虛擬仿真實(shí)驗(yàn)大學(xué)物理論文

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)大學(xué)物理論文

　　1實(shí)驗(yàn)成績評定不能客觀反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/strong>

　　物理實(shí)驗(yàn)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的基礎(chǔ)課程，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)成績評定是根據(jù)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的情況給予評定的，通常是教師根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的表現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理來評定的，因此具有很大的主觀性，不能完全客觀地反映學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ牟町悾�這也是部分學(xué)生對物理實(shí)驗(yàn)不感興趣的主要原因之一。

　　2虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢與不足

　　在引入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)以后，我們開始嘗試使用新的虛擬實(shí)驗(yàn)室，選取了部分學(xué)生參與虛擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程，讓學(xué)生和老師共同參與虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、調(diào)試和研究。經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐，我們?nèi)〉昧艘恍┏醪降慕?jīng)驗(yàn)和結(jié)論。

　　2．1虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容

　　作為傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的重要補(bǔ)充，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)也是學(xué)生認(rèn)識物理現(xiàn)象，掌握物理知識的，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊粋�(gè)重要的途徑。我們通過教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)具有很強(qiáng)的可設(shè)計(jì)性，既可以完成一些傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，也能開發(fā)成為具有創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)，特別是對于一些物理原理較復(fù)雜的、實(shí)驗(yàn)圖像較明顯的力學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)，使用虛擬仿真教學(xué)，更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的興趣，增強(qiáng)學(xué)生的求知欲望。因此，恰當(dāng)?shù)厥褂锰摂M仿真的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不僅可以豐富傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，也可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的興趣。

　　2．2虛擬仿真實(shí)驗(yàn)有助于轉(zhuǎn)變單一的教學(xué)方式

　　虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢還在于可以轉(zhuǎn)變單一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，學(xué)生通過計(jì)算機(jī)仿真軟件，進(jìn)入交互式的，友好的仿真界面，可以在無教師指導(dǎo)的情況下，自主地完成一些較為簡單的仿真實(shí)驗(yàn)，得到相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。因?yàn)樗�有的�?shí)驗(yàn)儀器都是虛擬的，因此學(xué)生可以進(jìn)行多次嘗試，也不會(huì)造成儀器的損壞，特別是對于一些復(fù)雜地，較危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)更是不可替代的。另外虛擬仿真實(shí)驗(yàn)還可以打破時(shí)間和空間的限制，仿真實(shí)驗(yàn)可以不用在實(shí)驗(yàn)室里完成，也可以在課后獨(dú)立完成，這對于學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索物理實(shí)驗(yàn)是非常重要，也可以極大鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

　　2．3虛擬仿真實(shí)驗(yàn)有助于客觀地反映學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平

　　除了讓學(xué)生獨(dú)立地完成普通的虛擬實(shí)驗(yàn)，我們還進(jìn)一步鼓勵(lì)學(xué)生參與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和開發(fā)，讓他們學(xué)習(xí)一些虛擬仿真軟件(例如LAB-VIEW，MATLAB/SIMULINK)的基本知識，通過對實(shí)驗(yàn)原理的深入理解，抽象出物理模型，利用虛擬仿真環(huán)境，構(gòu)建虛擬的實(shí)驗(yàn)儀器，最后調(diào)試儀器，得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。這樣既能客觀地反映學(xué)生對實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹��?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)圖像和實(shí)驗(yàn)結(jié)論認(rèn)知的全過程，也能全面反映學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的真實(shí)水平，也有利于對學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績客觀評價(jià)，形成個(gè)體差異，提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)的興趣和成就感，從而提高物理實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量。

　　2．4虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在教學(xué)和管理上的不足

　　虛擬仿真實(shí)驗(yàn)不能完全取代傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，它只是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的重要的補(bǔ)充。在教學(xué)中我們也發(fā)現(xiàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的開設(shè)需要學(xué)生預(yù)先學(xué)習(xí)和掌握一些基本的計(jì)算機(jī)知識，需要學(xué)生對物理原理和物理模型有較深入的理解，另外學(xué)生參與虛擬仿真的信心和經(jīng)驗(yàn)也是制約虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)成敗的主要原因。此外，在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的管理上也存在一些困難，特別是對虛擬仿真系統(tǒng)的開發(fā)和維護(hù)上更需要一些專業(yè)的管理人員，這也對實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的管理上提出了更高的要求。

　　3結(jié)論

　　通過在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中補(bǔ)充虛擬仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，我們發(fā)現(xiàn)這樣做不僅能豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容;還有助于轉(zhuǎn)變單一的教學(xué)方式，另外學(xué)生學(xué)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)、參與物理實(shí)驗(yàn)研究的興趣也有了明顯的提高，更有助于對學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目陀^評價(jià)。此外，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在教學(xué)和管理上也存在著一些缺點(diǎn)和不足。