黃金棟

摘要：從大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)放共享的特點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的發(fā)展需要，以促進(jìn)自主學(xué)習(xí)和提升教學(xué)效果為目標(biāo)，將虛擬仿真技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建了一個(gè)物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。提出了平臺(tái)建設(shè)的基本原則和體系架構(gòu)，并以光柵單色儀虛擬仿真實(shí)驗(yàn)為例，詳細(xì)介紹了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在線學(xué)習(xí)和教學(xué)互動(dòng)的全過(guò)程。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建成，完善了物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)體系，豐富了物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)手段，實(shí)質(zhì)性地推動(dòng)了以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式的開(kāi)展，使物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)效果得到了顯著提升。

關(guān)鍵詞：物理實(shí)驗(yàn)教學(xué);虛擬仿真技術(shù);在線教學(xué);自主學(xué)習(xí)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）30-0261-04

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教學(xué)進(jìn)程中不可或缺的重要組成部分，是學(xué)生加深理論知識(shí)理解的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是學(xué)生提高創(chuàng)造性思維和實(shí)踐能力的一個(gè)有效手段。在當(dāng)前的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，受實(shí)驗(yàn)種類(lèi)繁多、儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜和價(jià)格不菲等因素的制約，再加上大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)特有的普適性和開(kāi)放性的特點(diǎn)，往往不能滿足每位學(xué)生自主安排實(shí)驗(yàn)課程、自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)參數(shù)、反復(fù)多次調(diào)試實(shí)驗(yàn)儀器的需要。這對(duì)于學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性、自主性和創(chuàng)造性造成了一定的困難。

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)，特別是虛擬仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)化和虛擬化，在很大程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中在人力、物力、時(shí)間和空間上的不足。近年來(lái)，高等教育領(lǐng)域的一個(gè)新動(dòng)向是“促使學(xué)生從以往課程內(nèi)容單一的消費(fèi)者向創(chuàng)造者和設(shè)計(jì)者轉(zhuǎn)變”嘲。目的在于使實(shí)驗(yàn)者能根據(jù)自己對(duì)課程內(nèi)容的理解自主地設(shè)計(jì)和開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力。因此，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)逐漸成為在理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)之后的又一種新型的教學(xué)模式。它是以計(jì)算機(jī)硬件為依托，以虛擬仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，使學(xué)生借助互聯(lián)網(wǎng)以人機(jī)交互的方式在虛擬的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和場(chǎng)景中模擬現(xiàn)實(shí)情況來(lái)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。

教育部2013年發(fā)布的《關(guān)于開(kāi)展國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作的通知》中明確指出，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)應(yīng)充分體現(xiàn)“虛實(shí)結(jié)合，相互補(bǔ)充，能實(shí)不虛”的原則。

我校物理實(shí)驗(yàn)中心作為天津市級(jí)優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)單位，一直在著力探索真實(shí)物理實(shí)驗(yàn)和虛擬仿真物理實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的道路，特別是針對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的開(kāi)放性和虛擬化。為此，我中心在現(xiàn)有物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步建設(shè)了一個(gè)大學(xué)物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

1虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)原則

1.1以開(kāi)放共享為基礎(chǔ)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的重要組成部分，它是以物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為依托的。我中心的物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，面向全校27個(gè)本科專業(yè)、3300多名學(xué)生，是全校覆蓋專業(yè)最廣、學(xué)生受益面最大的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，負(fù)責(zé)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)運(yùn)行和管理。來(lái)自不同專業(yè)的學(xué)生對(duì)聲、光、力、熱、電、磁等方面物理知識(shí)的需求不同，實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)可為不同層次和需求的學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方式上的個(gè)性化選擇;此外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)全天候24小時(shí)開(kāi)放，學(xué)生可以自己安排實(shí)時(shí)在線的實(shí)驗(yàn)預(yù)約、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)和實(shí)驗(yàn)考核。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開(kāi)放共享是在教學(xué)過(guò)程中真正實(shí)施以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的具體體現(xiàn)，并能充分用發(fā)揮現(xiàn)有的軟硬件教學(xué)資源。

開(kāi)放共享的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，也為不同學(xué)科、不同院校、不同企業(yè)以及不同地區(qū)的教學(xué)科研工作提供資源的互通和協(xié)同發(fā)展。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建立，在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)考核、真實(shí)實(shí)驗(yàn)的有益補(bǔ)充以及科教資源共享等方面，成為物理實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的重要支撐。

1.2以自主學(xué)習(xí)為重點(diǎn)

