仿真物理实验室范文

时间:2023-03-15 19:53:02

仿真物理实验室

仿真物理实验室范文第1篇

关键词:职业院校;物理;仿真物理实验平台;学生

中图分类号:G622 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2015)24-168-01

物理学是一门实验科学。杨振宁先生在谈到物理学时说:“物理学是一个多方面的学科,是一个活的科学,不是一个死的科学,是一个新的学科,是一个跟实验非常接近的学科,而不是整天在公式内打滚的学科。”

一、传统物理实验模式及弊端

在传统的物理教学中,实验课教学大多是采用“预习- 实验操作- 实验报告”三部曲的形式。实验的结论或数据的采集也一定是确定的,否则实验是不成功的。这种模式容易让学生走上机械、死板的思维方向,扼杀学生的想象力和创造力。我们要提倡增强实验教学的开放性和探究性,学生在做物理实验时不一定用确定的实验器材、按固定的实验步骤进行,可以充分发挥学生的想象力,让他们从需要解决的问题出发去思考、想象可选用的仪器、器材、实验方法和实验步骤来达到目的。

另外,职业院校的物理课程大多不被重视,实验室仪器相对陈旧,很多实验难以开设,这样不利于知识的学习。因实验学时有限,一些实验难度较大的实验难以在有限的时间内完成;学生因为生病或请假不能前去上实验课的,而由于资源的短缺又不能单独为这些学生重新开一次实验课。

在信息技术快速发展的今天,仿真物理实验室平台的建设能很好的弥补传统实验模式出现的弊端。

二、仿真物理实验室平台的优点

1、仿真物理实验室平台可以解决职业院校物理实验仪器短缺的问题。由于在职业院校中物理课程长期不被重视,如果想要一次性更新老旧的实验室器材需要大量的资金,学校不可能将大量的资金用于物理实验室的仪器设备更新上面。而仿真物理实验室平台的购买只需要用很少的资金,或者利用学校的物理教师和计算机专业教师这种资源共同开发具有本学校特色的仿真物理实验室平台,这样就可以解决仪器短缺的问题。

2、学生可以对着仿真物理实验室平台的仪器进行预习,避免实验过程中的盲目性。如果学生在实验以前不做好充分的预习,上课时很容易由于操作不当弄坏仪器;或者是由于记不清楚操作程序而得不到预期的结果,进而影响实验效果。学生在实验前如果对着仿真物理实验室平台操作一遍,就可以避免操作错误的发生,有利于仪器的维护。

3、仿真物理实验室平台没有时间和空间的限制。由于仿真物理实验室平台是一个程序,只要装到电脑上或者通过网络登录平台就可以操作,所以学生可以在任意的时间、地点进行操作。对于课堂上觉得不顺利的实验,学生可以在课后再做一次仿真实验,以进一步熟练实验操作。

三、平台使用组织形式

1、班级教学。使用仿真物理实验室平台教学时教师应该在多媒体教室进行,这是把传统的教学优势与现代教育技术的优势结合起来,充分发挥教师主导作用,容易实现教育教学效果的最优化。

2、小组教学。小组教学这种形式要将班级分成若干小组,除了教师用机和投影外,每小组配备一台电脑,教师教学可以“讲讲、议议、练练”,适用于具有探究性质的教学内容。

3、集中性自主学习。教师在一定教学时间内,提出一定的教学内容和要求让学生集中自主学习。它比较适合于内容简单、直叙式的内容。

4、开放性自主学习。每个学生有自己的电脑,学生根据教师布置的学习任务课后登陆仿真实验平台自主学习。

仿真物理实验室范文第2篇

仿真物理实验室是一个设备较为齐全的模拟真实实验的物理教学软件平台,此软件一般包括三个仿真模块,即《运动及动力学模块》《电学模块》和《光学模块》,各个模块又各自包含许多实验器具和集成实验环境,学生可以在任意组合的虚拟的实验环境中构建仿真的各种环境,自主设置实验对象的各种参数,通过智能仿真做到动画与数据的结合,以其实现逼真的物理实验效果。

二、仿真物理实验教学模式的构建

物理仿真实验教学模式是在网络版“仿真物理实验室”环境下进行的实验教学,是基于发现式探究教学理论的四个环节即创设情境提出问题、引导学生提出假设、验证假设、归纳总结和“仿真物理实验室”在高中物理实验教学方面的切身实践,逐渐形成对仿真物理实验教学模式的构建。仿真物理实验教学过程为:学生播放仿真实验室中的内置课件教师创设情境提出问题并引导建立实验假设教师根据实验难度系数安排决定学生独立实验和小组协作实验学生进行逻辑推理而探究实验结论学生独自验证实验结论并在一定条件下改变实验参数进行实验创新教师揭秘实验难点并归纳总结实验结论。

三、运用仿真物理实验教学模式进行高中物理实验的案例设计和分析

1.仿真物理实验室在力学中的案例设计和分析

关于力学实验涉及很多,但有些实验在传统的演示实验的操作过程中会因为环境条件的限制会使得实验结果发生一些误差,但如果运用仿真物理实验室在软件环境中就可以创造出一个没有阻力的环境,从而实现实验预期目标。笔者拟选择动量守恒定律来作为力学中的典型案例来阐述仿真物理实验室的教学模式。以下内容为运用仿真物理实验室进行动量守恒定律的教学过程设计:(1)创设情境一是播放仿真物理实验室内置的课件进行动画演示:两个鸡蛋同时从相同等距离的高度分别落到木质桌面和沙滩上,前者破碎而后者却完好无损。二是抛出问题,如动画演示现象如何解释?或两碰碰车相撞,其动量如何变化?三是提出实验假设并进行实验。把相撞的碰碰车或两鸡蛋抽象成仿真物理实验室的两个小球,观察不同变量对两个小球的变化。(2)实验任务在仿真物理实验室的网络环境中,让学生设定不同质量和相同质量两种情况下的小球,分别实验一静一动相撞、相向相撞和同向相撞,计算两小球动量变化的结果,并改变参数多次实验来验证动量守恒定律。(3)实验过程一是在工具箱中选择两小球并据实验需要设定质量和坐标参数;二是画出一个20m长度的直线轨道并设置参数和为零的摩擦系数;三是将两小球放置直线轨道上,分别进行一静一动相撞、相向相撞和同向相撞并记录速度;四是改变小球质量和初速度,多次实验并对应记录,探索动量变化规律;五是进行小组实验并对实验难点讨论;六是老师归纳总结实验结论。为深刻理解这一定律,可做这样的实验:运动的蓝色小球沿左方向碰撞固定在弹簧上的绿色静止小球(如图1所示)。横纵坐标分别为时间轴和速度轴,即代表两小球的运动时间和速度变化。

2.仿真物理实验教学模式对于高中学生的应用效果

笔者基于对某高中一段期间的实地调查和反馈,获知学生通过仿真物理实验学习,不仅学习兴趣与日俱增,而且学生的思维能力和创新能力得到发展。例如,在创新能力考察方面,一是看学生是否由知识注重转向能力注重,二是看学生对知识的应用和迁移能力。能力考察方式有许多种,在此只选取一例进行简单说明。譬如教师可以给出一定的实物让学生自主设计实验来验证动能定理。其中,一位学生这样操作:将木块A和木块B用细绳连接绕过定滑轮,木块A和木块B分别与长木板右端和地面距离为h,放开A使B带动A做加速运动,结果A离开长木板的同时B也恰好落地。这一实验操作如图2所示:

