大学物理虚拟仿真实验的教学实践研究

大学教育中的虚拟仿真实验教学应用随着信息技术的快速发展，虚拟仿真实验教学已经逐渐成为大学教育中的重要组成部分。

虚拟仿真实验教学是一种利用虚拟现实技术模拟真实实验环境的教学方法，它能够让学生在安全、高效、可控的环境中进行实验操作，从而更好地理解和掌握相关知识和技能。

本文将从多个方面探讨虚拟仿真实验教学在大学教育中的应用。

一、提高实验教学质量传统实验教学存在一些问题，如实验设备昂贵、实验场地有限、实验过程难以控制等。

而虚拟仿真实验教学则可以很好地解决这些问题。

首先，虚拟仿真实验环境可以模拟真实实验环境，让学生能够在安全的环境中进行实验操作。

其次，虚拟仿真实验设备成本较低，可以大量使用，从而降低实验成本。

最后，虚拟仿真实验过程可以通过程序控制，确保实验的准确性和可控性。

这些特点可以提高实验教学质量，帮助学生更好地理解和掌握相关知识和技能。

二、促进学科交叉融合随着科学技术的不断发展，学科交叉融合已经成为一种趋势。

虚拟仿真实验教学可以促进不同学科之间的交叉融合，从而提高学生的综合素质和创新能力。

例如，在化学实验中，可以通过虚拟仿真技术模拟生物细胞的结构和功能，从而将化学实验与生物学实验相结合。

在物理实验中，可以通过虚拟仿真技术模拟工程设计中的各种参数和算法，从而将物理实验与工程设计相结合。

这些交叉融合的实验可以帮助学生更好地理解和掌握相关知识和技能，同时也可以提高学生的综合素质和创新能力。

三、增强学生自主学习能力虚拟仿真实验教学可以让学生自主地进行实验操作和学习，从而增强学生的自主学习能力。

学生可以根据自己的兴趣和需求选择不同的实验项目，通过虚拟仿真技术进行实验操作和数据分析，从而更好地理解和掌握相关知识和技能。

这种自主学习的方式可以激发学生的学习兴趣和积极性，同时也可以培养学生的创新能力和独立思考能力。

四、促进教师教学能力提升虚拟仿真实验教学需要教师具备一定的信息技术能力和实验教学的经验，因此可以促进教师教学能力提升。

作者简介:吴旭普,男,硕士研究生,实验师,研究方向:大学物理及大学物理实验教学㊂虚拟仿真实验融入大学物理教学的探讨吴旭普㊀刘高福(贵州师范学院学院物理与电子科学学院,贵州贵阳550018)摘㊀要:大学物理是高等院校理工类专业学生的一门重要的公共基础必修课㊂在 四新 建设背景下结合时代特点,文章探究了虚拟仿真实验在大学物理教学中的应用,对大学物理教学方法及手段进行了创新改革㊂通过改革不仅使学生在创新应用能力和知识思维水平方面上得到了提升,同时也加强了教师自身的教学能力㊂关键词:大学物理教学;虚拟仿真实验; 四新 建设;教学创新改革中图分类号:TB㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀doi:10.19311/ki.1672-3198.2023.21.0890㊀引言如今,大力推进 四新建设 (新工科㊁新医科㊁新农科㊁新文科)已成为各高校主动适应国家发展战略㊁调整学科和专业布局㊁开展一流专业和一流课程建设㊁推动教学理念和教学方法改革的重要抓手,其研究和实践已在全国普遍展开㊂物理学作为理工学专业的基础学科,在强化学生科研思维和创新能力上,在开展 四新建设 方面发挥着独特的作用㊂近年来,贵州师范学院大学物理教学团队在教学模式㊁教学手段和教学内容等方面进行了改革和持续的探索㊂前期,本教学团队通过调研本校本科生大学物理课程学习现状,发现了以下问题,并针对所发现的问题对教学模式进行了调整㊂同时,教师在教学改革过程中要积极吸收先进的教学理念和方法,提升自身的理论水平,并结合实际情况开展教学,在教学实践中提升教学水平㊂1㊀当前大学物理教学现状1.1㊀教学内容较多,专业衔接不通畅大学物理知识体系庞杂且内容繁多㊂一方面,教师要在规定的时间内保质保量完成教学任务是一个很大的挑战,另一方面不同专业对于物理知识的需求不同,在教学中将所有知识全部教给学生会增加学生的学习负担,学习效果也不明显,对于其专业的发展也有一定弊端;新工科专业更需要物理知识与时俱进的支撑,例如对于电子信息类专业,其专业知识涉及射频㊁红外㊁激光扫描等传感器的应用,这些技术都来源于物理学中振动㊁电磁波㊁激光等基本知识,受限于课程内容繁多,教师愿意花更多时间来讲解课本知识,没有时间来处理物理知识与专业知识的衔接关系,这就造成了课本知识与新科技的脱节,大学物理教学无法顺利地完成对专业课的承接作用㊂1.2㊀大学物理知识 枯燥㊁难 ,不好教从访谈和问卷情况来看,学生觉得大学物理难学的主要原因在于大学物理知识逻辑严密,知识庞杂,对于数学的要求很高,大一学生理解起来非常困难,不知如何开展学习;枯燥物理定理㊁定律和复杂的微积分让学生产生了畏难情绪,无法提起学习的兴趣㊂另外,相似的物理知识点较多,学生学习起来经常会犯迷糊,不容易全面掌握知识㊂例如, 动量定理 和 角动量定律 仅一字之差并且表达形式也相似,但使用范围却不同㊂传统大学物理教学更注重知识的传递,较少地在教学中通过融入家国情怀㊁科学精神等内容来激发学生不畏艰难㊁刻苦学习的精神㊂不好教 是教师对大学物理课程的常见评价;一方面是课程知识内容比较多,相关知识较难讲解,学生学习兴趣低;另一方面来自课程教学管理水平的低下㊂传统的课前预习由学生自主完成,教师缺少对学生的指引和监督,造成学生课前预习效率的低下,且预习的内容与课堂教学无法形成有效联动㊂传统的纸质作业布置方式也存在批改反馈实时性较差及无法完全杜绝作业抄袭的问题㊂也无法做到对所有学生学习状态的监督和学习效果的全面客观评价㊂1.3㊀理论与实验割裂实验是物理学的基础,历史上物理的概念和定理都是通过实验得到的,理论结合实验教学不仅使学生感受到物理知识获取的过程,也能够使学生的综合能力得到提升㊂传统大学物理教学中教师主要进行理论知识的传输,学生的学习没有经历过程,仅仅是知识的记忆㊂尽管专门开设了大学物理实验课程,但是受限于教学资源的短缺,学校无法将所有实验都开设,大部分实验只能停留在课本和视频上面;受限于教学安排,实验课与理论的进度不符,学生无法将实验与理论进行对应㊂造成了大学物理教学的空中楼阁,学生的学习只能停留在初级阶段,无法应用所学知识解决实际问题㊂2㊀教学改革方案及措施以学生为中心,因材施教,注重不同层次学生对本㊃462㊃门课程的学习成果,在优化教学内容的同时,融入虚拟仿真实验㊁引入信息化教学手段㊁优化教学管理㊁完善教学评价等方式方法,构建 课内与课外 , 理论与实践 , 教学与育人 