蘇瑞霞 張艷 黃霞

摘? 要：文章從大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀出發(fā)，具體分析了傳統(tǒng)實(shí)操實(shí)驗(yàn)和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)，介紹了虛實(shí)結(jié)合下的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的內(nèi)涵，闡述了虛實(shí)結(jié)合下大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和構(gòu)建措施。文章認(rèn)為這種虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)模式激發(fā)了學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，豐富了現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，使教學(xué)效果得到了極大提高。

關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)；虛擬仿真實(shí)驗(yàn)；虛實(shí)結(jié)合；教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：G640? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：1673-7164（2023）08-0054-04

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金“界面效應(yīng)對(duì)納米材料熱傳導(dǎo)影響機(jī)理的研究”（項(xiàng)目編號(hào)：51706118）；2022年中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）本科教育教學(xué)改革與研究資助項(xiàng)目“虛實(shí)結(jié)合下的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)：J220702）；中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目“低維系統(tǒng)的格波解及色散關(guān)系的研究”（項(xiàng)目編號(hào)：202207003）。

作者簡(jiǎn)介：蘇瑞霞（1988—），女，博士，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）理學(xué)院講師，研究方向?yàn)榈途S系統(tǒng)的熱傳導(dǎo)；張艷（2002—），女 ，學(xué)士在讀，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）理學(xué)院，研究方向?yàn)榉蔷€性晶格鏈聲子譜；黃霞（1977—），女，博士，華北電力大學(xué)數(shù)理學(xué)院副教授，研究方向?yàn)轳詈戏蔷€性系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)研究及復(fù)雜系統(tǒng)的同步現(xiàn)象分析。

培養(yǎng)大學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維與創(chuàng)新能力是高校育人非常重要的一項(xiàng)目標(biāo)，而大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程對(duì)大學(xué)生這兩項(xiàng)能力的培養(yǎng)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)過程分為以下三步：第一步為學(xué)生通過閱讀教材和教師提供的課件進(jìn)行預(yù)習(xí)；第二步為學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室觀看教師講解原理與實(shí)驗(yàn)演示；第三步為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式相對(duì)單一，學(xué)生學(xué)習(xí)被動(dòng)，教學(xué)效果欠佳［1-2］。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程為大學(xué)理工科基礎(chǔ)教學(xué)課程，面對(duì)的班級(jí)數(shù)非常多，很多高校會(huì)受到一些客觀因素的限制：如設(shè)備、場(chǎng)地、課時(shí)等，存在實(shí)驗(yàn)儀器落后且臺(tái)數(shù)不足、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊等情況。為解決上述大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，本研究基于前期大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中積累的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)傳統(tǒng)實(shí)操實(shí)驗(yàn)和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的優(yōu)劣勢(shì)進(jìn)行了分析，創(chuàng)建了虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)體系，旨在提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐效果。

一、虛實(shí)結(jié)合下的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)概述

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)是虛擬儀器，實(shí)現(xiàn)方式主要是基于多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信、虛擬現(xiàn)實(shí)和計(jì)算機(jī)仿真軟件等技術(shù)［3］，在計(jì)算機(jī)平臺(tái)上，以傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)資源為依托，構(gòu)建集現(xiàn)實(shí)資源和虛擬技術(shù)為一體的軟硬件操作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)操實(shí)驗(yàn)不具備或難以完成的教學(xué)功能。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和傳統(tǒng)實(shí)操實(shí)驗(yàn)教學(xué)最大的區(qū)別在于它將實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教師實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作都融為了一體，形成了一部可操作性很強(qiáng)的教學(xué)資源［4-5］，具有良好的互動(dòng)操作性、資源共享性和安全性，使得多名學(xué)生、多個(gè)實(shí)驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行成為可能，為學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)的環(huán)境。仿真實(shí)驗(yàn)緊密結(jié)合實(shí)操實(shí)驗(yàn)，形成有效互補(bǔ)，突破空間和時(shí)間限制。下面首先分析傳統(tǒng)實(shí)操實(shí)驗(yàn)和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)與不足，然后進(jìn)一步提出虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的方法。

