物理虚拟仿真实验

 前言

 计算机仿真实验，并不能代替学生做真实的实验 。然而，目前在物理实验教学中，由于实验仪器复杂，精密和昂贵，往往不允许学生自行设计实验参数，反复调整仪器，这对学生剖析仪器性能和结构，理解实验的设计思想和方法是很不利的，计算机仿真实验可在相当程度上弥补实验教学上这方面的缺憾，值得大力推广。

                                                              ——赵凯华

 计算机技术和网络通信的高速发展，使当今社会进入了知识经济的信息时代，教育将作为这个时代发展的重要支柱受到社会各领域及各国政府的普遍关注和重视。80年代出现了CAI,90年代又出现了网络教育，二者的结合已成为当前教学手段现代化的重要内容。

中科大基础物理实验中心人工智能与计算机应用研究室的《大学物理仿真实验》，利用软件设计虚拟仪器，建立虚拟实验环境。实验者可在这个环境中操作仪器模拟真实的实验过程。

该软件通过计算机把实验设备，教学内容，教师指导和学生的操作有机地融合为一体，形成了一步活的、可操作的物理实验教科书。通过仿真物理实验学习，学生对实验的物理思想和方法、仪器的结构及原理的理解，可达到实际实验难以实现的效果，实现了培养动手能力，学习实验技能，深化物理知识的目的，同时增强了学生对物理实验的兴趣，大大提高了物理实验教学水平，是物理实验教学改革的有力工具。

95年出版的《大学物理仿真实验1.0 for DOS》，是当时国内第一套虚拟现实软件，在国际上也是第一套实验教学软件。使实验教学与理论教学一样能打破课堂的限制，在空间和时间上得到延伸。97年出版《大学物理仿真实验2.0 for Windows》。

该系列成果96年获中国科学院教学成果一等奖，97年获国家级教学成果奖。98年由国际物理教学委员会赞助在中科大召开了“新技术在物理学中”国际会议。受到来自十多个国家专家高度赞扬。同年，该软件代表中国CAI最新成果参加联合国教科文组织大会演示和赴英国、日本等地进行交流展示，在国际上产生了很好的影响。2001年再次获国家级教学成果奖。

该软件现已在全国高校得到普遍应用，并获得很好的教学效果和广泛好评。

 《大学物理仿真实验》系列软件，目前共有单机版，多用户版，和网络版三种版本，其多用户版在我校已使用多年。

网络虚拟实验远程教学系统，是中科大基础物理实验中心人工智能与计算机应用研究室在近十年开发仿真实验软件的基础上，利用已有的实验课件资源，通过现代通信和信息工具，拓展实验传播领域和学习方式的成果。

该系统不参与网上的费用结算，没有和其他任何现存的系统之间的交互。

目前该系统定位在为教育部相关网站提供专业的教学平台，专门提供物理教学实验课件以及相关内容。

该系统提供了一种新的远程教育模式，即通过光盘的形式，实现网上的远程教学实验，，解决了庞大的课件容量与有限的网络带宽之间的矛盾。

另外，师生之间可以实现视频文字交互、答疑，老师、学生之间可以实现实时或非实时交流在线讨论等。

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