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虚拟实验与教学应用研究

朱敏  
【摘要】:随着计算机技术和网络技术的迅速发展,以及科学研究进一步深入的需要,虚拟实验技术日渐成熟和完善。虚拟实验作为继理论研究和实验研究之后的第三种科学研究方法,对社会发展和科技进步起到了越来越重要的作用,代表着科学研究方法的重要发展方向。 教育教学改革的不断深化对实验教学在培养学生的科学研究能力和综合素质等方面提出了更高的要求。实验教学的教学内容、教学模式、教学方法亟待革新与完善。虚拟实验技术的成熟发展和实验教学改革的迫切需要使得虚拟实验在教学中的应用从理论研究走向了实际应用。 首先,我们以混合式学习理论为基础,进行了新的理论思考:虚拟实验不仅是一种先进的技术手段,而且是一种新的科学研究方法。基于以上的分析,我们从技术实现和教学应用的角度来构建虚拟实验系统,分析其技术特点在帮助学生的知识层次深度发展、知识体系广度发展以及教学模式维度发展等方面的作用;分析虚拟实验的方法特点在培养学生的创造性思维能力和互助合作精神等方面的作用。 其次,我们选择具有代表性的大学物理实验教学作为虚拟实验教学应用研究的对象,分析实验教学在教学内容、课程设置和教学模式方面的教学改革方向,以及在创新精神和团队意识方面的人才培养目标,根据虚拟实验的技术特点和方法特点,提出大学物理实验教学与虚拟实验应用的结合点。在此基础上,我们设计和开发“温度传感器特性的研究”虚拟实验项目,将这个虚拟实验项目应用于大学物理实验教学,并进行问卷调查,分析虚拟实验的教学应用情况以及有待改进的地方。 最后,从理论基础和技术实现两个方面对本研究工组进行总结,我们提出了进一步研究的方向。


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