二、傳統(tǒng)實(shí)操實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)與不足

（一）傳統(tǒng)實(shí)操實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

1. 教學(xué)過程直接真實(shí)，學(xué)生感性認(rèn)知提高。真實(shí)的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備構(gòu)成了傳統(tǒng)實(shí)操實(shí)驗(yàn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，能夠在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中直觀展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，模式簡(jiǎn)明、清晰，有利于教師對(duì)整個(gè)教學(xué)過程的控制。學(xué)生也可以通過視覺、聽覺、觸覺等來認(rèn)識(shí)客觀事物及規(guī)律獲得感性認(rèn)知，進(jìn)一步從感性認(rèn)知中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題進(jìn)而解決問題，最終獲得對(duì)客觀事物及規(guī)律的理性認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)理論知識(shí)深入的理解。

2. 提高學(xué)生動(dòng)手能力。在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的實(shí)操過程中，學(xué)生會(huì)遇到各種實(shí)驗(yàn)誤差，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生要知道誤差的來源，會(huì)分析相關(guān)實(shí)驗(yàn)的誤差原因，能夠從系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩個(gè)角度進(jìn)行誤差分析，掌握如何通過調(diào)節(jié)儀器解決問題的方法，從而具備一定的解決問題的能力。在調(diào)節(jié)真實(shí)儀器過程中，學(xué)生的動(dòng)手能力、分析解決問題的能力以及理論聯(lián)系實(shí)際能力都會(huì)得到很大的提高。

（二）傳統(tǒng)實(shí)操實(shí)驗(yàn)的不足

1. 無法控制預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)。雖然要求學(xué)生對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，但學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的積極性不強(qiáng)，大部分學(xué)生只是機(jī)械地抄寫預(yù)習(xí)報(bào)告，并沒有很好地閱讀教材和教師提供的預(yù)習(xí)課件，對(duì)于實(shí)驗(yàn)需要的理論知識(shí)基本沒有思考，更談不上掌握，因此學(xué)生的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和質(zhì)量的提升根本不起作用。

2. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)受時(shí)空和師資因素限制。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)會(huì)受到一些客觀因素的限制：如設(shè)備、場(chǎng)地、課時(shí)等，存在實(shí)驗(yàn)儀器落后且臺(tái)數(shù)不足、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容陳舊等弊端，不利于學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)。艱巨的教學(xué)任務(wù)導(dǎo)致師資嚴(yán)重不足，也不利于教師教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新。再者，近幾年因?yàn)樾鹿诜窝滓咔?，有部分時(shí)間學(xué)生只能在線學(xué)習(xí)，導(dǎo)致一些實(shí)驗(yàn)課程無法現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐開展。

3. 課后無法回溯，缺少對(duì)照總結(jié)。學(xué)生需要在實(shí)驗(yàn)室完成操作以后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成后，需上交給授課教師，教師批改后裝訂成冊(cè)留檔，導(dǎo)致學(xué)生不清楚自己實(shí)驗(yàn)報(bào)告中存在的問題，不利于學(xué)生就物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行深入分析與理解。

三、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)與不足

（一）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)

1. 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)脫離了時(shí)空、課時(shí)等因素的影響。具體來說，學(xué)生可以靈活地運(yùn)用自己的實(shí)驗(yàn)時(shí)間在線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，自主學(xué)習(xí)，不受傳統(tǒng)實(shí)物實(shí)驗(yàn)室關(guān)閉和開放時(shí)間的限制。新冠肺炎疫情期間，有部分時(shí)間學(xué)生無法返校，只能采取線上學(xué)習(xí)的方式，這種情況下學(xué)生只需具備電腦和網(wǎng)絡(luò)就可以隨時(shí)隨地進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)操作，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)在時(shí)間、空間上得到了極大延伸［6］，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)操實(shí)驗(yàn)帶來的不足。

2. 安全、經(jīng)濟(jì)。一部分物理實(shí)驗(yàn)尤其是電學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生錯(cuò)誤的操作很可能會(huì)損壞實(shí)驗(yàn)儀器，影響下次課學(xué)生的有效實(shí)驗(yàn)儀器數(shù)量，甚至個(gè)別嚴(yán)重的引發(fā)安全事故。而用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果學(xué)生錯(cuò)誤操作，虛擬軟件會(huì)有相關(guān)操作錯(cuò)誤警告，提醒學(xué)生，從而不會(huì)引發(fā)真正的事故。

