大学物理仿真实验感想

大学物理仿真实验感想（共9篇）

大学物理仿真实验感想 篇1

随着时代的发展，科学技术的进步，对教育提出越来越高的要求，特别是对人才创新思维和实践能力的培养，更需要一种趋向个性化的教学方案，需要比普通公共教学更占用教学资源，对公共教学来讲，也要进一步提高教学质量和效益，而仿真实验的开展，恰好解决了这一矛盾。

就目前的设备而言，不论从数量上还是从精密程度上，都很难满足物理实验课的教学，而且还收操作复杂程度、格等各方面因素的影响，很难使我们对仪器的结构、性能和仪器的设计思想方法产生更为深刻的理解。当真试验不用担心仪器损坏、价格成本等因素，所以可以大胆的放手去做，并且实验数据不受外界环境的影响。仿真实验的出现，可以在相当程度上弥补传统实验教学上的空当。

仿真实验利用计算机把实验设备、教学内容、老师的理论指导和学生的操作有机的结合在了一起，克服了实验课受课堂、时间限制的困扰，使实验在教学内容和空间上得到了延伸，营造了多样化的教学环境，是学生们可以更自由、更自主地学习，充分调动了课堂的积极性，开拓了视野，锻炼了上机操作的能力。

虽然每个人都积极参与实验，但仿真实验毕竟不是传统实验，只需我们动动鼠标就能完成。从另一方面讲，仿真实验有很大的局限性。他抑制了我们的动手能力，使我们没能亲身经历实验过程，没有亲自体验实验的艰辛，因此，记忆也不如传统记忆印象深刻。除此之外，一些仪器很难通过仿真实验完全掌握其方法，有许多不足之处是自身无法弥补的，还不能完全满足实验要求。

大学物理仿真实验感想 篇2

1.1 理论教学和实验教学的内容在时间上不同步。

大多数学生反映在做实验预习报告时有力不从心之感, 主要表现在对实验设计思想的理解不足, 对实验数据的物理意义不清, 导致对实验数据建立分析模型存在困难, 缺乏对实验过程的反思, 长久以往, 必然导致学生学习兴趣的降低。

1.2 实验预习是整个学习过程的起点, 但它也是实验教学的瓶颈。

学生做预习报告时, 往往面对的是条条框框的书本, 枯燥的文字描述导致学生产生畏难情绪。多数学生在做预习报告时, 长篇累续地抄袭实验教学指导书上的文字, 对实验原理、设备、过程没有用心去阅读和体会, 这种缺乏主动感性认识的应付性劳动, 严重束缚了学生的思维空间。

1.3 现有的实验种类和规模与学生规模的扩大和课程要求的升

级难以同步, 现场指导教师资源缺乏, 不利于大学物理实验课程个别化教学特性的要求, 往往使实验教学流于形式。

2 未来大学物理实验教学的发展趋势

大学物理实验教学的主要目的是通过实验使学生对于物理学有更深刻的认识以及培养他们从事实验物理学研究的能力和所需的科学素质。单一传统的实物实验教学已无法满足人才培养的需求, 我们需要打破模式型的实验教学, 让学生有更多的思考空间, 同时我们也要提供给学生一定的知识基础, 和实践条件。那么仿真实验与实物实验相结合的实验教学模式, 是实验教学的改革趋势。

物理仿真实验即通过计算机及相关软件来模拟 (仿真) 物理实验环境。仿真实验系统能营造一个虚拟的实验环境, 可以真地模拟出学生进行实验操作的整个过程, 可以实时显示测量结果, 提供多种实验方法, 可以实现更灵活的操作。物理仿真实验在对实验现象模拟的直观性、全面性, 操作的直接性、简易性、形象性, 实验中各种难点及问题的预设置, 实验步骤的容错性及综合纠错提示等各方面的开发都做到了系统完善。并在实验原理及实验步骤的动态演示, 实验参数的可设计性, 教与学的交互性, 练习及实验总结的等方面都有着一般课堂讲解难以达到的效果。

3 物理仿真实验教学应用现状

物理实验仿真软件应用最多的是中国科技大学研制的大学物理仿真软件系列, 该软件相对比较完善, 模拟环境较贴近实物实验, 仪器实现了模块化, 具有实验教学解剖过程以及误差模拟功能等。大部分高校主要把其用于辅助教学, 即作为实物实验前预习的工具, 或是教师讲解实验时的课件。南京邮电大学葛智勇, 毛巍威两位教师在《仿真技术在大学物理实验教学中的应用》一文中提到, 他们开发的FLASH软件制作的仿真实验软件可以提供学生预习和教师教学之用。渤海大学董海宽, 费英两位教师在《大学物理仿真实验教学探讨》一文中提到实物实验要结合仿真实验教学, 学生通过仿真软件来预习实验, 对实物实验教学有着事半功倍的效果。当然还有个别学校把仿真实验教学作为了一门课程, 并取得了较好的教学效果。泰山医学院张东升在《应用“大学物理仿真实验”系统创新物理实验教学模式》文中提到仿真实验已作为一门课程在一、二年级1000学生中进行了教学, 并取得了一定的教学效果。

4 物理仿真实验是否可以与实物实验并行

我们知道大学物理实验课时在不断的压缩, 那就意味着老师讲学生做的传统实验教学只能使学生接触到有限的几个实验;另外加上仪器设备投入限制, 学生无法一人一机操作, 使一些自控能力较差的学生鱼目混珠。要解决这些问题, 物理仿真实验给我们带来了教学改革的阳光, 然而物理仿真实验能否与实物实验并进, 成为一门课程呢?

