浅谈虚拟仿真实验在大学物理教学中的运用论文

浅谈虚拟仿真实验在大学物理教学中的运用论文（通用8篇）

篇1：浅谈虚拟仿真实验在大学物理教学中的运用论文

浅谈虚拟仿真实验在大学物理教学中的运用论文

摘要：

物理学是理工科类学生必修的一门重要的基础课程， 而大学物理实验是辅助大学物理教学的重要手段之一。基于传统物理实验不便于搬入课堂这一缺点， 讨论了虚拟仿真实验和传统课堂结合的可能性。基于MATLAB软件作为开发平台， 可以在课堂上以虚拟仿真实验为基础介绍大学物理理论， 使得枯燥的理论知识形象直观， 可以激发学生的学习兴趣， 从而提高大学物理课程的教学质量。

关键词：

大学物理; 虚拟仿真; 物理实验;

物理学的基本理论渗透在自然科学各个领域， 应用于生产技术的许多部门， 是其他自然科学和工程技术的基础[1]。物理学不仅仅是一门自然科学， 也是一门实验科学， 这就要求物理学要以实验为依据， 同时也要接受实验的检验[2]。物理实验能够直观形象的展示物理现象和物理规律， 是辅助教学的重要手段， 对于大学物理的理论教学具有重要的意义。

但是传统的物理实验由于受到实验空间和实验仪器设备等教学资源的限制， 不适合搬入到理论课堂中。随着计算机网络技术的普及和发展， 虚拟仿真技术已经被广泛应用于各种实验教学中[3]， 现在各个高校的多媒体教学方式的普及， 将虚拟仿真实验引入到理论教学中， 不仅能激发学生的好奇心和求知欲， 还能提高学生的自主创新能力和学习的能动性。

1 虚拟仿真实验概述

大学物理虚拟仿真实验是选取了一个物理系统或者抽象系统的一些特性， 再使用另外一种方法来表现它们的特性的过程[4]。

随着计算机技术的发展， 现在有很多的.软件可以实现虚拟仿真实验的设计， 例如MATLAB软件， 可以实现很多光学现象等的虚拟仿真;LAB―VIEW软件功能比较强大， 在虚拟仪器构建方面能力较强， 主要被应用在物理虚拟设备方面;或者采用FLASH技术或者3D MAX技术[5]， 都具有较强的人机互动性能。特别是FLASH技术， 可以采用IE的内嵌技术使得FLASH发布的相关作品可以直接通过网络进行播放， 实现物理实验的一些动画设计。其中MATLAB软件功能最为强大， 它不仅仅可以用来处理一些图像， 对于数据处理方面的表现也非常好， 是各大高校使用率较高的软件之一， 所以这里以MATLAB软件为例， 介绍大学物理中虚拟仿真做实验的制作方法。

由于物理理论各个部分特点不同， 所以在使用演示实验配合大学物理教学过程中， 也应该根据工具软件的特点， 制作出相应的虚拟仿真实验， 保证仿真实验能够在大学物理理论教学过程中能有较好的效果。

2 MATLAB制作仿真软件

MATLAB软件是由美国Math Works公司推出的一套具备高性能的数值计算和可视化软件。由于MATLAB可以将矩阵运算、图形显示、信号处理以及数值分析集于一体， 构造出的用户环境使用方便、界面友好， 因此MATLAB受到众多科研工作者的欢迎[6]。

2。1 衍射仿真实验

以大学物理中波动光学的内容为例， 基于各种衍射现象的理论， 借助惠更斯―菲涅尔原理， 使用MATLAB软件， 并且基于该软件内嵌的GUI技术， 设计出的夫琅禾费衍射仿真系统界面如图1所示。在仿真系统中， 学生可以根据需要先选择衍射类型， 然后输入合适的参数， 最后点击执行仿真按钮， 即可查看需要的衍射结果。

例如在上图中选择矩孔衍射， 输入各个参数的具体数值， 最后点击执行仿真按钮， 宽度和长度均为0。5mm的矩孔仿真结果。

2。2 振动系统仿真实验

若以大学物理中振动波动的内容为例， 基于各种情况下的多振动合成理论， 使用同样的方法， 也可以设计出基于GUI的振动合成系统， 设计好的振动合成系统界面。

用户可以根据需要选择待合成振动的数目和合成模式， 再输入分振动的各个参数， 如果输入有误， 还可以通过点击数据清空按钮重新输入， 若无误， 可直接点击合成按钮。

若选择合振动个数3个， 模式为同方向， 再分别输入三路振动参数如图3所示， 最后点击合成按钮， 合成结果如图4所示。

3 课堂上使用仿真实验系统

使用各种软件设计好了虚拟仿真实验系统以后， 利用各大高校已经建设好的多媒体教学设备， 可以将MATLAB设计好的各种仿真实验系统移植到课堂教学的计算机中， 由讲授教师在课堂中操作， 并在授课的同时， 演示给学生， 可以大大激发学生在课堂上的学习积极性。学生边学习物理理论知识， 边在仿真实验现象的基础上， 使用学习到的理论去分析该现象的产生原因和产生过程， 提高学生的创造性思维能力和实践动手能力。除此之外， 还可以由学生按自己的想法修改仿真实验的一些数据， 自行总结出条件改变之后， 仿真实验结果的改变规律。

也可以将虚拟仿真实验系统通过在线教学的模式上传至相应的教学网站， 由学生在课前预习， 或者课后复习的时候自行操作。

4 结语

物理学是一门实验科学， 大学物理的理论教学是离不开物理实验教学的， 所以物理的演示教学在课堂教学中也是必不可少的重要手段， 通过课堂的演示实验， 可以使具体的物理理论形象化， 枯燥的课堂气氛活跃化。但是基于传统物理实验的一些局限性， 使用虚拟仿真实验代替传统实验是非常有效的一个手段。它既可以帮助学生理解和掌握物理的理论知识， 还可以提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。

可以看出， 使用MATLAB软件作为仿真平台， 基于GUI技术设计出的大学物理虚拟仿真实验， 可以在课堂上利用现代化多媒体教学技术， 形象生动直观的给学生们展示出各种不同的物理现象， 使得不具备MATLAB技术的学生也可以轻松掌握， 并可将理论和实际现象结合起来， 激发学生的学习兴趣， 达到加深理解的目的。

参考文献

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[2]王金玉， 赵言诚， 孙秋华， 等。浅谈演示实验在大学物理教学中的作用[J]。教育教学论坛， (5) ：208―209。

[3]肖瑞， 刘敏。大学物理演示实验室的扩大建设与管理[J]。实验室科学， 2018 (2) ：184―186。

[4]刘丹， 张进， 于晓燕， 等。大学物理实验中仿真实验研究[J]。贵阳学院学报 (自然科学版) ， (4) ：15―22。

[5]武艳玲。基于Flash技术的虚拟近代物理实验研究[J]。西安文理学院学报 (自然科学版) ， 2018 (4) ：21―24。

[6]尹君驰， 刘克毅。基于MATLAB的PID控制系统参数调节[J]。电子测试， (3) ：98―99， 114。

篇2：浅谈虚拟仿真实验在大学物理教学中的运用论文

李明标

（渤海大学数理学院，辽宁 锦州 121013）

摘要：分析了近代物理实验教学中引入虚拟仿真技术的意义，探索仿真实验辅助近代物理实验的教学路线，形成了电子教案理论指导-虚拟仿真软件预习操作-物理实验测量检验的物理实验教学新模式，归纳总结了教改实施的效果。

关键词：近代物理实验；虚拟仿真；教学模式；实施效果 Discussion of virtual simulation technology in modern physics experiment teaching

Li Ming-biao

(College of Mathematics and Physics, Bohai University, Jinzhou 121013, China)

Abstract: In this paper, the significance of introducing virtual simulation technology into modern physics experiment teaching is first investigated.Then, the teaching route of simulation experiment to assist modern physics experiment is explored.A new model of physics experiment teaching has been formed, which is instruction of electronic teaching casephysical experiment measurement test.Finally, the effect of educational reform is summarized.Key word: Modern physics experiments;Virtual simulation;teaching model;Effect of implementation

