作者： 孟剑平 《远程教育杂志》 2002.6
    物理本身的特点以及物理教学的独特性给计算机在物理教学领域中的运用提供了广阔的空间，同时也显示了计算机辅助物理教学的巨大作用。Internet的出现，更是以它的资源丰富、即时获取和交流方便等特点，迅速渗透到物理教学的各个方面，极大地改变和优化着物理教学的方式和方法，对物理教学的开展具有不可估量的影响。因此，搜索到这些网络资源并改进、利用，以便更好地为物理教学服务就显得尤为重要。本文主要介绍物理教育类小程序资源的搜索及其在物理教育当中的应用。
    一、小程序在物理教育中的优点
    Java小程序（Java applet）是一种用Java语言编写的，可以被嵌入网页的特殊程序。利用小程序，可以制作生动活泼且具有很强交互性能的网页。与其他一些客户端编程工具相比，小程序具有一些独特的优点：1.兼容性强。小程序能在绝大多数平台（Windows、MacOS、UNIX、和Linux等）上运行并产生相同的结果。2.无需安装。只要装载了网页页面，页面内的小程序也就同时被装载了，不像一般程序或软件那样需要进行安装操作，这样就避免了建立、安装客户软件新版本所遇到的麻烦。3.功能强大。Java是一种成熟的、完全面向对象的编程语言。这使小程序具有强大的图形和网络处理能力。4.安全性。与其它技术相比，小程序非常安全，它很难破坏运行它的系统。
    以上这些特点给程序编制者编制应用于物理教育领域的小程序带来了方便。利用小程序的多线程和强大的图形、网络处理能力，可以进行复杂的物理现象的模拟、演示，这是其它客户端编程工具所难以胜任的；利用小程序的无需安装和兼容性强的特性，则可以方便地在互联网上进行发布工作。对于使用者（在物理教育领域内即物理教学人员）来说，小程序的使用也是简单的，只需利用几行HTML代码，就可以将一个编制好的小程序嵌入网页中，而利用一些所见即所得的网页制作工具（例如Dreamweaver）来完成这一操作则如同在网页中插入一幅图片一样简单，甚至还可以直接通过链接已有的网页来使用这些小程序。小程序所具有的这些优点和方便性使得大量的可应用于物理教育领域的小程序出现在Internet上。
    二、物理教育类小程序资源的搜索
    Internet上信息浩如烟海，要搜索到有价值的资源必须要利用好的搜索引擎及网页目录并利用好它们。关于怎样利用好搜索引擎及网页目录已经有很多阐述，也可以参考各个搜索引擎和网页目录自身的说明。值得一提的是Netscape Communication Corporation倡导并主持的公共网页目录ODP（Open Directory Project）。ODP是目前最全面的由人工编纂的网页目录。它通过由全世界各地的义务编辑人员——来自各自领域内的专家来审核挑选网页并依照网页的性质及内容来分门别类以及及时地处理死链（dead links）和剔除“劣质”站点的运行机制来保证ODP的质量。这也是ODP区别于其他网页目录的显著特点。因此，ODP改变了由于网站数量的急剧增长而导致利用那些自动化的搜索引擎不能找到有用的信息的状况。此外，ODP的数据还是完全免费的，任何人都可以下载和使用。目前，大量搜索引擎采用了ODP的数据，例如Google（www.google.com）通过采用ODP的数据并结合自身的网页级别技术形成了自己富有特色的网页目录。通过Google的网页目录，可以方便地寻找到一些非常有价值的网页资源，这大大降低了搜索资源所需要的时间和精力。物理教育类小程序资源在ODP中就有专门的分类子目录，可以直接通过浏览Google的分类目录来找到许多有价值的资源。下面介绍的物理教育类小程序资源主要是通过Google的分类目录搜索到的。
    三、物理教育类小程序资源的介绍及利用
    在Internet上存在着大量的物理教育类小程序资源，这些资源不仅数量众多而且范围广阔。它们囊括了从高中到大学、从经典物理到近、现代物理的各个领域。一些网站(网页)搜集了大量的小程序资源的地址：
    1.http://home.planetinternet.be/~poolly/eng/eng.html
    搜集了150个与物理教育相关的小程序资源链接。
    2.http://physicsweb.org/vlab/
    不仅包含了物理教育类小程序资源的链接，也包含了丰富的物理教育科学研究资源或链接。
    此外，也有一些网站(网页)发布了一些团体或个人编写的物理教育类小程序资源。如：
    1.http://www.phy.ntnu.edu.tw/java/indexChinese.html
    由黄福坤教授提供的小程序资源。其中也包含了一些为中学物理教师服务的其他资源。
    2.http://socrates.berkeley.edu/~cywon/
    由Berkeley大学的Changyeon Won提供的小程序资源。
    3.http://www.cosm.sc.edu/~saygi/java/javaindex.html
    由Sergey Kiselev，Tanya Yanovsky-Kiselev编写的小程序资源。
    另外，一些网站(网页)不仅提供了物理教育类小程序资源，甚至还有相关的教程。如：
    1.http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/more_stuff/Applets/home.html
    由弗吉尼亚大学物理系Michael Fowler提供的小程序资源以及他本人的演讲稿。
    2.http://www.colorado.edu/physics/2000/index.pl
    一个介绍现代物理和高科技设备的类似于教程的网站，其中也提供了一些小程序资源。
    在这些为数众多的网站及所提供的物理教育类小程序资源中，最引人瞩目的当属由Davidson学院的Wolfgang Christian等人建立的网站（http://webphysics.davidson.edu/Applets/Applets.html）以及由该网站所提供的Physlets资源。下面，笔者试图对Physlets进行较为详细的介绍。
    四、Physlets资源的利用
    1.Physlets的特点