物理仿真实验也有一些弊端, 虽然物理仿真实验操作简单, 但终是虚拟的环境, 印象不深刻, 另外实验的结果也是人为设定的, 无法给学生留下思考的空间。但是对于一些基础性、验证性的实验, 主要是要学生熟悉实验仪器, 了解实验过程, 而不需要学生设计, 其实验结果也是一定的, 同时, 这些实验一般是在前期开设, 也就是学生在大学刚接触实验时, 是从这些实验开始的。由于地区教学差异, 一些学生在中学很少接触实验, 进入大学刚接触实验时, 头脑中没有一定的概念, 不明白实验课程到底要做些什么, 实验仪器应如何操作, 往往忙的焦头烂额, 结果收获不多, 可能还会损坏仪器, 而实验教师面对的是几十个学生, 无法做到一一指点。面对这样的教学现状, 我们要解决的是让学生明确实验学习要做到哪几步, 一些基本的实验设备应如何操作。而层次差异以及时间有限, 我们无法一步一步带领学生进行, 我们要留给学生足够独立的学习空间, 同时为了杜绝鱼目混珠的现象, 最理想的是学生一人一机。那么前期的实验教学可以采用物理仿真实验, 物理仿真实验软件设置了一个虚拟的实验环境, 有一套规范的系统, 学生可按其步骤一步一步的做下去, 这样即让学生明白了如何进行实验, 包括预习、实验操作、数据记录、数据处理以及实验报告形成, 同时也让学生在不破坏仪器的情况下熟悉了实验仪器, 另外软件安装成本较低, 可以满足学生一人一机。因此, 物理仿真实验可以作为一门课程开展教学, 但前提是作为实物实验的先修课程, 让学生漫漫熟悉实验课程教学, 为后期实物实验教学做准备。在后期的实物实验教学, 教师不必再详细的讲解整个实验的规范, 只要从旁指导就可以了, 从而节省了师资力量, 为培养学生独立思考能力和动手能力做准备。

5 物理仿真实验在我校的应用

宁波大红鹰学院是一所应用性本科院校, 现有2届本科生, 在09级本科生中开设了仿真实验课程, 采用的是科技大学物理仿真软件, 开设的实验项目是基础性实验。就课程教学情况对学生进行了访谈, 主要总结如下。

物理仿真软件依托计算机, 只要有计算机, 学生可以随时随地进行实验操作, 为学生对实验的预习和复习带来了方便, 同时也不再怕课前虽努力复习原理, 然在操作时还是困难重重, 理论与时间衔接有差距。物理仿真软件对实验的步骤有提示, 对刚接触大学物理实验的学生来说, 可以自己研究学习, 不再做无头苍蝇, 同时可以写出系统、完整的实验报告, 这这点上, 我校学生体现比较明显。

当然, 它的不足之处也有体现。例如仪器的调节, 我们只能通过鼠标点击来进行, 缺乏真实感。另外同一个实验的实验结果是相同的, 容易使学生抄袭数据。

这些问题, 笔者认为可通过对仿真软件的再研究来进行改善, 毕竟计算机模拟仿真技术的发展从二战期间冯·诺依曼和乌拉姆模拟裂变物质中子随机扩散, 从事与原子弹研制有关的探索;到战后美国麻省理工学院利用其研制的电子数字计算机Whirlwind模拟飞行器, 解决导弹轨迹的优化。这些实例不难看出计算机模拟仿真技术的发展将成为人类研究、学习的重要手段, 而物理仿真也既是计算机模拟仿真技术的一个分支, 它将是物理实验教学中必不可少的一部分。

参考文献

[1]霍剑青.大学物理实验仿真实验的研制和教学实践[J].教育与现代化, 1999, 13 (2) .

[2]周燕.虚拟仿真技术在大学物理实验教学中的应用.合肥工业大学学报 (社会科学版) , 2008 (5) .

[3]王晓蒲, 霍剑青, 杨旭等.大学物理仿真实验和教学实践.物理实验, 2001 (1) .

[4]赵英, 陈小林, 何仁生.大学物理仿真实验教学刍议.大学教育科学, 2004 (4) .

大学物理仿真实验感想 篇3

编者按：学术界普遍认为科学的研究方法分为理论推演、实验研究和科学计算，而科学计算则是电子计算机发展起来以后新产生的一种独特的科学研究方法，这种方法随着人类研究领域的深入正变得日益重要。用Scratch进行物理实验仿真，并不是要替代真实的实验，确切地说，是一个建模的过程，将实验研究和理论推演的结论内化之后，应用到模型建构的过程中，是一种很有意义的STEM教育的实践方式。

Scratch在学科融合中的应用可以从测量、记录、控制、仿真四个方面进行尝试：①测量就是通过传感器来获得需要的数值，如我们通过温度传感器测量获取所需要的温度数值。②记录就是用电脑程序代替人工记录数据，通过程序的方式记录可以把人解脱出来，并且更容易对数据进行分析，如我们会把数据导入学习过的电子表格，对数据进行分析。③控制简单地说就是通过程序做出适当的反应，如在太阳底下如果感觉到热了，我们会走到阴凉的地方，“走”就是人脑对“腿”做出的控制。④仿真就是模仿真实世界，如可以根据光的放射定律模仿平面镜、凸透镜成像，让学生理解成像规律；可以把重力加速度加入到游戏中去，让角色的落地更接近于真实；还可以用程序的方式模拟分子运动……本文从仿真的角度做了一些案例尝试。

