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論CAI中電場變化的模擬描述
重慶市忠縣職業(yè)教育中心姚富華 2015/12/12 19:09:06
（接上頁）即變化的電場中還有模擬的電荷在做定向移動，若太多的電場線，則勢必影響學(xué)生觀察引起電場變化的這一相關(guān)因素，從而不能達(dá)到CAI的模擬演示目的。
2.通過電場線的增減（密度改變）來模擬描述電場隨時(shí)間的變化，將會出現(xiàn)“一些地方在電場強(qiáng)度增大后才有電場線，有的地方的電場線由于電場強(qiáng)度的減小而消失”的情形，容易使學(xué)生產(chǎn)生：“電場中有的地方?jīng)]有電場線”的錯覺，從而對學(xué)生理解“任何兩條電場線之間的地方也存在電場，也有電場線，電場中任何一點(diǎn)都有電場，都可以畫出電場線來�！痹斐烧系K，形成誤導(dǎo)。
3.容易使學(xué)生錯誤理解“用電場線表示某一電場時(shí)，電場線的疏密可以表示電場強(qiáng)度的大小，即電場線密處電場強(qiáng)度大，電場線的疏處電場強(qiáng)度小�！边@句話的適用條件，造成學(xué)生將“用電場線的疏密描述電場強(qiáng)度的大小”延伸到兩個電場（變化前后的電場）的比較，使學(xué)生錯誤地認(rèn)為：兩個電場的強(qiáng)弱之分是通過它們電場線的疏密來判斷，從而使定性問題復(fù)雜化。
4.容易使學(xué)生把“電場在空間的強(qiáng)弱分布”與“電場（隨時(shí)間）的強(qiáng)弱變化”混為一談。
四、論用電場線的粗細(xì)改變模擬描述電場的變化
在CAI中，通過電場線的粗細(xì)改變來模擬描述電場強(qiáng)度隨時(shí)間發(fā)生的改變，主要用于電場的強(qiáng)弱發(fā)生改變時(shí)，電場線的基本形狀保持不變的情形，而中師、中專、高中物理學(xué)中所涉及到的電場變化基本上是這種情形。用電場線的粗細(xì)改變來模擬描述電場的這種變化，表現(xiàn)出以下優(yōu)勢：
1.電場線的粗細(xì)變化能生動模擬電場強(qiáng)度隨時(shí)間的“漸變”過程，因?yàn)樵贑AI中，電場線的粗細(xì)逐漸改變是很容易實(shí)現(xiàn)的。
2.由于這種方法所用的電場線較少(見圖3)，從而使畫面中有大量的剩余空間，能方便的展現(xiàn)引起電場變化的相關(guān)因素之改變，使學(xué)生清楚地觀察到它們之間的聯(lián)系,最終實(shí)現(xiàn)CAI的輔助教學(xué)目的。
3.學(xué)生較容易理解電場發(fā)生變化的前后，是兩個不同的電場，我們通常不以電場線的疏密來區(qū)別兩個場強(qiáng)不同的電場，用什么來區(qū)別呢，順理成章，用電場線的粗細(xì)來區(qū)別兩個具有相同形狀的電場線、而場強(qiáng)不同的電場。
4.它能促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步領(lǐng)會：無論電場強(qiáng)弱如何變化，電場中任何一點(diǎn)都有電場，任何一點(diǎn)都可畫出電場線來，只是不同的電場，其場強(qiáng)大小不盡相同而以。
5.在電場改變的過程中，每一時(shí)刻(瞬間)的電場，在空間的強(qiáng)弱分布仍然遵循“電場線密處電場強(qiáng)度大，電場線的疏處電場強(qiáng)度小”的規(guī)律。在電場改變的過程中，電場線粗的時(shí)刻表示電場強(qiáng)度大，電場線細(xì)的時(shí)刻表示電場強(qiáng)度小。前者是用電場線的疏密描述（某時(shí)刻或靜止時(shí)的）電場在空間（不同位置）的強(qiáng)弱分布，后者是用電場線的粗細(xì)改變描述（某空間位置的）電場隨時(shí)間的強(qiáng)弱變化，學(xué)生能夠理解兩者的不同，不會對原有知識的理解產(chǎn)生障礙。
6.“用電場線的疏密描述（某時(shí)刻或靜止）電場在空間(不同位置)的強(qiáng)弱分布”與“用電場線的粗細(xì)描述（某空間位置的）電場隨時(shí)間的強(qiáng)弱變化”并不矛盾，它們描述的是兩個不同的物理內(nèi)涵。
綜上所述，在CAI中，用電場線的粗細(xì)改變模擬描述電場的變化，優(yōu)于用電場線的增減模擬描述電場的變化。
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