3. 提高學(xué)生創(chuàng)新能力。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可方便設(shè)置開放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容得到拓展。學(xué)生可根據(jù)興趣及專業(yè)方向自主選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行操作，從而激發(fā)學(xué)生的物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣，很好地將物理實(shí)驗(yàn)與學(xué)生的專業(yè)知識(shí)建立起聯(lián)系，也培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和獨(dú)立思考以及解決實(shí)際問題的能力。

（二）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的不足

1. 預(yù)習(xí)效果仍待改善。對(duì)于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)提供了實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介、原理、內(nèi)容和儀器設(shè)備等全套實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，這種極其全面和詳細(xì)的羅列模式和已有的實(shí)驗(yàn)教材基本沒有區(qū)別，無法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在短時(shí)間內(nèi)學(xué)生也較難掌握實(shí)驗(yàn)的整體框架和關(guān)鍵要領(lǐng)，并不能解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)遇到的問題。

2. 缺乏實(shí)驗(yàn)的氛圍。在傳統(tǒng)實(shí)操實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生面對(duì)的是真實(shí)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，通常是學(xué)生兩人一組共同完成實(shí)驗(yàn)操作，遇到問題可以共同討論，協(xié)作攻克問題，培養(yǎng)了學(xué)生交流以及團(tuán)隊(duì)合作的能力。而虛擬仿真實(shí)驗(yàn)采用一人一機(jī)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，學(xué)生面對(duì)的只有電腦和一些用到的軟件，無法體驗(yàn)真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使得學(xué)生合作交流能力的培養(yǎng)無法在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)。

3. 缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的分析與理解。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)都是由設(shè)計(jì)好的程序來實(shí)施的，缺乏對(duì)真實(shí)物理實(shí)驗(yàn)過程中的一些細(xì)節(jié)（尤其是易出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)故障的一些問題）的模擬，因此目前虛擬仿真實(shí)驗(yàn)基本上都是理想化的，非常不利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的分析與理解，也不利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力。

四、虛實(shí)結(jié)合教學(xué)模式的探索

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)與虛擬仿真教學(xué)模式各有其獨(dú)特的優(yōu)缺點(diǎn)，兩者并非相互對(duì)立的關(guān)系，而是互為補(bǔ)充、相輔相成、相互促進(jìn)的統(tǒng)一體。為了最大限度地優(yōu)化大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)結(jié)合這兩種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑瑥亩鴮?shí)現(xiàn)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。

（一）虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建

學(xué)校于2020年引入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，因?yàn)橐咔楹芏嗟貐^(qū)學(xué)生無法返校正常上課，為順利開展大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)物理系與實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心第一時(shí)間引入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開展大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，主要利用科大奧銳有限公司開發(fā)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)。此教學(xué)平臺(tái)集成性很高，將實(shí)驗(yàn)中心門戶網(wǎng)站、預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)、仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告批改系統(tǒng)集成為一體，具有非常強(qiáng)大的功能，如信息發(fā)布、數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、互動(dòng)交流和成果展示等功能。仿真教學(xué)平臺(tái)全天24小時(shí)開放，學(xué)生登錄仿真平臺(tái)后可線上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、操作練習(xí)和提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教學(xué)平臺(tái)不僅方便學(xué)生，教師也可很便利地在教學(xué)平臺(tái)上布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)、組建和發(fā)放預(yù)習(xí)試卷、檢查學(xué)生預(yù)習(xí)情況、操作練習(xí)情況和批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