● 用Scratch仿真平面镜成像

这个仿真程序可以让学生理解平面镜的特点和规律，为进一步完成凸透镜成像的仿真打好基础，如图1为平面镜成像的程序界面。

程序设计的过程中光线会随着操作者的控制随时变化，如移动物体远近、大小时光线会随时变化，所以这里的黄色光线及物体用画笔完成。我们先自定义一个画线的模块（如图2）。

我们只要提供两组坐标，然后调用这个程序就能完成中间的线。而对两组坐标我们可以在程序中设计一些特殊的点作为角色，如物体就是用底部A点和顶部箭头决定的。在Scratch程序中的这种画图方式可以解决动态变化的问题，如果你把这个例子中的“物”画成一个固定角色，后期的调整物体大小和位置就很难实现。

平面镜成像的规律是“像和物大小相等，像和物离平面镜距离相等，像和物连线于镜面垂直”，如何在程序中体现这一点呢？这里也需要设计一个模块体现平面镜成像规律脚本（如图3）。

在这个基础上，我们可以设计凸透镜成像的程序，主要也是在光线和成像规律上。下页图4为凸透镜成像界面。

通过Scratch设计的这种程序具有开放性，是学生可以参与的仿真实验程序。在设计的过程中，学生要理解相应的物理规律，如果是教师设计完成的，学生则可在使用过程中加入一些游戏元素。

● 用Scratch仿真分子运动

分子运动这种微观现象，如何能直观地让学生体验到？除了用传统多媒体的方式，也可以用Scratch程序做一些模拟。我们这里用Scratch的一个扩展版本BYOB完成了这个例子，之所以选择用BYOB是因为它有一个非常不错的拓展功能“锚点”。锚点的主要作用就是把一个角色“附着”到另一个角色上，并且两个角色可以独立编辑脚本。图5为BYOB界面，在图中的例子中，“孙悟空”和“金箍棒”是两个不同的角色，可以分别编辑脚本。我们可以用鼠标“拖拽”金箍棒到舞台上的孙悟空处，这时候角色“金箍棒”右上角就多了一个锚点标志，说明金箍棒已附着到了孙悟空上，孙悟空就可以边运动边玩他的金箍棒了。

分子热运动就是利用这个锚点功能来实现的，图6是用BYOB的升级版本Snap完成的分子热运动的例子。Snap是一个网页编辑的图形化编程软件，所以可用浏览器打开。在这个例子中，我们设计了一个“小立方体”角色，然后建立9个分子小球角色，让这9个分子附着到小立方体上，当小立方体运动时，小分子会随之运动。我们构造好了这样一个神奇的小立方体，便可以在物理学习中加以应用了。

小立方体可以在后期的热学中得到应用，作为分子热运动的例子，在这里我们把9个小分子的运动脚本设计为图7。我们只要给变量a赋一个初始值，小分子就会在-a～a之间选择一个随机数，小分子的X、Y坐标会在原来坐标基础上有轻微变化，仿真出分子热运动的物理现象。如果把这个a值与外接的温度传感器关联，当温度升高时a值增加，分子热运动会加剧。

● 用Scratch仿真小球的自由落体运动

自由落体运动是匀加速运动的一个典型实例，对学生来说彻底理解自由落体运动后，很多运动的问题就都能解决了。如果用Scratch来模拟体验这个过程，并实时反映出速度、距离、时间的变化，学生将会非常直观地了解和感受到自由落体，比看公式（）算数字要好得多。图8为小球的自由落体脚本。

添加一个对象“sprite1”的小球，将该对象的位置定位在（0，170）的坐标上，设置一个变量“y”记录当前所处的位置，“计时器”表示小球下落的时间，小球设置的初始高度为170，在Scratch中表示为170像素，重力加速度为9.8米每秒，放到Scratch中表示为9.8像素每秒。那么小球下落的距离就是（），即。然后用最初的位置高度170减去这个下落的距离，就能得出当前小球的y坐标。如图9所示，坐标有正负170，因此小球相当于从340米的高空做自由落体运动。

通过这种仿真程序的设计，我们还可以给物体一个质量、弹性系数来研究小球的反弹，给小球一个初速度来研究小球的运动情况，这种仿真如果用到动画设计中，会使得角色更逼真。

● 小结

物理实验感想 篇4

在昨天参观的物理实验中,老师给我们介绍了电学和磁学的许多实验内容,可以说通过这些奇妙的实验反应过程和绚丽的实验反应结果,令我学到了许多有关电磁学的知识,当然,在参观实验的过程中也同样令我们体会到了物理实验的魅力。这次的物理实验参观包括两个方面：电学和磁学。两者可以说是息息相关，电磁感应，磁生电等等，而在这次的参观中，老师的展示将这两者的关系表现的淋漓尽致。