    Physlets是“Physics applets”的缩写，它指的是一些为科学教育而编写的小型而又灵活可变的小程序。这就使得Physlets具有一些区别于其他为物理教育而编写的小程序的特点：
    （1）Physlets中每个Physlet被设计成只处理物理现象的一个方面。这使Physlets相对较小从而便于在低速网络上下载，也避免了一些冗余信息的干扰。
    （2）Physlets与教学思想、教学方法、学习理论无关。它们可以被用于不同类型的课程编制，也可以被用于不同风格的课堂教学。尽管有学者认为它们更适合于被一些类似于Jitt的较为现代化的教学策略、教学模式所采用。
    （3）Physlets的使用非常灵活。每个Physlet都提供了一些方法以便我们利用JavaScript或VBScript与之通信，从而控制它的行为和外观。例如，可以用下面两行非常简单的语句：
id=document.animator.addObject("circle","x=0,y=0")；
document.animator.setTrajectory(id,"-10+6*t","-5+8*t-4.9t*t")；
    来使一个放置于网页中的Physlet（即animator）演示一段小球做抛物线运动（曲线运动）的动画。
    Physlets的这些特点使我们可以方便地将他们单独或组合运用到各种各样的教学之中。
    2.Physlets的利用
    （1）Physlets的使用
    目前，http://webphysics.davidson.edu/Applets/Applets.html以JAR文件的形式提供了数十个小程序包，大小仅有1.09M（使用Java1.1的版本），但涉及了物理教学中的大多数内容，组成了一个完整的开发环境。可以利用诸如FrongPage、Dreamweaver等网页制作工具将这些小程序放置到网页中，再添加适当的JavaScript或VBScript代码即可得到一个教学软件。它们的使用方法是简单的，并不需要太多的编程技巧。而且，这些小程序的说明文档也可以在该网站上找到。
    （2）Physlets在教学实践中的应用
    Physlets可以为物理教学提供多种形式、多种层面的帮助。目前，Physlets中应用最广泛的当属利用它来编制交互式的“Physletss problems”。在Internet上有大量的“Physlets problems”。比如，下图所示即为一例。
    在这道“Physlets problems”中，学生可以通过鼠标拖动带电小球来观察推断小球所受到的力的大小方向的变化从而判断两小球所带的电荷是同号还是异号。由这个例子可以看出，利用Physlets能够方便（在这个例子中只用了少量的JavaScript代码）地给学生提供一种模拟真实实验的情境，这无疑将能帮助学生澄清概念，加深理解。这种呈现问题的方式是传统方式所无法实现的，Physlets的优越性也由此可见一斑。但值得一提的是，尽管Physlets有很多的优点，但也不能滥用。有研究表明有些习题并不适合用动画或交互的形式来呈现，这是在运用Physlets时必须要注意的。
    目前，一些网站（网页）已提供了可资利用的丰富的“Physlets problems”。比如，在
    http://cwx.prenhall.com/giancoli/
    http://cw.prenhall.com/bookbind/pubbooks/giancoli3/
    http://cw.prenhall.com/bookbind/pubbooks/wilson/
    http://www.cabrillo.cc.ca.us/~jmccullough/Physlets/
    上都有大量的“Physlets problems”。
    当然，Physlets的应用决不仅仅局限于“Physlets problems”。事实上，将一些“Physlets problems”稍加变化即可应用于物理教学的其他环节中，比如模拟物理现象、进行仿真实验等等。下面的一些网站（网页）展示了Physlets在模拟，仿真以及其它方面的应用。如：
    http://www.phy.ntnu.edu.tw/java/Physlets/
    http://www.swgc.mun.ca/physics/Physlets.html
    http://plato.acadiau.ca/courses/phys/acme/index/
    Physlets已经在教学研究和实践中获得了实际应用。例如，Indiana University-Purdue University (IUPUI)的Gregor Novak，Andy Gavrin和The United States Air Force Academy (USAFA) 的Evelyn Patterson在他们的Jitt项目中使用了Physlets。有关Jitt的信息可以参阅网站http://webphysics.iupui.edu/jitt/jitt.html。
     参考文献：
    [1]Bruce Eckel．Java编程思想[M]．京京工作室．北京：机械工业出版社，1999．
    [2]Who We Are And What We Do．http://dmoz.org/help/geninfo.html
    [3]关于Google网页目录．http://www.google.com/intl/zh-CN/dirhelp.html
    [4]A Brief Overview： What is JiTT? http://webphysics.iupui.edu/jitt/jitt.html
    [5]Melissa Dancy、Aaron Titus、Robert Beichner ：The Effect of Animation on Students' Responses to Conceptual Questions．http://webphysics.davidson.edu/Applets/resources/default.html
    [6]黎加厚．从课件到积件：我国学校课堂计算机辅助教学的新发展[J]．电化教育研究，1997，（3）（4）．1998，（1）．

    [编译者] 吴昌提，杭州广播电视大学 外语教研室（浙江杭州，310012）