四、结语

仿真物理实验室只是更好地为高中物理教学提供一个模拟真实实验的软件平台,不是通用于任何教学过程之中,而要想发挥其最大功效还需采取有效策略并结合建构主义和行为主义学习理论的教学方式,来激发高中学生的兴趣。不过,针对仿真物理实验室设计的模块对象如果引入插件机制、主模中添加时间线功能、实验数据曲线的输出功能中能够自定义变量和描述运动学以外的图像、电学模块中添加电感和电容等,这样就会够更加扩大软件的适用范围。

仿真物理实验室范文第3篇

1“仿真物理实验室”的教学模式建立

仿真物理实验室的本质是一个软件,是基于网络和信息技术而开发的一款模拟实验软件。它能真实模拟出一些教学中无法做的实验,也可以模拟最简单的实验。仿真物理实验室包含很多模块,每个模块又可以独立的设置一些实验器材,设置独立的实验环境。教师可以为学生在实验环境中设置不同的组合,而且实验的环境也可以构建出真实的情况。学生在教师的指导下,可以随意的设置参数,通过对实验动画的对比,在结合数据以达到物理实验的教学目的。

仿真物理实验只是一个教学的平台,实验可以随时进行,不受实验条件的限制,比如实验中对真空的要求,现实实验室的条件不容易满足,但在仿真物理实验中就可模拟出这种效果。实验的条件满足了,得出的数据就会相对准确,缩短实验的时间,失误降到了最低。但是仿真物理实验室中也存在着一些弊端,本质上它只是一个软件,是种虚拟的模式,并没有在真实实验中的触感和体验。一些实验的动画表达只是表面上的,没有现实实验的真实感,比如在电子的偏转中,学生是通过动画的形式去理解,这对学生的知识掌握是有一定影响的。总体来说仿真实验室的使用对教学还有很大的促进作用的。

物理仿真实验的教学建立需要借助“仿真物理实验”在网络的环境中开展,实验教学的理论主要由基本的四个方面组成:一是依据实验的要求提出问题,二是要引导学生去大胆猜想,提出实验的假设条件;三是对学生的假设进行验证;四是结果和数据进行归纳和总结,找出规律。仿真物理实验室需要教师和学生在实践中,逐步建立对物理实验模式的建立。仿真实验教学的过程大致可划分为:学生观看存储在仿真实验中的动画,然后教师要建立情境提出疑问,组织学生对实验结果进行假设,依据实验的难易程度,教师要合理划分实验小组开始实验,学生在实验完成后要进行合理的推断,对实验的结论要准确分析,学生可以对参数的设置进行一些改变,实验创新,以此来验证结论的正确性,最后教师做总结,得出实验的结论。

2“仿真物理实验室”的教学运用实例

2.1提高物理教学水平

仿真物理实验的优点就是没有实物,只是借助里面课件来设计实验学生只要根据需求把实验需要的器材放入设置中。一个实验系统就能组合起来。学生只要操心物理实验的合理性,不用去考虑计算机是如何把它设置出来的。例如在探究“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,需要打开电路模块这一项,点击新建实验,根据实验要求去选取实验所要用到的器材。然后依据实验连接实验电路,然后就可以去开始实验。

在本实验中,首先要创设情境,提出问题,小电珠的伏案特性是如何变化的。设置一些假设然后进行实验。实验的目的就是为了把小电珠的伏安特性借助实验描绘出来,通过对曲线变化的规律的总结,分析得出结论。实验的原理:在纯电阻电路中,电压和电阻的关系是线性的,可是由于受到实际因素的影响,电压和电流的变化不是一条直线。实验过程:在选区里选出实验要用到的器材,然后拖入到实验区里;选择实验器材对上面的数据进行一个属性上的设置,额定电压设置为5 v,额定功率为1 W的小电珠。滑动变阻器的总电阻为20 Ω。设置学生电压为5 V,内阻设置为零,确保电源为理想电源;依据实验图纸把每个器材用电线连接起来,注意不要接错;连接完成后就可以点击开关,开关就会闭合。这时在两个表上就会显示读数,这就是需要测量和计算的电压和电流。把得出的数据放在坐标轴中,纵坐标为电流,横坐标为电压。借助鼠标去移动滑动变阻器,把每次得到的数据记录在坐标轴中,最后通过数据分析描绘出曲线。

在实验中我们可以很简单的去设置一些参数,如电流表的内接和外接,变阻器的阻值可以根据需要随意设置和变化,也可以很方便快捷地对滑动变阻器的限流和分流的接法、电源的类型进行模拟和讨论。这样的教学模式可以提升课堂教学的效率,优化课堂教育。

在仿真物理实验室中这款软件中,基本可以分为三个大的模块:运动及力学模块、电学模块、光学模块。每个模块中又分为很多小模块,基本包含了高中物理中所有的实验模型。学生可以利用里面大量的虚拟与元件,随意的组合运用,设置参数,搭建物理模型,收集数据;教师也可以利用它的编程功能做出吸引学生目光的优秀课件。

2.2锻炼学生自主探究能力

知识不是简单的通过教师传授给学生,需要构建一个良好地情境,依据方法才能实现的。仿真物理实验室作为一个简单上手的软件,学生可以自己去设计实验完成,提高独立意识,选取自己需要的元件,或是自己借助软件创造,而后建立模型设置情境。也可以通过教师的指导,把一些问题放到模拟中来,还原一下场景,经过自己独立的探究,对实验的把握也更加深刻,深化对物理知识的理解。

例如在学习透镜的成像时,学生可以设置:

情境问题一:透镜的位置和光屏之间的位置会引起像的变化。在仿真物理实验室中建立模型,设置透镜的焦距为30cm,把蜡烛、透镜和光屏按照顺序排好,使三者的中心在一条直线上。然后开始进行试验,移动光屏可以发现,透镜和光屏之间的位置变化确实会引起像的变化。

情景问题二:调节蜡烛与透镜之间的距离,让物距小于焦距的距离。在模型中进行操作,发现当蜡烛的位置小于焦距时,成像为一个正立、放大的虚像,成像发生了变化。

情境问题三:调节蜡烛与透镜之间的距离,让距物距大于焦距。在模型中操作,开始像是一个倒立放大的实像,但在物距的增大中,像在不断地缩小,在某个值成为一个倒立、等大的实像,此时测量距离得出物距等于焦距的两倍。在扩大物距,会发现像接着缩小。经过对数据的处理可以知道,物距为焦距两倍时,像为倒立等大的;物距大于两倍焦距时,像是倒立缩小的实像物距大于焦距而小于两倍焦距时,像是一个倒立、放大的实像

情境问题四:如果在透镜上遮挡一个物品,还会有像的出现吗?学生预测不会出现像。在模型中操作,让一个物体一点一点去遮挡透镜,会观察到,像会从亮到暗,到没有。

情境问题五:凸透镜换为凹透镜时,像的变化。在模型的操作中,在光屏上是看不到像的,凹透镜的像为虚像。

对单一模型的条件进行稍微修改就可以得出不同的实验结果所以学生自主建立模型,设计实验,寻找透镜的成像规律,这在潜移默化中提高了学生的自主探究能力,让学生对知识的掌握更加牢固,锻炼了学生的思维能力和创新能力。

