物理實驗教學(xué)思路（5篇）范文
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[摘要]物理實驗課程對培養(yǎng)學(xué)生的研究能力和創(chuàng)新能力有極其重要的意義。但目前高職和?？茖W(xué)校在物理實驗教學(xué)方面存在很多問題，主要有學(xué)生的實驗基礎(chǔ)薄弱，實驗器材設(shè)備匱乏，實驗教學(xué)內(nèi)容不符合現(xiàn)實需求。因此，學(xué)校要重視物理實驗教學(xué)，制訂物理實驗教學(xué)大綱，開放物理實驗室，更新實驗設(shè)備，改進物理實驗成績評價體系。
[關(guān)鍵詞]師專；物理實驗；教學(xué)設(shè)計與構(gòu)想
一、師范類學(xué)校開設(shè)大學(xué)物理實驗課程的意義
高等師范專科學(xué)校(以下簡稱“師?！?是培養(yǎng)小學(xué)教師的主陣地。通過大學(xué)物理實驗課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握物理實驗的基本程序、基本物理量的測量原理和測量方法、基本實驗儀器的原理和使用方法以及重要的具有普遍意義的實驗方法和物理思想。同時，他們也能在物理實驗中掌握有效數(shù)字的概念，初步掌握不確定度的概念；提高自己準確取得實驗數(shù)據(jù)，正確記錄、處理數(shù)據(jù)，正確表達實驗結(jié)果的能力；形成實事求是的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)膶嶒炞黠L(fēng)，相互協(xié)作的團隊精神，勇于開拓的創(chuàng)新意識。物理實驗課程旨在初步培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗素質(zhì)，為后續(xù)實驗打下基礎(chǔ)。它有利于學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)及人文素養(yǎng)的養(yǎng)成，有利于學(xué)生成為探究型教師，適應(yīng)未來職業(yè)要求。
二、師范?？茖W(xué)校物理實驗的教學(xué)現(xiàn)狀
師專學(xué)生絕大多數(shù)來自農(nóng)村，他們的實驗基礎(chǔ)薄弱，他們掌握的實驗知識是通過教師的演示和講解獲得的，極少有自己動手的機會。因此，師專學(xué)生的實驗動手能力普遍不高。師專理科教學(xué)基礎(chǔ)差，實驗器材設(shè)備匱乏，實驗教學(xué)理念陳舊，對作為基礎(chǔ)課程的物理實驗重視不夠。有些學(xué)校的一些理工類專業(yè)取消了物理課，物理實驗自然也被排除在課程之外。實驗教學(xué)內(nèi)容不符合現(xiàn)實需求。師專沒有自己專用的實驗教材，過去的實驗內(nèi)容明顯不適合現(xiàn)有的實驗需要，大學(xué)教材也不適合師專學(xué)生學(xué)習(xí)。一方面，陳舊的物理實驗內(nèi)容不夠嚴謹，層次不合理，不適合師專學(xué)生；另一方面，本科大學(xué)物理實驗理論性強，內(nèi)容較深，計算復(fù)雜，多為驗證性實驗，主要是驗證一些經(jīng)典理論，也不適合師專學(xué)生。另外，市場上也有一些印有高職高專標識的實驗教材，但它們只是將本科教材稍作修改，刪繁就簡，變成高職高專實驗教材。此類教材內(nèi)容系統(tǒng)性差，與高職高師專業(yè)聯(lián)系不緊密，與實際生產(chǎn)生活脫節(jié)，不利于學(xué)生發(fā)展，制約學(xué)生創(chuàng)新理念和創(chuàng)新能力的形成。
三、對師專物理實驗教學(xué)的構(gòu)想設(shè)計
(一)制訂物理實驗教學(xué)大綱
相關(guān)部門要結(jié)合專業(yè)人才培養(yǎng)方案要求和本校學(xué)生特點制訂一套完善的高職、專科物理實驗教學(xué)大綱，依據(jù)大綱選定適合本校學(xué)生的必做實驗項目和選做實驗項目，選擇一些難度較高的具有示范性、前瞻性的實驗項目為精講演示實驗。我校普通物理實驗教學(xué)為一個學(xué)期，每周兩節(jié)課，筆者在教學(xué)中選擇了6個基礎(chǔ)性、普及性的實驗項目，將其作為必做實驗，它們是拉伸法測定楊氏模量、測定剛體的轉(zhuǎn)動慣量、固體比熱容的測定、惠斯登電橋?qū)嶒灐⒚芰⒏偷螌嶒?、牛頓環(huán)實驗。然后，筆者要求學(xué)生根據(jù)自己的興趣在其他十個分組實驗項目中選擇3~4個作為選做實驗。另外，筆者選擇了慣性秤實驗、趣味性強的靜電教具教學(xué)實驗、邁克爾遜干涉儀(等傾干涉)等實驗為精講演示實驗。筆者根據(jù)這些實驗內(nèi)容和學(xué)校的儀器特點編寫了適合師專學(xué)生的物理實驗教材。
(二)開放物理實驗室
學(xué)校要利用有限的實驗室資源給學(xué)生一個開放的實驗空間，為此，學(xué)?？梢越⒁粋€有效的實驗室預(yù)約管理系統(tǒng)，使學(xué)校對實驗室的管理更加科學(xué)更加規(guī)范化，同時能根據(jù)系統(tǒng)所提供的信息使實驗室的安排更加高效。實驗室系統(tǒng)管理員可以做到以下幾點:第一，能夠管理教師和學(xué)生的信息，發(fā)(上接85頁)布系統(tǒng)公告、管理實驗；第二，在網(wǎng)上相關(guān)的實驗，對教師和學(xué)生申請預(yù)約的實驗進行在線審核；第三，幫助教師和學(xué)生方便在網(wǎng)上進行實驗室預(yù)約，查詢實驗的狀態(tài)，及時了解實驗內(nèi)容。這樣，學(xué)生能自主安排實驗時間，也可以在晚上和周末做實驗。教師可以通過實驗管理系統(tǒng)檢查學(xué)生對實驗的預(yù)習(xí)準備工作，實現(xiàn)因材施教。學(xué)校開放實驗室能夠讓學(xué)生的實驗空間變大，實驗機會增多，有利于他們根據(jù)自己的專業(yè)選擇相應(yīng)的實驗項目。實驗管理系統(tǒng)也可以讓學(xué)生將做完實驗后的遺留問題反饋給教師，這樣，教師可以根據(jù)學(xué)生的問題完善教學(xué)內(nèi)容。
(三)更新實驗設(shè)備