相结合的大学物理课程育人体系,实现对学生知识㊁能力和素养的协同培养㊂2.1㊀精简教学内容,更新课程体系以学生发展为中心,根据不同专业需求,精简教学内容;团队成员梳理了大学物理课程所有知识点,按照专业特点进行分类,最终将现有大学物理知识点分为通用性知识点和专业关联知识点,使用物理知识能够与学生的专业相对应;并对各专业大学物理教学内容进行调整(如图1)㊂例如,生物和化学专业对热学部分的知识需求较大,我们就加大了热学知识在生物和化学专业中的比重,这样的调整使教学更具有针对性,减少学生的学习负担㊂图1㊀部分理工科专业大学物理教学内容体系知识2.2㊀梳理知识,丰富教学方法(1)采用思维导图梳理知识要点;建构主义的观点表明,结构化的知识体系是减少认知负荷的有效方法㊂绘制思维导图,是应对大学物理知识庞杂的有效方法㊂课程结束以后,教师引导学生完成章节思维导图,快速掌握课程的全貌并了解核心知识点在课程中的作用,从而建构知识体系,加深对知识的理解㊂如图2,力和动量知识点思维导图㊂图2㊀力和动量知识点思维导图(2)课程思政的渗透,在教学中合理进行思政元素的渗透,不仅仅能够激发学生的民族自信㊁培养严谨的科学精神和刻苦钻研的精神;还能够激发起学生的学习兴趣,减轻大量理论知识带来的思维冲击㊂例如在讲解磁场中的带电粒子的知识点时,由于需要进行复杂的公式推导,此时可以让学生讨论 科学家通过什么方式使氘和氚在非常高的温度下发生定向聚变? ,不仅调节了课堂的气氛还让学生了解前沿知识㊂同时,应用世界观和方法论可帮助学生抓住主要矛盾,理清思路,透过现象看本质,提高学生正确认识问题㊁分析问题和解决问题的能力㊂例如麦克斯韦完成著名的 麦氏方程组 实现电磁的统一,这正是辩证唯物主义中 对立统一思想㊂(3)坚持 学生中心 ,开展 课前-课上 结合教学;相比于课上教学,课前教学也是教学的重要环节,更能激发学生的自主性,同时也提升了教师对教学过程管理的效率㊂教师将 课前 学习任务发布在 雨课堂 平台上,学习小组根据教师的学习任务,开展有关知识的讨论,并形成 课前学习报告 ,初步了解知识点㊂课上,教师根据课前学习报告情况组织以学生为中心的课堂教学,通过提出问题㊁讨论问题㊁解决问题完成对知识的吸收㊂每一个环节,学生都能够发挥主观能动性学习,同时也能够及时得到教师的指导㊂2.3㊀构建虚拟仿真实验融入大学物理教学体系虚拟仿真实验融入大学物理课程的设计,既要满足学生的认知水平,使学生快速将实验与理论结合起来,提高学习效率,又要满足对专业知识的衔接,让学生通过实验掌握基本的实验技巧,提高应用能力㊂因此,围绕着大学物理核心知识点我们开发了包含力学㊁热学㊁光学㊁电磁学四个维度50个实验项目(其中30个为必修项目),建立了虚拟仿真融入大学物理教学体系,如图3㊂图3㊀虚拟仿真实验融入‘大学物理“ 热力光电 四维一体课程体系(1)通过屏幕,学生能够随时随地㊁身临其境地进行实验㊂教学中教师根据课程内容融入虚拟仿真实验,可课下实验学习,也可以课上教学㊂虚拟仿真实验项目的融入为物理教学的改革带来了新的契机,特别是在疫情期间发挥了重要作用㊂(2)虚拟仿真实验项目与大学物理核心知识点紧密对应,注重通过文字㊁图片㊁课下学习,整个仿真实验操作与真实实验操作具有很高的相似性,具有非常直观生动实验场景,虚拟仿真实验系统还提供了即时的指导和提示功能,学生可以通过完成核心知识点对应的实验来经历物理知识探索的过程,加深对知识点的理解㊂2.4㊀优化教学组织,完善教学评价课前,教师提供自学内容,如:课程平台筛选的在线视频㊁章节重点内容㊁微视频㊁课前测试等㊂课中,情境设置导入新课内容,多媒体与板书结合授课,探讨式互动,典型例题分析,实践应用案例,科技前沿渗透等㊂课后,重点内容总结㊁知识面拓展㊁线上讨论及答疑解惑㊁学习小组讨论㊁项目式探究学习等㊂㊃562㊃基金项目:安徽省课程思政示范课程项目(21szkc388)㊂作者简介:甄恩泽(1990-),男,汉族,山东济宁人,博士研究生,讲师,研究方向:岩土工程㊁矿山岩体力学等㊂㊀㊀教学评价上突出 过程化考核 ,将线上平台学生的课前预习㊁课堂互动㊁线上讨论㊁课后作业㊁社会活动参与等分别设置各项权重(平时成绩=考勤(10%)+作业(10%)+线上学习(20%)+课堂互动(10%)+线下考试(50%)㊂),融入评价机制,过程评价组成做到有理有据㊁公平公正㊂3㊀小结3.1㊀教学内容的调整使得教学更加具有针对性通过对教学内容针对性调整,一方面减轻了各专业学生学习负担,另一方面使得相关的知识更加符合学生专业发展方向,学生的学习积极性得到了激励,提升了教学效率㊂同时在教学中通过融入传统文化㊁辩证唯物主义㊁科学精神等思政元素,不仅仅提升了学生的专业学习水平,也激发了学生的学习兴趣,提高了学生学习的主动性㊂3.2㊀基于信息化教学手段提升了教学效率通过引入信息化教学手段,加强了教学环节的管理,教师能够及时了解学生的学习状态,并能够根据相关的状态及时进行教学调整㊂信息化教学的交互性有利于激发学生的学习兴趣和学生主体作用的发挥;网络特性有利于开展协作学习和发现学习,培养学生的创新精神和实践能力,提升了教学效率㊂同时教师在探索新的教学模式过程中也提升了自身的教学水平㊂3.3㊀实现理论与实验结合的教学通过即时虚拟仿真实验融入教学,使得实验教学和理论教学得到相互融合㊂采用交互式教学资源,学生学习不受条件限制,丰富了课程教学内容㊂针对相应的知识点学生可以及时通过登录虚拟仿真实验系统进行实验,及时将理论知识与实验相结合㊂学生通过反复实验加深了对物理知识的深入理解,同时学生的实践能力得到了提升㊂4㊀结语在新工科时代的呼唤下,大学物理教学改革刻不容缓,本文结合大学物理教学中的 痛点 ,将虚拟仿真实验融入到大学物理教学中,采用适合学生时代特点的教学方式,解决教学中的实际问题,激发了学生主动性,扩展教学时空,突破授课学时限制,提升了教学效率,让学生真正地体会到物理学有所用㊂参考文献[1]高等教育研究所.吴岩在高等学校专业设置与教学指导委员会第一次全体会议上的讲话[EB /OL ].http :// /info /1064/1599.htm.[2]刘艳玲,古金霞,梁春恬,等.新工科背景下建筑类高校大学物理教学改革探究[J ].大学物理,2022,41(01):56-60.[3]闫守轩.思维导图:优化课堂教学的新路径[J ].教育科学,2016,32(03):24-28.[4]刘高福,王平瑞,吴旭普,等.虚拟仿真实验在大学物理实验教学中的应用研究[J ].物理通报,2020,(06):92-97.基于OBE 理念的问题导向教学法在工程教育中的应用以工程力学为例甄恩泽(黄山学院建筑工程学院,安徽黄山245041)摘㊀要:以工程力学课程为例,探讨了基于OBE (Outcome -Based Education )理念的问题导向教学法在工程教育中的应用㊂介绍了基于OBE 理念的问题导向教学法的基本概念和教学原则,通过实际案例分析,阐述了在工程力学课程中如何应用该教学法,包括问题设计㊁教学组织和评估方法等方面的实施策略,探讨了在实施过程中可能面临的挑战,提出了应对策略,总结了基于OBE 理念的问题导向教学法在工程力学教学中的应用经验和启示,希望对工程教育中力学课程的教学有促进作用㊂关键词:OBE 理念;问题导向教学法;工程教育;工程力学;课程改革中图分类号:TB㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀㊀㊀doi:10.19311/ki.1672-3198.2023.21.0900㊀引言随着社会的快速发展和工程行业对从业人员专项技能的需求提升,工程教育的育人要求也要为适应科技发展㊁产业革新做出一定调整㊂传统的教学模式在培养㊃662㊃。

