虚拟仿真技术对大学物理实验教学的影响

于芬

（武警工程大学，陕西 西安 710000 ）

大学物理实验对学生来说，能够提升很多方面能力，提高自身创新意识，增强自己实践能力，是学习物理知识的起点，为今后学习更深层次的课程铺平道路。鉴于此，大学物理实验在教学中有着非常重要的作用。近些年我国在教学方式方面存在着许多问题，实验教学的结果达不到预期，对教学方式的改革迫在眉睫。随着信息化步伐的加快，我国教学行业也要引入信息化，教育信息化不但能够提高教学水平也能丰富教学方式，对大学物理实验教学也是一条明路。虚拟仿真技术是信息化体系中的一个模块，在物理实验教学中如果能将虚拟仿真技术运用到实验中去，就能让教学质量得到提高。

一、物理教学实验面临的问题

（一）缺少活力

在过去的物理实验教学中，学生对单个课程的学习有着较多的步骤，课上操作、数据处理、书写报告等。在课程学习之前，因为没有实验仪器，对课程的学习起不到很好的效果，在教材的叙述中，对知识理解不全面，这就失去了课前准备工作的意义。在讲课时，老师对实验进行论述和实践之后，学生也只是照搬照做，完成老师给的任务，做完任务后，对实验认识肤浅，无法深入了解，做不到对知识的拓展。在这种教学方式下学生的积极性往往得不到提高，学生得不到知识的全面理解，让教学事业缺少活力

（二）缺少积极性

通过调查发现，越来越多的学生不重视基本课程学习。在完整的物理实验教学中，一个章节至少要三个课时才能完成，在上课过程中老师要对物理实验进行讲解，通过实验展现给大家，在课上学生没有足够的时间去进行知识总结，无法对物理实验进行全面了解，在课下，学生们在相互交流时因为没有实验仪器作为参考，对知识理解不到位，学习难度较大，对学生积极性有着负面影响。

（三）学生成绩指标判定难

在过去的物理实验教学中，老师对学生成绩的评判都是根据课上操作、数据处理、书写报告三方面来判定学生的学习成绩。但是在进行判定的过程中，老师主观意识强，无法全面的将学生的能力进行层次划分。

（四）实验器材问题

目前我国大部分物理实验课都有着教学规划，在实验器材方面各个学校的教育支出不同，实验器材有着差异，另一方面，学校对实验室开放的要求非常高，非上课时间根本无法使用器材，所以学生在下课时根本得不到实验工具的帮助，这对学生的自主学习有着影响。

二、虚拟仿真技术含义

虚拟仿真是以计算机为媒介，创造出一个虚拟环境，在虚拟环境里进行相关操作。

三、虚拟仿真技术在实验教学中的作用

虚拟仿真技术是信息化时代的产物，为物理实验的进行创造了新的环境。在物理实验中要想运用虚拟仿真技术并不困难，把实验的相关信息输入给仿真程序，在程序中进行相应的操作。举个例子，在物理力学的实验中，在机械能守恒定律的研究中，小球摆动的过程要受到空气阻力的影响，因为小球本身质量低，空气对其的阻力会加快小球机械能量的流失，对实验结果有着大小的影响，另一方面小球也受着牵引绳的制约，因为小球是悬挂在支架上，如果摆动小球的力量过大，那么牵引绳对小球的制约就越大，让实验结果多少会有偏差，对实验结果专业性产生影响。如果在次实验中引入虚拟仿真技术，在仿真程序中输入能量守恒的相关信息，让小球在程序中发生摆动，系统也会自动记录小球的相关数据，以及其他参数的信息，让实验结果呈现在学生眼前。在物理电学方面，在“半值法测电流表内阻”实验中，如果让学生在实验室中进行相关操作，因为学生人数较多，老师无法顾及所有学生，在使用电的过程中，谁也无法保证危险不会发生，此外要想让实验结果更加专业化，那么对相关参数就要做出多次试验，假设在实验室中进行，花费时间就非常长，还有在使用半值法时，就要求对每一个仪器都要进行相关检测，并连接成一个整体，在此基础上才能够对电路展开研究。鉴于以上几点，在此实验中如果使用虚拟仿真技术，在系统中进行相关操作，不但可以降低风险，还可以增加效率，可以提高实验结果的准确性。

在以上两个案例中，展现了虚拟仿真技术在物理力学和电学方面的作用。可以表明虚拟仿真技术对物理实验教学有着重大意义。

结束语：

在大学的物理实验研究中，因为它本身的特殊性，更多的是要求学生自己动手动脑，这样才能增加学生对知识的理解，提高学生的创新意识，增强学生的素质修养，这样才能够让教育事业取得进步，为教学的信息化发展提供经验，使教育事业取得进一步发展，实现教育兴国。