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 0、引 言

虚拟仿真技术对高等教育发展有着广泛的影响，为高等教育提供了先进的教学手段，改变了以往传统的教学方式。在教育部《大学物理实验课程教学基本要求》中明确提出，在教学模式和方法上要“充分利用包括网络技术、多媒体教学软件等在内的现代教育技术，营造多元化的教学模式”等基本要求。将虚拟仿真技术引入实验教学，对促进近代物理实验教学方法的改革起到了很大的作用。在培养学生的实验基本技能上，实际动手操作实验仪器将是必要的，但在虚拟仿真实验在软件设计引导下，对复杂的物理实验虚拟仿真更直观并且容易[1]做到，对探索性、创新性的实验，虚拟仿真实验模式将更为有效，尤其对实验结果的整理与分析，以及实验报告的撰写等诸多环节，都可采用先进的数据分析处理软件获得正确的结论，并在计算机上完成。如果说普通物理实验以打好实验基础为主，近代物理实验则注重培养分析、解决物理问题的能力，那么虚拟仿真技术在近代物理实验中的优势更明显。为此，应用虚拟仿真实验系统教学，建立近代物理实验教学新模式，符合教育部《基本要求》，适合当今教育发展需求，紧跟时代发展步伐。

一、探索仿真实验辅助近代物理实验的教学模式

近代物理实验作为高等院校的专业课程实验,教学内容复杂、任务量大，受到仪器设备、实验材料等因素的制约，这是在组织实验教学中面临的最突出问题。如何合理有效的利用有限的师资和设备资源，在有限的时间和空间内获得良好的教学效果，是我们研究探讨的重要课题。为了解决这一矛盾, 在实验教学中引入模拟仿真实验教学手段，探索仿真实验辅助教学的新模式。

开发制作近代物理实验电子教案，实现辅助实验讲解，调动学生参与实验的积极性，提高实验操作效率；应用交互式仿真实验软件，指导学生的预习、复习，打破传统实验教学呆板单一的模式，为实验教学提供更为宽松自由，方便灵活的空间；在实验上，仿真实验拓展了有限的课堂教学时间，为学生展示实验原理、验证设计思路；利用仿真实验对实验相关的理论进行分析，对实验的历史背景和意义进行讲解，对实验的现象进行演示，使仿真实验成为连接理论教学与实验教学纽带，形成电子教案理论指导-模拟仿真软件预习操作-物理实验测量检验的仿真实验辅助教学、理论与实践相结合的一种崭新教学模式。虚拟教学课件的设计由简单到复杂，操作由简到繁，内容由少到多，使教学内容循序渐进，不断深入。从打好实验基础到实验技能的养成，再到实验技能的提高，教学内容具有明显的层次性，这就使

收稿日期：

基金项目：辽宁省教育厅教学改革项目(辽教发[2016]23号)，渤海大学教改(2017A类)项目 作者简介：李明标(1965－)，男，副教授，主要从事实验技术教学及科研工作。学生实验能力的提高也分层次进行。随着实验层次的不断提高，学生的实验能力不断提高，做实验的精神状态也发生了变化，由过去等教师讲，等教师教，出了问题等教师解决变为依靠自己钻研解决问题。随的教学改革的不断深入，实现从以教师为中心向以学生为中心教师辅助指导的教学模式转变，以灌输式教学向边学边做的研究性教学模式转变，提高学生综合素质和实验操作技能。

二、虚拟仿真近代物理实验教学模式实施取得的效果

通过两年的教学实践，虚拟仿真技术辅助实验教学的模式取得了良好的效果，激发了学生学习兴趣、提高了学习效率，增加了学生学习和实践操作能力。

（1）改革传统实验教学模式。将虚拟仿真技术运用于物理实验教学，改变以教师为中心的传授式教学模式，通过教师指导虚拟实验设计和学生自主学习活动，发挥教师的主导作用和学生的主体作用。虚拟仿真技术加强了学生在学习活动中的思考和创新，它不仅使学生能够有效地通过观察提出假想，而且提供的优良交互性实验教学系统，能够为学生提供必要的学习反馈，学生可以通过屏幕提示逐步思考、选择，由浅入深的探索物理现象的本质，提高学生的分析和理解能力。

（2）激发学生学习热情。应用虚拟仿真技术, 以图文声像并茂形象地传递实验内容，把涉及到的知识、现象、全部过程都反复再现在学生面前。对书本中较抽象难于解释的内容进行图形化、形象化处理，使学生耳闻目睹，仿佛身临其境，激发了学生们学习实验的兴趣。

[3]学生在预习完实验相关内容后，可通过仿真实验课件进行模拟操作,避免实验室中实际操作时的失误，提高实验操作效率。

（3）提学生高学习效率。虚拟仿真技术教学将文字、图像、图形、声音等信息进行处理、存储,突出了形象性和感染力, 弥补了传统实验教学方式的不足，使人通过多个感官来获取信息, 提高信息传播效率。应用虚拟仿真技术，丰富了教学内容，突破时空限制，恰如其分地演示一些复杂的、抽象的、远离人们日常生活经验的、不便直接观察的自然过程和现[2]象,全方位、多角度地展示科学内涵，使学生既能看得见，又能听得到，还能用手操作，再通过讨论、交流，用自己分析得出结论，知识的获得远远好于传统教学的效果。

（4）建设了辅助教学平台。虚拟仿真技术教学为师生提供了一个崭新的学习的平台，学生可以通过查阅电子教案、预习课件、对相关实验进行充分预习，然后回答预习检测题，当答对一定比例的检测题后，方可进入下一阶段，即虚拟仿真实验，在完成仿真实验的过程中，学生预习时发现问题可随时向教师提出、发表自己的看法，并同教师进行讨论，教师也便于了解学生的实验操作动态，以保证学生在后续物理实验中操作的正确性。虚拟实验完成后，再进行物理实验，分析比较仿真实验和物理实验的步骤、数据及结果，加深对实验原理的理解。

（5）节约实验经费。虚拟仿真实验可以解决实验室仪器数量不足的问题，并可避免仪器易损坏。模拟大型实验“仪器”操作及复杂的物理现象，节约其实验的材料费。通常的实验仪器、实验方法远远无法满足现代物理理论的发展的要求，比如晶体结构研究、核实验、辐射实验等，运用虚拟仿真技术，可以将目前新技术所产生的大量信息通过虚拟仿真软件直接地表现出来，展示于学生眼前，便于他们当今高科技的了解和掌握。

三、结 语

结合学校实验设备具体情况，把虚拟仿真技术引入传统近代物理实验教学中，实现传统的教学方式向现代教学方式转化，将硬件实验验证方式向多元化实验方式转移，实验将不再受任何约束、限制，学生可在计算机上进行虚拟仿真实验，为学生创建良好的实验环境。通过虚拟仿真实验的方法引入新的概念和规律，把理论教学与实验教学有机地融为一体，改革

[4]传统的实验教学模式，丰富教学内容,师生互动、调动学生学习实验的积极性和主动性，提高实验教学质量，节约实验经费开支，建立具有一定推广价值的人才培养实践教学新模式，促进了学生研究能力、创新意识和综合素质的全面提高。

参考文献：

[1]韩振海．VirtualLab 虚拟仿真在物理光学中的应用[J]．河西学院学报，2016,32（5）：32-38 [2]腾香．近代物理虚拟仿真实验系统的开发研究与实践[J]．渤海大学学报，2015，36（3）：204-207 [3]任骏原，腾香，李金山．数字逻辑电路Multisim仿真技术[M]．北京：电子工业出版社，2013．