（二）合理設(shè)置虛實(shí)實(shí)驗(yàn)比重

在引入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)后，開始對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)合虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式不斷探索與嘗試。但需要注意的前提是一定要保證大學(xué)物理“實(shí)驗(yàn)”的課程屬性不變。虛實(shí)結(jié)合，要求不僅要有傳統(tǒng)實(shí)操實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，還要有虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，更進(jìn)一步要開發(fā)虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。虛、實(shí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的比重要合理設(shè)置，對(duì)于基本的測(cè)量方法和常用測(cè)量工具的使用方法一定要基于實(shí)體儀器，一定讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室親自操作，比如示波器是很多物理實(shí)驗(yàn)常用的測(cè)量設(shè)備，像液晶電光效應(yīng)、聲速測(cè)量、動(dòng)力學(xué)法測(cè)楊氏模量等實(shí)驗(yàn)都會(huì)用到，所以示波器的使用最好要在線下實(shí)操學(xué)習(xí)操作，只有這樣才能避免在日后的實(shí)際使用中出現(xiàn)紙上談兵的情況。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)則可以在某些特殊實(shí)驗(yàn)條件（如疫情、儀器價(jià)格高昂）不可達(dá)變成可實(shí)現(xiàn)。例如磁滯回線實(shí)驗(yàn)，在線下無法實(shí)時(shí)觀測(cè)在不同磁場(chǎng)下，磁性材料的磁化狀態(tài)，而學(xué)生要想深入理解磁滯回線，需要了解磁疇在外磁場(chǎng)下的轉(zhuǎn)動(dòng)過程，而相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備就要用到磁力顯微鏡和磁光克爾效應(yīng)儀，這兩個(gè)設(shè)備不僅價(jià)格昂貴，而且后期維護(hù)成本高，非常不利于磁滯回線實(shí)驗(yàn)的順利開展。這種情況下虛擬仿真實(shí)驗(yàn)就發(fā)揮了不可替代的作用，它可將新材料、新科技便捷地引入實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，很大程度地拓寬了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程體系內(nèi)容，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的先進(jìn)性。對(duì)于一些現(xiàn)實(shí)不可達(dá)的物理量和物理規(guī)律也需用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)。

（三）虛實(shí)對(duì)照，預(yù)習(xí)和講授相結(jié)合

為了更好地提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，本研究嘗試了以下虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)模式；要求學(xué)生先自主地根據(jù)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的需要在虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行線上深入預(yù)習(xí)，但考慮到一般的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并不能改善學(xué)生的預(yù)習(xí)效果，要解決這一問題，必須要強(qiáng)化虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的展示作用，盡量將實(shí)驗(yàn)儀器特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)操作步驟用動(dòng)畫和實(shí)物視頻演示等方式替代仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上固有的純文本內(nèi)容的展示方式，這樣學(xué)生才更加容易接受；在實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)上可以加入一些優(yōu)秀的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻，增加一些介紹與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的物理學(xué)家、生活中的物理小知識(shí)等視頻，提高學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣，拓寬學(xué)生的知識(shí)面；教師可通過組卷功能給學(xué)生發(fā)放難度較小的測(cè)試題，學(xué)生測(cè)試成績(jī)合格后，才能進(jìn)入課堂進(jìn)行實(shí)踐操作，這樣更便于提高學(xué)生預(yù)習(xí)的積極性與預(yù)習(xí)效果，有效縮短教師在線下課堂的講解時(shí)間，從而給學(xué)生提供充足的實(shí)踐操作時(shí)間。學(xué)生在進(jìn)行了有效的預(yù)習(xí)后，再進(jìn)行線下實(shí)操實(shí)驗(yàn)，課堂上教師的詳細(xì)講解與示范操作，可以進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)整個(gè)物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)的觀測(cè)手段的認(rèn)識(shí)。對(duì)于預(yù)習(xí)中遇到的問題，學(xué)生也可以直接與教師的講解進(jìn)行對(duì)照，隨時(shí)提問交流，使預(yù)習(xí)中的問題得到有效解決。

（四）線上驗(yàn)證鞏固，閉環(huán)學(xué)習(xí)

線下得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告后，對(duì)實(shí)驗(yàn)中存在的問題，可以通過線上虛擬實(shí)驗(yàn)再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。對(duì)于部分學(xué)生如果實(shí)驗(yàn)過程中沒有完全掌握一些物理概念，也可結(jié)合虛擬仿真實(shí)驗(yàn)來鞏固提高，從而使大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過程形成閉環(huán)。這樣虛實(shí)結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)模式可以提升學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)規(guī)律的認(rèn)識(shí)和理解更加深刻。