仿真物理实验室范文第4篇

【关键词】仿真物理实验室;高中物理教学;应用策略;研究

物理学是一门以实验为基础的自然学科。在新课标理念的指导下,物理学的教学目标不仅是学生的知识与技能的目标、还有过程与方法的掌握以及各种情感态度和价值观的培养。让学生在仿真的物理实验室的情景下理解所学科学知识,掌握物理学常用的科学方法和技能,并且培养学生的热爱生活、热爱科学、善于发现生活中的物理知识的态度。是当前物理教学的主要研究方向和目标。

一、仿真物理实验室

仿真物理实验室是一款最新的教学软件,能通过设置理想的物理实验的情景,为物理实验提供准确的数据和演示的过程,可以节省教学所花费的时间,提高学生学习的积极性和教学的效果效率。

主要的功能:

(1)打开和运行已经存在的实验。

(2)新建新的实验:通过软件的界面,打开文件菜单下的新建,设置模拟实验,在设置按钮下,下拉菜单下进行基本的参数设置,再创建所想要的实验环境,最后对运动对象进行创建,是的整个的实验以动画的方式呈现。

二、在高中物理教学中的应用策略

整个的策略可以概括为回顾——讲解新课——演示实验——练习——反馈评价——巩固。这样,不仅提高了课堂的学习效率,使得原本要花两堂课的时间教的内容在一堂课就完成,还提高了学生学习的趣味性和积极性,加深了对知识的掌握程度。具体的教学过程展开如下:

(1)通过对上堂课的回顾分析,承上启下,引导学生学习新的知识,实现知识之间的过渡和衔接。

(2)教师再讲解本堂课的相关基本的物理规律和定理,让学生基本的了解本堂课的知识目标、技能目标和情感态度目标,吸引学生的注意力,引导学生对物理知识进行探讨。

(3)利用仿真物理实验室的平台,使用其中已有的实验或者是在指引学生自己新建实验的基础上,新建一个与本堂课相关的实验,对各种参数进行设置、调整实验元件,修改参数。

(4)通过演示实验,增加学生的感性认识,在具体的通过仿真实验室的软件的演示下,对有关的即时数据进行输出,让学生从具体认识到抽象的理性认识过渡,避免因为转变太快而使学生产生厌学和不满的情绪。

(5)同时,演示过后,要求学生对数据进行计算,利用规律来解决相关的题目和难点。

(6)输出实验的数据曲线,与学生的数据进行对比,让学生对自己的计算结果进行反馈和评价,找出计算错误的原因,纠正同学的认知错误,帮助建立新的认知,使学生更好的理解所学的知识。

(7)通过再次的练习和作业的布置,让学生自己动手进行试验的设置和数据以及图表的输出。再次的巩固所学的知识,为后面的学习打下坚实的基础。

三、仿真物理实验室的优势

因为物理是一门实验性很强的学科,受到各种客观条件的限制,很难使实验在理想的情况下运行,而仿真的物理实验室却能解决这些难题,模拟理想情况下的实验结果和过程,加深同学的感性认识、加深对知识的掌握,提高学习的积极性和效率。由于各种技术原因,仿真的物理实验也存在一些的不足,希望有关的技术人员可以对该软件进行完善。比如软件中的动态显示高级设置,对运动对象的把握就不到位。运动对象在运动的情况下,没有以运动对象为坐标原点的自然坐标系作为参考,使得学生容易对学习的方向产生迷航,应该努力的进行修复和完善。

四、结语

仿真物理实验平台用于高中的物理教学,可以很好的提高学生学习的积极性,是物理教师的得力助手,整个的教学过程是:教师先讲解相关的物理定律,之后演示一个相关的实验,通过感性直观提高物理课堂的生动性和有趣性并且加深学生对物理定理的理解。作为学生的一个学习工具,仿真实验室可以让学生在课后自主的进行学习,亲自动手进行实验。感性认识可以帮助理性抽象的深入,使得学生进一步的把握物理定律和科学知识。

参考文献:

[1] 朱明光,陈晓红.中学物理仿真实验室[J].沈阳师范学院学报自然科学版.2010(09)

[2] 王凯.电脑,助我们学习更好!——仿真物理实验室[J]. 电脑爱好者. 2002(18)

[3] 黄东海.浅谈探索式实验教学法[J]. 漳州师范学院学报(自然科学版). 2012(02)

[4] 李博.浅谈中学物理实验教学中的演示实验[J]. 科技信息. 2009(11)

仿真物理实验室范文第5篇

关键词:仿真物理实验;中学物理教学;新课改;创新;自主探究

结合中学物理课程改革的理念就仿真物理实验室运用在中学物理教学中的意义,我进行了初步的探讨。

一、运用于中学物理实验教学中,有利于培养学生的创新能力

中学物理是以实验科学为基础的,实验教学在中学物理教学中有着举足轻重的作用。丰富多彩、生动有趣的实验是物理实验教学的特点,利用实验课不仅可以让学生记住某些相关结论、实验步骤,而更为重要的是能够使学生透彻理解并且完全掌握产生实验结论的过程。实验教学可以激发学生的学习兴趣,促使学生积极主动地参与到物理教学中,而且在进行实验操作的过程中,不仅培养了学生的动手能力、创造能力以及分析问题的能力,还培养了严谨、认真、耐心的科学态度。

但是在传统中学物理实验室存在很多弊端,比如,实验条件的限制导致实验结果与理论不一致,甚至相反,让学生经常对正确的理论产生过分的怀疑;还有些中学出于安全考虑和为了避免仪器损失而在实验室规定了许多规章制度,束缚了学生的创新性思维;甚至,有的学校教师因为实验室太小、仪器缺乏、上实验课需要的时间太长影响课程进度等原因,不愿意带学生做实验等等。这在中学物理教学中,严重影响了学生的动手操作能力,更是抑制了学生的创造性思维的发展。

利用仿真物理实验室可以大大改善传统实验教学对学生的种种制约。在操作实验之前,学生先在仿真实验室进行模拟实验,帮助熟悉实验步骤及实验方法,熟练之后再实际操作,既做到真正动手,又避免了仪器的损坏,还节省时间,从而有效地提高实验课教学效率。

二、运用于中学物理课堂教学中,有利于提高教学效率

在物理概念、定理和规律的讲解中,经常会采用实验演示法,对一些抽象的、难以观察和课堂中难以真实再现的实验,比如,说明牛顿第一定律的伽利略理想实验,磁感应线的空间分布,LC回路中自由电子的振荡过程,核爆炸等,教师无法进行实验演示,造成学生对这些知识点理解的困难,不能很好地掌握物理概念、定理或规律,甚至逐渐导致学生对物理的学习失去兴趣。而采用仿真物理实验室对这些实验进行仿真模拟、永久再现,将抽象知识具体化、形象化、微观现象可视化、瞬间现象永久化,可以避免过于空洞的描述,使学生产生真切的体验,激发学生的学习热情,提高学生学习的积极性。同时将这些难以理解和观察的实验现象或概念更清晰、直观、深刻地印入学生的脑海,实现对抽象物理概念和规律的感性认识,再上升为理性认识。这样也有助于发挥演示实验在中学物理教学中的作用,是教学最优化。