在参观电学部分的实验中，最吸引我的莫过于静电屏蔽了，在可以看见的电火花中，处于铁笼中的同学竟然毫无感觉，完全处于静电屏蔽过程中，这一反应的进行令我感受到了物理知识的神奇之处。静电平衡的空腔导体内部场强恒为零，电荷仅处于导体的外表面，相信通过这个实验，许多有关高压电的操作人员将有了极大的保护作用，当然这一神奇现象还通过了一些小实验同样展现在我们面前，在欣赏静电屏蔽的同时，对于其他的电学也不由的令我感到物理的精妙，比如说静电的产生，静电让头发产生“飘飞”的效果等等，这些生活中的电现象令人感到了物理的无处不在。

在参观磁学的实验室中，在小型涡电流的演示仪中，我们看到了物理实验中化无形为有形的特点。将一个磁铁从三个同一高度的中空铝管A B C顶端落下，其中A管壁完好，B管壁上开有狭缝，C管壁上加工有许多圆孔。在实验过程中，我们可以观测到在A管中小磁铁下落最慢，B中下落最快。通过精妙的实验器材，将涡电流影响金属与磁铁之间的相互作用展现出来，同时还可以通过对实验器材的分析得到涡电流的形成还和管壁的完整性有关，管道的细缝有阻断作用，在有孔的铝管中会有部分的阻断作用，而内壁完整的铝管效果最佳。当然在磁学的其他实验中同样也有其绚丽之处，比如说电磁炮的发射。电磁铁产生的强大悬浮能力，这与日常中的磁悬浮列车，以及一些减少摩擦的器材紧密相关。

高中物理实验教学感想 篇5

实验是物理学的基础，是培养学生观察、动手、思维能力的重要手段，是完成教学活动必不可少的环节。因此实验在中学物理教学中占有重要位置。为了更有利于选修部分教学，达到全面提高学生综合素质的新课程教学目标，我认为做好实验、充分发挥物理实验培养学生的作用，应从下面几个方面着手。

一、认真备课

各种类型的物理实验，具体形象地展示了物理知识的形成和发展过程，为学生的学习提供了丰富的感性材料，强化了学生的感知并纠正在感知中形成的错觉，从而达到丰富学生头脑中感性材料的储存及发展智力、培养能力的目的。上好每一节实验课。

二、引导学生观察物理现象，激发学生的学习兴趣，培养他们的观察能力

兴趣是影响学习积极性的最直接的因素。那些新奇的、对生活有意义的知识和问题，能引起学生强烈的兴趣。在观察这些物理现象时，教师要引导学生注意整个现象发生的过程、产生条件和特征等。另外，提倡学生预习实验,要布置预习题纲。

三、充分发挥教师的主导作用

在实验课上，应抽适当的时间，讲清仪器的使用方法和容易发生的故障，点出本次实验的关键所在，引导学生学会自己排除故障。这样能减少盲目操作造成仪器的损坏，又能使教师不陷于被动地解答学生的问题之中。这样引导，学生反映收获大，远远不止学到一点知识，更重要的是锻炼了自己独立工作的能力和分析、解决问题的能力。在实验课上，学生是活动的主体，教师要充分发挥其主导作用，要认真观察学生实际操作的全过程，仔细分析实验中存在的问题，及时给予指导。教师是在学生独立完成实验的过程中进行教学工作的，工作的重点，不是一般的讲解和辅导，而应有计划、有针对性地个别指导。特别对于基础薄弱、动手能力差的学生，要耐心指导，引导他们分析出现问题的原因，指出努力改进的方向。

四、注意实验的分组归类，使学生知识的储备进一步系统化，知识的应用更加灵活

实验分组归类，是在学生掌握系统的知识基础上，进一步用实验的方法，由浅入深，由现象到本质配合学生的学习的。打破教材中实验内容的章节，重新分组，目的是避免学生套用一种方法和方式学习物理知识，使学生灵活地运用各种仪器、各种方法，从不同的角度解决实际问题，从而使学生获得新知识、新技能。

五、通过实验课的教学，培养学生的实验技能和创造性思维能力

物理是一门实验科学，中学物理实验又是学生将来从事科学实验的起点。因此，在物理实验课的教学中，必须重视培养学生的实验技能和独立工作能力，使学生养成良好的实验习惯。每次作实验时，教师要指导学生弄懂实验原理，学会正确使用物理仪器，掌握计数、读数和处理实验结果的技巧，能够通过分析、推理得出正确结论。通过实验，不仅有效地帮助学生领会物理知识，更重要的是通过观察实验现象，分析和解决实验中的问题，能够培养学生的创造性思维能力。

六、关注新课程中实验特点的悄然变化

物理实验的趣味化：很多中学生对物理学习的兴趣正在明显降低，甚至一些学生放弃了对物理的学习。导致这一状况的原因固然是多方面的，但物理实验能否激发学生的探究兴趣和求知欲望应是一个主要因素，这也正是新课程标准反复要求的，应该引起我们的关注与思考。物理实验的微型化：由于微型实验的器材来源广泛，取材容易，可达到人手一套器材，从而能实现人人动手。学生通过动手做实验和自制教具或学具，既训练动手能力和创新能力，又增强了自信心，既体验了自主实验的成就感，又强化了实验的参与意识。物理实验的生活化：物理是一门实践性、应用性很强的学科，物理现象无时不在，无处不有，物理知识广泛地渗透到个人和社会生活的各个方面。为此，我们有理由创设一些新的物理实验形式，如“生活中的物理实验”、“家庭小实验”等，使学生认识和理解物理对个人和社会的价值，营造“学科学、爱科学、用科学”的氛围，在潜移默化中对学生进行“科学的生活”和“生活中的科学”等教育。如通过运动照片测相机曝光时间，制作静电除尘刷等。