長(zhǎng)期以來(lái)由于教學(xué)資源不足和教學(xué)時(shí)間有限，實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往是以教師擬定好實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生遵循教師給出的方案來(lái)操作的模式開(kāi)展。這種教學(xué)模式抑制了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情，將學(xué)生的創(chuàng)造性思維限制在極小的范圍內(nèi)㈣。多年的教學(xué)實(shí)踐證明，實(shí)施以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教學(xué)是激發(fā)學(xué)生興趣、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、確保教學(xué)質(zhì)量的重要舉措。因此，物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的需要，為學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)儀器、自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案來(lái)完成實(shí)驗(yàn)的自主學(xué)習(xí)方式創(chuàng)造條件。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以為學(xué)生提供虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，以及包括量具、導(dǎo)線、砝碼、燈具等在內(nèi)的輔助測(cè)量工具。此外，為了給學(xué)生自學(xué)提供輔助，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)應(yīng)提供實(shí)驗(yàn)所涉及的簡(jiǎn)介、原理、內(nèi)容的介紹，以及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、在線演示視頻等學(xué)習(xí)參考資料。同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，采用同樣的實(shí)驗(yàn)儀器，在不同的設(shè)計(jì)方案指引下會(huì)產(chǎn)生不同的教學(xué)效果㈣。在實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生自由選取實(shí)驗(yàn)儀器和輔助測(cè)量工具，添加到實(shí)驗(yàn)的操作平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)根據(jù)學(xué)生的自選操作實(shí)時(shí)生成儀器與測(cè)量工具間的關(guān)系，形成不同的實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)程序調(diào)用對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)算法進(jìn)行處理，將不同實(shí)驗(yàn)方案的結(jié)果通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)界面以圖像、動(dòng)畫(huà)、文字等形式呈現(xiàn)出來(lái)。學(xué)生可以根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)反饋，進(jìn)一步分析自己的實(shí)驗(yàn)操作，完善實(shí)驗(yàn)方案，這樣就漸進(jìn)式地培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和創(chuàng)新性。

1.3以虛實(shí)結(jié)合為特色

虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是真實(shí)實(shí)驗(yàn)和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的有機(jī)結(jié)合，使其互為補(bǔ)充，充分發(fā)揮二者各自的優(yōu)勢(shì)，豐富教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效率。

真實(shí)實(shí)驗(yàn)和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)具備各自的優(yōu)點(diǎn)，真實(shí)實(shí)驗(yàn)可以為學(xué)生提供真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和真實(shí)的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，尤其是在物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的感知體驗(yàn)方面，是虛擬仿真實(shí)驗(yàn)不可比擬的。但虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在涉及高危和極端環(huán)境，不可逆、不可及、高消耗、高成本以及短時(shí)間內(nèi)需要多次重復(fù)的情況時(shí)，又具備了可靠、安全、經(jīng)濟(jì)等方面的優(yōu)勢(shì)。

因此，在設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，需要充分考慮兩種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式的結(jié)合開(kāi)展。對(duì)那些較為安全可靠，可多次重復(fù)，對(duì)耗材的消耗和儀器的磨損不是很大的實(shí)驗(yàn)，盡量采用真實(shí)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，同時(shí)輔以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)作為該實(shí)驗(yàn)的課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)和在線考核。而對(duì)于一些高壓、高熱，且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)難于短時(shí)間內(nèi)重復(fù)得到的實(shí)驗(yàn)，多采取虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式，可通過(guò)多媒體教室面授和網(wǎng)上在線輔導(dǎo)相結(jié)合的方式開(kāi)展。

2虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)內(nèi)容

2.1虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

根據(jù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)原則，我中心在物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)之下，在原有實(shí)驗(yàn)選排課子系統(tǒng)、成績(jī)管理子系統(tǒng)和在線考試子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增設(shè)了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，如圖1所示。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的不同性質(zhì)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)下設(shè)四種實(shí)驗(yàn)類(lèi)別，分別為力學(xué)實(shí)驗(yàn)、光學(xué)實(shí)驗(yàn)、電學(xué)實(shí)驗(yàn)和熱學(xué)實(shí)驗(yàn)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)類(lèi)別里面，安排了該類(lèi)別所涉及的物理仿真實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都為學(xué)生提供了實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、在線演示、實(shí)驗(yàn)開(kāi)始、在線討論和教學(xué)評(píng)價(jià)等主要功能，如圖2所示。