大学虚拟仿真实验心得体会在当今数字化时代，虚拟仿真实验作为一种创新的教学手段，正逐渐在大学教育中崭露头角。

通过参与大学虚拟仿真实验，我获得了许多宝贵的体验和深刻的感悟。

虚拟仿真实验为我们提供了一个全新的学习环境。

它打破了传统实验受时间、空间和资源限制的束缚。

以往，在真实的实验中，可能会因为实验设备不足、实验场地受限或者实验操作的危险性等因素，导致我们无法充分地进行实践和探索。

但虚拟仿真实验却完美地解决了这些问题。

我们可以随时随地登录系统，开展实验操作，无需担心实验设备的短缺或者实验过程中的安全隐患。

在虚拟仿真实验中，我感受到了高度的自主性。

我们能够根据自己的节奏和需求，反复进行实验操作，不断尝试不同的方法和参数，以探索最佳的实验结果。

这种自主性极大地激发了我的学习兴趣和积极性。

例如，在进行物理实验时，我可以自由调整各种变量，观察不同条件下物理现象的变化，从而更深入地理解物理原理。

这种亲自动手、主动探索的过程，让我对知识的理解不再停留在书本的理论层面，而是真正实现了知识的内化和应用。

虚拟仿真实验还具有很强的交互性。

它不再是单纯的观看演示或者阅读实验步骤，而是能够让我们与虚拟环境进行实时互动。

通过鼠标点击、键盘输入等操作，我们能够直接控制实验的进程，这种身临其境的感觉让学习变得更加生动有趣。

比如在化学实验中，当我添加不同的试剂，观察到化学反应的瞬间变化，那种直观的视觉冲击和即时的反馈，让我对化学变化的理解更加深刻。

此外，虚拟仿真实验还培养了我的创新思维和解决问题的能力。

在实验过程中，难免会遇到各种问题和挑战，比如实验结果与预期不符、操作失误导致实验中断等。

面对这些情况，我们需要冷静思考，分析问题的根源，尝试不同的解决方案。

这种不断试错和改进的过程，锻炼了我的思维能力和应对问题的能力，让我在今后的学习和生活中，遇到问题时不再畏惧，而是积极主动地去寻找解决办法。

虚拟仿真实验也让我深刻体会到了团队合作的重要性。

大学物理实验的教学方法探究与实践经验分享在21世纪的大学物理实验教学中，如何才能更好地提高学生的实验技能，深化其对物理学原理的理解和应用呢？本文将通过对教学方法的探究以及教学实践经验的分享，来讨论这一问题。

