Python编程与3D物理学仿真(视频版)

张继春
推荐序 物理学是学生在学习中遇到困难较多的一门学科。这首先是因为物理学研究的范围非常广,大到太阳系、银河系、整个宇宙,小到分子、原子、基本粒子等。其次是因为物理学研究的内容非常多,要学习它,需要具备丰富的社会经验,这就增加了学习难度。物理学的知识涉及我们周围事物的方方面面,工业、农业、医学、军事、科技等领域的研究都离不开物理学的知识,可以说我们生活中到处充满了物理知识。我们要把看到的错综复杂的事物中的物理现象剥离出来,找到其中规律性的东西,还要把学习过的物理知识应用到生活中。 物理学的内容十分具体,涉及一个个实实在在的物体,一件件身边的事物。物理学又很抽象,它的一个个规律需要我们理解,不同事物中的共同特点需要我们想象。这就要求我们既要有形象思维能力,又要有抽象思维能力。在物理学的学习中还要用到较深的数学知识,要真正学习好物理学,就要求学生有较高的综合素养。 物理学的研究和学习又有它自身的特点,抓住它的特点会给我们的学习带来很大帮助。比如,物理学是一门实验科学,物理学的研究和学习都离不开物理实验。因此,物理学习中的实验教学是学好物理的重要手段。在物理教学的过程中安排了大量的物理实验,如果我们做好了这些实验,学习物理就会轻松很多。因为物理实验能帮助我们了解所研究事物的图景、学习物理学的研究方法、得到所研究问题的结果、理解物理规律的本质。 当前的物理教学和实验教学还存在许多不足。由于各种原因,很多学生在物理学习中没有完成物理课程标准中安排的实验,这对学生学好物理知识是十分不利的。 我们物理界的许多教师抱着让学生真正学好物理知识的想法,做好物理实验、开发新的物理实验、用多种方法帮助学生通过实验理解物理知识。 记得在20世纪80年代微型计算机刚刚进入中国的时候,我就用BASIC语言编制物理教学的实验展示程序,用于物理教学。后来又用几何画板和3D绘图软件编制物理实验仿真程序,通过对这…