2.2光柵單色儀虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的建設(shè)內(nèi)容

光柵單色儀實(shí)驗(yàn)雖然不是高危和極端環(huán)境的物理實(shí)驗(yàn)，但由于該實(shí)驗(yàn)所涉及的實(shí)驗(yàn)儀器和輔助測(cè)量工具較多，若一個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，即費(fèi)時(shí)費(fèi)力又容易出差錯(cuò)，在真實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中往往安排2-3人合組進(jìn)行，但這又在一定程度上影響了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的獲得感。因此，可在教學(xué)實(shí)踐中采取“虛實(shí)結(jié)合”的教學(xué)方式，即建議學(xué)生先在網(wǎng)上進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)目的后，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)預(yù)約情況來(lái)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行真實(shí)實(shí)驗(yàn)，課后學(xué)生還可在線完成該實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)、在線討論與教學(xué)評(píng)價(jià)。

學(xué)生通過(guò)個(gè)人身份認(rèn)證進(jìn)入“虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”，選擇“光學(xué)實(shí)驗(yàn)”類(lèi)別，找到“光柵單色儀實(shí)驗(yàn)”的鏈接，進(jìn)人該實(shí)驗(yàn)的界面，如圖3所示。接下來(lái)，學(xué)生可以選擇左側(cè)的導(dǎo)航按鈕，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容學(xué)習(xí)、仿真操作和教學(xué)互動(dòng)。

2.2.1實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容學(xué)習(xí)

實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容學(xué)習(xí)主要針對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，包括實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、在線演示和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)下載。其中“實(shí)驗(yàn)儀器”部分，會(huì)將真實(shí)實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)的儀器做對(duì)比，讓學(xué)生從虛實(shí)兩個(gè)角度熟悉實(shí)驗(yàn)儀器，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)操作做好準(zhǔn)備，如圖4所示;其中“在線演示”部分，會(huì)以仿真視頻的形式呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的主要操作步驟和注意事項(xiàng)，如圖5所示。

2.2.2實(shí)驗(yàn)的仿真操作

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的核心就是實(shí)驗(yàn)的仿真操作。學(xué)生在熟悉了實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后，可以選擇“開(kāi)始實(shí)驗(yàn)”按鈕，進(jìn)入“光柵單色儀”的仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境。在這里，學(xué)生可以通過(guò)鼠標(biāo)的點(diǎn)選、拖拽、雙擊等方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器和輔助測(cè)量工具的移動(dòng)、連接、開(kāi)關(guān)設(shè)備等基礎(chǔ)操作，還可以現(xiàn)實(shí)對(duì)數(shù)據(jù)的采集、填寫(xiě)、計(jì)算和上傳等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的操作。圖6所示為通過(guò)光柵光譜儀采集鈉光燈在不同波段強(qiáng)度值的實(shí)驗(yàn)操作界面。

需要特別指出的是，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的交互體驗(yàn)主要是通過(guò)匹配算法實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)導(dǎo)線連接錯(cuò)誤、實(shí)驗(yàn)儀器擺放位置不當(dāng)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備開(kāi)關(guān)不當(dāng)或者順序有誤時(shí)，系統(tǒng)都會(huì)通過(guò)匹配算法找出問(wèn)題，并提示實(shí)驗(yàn)者。這樣的反饋機(jī)制，會(huì)幫助學(xué)生通過(guò)修正自己的操作，不斷完善自己的實(shí)驗(yàn)方案。

2.2.3實(shí)驗(yàn)的教學(xué)互動(dòng)

實(shí)驗(yàn)的教學(xué)互動(dòng)歷來(lái)都是教學(xué)的必要環(huán)節(jié)之一，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供“在線討論”和“教學(xué)評(píng)價(jià)”功能。

“在線討論”用于學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可實(shí)時(shí)地與其他正在進(jìn)行該虛擬實(shí)驗(yàn)的人實(shí)現(xiàn)交流。作為一個(gè)在線共享的平臺(tái)，師生都可以通過(guò)個(gè)人身份認(rèn)證進(jìn)入“在線討論”區(qū)，解答別人提出的疑問(wèn)。圖7所示為師生的“在線討論”界面。

“教學(xué)評(píng)價(jià)”用于學(xué)生在自主學(xué)習(xí)后，對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和教師的線上線下輔導(dǎo)，給予自己的客觀評(píng)價(jià)，如圖8所示。這種機(jī)制有利于教學(xué)相長(zhǎng)，幫助教師不斷完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)程，提高教學(xué)效果。

3虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的運(yùn)行成效

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)于2017年底基本建成，2018年初并人物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。近兩年來(lái)，廣泛應(yīng)用于物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的在線預(yù)習(xí)、在線實(shí)驗(yàn)、在線復(fù)習(xí)和教學(xué)互動(dòng)等各環(huán)節(jié)，運(yùn)行成效顯著。