仿真物理实验室不单单是对实验的模拟,也可以用来帮助分析物理规律。例如,平抛运动是垂直方向上的自由落体运动和水平方向上的匀速直线运动的合成。从自由落体运动到平抛运动,将一维空间转变为二维空间,对这两种运动进行对比的时候,就可以创建两个小球,设置高度和速度等相关属性,使其从空间中同一位置开始分别做自由落体和平抛运动,然后利用仿真物理实验室提供的一种闪照的数据输出方式,便可清晰地看到两种运动情况,从而得出结论。再如,简谐运动的新课教学中,学生习惯了分析恒力作用下物理的单程运动,对振动过程的分析和理解存在思维定式,难以理解,在教学中辅以仿真模拟,可以有效地帮助学生进行分析,解决教学难点,提高教学效率。

还可利用它来方便地制作一些比较复杂的课件,突破技术屏颈,使教师的精力主要放在如何优化课堂教学设计上,从而提高教学效率。

三、运用于中学生自主学习中,有利于培养自主探究能力

中学生课后通过做习题巩固所学内容时,会遇到一些情况复杂的物理场景,尤其是对在电场、磁场或者电磁场中运动的粒子的复杂轨迹的分析,可以在仿真物理实验室中建立相应的物理模型,对软件自动生成的运动轨迹进行分析,结果一目了然,帮助学生理清分析思路。在没有老师辅导的情况下,学生也可以利用仿真模型再现习题中的物理情景,加深印象,进一步分析问题,细化知识点。仿真物理实验室作为目前中学物理学科实现信息技术与学科教学整合的技术软件,能够提高教学效率,帮助培养学生的自主探讨能力、创新能力和分析能力,但是在应用于实际教学中,一定要明确它是一种创设真实情景的工具,在教师教与学生学的过程中,都应将它作为一种辅工具,不可盲目地运用,更不可将仿真实验取代传统实验,应该将两者辩证地统一起来,提高学生的科学分化素质和实验技能。总之,合理地将仿真物理实验室运用到中学物理教学中才能充分发挥它的力量和魅力,使其有效地服务于教学过程。

参考文献:

[1]邵泽义,秦晓文.圆周运动的模拟实验:利用“仿真物理实验室”突破学生认知障碍[J].教学仪器与实验:月刊,2003(3):26.

[2]刘玫.金数龙仿真物理实验室介绍[J].物理教学探讨,2004(8):44.

[3]石鸥,刘丽群.课程改革中的若干问题[M].广东教育出版社,2004.

仿真物理实验室范文第6篇

关键词:物理实验教学 物理实验室 计算机仿真

大学物理实验课程的改革,结合了国家对大学物理实验课程教学的要求,实现了适应社会发展和当前经济建设需要的目标。改革的过程主要是通过现有实验项目精简、合并和归类,将物理实验课程教学的内容灵活高效地进行重组,之后以模块为单位来组织实施教学。根据不同专业之间的差异,以及后续课程的需要,综合性大学学生的物理实验可以划分为传统实验和仿真实验两个大的模块。以后如果有不同模块的实验,可以对应开设不同的独立项目。

1.重视物理实验改革的广泛性。作为一个自行教学体系的独立课程,因为同属于物理学科,大学物理实验课程与物理理论课程是紧密联系、不可分割的。因此,大学物理实验室的建设过程中必须结合理论课程的建设。如果仅仅对物理实验课程进行改革,则会受课程学时的限制。目前,我国综合性大学的学生物理实验课时一般是54个学时,必须通过与物理学科的理论课程内容相结合,通过相互渗透和贯通、互相融合来形成实验课程完整的科学体系。例如:在近代物理的实验项目中,部分的实验是以相对论和量子力学为实验理论的,如果因为课程学时的关系,不对这些理论知识及其原理进行讲解,势必造成学生对理论知识的匮乏,而且会忽略这部分近代物理实验项目,这样一来,近代物理部分的教学效果将很难得到保证。

通过这个举例说明,应该考虑到理论课程与实验课程的结合,将两者之间课时进行的良好分配,通过两者之间同步渗透进行。仿真物理实验实现了这一要求,它是面向学生和物理课程教师的一个完全开放的软件平台。常规的物理教学软件只是对现成的实验进行单纯的演示,学生只能观察该实验的过程。而仿真物理实验却是能够自己通过实验的要求自己来创建相应的实验对象,软件中集成了相应的实验进行的环境,这样就可以通过这些实验对象和实验环境来进行自己的模拟实验。仿真物理实验的模拟场景很多,可以实现大部分物理理论知识的验证实验,如能量守恒定律、带电粒子在电场中的运动、人造地球卫星运行的实验。仿真物理实验不仅能够以动画的形式生动地展现实验的过程,也可以通过实验过程中相关的数据进行实验过程的分析。

通过上面的描述可以看出,仿真物理实验室是一个理想的学习工具,不仅能够自己动手构建自己的实验对象和实验环境,而且能够在实验过程中观察到实验过程的相关现象。这种实验不仅能够加深学生对物理现象的印象,而且提供了足够的空间让学生发挥自己的想象力和创造力,最重要的是让学生在实验过程中对物理学产生浓厚的兴趣。

仿真物理实验同时也可以帮助物理教师的授课,在进行相关理论只是的讲解之后,可以利用仿真物理实验软件做一个简单的实验,不仅丰富了课堂的教学内容,同时也能够加深和巩固学生对物理理论知识的理解。教师进行习题的讲解时,也可以通过仿真物理实验室建立习题中叙述的物理场景,通过仿真实验对习题进行逼真的讲解,达到很好的教学效果。

2.重视物理实验室的开放性.大部分的综合性大学都实现了目前大多数院校都实现了实验时间和内容高度自由的选课系统,学生可以根据自身的情况在实验时间和实验内容上进行选择。而学生实验中的实际动手能力是跟实验的课时成正比的。如果实验课的学时不变,开放性的实验教学不会让学生的动手能力得到实质性的提升。学校可以针对这种情况把尽可能多的实验项目进行改进,让教师和学生轮流管理可以进行简单操作的仪器,学生可以在自己的课余时间进行自由的实验操作。

3.重视物理实验及实验室的多重性。大多数高校的实验室中,大学物理实验是其中要承担的主要课程。应该根据学校侧重学科的不同情况,开展不同的实验选修课程。比如,综合性大学物理专业的学生,可以相应的开设与激光技术相关的课程。应从社会发展与国家需要的角度出发,以学生为本,为了我国的需要和当前社会的发展需求,发挥出物理实验室在学生的能力培养中的作用。大学实验室的建设,首要的是实现实验室管理体制的完善,这需要学校多个部门长时间的配合,同时可以根据工作量的考核实现对相关技术人员和物理实验课教师的管理。根据这个,可以制定出分层次多目标的管理方案,实验课程的教师不仅要承担授课工作,也应该在实验室建设中承担具体的工作任务;实验相关的人员对日常的实验室工作和实验教学工作进行负责。如果有外聘的人员,需要相关的考核通过之后才能上岗。与此同时,有必要与其他综合性学校进行沟通交流,互补互助。