中南大学化工原理仿真实验报告 篇6

班级：化学工程与工艺1102班

姓名：王翔

学号：1505110321

日期：2014年1月1日

本套软件系统包括8个单元仿真实验：

实验一 离心泵性能的测试

实验二 管道阻力实验

实验三 传热实验

实验四 吸收实验

实验五 流体流动形态的观测

实验六 柏努利方程实验

实验七 干燥实验

实验八 精馏实验

以下是实验模拟观测过程和计算机生成的实验报告。

图1 离心泵性能的测试 观察气蚀现象（1）

图2 离心泵性能的测试 观察气蚀现象（2）

图3 离心泵性能的测试 离心泵特性曲线测定实验报告（1）

图4 离心泵性能的测试 离心泵特性曲线测定实验报告（2）

图5 离心泵性能的测试 离心泵特性曲线测定实验报告（3）

图6 离心泵性能的测试 离心泵特性曲线测定实验报告（4）

图7 管道阻力的测定实验报告（1）

图8 管道阻力的测定实验报告（2）

图9 管道阻力的测定实验报告（3）

图10 传热实验

图11 传热实验报告（1）

图12 传热实验报告（2）

图13 传热实验报告（3）

图14 传热实验报告（4）

图15 吸收实验 观察液泛现象

图16 吸收实验报告

图17 液体流动形态的观测 观察滞留形态

图18 液体流动形态的观测实验报告

图19 柏努利方程实验 观察测压孔与水流方向方位角与水位变化（1）

图20 柏努利方程实验 观察测压孔与水流方向方位角与水位变化（2）

图21 干燥实验报告（1）

图22 干燥实验报告（2）

图23 干燥实验报告（3）

图24 干燥实验报告（4）

图25 精馏实验 动态平衡调整

图26 精馏实验报告（1）

大学物理仿真实验感想 篇7

一、B/S结构应用系统

1、B/S结构应用系统的组成。

基于B/S结构应用系是由浏览器, Web服务器和数据库服务器的组成[1]。浏览器, 作为客户端的应用程序, 是用户与系统之间交互信息的界面, 用户对软件系统的操作与使用都要通过浏览器进行。它的主要功能是检查用户输入的数据, 显示系统输出的数据。Web服务器, 具有应用程序扩展功能, 是应用的主体, 对应用系统的各种信息进行组织、存储、管理, 并将发布在Internet/Intranet网络中, 从而可以使网络中的其它计算机通过浏览器读取发布的信息。数据库服务器, 完成对数据库中数据的存储与管理, 实现对数据库查询、插入、修改、删除、更新等功能[2]。

2、B/S结构应用系统工作原理。

用户通过Web浏览器向网络上的Web服务器提出服务请求, Web服务器对用户身份进行验证后, 以HTTP协议的形式传输到Web服务器;Web服务器根据用户的请求, 调出相应的文件, 执行相应的扩展应用程序, 如果需要使用数据库服务器中的数据, 则首先要建立Web服务器与数据库服务器之间的连接, 然后向数据库服务器提出数据处理请求, 根据请求的信息执行相应的操作, 然后将数据处理的结果提交给Web服务器, 生成用户所需的文档, 再由Web服务器以HTTP协议的形式传送回客户端, 客户端的浏览器将请求得到的信息呈现给用户。

3、B/S结构的特点。

B/S结构建立在广域网上, 是开放的, 非专用的, 具有通用性和跨平台性;客户端只需要显示信息, 不再负责数据库的存取和复杂数据计算, 大大的降低了对客户端的要求, 降低了使用成本。易于维护、易于升级, B/S结构使用多层软件结构, 各层相对独立, 当系统升级时, 只需更新服务器端的软件, 减轻了系统维护与升级的成本与工作量, 实现了开发环境与应用环境的分离, 使开发环境独立于用户的应用环境。用户操作使用简便, B/S结构的客户端建立在浏览器上, 有更加丰富和生动的表现方式与用户交流, 用户的接口界面风格统一, 便于学习和使用[3]。

二、大学物理仿真系统的结构和功能

1、用户可以通过两种方式进入系统主页。

一是用户通过Web浏览器直接浏览实验资源信息。实验资源展示的内容包括, 仿真实验实验项目, 实验简介、实验仪器、实验原理、实验内容等, 还可以提供在线仿真实验演示功能。二是通过Web浏览器, 输入用户名和密码进入实验大厅。可以浏览实验项目信息、运行仿真实验项目等。

2、仿真实验的内容[4]。

将大学物理实验分为:力学实验、热学实验、近代物理实验、电学实验、光学实验和其它等几类实验。每个实验又包括四项内容:实验教程, 不仅提供完整的实验讲义, 对实验相关的理论进行了演示和讲解, 对实验的历史背景和意义, 现代应用等方面都进行了介绍, 并提供实验指导书下载功能;实验演示, 主要是仿真实验动画操作的演示;实验仿真, 是仿真实验的核心内容, 它较为真实地模拟了实验仪器和操作, 是仿真实验操作的平台;数据处理, 提供数据记录表格和计算公式, 完成在计算机上记录和运算实验数据。