篇3：浅谈虚拟仿真实验在大学物理教学中的运用论文

关键词：虚拟仿真,实验教学,精馏

精馏是工业上应用最广的液体混合物分离操作。它是利用液体混合物中各组分挥发能力的差异,通过液相和气相的回流,使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法。该单元操作广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。精馏操作也是《化工原理》教学中的一项重要内容。在教学过程中,一方面要使学生能够对精馏过程的原理和规律有着深入的了解,以便进行精馏塔的工艺设计。另一方面,由于精馏过程涉及到流体的动量传递、热量传递以及质量传递,如何让学生真正了解精馏过程中流体流动状态、传热和传质过程,了解精馏塔在操作中产生故障的情况,并采取措施进行及时解决。这些问题的解决对培养学生的工程能力、创新能力以及应用能力是非常必要的。

1 精馏实验教学中采用虚拟仿真的必要性

目前,传统的实验教学模式多为演示性和经典的验证性实验。这种封闭式的实验教学模式在很大程度上限制了对学生分析与解决问题能力的培养,不能激发学生思考的积极性,从而抑制了学生综合运用所学知识解决实际问题能力的充分发挥[1]。例如,在精馏实验中,我们开设了全回流和部分回流实验,目的是了解精馏塔的塔板效率以及回流比对分离效果的影响。教师在讲解实验原理以及实验目的后,学生进行相应的实验并采集实验数据,经课后整理,最后上交实验报告。这种验证性的实验内容虽然对学生理解精馏过程有所帮助,但在提高学生分析解决工程实际问题的方面还有些许不足。因为在精馏塔操作过程中,我们除了要关注分离效果之外,对于塔的操作状况也要有着充分的了解。我们知道,在操作型实验中,精馏塔的操作能否正常进行,与塔内气、液两相的流体力学状况有关。要维持塔板正常操作和塔板效率的基本稳定,必须将塔内的气液相负荷限制在一定范围内,否则精馏塔板上会出现异常操作现象,例如严重的漏液、液泛和雾沫夹带等,从而使塔板效率降低甚至使操作无法进行,这些状况是实际生产过程中要避免发生的[2]。即使发生,我们也应该教会学生如何处理这种在实际工作中遇到的问题。只有这样,才能使学生真正掌握精馏操作过程。然而,在以往真实的实验活动中,由于怕发生危险状况,怕损坏实验设备,学生在操作时往往小心翼翼,有太多的顾虑导致不能完全地依据自己的思考方式来展开。而且从实验设备和安全角度考虑,目前也无法完成实际生产过程中对事故处理的教学。这种教学方法使理论教学与实践教学发生脱节,学生的工程思维培养受到限制,同时也不可避免地剥夺了学生思考的权利。为了有效地解决现阶段在精馏学习过程中的问题,提高学生分析问题、解决问题的能力,加强学生工程素质能力的培养,开展虚拟仿真实验已成为一种方向[3]。

2 精馏塔教学中虚拟仿真实验的作用

随着现代产业的发展,培养具有创新能力和实践动手能力的应用型人才已成为理工类院校近年来教育的重点。传统的教育模式、教学方法和学习方式已经无法胜任该项培养任务,虚拟技术已经被逐渐应用到教学中。开发和研制与教学内容相关的虚拟仿真软件已经成为一种趋势。

虚拟仿真就是利用计算机软硬件组建的一个系统平台模仿另一个真实系统,并在虚拟的环境中进行操作、验证、设计、运行等,从而实现教学活动的沉浸性和交互性[4]。目前,已经完成的化工虚拟仿真软件很多,人们针对化工生产过程中不同的单元操作实验,设计和开发了相应的虚拟仿真实验。其目的是想通过虚拟仿真实验的开展,一方面提高学生学习的主动性,增强其自主学习的能力。另一方面则试图利用虚拟的形式来生动形象地展示实验装置、实验现象和实验结果,实现对实验数据的计算机处理,达到提高学习者的积极性和学习质量[5]。上述虚拟仿真内容虽然说在一定程度上起到了对实验教学的辅助作用,但是仍缺乏对虚拟仿真实验的真正理解。事实上,虚拟仿真实验的建立应该按照“虚实结合、相互补充、能实不虚”的原则,实现真实实验不具备或难以完成的教学功能。例如在涉及高危或极端的环境,不可及或不可逆的操作,高成本、高消耗、大型或综合实训等情况时,提供可靠、安全和经济的实验项目。按照这一原则,对于化工生产过程中最重要的传质单元操作———精馏,为了使学生能够更全面地理解和掌握该项内容,除了要开展相应精馏过程的验证性实验之外,对实际精馏实验操作中很难达到的,同时又是生产过程中必须了解的现象进行虚拟仿真表达变得十分必要。例如,在精馏虚拟仿真实验中,通过展示精馏的开车和停车过程,使学生加深对工程概念的理解。通过模拟精馏塔操作过程中不当操作产生的严重后果———如淹塔、严重的漏液等重大事故的发生,在极大地满足了学生探求欲望的同时,增强了学生的安全责任感。这些内容的展示,是对实验室真实实验的补充,能够使学生在计算机仿真软件上就可以学习到实际生产中的常见故障的判断以及故障处理的方法等内容。这对培养学生的动手能力、思考问题能力及判断处理工程事故能力具有很大的意义。

3 精馏塔教学中虚拟仿真实验的主要内容

作为一名现代化的化工技术人员,不仅要熟练掌握化工过程的工艺流程,更要学会怎么用现代化的设备实现对生产过程安全、高质量的控制。因此在教学过程中更应注重学生掌握知识和理论联系实际的能力的培养。通过学生自主操作实验和改变各项参数,去观察变化、去发现问题、去认识现象,最终能够根据所学的理论知识,解决实验过程中所面对的问题,真正做到学以致用。

为此,在精馏塔虚拟仿真实验中我们要重点展示以下内容:

(1)精馏塔内液泛现象的发生及解决方法

精馏操作过程中,如果塔内气、液两相中之一的流量增大,使降液管内液体不能顺利下流,导致塔板产生积液,出现淹塔现象,全塔操作被破坏,最直接的现象是塔压迅速升高。为了实现这一故障的展示,我们可以在仿真实验中设置两种状况,第一是当增加塔底温度,导致塔内上升汽流量过大,出现液泛现象。随后通过减小或停止进料,同时降低塔底温度,停止塔顶产品外送的措施的采取,解决液泛现象所带来的问题。另外,当我们增大塔内液相流量时,出现液泛现象。我们可采取停止进料,加大塔底采出等措施进行解决。

(2)雾沫夹带现象的产生及解决措施

在精馏过程中,塔内气相量很大。当气速过高时,大股气流冲开塔板上的液层直接流出,破坏气液两相正常的传质、传热过程,气体离开液层夹带着液滴一起上升,就产生了雾沫夹带。雾沫夹带的产生,会降低精馏效果,影响操作正常进行,产生雾沫夹带时会使各塔系统压力,顶温升高。气相负荷大时,可能使冷凝器前放空管中有液体物料放出,导致产品质量不合格、跑损。针对雾沫夹带所导致的各种故障,在虚拟仿真实验中,一方面要形象地表达各种故障所带来的实验现象,另一方面,通过仿真虚拟进行参数的调控,使精馏塔操作回归正常。例如,如果是塔底温度太高,造成塔内气相间流量增大。我们可以通过降低底温,使气相流量降低。如果精馏塔内压力变低,气体流速过高,可以通过调节热旁路,提高塔压,解决雾沫夹带的现象。

除此之外,我们在虚拟仿真中还可以模拟精馏的开、停车步骤,精馏操作中塔板漏液、淹塔和冲塔等常见故障的出现以及解决措施。使学生在计算机仿真软件上就可以学习到实际生产中常见故障,大大缩短学生判断和处理故障的培训时间。通过这些内容的训练,对于学生吸收、理解并运用理论知识,培养和训练分析解决工程实际问题能力具有十分重要的意义。