4.重视演示实验室建设的重要性。我国高校进当前进行的教学改革中,面临着这样一个问题:在学时不增加的条件下,为了方便分层次教学和增加课程选择的多样性,增加可以开设的实验项目数会导致学校经费投入的困难。解决这样的问题,一方面可以增加自由开放式的演示实验项目;另一方面同时应该充分实现同种仪器在科学研究或者物理教学中的兼用性,国内的实验教学仪器的研发由于系统集成性太强,使得仪器只能做单纯的输入输出,不能对学生的动手能力进行本质的提升。

仿真物理实验室范文第7篇

关键词:虚拟仿真;物理实验;多元化

中图分类号:G642.3 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)03-0230-02

一、引言

实验教学是高等教育的重要组成部分,是学生实践能力和创新能力培养的必需环节。1961年摩根扎特(G.W.Morgenthater)首次对“仿真”进行了技术性的定义;1984年Oren给出了仿真的基本概念,提出了“仿真是一种基于模型的活动”的定义,被认为是现代仿真技术的一个重要概念[1]。近年来,随着计算机普及和网络技术的发展,虚拟仿真技术被广泛应用于实验教学,开创了一种新的实验教学方式――虚拟仿真实验[2,3],它打破了实验时间、空间、仪器套数的限制,采用虚拟仿真实验与实物实验相结合的教学模式,激发了学生的实验兴趣,提高了实验教学质量[4,5]。本文就我校建设虚拟仿真物理实验取得的经验和成果作一介绍。

二、我校大学物理实验教学的现状

大学物理实验课程是理工科学生进入大学后最先接触的实践课,是学生接受系统的实验方法和实验技能训练的开端。该课程中所涉及的实验知识、实验技能和实验方法是后继实践训练的基础,也是学生以后从事各项科学探索和工程实践的基础,同时该门课程涉及知识面广,接触各种类型仪器机会多,为后续课程内容的学习和知识扩展打下基础,是其他课程的实验环节所难以替代的。大学物理实验课在实现我校的人才培养战略中承担如下任务:(1)物理实验的基本理论和知识的学习;(2)实验技能的学习和动手能力的培养;(3)实验数据处理能力的培养和提高;(4)实验结果的综合分析和表述能力的培养;(5)针对我校的研究型大学定位,突出以物理实验为载体,进行实验设计能力、实践探索精神、创新意识和创新能力的培养。根据大学物理实验课程在我校人才培养过程中的的地位、作用和任务,我校物理实验教学中心在实验教学队伍建设和优化、层次化课程体系建设、实验开放教学模式探索、研究性教学实践和实施创新教育以及实验室开放运行与管理机制健全等方面进行改革,取得了长足的进步及具有推广价值的成果。2007年被评为北京市实验教学示范中心。但相比同类院校而言,我校物理实验教学中心所开放的实验项目(40个实验项目)还远远不够。鉴于增加实验开放项目总数所带来的资金的投入、实验用房面积的增加和人员编制等问题及我校实际办学条件,建设虚拟仿真实验室,开设仿真物理实验课是目前解决这些问题的有效途径。

三、虚拟仿真实验概述

虚拟实验室(Virtual laboratory)最早是由美国的William Wolf教授在1989年提出的概念。计算机、多媒体网络技术在网络教育中的广泛运用,使得学习的资源更加丰富,学习的形式更加多样化,学习的安排更加灵活,这些都大大促进了网络教育的迅速发展。同时虚拟仿真技术的蓬勃发展,为成功建设虚拟仿真实验室提供了基本条件。虚拟仿真实验模式有如下特点与优势[3]:(1)降低实验成本,减少校院财政支出。(2)解放学生思想,开发创造性思维。虚拟仿真物理实验系统不会让学生因为担心元器件的损坏而畏首畏尾,为学生提供大胆探索的实验环境。(3)增强学习兴趣,理论与实践有机结合,预习及复习筑固所学知识[6]。我校的学生生源,很大部分来自边远地区,学生在中学时代几乎没有走进过实验室,对实验方面的知识基本上来自课本,对实验没有感性的认识。虚拟仿真实验室的建设提前让学生通过网络了解所作实验,带着问题走进实验室,既提高了学生实验操作效率,又激发了学习兴趣。(4)弥补现实教学中内容的不足,解决供需矛盾,丰富实验内容,拓宽学生学术视野。(5)虚拟仿真物理实验教学可实行网络远程教学[3,6]。学生在本地计算机上通过安装一定的程序便可使用安装在远程服务器上的虚拟仿真实验,完成实验过程。(6)开放性[7]。网络实验打破了传统实验的模式,学生不再受时间、空间的制约,可随时、随地进入虚拟实验室进行虚拟实验操作。

四、我校虚拟仿真实验室建设

我校在引进中国科技大学开发的《大学物理仿真实验2.0 for windows》[8]V2.5版本基础上,架构建成网络虚拟仿真物理实验室。目前我校的大学物理虚拟仿真实验室已初具规模,拥有专门的虚拟实验室及性能良好的IBM(XSERIES_3500)服务器一台,包括力、热、电、光、电子线路、近代物理等学科的50多个实验项目及实验仪器库,不仅包含《大学物理实验》课程开设的实验项目,还开发了傅立叶光学实验、介电常数的测量、喇曼光谱实验、牛顿环测量曲率半径、透射式电子显微镜、受迫振动、扫描隧道显微镜(STM)等实验项目。学生通过我校“大学物理实验教学管理系统”点击“虚拟仿真实验”便可进入虚拟仿真实验的“实验大厅”(如图1),在此页面下双击某个实验,安装完毕后就可对该实验进行操作。如果想初步了解某个实验,单击它便可出现“实验简介”、“实验原理”、“实验内容”、“实验仪器”、“在线演示”及“实验指导书下载”等不同的功能模块。双击该实验便可进行实验操作。如图2所示,击右键在弹出的窗口选择“开始实验”即可进行实验操作,系统自动记录实验数据,完成后实验者可进行数据处理及实验报告的撰写。从2009级中部分学生抽样试运行的反馈信息来看,学生反映良好,取得了一定的教学效果;同学们对这种全新的实验方式、与实验室不一样的教学氛围以及丰富的操作内容感到满意,从而激发对大学物理实验的兴趣,提高了对该实验课程的重视程度。下一步工作,我们希望在软硬件及人员配置各个方面能得到学校的大力支持,开设出大学物理虚拟仿真实验课程,营造多元化教学环境,用更多的实验内容开扩学生的视野。

多元化教学模式必将代替保持几百年的教育教学模式成为一种主流,虚拟仿真物理实验为多元化实验教学模式提供了更有力的工具。该实验结合我校以工为主的多科性石油类高等院校的特色,发挥多元化教学模式的优势,使之在培养学生的创新能力、实践能力和研究能力上发挥重要的作用,为培养有鲜明个性的复合型石油类人才作出贡献。

参考文献:

[1]赵英侠.基于探究式学习的物理仿真实验室的设计[D].长沙:湖南大学,2007.

[2]谭守标,霍剑青,王晓蒲.计算机虚拟技术在大学物理仿真实验教学系统中的应用[J].中国科学技术大学学报,2005,35(3):429-433.

[3]周燕.虚拟仿真技术在大学物理实验教学中的应用[J].合肥学院学报,2008,18(3):79-80.

[4]王晓蒲,霍剑青,杨旭,等.大学物理仿真实验和教学实践[J].物理实验,2001,21(1):28-29.