自制進動實驗教具學(xué)校要結(jié)合本校實際多渠道籌集經(jīng)費，添置必要的先進的實驗設(shè)備。一方面可搜集一些本科院校淘汰的實驗儀器設(shè)備，對其進行重組，另一方面可以與企業(yè)協(xié)商將其閑置或淘汰的一些可利用的生產(chǎn)設(shè)備贊助給實驗室，以豐富實驗項目，使實驗接近生產(chǎn)實際。另外，學(xué)校要鼓勵廣大師生改進或動手制作實驗儀器及教具，以培養(yǎng)他們的團隊協(xié)作精神、自主創(chuàng)新意識和實踐動手能力。例如，在牛頓環(huán)實驗中，筆者將讀數(shù)顯微鏡的目鏡取下，換成了電子目鏡，通過USB線與計算機連接，可以用大屏幕實施多媒體教學(xué)，改變了傳統(tǒng)讀數(shù)顯微鏡視場小，教學(xué)不便的弊端。再如，教師可以自制進動實驗教具。1.材料:老式兩輪人力平板車車輪(帶中間橫桿)一只，老式轉(zhuǎn)椅底座一個(上有水平360°旋轉(zhuǎn)小轉(zhuǎn)盤)，機械磅秤秤鉤一只，秤砣若干。2.方法:在轉(zhuǎn)椅底座的小轉(zhuǎn)盤正中固定一個剛好能插入橫桿的轉(zhuǎn)孔，將車輪插入轉(zhuǎn)孔，轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤使之能在水平面內(nèi)360°靈活轉(zhuǎn)動，橫桿一端安裝車輪，車輪能在豎直面內(nèi)靈活轉(zhuǎn)動，另一端掛上秤砣。教師在演示時轉(zhuǎn)動車輪，掛上適當(dāng)?shù)某禹?，就可看到車輪在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，而橫桿在水平面內(nèi)慢慢轉(zhuǎn)動(進動)。
(四)改進物理實驗成績評價體系
師專物理教師要改變以往的評價方法，成績評定不要以一張試卷為準，要變知識考核為能力和綜合素質(zhì)考核。教師要將平時實驗過程、實驗報告、論文匯報、實驗過程的創(chuàng)新思維、實驗教具和科技制作等都作為考核依據(jù)，主要對學(xué)生的創(chuàng)新意識和綜合能力進行公證的考評。
參考文獻:
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作者：高旭輝 單位：桐城師范高等專科學(xué)校
第二篇：物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀與思考
摘要：隨著義務(wù)教育均衡發(fā)展的需要，農(nóng)村學(xué)校和城區(qū)學(xué)校的差距日趨縮小，無論是教師隊伍建設(shè)，還是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，農(nóng)村學(xué)校都有了很大的提升，但相對于城區(qū)學(xué)校，農(nóng)村學(xué)校的實驗教學(xué)水平還是有差距，主要表現(xiàn)在農(nóng)村學(xué)校對實驗教學(xué)的重視度不夠，學(xué)生動手操作能力不足，這也成了制約農(nóng)村物理教學(xué)的“瓶頸”，因此，農(nóng)村初中物理教師應(yīng)當(dāng)認識到實驗教學(xué)的現(xiàn)狀，并在此基礎(chǔ)上研究和探索提高物理實驗教學(xué)的有效方法。
關(guān)鍵詞：農(nóng)村學(xué)校；實驗教學(xué)；學(xué)生實驗；創(chuàng)新能力；教學(xué)方法
實驗教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的歸納能力，能培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度、良好的學(xué)風(fēng)、習(xí)慣等素質(zhì)，有助于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。但筆者在所在的農(nóng)村初中做過一些粗略的調(diào)查，現(xiàn)在的理化實驗開出率不到80%，好多實驗都是教師“口述”完成的，學(xué)生只是理解了皮毛，其實對實驗的了解只是停留在表面的認知，不利于他們對課堂知識的掌握。
一、農(nóng)村初中物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀
近年來，國家對農(nóng)村學(xué)校的硬件設(shè)施投入都比較大，尤其在實驗教學(xué)儀器設(shè)備方面，可以說是下了功夫的。筆者所在的學(xué)校也新建了一個高標準的物理實驗室，但值得一提的是，教學(xué)儀器設(shè)備數(shù)量的增加并沒有提升農(nóng)村學(xué)校實驗教學(xué)的質(zhì)量，實驗教學(xué)還在原地踏步，實驗的開出率依然達不到新課標的要求。實驗教學(xué)的課堂依然是教師“一言堂”，只有教師的演示實驗，沒有學(xué)生的操作實驗，殊不知這種做法在無形中已經(jīng)降低了學(xué)生的動手能力。
二、我對農(nóng)村實驗教學(xué)的一些看法
針對上述存在的問題，筆者認為農(nóng)村中學(xué)物理實驗教學(xué)應(yīng)該做到“兩個轉(zhuǎn)變”。一是物理教師觀念的轉(zhuǎn)變。農(nóng)村物理教學(xué)的落后與教師的教學(xué)理念有很大的關(guān)系，部分教師認為讓學(xué)生去做演示實驗是浪費時間，萬一學(xué)生成績考不好，會受到學(xué)校和家長的批評，在這種觀念的影響下，他們被迫放棄了實驗教學(xué)，即使學(xué)校強烈要求進行實驗教學(xué)，他們依然是換湯不換藥，繼續(xù)堅持用老方法進行實驗教學(xué)，因而，改變教師的觀念是推廣物理實驗教學(xué)的關(guān)鍵。二是教師自身能力的提高?！按蜩F還要自身硬”，現(xiàn)在，很多教師都忙于應(yīng)付各種各樣的行政性工作，研究教學(xué)的時間少了，自我學(xué)習(xí)的時間也少了，教師只有抽出更多的時間，潛心研究自己的教學(xué)，提高自身的教學(xué)能力，才能給學(xué)生更好的教育。
三、物理教學(xué)新思路
筆者所在的學(xué)校從2012年就進行了“三段性開放性教學(xué)模式”的探索，這一模式最大的特點就是“開放”，注重對學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識的培養(yǎng)。
（一）要求教師多使用多媒體教學(xué)