一、教学方法探究1. 团队合作式实验教学法团队合作式实验教学法是一种有效的实验教学方法。

其主要特点是团队中的学生可以根据各自的兴趣、能力和责任分工，合理分配工作任务，激发学生们的学习积极性。

2. 问题导向式实验教学法问题导向式实验教学法是一种引导学生进行实验探究，自主学习的教学方法。

它为学生提供了自主思考、自主研究、自由探究的机会，并进一步激发了学生的学习兴趣和积极性。

3. 模拟实验教学法传统的物理实验储备有限，需要耗费大量的时间和金钱。

而模拟实验教学法不需要实验场地和实验器材，只需要使用虚拟的程序来模拟真实的物理实验，使得学生能够较好地进行实验探究。

二、实践经验分享1. 基础实验课程的重要性在大学物理实验教学中，基础实验课程是非常重要的。

此类实验要求学生熟练掌握实验原理和方法，并能够完成基础物理实验，以提高其实验技能。

2. 实验前的理论知识课程在学生进行物理实验之前，必须进行一定的理论知识课程。

这个课程可以帮助学生回顾、加强所学知识，进一步提高其实验操作水平。

3. 注意学生的个性化差异学生在学习中存在个性化的差异，因此教师需要充分了解学生的个性特点，合理引导他们的学习，以使学生能够更好地参与实验教学。

4. 实验结果的及时总结和总结在实验完成后，教师应该及时对学生的实验结果进行归纳、总结和评估，并随时反馈给学生，以帮助他们进一步提高实验技能。

三、2023年的展望未来，随着数字技术的发展，虚拟实验将在教学中发挥越来越重要的作用。

学生可以通过计算机仿真、虚拟实验等手段来进行物理实验探究，以更好地理解和应用物理原理。

此外，基于互联网的远程实验教学将会在大学物理实验教学中得到广泛应用，以便各地学生能够充分分享优质的教学资源。

⼤学物理实验虚拟仿真平台万⽤表实验报告
1.万⽤表的结构
万⽤表就是集多种仪表于⼀体的⼀种电学仪表。

使⽤万⽤表可以对电阻、直流电流、直流电压、交流电流、交流电压等⼏类电学量进⾏测量。

万⽤表的种类和型号有很多，功能也各不相同，但从结构上可⼤致分为指针式和数字式两⼤类。

从外观上来看，指针式万⽤表⽤⼀个指针表头来指⽰测量数据，⽽数字式万⽤表则是⽤液晶显⽰屏。

它们的基本原理相同。

数字式万⽤表的核⼼部件是⼀块模数转换器，它能把输⼊的直流电压直接转换成数字量输出，并驱动液晶显⽰器进⾏⼗进制的数字显⽰。

测量交流电压、直流电流、交流电流和电阻则和指针式万⽤表⼀样，通过电表的改装和量程的扩展实现。

本次实验中所使⽤的万⽤表为数字式万⽤表。

2.使⽤万⽤表检查电路故障
万⽤表还常⽤于检测电路中的故障，判断电路中发⽣故障的位
平顶⼭学院电⽓与机械⼯程学院实验报告
【原始记录】。

MATLAB在大学物理课程教学中的应用-以多普勒效应为例摘要：运用MATLAB仿真大学物理实验，能够帮助学生更好的对物理概念和规律进行理解和掌握，同时有效提升学生运用科学计算的能力，极大的提高物理教学的效果。

本文以多普勒效应相关内容为例，进行MATLAB仿真模拟分析。

关键词：多普勒效应 MATLAB 仿真分析在计算机仿真日益盛行的今天，作为一种重要的科学工具，计算机已经广泛渗透到人们生活的方方面面。

随着计算机仿真技术的发展，利用仿真虚拟技术展示客观物理现象，在各行各业均得到了广泛应用，逐渐成为社会发展进步不可或缺的手段。

在高校物理教学领域里，信息技术与教学相结合所带来的教育信息化已经成为当前高校物理教育改革的热门研究课题和教育发展的必然趋势。

一方面，利用计算机仿真技术优势，将枯燥难懂的物理问题变成一幅幅生动的画面，增强了教学内容的直观性，生动性，扩展了教学内容，开拓了学生视野，促进了学生对知识的理解和掌握。

另一方面，利用MATLAB仿真大学物理实验可以大大激发学生对物理知识的好奇心和求知欲，强化了学生继续探索的动机，激发了学生的创新意识，同时也极大地提高大学物理课程教学效果。

另外，用 MATLAB 制作的软件有极其丰富的表现内涵和巨大的表现能力，能够具体形象地再现各种实验概念，有效地揭示事物的本质和内在联系，将它应用于课堂教学，极大地扩展教学空间，化繁为简，变难为易，使学生对教学内容更容易理解和掌握。

本文就以物理课程中的多普勒效应为例进行仿真模拟分析，研究接收者接收到的频率变化规律。

我们知道，当一辆汽车在我们的身旁疾驰而过的时候，车上喇叭的音调呈现出从高到低的突然变化过程。

同样的，当我们在铁路旁听列车的汽笛声也能够发现，列车迅速迎面而来时音调较静止时高，而列车迅速离去时则音调较静止时低。

这种由于波源和接收者相对运动而出现接收者接收频率变化的现象，称之为多普勒效应。

多普勒效应最早由奥地利物理学家多普勒在1842年首先发现。

第1篇一、课题背景随着信息技术的飞速发展，虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术在教育领域的应用越来越广泛。

虚拟现实技术能够为学生提供一个沉浸式的学习环境，有助于提高学生的学习兴趣和教学效果。

在我国，建筑行业作为国民经济的重要支柱，对建筑设计与施工人才的需求日益增长。

然而，传统的建筑设计与施工教学方式存在一定的局限性，如实践教学资源匮乏、学生动手能力不足等。

因此，本研究旨在探讨基于虚拟现实技术的《建筑设计与施工》课程教学实践，以提高教学效果和培养学生的实践能力。

二、课题研究目标1. 分析虚拟现实技术在《建筑设计与施工》课程中的应用价值，为课程教学改革提供理论依据。

2. 设计一套基于虚拟现实技术的《建筑设计与施工》课程教学方案，提高教学效果。

3. 探讨虚拟现实技术在建筑设计与施工实践教学中的应用方法，培养学生的实践能力。

4. 评估基于虚拟现实技术的《建筑设计与施工》课程教学效果，为课程教学改革提供实践依据。

三、课题研究内容1. 虚拟现实技术在《建筑设计与施工》课程中的应用价值分析（1）提高学生的学习兴趣：虚拟现实技术可以为学生提供一个沉浸式的学习环境，激发学生的学习兴趣，提高学生的学习积极性。