4 结语

仿真实验不可能代替真实实验。在进行虚拟仿真实验软件的开发时,要按照“虚实结合、相互补充、能实不虚”的原则,开发出高质量的虚拟仿真软件,真正达到培养学生的动手能力、思考问题能力及判断处理应急事故的能力。最终通过虚拟仿真实验教学、实验课教学与理论课教学环节,更好地完成化工原理课程的教学目的。

参考文献

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篇4：浅谈虚拟仿真实验在大学物理教学中的运用论文

关键词：学生；实验；装配；虚拟仿真

中图分类号：G423.04 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2012）09-230-01

《机械基础》课程是职业技术院校机械类专业的一门必修主干课程，是对学生的维修能力、创新能力、工程意识进行培养训练的一门重要的技术基础课，对于机械类、近机类学生学习专业课程起到承上启下的重要作用，其中大部分教学内容需要进行实验教学。为了实现职业技术学院教育的人才培养目标,体现“教、学、作”一体化思想为指导,基以“必须够用为度”为原则，我一直探索和研究怎样在教学中提高学生动手的积极性和效果。通过多年实践，积累了一下经验，下面谈谈我的几点心得。

一、传统实验教学存在的问题

近几年来，教学改革的深入对学生解决实际问题的有了更高要求。传统的实验教学手段已经不能满足新形势下的教学要求，从而面临各种各样的问题。

1、实验室建设费用高昂传统的实验教学主要依赖费用高昂的实验设备，存在前期投入大、后期维护费用高，开展过程受时间、地点、人力、物力、财力等限制问题，致使实验教学无法有效开展，严重影响教学质量。

2、教师指导难以到位有限的教师很难在有限的时间内细致地指导大批的学生，教学目标难以达到。设计性和探究性试验更是难以开展。

3、教学目标难以落实培养动手能力、设计能力和创新能力是实验教学的重要目标。但是目前学生主要根据实验指导书进行验证性实验，脱离了实际工作环境，动手能力难以提升。针对传统实验教学中存在的教学方法单一，知识学习和实验动手操作相互分离，学生缺乏学习主动性和创造性等问题。

二、虚拟仿真技术在教学中的运用的优势

一般说来，虚拟实验室又称为虚拟现实（Virtual Reality），简称VR或称灵境技术，实际上是一种可创建和体验虚拟世界（Virtual World）的计算机系统。此种虚拟世界由计算机生成，可以是现

实世界的再现，亦可以是构想中的图1

世界，用户可借助视觉、听觉及触觉等多种传感通道与虚拟世界进行自然的交互，使其系统在教学中具有三个显著特点，如图1所示。在虚拟实践中学生可以完成 实验操作，所取得的实验结果等效于甚至优于真实环境中所取得的结果，起到培养学生学习兴趣、提高学生的创新能力的作用，架起了学生形成感性认识与理性认识之间的桥梁，改变了单一的理论教学形式，避免了学生形成认知困难和现有实验设备不足的缺陷。为此，运用虚拟实验具有以下教学优势。

1、使学生学习更具有沉浸性虚拟实验室是集理论、实验与研究于一体的教研仿真系统。借助计算机的虚拟现实技术、参数化建模技术，在进行理论讲授的过程中，采用动画仿真，实验操作，形象地说明机械基础知识中的各种抽象概念、动态过程及工作原理。并且还提供了可供学生装配、操作、自有搭接的人机交互界面，为学生在没有实物的情况下，虚拟实验，更加深入的了解机械装置的内部结构提供了可能；学生可在上机实际装配操作中，发现问题，寻找解决问题的途径中得到锻炼提高。这种教学模式使学生能完全沉浸与实验中，在教师层面上，丰富了教学形式和内容；学生层面上，增加了学生动手机会，方便学生直接形成感性认识，使课堂教学融入实践教学，同时也大大提高了学生的学习兴趣。

2、体现“教、学、做”一体化的交互性机械基础知识是一个复杂庞大的体系，涉及我校多个专业，在实际教学过程中，由于缺少相应的资金和设备更新，导致了机械基础在授课过程中理论与实践的脱节，受限于条件，在实践的操作上也缺乏纵向延续性和横向贯穿性，从而造成了学生的学习难以直接转化成能力；为了更加凸显职业教育“教、学、做”一体的教学指导思想，更加紧贴装备，紧贴专业，紧贴实际。

3、体现教学与实践为一体的构想性为了使机械类专业的学生，毕业后在任职第一线能胜任实际工作，必须在学校学习过程中加强实践能力的培养，实践性教学的目的就是使学生能够综合地应用所学的知识解决实际问题，培养学生的实际动手操作能力。

因此，该实验室首先考虑的是教学的实用性，使虚拟实验室切实能应用到实际教学中，无论是演示、交互还是结构拆装都以教学为中心，丰富了课堂教学的手段，提高了学生学习的趣味性与效率。同时教师作为教学环境中不可或缺的一个要素，在教学工作中必须不断的充实与研究，对实验内容及方式的设计需要存在整体构想，根据需求不断的进行打破与重构。而采用传统的实践操作研究需要借助于具体的实验设备，在实际研究中，一些实验设备价格昂贵，损耗大，实验成本高，财力投入大，虚拟实验室的虚拟设备则不存在磨损、破坏、可反复使用，使教师完全可根据自身的构想不断的更新和重组实验内容，不再受限于实验设备、场地的不足，彻底打破时间、空间的限制，还可以不断的更新、补充最新前沿技术，使实验的跟踪性、前瞻性变得可能。

篇5：浅谈虚拟仿真实验在大学物理教学中的运用论文

【摘要】本文主要从目前大学物理实验教学现状出发，探讨了虚拟仿真实验教学模式的特点与优势，简单介绍了仿真实验在大学物理实验教学中的应用问题，进而培养创新型人才具有重要的参考价值。

【关键词】大学物理实验;虚拟仿真实验;应用问题

1.引言

大学物理实验是一门面向理工科学生开设的基础课程，在培养学生动手能力和科学研究方面发挥着重要的作用。但由于实验仪器复杂、精密、昂贵等原因往往不能允许学生自行设计实验参数、反复调整仪器，不利于学生自行设计实验参数、反复调整仪器、剖析仪器性能和结构、理解实验的设计思想和方法。而仿真实验的引入能突破课堂实验教学时空条件的限制与约束，相对于传统实验教学能更加容易揭示物理现象与其他重要的内在规律，能给学生提供独立创新的实验平台，充分发挥学生的积极主动性。实际教学中，由于实验室和师资力量等限制，很难提供给学生大面积实验预习的环境，使学生无法对实验环境建立直观认识;由于教学时间和手段限制，教师也无法有效的对学生的预习情况进行有效检查。这样导致实验教学中长期存在“走过场”，严重影响了教学质量的提高。目前，我校已购买科大奥锐科技有限公司开发的实验预习和自动评判系统和大学物理仿真实验教学平台，有效地弥补了传统实验教学中存在的不足。

2.大学物理实验教学现状

学生基础薄弱，动手能力差,并且大学物理实验理论性较强。另外，实验仪器陈旧，内容笼统，多数仪器经过多年的使用过于老旧，易受损。实验项目也大都趋向于验证性的实验，缺少设计性和综合性的实验项目，与先进的科学技术和实际应用脱轨，对培养学生的科学素养和动手能力作用甚微，导致学生学习的积极性和主动性下降。目前，专职实验教师稀缺，这就导致了实验仪器设备维护，实验教学效果欠佳。

3.仿真实验在大学物理实验教学中的应用

3.1仿真实验的主要优势。

(1)自由性高。学生可根据实验方案选择合适的仪器自主完成实验，激发各层次学生学习兴趣。

(2)互动性强。仿真实验具有高度的开放性，学生可以随时进行访问站，完成系统当中现有的验证性实验，也可自行设计实验。通过系统模拟出真实的实验环境，有助于学生创造力和想象力的开发。