[5]霍剑青,王晓蒲,杨旭,等.发展教育技术营造多元化教学模式的研究与实践[J].物理与工程,2004,14(2):53-54.

[6]Dongil Shin,En Sup Yoon,Kyung Yong Lee,Euy Soo Lee.A web-based,interactive virtual laboratory system for unit operations and process systems engineering education[J].Computers and Chemical Engineering,2000(24):1381-1385.

[7]霍剑青,王晓蒲,汤家骏,等.分层次的物理实验教学研究[J].实验室研究与探索,2009,28(4):232-235.

仿真物理实验室范文第8篇

关键词: 大学物理 实验教学 仿真实验 多媒体技术

一、大学物理实验教学中存在的问题及仿真实验系统的优势

1.在传统的大学物理教学的过程中,原理的讲述与课程的实验是分开进行的,因此,理论和实践不能同步进行,难以达到课本知识与实验实施的协同一致。大学物理实验的目的是为了使学生更加深刻地了解大学物理的理论知识,但是因为各种条件的限制,在教学中不可能做到理论与实践同步进行,这就出现了在原理讲解时,对实验一无所知,而进行实验操作时,相关理论又被淡忘,所以就需要一种平台既可以加深对物理知识的理解又能够为实验操作起到铺垫的作用。而应用物理仿真实验平台不仅可以回避上述弱点,而且可以多次重复实验,为学生加深对实验原理和理论知识的理解提供更直观和便捷的工具。

2.传统的实验教学方法,由于要同时满足大量学生的同步实验,因此实验室建设需要购置大量的设备,一般来说建设成本较大。选用多媒体技术和计算机程序设计方法,建立模拟与实验一体化电子平台不仅可以节省大量的设备成本,同时还节约了大量的实验用房。物理仿真实验平台将信息放入光盘,在电脑中运行,可谓是放入背包的“移动实验室”。这样实现了传统实验与现代信息技术的无缝对接。不但做到了资源共享,而且降低了成本。

3.传统的实验教学方法,由于受实验室的开放时间、资源数量、使用成本等因素的限制,难以满足学生自主学习的要求。物理仿真实验平台作为电化教学的重要组成部分,可以作为学生预习、复习,教师课堂教学、远程教学,以及实验教学的重要辅助工具。它不仅方便灵活,而且成本低廉,完全可以满足学生自主学习的需要。不但提高了学生学习的兴趣,同时还拓展了学生独立思考的能力。

二、基于自主学习型大学物理仿真实验系统设计的理念

1.在大学物理仿真实验系统设计的过程中,要充分发挥已有硬件资源的优势。

在大学物理仿真实验系统的建设过程中,要充分利用已有的硬件条件进行系统的制作。对一些投资较大的实验的仿真,用充分利用重点高校和实验室的开放和资源共享的条件,来实现实验模拟平台的制作,从而达到让每个学生也可以体验最先进的、只有在重点实验室才可以实现的实验。

2.在大学物理仿真实验系统设计的过程中,要突出多媒体技术的优势。

大学物理实验在整个大学物理教学中占有重要地位,尽管实验过程中有专用的辅助仪器,但辅助仪器显示的只是成像的结果,而不能演示成像的过程。因此,学生对实验原理的理解、仪器的调整及实验过程的细节信息的了解存在一定的盲点。同时,辅助仪器显示的结果不能进行标注,而应用物理仿真实验平台可以克服上述弱点,实现实验过程的完整化。

3.在大学物理仿真实验系统设计的过程中,要突出物理仿真实验系统的灵活性。

实验过程也必须在专门的实验室中进行,因此,实验也受到时间和空间的限制。如果选用物理仿真试验,就可以突破时空的限制。因此要充分地利用仿真系统的灵活性与教材紧密结合,同时尽量满足学生的学习习惯,提高可用性和仿真程度,使实验收到更好的效果。

4.在大学物理仿真实验系统设计的过程中,要突出物理仿真实验系统的成本优势。

实验用房造价较高,并且需要设备量较大才能满足学生的应用。而应用仿真实验平台,可以大大降低实验成本。它不受时空限制,只要在电脑上运行,就可以无限次复制。因此具有突出的优势。在进行仿真实验平台设计时,可以充分利用这一优势,对一些造价高昂的实验实现低成本化。

三、结语

大学物理实验在整个大学物理教学中占有重要地位。本文针对大学物理实验教学中存在的问题,提出的基于自主学习型物理仿真实验设计的思想和理念可为建立基于自主学习型大学物理实验教学电子平台系统提供借鉴和参考。将大学物理实验与程序设计、多媒体技术、数学模拟相结合可以在很大程度上提高实验科学的成效,对提升学生的自主学习能力具有重要意义。

参考文献:

[1]MA Zhanying,BAO Siqingaowa.The Experimental Teaching System Design and Model Innovation of Economic Management in Colleges.2010 International Conference on Education Science and Engineering,2010.5.

[2]马占英.高等学校计算机实验室综合效率评估方法研究.内蒙古大学学报,2003,34,(6):727-730.

[3]马占英.浅析工商管理专业实验的管理工作.实验室科学,2007,(5):102-103.

[4]马占英.经济管理学科实验教学开展的初步探索,实验室科学,2006,(5):14-15.

[5]马占英.信息化社会背景下的高等学校计算机实验室管理创新探索,内蒙古科技与经济,2005,(7):27-29.

[6]钟守机,张晓青.经济管理类专业实验教学平台的构建探讨.实验室研究与探索,2004,23,(4):67-71.

[7]孙韶华.高校文科实验室的效率评估方法探讨.南京审计学院学报,2006,(11):52-55.

[8]张锐.加强实验室管理提高实验教学质量.实验室科学,2007,(6):105-107.

[9]沈沛汝,李仰军.建立实践教学体系深化实验教学内容改革.实验室科学,2007,(3):11-13.

仿真物理实验室范文第9篇

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申明:本网站内容仅用于学术交流,如有侵犯您的权益,请及时告知我们,本站将立即删除有关内容。 【摘 要】本文通过分析当前大学物理实验教学中存在的一些不足,结合物理仿真实验自身所具有的特点,阐述了物理仿真实验在我校实验教学改革中的应用。 【关键词】大学物理实验 仿真实验 教学改革 【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2015)32-0062-03

大学物理实验是一门实践性很强的课程,在对学生进行科学实验方法和实验技能的训练、培养学生实事求是的科学态度、提高学生分析和解决实际问题的能力等方面有着不可替代的作用。

本文主要就是针对我校传统物理实验教学中存在的一些不足之处,结合物理仿真实验的特点分析其在我校大学物理实验教学改革中的应用。

一 当前我校大学物理实验教学中存在的不足

1.实验的预习效果不理想

学生上实验课前都要预习实验内容并写预习报告,但由于学生面对的是条条框框的物理公式、枯燥的文字描述和毫无立体感的平面图,对即将进行实验的实验目的、原理、步骤和实验仪器都无法很好地理解和领会,更不要说实验操作中需要注意的相关事项以及改进实验的其他方式方法。为了完成老师布置的任务,大多数学生都会选择盲目抄袭实验教科书或者抄袭已经完成的预习报告,无法达到预习的效果。另外,由于课时的限制上课时老师也无法通过提问逐一检查每个学生的预习情况。长此以往,导致学生对于物理实验预习越来越不重视,形成一种应付了事的学习态度。