（2）丰富教学内容：虚拟现实技术可以将抽象的建筑设计与施工知识转化为直观、生动的三维模型，使学生更容易理解和掌握。

（3）提高实践能力：虚拟现实技术可以为学生提供模拟真实施工现场的操作环境，使学生能够在虚拟环境中进行实践操作，提高学生的动手能力。

（4）促进教学资源整合：虚拟现实技术可以将多种教学资源进行整合，提高教学效果。

2. 基于虚拟现实技术的《建筑设计与施工》课程教学方案设计（1）课程内容设计：结合虚拟现实技术，将建筑设计与施工知识进行模块化设计，使教学内容更加系统、完整。

（2）教学方法设计：采用虚拟现实技术，通过模拟真实施工现场，让学生在虚拟环境中进行实践操作，提高学生的动手能力。

（3）教学评价设计：建立基于虚拟现实技术的教学评价体系，对学生的学习成果进行综合评价。

大学虚拟仿真实验心得体会电子电路模拟(英文:Electronic circuit simulation)是指利用数学模型来模拟电子电路真实行为的一种工程方法。

这可能是一个非常麻烦的电路模拟工具，而不是一个实际的电路模拟工具。

随着仿真系统越来越逼真地模拟实际情况，许多高校和研究机构将利用这些工具来辅助电子工程的教学。

由于电子电路模拟系统通常具有更好的图形界面，因此它们常常能让用户感到身临其境。

对于初学者来说，可以借助仿真软件对所学知识进行分析、综合、组织和评估。

在构建实际电路之前，对设计进行仿真和验证可以大大提高设计效率。

这是因为设计者可以在构建电路之前提前观察和研究电路的行为，而不必为电路的物理实现付出时间和经济成本。

特别是对于集成电路来说，物理实现电路所需的掩模等电子工艺的成本非常昂贵，而且集成电路的高度复杂性很难在实验板上实现。

用传统方法研究电路的特性是困难的。

因此，几乎所有的集成电路设计都更多地依赖于仿真。

最著名的模拟仿真是SPICE，最著名的数字电路仿真器都是基于Verilog或VHDL。

一些电子仿真系统集成了原理图编辑器、仿真引擎、波形显示功能，这样使用户可以轻松地观察电路行为的即时状态。

通常，仿真系统也会包括扩展模型以及电子元件库。

其中模型主要包括集成电路专用的晶体管模型，例如BSIM；而元件库会提供很多通用元件，如电阻器、电容器、电感元件、变压器和用户定义的模型（例如受控的电流源、电压源），此外还可以提供Verilog-A 或VHDL-AMS 中的一些模型）。

印刷电路板设计还要求专用的模型，例如线路走线的传输线模型和IBIS 模型等。

大学的选修课是为了丰富大学生的知识、提高大学生的文化、科学、技术、道德等各方面的素养水平而开设的课程。

大学是培养人才的摇篮，是我们储备知识的摇篮，在大学里，学校设置了一些灵活多样的选修课，这丰富了我们的课余生活。

因此，这学期我选修了一门叫做电子仿真与制作的课程，这是属于理科类的课程。

第22卷第5期合肥工业大学学报(社会科学版)Vol.22No.5 2008年10月J OU RNAL OF H EFEI UNIV ERSIT Y OF TECHNOLO GY(Social Sciences)Oct.2008虚拟仿真技术在大学物理实验教学中的应用周　燕(安徽广播电视大学城市建设学院,合肥　230001)摘　要:从大学物理实验教学目标与特点出发,讨论了虚拟仿真实验模式的特点与优势,论述了虚拟仿真技术对于培养学生创造性综合能力与提高大学物理实验的效果方面的作用,以及在大学物理实验中应用虚拟仿真技术开创新的实验教学模式的意义与深远影响。

关键词:物理实验;虚拟仿真;教学模式中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:100823634(2008)0520106204On Application of Virt ual and Simulation Technology inCollege Physics Experiment s TeachingZHOU Yan(School of City Constructions,Anhui TV University,Hefei230001,China)Abstract:Based on t he teaching goals and characteristic of experiment of t he p hysics in university,t he article discusses t he feat ure and advantage of t he experiment mode of t he virt ual simulation,expounds t he impact and influences of virt ual simulation technology on t he creative ability of st udent s and t he experiment of p hysics in university,and also deals wit h t he significance and meaning of using virt ual simulation technology to create new met hods of teaching experiment s in p hysics.K ey w ords:p hysical experiment;virt ual and simulation;teaching model虚拟仿真技术是20世纪末才兴起的一门崭新的综合性信息技术[1],它涵盖了网络技术、并行处理技术、多媒体技术、传感器技术、教学图像处理、计算机图形学、模式识别、人工智能、高效能的计算技术等多种技术,具有强大的三维显示能力和丰富、方便的人机交互手段,实时交流具有自主性、探索性等特点。