(3)效率高。虚拟仿真大大提高了工作效率，学生可以通过实验平台进行预习，实验操作等，教师通过系统能够查询学生完成实验项目情况，有利于实验教学的良好有序进行。

3.2实验预习和自动评判系统。预习是物理实验教学的.重要环节，通过预习环节，学生实验中才有目的、有指导地进行操作和观察,独立思考，利用掌握的知识对现象进行合理分析讨论，解决实验问题。学生通过物理实验预习和实验报告自动判卷系统用户截面上通过学号登录，下载升级实验预习大厅软件进行考试。根据教学要求自动形成预习安排，学生在线预习、模拟操作、完成对实验原理、仪器原理的理解，做到课前胸有成竹。系统自动记录学生预习情况，通过专家系统自动评判，教师通过系统了解学生的预习情况，针对性的调整教学要点。另外，每个学生实验操作的初始状态和测量值都是随机产生，所对应答案各不相同，从根本上避免了考试中实验操作的作弊现象。同场考试可调用多分卷子，可安排学生对应不同的试卷，有效避免书面试题的作弊现象，从而对实验教学质量的提高具有重要的作用。

3.3大学物理仿真实验平台。大学物理仿真实验平台的引入，很大程度上加强了虚拟实验的模型设计，建设与理论考试相结合的在线实验预习环境，从根本上解决了实验仪器状况及师资力量不足的问题。仿真实验代替了学生按书本抄袭实验步骤、实验原理的过程。促使学生在做真实实验前了解实验过程和仪器操作，能够完成一完整的学习链过程，提高实验教学质量，同时很大程度上减少教师批改预习的工作量，使课堂教学实现自主学习、有利于实验教学的良好有序进行。

4.结语

篇6：浅谈虚拟仿真实验在大学物理教学中的运用论文

学校：乌鲁木齐市第97中学（金英外国语学校）姓名：陈夏云 学科：初中物理 电话：***

邮箱：xiayunchen2008@163.com

虚拟实验在中学物理教学中的运用

摘要：信息时代的到来网络的普及，多媒体技术仿真技术进入物理课堂，引起物理教学方法的革新。利用多媒体仿真实验技术制成的虚拟实验有着真实实验无法比拟的优点，在物理课堂的应用，是物理教学质量得到提高，培养了学生的学习兴趣，提高了学生的创新能力和学习成绩。节约了节约资金，提高了办学效率。但虚拟实验在物理实验教学中也有不足，而克服它的不足的有效方法是，虚拟实验与真实实验的有效整合，这就要求教师更新观念，采用更为合理的教学方法，来培养合格的人才。

关键词：虚拟实验； 模拟实验室；学习兴趣； 教学质量； 学困生； 整合；高效学习。

初中物理是一门实验科学，物理知识是在实验的基础上得出的，因此实验教学在物理教学中起到很重要的作用。教师对实验教学十分重视，但是 由于实验仪器的短缺，一些实验不能做，有些实验做起来复杂效果不明显，网络的普及，中学生的兴趣爱好的广泛，教师做的物理实验不能很好的引起学生的注意，激不起学生的学习兴趣，传统的实验教学已经不适应学生的学习要求。这就要求我们教师不断学习各种文化知识和先进的教学理念，改进实验教学。多媒体技术与初中物理有效的整合，在初中物理实验中恰当的运用虚拟实验可以解决许多传统实验中的弊端，提高学生的学习兴趣，培养学生的创新能力，提高教育教学效果。

（一）物理虚拟实验

初中物理虚拟实验，根据物理教学要求，利用计算机仿真技术、多媒体技术和网络技术 进行模拟实验，包括虚拟仿真实验室和flash课件。虚拟实验在物理教学中的广泛运用

降低了教学成本,提高了教学效率 使物理实验不再受时间空间的限制,解决学校因设备欠缺而无法开展实验的问题,对提高实验教育质量起着重要作用.虚 2 拟实验能够很好地模拟真实实验情况,使实验更直观, 虚拟实验有着真实实验无法比拟的优点.（1）虚拟实验弥补实验设备不足。传统实验需要借助于具体的实验设备,而设备价格昂贵,损耗大,实验成本高.而虚拟实验中的虚拟设备不存在着磨损、破坏,可反复使用.既满足了教学要求,有节约资金，又能提高办学效益.(2)虚拟实验学习时间不受限制具有开放性.虚拟实验打破了传统实验的模式, 实验者不再受到时间、空间上的制约,可随时、随地进入虚拟实验室网站,选择相应的实验操作.实验者还可根据需要,选择不同的实验伙伴,共同完成实验.(3)虚拟实验节奏具有可控性.利用计算机的模拟功能、动画效果、虚拟现实等技术能够实现缓慢过程的快速化或快速过程的缓慢化,使学生加深理解.实验者还可随时控制实验的进展,实验中相应的数据也可以按其需求反馈给操作者.(4)虚拟实验具有安全性.一些实验危险性比较高,若操作疏忽,容易对操作者造成危害,而虚拟实验却无任何危险.对有毒有害、污染环境和破坏性实验,也可在虚拟实验室内完成.(二)

虚拟实验在物理教学中的作用（1）虚拟实验提高学生的学习物兴趣

传统教学中教学方式手段比较单一，对于无法完成的实验，大多数课堂仅用粉笔、黑板，靠教师一张嘴滔滔不绝地讲，时间长了学生听起来枯燥、乏味、注意力不集中，学习效率低下。即使一些能做的实验，由于学生大都接触网络，兴趣爱好的转移，物理实验已经不能激起兴趣，学生在教师的约束下被动的学习，束缚了学生的思维想象，结果很容易引起学生产生厌学情绪。利用多媒体技术制成的仿真虚拟实验充满高新技术的气息，颜色搭配恰当，画面精美能极大地调动学生的学习兴趣和求知欲。实验仿真生动、形象，降低了学习难度，提高了学习效率。教师在教学过程中可轻松引领学生进入直观、形象、甚至虚拟的场景，使学生犹如身临其境，学习兴趣倍增，由被动变为主动学习。如讲授马德堡半球实验时，把两个马德堡半球合在一起，抽掉里面的空气后叫一个学生拉一下，拉不开，就证明大气压强的存在。但是，究竟大气压强有多大？学生没有感受，印象不深。我采用虚拟实验，可以在课堂里模拟300多年前的马德堡半球实验，分拉两个半球的马匹从2匹增加到4匹、8匹，直到16匹，再配以紧张而有节奏的马赛进行曲伴奏，直到“啪”的一声，把两个半球拉开，声像并茂，把学生带入了现场实验情境，所有学生都十分投入。采用虚拟实验对马德堡半球进行剖析讲解，强化了学生对大气从四面八方施压给半球的基本概念的理解，提高了学生的学习兴趣。

（2）虚拟实验能够提高物理实验教学的可视度。

虚拟实验能够提高实验可视度，降低实验难度，节省教学时间。物理知识是在实验的基础上得出的，所以演示实验是物理教学经常用的教学方法，实物演示实验教师在前边做，由于教室较大、学生多，只有前面的学生看的清，影响教学效果。利用多媒体技术制成仿真实验能够很好的解决这一问题。例如再讲影响摩擦力的因素的实验时，把演示实验制成flash动画，在屏幕上显示，学生观看后很容易得出影响摩擦力两个因素。再讲影响压力的作用效果的实验时，利用动画演示小桌不同情况下在沙子凹陷程度，学生非常容易得出影响压力的作用效果的因素。通过多媒体演示虚拟实验学生都能看的，学习兴趣提高了，实验难度降低了，节省教学时间，提高了实验教学的效率