2.教学的方式单一,教学的手段过时

在传统的大学物理实验教学模式中,基本上都是实验课堂上实验教师简单地讲解实验目的和原理,接着演示实验操作,最后在教师的指导下让学生自己动手操作完成实验。这种言传身教的实验教学方式,使学生常常处于被动接受的状态,实验也变得比较枯燥无味,影响了实验教学效果。这种教学方式不但不能提高教学质量,更加不能激发学生的学习主动性,不利于学生的独立思考能力和创新能力的培养。

3.实验资源有限,设备不足

近些年来,随着我校的招生规模大幅度扩大和大学物理实验这门课程愈来愈受到重视,使大学物理实验教学面临着严峻的挑战。一方面是实验教学仪器的频繁使用,损耗严重,现有的实验仪器设备更新完全跟不上实际需求;另一方面是实验仪器的数量和实验场地等教学资源的不足,导致学生不得不多人一组进行实验,而且由于时间的限制不能让每个同学都亲自操作一遍实验,很大程度上影响了物理实验的教学效果。另外,一些近现代的物理实验仪器价格很昂贵,因此开设的物理实验项目不得不有所保留,这样的结果就是让学生不能完整地、系统地学习物理知识。

二 物理仿真实验的概念及特点

1.概念

所谓物理仿真实验是指利用计算机技术建立一个与真实实验环境一样的虚拟实验环境,让实验者可以在其中进行各类物理实验操作的一种当代实验教学形式。虽然整个实验过程是由计算机程序软件运行完成的,但是更加方便学生在了解物理实验过程的同时,有效地分析实验的结果。

2.特点

中国科技大学研制的“大学物理仿真实验”系统具有以下特点:(1)模拟了实验仪器和实验的整体环境。具有熟悉仪器、仪器使用说明和操作实验仪器等功能,通过仿真实验使学生对实验从局部到整体建立起直观的认识。(2)提供了具有高度真实感的界面,实现了仪器的模块化。学生可对实验仪器进行选择、组合、拆卸和调整,对同一个实验操作可用不同的实验方法完成。实现了物理仿真实验的可设计性和虚拟仪器的可操作性,这有利于培养学生的设计思考能力。(3)具有误差模拟功能。对同一个实验可以调整实验条件和待测样品参数等,从而得出不同实验结果,同时还能对实验数据进行统计分析,以评判实验质量的优劣。(4)模拟了实验教学过程。物理仿真实验以实验教学思想作为指导,通过解剖教学过程对实验进行模拟,侧重培养学生独立思考和解决问题的能力。学生必须在理解的基础上通过思考才能进行实验操作,克服在实际实验中出现的盲目操作和实验“走过场”的现象,大大提高了实验教学的质量和水平。(5)拓展了与实验项目相关的理论内容、历史背景和意义、现代技术应用等方面的知识,扩大学生的知识面,培养了学生理论联系实际的能力。

三 物理仿真实验在我校物理实验教学改革中的应用

根据当前我校物理实验教学存在的不足之处,结合物理仿真实验的特点,我校可建立物理仿真实验室,在学校的教学管理系统中建立物理仿真实验教学平台,把物理仿真实验应用到物理实验教学中。

1.改善预习状况,增加学习兴趣,提高学习效率

物理仿真实验对实验目的、实验原理、实验仪器的结构及操作、实验内容及步骤均有详细的讲解,并针对每一版块设置了题目。课前要求学生必须进入学校教学管理系统中的物理仿真实验教学平台对实验进行预习,在学生阅读和理解了实验原理和内容后,通过回答提出的问题来检验其对实验原理和内容的理解情况,如果学生回答有错误,系统将给出提示,直到学生能正确回答问题后才能进行实验操作,最后根据学生操作的步骤和实验结果来判断学生是否达到预习的要求,对于达不到要求的给出提示,直达达到要求为止。物理仿真实验相对于实验课本提供了直观、丰富的学习环境,声音配合图像,简单有序的实验内容帮助学生从多方面进行学习,这样必然会增大学生的兴趣,调动他们的学习积极性。另外,经过物理仿真实验的预习,让实验操作更加轻松,把实验老师从传统实验教学的冗长讲解中解放出来,给学生更多的实践操作时间,极大地提高了教学效率。

2.改善了实验教学受时间和空间限制的状况

在以往的传统实验教学中,每节实验课通常只有2个课时或者3个课时,很难在有限的时间之内要求学生完成实验且达到实验目的,实验效果不理想。特别是对于一些实验难度大、设备要求高的实验,学生很难在短时间内理解实验原理、熟悉实验仪器、掌握实验操作,而且课后学生也无法对实验操作进行复习。应用物理仿真实验,学生可在任何时间任何地点通过网络对实验的相关内容进行课前预习和课后复习,克服了传统实验教学中长期受课时、实验场地的限制和干扰,使实验教学内容在时间和空间上得到延伸。

3.减少实验室对硬件资源的需求

在实物实验中,一个操作不当就会导致实验仪器损坏,严重的还会发生危险,无形中增加了实验仪器的维护费用。但是,物理仿真实验的虚拟性完美地解决了这个问题,即便学生操作失误,也不会造成任何仪器损坏,更不会发生实验危险,即使多次反复使用,也不会出现仪器的损耗问题。另外,由于实验教学仪器昂贵、教育经费紧张,使得一些实验项目无法开设,对于一些无法开设的实验项目,可以通过物理仿真实验进行讲解和实验演示,这样在很大程度上缓解了实验室硬件资源的不足。

4.有利于培养学生的自主实验能力和创新实验能力

在实物实验时由于时间及安全问题,对于一些复杂的、危险性高的实验不允许学生自行改变实验参数。而物理仿真实验中学生可以自主设置实验参量、反复调整实验仪器后,观察实验现象、分析实验结果。这有助于培养学生的自主实验能力和创新实验能力。

5.促进教学改革

利用物理仿真实验对传统的实验教学模式进行改革,采用物理仿真实验和实际实验相结合的二段式教学模式。第一阶段学生课前通过网络进入物理仿真实验教学平台对实验进行预习,而且必须达到系统的预习要求;第二阶段学生课堂内在实验室独立完成实际实验操作。经过物理仿真实验的全面预习后,让实际实验操作更加轻松快捷,把实验教师从传统实验教学的冗长讲解中解放出来,给学生更多的实践操作时间,把学习的主动权真正的返还到学生的手里,让学生积极主动地学习,极大地激发了学生的学习兴趣,提高了实验教学效率。

四 总结

大学物理实验教学因为物理仿真实验的引入应用,很大程度上提升了学生对于实验课的积极主动性,给传统的大学物理实验教学增添了新的生命和活力,为培养创新型人才提供了新的教学模式。但是物理仿真实验在培养学生的实验技能、发现和解决问题的能力等方面有所欠缺,所以物理仿真实验替代不了实际实验,它只能作为辅助教学的一种工具。在实际教学中,我们应该将仿真实验和实际实验有机地结合起来,更好地服务于教学,提高实验教学的质量和水平。

