大学物理实验教学与虚拟实验应用的结合点

4．1．2　大学物理实验教学与虚拟实验应用的结合点

在第3．1．2节中，分析了虚拟实验系统的技术特点，表现在先进性和精确性、灵活性和开放性、时间和空间可扩展性三个方面。在第3．1．3节中，根据虚拟实验系统的三个技术特点，总结了虚拟实验的方法特点，表现在开放创新型实验项目和共享协作型实验模式两个方面。在第4．1．1节中，对大学物理实验教学新体系发展做了相关介绍，给出了大学物理实验教学的改革目标。结合以上分析（见表4-1），应该将大学物理实验教学与虚拟实验应用的结合点定位于以下五个方面：

表4-1　大学物理实验教学与虚拟实验应用的结合点

（1）知识层次深度发展

在大学物理实验教学中，保证学生对基础性知识的掌握和加强学生的知识分层次发展是协调“通才”教育和“专才”培养的重要方面。将虚拟实验系统运用于大学物理实验教学中，根据其具备的“基于计算机技术，具备先进性和精确性”的技术特点，从计算机作为控制中心所具备的高度的运算能力、有效的控制方式、巨大的存储容量和强大的辨识能力等特性，加强验证性实验的精确性，挖掘深层规律，增加研究性实验的先进性，掌握前沿科学知识，提高教学内容的质量，强化层次化课程设置。

（2）知识体系广度发展

大学物理实验作为一门实践性课程，其目的不仅是帮助学生掌握课堂上所学的理论知识，而且帮助学生增加对理论知识之间逻辑关系的了解，增加对多学科知识综合性的掌握，保证知识体系的广度发展。虚拟实验系统基于软／硬件结合、模块化和层次化设计思想，将系统分为软件功能模块、虚拟仪器模块和实验项目模块三个层次。将虚拟实验系统引入大学物理实验教学课堂，将虚拟实验方式和传统实验方式结合起来，通过虚拟实验灵活和开放的系统构建和设置特点，增加实验项目之间实验原理的相关性和多学科交叉性，促进学生掌握本学科知识体系的内在联系，理解本学科知识体系的逻辑性，了解其他学科知识，加强多学科知识的综合性，促进学生的知识体系结构向广度发展。

（3）教学模式维度发展

在Internet技术迅速发展的条件下，虚拟实验系统运用开发软件强大的网络发布功能，以及计算机完备的信号数字化功能，将虚拟实验的操作和控制发展到了网络维度。将虚拟实验系统运用于实验教学，利用虚拟实验的异地实时操作和控制功能，突破时间和空间的限制，打破传统的实验课程教学模式，实现远距离操作，发展实验课程的远程教学，从时间和空间上保证教学模式的维度发展。

（4）创造性思维开发

虚拟实验具有开放创新型实验项目的方法优势，具备实验过程纵向开放性和实验结构横向创新性。将虚拟实验这一科学研究方法引入大学物理实验教学中，与传统教学方法有效结合，革新教学模式和教学方法，使辐合思维和发散思维相结合、理性思维和感性思维相结合、常规思维和异向思维相结合，促进学生进行自主决策，培养和开发学生的创造性思维。

（5）互助合作精神培养

互助合作精神不仅是个人成长成才的必要条件，而且对于促进社会平衡发展和良性循环具有重要作用。虚拟实验以多层共享为前提，实现了跨越时间和空间的多方协作，虚拟实验模式具备了共享性和协作性。虚拟实验方法和传统实验教学方式结合在一起，以其强大的网络功能和计算机协调和控制作用，形成了一个大的实验教学平台，通过“传导式”、“反射式”、“遥感式”、“对流式”四种协作形式，培养学生的互助合作精神。