仿真技术在大学物理实验教学的作用

导语：仿真技术在大学物理实验教学的作用一文来源于网友上传，不代表本站观点，若需要原创文章可咨询客服老师，欢迎参考。

【摘要】信息技术在时代的发展中不断进步，已经涉及到人们生活、工作、学习的方方面面，而仿真技术作为诸多信息技术成果的综合应用，在大学物理实验教学中的积极作用也值得进一步探究。本文总结了传统大学物理实验教学中的问题，并概括了仿真技术应用于大学物理实验的优势和问题。

【关键词】仿真技术；大学物理；实验教学

大学物理的教学内容在知识的深度和广度上都有更进一步的提升，而学生对其中概念等基础知识和内容的理解往往要通过实验过程辅助，但是，传统的大学物理实验由于各种条件等的限制，往往不能达到预期的效果[1]。而作为一种综合性的信息技术，仿真技术涵盖了网络、多媒体等多种先进的计算机技术，将其运用于大学物理的实验教学过程中，对学生随时随地进行物理实验，并且自主学习、揭示其内在规律等都具有重要的作用[2]。

一、传统大学物理实验教学中的问题

1.教学模式单一

传统的大学物理实验往往严格按照有关的实验教材进行，教师在课堂上进行相应的讲解，而学生往往以此进行实验，几乎所有学生的实验过程和实验结果都有相同的效果。而不能有同样效果的学生，为了提高自己的成绩往往会修改实验数据以期达到预期的效果，这与物理实验的科学性极不相符。

2.实验内容有限

大学物理的实验往往紧贴教材，实验课程的课时设计通常也十分有限，而实验课上，教师的教学内容往往是根据教材进行相应的“复习”，将其中的理论知识进行再次疏通，以期对课本上的定理等进行验证，这就大大限制了学生的创新性。

3.实验资源不足

大学的物理学习中，有许多章节可以进行有关的实验，但是，受制于实验室的数量、实验设备的短缺，很多实验往往只能有教师进行有关操作步骤、实验现象、实验结果的讲解，而学生并不能进行实际操作，对教师所讲的内容往往不知所云，这与培养学生综合素质的基本目标极不相符。

二、仿真技术应用于大学物理实验的优势

目前，应用于大学物理实验的仿真技术已经相对成熟，其中的各种软件如JAVA、VRML、FLASH等都可以对物理实验进行三维模拟，而针对不同的专业学科，还有不同的其他软件，诸如应用于电子电路技术的Labview，应用于自动控制的Matleb等等[3]。对实验模式、实验内容等都具有多方面的优势：

1.改进实验教学模式

首先，仿真技术使物理实验不再拘泥于实验地点和实验器材的限制，而是通过网络和相关软件就能随时随地进行，这样，学生不仅可以在实验课上进行实验，在课下也可以主动进行实验，提升自己的实验能力。其次有关的仿真实验软件大多具有良好的交互性能，即使没有教师的指导，学生也可以自主进行实验。再次，某些比较危险或者较难操作的实验过程，通过仿真技术来实现，对学生有更强的保障，同时还能提高其动手能力。

2.丰富实验内容

仿真实验软件的不断改进，使得其在物理实验中的应用越来越广泛，而其不同的实验内容往往都可以找到合适的软件进行模拟，甚至教材上并没有设计实验的内容，学生也可以充分发挥其创造性，对其中涉及的原理等通过实验进行模拟或者验证，而那些相对复杂的综合性实验，也可以顺利进行，并针对其中的问题进行改进，这对激发学生的学习兴趣也有重要的作用。

3.降低实验成本

物理实验往往需要多种教学器材，大型的实验甚至需要耗资数万不止的高质量仪器，而仿真实验往往不需要复杂的实验器材，也不需要充足的实验空间，只需要电脑或者网络就可以随时进行，这在实现开放性实验教学的同时，也降低了有关的实验成本，节约了教育经费。

三、大学物理实验应用仿真技术的问题

1.应当与传统实验模式相结合

仿真技术尽管可以在大学物理实验教学中得到较广泛的普及，但是，为了保障学生的实际操作能力等多方面综合性能力，仿真实验并不能完全取代实际的实验操作，而是应当将二者进行充分的有机结合，使其相互弥补，相互促进，进而培养学生的综合实验能力。

2.做好良好的技术支持

仿真实验的顺利进行，需要计算机技术作为有力的支持，而针对仿真实验的施行，有关的工作人员应担具备较高的计算机水平，对设备进行科学的管理和维护。同时，在实验开始前，也应当对学生进行相应的课前培训，使其能够使用正确的方法和步骤进行有关的实验，保障实验过程的顺利进行。

3.在实际应用中应得以不断优化

应当结合实际对仿真实验进行优化，首先，针对有关的虚拟元件库，有关人员应当及时进行补充，方便更多实验的顺利进行；其次，针对不同的知识点，理应设置科学的实验流程，引导学生个性化学习，或者针对某些知识点进行强化和巩固；再次，针对实验数据，应当将某些数据分析软件与仿真实验软件进行兼容和链接，方便实验结束后进行复杂的数据处理。

综上所述，仿真技术的应用对促进大学物理实验教学的科学化、完善化发展具有十分重要的作用，同时也可以提升学生的综合实验能力和创新能力，激发学生的物理学习兴趣和科学的实验精神。在实际应用过程中，有关的教师或者工作人员应当结合实际情况和实验过程中的问题，不断进行总结和改进，使仿真技术对大学物理实验教学起到真正地促进作用。

作者:李秀文 单位:中北大学理学院

参考文献：

[1]马如远,朱永安.计算机仿真在大学物理实验教学中的应用探讨[J].装备制造技术,2013,08:212-214.

[2]王溢琴,芦彩林.基于仿真技术的大学物理实验教学改革[J].新乡学院学报,2015,06:68-70.

[3]宁锌,庞玮,陈峻,邹敏淸.大学物理仿真实验在教学实践中的应用[J].大学物理实验,2012,03:110-111.