導(dǎo)語(yǔ)：仿真技術(shù)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】信息技術(shù)在時(shí)代的發(fā)展中不斷進(jìn)步，已經(jīng)涉及到人們生活、工作、學(xué)習(xí)的方方面面，而仿真技術(shù)作為諸多信息技術(shù)成果的綜合應(yīng)用，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的積極作用也值得進(jìn)一步探究。本文總結(jié)了傳統(tǒng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問(wèn)題，并概括了仿真技術(shù)應(yīng)用于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)和問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】仿真技術(shù)；大學(xué)物理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

大學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容在知識(shí)的深度和廣度上都有更進(jìn)一步的提升，而學(xué)生對(duì)其中概念等基礎(chǔ)知識(shí)和內(nèi)容的理解往往要通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程輔助，但是，傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)由于各種條件等的限制，往往不能達(dá)到預(yù)期的效果[1]。而作為一種綜合性的信息技術(shù)，仿真技術(shù)涵蓋了網(wǎng)絡(luò)、多媒體等多種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，將其運(yùn)用于大學(xué)物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，對(duì)學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)，并且自主學(xué)習(xí)、揭示其內(nèi)在規(guī)律等都具有重要的作用[2]。

一、傳統(tǒng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問(wèn)題

1.教學(xué)模式單一

傳統(tǒng)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)往往嚴(yán)格按照有關(guān)的實(shí)驗(yàn)教材進(jìn)行，教師在課堂上進(jìn)行相應(yīng)的講解，而學(xué)生往往以此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，幾乎所有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都有相同的效果。而不能有同樣效果的學(xué)生，為了提高自己的成績(jī)往往會(huì)修改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以期達(dá)到預(yù)期的效果，這與物理實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性極不相符。

2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有限

大學(xué)物理的實(shí)驗(yàn)往往緊貼教材，實(shí)驗(yàn)課程的課時(shí)設(shè)計(jì)通常也十分有限，而實(shí)驗(yàn)課上，教師的教學(xué)內(nèi)容往往是根據(jù)教材進(jìn)行相應(yīng)的“復(fù)習(xí)”，將其中的理論知識(shí)進(jìn)行再次疏通，以期對(duì)課本上的定理等進(jìn)行驗(yàn)證，這就大大限制了學(xué)生的創(chuàng)新性。

3.實(shí)驗(yàn)資源不足

大學(xué)的物理學(xué)習(xí)中，有許多章節(jié)可以進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，但是，受制于實(shí)驗(yàn)室的數(shù)量、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的短缺，很多實(shí)驗(yàn)往往只能有教師進(jìn)行有關(guān)操作步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的講解，而學(xué)生并不能進(jìn)行實(shí)際操作，對(duì)教師所講的內(nèi)容往往不知所云，這與培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的基本目標(biāo)極不相符。

二、仿真技術(shù)應(yīng)用于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)

目前，應(yīng)用于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的仿真技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟，其中的各種軟件如JAVA、VRML、FLASH等都可以對(duì)物理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行三維模擬，而針對(duì)不同的專業(yè)學(xué)科，還有不同的其他軟件，諸如應(yīng)用于電子電路技術(shù)的Labview，應(yīng)用于自動(dòng)控制的Matleb等等[3]。對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健?shí)驗(yàn)內(nèi)容等都具有多方面的優(yōu)勢(shì)：

1.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

首先，仿真技術(shù)使物理實(shí)驗(yàn)不再拘泥于實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)器材的限制，而是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和相關(guān)軟件就能隨時(shí)隨地進(jìn)行，這樣，學(xué)生不僅可以在實(shí)驗(yàn)課上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在課下也可以主動(dòng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提升自己的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。其次有關(guān)的仿真實(shí)驗(yàn)軟件大多具有良好的交互性能，即使沒(méi)有教師的指導(dǎo)，學(xué)生也可以自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。再次，某些比較危險(xiǎn)或者較難操作的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，通過(guò)仿真技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)學(xué)生有更強(qiáng)的保障，同時(shí)還能提高其動(dòng)手能力。