在國家及教育部門的大力支持下，學(xué)校已經(jīng)實現(xiàn)了“班班通”“校校通”“人人通”，但是有些教師還是習(xí)慣了口述式教學(xué)。其實多媒體教學(xué)設(shè)備可以讓物理實驗教學(xué)的過程變得更加生動，我校曾做出過這樣的嘗試，每個年級組選出一個班級進行物理實驗教學(xué)，其他班級依然使用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，一學(xué)期過后，采用多媒體技術(shù)開展物理實驗教學(xué)的班級的學(xué)生動手能力明顯提升，答題能力明顯要強于其他班級，這說明多媒體教學(xué)不但沒有阻礙學(xué)生成績的提高，反而使學(xué)生的能力得到了提高，而且學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣更加濃厚。
（二）鼓勵學(xué)生自制物理實驗器材
我在多媒體教學(xué)的基礎(chǔ)上，在班內(nèi)成立了物理實驗興趣小組，鼓勵學(xué)生自制教具，學(xué)生在自制教具的過程中，既鍛煉了動手能力，而且鞏固了所學(xué)知識。如在力章節(jié)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生利用課余時間自制了小車模擬滑行的實驗，還準備了毛巾、木板、玻璃等模擬實驗環(huán)境，通過實驗，學(xué)生一眼就能看出小車阻力不一樣滑行的長度就不一樣，最終得出了結(jié)論，學(xué)生這種自制教具的過程，其實就是提前學(xué)習(xí)的過程。我對表現(xiàn)比較好的學(xué)生進行了表揚，而且班內(nèi)很多學(xué)生表示希望課后能自制教具。
（三）鼓勵教師多參加多媒體教學(xué)大賽
我校一直很鼓勵教師參加各種多媒體教學(xué)大賽，而且在年度考核各方面給予很多的優(yōu)惠條件。比如，每學(xué)期我校都會舉辦物理實驗多媒體教學(xué)大賽，特設(shè)一、二、三等獎，評委團由學(xué)生組成。我在電學(xué)一章的教學(xué)大賽中用多媒體制作了電路串、并聯(lián)動畫，學(xué)生可以通過動畫準確掌握電路圖的畫法，課后他們一致表示，這種教學(xué)方法讓他們更加清晰地了解了串并聯(lián)電路的知識點，比教師的單純講授強多了。
（四）設(shè)立開放實驗室，鼓勵學(xué)生走進實驗室
由于課堂時間有限，學(xué)生很少有機會單獨進行實驗，所以教師要鼓勵學(xué)生敢于試驗，大膽試驗。例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)電路這一章的內(nèi)容時，可以到開放的物理實驗室里用實驗驗證是通路、開路、短路、短接、串聯(lián)還是并聯(lián)？學(xué)生動手操作比聽老師抽象的講解效果好得多。為了讓更多的學(xué)生都有機會進行獨立的物理實驗，我把開放實驗室的時間基本固定下來，而且會在固定的時間內(nèi)到場組織、指導(dǎo)?，F(xiàn)在，學(xué)生的很多精品小制作、小發(fā)明陳列在實驗室的櫥窗中，不僅鼓舞著本屆的學(xué)生學(xué)好物理的信心，也為下一屆學(xué)生樹立了的典范。搞好實驗教學(xué)是每位物理教師的教學(xué)能力最好的體現(xiàn)，只要我們敢于嘗試、勇于創(chuàng)新，改變自己陳舊的教學(xué)觀念，熟練掌握多種實驗教學(xué)方法，就會使物理課堂展現(xiàn)出特有的魅力。但“冰凍三尺非一日之寒”，希望每位物理教師都能在學(xué)生的成長路上做好指引者的角色，讓學(xué)生的物理學(xué)習(xí)從傳統(tǒng)教學(xué)中走出來。
參考文獻：
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作者：丁萬青 單位：甘肅省高臺縣南華初級中學(xué)
第三篇：物理實驗教學(xué)問題探討
摘要：物理學(xué)科具有較強的實踐性，尤其體現(xiàn)在物理實驗教學(xué)方面。文章主要分析當(dāng)前物理實驗教學(xué)中存在的問題，并提出切合實際的改進策略，旨在培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的熱情和積極性。
關(guān)鍵詞：物理實驗；問題；對策；操作能力
物理學(xué)是一門實驗科學(xué)，物理概念的建立、物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)，都有堅實可靠的物理實驗基礎(chǔ)。可以說，沒有實驗就沒有物理學(xué)。物理實驗教學(xué)之所以重要，是因為它可以將復(fù)雜、抽象的物理知識變得更加簡單、具體，這些簡單化、具體化的物理概念和物理知識能夠更好地被學(xué)生所吸收和掌握，并從中體會到學(xué)習(xí)物理的樂趣。同時，教師可以通過物理實驗課程鍛煉學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，讓學(xué)生真正學(xué)以致用。將理論和實踐有機結(jié)合起來，這一訴求也是素質(zhì)教育的根本目標。因此，分析當(dāng)前物理實驗教學(xué)現(xiàn)狀，找出問題，并提出具有針對性的改進措施至關(guān)重要。
一、物理實驗教學(xué)中存在的問題
學(xué)生有較強的好奇心，對物理實驗感興趣是必然的，但很多物理教師開展物理實驗教學(xué)時，教學(xué)效果并不突出，甚至無法實現(xiàn)教學(xué)目標，主要原因包括以下兩個方面。（1）教師方面。傳統(tǒng)應(yīng)試教育的陳舊教學(xué)理念深深影響著一些物理教師，他們對物理實驗的現(xiàn)實意義沒有形成充分認識，僅僅是將其當(dāng)作一種輔助手段，對學(xué)生的要求就是在考試中可以將實驗過程完整地寫出來即可，并不在意學(xué)生動手實驗?zāi)芰Φ膹娙?。因此，教師在授課中時常會采用“填鴨式”講授方法，即教師臺上講實驗，學(xué)生臺下背實驗。即便部分物理教師重視實驗教學(xué)，但由于準備實驗需要耗費大量的時間和精力，往往最終也會敷衍了事。這就造成學(xué)生采取死記硬背的方法背實驗，對物理概念和物理原理并沒有真正理解，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的難度。（2）學(xué)生方面。一些學(xué)生由于缺乏一定的組織紀律性，破壞課堂秩序，浪費教學(xué)時間，因而無法達到實驗的預(yù)期效果。還有一些學(xué)生沒有進行認真分析和思考，只是單純地重復(fù)、模仿，甚至對最基本的實驗原理都不甚了解，學(xué)生的思維能力、觀察能力及分析總結(jié)問題的能力更無從談起。
二、改進物理實驗教學(xué)的對策