3.1緩解了選排課子系統(tǒng)的壓力

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程面向全校27個(gè)專業(yè)、3300多名本科生，實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)實(shí)行在線選課機(jī)制，選排課子系統(tǒng)針對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)的派位是有限的，每周的選課數(shù)量也是有限制的，導(dǎo)致每到選課開(kāi)始的階段，選排課系統(tǒng)處于滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，即便這樣還會(huì)有很多學(xué)生無(wú)法按照自己預(yù)想的時(shí)間選上自己心儀的實(shí)驗(yàn)。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建成和運(yùn)行，有效緩解了實(shí)驗(yàn)選排課子系統(tǒng)在選課階段的運(yùn)行壓力。一部分沒(méi)有選到合適時(shí)間的心儀實(shí)驗(yàn)的學(xué)生，可以先去做沒(méi)有任何選課限制的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，待到選課壓力不大的時(shí)間再去選那個(gè)心儀的實(shí)驗(yàn)去做。

3.2促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)的課前預(yù)習(xí)

長(zhǎng)期以來(lái)，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，對(duì)于相當(dāng)一部分學(xué)生來(lái)說(shuō)形同虛設(shè)。學(xué)生課前沒(méi)有進(jìn)行充分的預(yù)習(xí)，不僅實(shí)驗(yàn)進(jìn)程容易陷入很多誤區(qū)，而且對(duì)教師的教學(xué)進(jìn)程也帶來(lái)很大影響。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，采用動(dòng)畫(huà)的形式和實(shí)時(shí)交互的手段，讓學(xué)生不受時(shí)間和空間的約束，得到身臨其境的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)，在很大程度地上調(diào)動(dòng)了學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行課前預(yù)習(xí)的積極性。有了對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)儀器的充分認(rèn)知，后續(xù)開(kāi)展的仿真實(shí)驗(yàn)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)，都會(huì)有的放矢、效率倍增。問(wèn)卷調(diào)查顯示，物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)運(yùn)行以來(lái)，學(xué)生的課前預(yù)習(xí)率，已經(jīng)由過(guò)去的不足50%，提升到現(xiàn)在的95.8%。

3.3推動(dòng)了學(xué)生自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建成，極大地激發(fā)了學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性。以前對(duì)物理學(xué)習(xí)毫無(wú)興趣甚至產(chǎn)生恐懼的學(xué)生，通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，逐漸對(duì)物理學(xué)產(chǎn)生了濃厚興趣;以前動(dòng)手能力差的學(xué)生，通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，加入了物理實(shí)驗(yàn)中心的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)社團(tuán)“天工開(kāi)物”;大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程近兩年連續(xù)入選學(xué)校評(píng)選的“我最喜愛(ài)的十大開(kāi)放共享課程”。物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)也成為營(yíng)造開(kāi)放性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境的有力助推。

3.4完善了教學(xué)相長(zhǎng)的機(jī)制

教學(xué)是教與學(xué)的交往互動(dòng)，師生雙方相互交流、相互溝通、相互啟發(fā)、相互補(bǔ)充，在這個(gè)過(guò)程中教師與學(xué)生進(jìn)行交流，從而達(dá)到共識(shí)、共享、共進(jìn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)與共同發(fā)展㈣。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，不僅為學(xué)生提供了一個(gè)實(shí)時(shí)的在線的交流空間，幫助學(xué)生答疑解惑，而且也為完善實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍建設(shè)提供有力保障。教師可以通過(guò)學(xué)生給出的教學(xué)評(píng)價(jià)，找到自己教學(xué)中的忽視或遺漏的問(wèn)題，改善自己的教學(xué)方法，最終受益的除了教師自身，也包括作為教學(xué)主體的學(xué)生。

4結(jié)束語(yǔ)

物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建立，充分挖掘了信息化技術(shù)在教學(xué)實(shí)踐中的潛能，它將實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方案、學(xué)生的思考和教師的指導(dǎo)有機(jī)地融為一體，這將是未來(lái)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的方向舊。物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建立，實(shí)質(zhì)性地推動(dòng)了以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)模式的開(kāi)展，有效提高了物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效率和教學(xué)效果。

今后，我中心還將在此基礎(chǔ)上，從豐富仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)量和提高仿真實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的效果這兩方面，不斷改進(jìn)和提高;在建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟硬件的同時(shí)，積極培養(yǎng)一支素質(zhì)過(guò)硬、技術(shù)精湛、結(jié)構(gòu)合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理隊(duì)伍，為建成國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心而不斷努力。