仿真物理实验室范文第10篇

关键词:大学物理实验室;日常管理;实验教学

一、引言

大学物理实验是理科生必修课程的其中一门,通过大学物理实验有利于培养学生的动手操作能力,培养他们的创新能力和实践能力。大学物理实验室作为物理实验教学以及研究的重要阵地,必然受到各院校的重视。伴随着高校体系的改革,大学物理实验室在管理方面的各种弊端逐渐显露,不利于院校进一步开展实验教学,降低了教学质量,限制了院校在物理科研方面的新突破。本文将从实验室人员,实验室制度以及日常相关管理,实验教学和实验室开放几个方面进行分析,提出相应的解决办法,最终实现大学物理实验室的科学管理。

二、实验人员的管理

物理实验室人员主要由实验室主任和实验员构成。首先,实验室主任负责整个实验室的统筹规划,统领着所有的实验员。所以一名合格称职的实验室主任必须要有严谨的科学态度,较高的整体协调能力,严于律己,以身作则。搞好大学物理实验室的科学管理工作,根据教学计划组织实施教学工作,合理分配实验员,协作任课教师完成实验教学任务,同时监督管理各项规章制度的落实情况,规范每一项流程,为学生和教师提供良好的物理实验室环境。其次,实验员是实验室的直接参与者和管理者,实验员的素质关系着实验质量的高低,也关系着整个实验室能否被合理利用,发挥最大效用。所以在选拔上,实验员必须要通过专项考核,具备较高的文化素质,进行专门的培训后才能正式上岗。同时实验员要不断的学习物理理论知识,提高自身的专业技能,积极参加学校组织的交流会,短期进修等,吸收借鉴他人的经验,不断完善自己的工作。另外实验室要建立相关的实验人员档案,与人事处一起进行实验员的考核,奖励惩处,培训以及职务升迁等,使每一位实验员确立责任意识,督促他们能够按照自己的职责去做事。

三、实验室制度的制定

一个社会能够稳定的进行,是因为它有法可依,有法必依。而大学物理实验室要想做到科学合理利用,将教学任务和其他教学工作落实到实处,发挥最大的效用也应当有自己的制度。所以实验室要制定《实验室管理制度》并悬挂在醒目显眼的位置,使实验室管理人员及利用实验室的每个人进入实验室按照规章制度办事。一方面要根据自身情况以及学校相关教学要求制定管理规章制度,主要包括教学仪器的使用管理制度,学生进行实验操作的规则,物理实验室老师的职责以及安全规定等。另一方面是建立实验室固定资产档案,将各类财产归档,做好使用记录,这样一方面能够保护好实验室的财产,另一方面能更好的掌握各类实验器材,满足教学实验的需求。最后也要将相应职责明确,实现教学、科研、服务三者之间的协调。

四、日常相关管理

实验教学设备的齐全以及质量的好坏影响着教学工作的顺利进行,所以要对实验室进行合理地分配,一般每个实验员管理2个实验室,并根据院校的规定,签署《实验员责任书》,实行管理岗位责任制。明确自己的岗位职责,做好各项工作,记录好当天的工作日志,以及实验情况。另外实验员要做好仪器的日常维护,将各种仪器分类,统一造册,既可以按照实验科目,也可以按照专用、通用进行分类,提高仪器的利用率。对于新购进的仪器设备要开箱检测,试用后填写相关报告,报与学校主管部门。另外做好直接管理,保证实验室的整洁、干燥、通风,做好防尘,防火工作等。实验员要对仪器进行定期的检查维修,维修要按照相关维修条例进行,减少意外事故的发生。

五、实验教学管理

实验员的职责除了要保管好实验室及各种设备外,还要保证所有实验的顺利完成。在每一项实验进行前,要充分了解该实验的目的以及具体操作要求,和想要达到的效果,真正实现实验室为素质教育而服务的目标。实验员在平时要掌握各种物理理论,熟知教材知识,了解其中每一项实验的流程以及注意事项,熟知教学原理以及操作步骤,必要情形下和授课教师一起备课,做出具体可行的实验教案。这样才能在实验中,和任课教师一起指导学生的操作,参与到实验教学中去,及时纠正学生的各种不规范操作,提供解决方法。一名优秀的实验员不是一个“花架子”,而是一个内外兼修的实践者。另外实验员也要发挥自己的积极主动性,提出实验教学工作中的改善意见,和任课教师一起丰富教学内容,提高实验课的教学水平。同时,理论课教师也可以在授课过程中适当的传授实验课,理论与实际相结合,加强学生对亲自实验的好奇心,使学生在后期的实验操作过程中也不会太过于陌生。

六、实验室开放项目

大学物理实验的目的是为了更好的提高学生的创造性以及开发性。但是现在,大部分院校对于物理实验室实行封闭式管理,学生只有几十个实验课时接触到仪器设备,实现动手操作,这在一定程度上导致了仪器的闲置,资源的浪费。而且各实验室及实验员之间“各自为政”,在实验室管理及仪器设备的维修保养上沟通交流少,资源与信息很难实现共享。所以针对这方面要做出相应的改善,实现实验室的开放。一方面要保证实验室开放时间,开放时间主要由实验室统一制定,确保每一个学生有充足的时间完成自己的实验操作。学生在实验室开放期间,都可以进入实验室进行自由操作。另一方面,学生要想进行自由操作,也需要实验员及相关实验教师的指导,所以这就要求具备开放的实验室师资队伍,既可以是指导教师,也可以是技术人员,高水平的实验室师资队伍才能确保开放式实验室的科学合理利用,而不是滥用。另外学校每个学期可以开展实验室开放项目,由实验室确定开放形式和具体的实验课题,然后进行公布,组织学生们参加。学生可以根据自己的兴趣爱好进行选择,避免了传统教学过程中的不考虑学生学习需求的现象发生。物理学科作为一个操作性极强的学科,实验几乎贯穿了整个学习过程,仅仅依赖传统实验肯定会受到一定程度上的限制,而仿真物理实验室打破了这个弊端,成为物理授课过程中的得力助手。仿真实验室是一个面向所有教师和学生全面开放的物理实验仿真软件和课件制作平台,与传统实验不同,在仿真实验室里学生可以通过计算机仿真模拟操作实验。所以对于学习物理的大学生来说,这是一个非常理想的学习工具。通过亲手操作,加强自己对各种物理定律的理解,教师也可以利用仿真物理实验室增强授课过程中的趣味性,减少理论上所带来的各种枯燥无味,培养学生的物理学习兴趣。

七、结语

社会的发展越来越快,各种资源越来越开放,伴随着这种形势,大学物理实验室也在慢慢变成一个复杂的,开放的系统。所以强化大学物理实验室的建设,提高对实验室的管理水平,是每一位实验室人员致力追求的目标。在这个过程中,需要大学生,教师,实验室管理人员三方共同的协作努力,打造良好的实验室环境,更好的为师生提供实验保障,完成教学任务的同时,培养优秀人才,促进科研的发展。

参考文献:

[1]劳媚媚,徐军,陈如麒.开放实验室条件下的大学物理实验教学改革新探[J].实验室研究与探索,2016,29(8):235,237.

[2]陈先字.浅析高校实验室管理与开放[J].重庆交通大学(社科版),2015,7(5):142,l44.

[3]朱国全,唐亚明.新形势下物理实验课程改革与实践[J].物理与工程,2013,13(5):32-34.

[4]解忧,《新编大学物理实验》,中国矿业大学出版社有限责任公司,2015,1(1):311-318.

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