實踐證明，物理實驗教學(xué)可以鍛煉學(xué)生的動手能力，激發(fā)學(xué)生更大的潛能。當(dāng)前部分學(xué)校過于重視學(xué)生的考試分數(shù)，忽視學(xué)生的實踐課程，以致學(xué)生的實驗操作能力欠缺，從而影響物理學(xué)科的深入學(xué)習(xí)。因此，要改進物理實驗教學(xué)策略，注重轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，提高實驗教學(xué)效率，提倡走進生活，完善情境教學(xué)方法。
（1）轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，提高實驗教學(xué)效率。首先，要提高教師自身的實驗教學(xué)素質(zhì)。教師要擁有創(chuàng)新和鉆研精神，要用新的教育思想和教育理論打破應(yīng)試教育的觀念束縛，使自己的教學(xué)能力不斷提高，使實驗技能得到切實加強。其次，教師應(yīng)做好實驗教學(xué)的準備工作，并規(guī)范操作。在物理實驗教學(xué)中，教師應(yīng)將課前準備工作落實到位，避免各種原因影響實驗效果。在物理實驗操作過程中，教師要注重規(guī)范性，有條不紊地進行演示，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹、科學(xué)的實驗態(tài)度。教師所操作的每一個實驗都要有明確的目的，是為了讓學(xué)生通過觀察實驗現(xiàn)象來了解物理知識和概念，也是為了將實驗基本操作技能演示出來，更是為了培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、思維能力及觀察能力。在此基礎(chǔ)上，教師在指導(dǎo)學(xué)生進行實驗操作的過程中要具有針對性，應(yīng)該突出學(xué)生的主體地位，善于引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生自主思考、觀察和討論，在恰當(dāng)?shù)臅r候再由教師進行總結(jié)、點撥。要讓學(xué)生在增強實驗操作熟練度的基礎(chǔ)上掌握物理理論基礎(chǔ)，使學(xué)生的動手能力得到提高、創(chuàng)造性思維能力得到鍛煉。
（2）走進生活，完善情境教學(xué)方法。物理實驗教學(xué)應(yīng)該更加貼近生活，物理教學(xué)資源應(yīng)該取自于生活中的點點滴滴，使教學(xué)情境更加生動、形象，將日常生活與物理實驗教學(xué)緊密聯(lián)系起來，使教學(xué)內(nèi)容更加豐富。同時，學(xué)生面對既陌生又熟悉的生活情境，會感到親切，會激起學(xué)生對于生活不斷探索的熱情，有助于加深學(xué)生對物理規(guī)律和物理概念的鞏固和理解，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生在日常生活中應(yīng)用物理知識的能力。例如，在有關(guān)電路連接的教學(xué)中，雙聯(lián)開關(guān)的例子可以源自日常生活：進屋按開關(guān)開燈，出門按開關(guān)關(guān)燈，再讓學(xué)生將電路圖的解釋原理畫出來。這樣，可以讓學(xué)生充分體會到學(xué)習(xí)物理的樂趣，真正做到學(xué)以致用。此外，教師在教學(xué)中應(yīng)該注重創(chuàng)新，為學(xué)生創(chuàng)造更多的動手機會，而不僅僅是讓學(xué)生記住實驗流程。
三、結(jié)束語
在物理教學(xué)過程中，物理實驗教學(xué)是重要的組成部分，不僅可以使物理課堂更加生動形象，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、動手能力及思維能力。物理教師應(yīng)該加強對物理教材的研究，打破傳統(tǒng)教學(xué)觀念的束縛，采用切合實際的教學(xué)方法，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)物理的積極性、熱情及主動性，充分突出學(xué)生在物理實驗課中的主體地位，從而保證良好的教學(xué)效果，達到預(yù)期的教學(xué)目標。
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作者：楊三富 單位：廣西北海市第三中學(xué)
第四篇：信息技術(shù)在醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)的重要性
摘要：文章在介紹了信息技術(shù)的同時，強調(diào)了將其應(yīng)用于醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)中的重要性，據(jù)此給出了具體應(yīng)用策略，并分析了信息技術(shù)在應(yīng)用過程中存在的問題，提出了具體的解決辦法，希望能夠使醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)建設(shè)水平得到進一步的提高。
關(guān)鍵詞：信息技術(shù)；醫(yī)用物理學(xué)；實驗教學(xué)；建設(shè)；實踐
信息技術(shù)是以計算機為基礎(chǔ)的技術(shù)，目前已經(jīng)成為了各領(lǐng)域應(yīng)用的主要技術(shù)之一，同時也成為了評價各領(lǐng)域當(dāng)前發(fā)展水平以及發(fā)展前景的重點。將信息技術(shù)應(yīng)用到教育領(lǐng)域，已經(jīng)成為了該領(lǐng)域發(fā)展的主要趨勢。醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)與信息技術(shù)的結(jié)合，對于教學(xué)水平的提高較為有利，因此需要得到有關(guān)人員的重視。
一、將信息技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)建設(shè)中的重要性
（一）是當(dāng)前教育領(lǐng)域發(fā)展的主要趨勢
信息技術(shù)的應(yīng)用是當(dāng)前教育領(lǐng)域發(fā)展的主要趨勢。各行各業(yè)的發(fā)展均需要遵循與時俱進的原則，要充分關(guān)注當(dāng)前世界同行業(yè)發(fā)展的局面與狀況，并充分利用新技術(shù)與新方法，這樣才能使行業(yè)得到更加快速的成長，不至于由于過于落后而被淘汰。教育行業(yè)同樣應(yīng)該如此，要跟隨時代的步伐，不斷解決問題，尤其是醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)，其對于創(chuàng)新性的要求更高，因此，將信息技術(shù)應(yīng)用起到非常必要。
