浅议情境《用3DMAX提升学生物理情境理解能力》课题研究一例

【摘 要】为更好的适应《中国教育改革和发展纲要》中对教学工作的新要求，笔者使用3DMAX软件制作了一批课例，以提升学生对实际情境的理解能力。并希望此项研究能弥补普通教学中的不足，为战斗在教学一线的教师们提供一条教学研究的新方向和教学工作的新方法。
【关键词】教育改革和发展纲要；提升学生物理情境理解能力；3dmax；制作课例
《中国教育改革和发展纲要》要求：“进一步转变教育思想，改革教学内容和教学方法，克服学校教育不同程度存在的脱离经济建设和社会发展需要的现象。要按照现代科学技术文化发展的新成果和社会主义现代化建设的实际需要，更新教学内容，调整课程结构。加强基本知识、基础理论、基本技能的培养和训练，重视培养学生分析问题和解决问题的能力，注意发现和培养有特长的学生。”
笔者在长期的教育教学工作中发现，大量的中学生在学习过程中存在着脱离现实，不能将理论联系实际的问题。分析其具体原因，主要是因为条件所限，许多题目中涉及到的物理情境，学生们没有亲身经历，难以具体问题具体分析。
为了弥补这类问题对教育教学工作的限制，笔者正在进行一项名为《用3DMAX提升学生物理情境理解能力》的课题研究。在研究中，笔者发现，利用3dmax软件，可以很方便的再现生活中不太常见的物理现象，学生们可以更加直观的感受物理情景，增强学生们对情景的理解能力。
现将研究过程中的一个课例撰写成此文，希望各位批评指正，以便笔者能更加全面的进行课题研究。
【注：为了完成该课例的制作，需要在计算机中安装“3Dmax2009”软件。】
【例】降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为37°，不计人受到的阻力，试对该装置进行受力分析。
具体制作过程如下：

一、降落伞的制作

1.点击创建，选择几何体，在下拉菜单中选择“标准基本体”中的，在顶视图中创建一个球体点击选择并均匀缩放，在前视图中调整球体，使其变成椭球体。
2.再次选择“标准基本体”中的，在顶视图中创建一个高度很小的长方体，并利用移动按钮，在前视图中调整长方体到合适的位置。
3.仍然在几何体的下拉菜单中选择“复合对象”，并选择布尔，先选择长方体，然后点击，在左键单击球体，并在下方的操作面板中选择“差集（B-A）”。
4.在球体上单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“转换为--转换为可编辑多边形”，在右侧的“修改器列表”中，点击“可编辑多边形”前的“+”号，单击“元素”，并在下方的“编辑几何体”菜单中选择“分离”，并在前视图中用鼠标左键单击上部分球体，在弹出的分离对话框中，去除“分离到元素”和“以克隆对象分离”复选框，并命名元素名称为“降落伞”，单击确定。选择球体下半部分，并删除。
5.点击创建，选择图形，选择，在前视图中作一条直线，并移动到合适位置，如图十。【技巧：移动时若对不准球体，可在视图界面的左上角，鼠标单击并选择隐藏线。】

6.点击层次，选择，再选择，并在前视图中移动至降落伞底部。

7.在菜单栏中选择“工具--阵列”，并在弹出的阵列对话框中，输入参数。如图一。创建一个小球代替降落伞下的运动员，并移动到合适位置。
图一

二、受力分析的制作

1.点击按场景选择，在弹出的从场景选择对话框中“Line02-Line08”。【技巧：同时选择多个物体，需按住Ctrl键选择。】在工具栏中选择“组--成组”，并在弹出的成组对话框中命名为“降落伞伞绳”。场景对话框中选择“Line01”，命名为“伞绳受力分析示例”。
2.再次从场景对话框中选择“降落伞、降落伞伞绳、运动员”，并在任意场景界面中单击鼠标右键，选择“隐藏当前选择”，仅留下一条示例伞绳以方便进行受力分析。
3.创建一个圆柱体和一个圆锥体成组后命名为“力”，并在其上单击鼠标右键，选择克隆，在弹出的“克隆选项”对话框中选择“复制”复选框，并依次复制“力0

1、力02和力03”。

4.选择“力”，利用旋转，将其旋转并移动至适当位置，并重新命名为“重力”；

选择“力01”，利用旋转，将其旋转并移动至适当位置，并重新命名为“伞绳拉力”；
选择“力02”，利用旋转，将其旋转并移动至适当位置，并重新命名为“伞绳拉力的水平分力”；
选择“力03”，利用旋转，将其旋转并移动至适当位置，并重新命名为“伞绳拉力的竖直分力”；
在前视图中的“伞绳拉力顶点处创建一条“水平线”和一条“竖直线”，并把“伞绳拉力”、“伞绳拉力的水平分力”和“伞绳拉力的竖直分力”围成平行四边形，成组后命名为“受力分解图”。
5.选择“受力分解图”，按照之前调整伞绳的轴的方法，调整受力分解图的轴至如图十六所示的位置。选择“工具-阵列”，输入图一中的参数。在“按名称选择”中选择“受力分解图”，重新命名为“受力分解图示例”。再选择“受力分解图01-受力分解图07”，成组后命名为受力分解图。
6.最后，在任意视图界面上，单击鼠标右键，在弹出的菜单栏中选择“全部取消隐藏”，可以看到最后结果如图二。
图二

7.课件使用技巧

由于画面中的素材相互叠加，直接选取对象不容易，因此，在选择对象时可以用“按名称选择”按钮，选中对象，并隐藏选中对象，可以使画面简洁，方便讲解。在使用“受力分解图示例”讲解伞绳的受力分析时，可以先解组，然后当鼠标移至相应位置时，就可显示该力的名称了。
此项研究工作从2010年10月开题至今，已历时三载，从研究课题的制定、修改，到课例的制作和实际操作，以及教学效果的比较和教学成绩的分析，均得到各级领导和老师的大力支持。在此，再次对各位的帮助表示感谢，并恳请各位专家老师能够对本项研究提出批评指正，以便笔者的此项研究能更加合理完善。谢谢！
【参考文献】
《中国教育改革和发展纲要（、国务院1993年2月13日印源于：职称论文www.618jyw.com
发）》第四条第31款