标题：大学物理教育中的实验创新与探索一、引言在大学物理教育中，实验是不可或缺的一部分。

它不仅有助于学生理解和掌握物理原理，还能培养学生的动手能力和科学思维。

然而，传统的大学物理实验存在一些问题，如内容陈旧、方法单一、学生参与度低等。

因此，我们需要对实验进行创新和探索，以提高实验的教学效果。

二、实验创新1.实验内容创新：实验内容应该紧跟科技前沿，反映现代物理学的最新进展。

例如，引入量子物理、宇宙学、相对论等领域的实验内容，让学生了解现代物理学的应用和发展。

2.实验方法创新：实验方法应该多样化，鼓励学生采用不同的方法来解决同一个问题。

例如，可以采用数值模拟、软件仿真、实物实验等多种方法，培养学生的创新思维和解决问题的能力。

3.实验设备创新：为了提高实验的精度和效率，我们可以引入先进的实验设备。

例如，采用虚拟实验室、自动化实验装置等，让学生更好地理解和掌握物理原理。

三、探索研究1.实验教学研究：研究如何将最新的实验方法、设备和内容应用到物理实验教学中，以提高教学效果。

2.学生参与研究：鼓励学生参与实验研究和探索，让他们成为实验的主体。

例如，可以组织学生参与科研项目、实验室开放日等活动，提高他们的科研能力和动手能力。

3.实验反馈研究：收集学生对实验的反馈意见，了解学生对实验的满意度和改进意见。

根据反馈意见，对实验进行改进和优化。

四、案例分析以大学物理中的力学实验为例，我们可以引入虚拟实验室和实物实验相结合的方法。

首先，学生可以在虚拟实验室中模拟实验过程，了解实验原理和操作方法。

然后，学生可以在实物实验中验证自己的理解和掌握情况。

这种结合虚拟和实物的实验方法不仅可以提高学生的学习兴趣和参与度，还可以提高实验的精度和效率。

五、结论与展望通过以上创新和探索，我们可以发现大学物理实验教学有了显著的提高。

首先，实验内容更加新颖和实用，能够更好地反映现代物理学的进展和应用。

其次，实验方法更加多样化，能够更好地培养学生的创新思维和解决问题的能力。

虚拟仿真系统实验虚拟实验技术起源于20世纪末，是依托“虚拟现实”（Virtual Reality，英文缩写VR）技术而产生和发展的一种实验模式。

国内外一些远程教育机构曾采用过各种方法来解决实验的近距离性与教学手段的远距离性的矛盾。

在当时使用的各种方法中，有的仅适合少数简单实验，有的由于与理论教学不相衔接而导致效果不佳。

直至20世纪90年代，计算机硬件和虚拟实验技术的迅速发展才给远程实验教学带来了希望。

虚拟实验技术是利用软件和硬件的结合，取代传统的常规实验仪器设备，在计算机或计算机网络上进行模拟、仿真各种实验的技术。

利用现代计算机和高速网络，物理实验可以实现虚拟化和远程化，从根本上解决现有的实验教学与远程教育模式不相适应的状况。

本实验主要介绍由中国科技大学开发的《大学物理仿真实验2.0》系统的使用。

[实验目的]1. 掌握大学物理仿真实验系统的操作和使用；2. 了解大学物理分布式远程虚拟仿真实验教学系统所能实现的功能；3. 在大学物理仿真实验系统中进行仿真实验。

[实验仪器]1.计算机；2. 大学物理仿真实验系统。

[实验原理]虚拟实验系统由计算机（或计算机网络）、实验设备模块和实验软件三部分组成。

为了能够保证实验软件的运行速度，运行虚拟实验系统的计算机对cpu处理器和内存有一定的要求。

当在本地计算机上进行实验时，还要求配备有外部存储设备，例如硬盘等。

实验设备模块的功能主要靠软件来实现。

通过编写程序，可以在计算机上实现多种仪器，例如示波器、信号发生器、数字万用表等，或是直接显示信号的强度、频率、波形等性质，并利用鼠标键盘等输入设备对仪器进行操作和调节。

计算机上软件形式的虚拟设备具有很大的灵活性，实验者可以根据自己的需要进行设计、定义和扩充，使得这些虚拟设备更符合实际测量精度需要。

利用各种虚拟仿真实验软件，不但能很好的完成传统实验室的工作，还可以实现一些在传统实验室中无法完成的事情。

实验仿真软件是一个实验平台，它可以把要研究的对象用多媒体手段表现出来。

20212DON10.19392/ki1671-7341.202105048大学物理实验虚拟仿真实验平台优化的探讨姬鹏飞孙现亭平顶山学院电气与机械工程学院河南平顶山467000摘要：2020年年初，全国大、中、小学在教学上普遍采用网络授课，这打破了我院原有的实验教学模式，进而采用超星学习通+钉钉直播+虚拟仿真实验三元的实验教学模式。

通过实践分析三元实验教学模式的优劣，提出优化大学物理虚拟仿真实验平台的建议。

关键词：虚拟仿真实验;仿真平台；教学模式中图分类号:G642文献标识码:A大学物理实验是理工科类大学生必修的一门基础课程,实践性强，对于培养学生动手能力、发现一分析一解决问题能力、理论联系实际等方面的发挥着重要的作用*1]$随着教育技术的快速发展，实验教学应当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*2],目前一些高校基于微课、MOOCs、翻转课堂进行了实验教学改革,并取得了一定的效果⑴⑶⑷，通过采用超星学习通+钉钉直播+虚拟仿真实验三元教学模式的实践探索，提出了优化仿真实验平台的建议,为促进虚实结合实验教学模式的实践发展提供了更好的思路。

1授课模式实施实操实验无法进行的时期,原有虚实结合的实验教学模式被打破，超星学习通+钉钉直播+虚拟仿真实验三元教学模式临时加以实施，如图1所示:通过学习通在线平台，团队老师在线上自建了大学物理实验课程，在课程中，每一个具体实验上传有实验相关PPT讲解文档,实验操作视频,实验注意事项等，另外，通过导入学生相关信息，可以提前给学生通过学习通下达预习任务,授课时间提醒，作业等;学生可以根据老师发布信息，通过学习通预习，自学相关实验内容，然后到虚拟仿真平台了解仿真平台相关实验操作要求,进行仿真操作,最后在教师约定的授课时间(两个学时)进行钉钉直播,就学习通平台及仿真操作中遇到的问题进行讨论，根据讨论的共性问题在仿真平台进行仿真操作并讲解，学生可根据讲解进一步通过仿真实验平台完善实验操作,达到理想仿真成绩后完成实验报告回传至学习通平台待实验教师批阅。