（二）是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的主要措施
醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)具有嚴謹性，長此以往會導(dǎo)致學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。建議當(dāng)前學(xué)生生理與心理發(fā)展的特點，其對信息技術(shù)通常具有較大的興趣。將信息技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)過程中，可以使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣被有效的激發(fā)，這對于學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的提高以及課堂教學(xué)效果的改善均十分有利。
（三）是提高醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)水平的關(guān)鍵
將信息技術(shù)應(yīng)用到物理學(xué)實驗教學(xué)中，是提高教學(xué)水平的關(guān)鍵。傳統(tǒng)教學(xué)方法整體水平相對較低，無論從教學(xué)方式看，還是從教師與學(xué)生的關(guān)系或地位看，都亟待更新。信息技術(shù)是當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的主要代表，將其應(yīng)用于教學(xué)，能夠為其注入新的活力，對醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)水平的提高能夠起到極大的促進作用。
二、將信息技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)建設(shè)中的策略
（一）信息技術(shù)在醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)預(yù)習(xí)過程中的應(yīng)用
信息技術(shù)可以用于醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)的預(yù)習(xí)過程中。調(diào)查顯示，當(dāng)前學(xué)生對于預(yù)習(xí)的重視程度有待提高，大部分學(xué)生甚至完全不會預(yù)習(xí)，這一現(xiàn)象不僅在其他學(xué)科中存在，在醫(yī)用物理學(xué)中同樣存在。導(dǎo)致上述問題存在的原因，一方面在于學(xué)生沒有充分認識到預(yù)習(xí)的重要性，另一方面也在于該學(xué)科的預(yù)習(xí)難度相對較大。以G-M計數(shù)管坪曲線的測定為例，不僅實驗儀器復(fù)雜，同時操作鍵盤也相對較多，為學(xué)生預(yù)習(xí)增加了難度。將信息技術(shù)用于醫(yī)用物理學(xué)的預(yù)習(xí)，可以有效解決上述問題。將多媒體技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)過程中，將實驗的原理以及過程，以視頻的形式體現(xiàn)出來，進而使學(xué)生能夠通過觀看視頻，完整的了解實驗的每一個細節(jié)，這不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時也能夠達到提高其預(yù)習(xí)效率的目的。采用普通數(shù)據(jù)采集卡和LabWindows/CVI作為開發(fā)平臺，針對G-M計數(shù)管坪曲線的測定，形成系統(tǒng)軟件，可以有針對性的解決其操作復(fù)雜的問題，對于學(xué)生操作便利性的提高以及難度的降低能夠起到一定的幫助作用。
（二）信息技術(shù)在醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)評價過程中的應(yīng)用
信息技術(shù)應(yīng)用與醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)評價過程中，同樣能夠達到提高該學(xué)科教學(xué)水平的目的。教學(xué)評價應(yīng)本著客觀性與合理性的原則來實現(xiàn)，這樣才能提高說服力，使學(xué)生真正認識到自身存在的缺陷與不足。就目前的情況看，醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)評價主要以理論考試、口試以及操作考試三方面為主，上述教學(xué)評價方法，在一定程度上能夠反映學(xué)生對知識的掌握情況，但具有很大的漏洞，容易導(dǎo)致學(xué)生作弊等現(xiàn)象的發(fā)生。將信息技術(shù)應(yīng)用到該學(xué)科教學(xué)評價過程中，以平時的實驗數(shù)據(jù)為依據(jù)，采用信息技術(shù)對其進行總結(jié)與處理，能夠有效的了解學(xué)生真實的學(xué)習(xí)水平，這對于教學(xué)評價合理性的提高十分有利。
三、信息技術(shù)的應(yīng)用面臨的問題與解決辦法
（一）信息技術(shù)的應(yīng)用面臨的問題
1.軟件與硬件的配套問題
軟件與硬件需配套使用，才能夠使信息技術(shù)真正發(fā)揮其價值。就目前的情況看，醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)存在的問題在于，僅僅具備硬件基礎(chǔ)，卻并未將軟件與其配套使用，從某種程度上看，這導(dǎo)致了硬件資源的浪費，對于教學(xué)水平的提高會產(chǎn)生一定的阻礙。
2.教學(xué)模式問題
目前，醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)模式仍然以教師教、學(xué)生學(xué)為主，即教師仍扮演著課堂主體的角色，學(xué)生僅僅能夠觀察到教師的實驗過程，但很少真正的參與到實踐過程中，真正開展實驗，這是導(dǎo)致學(xué)生實驗操作能力差的主要原因。改革上述教學(xué)模式，是提高醫(yī)用物理學(xué)教學(xué)水平，改革其教學(xué)模式的主要策略。除此之外，傳統(tǒng)教學(xué)模式還會導(dǎo)致學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣，從長遠的角度看必定會影響教學(xué)水平。
