时间:2015-04-03 11:29 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:陈辉等 点击次数:
对实验数据进行分析处理,得出实验结论,是整个实验成功与否的关键性环节。在实际实验教学中,学生完成实验操作后往往要花费更多的时间去处理数据,进行误差分析。例如“光电效应”实验,需要通过作图来求出普朗克常量。如果学生作出的图形不准确,那么求解出的普朗克常量误差非常大。这就要求学生要非常细心地来作图形,需要消耗的时间也比较多。而在仿真实验中,学生测量出数据后,实验结果可自行生成。同时仿真实验具有误差模拟功能,可以对同一个实验所采用不同方法和不同操作产生的误差大小进行比较[4]。因此学生们认为仿真实验中数据处理更为简便快捷,大大提高了实验教学的质量、速度和水平。
5.仿真实验可以开阔学生的视野。
大学物理实验在我校属于基础课,由于受课时的制约,实验室开设的实验数量较少。另外一些现代物理实验,由于实验设备贵重,无法实施开设,这些都在一定程度上了限制了学生对物理实验的需求。仿真实验具有丰富的内容,它涵盖了从力学的刚体转动惯量、杨氏模量到电磁学的霍尔效应法测磁场、惠斯登电桥;从热学的热膨胀系数到光学的干涉、衍射实验以及核磁共振等多个近代物理实验。仿真实验具有多媒体配音解说,对实验的相关理论进行了演示和讲解,对实验的历史背景和意义,现代应用等方面都作了介绍,因此仿真实验成为连接理论教学与实验教学,培养学生理论与实践相结合思维的一种崭新教学模式[5]。另外对于那些无法开设的实验,利用它可以让学生了解前沿科学知识,开阔视野,学生们认为仿真实验激发了他们的创造热情,增强了他们将来自觉应用高科技去解决科学研究和工农业生产的各种实际问题的意识。
四、仿真物理实验需要改进的一些思路
虽然仿真实验有着不少优势,但它测量模拟过程还比较僵化,无法真正模拟出实际的物理实验操作环境和真实的实验现象,因此只能作为常规教学手段的补充,并不能完全取代真实实验。针对当前仿真物理实验系统的不足,应合理选择教学方法,提高教学质量,改进完善仿真软件系统。
在我校本科生科研训练项目“大学物理仿真实验”教学中,学生通过对弗兰克-赫兹实验、长螺线管磁场的测量、空气热熔比的测定、光电效应、偏振光等多个实验的实践,一致认为:与实际实验相比,仿真实验具有直观性、全面性、简便性、快捷性等优点,更注重理论和动脑能力,而在实际操作方面略有逊色。在仿真实验中,学生面对的是虚拟的教学环境,实际动手能力和应变能力得不到提高,而仿真实验应与实际实验教学相结合才能取得最佳的教学效果。实践中应该着重把仿真实验选作预习、复习实验的途径,而主要的学习过程还是采用传统的实验室教学效果较好。这就需要我们一方面要保持原有的实验教学模式,让学生在对仪器设备的具体操作中来提高观察力和动手能力,提高实验素养。同时也要继续开设开放性实验,让物理仿真实验作为一种先进的教学手段,充分发挥其作用,更好地服务于实验教学,提高实验教学质量。
参考文献:
[1]刘海涛.关于大学物理实验课教学改革的思考[J].科技信息, 2010(3).
[2]刘志远.大学物理仿真实验的定位研究[J].吉林省教育学院学报,2011,27(11):133-134.
[3] 李晓宇.LI Xiao-Yu 关于物理仿真实验的探讨[期刊论文]-中国科技纵横2010(22).
[4]王月明,刘官元,董大明.网络背景下大学物理实验教学模式探讨[J].大学物理实验,2010,23(3):15—18.
[5]裴明旭,刘波.大学物理仿真实验的应用与反思[J].江苏技术师范学院学报,2010,16(6):73—74.
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