3、将实验仪器模块化。

使用者对提供的仪器可进行选择和组合, 通过使用不同的方法完成同一实验目标, 并且通过对不同实验方法的优劣和误差大小的比较, 提高使用者的判断能力和实验技术水平。

4、环境的模拟功能。

通过对环境的模拟, 使操作者对实验的整体环境和所用仪器的原理、结构建立起直观的认识, 而且仪器的关键部位可拆解, 在调整中可以实时观察仪器各种指标和内部结构动作变化。

5、统计功能。

可以对实验访问情况统计, 统计各实验项目的使用人数、时间等情况, 展示仿真实验在教学中起的积极作用。

三、大学物理仿真系统的实现技术

1、ASP技术

ASP (Active Server Page, 动态服务器页面) , 是一项微软公司推出的一项基于web服务的技术, ASP一般在IIS (Internet Information Services, Internet信息服务) 环境下运行。ASP也可以认为是一个网络开发环境, 它可以兼容JScript, VBScript等优点, 是网络服务技术中经典技术之一。

ASP可以同时实现静态网页和动态网页并存, 其中的代码易于修改, 移植和测试;在网页程序的后台ASP程序根据前台提交的申请执行相应的ASP程序;执行结果以静态网页方式传送到客户端, 可以防止代码被窃取和篡改;ASP技术对客户的浏览器没有特殊要求;ASP还拥有内置对象技术, 使得对象能够执行脚本功能, 也可以通过插件的方式, 安装第三方的脚本语言引擎, 从而使用其它脚本语言, 使得ASP的执行能力更强;服务器端Active X组件来完成存取数据库等任务。

2、数据库

通过对系统的分析, 采用了基于UML (统一建模语言) 对大学物理仿真实验系统进行建模[5]。主要涉及到的数据表有学院、专业、实验室、学生、实验基本信息、实验课程、教师等7个表。在这些表中定义了相应的关键字, 不同表之间通过关键字段进行联系, 这样保证了数据的统一性, 同时通过关键字链接方式避免了数据表存在的大量冗余现象, 此方式很好满足了数据完整性约束。

相关表的字段类型如下:

学院表

序号 (int) , 学院代码 (char) , 学院名称 (char) , 楼号 (char)

专业

序号 (int) , 专业代码 (char) , 专业名称 (char) , 学制 (int) , 层次 (char) , 所属学院代码 (char) , 成立年份 (date)

实验室

序号 (int) , 实验室编号 (char) , 实验室名称 (char) , 位置 (char) , 座位数 (int) , 负责人 (char) , 建立时间 (date)

学生

(char) , 姓名 (char) , 性别 (char) , 专业代码 (char) , 学院代码 (char) , 层次 (char) , 班级代码 (char)

实验基本信息

实验代码 (char) , 实验名称 (char) , 实验室编号 (char) , 实验类别一 (char) , 实验类别二 (char) , 学时 (int) , 学分 (double)

实验课程

实验代码 (char) , 教师编号 (char) , 学号 (char) , 实验室编号 (char) , 成绩 (double)

教师

教师编号 (char) , 教师名称 (char) , 职称 (char) , 学历 (char) , 学位 (char) , 教龄 (int) , 所属学院代码 (char)

在实验基本信息表中的实验类别一为:基础实验和研究实验;实验类别二为:演示型、操作型、验证型、综合型和设计型。

在大学物理仿真实验系统数据架构表中坚持兼顾到课数据的原子性、原始性、演绎性和稳定等四个特性;基本表及其字段之间的关系, 严格按照数据库设计约束的第三范式进行设计。正确处理了表中多对多的关系, 若在数据库的实体之间难免会存在多对多的关系, 我们尽量应消除这种关系, 主要采用的办法是在两者之间增加第三个实体分量。原来实体中多对多的关系, 就可以通过中间实体变为两个一对多的关系。将原来两个实体的属性合理地分配到三个实体中去。在设计中, 除了关注到表的主键PK设置外, 在表中相应的名称部分, 为了避免命名冲突, 尽量在字段表示名称的位置适当加上了其所属表或者实体。

3、安全性

大学物理仿真实验系统是一种基于网络的服务, 系统安全性是至关重要的组成部分[6]。除了日常的及时更新操作系统补丁、安装正版专业的杀毒软件、使用硬件和软件防火墙、不在服务器上安装不必要的软件外, 为了系统安全和数据完整, 还采用了以下安全措施:

(1) 关闭不必要的网络端口

网络端口是网络攻击的主要通道, 尤其是远程登录和控制端口 (3389) , 在服务端应该不开启3389端口, 如确实需要远程控制的可以采用专业软件或者把3389端口修改为其他端口号。修改端口号的方法为:

第一步:在打开“开始→运行”, 输入“regedit”, 打开注册表, 进入以下路径:HKEY_LOCAL_MA-CHINESYSTEMCurrent Control SetControlTerminal ServerWdsrdpwdTdstcp, 将值为3389Port Namber修改成自己定义的数字。

第二步:打开HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrent Contro1SetControlTenninal ServerWin Sta tionsRDPTcp, 将值为3389Port Namber修改成和第一步自己定义的数字。