3.教師技能問題
信息技術(shù)的應(yīng)用對教師技能提出了更高的要求。一部分教師任教時間長，雖具有較為豐富的教學(xué)經(jīng)驗，但對于信息技術(shù)卻知之甚少，因此其在教學(xué)過程中，也就無法充分利用該技術(shù)，進而導(dǎo)致醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)改革與優(yōu)化過程無法順利實現(xiàn)。上述問題的解決應(yīng)從教師的培訓(xùn)入手來實驗，除此之外，在自身技能的提高方面，教師也應(yīng)作出一定的努力。
（二）問題的解決辦法
為解決上述問題，應(yīng)實施具有針對性的策略，在提高軟件與硬件配套性基礎(chǔ)上，改善教學(xué)模式，提高教師技能，為教學(xué)環(huán)境的優(yōu)化提供保證。
1.提高軟件與硬件的配套性
提高軟件與硬件的配套性，是解決當(dāng)前應(yīng)用物理學(xué)實驗教學(xué)存在的軟件與硬件不配套問題的主要方法。要避免將計算機資源閑置，要將其真正用于實驗教學(xué)，以提高教學(xué)水平。對此，學(xué)校要認識到應(yīng)用軟件的重要性，要在專業(yè)技術(shù)人員的幫助下，提高軟件應(yīng)用的可靠性，并使其能夠有效發(fā)揮其價值，為醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)水平的提高帶來更大的幫助。
2.改善教學(xué)模式
改善教學(xué)模式同樣十分重要。傳統(tǒng)教學(xué)模式以教師教、學(xué)生學(xué)為主，不僅剝奪了學(xué)生的主體地位，同時也會阻礙其創(chuàng)造力的發(fā)揮，從短期看，會導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣降低，學(xué)習(xí)水平停滯不前，從長期看，則會對學(xué)生以創(chuàng)新能力為代表的綜合素質(zhì)的降低，對于其就業(yè)等都十分不利。對此，必須及時改善教學(xué)模式。要改變教師的主體地位，將學(xué)生作為課堂的主體，將課堂大部分時間交給學(xué)生，使學(xué)生可以獲得動手操作實驗的機會，以充分激發(fā)起學(xué)校以及思考的興趣，這不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力，同時還能夠使學(xué)生更加深入的了解實驗步驟以及相應(yīng)知識，對于其思維能力以及創(chuàng)造能力的培養(yǎng)都十分有利。另外，教師在課堂中則要發(fā)揮引導(dǎo)作用，要加強對學(xué)生的引導(dǎo)，在學(xué)生操作存在問題時，幫助其解決。除此之外，還應(yīng)將以多媒體為代表的信息化技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)過程中，將實驗過程展示在多媒體中，提高實驗的可視化程度，并將相應(yīng)電子資源通過社交軟件等形式發(fā)送給學(xué)生，使學(xué)生可以隨時觀看實驗，提高學(xué)生對知識的掌握水平。
3.提高教師技能
鑒于當(dāng)前一部分教師存在的計算機以及信息化技能達不到要求的問題，要極大力度提高教師技能。可以通過培訓(xùn)的方法，使教師獲得更多信息技術(shù)知識以及對信息化技術(shù)的利用手段，使其能夠?qū)⑵漤樌麘?yīng)用到課堂當(dāng)中，提高教學(xué)效率與水平。除此之外，教師自己也應(yīng)認識到提高技能的重要性，要通過網(wǎng)絡(luò)等種種途徑，學(xué)習(xí)更多的有關(guān)信息化技術(shù)的知識，并多多觀看將上述技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)中的視頻，以為醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)建設(shè)質(zhì)量的提升帶來更大的支持。
四、結(jié)束語
綜上所述，傳統(tǒng)教學(xué)方法的應(yīng)用會阻礙醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)的建設(shè)與創(chuàng)新，應(yīng)將信息技術(shù)應(yīng)用到具體教學(xué)過程中，為學(xué)生創(chuàng)造更好的預(yù)習(xí)環(huán)境，降低預(yù)習(xí)難度，提高預(yù)習(xí)效率，與此同時，還應(yīng)將其用于教學(xué)評價過程中，以優(yōu)化教學(xué)評價過程，提高評價的合理性與客觀性，使之能夠真正反映學(xué)生的學(xué)習(xí)水平。針對當(dāng)前醫(yī)用物理學(xué)實驗教學(xué)中存在的問題，要提出不同的策略對其加以解決，以最大程度的提高教學(xué)建設(shè)水平。
參考文獻
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作者：鮑秀珍；石磊 單位：內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)
第五篇：虛實結(jié)合的物理實驗教學(xué)探討
摘要：實驗教學(xué)如何借助虛擬仿真技術(shù)有效地提升教學(xué)效果，是實驗教學(xué)界普遍關(guān)注的課題。本文結(jié)合自主開發(fā)的教學(xué)實驗項目，介紹我校開展虛實結(jié)合的物理實驗教學(xué)的理念和實踐———一種既實又虛的實驗教學(xué)新模式：在不削弱現(xiàn)有實驗訓(xùn)練強度的基礎(chǔ)上，通過虛擬仿真實驗幫助學(xué)生對實驗內(nèi)容，特別是其中的難點，有更深入、更全面的理解，以期學(xué)生能掌握實驗背后的物理及實驗設(shè)計思路等。
關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù)；虛實結(jié)合；教學(xué)模式；教學(xué)效果