(3)虚拟实验有助于突破重点和难点。

在物理课堂中，用实验来演示是一种很好的教学方法，但由于实验受到时间、空间等因素影响，因而总有许多力不从心之处。利用多媒体技术的强大开发功能可弥补其中不足，现在我们可运用不同的软件在计算机上模拟实验过程可获得很好的效果。例如讲电流时，电流的方向判断及大小计算在初三电学中是重点，但电流在导体中看不见，摸不着的，对初中学生来说是较抽象难以理解的、导致在电路分析和计算经常出错，课本中虽然有许多幅相关插图，但却是静止的，不能让学生有电荷流动感觉。如果利用多媒体技术中动态软件(Flash)设计；非常方便地制作出导线中正、负电荷流动的画面，这样把微观粒子夸张化，学生理解起来就不那么困难。再如，在介绍船闸是利用小道理解决大问题时，课本画了船经过船闸从上游驶往下游过程中四幅插图，也可用动画、设计、演示阀门打开，船随水位下降而下降及船运动的效果。还有许多现象及应用我们在课堂上无法做的实验；我们也可参照类似做法。虚拟实验在物理课堂的应用，学生心情愉快，重点难点易掌握，学生理解起来难度降低了，学习效率大幅度提高。

如下做小灯泡的伏安特性曲线时可以看到电路中的电流流向，当滑动变阻器滑动时可看到小灯泡的亮度变化以及电流电压的变化。

测小灯泡的伏安特性曲线实验

（4）利用虚拟实验室，弥补课上实际实验的不足

老师要求学生先通过虚拟实验明确实验原理、目的和要求,然后按照要求进行虚拟实验,得到数据后进行处理,并回答思考题，做过虚拟实验后,学生做真实实验时可以避免出现盲目操作,防止仪器损坏。例如:在做电路连接类虚拟实验时,如果连接错误, 虚拟实验系统会发出警告,并提示需要重新连接,只有线路连接正确才能进行下面的内容，这样的实验安排,使学生实验思路较清晰,缩短了做真实实验的时间,提高了教学效率.第三种教学模式是只做虚拟实验,这主要是针对受到学校实验条件限制无法开设真实实验的那部分物理实验.在物理实验教学中,对于一些投资较大,暂时没有条件开设的或者有一定危险性的实验, 用虚拟实验替代真实实验,可以在一定程度上弥补未能开设某个真实实验的不足。例如讲托里拆利实验时，实际做实验有危险（水银有毒），实验不易做，利用多媒体动画演示实验过程，就可以解决问题，学生学习起来很容易。虚拟实验可以成为真实实验的补充，从上述教学模式可以看出,该模式是在传统的实验教学模式的基础上改造而得出的，它继承了传统实验教学模式的优点,又充分发挥了计算机技术在实验教学中的优势,从而进一步培养学生的实验能力和实践能力。（5）利用虚拟实验提高学困生的学习成绩

由于学生的智力水平、兴趣爱好等因素会造成部分学生物理成绩差。帮助学困生也是教师必须做的，当今学生接触社会实践少，平时也不注意观察，所以做物理实验很费劲，还有部分学生不注意观察、不动手做，对物理知识难理解，久而久之，也就没有了学习兴趣，学习成绩下降。要提高学困生的成绩，就要培养他们的学习兴趣，物理是一门实验学科，物理知识是在实验的基础上得出的，因此就要从实验开始培养他们的兴趣。传统实验他们感觉没意思，就把实验制成精美的动画，有时在加上音乐来引起注意提高兴趣。对于上课学不会的，利用虚拟实验室来帮助他们的学习物理知识。利用计算机仿真技术、多媒体技术和网络技术建立光学、力学、电学实验室，安装在学校计算机上，课下让学困生练习。当今计算机普及，把这些仿真实验软件传到邮箱上，让学生在家里下载后练习，再通过QQ对那些学困生进行指导性监督。例如再讲电路的串并联时，有几个女生上课时从她们的表情看出她们有困难，下课一说不懂，不会画，也不会联。把她们叫到实验室计算机旁，打开电学实验室软件，给她们演示如何选器材、选导线的颜色，如何连接电路，如何确认电路是否正确，学生看后都想试试。告诉她们回家后在我的邮箱里下载后安装使用。晚上有通过QQ给她们进行指导练习。

第二天上课练习连接电路时，这几个女生争着举手，叫上其中一个，很快联对了电路，找到了自信，学习兴趣也提高了。后来我把虚拟实验室软件上传到QQ群上，让有电脑的下载下来，每学到实验提前练习，若课上还不能学会的，课下在练习。一个学期下来，期末考试全班物理成绩普遍提高，尤其学困生成绩提高幅度更大，激发了学生的学习兴趣，学生的能力得到提高。（6）通过虚拟实验培养学生的创新能力

物理教学目的之一就是培养学生创新能力，而创新意识、创新思维的养成，学生的学生兴趣是前提，动手实验是培养创新能力的一个主要过程，因此，鼓励学生积极大胆参与科学探究。在真实实验活动中,学生由于害怕弄坏实验仪器等原因,不敢大胆开展实验,在虚拟实验环境下不受时空的限制，学生可以完全按照自己的想法去做,体验科学乐趣、了解科学方法、获取科学知识,逐步树立科学创新精神。例如再讲怎样用变阻器改变灯泡的亮度的实验时，课上实物演示，课下让学生在家里利用虚拟实验室练习，第二天有一平时学习不好的学生兴冲冲跑到办公室，让我看他利用变阻器、电压表、灯泡、电源等设计的测风速的电路，电路设计的正确当场以肯定，并在全 6 班表扬他，从这以后他学习刻苦了，和其他同学一起设计出许多创新小实验，学生的创新能力得到提高。鼓励学生利用电脑上的虚拟实验室，多做实验，比较困难的地方给予具体的指导,使学生能够比较顺利地参与科学探究活动，对学生小创新给予鼓励，不但掌握了知识，也培养他们的创新精神，无形提高他们的创新能力。

（三）虚拟实验在物理实验教学中的不足

物理虚拟实验在实验教学中所发挥的作用是十分明显的，但虚拟的环境也有它明显的不足。如完全虚拟，没有实物，缺乏物理实验的氛围；实验过程理想化，对真实实验中一些细节，特别是易出现的实验故障等问题缺乏模拟，不利于培养学生发现问题和解决问题的能力；数据采集具有统一性，不利于教师及时发现问题，学生的实际操做能力得不到锻炼。只是按了几下鼠标，而没有实际操做。这样做实验的目的只是让学生知道实验的结果，缺乏师生间的情感交流，较难做到教。教学中不能盲目的用虚拟等手段去替代物理实验，因为实验比计算机模拟出来的，更具有真实性和说服力。因此，可以实际操作的实验还是要实事求是的做，但对于一些难以实际演示的实验，为了加深学生对于知识的理解，适当利用仿真实验也无可厚非，要做到虚拟实验与实际真实实验的相结合来提高物理教学效果。

虚拟实验是对真实实验的模拟,在很大程度上改善了学校实验设备硬件不足的现状,提高教学效率，但是虚拟实验绝对不能完全取代真实实验,因为学生在真实实验中可以锻炼动手操作能力等方面,而这正是虚拟实验缺乏的。因此,在物理实验教学中,虚拟实验应以真实实验为依托,真实实验也应以虚拟实验为手段和辅佐,使虚拟实验与真实实验在实现物理实验教学目的方面相得益彰、优势互补。

信息时代到来，网络的普及，虚拟现实技术的迅猛发展，这就要求我们教师更新教育观念，把信息技术引入的物理课堂，改变传统实验教学方式，做到真实实验与虚拟实验相结合，恰当、合理的使用虚拟实验来完成实验教学。要求教师不但要懂得专业知识，还要学习掌握现代多媒体技术，具有创新精神和能力，不断地进行知识更新，,重视信息的收集、加工、应用,制作出适合学生的实验课件和软件，学习制作更完善、科学的虚拟实验室软件，应用多种实验教学方法，虚拟实验与实际操作相结合，到达培养学生兴趣，培养学生创新精神，提高教育教学效果的目的，为培养出适合社会要求的合格人才而努力。以下是NB物理实验室的截图

