MOOC教学中可视化模型构建

摘 要： 针对MOOC等课程知识碎片化需要，文章通过理论推导和MATLAB软件科学构建光的衍射光强图像模型，并与理论对比分析，科学清晰呈现光的衍射光强分布特点。

关键词： MATLAB MOOC 光的衍射

1.引言

21世纪，教育技术最深刻的变革就是信息技术在课程教学中广泛应用。以MOOC课程引发的教育模式变革深刻影响教育内容、手段的更新[1]。革新的一个结果需要将知识碎片化。在物理教学中，如何将物理理论进行合理的符合教育规律同时又要符合物理本来面目切割，就显得非常重要。一个令人担忧的现象是有些碎片化物理知识片段在可视化方面存在科学性错误。如可视化图片和视频片段不是通过科学的模拟，而是人为制作。运用MATLAB对物理图景进行科学的模拟，制作可视化图景，应该成为制作碎片化物理知识图景重要手段[2][3]。本文以通过理论推导和Matlab软件制作薄膜干涉可视化图景，实现物理模型的科学碎片化。

2.夫琅禾费单缝衍射

2.1问题

夫琅禾费单缝衍射是光学经典的衍射模型，衍射明暗条纹的分布规律可以通过半波带理论定性解释，但困难在于无法定量解释衍射条纹光强分布。现构造夫琅禾费单缝衍射物理模型：波长为λ的单色光，平行通过宽度为a的单缝如图1，分析波长不变情况下光强分布，以及在缝宽一定的情况下，波长分别为750nm、540nm和440nm的红光、绿光和蓝光衍射条纹光强的分布规律。

3.结语

利用MATLAB结合物理理论推导得出的模拟图可以看出，用Matlab模拟的夫琅禾费单缝衍射光强分布与理论推导得出的结论是吻合的。计算机模拟得出的图形可以使学生更直观形象地认识，实现物理模型和数据的可视化，为相关MOOC课程提供。这对学生更好地理解光学中的各个物理量及模型所表示的物理意义，以及提高对物理课程的学习兴趣有极大帮助。

参考文献：

[1]焦建利.MOOC：大学的机遇与挑战[J].中国教育网络，2013，04：21-23.

[2]梅山孩，MATLAB在大学物理教学中的应用：点偶极子为例[J]浙江树人大学学报，2014，14（2）：91-94.

[3]罗志恒，陆建隆.MATLAB在普通物理教学中的应用[J].物理通报，2003（2）：20-22.