摘要：有许多人认为大学物理仅仅是理工科学生的基础课程，但对于其他文科类学生来说物理实验也有助于提升他们的自然科学素质和知识创新，在人才的教育培养中具有重要的作用。在大学物理课程中怎样借助虚拟仿真技术合理有效的开展实验教学，是广大教师普遍关注的问题，本文就在不削减原有物理实验训练强度基础之上，利用虚拟仿真实验帮助学生对实验的内容特别是物理学习过程中的难点重点有更加深入、全面的了解，以达到学生明确实验背后的原理及实验思路等。
关键词：虚实结合；大学物理；实验教学
前言
物理学是一门具有较强实践性的学科，物理学的所呈现的规律和理论建立，都需要用实验进行验证以此作为坚实的基础。物理知识抽象复杂具有一定的难度，在教学活动中开展实验教学是必不可少的重要环节，是培养物理性人才的重要途径。但在传统实验教学中已经不能满足现代实验教学的基本要求，需要教师不断革新实验观点，将虚拟实验运用到实际教学活动中。虚拟仿真实验有利于完善现有的物理实验教学体系，提高实验教学质量，弥补大学物理实验教学所存在的不足。本文将对虚实结合下的大学物理实验教学模式进行简要分析。
一、建立虚实结合的实践教学体系
在实践能力培养的过程中，实验教学是一项重要的环节，充分体现出人才培养的具体要求与发展目标。在原有的大学物理实验教学的基础上总结、梳理、整合、深化等教学改革，形成以基础型、综合型、虚拟仿真型、数字化、应用创新型等多元化实验模式，建立以“体系+模块”的实验教学结构，搭建以学生为教学主体，能力为培养主要路线，分层次、多教学模块的大学物理实验教学平台[1]。教师在充分发挥虚拟仿真实验的优势时也不要忘记结合实物实验，他们各具优势相互补充。构建虚实结合的实践教学体系，可以组织实施层次分明、模块多样的大学物理实验教学，充分展示出虚实结合的特点，根据不同的教学模块设置不同的教学目标，实验内容的侧重方向要基于学生专业发展方向的需求进行制定。各实验模块既要保障实验的系统性能够适用于不同层次不同专业方向的学生，又要保持每一模块的独立性，从根本上解决学生仅停留在公共基础学习的表层等问题，进而完成向专业学习的转变，注重能力的培养，从而实现大学物理实验教学的质量，推动学生学习的发展，同时也实现高校教育的快速发展。
图1虚实结合大学物理实验教学资源
二、基于互联网之上的实验教学管理
为符合开放型的现代教学新理念，大学将以互联网为基础的实验教学管理系统引进物理实验室。管理系统分别由服务器、互联网、客户终端这三个部分组成。服务器运行包含学生的选课、学生和教师课程管理等相关管理模块，在一定程度上完成了课程管理，预习实验，实验仿真模拟，课后作业提交等实时在线应用功能。利用计算机和智能手机可以完成客户终端与互联网和服务器的对接。开放式的现代化实验教学管理模式能够科学合理高效的利用实验设备等教学资源。随着计算机与智能手机的普及，宽带网络的迅猛发展，开放式的实验教学模式对大学物理实验教学效果起到不可忽视的作用。同时开放式网络化教学管理平台，为大学物理实验中开展在线虚拟仿真实验提供了不可替代的应用平台[2]。教师应根据不同的专业需求，结合大学物理教学内容，构建出以学生专业发展需求为基准的大学物理实验教学体系。教师能够在有限的实验教学课堂中，结合学生专业发展方向，科学合理的划分出综合性、验证性和设计性实验在课堂中的占比程度，确保不同专业的实验教学内容都能顺利开展。众所周知，大学物理实验分为四个类别，分别是实验理论、验证性实验、综合性实验和设计性实验，再结合学生专业特点将大学物理实验分为物理、电子信息、机械、农林、化学五大教学方向，各个教学方向都对应着不同教学模块，各模块的实验重点内容以专业发展需求为准则。例如，在电子信息类实验教学中，实验理论课时为6课时，验证性实验为16学时，其余两大实验分别占4学时。基础性实验顾名思义以基础为主，注重学习力、光、电灯基本实验，综合性与设计性的实验注重学习光学和电磁学专题内容，实验类型的选择可以依据学生自身的兴趣爱好，为日后深入学习专业知识打下良好坚实的基础