（五）即時(shí)交流工具發(fā)揮重要作用

在虛實(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)施過程中，還應(yīng)重視即時(shí)交流工具的作用，在虛實(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，微信答疑群和QQ答疑群能很好地促進(jìn)師生之間溝通，既拉近了教師與學(xué)生的距離，又能使學(xué)生放下包袱，跟教師積極交流，師生互動(dòng)遠(yuǎn)比實(shí)驗(yàn)室熱烈，交流時(shí)間也比線下時(shí)間增長(zhǎng)。學(xué)生間也可以隨時(shí)展開討論，互相幫助，合作解決問題的能力的培養(yǎng)有所提升。因此微信答疑群和QQ答疑群可以作為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)助手，為建立良好的實(shí)驗(yàn)課程學(xué)習(xí)氛圍發(fā)揮重要作用。

五、虛實(shí)結(jié)合教學(xué)模式的應(yīng)用挑戰(zhàn)

我國(guó)物理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式起步較晚，特別是物理虛擬實(shí)驗(yàn)開發(fā)技術(shù)、設(shè)備等方面均落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。目前，高校的虛擬實(shí)驗(yàn)儀器模型的種類普遍比較單一，從功能上來說，部分實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性與實(shí)際實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)器材相比都還存在較多欠缺之處，這會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在虛擬環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)產(chǎn)生疑問，對(duì)知識(shí)的遷移產(chǎn)生不利影響。解決這個(gè)問題的方法是學(xué)校應(yīng)在考慮成本允許和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)成熟的情況下，大力引入VR、友好的人機(jī)交互等國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的仿真操作新技術(shù)，使虛擬仿真實(shí)驗(yàn)更加貼近真實(shí)的實(shí)操實(shí)驗(yàn)。再者目前虛擬仿真教學(xué)資源還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠完善，創(chuàng)新性和設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量十分匱乏。在今后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)適當(dāng)加大自主開發(fā)虛擬仿真教學(xué)資源的力度，建立虛擬實(shí)驗(yàn)與硬件實(shí)驗(yàn)的緊密聯(lián)系，為培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才提供良好平臺(tái)。此外，虛實(shí)結(jié)合的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)需要的成本較高，尤其在建設(shè)初期，高比例的維護(hù)成本支出也在很大程度上制約了虛實(shí)結(jié)合下的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)效率。

六、結(jié)語

本文詳細(xì)分析了傳統(tǒng)實(shí)操實(shí)驗(yàn)與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的優(yōu)劣勢(shì)，提出要將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合。虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)模式，不僅能夠明顯提高學(xué)生學(xué)習(xí)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的主觀能動(dòng)性，還能加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和結(jié)論的理解，減少實(shí)驗(yàn)硬件損耗?？梢源蚱苽鹘y(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時(shí)空限制，改變傳統(tǒng)單一的填鴨式教學(xué)方式，增強(qiáng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的可設(shè)計(jì)性。讓學(xué)生學(xué)習(xí)更加自由和靈活，可實(shí)現(xiàn)全空間、全過程的閉環(huán)學(xué)習(xí)模式，極大提高物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 肖立娟. 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀與教學(xué)改革的探究［J］. 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2015，28（06）：114-116.

［2］ 尹亞玲，王博文，柴志方，等. 混合教學(xué)模式在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中的應(yīng)用［J］. 物理實(shí)驗(yàn)，2017，37（03）：41-47.

［3］ 張金鳳，賈小文，趙云飛，等. 信息技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中的應(yīng)用［J］. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2018，15（08）：201-202.

［4］ 王曉蒲. 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的改革與實(shí)踐［J］. 教育與現(xiàn)代化，2002（03）：26-28.

［5］ 霍劍青. 應(yīng)用信息技術(shù)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的思考與實(shí)踐［J］. 物理與工程，2013，23（06）：26-29.

［6］ 劉志遠(yuǎn). 大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)的定位研究［J］. 吉林省教育學(xué)院學(xué)報(bào)（學(xué)科版），2011，27（11）：133-134.

（責(zé)任編輯：淳潔）