2.豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

仿真實(shí)驗(yàn)軟件的不斷改進(jìn)，使得其在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而其不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容往往都可以找到合適的軟件進(jìn)行模擬，甚至教材上并沒(méi)有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，學(xué)生也可以充分發(fā)揮其創(chuàng)造性，對(duì)其中涉及的原理等通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬或者驗(yàn)證，而那些相對(duì)復(fù)雜的綜合性實(shí)驗(yàn)，也可以順利進(jìn)行，并針對(duì)其中的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，這對(duì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也有重要的作用。

3.降低實(shí)驗(yàn)成本

物理實(shí)驗(yàn)往往需要多種教學(xué)器材，大型的實(shí)驗(yàn)甚至需要耗資數(shù)萬(wàn)不止的高質(zhì)量?jī)x器，而仿真實(shí)驗(yàn)往往不需要復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)器材，也不需要充足的實(shí)驗(yàn)空間，只需要電腦或者網(wǎng)絡(luò)就可以隨時(shí)進(jìn)行，這在實(shí)現(xiàn)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的同時(shí)，也降低了有關(guān)的實(shí)驗(yàn)成本，節(jié)約了教育經(jīng)費(fèi)。

三、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)用仿真技術(shù)的問(wèn)題

1.應(yīng)當(dāng)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较嘟Y(jié)合

仿真技術(shù)盡管可以在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得到較廣泛的普及，但是，為了保障學(xué)生的實(shí)際操作能力等多方面綜合性能力，仿真實(shí)驗(yàn)并不能完全取代實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作，而是應(yīng)當(dāng)將二者進(jìn)行充分的有機(jī)結(jié)合，使其相互彌補(bǔ)，相互促進(jìn)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

2.做好良好的技術(shù)支持

仿真實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，需要計(jì)算機(jī)技術(shù)作為有力的支持，而針對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)的施行，有關(guān)的工作人員應(yīng)擔(dān)具備較高的計(jì)算機(jī)水平，對(duì)設(shè)備進(jìn)行科學(xué)的管理和維護(hù)。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，也應(yīng)當(dāng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的課前培訓(xùn)，使其能夠使用正確的方法和步驟進(jìn)行有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，保障實(shí)驗(yàn)過(guò)程的順利進(jìn)行。

3.在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)得以不斷優(yōu)化

應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化，首先，針對(duì)有關(guān)的虛擬元件庫(kù)，有關(guān)人員應(yīng)當(dāng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充，方便更多實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行；其次，針對(duì)不同的知識(shí)點(diǎn)，理應(yīng)設(shè)置科學(xué)的實(shí)驗(yàn)流程，引導(dǎo)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)，或者針對(duì)某些知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)化和鞏固；再次，針對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)當(dāng)將某些數(shù)據(jù)分析軟件與仿真實(shí)驗(yàn)軟件進(jìn)行兼容和鏈接，方便實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理。

綜上所述，仿真技術(shù)的應(yīng)用對(duì)促進(jìn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的科學(xué)化、完善化發(fā)展具有十分重要的作用，同時(shí)也可以提升學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)精神。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，有關(guān)的教師或者工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題，不斷進(jìn)行總結(jié)和改進(jìn)，使仿真技術(shù)對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)起到真正地促進(jìn)作用。

作者:李秀文 單位:中北大學(xué)理學(xué)院

參考文獻(xiàn)：

[1]馬如遠(yuǎn),朱永安.計(jì)算機(jī)仿真在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用探討[J].裝備制造技術(shù),2013,08:212-214.

[2]王溢琴,蘆彩林.基于仿真技術(shù)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].新鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報(bào),2015,06:68-70.

[3]寧鋅,龐瑋,陳峻,鄒敏淸.大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn),2012,03:110-111.