大学物理实验仿真实验实验报告I. 引言大学物理课程中的实验教学是培养学生科学思维和实践能力的重要环节。

然而，由于实验设备和资源的限制，学生往往难以亲自进行所有的物理实验。

为了解决这一问题，许多高校开始采用物理实验仿真实验，即利用计算机模拟技术进行物理实验的虚拟仿真。

本实验报告将详细介绍一次大学物理实验仿真实验的进行过程和结果。

II. 实验目的本次实验的目的是通过物理仿真软件，模拟测量并分析简谐振动的周期时间与质量、弹性系数的关系。

通过实验，掌握简谐振动的基本原理和实验方法，并通过仿真实验，加深对实验数据的分析和处理能力。

III. 实验原理简谐振动是指物体在一个恢复力作用下沿同一直线往复运动的物理现象。

其周期T与质量m以及弹性系数k之间的关系可以通过以下公式表示：T = 2π√(m/k)根据该公式，我们可以推导出质量对周期的影响，以及弹性系数对周期的影响。

通过仿真实验，我们可以得到不同质量和弹性系数下的周期时间数据，进而分析它们之间的关系。

IV. 实验装置与方法本次实验采用XXX物理仿真实验软件进行，该软件能够通过计算机模拟出各种物理实验的过程和结果。

具体的实验步骤如下：1. 打开XXX物理仿真实验软件，进入简谐振动实验模块。

2. 设置初始条件，包括质量、弹性系数等参数。

3. 点击开始按钮，开始模拟实验过程。

4. 观察模拟实验的过程，记录下每次振动的周期时间。

5. 根据记录的周期时间数据，计算出不同质量和弹性系数下的平均周期时间。

6. 绘制周期时间与质量、弹性系数之间的关系曲线。

V. 实验结果与分析根据模拟实验过程中记录的数据，我们计算出了不同质量和弹性系数下的平均周期时间，并绘制了周期时间与质量、弹性系数之间的关系曲线。

通过曲线的趋势，我们可以得出以下结论：1. 质量对周期时间的影响：质量越大，周期时间越长。

这是因为质量越大，惯性力也就越大，所需的恢复力也越大，导致周期时间增加。

2. 弹性系数对周期时间的影响：弹性系数越大，周期时间越短。

大学物理实验虚拟仿真技术应用与实践一、引言大学物理实验一直是物理学习中不可或缺的一环，通过实验能够帮助学生更深入地理解物理理论知识。

然而，传统的大学物理实验存在一些问题，比如实验设备昂贵、实验安全隐患等，限制了学生对物理实验的深入学习。

虚拟仿真技术的出现为解决这些问题提供了新的途径，不仅可以实现对物理现象的模拟还可以帮助学生更好地理解物理现象。

本文将介绍大学物理实验虚拟仿真技术的应用与实践。

二、虚拟仿真技术在大学物理实验中的应用虚拟仿真技术是一种通过计算机模拟物理实验过程的技术，通过虚拟仿真，学生可以在计算机上完成各种物理实验，不受时间、地点等限制。

这种技术的应用在大学物理教学中有着广泛的应用。

1. 实验内容的虚拟展示通过虚拟仿真技术，学生可以在计算机上进行各种物理实验，比如光学实验、力学实验等，虚拟实验平台将实验内容以图形化的方式展示出来，使学生能够更直观地理解物理现象。

2. 实验数据的模拟获取在虚拟仿真实验中，学生可以根据实验设定和条件，获取实验过程中产生的各种数据，如位置、时间、速度等，模拟真实实验过程中的数据采集与处理，使学生能够更好地掌握实验原理及数据处理方法。

3. 实验结果的可视化呈现虚拟实验平台可以将实验结果以动画、图形等形式进行可视化呈现，学生可以通过观察实验结果的变化，更好地理解物理规律。

三、基于虚拟仿真技术的物理实验案例分析1. 光学实验通过虚拟仿真技术，学生可以进行光的反射、折射等实验，调整光源位置、反射面形状等参数，观察和分析光线的行为，深入理解光学原理。

2. 电学实验在虚拟仿真平台上，学生可以进行电路组装、电流电压测量等实验，模拟不同的电路连接方式和元件参数设置，通过观察电流电压变化，掌握基本电路原理。

3. 力学实验通过虚拟实验平台，学生可以进行各种力学实验，比如自由落体实验、简谐振动实验等，调整参数，观察各种物体的运动规律，深入理解力学知识。

四、虚拟仿真技术在大学物理实验中的实践效果评估通过一些初步调查和实践，虚拟仿真技术在大学物理实验中取得了显著的效果。

大学物理虚拟仿真实验技术辅助教学的研究作者：丁兰芳宋民青王彬
来源：《求知导刊》2019年第15期
摘要：大学物理实验在大学物理的教学中发挥着重要的作用。

文章利用基于Flash和MATLAB的虚拟仿真实验教学模拟系统来模拟一些基础的物理实验，旨在提高学生的实验操作能力和实验探究能力。

关键词：大学物理;虚拟仿真实验;Flash;MATLAB
目前，虚拟仿真教学模式的推广应用极大地促進了高校实验教学模式的改革，将虚拟仿真教学模式引入实验教学已经成为高校实验教学改革的一个新方向、新趋势。

学生可以通过编写程序代码，将实验中的随机误差、不确定度的算法编写进仿真实验软件系统中，这样也可以进一步提高仿真实验的准确度，不断优化仿真实验模拟系统，从而提高学生学习的主动性，达到高效学习的目的。

参考文献：
[1]周燕.虚拟仿真技术在大学物理实验教学中的应用[J].合肥工业大学学报（社会科学版），2008（5）：106-109.
[2]任驹，郭文阁，郑建邦.基于P-N结的太阳能电池伏安特性的分析与模拟[J].光子学报，2006（2）：171-175.
基金项目：青海大学教育教学研究项目资助“《大学物理实验》虚拟仿真技术辅助教学的研究”（JY2017019）。

作者简介：丁兰芳（1984—），女，青海西宁人，讲师，硕士，研究方向：物理学。

952019年5月总第313期ISSN1672-1438CN11-4994/T“互联网+”背景下大学物理虚拟演示实验的探索钟兰花 陈文博 肖世发岭南师范学院物理科学与技术学院 广东湛江 524048摘 要：在大学物理教学中，演示实验起着非常重要的作用，但多数情况下难以开展真实的演示实验。