三、构建虚拟仿真实验室进行实验教学
在上个世纪九十年代初虚拟仪器以一种新型仪器类型出现在人们的视野中，是将计算机技术、软件技术与传统的仪器技术进一步深度结合而研发的一项新型实验技术。近几年来，国家越来越重视高校虚拟仿真实验教学，引导各高校加强虚拟仿真与实物实验教学之间的联系。在虚拟现实技术应用研究中虚拟仿真实验室成为重要的载体和平台，怎样在传统实验教学的基础之上融合各种信息技术开展虚实结合的物理实验教学模式已经成为高校实验室中重要的研究课题。虚拟实验室能够培养学生的动手能力和创新能力，在促进学生全面发展等当面发挥了重要的作用。虚拟仿真实验以多媒体技术、虚拟现实、信息技术、计算机仿真软件作为媒介，构建出具有高仿真度的虚拟实践景象与实验环境，还能实现实物实验难以完成的教学效果。虚拟仿真实验教学是一种较新型的实验形式，它有别于传统实验的教学方法和手段，学生在虚拟的环境中开展物理实验，能够满足学生的认知同时也达到实验教学效果。虚拟仿真实验将实验设备、教学内容，学生实践融合为一个整体，形成一部可以操作的灵活的教学资源。虚拟仿真实验为学生提供了良好的自主学习环境，解决传统实验教学中出现的实验教学资源不足的问题，使教学资源发挥到最大限度，是将学科专业与信息技术相融合的新型产物，符合实验教学的未来发展方向[3]。虚拟仿真实验是具有开放式与个性化的实验教学，可以设置出不同层次、不同类型的实验项目。对于低年级的学生，可以让他们试着接触基础物理虚拟仿真实验项目，弥补学生物理实验基础程度存在差异的不足，突出实验的难度，重点展现仪器的使用技术，全方位的培养学生基本实验技能与物理文化素养。在大学物理课堂中，学生需要完成一些必修的实验项目，虚拟仿真实验教学能够让学生更加灵活的掌握实验时间，因为学生可以进行在线的实验预习、自主学习等，学生不再局限于物理实验室内，打破时间与空间的限制，更有利于学生学习相关实验器材的使用方法以及使用要求，便于学生进行实物实验的操作，加深实验内容在头脑中的记忆，进一步理解和掌握物理学知识点，培养学生优秀的实验能力。对于一些开放性的物理实验项目，学生可以利用虚拟仿真实验教学的特点自主选择诸多实验项目进行实验，进一步增强自身物理知识的积累，拓展更多的实验内容，激发学生的学习兴趣，培养学生的创新性思维和发散性思维，提高学生自主解决问题的能力。
图2 虚拟仿真实验室
总结
大学物理实验教学是高校培养实践性应用人才的重要教学环节，虚拟仿真技术的应用为大学物理实验室注入了新鲜的元素，符合新课标下的教学理念。随着信息化时代的不断推进，虚拟仿真实验与实物实验有机结合，二者相互补充，为物理实验教学提供便利，有利于学生更好的完成物理实验项目，提高专业知识素养，提升实验能力、应用创新能力，它将成为高等教育的重要发展方向。
参考文献：
[1]文晓艳，吴也.虚实结合下的大学物理实验教学模式分析[J].教育现代化，2019，6（14）：53-55.
[2]王家政.构建虚实结合大学物理实验教学课程体系[J].当代教育实践与教学研究，2019（03）：82-83.
[3]康小平，何仲，赵鲁梅，黄槐仁.基于虚实结合的大学物理实验教学模式研究[J].高师理科学刊，2018，38（06）：101-103.
论文作者:肖兰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/12
标签：实验教学论文; 学生论文; 大学物理论文; 虚实论文; 物理实验论文; 物理论文; 基础论文; 《基层建设》2019年第17期论文;