“教育部辦公廳關(guān)于開展2015年國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)工作的通知”明確要求“虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)應(yīng)充分體現(xiàn)虛實結(jié)合、相互補充、能實不虛的原則，實現(xiàn)真實實驗不具備或難以完成的教學(xué)功能。在涉及高危或極端的環(huán)境，不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或綜合訓(xùn)練等情況時，提供可靠、安全和經(jīng)濟的實驗項目。”對“虛實結(jié)合、相互補充、能實不虛”的建設(shè)原則，不少同行理解為虛擬仿真實驗主要是替代或補充實際的實驗教學(xué)，進而開始懷疑：削弱現(xiàn)行的實際實驗教學(xué)的強度，實驗教學(xué)的效果還能保證嗎？本已有較明顯不足的學(xué)生實驗?zāi)芰κ欠駮M一步弱化？還能支持他們的長遠發(fā)展嗎？這或許是近幾年獲批成立的虛擬仿真實驗教學(xué)中心中，工程類和實訓(xùn)類明顯占優(yōu)勢，而基礎(chǔ)學(xué)科類明顯偏少的一個原因。然而，現(xiàn)有的實驗課時數(shù)不明顯少于國外高校且已經(jīng)比較系統(tǒng)化的實驗訓(xùn)練，學(xué)生的實驗?zāi)芰€存在較大的提高空間，現(xiàn)行的實驗訓(xùn)練在課程設(shè)計、教學(xué)實踐的某些環(huán)節(jié)應(yīng)該存在著亟需改進和優(yōu)化之處。如此，我們不妨從另一個角度來理解虛擬仿真實驗的建設(shè)原則：能否在現(xiàn)行的實驗教學(xué)體系的基礎(chǔ)上，充分挖掘虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢，嘗試去解決實際實驗教學(xué)中存在的深度、廣度上，以及對學(xué)生能力發(fā)展的促進作用等方面的不足？很顯然，這需要“虛實結(jié)合”的實驗教學(xué)，既實又虛———基于現(xiàn)有的實驗項目，開發(fā)的虛擬仿真實驗內(nèi)容，不僅僅是幫助學(xué)生預(yù)習(xí)，更重要的是幫助學(xué)生提高對實驗的理解和掌握，進而改善實驗訓(xùn)練的效果，提升學(xué)生的實驗綜合能力。本文將結(jié)合具體的實驗案例，介紹復(fù)旦大學(xué)物理虛擬仿真實驗教學(xué)中的建設(shè)理念和教學(xué)實踐：既實又虛的實驗教學(xué)模式。
1復(fù)旦大學(xué)物理虛擬仿真實驗教學(xué)的建設(shè)歷程和現(xiàn)有課程體系
上世紀90年代，復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系在全國較早開展計算機輔助教學(xué)（CAI）研究，鐘萬蘅老師帶領(lǐng)研究團隊編制固體物理、統(tǒng)計物理、近代物理等課程內(nèi)容的虛擬仿真軟件，將氣體擴散、晶格振動模式、斯特恩－蓋拉赫實驗等學(xué)生較難理解的內(nèi)容通過科學(xué)的計算，以動畫、可任意轉(zhuǎn)動的立體模型等形式展現(xiàn)出來，促進了學(xué)生對這些內(nèi)容的掌握。鐘萬蘅老師的團隊制作的教學(xué)軟件在全國評比中多次獲獎。在此之后，專門開設(shè)的“物理CAI課件設(shè)計”一直是我校的特色課程，該課程要求學(xué)生通過實踐來學(xué)習(xí)、掌握Photoshop，F(xiàn)lash，DreamWeaver，3DMAX等虛擬仿真課件制作工具和C＋＋，VisualBasic，Delphi，Java等常用編程語言，不僅能夠經(jīng)常開發(fā)制作一些虛擬仿真實驗項目和課堂教學(xué)演示軟件，還能鍛煉學(xué)生的計算機使用能力，特別是在制作軟件的過程中，所討論問題的物理圖像會更加清晰。
在2000年前后，沈元華老師帶領(lǐng)團隊開發(fā)用于幫助學(xué)生做好實驗預(yù)習(xí)的虛擬仿真實驗，包括“邁克耳孫干涉儀預(yù)習(xí)CAI”和“真空系統(tǒng)實驗CAI”?！斑~克耳孫干涉儀預(yù)習(xí)CAI”通過錄像、動畫等多媒體手段，對實驗的原理、儀器的構(gòu)造和調(diào)節(jié)方法等作了較為詳細的介紹，幫助學(xué)生更高效地做好實驗預(yù)習(xí)，提高學(xué)生實驗室做實驗的效率和對實驗內(nèi)容的掌握?！罢婵障到y(tǒng)實驗CAI”建立虛擬實驗環(huán)境中的高真空實驗系統(tǒng)，為各真空部件和操作單元設(shè)計獨立的狀態(tài)表及相互聯(lián)系，允許學(xué)生對各操作單元進行獨立操作，并模擬、記錄、展示“當(dāng)前操作”長時間運行的結(jié)果，該軟件可以讓學(xué)生了解正常的操作流程，明白各種錯誤操作會導(dǎo)致的儀器損壞，并掌握如何通過監(jiān)測儀表等及時發(fā)現(xiàn)自己的錯誤操作，以便及時糾正?！罢婵障到y(tǒng)實驗CAI”教學(xué)軟件的使用不但提高了高真空實驗的訓(xùn)練效果，還可以避免因為學(xué)生操作不當(dāng)而不及時糾正導(dǎo)致真空系統(tǒng)的損壞。經(jīng)過二十余年的開發(fā)積累和教學(xué)實踐，我們已建成了特色鮮明的虛擬仿真實驗教學(xué)體系，包括“虛擬仿真實驗開發(fā)課”、“虛實結(jié)合的實驗教學(xué)”、“醫(yī)學(xué)物理虛擬仿真實驗”和“互聯(lián)網(wǎng)遠程控制實驗”4個模塊。
1.1專門開設(shè)“虛擬仿真實驗開發(fā)課”
虛擬仿真實驗課包括“物理CAI課件設(shè)計”和“計算物理模擬實驗”，訓(xùn)練學(xué)生自主開發(fā)虛擬仿真實驗的能力。該課程要求學(xué)生基于分子動力學(xué)模擬和第一性原理計算，運用計算圖像顯示技術(shù)，針對1個或多個物理知識難點，結(jié)合當(dāng)前凝聚態(tài)物理研究前沿，設(shè)計虛擬仿真實驗，幫助學(xué)生了解并領(lǐng)會計算物理基本內(nèi)涵與技巧，初步掌握計算物理處理實際問題的思路與策略，為訓(xùn)練與提高科研能力打下基礎(chǔ)。基于這些課程，在獨立開發(fā)虛擬仿真實驗的過程中，學(xué)生能較好地掌握如何構(gòu)建物理模型，對描述物理體系的關(guān)鍵參量的理解更加深入，物理體系隨參量化過程的物理圖像也更清晰。這些課程受到學(xué)生的普遍歡迎。
1.2在實驗課程的日常教學(xué)中，引入多款通用的設(shè)計、仿真軟件，深入開展虛實結(jié)合的實驗教學(xué)新模式