打点计时器测重力加速度

凸透镜成像实验

托里拆利实验

参考文献：

[1]《物理课程标准》（北京师范大学出版社）

[2]阎金铎、田世昆：中学物理教学概论[M].北京：高等教育出版社,2003年12月 [3] 李欣．虚拟现实及其教育应用[M]．北京：科学出版社，2008 年

[4] 张茂军．虚拟现实系统[M]．北京：科学出版社，2002 年

篇7：浅谈虚拟仿真实验在大学物理教学中的运用论文

摘要：在传统的教学模式中，教师一直采用传统的教学模式，这样也就使学生在写作的过程中存在着被动写作的现象，从而造成了学生写作动机与交际目的的缺乏，最终也就造成了学生写作能力的不足。因此采用过程写作法则是重新对写作进行了定义，并注重了写作的过程，通过学生写作过程中的交互，可以有效提高学生的写作效果。

关键词：大学英语 写作实验教学 运用

就目前来说，我国的大学英语写作已经实施了一段时间了，但是所取得的效果却一直不高。且受到这一现象的影响，使我国高效中的复合型人才培养计划受到了限制。而造成这一现象的主要因素之一就是由于教师长期使用传统的教学方法，也就是说，通常是让学生单独进行写作，教师进行评阅，这样也就限制了学生的主观能动作用，造成了学生被动现象的发生。

一、目前大学英语写作教师中存在的问题

在全国大学英语考试“作文最低分”规定实施以来，培养学生的写作技能就受到了人们的广泛关注。但是对于目前的大学英语来说，学生过于重视四级与六级的考试，且在考试中，选择题占大部分的比例，这样也就使得教师在开展教学的过程中，过于注重选择题的教学，学生在练习的过程中也过多的练习选择题，以此来希望可以在短期里提高自身的英语成绩。但是从客观上来讲，英语写作能力是需要长期坚持的的，如果单一的采用范文的讲解与重复的写作练习都难以提高自身的写作能力。因此教师在教学中也就很少针对写作教学进行讲述。现如今，虽然大学生的英语四级与六级通过率明显呈现出了增长的趋势，但是也可以发现，学生选择题的成绩往往比写作的成绩要高出很多。此外，在教学中这种传统的写作方法使得学生往往是单独进行写作的，教师也只是对其语法以及句子的规则等方面进行评价的，这样也就忽视了学生在写作上的主观能动性，降低了学生的写作热情。

二、过程写作法的特点

对于过程写作法来说，是建立在交际理论基础之上的，同时也注重语言上的交际过程，其中不仅展现出了写作教学中的本质，还遵循了语言教学的发展特点。通过对比传统的教学方法，过程写作法具有极其显著的特点。

（一）确立学生的中心地位

在过程写作法中，可以确立出学生的中心地位，同时也对教师与学生、学生与学生之间的交流有着一定的重视，且在这一过程中，教师的地位得到了改变，站在引导的地位上来组织教学活动，帮助学生进行写作。

（二）重视其过程

对于写作过程来说，可以将其分为三个阶段，第一阶段就是写前阶段。第二阶段就是写作阶段。第三阶段就是修改阶段。在第一阶段中，教师要积极采取有效的形式来引导学生，启发学生的思维，促使学生可以对题材实现深入挖掘，这样也就转变了学生传统的写作状态。而在第三阶段中，则成为了写作中的独到环节，学生在这一阶段中可以结合教师与其他同学的反馈来逐渐完善自身的写作内容，这样也就可以从写作中找出写作的规律与技巧了。

（三）对传统的评阅方式实现了改革

对于传统的教学来说，教师往往对学生的拼写以及用词等方面进行评阅，这样也就没有认识到学生写作内容与结构上的一些问题。而在过程写作中，教师要对学生词汇以及语法上的错误就行纠正，还可以组织学生继续小组讨论，以此来增强学生的谋篇布局能力。此外通过这种教学方法的引导，还可以增强学生的认知与思维等方面的能力，这样学生在进行写作的过程中，才能感受到写作的乐趣。

三、在大学英语写作实验教学中采用过程写作法的措施

（一）做好写前的准备工作

要想采用过程写作法，那么要做好准备工作，对于这一阶段来说，是需要学生对所要写的题材深入研究挖掘的，通过对相关素材的收集，并以集体讨论的形式来促使学生可以进行自己发挥与联想，这样也就可以让学生组织好自己的语言，确定出完整的结构。对于学生来讲，在过程写作法的带领下，学生可以实现思维的启发，扩展自身的思路，从而产生出写作的热情。

（二）写好初稿

通过前期阶段的准备工作，学生在提笔以前可以做到胸有成竹，这样也就可以快速的进入到写作状态中了。且在此过程中，教师还要让学生明确这一阶段的重点，做好内容的表达，同时也要对所写的内容进行仔细琢磨，考虑用词上的准确性。此外，在这一过程中，还要明确写初稿是思维反复创造的过程中，所以就要不断进行修改与琢磨，直到最终稿件的完成。

（三）后期的反馈

对于整个写作过程来说，反馈有着极为重要的影响，它又是写作的中心。学生在完整初稿以后，教师可以站在读者的角度上来对学生所完成的稿件进行审阅，在此基础上来对初稿中的内容与结构等因素提出相关的建议，这样也就可以帮助学生找出初稿中存在的问题，从而实现了对初稿的修改工作。在此过程中，应当要格外注意的是教师在对学生初稿进行审阅的过程中要具备足够的耐心，同时还要注重鼓励学生，增强学生的继续写作的信心。

（四）做好修改工作

在写作的过程中，修改工作是极为重要的。通过进行修改，不仅可以培养起学生读者感，还可以增强学生的写作热情，从而让学生更加主动的参与到写作活动中。当学生得到教师或是其他同学的信息反馈以后，可以更好的对文章进行修改，这样也就可以保证文章的内容与观念更加的准确，同时可以帮助学生积累更多的写作知识，提高学生的写作能力。

（五）定稿

学生在结合教师与其他同学的信息反馈以后，通过不断的思考，可以对初稿进行更加完善的修改，这样也就促使了成品稿件的形成，这样在交给教师进行审阅。简单来讲，在过程写作中，学生才是学习的中心，同时也认识到了教师与学生、学生与学生之间相互合作的重要性，这样也就改善了传统的写作方法，促进了英语写作实验教学的效果。

四、结语

简单来讲，大学英语写作实验教学就是一个循环且复杂的过程，同时也是思维实现创造与不断发展的过程中。因此，将过程写作教学融入到写作教学中，不仅可以对传统教学方法进行改革，还可以促进大学英语实现科学化与系统化，提高学生的写作质量与效果。

参考文献：

篇8：浅谈虚拟仿真实验在大学物理教学中的运用论文

关键词：优课虚拟仿真实验室,化学实验,教学应用

化学是一门以实验为基础的学科, 化学实验是化学学习与化学科学探究的基本方式, 《新课标》将原来化学实验中的演示实验和学生实验融合在内容标准之中, 使它们成为一个有机的整体, 不再单独列出[1]。在《化学教学大纲》中, 对化学实验教学技能的要求只是简单的“初步学会……”, 而在内容标准中, 常常出现“通过实验探究……”“通过实验了解……”等等。这就要求教师在课堂教学中使实验尽可能地出现在各个角落, 绝对不能讲实验、背实验, 因为它不仅是作为实现“知识与技能”目标的手段, 更重要的是要将它作为实现“过程与方法”目标的基础, 最后为实现“情感、态度与价值观”目标做好准备[2]。但是化学课堂不能经常设在实验室, 优课数字化教学系统提供的虚拟仿真实验系统为实验教学提供了有力的帮助, 在化学实验教学中, 如将传统的实验与优课虚拟仿真实验有机结合, 充分发挥传统实验方式和虚拟仿真实验各自的优势, 不仅有利于学生进行观察、分析、对比、归纳以及实验操作技能和创新能力的培养, 更能丰富教学内容, 提高教学效率, 强化教学效果, 充分调动学生学习的主观能动性和学习欲望, 同时弥补传统化学实验的不足, 减少实验室废弃物排放对环境的污染和节省学校的实验经费。