(2) 账户管理

坚决避免“隐藏账户”的出现, “隐藏账户”的存在是系统安全最大的危害;建立唯一的系统管理员账户, 并修改默认帐户名 (Administrator) , 密码采用大于14位的数字加大小写字母加数字的上档键组合;同时新建一个名为Administrator的伪管理员帐号, 该账号的权限最低权限, 其密码为特别复杂密码, 用来迷惑攻击者;禁用Guest账户并更改名称和描述, 为其设置复杂的密码;在组策略编辑器, 选择计算机配置-Windows设置-安全设置-账户策略-账户锁定策略, 将账户设为“三次登陆无效”, “锁定时计数设为10分钟”, “复位锁定计数设为30分钟”;在安全设置-本地策略-安全选项中将“不显示上次的用户名”设为启用;在组策略的安全设置-本地策略-用户权利分配中将“从网络访问此计算机”中只保留Internet来宾账户、启动IIS进程账户。

(3) 审核策略

策略审核在网络安全中十分重要, 为了安全将系统审核策略设置为:

登录事件成功失败

账户登录事件成功失败

系统事件成功失败

策略更改成功失败

对象访问失败

目录服务访问失败

特权使用失败

(4) 网络服务安全管理

禁止C$、D$、ADMIN$一类的缺省共享, 具体方法为:在注册表, HKEY_LOCAL_MACHINESYSTEMCurrent Control SetServiceslanmanserverparameters下新建Dword值, 名称为:Auto Share Server, 其值设为0;解除Net Bios与TCP/IP协议的绑定:右击网上邻居-属性-右击本地连接-属性-双击Internet协议-高级-Wins-禁用TCP/IP上的NETBIOS;关闭不需要的服务。

(5) 配置IIS服务:

不使用默认的Web站点, 如果使用也要将将IIS目录与系统磁盘分开;删除IIS默认创建的Inetpub目录;删除系统盘下的虚拟目录;删除不必要的IIS扩展名映射, 做法是:“默认Web站点→属性→主目录→配置”, 打开应用程序窗口, 去掉不必要的应用程序映射, 一般有.shtml, .shtm, .stm;更改IIS日志的路径不易与系统文件同位置, 在“默认Web站点→属性-网站-在启用日志记录下点击属性。

(6) 禁用命令提示符和禁用注册表

一般地, 系统被入侵的主要途径是采用dos命令在服务器上运行命令和代码。为此, 在系统设置健康的情况下, 将网络服务器上的命令提示符和注册表禁用, 同时将系统中的cmd文件转移位置, 不存放在系统盘上, 以防止攻击者利用这途径。

四、结语

大学物理仿真实验是计算机技术和网络通信技术发展的产物, 是对教学理论和认知模型的创新[7], 能极大提高学习者的兴趣, 也为设计型、研究型实验创造良好的条件, 是传统实验有效的补充手段, 但它存在使实验者减弱对真实仪器的操作能力、对突发事件的应变能力等不足。

参考文献

[1]王卫华, 王长杰.基于B/S模式的多层网络体系结构设计[J].襄阳职业技术学院学报, 2014, 01:15-17.

[2]张向明.基于C/S和B/S混合架构的高校实验课选课管理系统设计与实现[J].软件导刊, 2013, 04:76-79.

[3]任泰明.基于B/S结构的软件开发技术[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2006.

[4]张敏, 何龙庆, 张波.大学物理实验教学改革的研究[J].大学物理实验, 2009, 01:100-102.

[5] (美) 西尔伯沙茨, 等数据库系统概念 (第6版) [M], 北京:机械工业出版社, 2013

[6]苏苇.网络安全存在的问题及对策分析[J].硅谷, 2014, 01:137-138.

仿真实验在中学物理教学中的优势 篇8

关键词：仿真实验;物理教学;优势

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1671-864X（2015）03-0092-01

中学物理是一门实验科学，物理知识是在实验的基础上得出的，但是，传统的实验教学模式中有着明显的不足。随着计算机技术的发展，人机交互、网络教学等现代教学资源渐渐应用到教育活动中，仿真实验在教学中的应用符合现代教育技术信息化教育模式的发展方向。现在每所学校、每个班级都配备了多媒体设备，将仿真实验引入物理教学，不仅克服了传统实验所存在的局限性，同时促进了中学物理实验教学的改革和发展，培养了学生的创新能力，提高了教育教學质量。

一、利用仿真实验使抽象知识形象化、具体化，增强了学好物理自信心

物理学作为一门以观察和实验为基础的学科，在学习物理的过程中，学生由于无法理解一些抽象的理论，而对物理产生一种畏惧的心理，从而阻碍了他们学习物理的情趣。如果我们通过仿真实验的显示和模拟功能，将宏观、微观实验现象可视化、宏观物体间相互作用、物质微观结构以及宏观微观物体的运动规律等抽象现象直观地模拟出来。如：日食、月食的形成，电流的产生，力的相互作用，匀速直线运动，原子的核式结构等，仿真实验直观的展示，并解释其中的物理现象和规律，激发学生的兴趣，提高学习的效率。

二、利用仿真实验辅助教学，增大课堂的信息量

在之前教学的中，教师经常花较多时间板书，尤其上电学课时写例题、画图例，而利用仿真实验中的显示文本的功能，这可使本应花十几分钟完成的内容在几秒内呈现学生眼前，从而大大提高了课堂效率。与此同时，也培养了学生处理大量信息的能力。