虛實結(jié)合的實驗教學(xué)除了可以補充實驗課程內(nèi)容上的不足（很難可持續(xù)地開展易耗、高成本、高危性質(zhì)的教學(xué)實驗），或者幫助學(xué)生做好實驗前的預(yù)習(xí)準備，提高實驗課的效率，更可以借助自主開發(fā)的實際實驗和虛擬仿真相結(jié)合的實驗項目，發(fā)揮實驗操作訓(xùn)練和虛擬仿真各自的優(yōu)勢，深入挖掘?qū)嶒灛F(xiàn)象背后的物理實質(zhì)，直觀地展示知識難點，詳盡地剖析實驗技術(shù)的精髓，加深學(xué)生對實驗的理解，讓學(xué)生在充分理解的基礎(chǔ)上做好實驗，還能“無成本”地拓寬和加深實驗教學(xué)的內(nèi)容，提高實驗綜合能力培養(yǎng)的水平。在實驗教學(xué)中引入的虛擬仿真軟件包括：電路仿真軟件MultiSim和OrCAD；光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計仿真軟件TracePro和Ze－max；機械3D設(shè)計軟件SolidWorks、ProE；電子光學(xué)仿真軟件SimIon；多物理場模擬軟件Com－sol；荷能離子轟擊固體表面的模擬軟件SRIM和Trim－DYN；高能粒子和物質(zhì)相互作用模擬軟件Geant4。
1.3自主建設(shè)的醫(yī)學(xué)物理模擬實驗
為了揭示人體的物理奧秘，利用物理知識開展精確醫(yī)學(xué)診療，為醫(yī)學(xué)生開設(shè)“醫(yī)學(xué)物理與實驗”新課程，自主研制了聽覺物理、呼吸物理以及血液循環(huán)等虛擬仿真系統(tǒng)。研制的蘋果手機應(yīng)用軟件“Love－Ears”，可以隨時隨地進行與聽覺物理相關(guān)的虛擬實驗；肺呼吸物理仿真模型可以模擬肺的粘彈性及病理特征，進行肺順應(yīng)性曲線的模擬測量；正在建設(shè)的血液循環(huán)虛擬仿真系統(tǒng)，可以模擬各種心血管疾病形成的物理因素。
1.4自主建設(shè)的互聯(lián)網(wǎng)遠程控制實驗
“網(wǎng)絡(luò)控制牛頓環(huán)實驗”和“網(wǎng)絡(luò)控制靜電實驗”允許學(xué)生在任何時間通過網(wǎng)絡(luò)操作實驗設(shè)備，得到實驗結(jié)果；在建的“網(wǎng)絡(luò)控制單擺實驗”則允許實時測量重力加速度隨海拔和緯度的變化。
2虛實結(jié)合的實驗教學(xué)案例
2.1積木式光柵光譜儀的設(shè)計與搭建
實驗光柵光譜儀是使用非常廣泛的科學(xué)儀器，我們的實驗教學(xué)體系中也有多個與光柵光譜儀相關(guān)的教學(xué)實驗項目，包括“光柵光譜儀的應(yīng)用”和“氫光譜與類氫光譜實驗”，但學(xué)生對光柵光譜儀的結(jié)構(gòu)如何、分辨率與信噪比跟哪些因素有關(guān)等內(nèi)容掌握得不深入、不全面，而在二維平面上光學(xué)元件調(diào)節(jié)技能方面的欠缺更是明顯；為此，我們專門開發(fā)了虛實結(jié)合的“積木式光柵光譜儀的設(shè)計與搭建實驗”。實驗要求學(xué)生借助TracePro、Zemax等光學(xué)設(shè)計軟件，選擇光學(xué)元器件，設(shè)計、搭建、調(diào)試滿足自己需求的光柵光譜儀（如：波長分辨率優(yōu)于1nm等）。學(xué)生在確定光譜儀性能指標后，在TracePro、Zemax等光學(xué)工程設(shè)計軟中建立光柵光譜儀的模型，然后調(diào)節(jié)模型中各元件的參量設(shè)置，設(shè)定輸入條件，得到模擬的光路圖，然后根據(jù)自己的需要，對模型中各元件的參量（包括會聚透鏡的面積、光柵的光柵常量以及它們的空間參量）設(shè)置進行調(diào)整，得到趨近于自己的設(shè)計目標的光譜結(jié)果?；谧约涸O(shè)計的模型，學(xué)生可以在實驗室選擇相應(yīng)的光學(xué)元件，在光學(xué)平臺上搭建光譜儀，比較自己的光譜儀的輸出結(jié)果和軟件模擬的結(jié)果；再利用設(shè)計軟件對光譜儀的參量設(shè)置進行嘗試性調(diào)節(jié)，以尋找實際光譜儀輸出結(jié)果與模擬結(jié)果之間產(chǎn)生差異的原因，進而高效地完成光譜儀的調(diào)節(jié)和性能優(yōu)化，完成滿足自己設(shè)定指標的光柵光譜儀。
2.2克拉尼圖形實驗
共振是日常生活和科學(xué)研究中經(jīng)常遇到的現(xiàn)象，其數(shù)學(xué)描述比較復(fù)雜，特別是實際體系較為復(fù)雜的邊界條件往往使波動方程的數(shù)學(xué)求解變得很困難，甚至無法得出解析解，而解析解往往也是用特殊函數(shù)表達，很不直觀，學(xué)生很難建立數(shù)學(xué)解與實際實驗現(xiàn)象之間的關(guān)聯(lián)，進而影響對實驗內(nèi)容的掌握，用方形薄板和三角形薄板演示克拉尼圖形就存在這樣的問題。為此，開發(fā)了虛實結(jié)合的“克拉尼圖形”實驗。實驗要求學(xué)生首先用壓電陶瓷片驅(qū)動金屬薄圓盤，借助細沙粒得到薄圓盤在不同頻率下的共振模式。然后嘗試給出其數(shù)學(xué)解，并在Comsol軟件中建立二維圓盤的模型，得到其共振模式，比較并分析實驗測量結(jié)果與模擬結(jié)果、解析解之間的異同，進而利用模擬軟件研究圓盤參量（如材料、大小、厚度等）變化時，圓盤共振頻率和共振模式如何變化。
3總結(jié)和展望
虛實結(jié)合的實驗教學(xué)可以讓學(xué)生更好地理解實驗現(xiàn)象背后的物理實質(zhì)，從而明明白白地做實驗，而不是機械地參考實驗講義完成實驗。虛擬仿真技術(shù)在實驗教學(xué)中的合理使用，可以幫助學(xué)生自主建立物理模型，把握研究對象、實驗系統(tǒng)的關(guān)鍵特性，理解實驗方法的設(shè)計思路，學(xué)習(xí)合理地評估實驗結(jié)果，有望明顯改善實驗教學(xué)的效果。2015年，我們申報國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心獲得批準。在今后的建設(shè)過程中，我們將建設(shè)更多的虛實結(jié)合的實驗教學(xué)案例，更全面地實踐“虛實結(jié)合”的實驗教學(xué)模式，為切實提高學(xué)生的實驗?zāi)芰^續(xù)探索。
作者：樂永康，龔新高，蘇衛(wèi)鋒，呂景林，冀敏 單位：復(fù)旦大學(xué)
