的API很容易
第二阶段不要看引擎,还是应该以实现各种效果和基本算法为基础包括各种图形特效,场景管理剪裁算法,各种动画算法等等,所有那些单一的算法如果这些都不是了解很好,那么做引擎时引擎框架的接口也不会设计好!再添加这些算法和效果时 会很困难效率也不会很高。
第三阶段就是看大量的引擎,对引擎有很深刻的概念3D引擎只是引擎的一部分,引擎主要是框架如果框架搭建好了,那么引擎的效率是很显著的其他底层细节优化,也会有明显的优势体现
第四阶段,再好的引擎没有荿功的游戏支撑都是白费你不仅仅是做引擎,而是做的有开发价值的引擎可以很好的为游戏服务的引擎。
下面这段话写于一年半前~~
前言本人不才姑且以自己经验来谈如何学游戏编程,这个话题我酝酿了很久它确实很难写,因为我也不是资深高手才刚刚登堂入室,游戏编程大师功力一般都十几年左右所以让我这样的小卒写的深入浅出更何谈容易,错误出现并不奇怪高手见笑也在所难免,请夶家指正我会欣然笑纳。但这几年走过的路让我知道这么学是正确的,大体过程经验告诉我这样做是对的,高手的指引告诉我这樣做是对的。
我从下面几个方面来说明如果学习,记住只是如何学习要想学好就要靠你自己。
一。游戏编程你真的爱她吗?当你听完我的介绍后你就要决定游戏编程是否适合你。
1 你思想需要改变吗?
打开话题游戏是一个结合体,她是一个音乐媄术,技术创意相结合的艺术品,你要用艺术的眼光去欣赏的因为好的游戏是用艺术的眼光来设计,除了某国的网游不算外很多经典的游戏流芳百世,成为真正游戏玩家佳话
2 你有毅力爱她爱到底吗
也许我上面的话,你还能接受残酷的在下面,以我的经验告訴我如果你编程和游戏理论起步是零,你要对游戏编程达到略有小成的水平最少要4到5年我比较蠢,花了6年这6年来,几乎每天平均学習4-5个小时左右当然假期都要算上。头3年半基本学习计算机基础知识包括数学,数据结构计算机体系结构,汇编,编译原理操作系统,网络软件工程,离散数学算法分析。我们大学4年基本就学这东西这些都是基础,游戏编程都需要还有一个就高等物理我没囿学,导致我现在对于一些物理微积分方程很难理解当然这里并不一定是问题,只要你肯努力没有学不会的。完全把这些学好花4年時间真的不容易。我曾经抱怨自己没保研而痛苦的经历考研现在我却认为是值得的,我很难有时间在集中精力的复习这些专业课了尤其是数学。
3 爱她请从游戏开始
很多人可能不解,游戏编程为什么要从游戏开始玩遊戏时,有很多潜移默化的东西影响着我们编写游戏程序很多灵感确实从游戏中得来。一般的游戏编程高手都是从小由于游戏对他们巨大吸引,从而走上游戏道路虽然不是绝对,但按统计学角度讲可以说是一个事实一个不爱玩游戏的人,爱上游戏编程的几率是很小嘚其实很多人小的时候都爱玩游戏,他们都是从游戏厅张大只有一少部分,走向了游戏开发这个行业他们之间有着明显不同,走向遊戏开发的人是真的被游戏背后那种神秘东西所吸引,并想要揭开它而另一些人,则是完全迎合了游戏开发的需要——玩的高兴
二游戏编程,你真的了解她吗游戏编程,这个概念包含了很多深层次的东西
版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请点击这里与我们联系,我们将及时删除。