一、优课虚拟仿真实验室的特点与功能

优课虚拟仿真实验室是一套仿真高度强、技术含量高、贴近新课程标准和新教材的系列化实验教学软件, 创建了让学生探究性学习的环境, 学生可自主操作实验和改变各项参数, 去观察变化、去发现问题、去认识现象、去建构知识。它不仅囊括了中学考试大纲中规定的学生实验以及教材中涉及的课堂教学演示实验, 而且对传统教学中一些难以解决的问题也设计了部分实验。

优课虚拟仿真实验室的特点与功能:

1. 仿真实验中提供的器材和元器件具备较高的仿真度, 避免符号实验。

各项操作与实际实验相符, 满足学生对实验正确操作和实验现象观察的需求, 避免穿插计算机的操作模式。

2. 实现实验过程的智能化操作。

所有仿真实验一律不采用下一步、下一页的模式操作, 完全让学生自由搭建环境, 做到参数可调, 让学生积极地参与、自主的操作, 去探索、去发现、去建构知识, 有效组织学生自主学习, 培养其科学探究能力, 为学生提供了一个探究式的实验操作平台。

3. 可进行危险性实验, 直观展示不可逆的实验过程, 可展现宏观和微观的实验变化过程, 可把抽象的概念形象化透过现象看本质。借助优课虚拟仿真实验数字仿真实验, 能直观、安全地进行平时实验室无法做的危险性、不可逆、微观的、抽象的实验操作。

4. 引入错误结果, 让学生真正了解实验的过程, 以及实验中需要注意的要点。

例如, 发生操作错误时, 会显示仪器损坏甚至发生爆炸等提示, 实验将无法继续进行。实验设计引入误差, 测量结果允许一定的误差存在而不会被固定程序修正, 符合操作实际, 也便于从中发现问题。

二、优课虚拟仿真实验室在化学实验教学中的应用

1.优课虚拟仿真实验室在化学实验教学中的优势

通过以上对优课虚拟实验室的功能分析发现, 结合传统实验的教学模式, 优课虚拟仿真实验室在化学教学中有如下优势:

(1) 可以弥补学校因实验器材不足、实验耗材短缺而造成很多实验无法开展的问题, 如在初中化学《比较纯金属与合金的硬度、熔点等性质不同的实验》。

(2) 可以解决实验室缺少一些合金材料而无法演示的实验, 解决学生难于动手操作各种易损仪器和贵重仪器的矛盾, 以避免这些实验教学走过场的现象。

(3) 可以安全地让学生操作实践一些具有危险性的实验, 如初中化学《一氧化碳还原氧化铁实验》、《氢气、可燃性粉尘爆炸实验》等。

(4) 完成一些成功率不高和实验现象不明显的实验, 再现一些瞬时即逝的实验和极慢的实验过程, 以及不可逆的实验过程, 如初中化学《木炭还原氧化铜实验》、《酸雨危害的模拟实验》等, 从而给学生一个细致观察、发现规律的机会, 激发学生对实验操作的兴趣。

(5) 弥补实际实验教学上的一些不足, 将抽象的概念形象化, 让学生认清概念的本质, 如使用动画演示《分子的运动》、《原子的结构》、《原子核外电子排布》等, 使学生实验复习不需再背诵实验步骤, 而通过自主动手仿真实验, 将获得事半功倍的复习效果, 如复习《氧气、二氧化碳、氢气的实验室制取》等等。

(6) 可以显示较复杂的化工生产过程, 使抽象的教学内容直观化, 便于学生对这类知识的理解和掌握。

(7) 对一些价格昂贵的实验、危险性大的实验, 定性的实验, 要求较多的操作技术, 或装置复杂的实验也可以借助教学录像来完成, 保障演示实验的安全性、正确性、有效性、规范性。

2.优课虚拟仿真实验室在化学实验教学几个环节的应用

在化学实验教学中, 将传统的实验与优课虚拟仿真实验有机结合, 充分发挥传统实验方式和虚拟仿真实验各自的优势, 可在化学实验教学如下环节应用优课虚拟仿真实验室:

(1) 预习实验

化学实验课是锻炼学生动手能力和开动大脑思维的一种手段, 作为学生必须以科学的态度认真对待每一次实验。在实验中培养学生具有一丝不苟的科学精神, 做到严谨细致。不放过实验中的任何一个细节, 开动脑筋, 积极探索, 大胆质疑。目前中学阶段的实验仍是以验证性实验为主, 主要是运用实验成果, 扩大学生的认知领域和缩短认识的过程。因此, 为了避免应付式地为实验而实验, 进入实验室走过场的形式, 课前应让学生做好充分的实验准备, 特别要做好实验前的预习, 使我们的实验教学变为从实验中找实验, 从而提高实验的效果。但是学生实验预习纯文字的理解加大了预习的难度, 如果预习时观看优课虚拟仿真实验室的数字仿真实验, 甚至在关键步骤还能够通过互动亲手点击操作, 对于学生理解实验原理、明确实验目的、理清实验步骤、自然而然理解化学实验知识起到很好的作用。如初中化学《氧气的实验室制法》实验, 由于要安排学生在实验室进行分组实验, 为了使学生能安全、有序地完成实验内容, 我们使用仿真虚拟实验让学生观看实验的目的、实验仪器、操作步骤及注意事项进行预习, 这样, 就能使学生更加有效准确地完成实验任务。

(2) 课堂探究实验

常规的验证性实验教学方法是教师讲解实验目的、实验原理、实验步骤、实验的注意事项, 必要时教师可进行操作演示, 学生只要求按照实验所给的操作步骤进行, 验证已知的实验结论。新课程将科学实验探究作为改革的突破口, 贯穿于化学学习的全过程, 将科学探究专设为学习主题, 就是为了让学生有更多的机会主动地体验探究过程, 在知识的形成、联系、应用过程中养成科学的态度, 获得科学的方法, 在“做科学”的探究实践中逐步形成终身学习的意识和能力。

探究性实验教学方法是采用问题、探究、合作的学习形式, 即提出实验课题——讨论、设计、选择实验方案——实验探究——讨论、评估——完成实验报告[3]。结合虚拟仿真实验室进行探究性实验教学, 学生可以对实验材料、实验器具、实验试剂、实验方法等进行重复实验操作, 选择不同的实验路径, 充分实现自由的“探究”, 提高学生探究的成功率, 提升学生实验的信心, 从而增加学生对实验的热情。

(3) 复习实验

优课虚拟仿真实验室针对每个实验给出详细的考试考点, 学生在课后通过操作优课虚拟仿真实验室数字仿真实验, 无需在实验室环境中就能重温实验的操作、数据分析等过程, 加深对实验记忆, 提高学习效果。例如, 在第八章的复习课上, 我让学生设计实验方案:以氧化铜为原料 (还有其它试剂可供选择) , 如何制取氢氧化铜。经过大家激烈的争论, 学生设计了这样一个最合理的反应流程:氧化铜→硫酸铜→氢氧化铜。然后根据学生自己的设计应用仿真虚拟实验平台来进行演示实验, 而结果却出现了三种不同的结论:蓝色沉淀、黑色沉淀、无沉淀。也就是说有些学生的实验成功了, 有些学生的实验失败了。继而再来讨论实验失败的原因, 以及制取氢氧化铜时的注意事项。通过这样的课堂实验实践, 既达到了复习酸、碱、盐的作用, 又提高了学生自主发展的能力, 使学生对化学学习保持了经久不衰的热情。

总言之, 优课虚拟仿真实验室能使我们实验教学现代化, 尽管优课虚拟仿真实验室有着许多优点, 也存在着不少显而易见的缺点, 如缺乏实验的真实环境、缺少动手真实操作的机会等。要培养学生的动手能力、合作精神和创新意识, 则需要实实在在的实验操作, 学生亲手实验、亲身经历是虚拟仿真替代不了的, 只有让二者有机结合, 才能发挥最大功效。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部, 《化学课程标准》, 2008年

[2]吴俊明, 《中学化学实验研究导论》, 江苏教育出版社, 第一章