大学物理虚拟仿真实验的教学实践研究

作者:未知

  摘 要:大学物理虚拟仿真实验是现代大学物理教学的新领域,科学有效地进行大学物理虚拟仿真实验,能够激发学生的学习兴趣,提高学生的创新思维和创新能力,促进学生全面健康成长。
  关键词:大学物理实验; 虚拟仿真; 教学
  中图分类号:G482           文献标识码:A     文章编号:1006-3315(2019)10-154-001
   近年来,计算机仿真技术被逐步引入大学物理实验的教学过程中,该技术不仅能够促进物理实验教学改革,丰富教学过程,也是我国科学建设教育改革的重要举措之一,本文针对大学物理仿真实验进行相关教学分析,希望能够为优化仿真实验,提升教学效果提供参考借鉴。
  一、分析教学特点,实现教学任务
   在大学物理虚拟仿真实验的教学中,首先应该将实验室的教学力量和学生的规模进行分类筛选。一般而言,仿真实验课程不会受到实验课程学时的限制,只要借助仿真实验的服务器就可以在多网络和多计算机设备下完成。这种教学方式可操作性强,且可以反复使用。
   随着计算机硬件和校园网络的构建,大学物理仿真实验也在不断优化和进步,和仿真实验相配合的软件实现了自主设计和设备选取,满足了各项基础实验操作。且这种设计性实验以研究性学习的方式开展,能够为学生和教师提供更多的操作空间,这对于激发学生的创新能力有着重要的意义。
   此外,仿真实验还能够提供大量的实验数据接口,相关使用人员如教师、学生都能得到实时数据反馈,这对于优化物理实验的教学任务和目标,提升教学内容和效果有着积极意义。
  二、剖析教学现状,制定教学策略
   分析仿真实验教学现状,其主要有以下几个特点。
   首先,教学内容的选取,结合江南大学《大学物理实验》课程内容,分别开设了分光计、迈克尔逊干涉、牛顿环、示波器的调节与应用、光电效应、杨氏模量、转动惯量等仿真实验。这些实验涉及力学、光学、近代物理等范畴,覆盖面广,可操作性强。
   其次,在教学过程中,也存在一些问题。第一是服务器稳定性的问题,我校现在处于试点阶段,仿真课程多开设在学生的大一下学期和大二上学期,该阶段的学生学习任务较重,且社团的活动多,学生参与仿真实验的时间段较为集中,在期末经常出现仿真实验系统服务器瘫痪的现象,虽然实验室就此现象进行了升级维护,但是学生往往都拖到期末来进行实验,最后造成了实验结果不尽人意。对此,建议开设课程一定要合理安排教学计划,引导学生及时完成仿真实验,不要出现期末扎堆赶作业的行为。此外,也建议进行分时段登陆限制,这样能够提升仿真实验系统的稳定性。
   再者,软件的安全性问题较多,很多学生反映在进入仿真实验处理页面时候,存在信息泄露和密码更改的现象。由于仿真实验系统的使用往往是通用化,一个班级都是用的同一个用户名和密码,因此在后期会出现密码失效的现象,且教师需要对密码进行复位操作和处理,这种处理方式较为复杂且机械化。此外,软件在运行中也存在很多问题,软件在升级时容易出现黑客攻击和病毒干扰等。这些都需要相关人员加强管理,维护软件的质量和安全性。
   最后,相关教师要建立一种注重过程性的评价,由于仿真实验主要是用来引导学生进行课前预习,因此很多学生并不热衷,甚至排斥。对此,建议建立相应的在线实验预习课程及评价机制。通过预习,学生对实验目的、实验原理、实验仪器的使用等,建立了一个直观的思路。通过评价考核,有助于教师掌握学生的学习情况,帮助其掌握学习要点,更能体现过程性。
  三、改变教学方式,做好创新改革
   在仿真实验教学中,教师多次采用远程教学的方式,先让学生借助互联网对实验室内的课程进行预习和操作,让实验课程能够模拟理论课程,让学生有充足的时间去研究和分析实验课程的教学内容。此外,一些院校还开设网上虚拟实验室的选修课程,让学生能够结合自己的课外实践,进行一些特殊的物理实验操作,这能提升学生的自学能力和积极性。针对物理课程的特殊性,仿真软件的引入结合实验操作的实践性,能够实现理论教学和实验教学的统一化,这对于优化教学,加強物理课程实验有着积极意义。
  四、展望教学未来,优化物理课程
   对于大学课程而言,仿真实验课程有着特殊的功能和特点,能在物理实验中取得较好的教学效果,其也成为优化教学改革的重要途径。随着仿真实验教学的不断深化,越来越多的学科开始采用仿真实验教学。其最大的特点就是优化教学空间和环境,为广大的教师带来了便利。但是分析仿真实验的特点,其毕竟是一个模拟性的教学辅助工具,不能够真正替代物理实验的现实情况。需要相关人员加强对学生的动手能力培养,引导其规范学习各项实验操作,以期能够提升学生的学习能力,带动规范性教学。
   结合现阶段仿真实验教学建设,建议教师应当注重创新教学,尽量将教学科研成果和教学环境相结合,将“以科研促教学”的观念引入到基础教学中来,这对优化院校的物理仿真实验教学,优化学生的积极性和创新性有着重要的意义。
   综上所述,分析现阶段我校仿真实验教学,在大学物理实验教学中,仿真实验能够提升学生的综合实验能力和应用技能,对于加强学生的科学素养和创新意识十分重要,建议大学教师在制定教学计划的时候,多注重仿真实验的教学特点,以学生的素养能力为主,最终实现教学任务和目标。
  参考文献:
  [1]李萱.高校虚拟仿真实践教学综合平台建设的研究与实践[J]新课程研究(中旬刊),2017(03)
  [2]王思涵.大学物理实验虚拟仿真教学系统的应用研究[J]才智,2018(34)
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