例如做《凸透镜成像规律》实验时，由于学生层次参差不齐，他们只能通过实验探究出凸透镜能成放大像及缩小像、所成的像是倒立的还是正立的，不能总结出成像的规律及实像与虚像的区别。此时可以利用仿真实验演示凸透镜成像，课件中演示出凸透镜的几个关键点（F与2F点），当用鼠标拖动“物体”（蜡烛）移动时，所成的像跟着移动变化，所成的像的大小、倒立情况、像距与物距的关系在电脑上一目了然。如图

学生通过自己所做的实验结果与仿真实验演示的效果结合起来能很快总结出成像规律，加深了印象，巩固了知识点，效果非常明显，可以丰富学生对物理情境的感性认识，深化对于科学规律的理解。

三、仿真实验加强了课堂的互动效果，激发学生的兴趣，提高学习的效率

使用仿真实验重现实验过程和方法时，学生分成小组，小组成员进行互助模拟实练，也可以上讲台操演，将实验过程、结果、问题等演示清晰、分析到位，学生如身临其境，印象深刻，互动效果好。如《电路故障分析》一课，根据中考考点和实验的重点、难点，以及学生的疑点、易错点设计不同电路故障，让学生动手操作，观察现象，对电路故障有规律地做总结分析，避免了教师单纯讲实验的枯燥乏味，使复习课变得生动活泼。

四、仿真实验促进学生自主学习，培养了自主探索的精神

仿真实验学生能自行操作，对操作的成功和失败都能自动生成现象提示，整个实验过程快捷方便、省时省力，如在复习《测小灯泡的功率》实验时，让学生自主点选器材、组装实物、连接电路，也可以让学生上讲台屏幕接线，显示学生常见的错误操作、如何接线修改实物图等。用鼠标拖拽移动滑动变阻器滑片，电流表、电压表的指针随即发生相应的变化，显示电流表、电压表变化的读数格，记录每次测量对应的电压、电流值，求出功率。这样的自主实验有利于激发学生学习兴趣，拓宽了学生自主探索学习的空间。如学生自主学习教材实验，或是实验课对教师的讲授不完全理解，不会操作、不敢操作，此时可调出仿真实验做实验向导。

五、仿真实验有效弥补了传统实验中存在的不足，有力推动了教育教学

仿真实验作为一种学习软件，我们尝试将有难度的实验（如：滑轮组的效率）在显示器上预习，之后再动手操作实验，这样大大提高了学习效率。在传统的实验室里，有些复杂的实验受条件的影响无法将实验过程重现，这样很容易忽略重要的细节，而仿真实验的重现能力，让一个实验多次重现，直至学生掌握该实验为止。仿真实验室还能实现一些传统实验室无法实现的功能，中学物理的光学实验部分，仿真实验不但能够实时显示测量结果，而且还能提供多种实验方法和设计平台，培养了学生的设计思考能力和比较判断能力，可以达到操作实验难以实现的效果。

六、仿真实验无时空局限性，让每个学生都参与到实验中

在以往的传统分组实验中，不可避免有学生滥竽充数。教师在课堂上既要维持教学秩序，又要实时监控学生实验进度和答疑，这不但增加了教师的工作强度，而且影响到实验教学的效果。仿真实验作为一种教学软件，易于携带和传播，学生可根据自己的时间安排实验的学习。

在以往的物理实验中通常花费时间较长，教师一般是把实验教学和理论教学分开，而实验的现象和结论总是贯穿在整个物理教学中，不利于学生及时应用实验在物理学习中。将仿真实验带进课堂后，实现了实验教学辅助理论知识的学习，使理论知识得到加深和巩固。这样把中学物理的理论知识和实验教学有机结合起来，提高物理理论知识学习效率和实验观察能力。

仿真实验和传统实验在教学中各有优势，教师应充分利用两者的优势来服务于教学。要求学生掌握实验现象的演示实验，采用仿真实验并没有不妥。如光学实验部分可以达到实验教学的目的。探究性实验、研究性实验，应该采用真实的实验，有利于培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。实验现象复杂的探究性实验，可先进行传统实验室，然后利用仿真实验的可控性来观察实验的细节。物理实验加试、实验复习中可根据具体的情况，仿真实验和传统实验的有效结合和交替，可以优化中学物理实验教学，改革传统的教学方法，提高教学效率。

参考文献：

[1]林筑英《多媒体教学应用原理与开发技术》 电子工业出版社

[2]李友兴《计算机辅助教学与中学物理教学》 中国电化教育

大学物理仿真实验感想 篇9

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一、单项选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D B B D B B B B D

二、填空题

11．减小空气阻力 15 52 304 12．聚变 裂变 13．低 大于 14．2N 15．减小压强 增大摩擦 略 16．增加 17．增加 增加 18．不相同 等于

三、作图题：略

四、实验探究题

20．右 左 游码 右 水平便于从杠杆上直接读出力臂的大小

21．C 接触面积无关 滑动摩擦力的大小与物体受到的压力大小有关 1和5 4和6 22．速度 木块前进距离的远近速度 距离 阻力 做匀速直线运动

23．（1）实验步骤：

①在量筒内倒入适量的水，体积为V1 ②将橡皮泥捏成空心状漂浮在水中，观察此时水的体积V2 ③将橡皮泥捏成实心状沉在水中，观察此时水的体积V3（2）橡皮泥密度表达式：略

五、计算题