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虛擬仿真實驗大學(xué)物理論文
1實驗成績評定不能客觀反映學(xué)生的實驗?zāi)芰?/strong>
物理實驗課程是一門實踐性很強的基礎(chǔ)課程,傳統(tǒng)的實驗成績評定是根據(jù)學(xué)生完成實驗的情況給予評定的,通常是教師根據(jù)學(xué)生實驗課的表現(xiàn)與實驗數(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)生實驗?zāi)芰Φ牟町悾@也是部分學(xué)生對物理實驗不感興趣的主要原因之一。
2虛擬仿真實驗教學(xué)的優(yōu)勢與不足
在引入虛擬仿真實驗教學(xué)平臺以后,我們開始嘗試使用新的虛擬實驗室,選取了部分學(xué)生參與虛擬實驗的教學(xué)過程,讓學(xué)生和老師共同參與虛擬實驗的設(shè)計、調(diào)試和研究。經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐,我們?nèi)〉昧艘恍┏醪降慕?jīng)驗和結(jié)論。
2.1虛擬仿真實驗可以豐富實驗教學(xué)的內(nèi)容
作為傳統(tǒng)物理實驗內(nèi)容的重要補充,虛擬仿真實驗也是學(xué)生認識物理現(xiàn)象,掌握物理知識的,培養(yǎng)實驗?zāi)芰Φ囊粋€重要的途徑。我們通過教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn),虛擬仿真實驗具有很強的可設(shè)計性,既可以完成一些傳統(tǒng)的驗證性實驗,也能開發(fā)成為具有創(chuàng)新性的設(shè)計性實驗和綜合性實驗,特別是對于一些物理原理較復(fù)雜的、實驗圖像較明顯的力學(xué)和光學(xué)實驗,使用虛擬仿真教學(xué),更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理實驗的興趣,增強學(xué)生的求知欲望。因此,恰當(dāng)?shù)厥褂锰摂M仿真的實驗內(nèi)容不僅可以豐富傳統(tǒng)的實驗教學(xué)內(nèi)容,也可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理實驗的興趣。
2.2虛擬仿真實驗有助于轉(zhuǎn)變單一的教學(xué)方式
虛擬仿真實驗的優(yōu)勢還在于可以轉(zhuǎn)變單一的實驗教學(xué)方式,學(xué)生通過計算機仿真軟件,進入交互式的,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驗,得到相關(guān)的實驗結(jié)論。因為所有的實驗儀器都是虛擬的,因此學(xué)生可以進行多次嘗試,也不會造成儀器的損壞,特別是對于一些復(fù)雜地,較危險的實驗,虛擬仿真實驗更是不可替代的。另外虛擬仿真實驗還可以打破時間和空間的限制,仿真實驗可以不用在實驗室里完成,也可以在課后獨立完成,這對于學(xué)生進一步學(xué)習(xí)和探索物理實驗是非常重要,也可以極大鍛煉學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。
2.3虛擬仿真實驗有助于客觀地反映學(xué)生的實驗水平
除了讓學(xué)生獨立地完成普通的虛擬實驗,我們還進一步鼓勵學(xué)生參與虛擬仿真實驗的設(shè)計和開發(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,通過對實驗原理的深入理解,抽象出物理模型,利用虛擬仿真環(huán)境,構(gòu)建虛擬的實驗儀器,最后調(diào)試儀器,得到正確的實驗結(jié)論。這樣既能客觀地反映學(xué)生對實驗?zāi)康摹嶒炘怼嶒灢襟E、實驗圖像和實驗結(jié)論認知的全過程,也能全面反映學(xué)生完成實驗的真實水平,也有利于對學(xué)生實驗成績客觀評價,形成個體差異,提高學(xué)生學(xué)習(xí)物理實驗的興趣和成就感,從而提高物理實驗課的教學(xué)質(zhì)量。
2.4虛擬仿真實驗在教學(xué)和管理上的不足
虛擬仿真實驗不能完全取代傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方式,它只是傳統(tǒng)實驗教學(xué)方式的重要的補充。在教學(xué)中我們也發(fā)現(xiàn)虛擬仿真實驗的開設(shè)需要學(xué)生預(yù)先學(xué)習(xí)和掌握一些基本的計算機知識,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)驗也是制約虛擬仿真實驗教學(xué)成敗的主要原因。此外,在虛擬仿真實驗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)和維護上更需要一些專業(yè)的管理人員,這也對實驗室設(shè)備的管理上提出了更高的要求。
3結(jié)論
通過在大學(xué)物理實驗教學(xué)中補充虛擬仿真實驗內(nèi)容,我們發(fā)現(xiàn)這樣做不僅能豐富實驗內(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)物理實驗、參與物理實驗研究的興趣也有了明顯的提高,更有助于對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ目陀^評價。此外,虛擬仿真實驗在教學(xué)和管理上也存在著一些缺點和不足。
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