虚拟仿真演示实验是解决该难题的有效途径，特别是在当前“互联网+”的教育背景下，虚拟实验将能发挥更明显的优势。

以光的干涉、衍射为例子，展示了基于LabVIEW 平台建立的虚拟演示实验，从中可以看出LabVIEW 相对于其他常用软件有着界面直观友好、编程方便快捷的优势。

关键词：大学物理；演示实验；LabVIEW ；虚拟实验作者简介：钟兰花，物理学博士，讲师；陈文博，在读本科生；肖世发，物理学博士，讲师。

基金项目：2017年广东省本科高校高等教育教学改革项目“基于Matlab 的数学物理方法课程可视化教学研究与改革”。

物理学是建立在实验基础上的一门学科，它是一切自然科学和技术的基础，一般高校的理工科专业都必修大学物理课程。

大学物理一般分为理论和实验两部分，但是理论课程和实验课程的内容安排很难一致，甚至安排在不同的学期。

大学物理理论课比较抽象、难懂，大部分学生难以产生兴趣。

为了使课程更形象、生动，降低理解难度，很有必要在课程中插入演示实验。

但是由于受时间、硬件条件的限制，更重要的是因为大学物理的许多内容在真实的实验中很难在学生面前清楚、明显地展示，因此在实际教学中很少安排演示实验。

随着计算机和多媒体设备的日益普及和互联网技术的发展，可借助虚拟仿真实验替代真实的演示实验，以有效地解决实际教学中存在的诸多问题。

虚拟仿真实验与真实的硬件实验相比，除了便于采用多媒体清晰播放外，主要有如下优点：(1)不受环境干扰，容易进行严格、精密的控制，排除了次要因素的影响，更容易突出现象的本质规律；(2)对实验结果能同时从不同的角度进行定量的展示；(3)实验中的参数很方便更改、调节，以展示不同参数条件下的物理现象；(4)损耗小、软件升级容易、易于扩展、生命周期长。

本科高校虚拟仿真实验教学系列项目示例文章篇一：《本科高校虚拟仿真实验教学系列项目：一场神奇的学习之旅》我听说过好多超级酷的东西，就像本科高校里的虚拟仿真实验教学系列项目。

这可不像我们平常在教室里听老师讲课那么简单，这简直就是打开了一个超级神奇的学习大门呢。

我有个表哥，他就在本科高校读书。

有一次我去他家玩，他就特别兴奋地跟我说这个虚拟仿真实验教学项目。

他说：“你能想象吗？就像自己突然进入了一个完全不一样的世界，这个世界里什么都可以按照你想要的样子去探索。

”我当时就瞪大了眼睛，感觉就像在听一个超级英雄的故事。

我问他：“哥，这是不是就像我们玩那种超级真实的游戏一样？”表哥笑着说：“可比游戏厉害多啦。

游戏里很多东西是假的，只是为了好玩。

这个虚拟仿真实验可是为了学习真知识的。

”比如说在物理实验里，以前他们只能看着书上的图，听老师讲那些抽象的原理。

像什么电磁感应，我光听名字就觉得晕乎乎的。

可是在这个虚拟仿真实验里，表哥说他就像一个小小的科学家。

他可以自己动手去摆弄那些仪器，调整各种参数。

就好像自己真的在实验室里一样。

他说：“我可以看到电流在电线里跑来跑去，就像一群调皮的小蚂蚁。

而且如果我把磁场的方向改变了，那些小蚂蚁就像被指挥了一样，朝着另外的方向跑。

这比光看书有趣多了。

”还有化学实验呢。

化学实验有些是很危险的，那些药品啊，一不小心就可能出问题。

我就听表哥说，有一次他们要做一个关于硫酸的实验。

要是在真正的实验室里，那可得小心翼翼的。

可是在虚拟仿真里，他就不用担心会被硫酸溅到或者把仪器弄坏。

他说：“我可以大胆地把硫酸倒来倒去，看它和不同的东西发生反应。

要是在现实中，这么干可就惨咯。

”他跟我形容的时候，眼睛里都闪着光，感觉就像发现了一个超级大宝藏。

再说说生物实验吧。

我对生物可感兴趣了，那些小细胞、小动物啥的。

表哥说他们在虚拟仿真里研究细胞结构的时候，就像钻进了细胞里面的小侦探。

他说：“我能看到细胞里的各种小器官，什么线粒体啊，叶绿体啊，就像一个个小小的工厂在忙碌地工作。

虚拟仿真实验与真实实验学习效果的眼动研究--以密立根油滴
实验为例
刘金梅;张倚山;陈廷芳
【期刊名称】《物理教学探讨》
【年(卷),期】2024(42)3
【摘要】采用眼动追踪技术,结合测试、问卷以及访谈的方式,通过真实实验以及虚拟仿真实验两种不同实验形式的对比,探究两种实验形式下的学习效果是否存在差异。

再依据眼心假说解释其背后存在的内部认知规律。

结果显示,真实实验与虚拟仿真实验间存在注重点不同的差异,真实实验下学习者更加注意实验过程,而虚拟仿真实验下学习者更加注意实验原理与实验结果,该现象源于实验形式本身的差别,或是实验教学的侧重不同。

该研究表明,在实验教学中,应综合实际情况选择合适的实验形式。

【总页数】5页(P1-5)
【作者】刘金梅;张倚山;陈廷芳
【作者单位】华东师范大学物理与电子科学学院
【正文语种】中文
【中图分类】G633.7
【相关文献】
1.关于虚拟仿真实验教学及资源共享的模式研究——以东盟财经虚拟仿真实验教学中心为例
2.食品学科虚拟仿真实验教学平台构建研究——以课程"畜产品加工学"
乳化肠规模化生产虚拟仿真实验为例3.虚拟仿真实验教学对学生学习效果的影响研究
——基于35项实验和准实验研究的元分析4.PBL结合虚拟仿真实验教学助推研究型人才培养——以水生动物病毒分离纯化虚拟仿真实验的建设和应用为例5.行业特色高校虚拟仿真实验教学实践探索——以国家级一流课程“电力市场交易决策虚拟仿真实验”为例
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