关于大学物理实验中仿真实验的研究
1 研究背景
物理学是一门以实验为基础的自然科学，所谓物理实验，就是根据物理学研究目的，选用适当的实验仪器或实验装置，用人为的方法让实验现象再现，并加以观察和研究的一种科学活动"物理实验的内容包括力、热、电、光等科学技术研究的各个方面，它是一切科学实验的基础。大学中的物理实验课程已经被设定为必修课程，这一规定既有助于帮助大学生进行科学实验训练，同时也是训练大学生接受系统实验的开端。大学中物理实验不仅仅局限于某一领域，而是涉及各个领域，这说明，理工科个学科之间存在共性和普遍性，同时也说明了物理实验在学科学习中的重要性。随着课程改革目标的出现，实验教学改革也进一步的落实，实验改革在落实上相比其他课程改革存在一定的难度，实验教学主要依靠的是实验室硬件设施的跟进，实验改革最大的目标就是放手给学生去动手实验，然而很多学校存在最大的问题就是不敢放手让学生去使用，限制实验是开放的时间等等，学生操作难以进行，学习成果自然不会提高。立足于实验改革中存在的若干问题，仿真实验的诞生无疑能够为这些问题的解决带来福音。特别是作为计算机辅助物理实验教学软件的一个新的发展，仿真物理实验已经成为高校物理实验改革的亮点。仿真物理实验最大的优势就是能够为学生提供一个预习准备的学习环境，可以让学生在进行实际的实验操作之前，做得一切准备工作。
2 对于仿真实验的认识
2.1 仿真实验概述
所谓仿真实验，是相对于真实实验而存在的，两者的主要差别在于：实验过程中所触及的对象与事物是否真实，在真实实验中所采用的实验工具、实验对象都是以实物形态出现的，而在仿真实验中，不存在实物形态的实验工具与实验对象，实验过程主要是对虚拟的实验仪器及设备进行操作。仿真物理实验被作为一种计算机辅助教学软件，应用于现代教育中，主要是以技能训练为主的一种实验技能领域的学习型软件，能够帮助教学对象进行思想的建构，同时完成实时的操作，辅助学生在开始实际实验操作之前进行实践训练。仿真实验主要提供了一种以教学理论、计算机技术为基础的一种非实在性的实验空间，其本质是由计算机模拟实现的一个虚拟的实验环境。
2.2 仿真实验的特征
⑴仿真性。仿真性这一特征从其名称中就不难看出，作为一款辅助型软件，其最大的特点就是模拟了真实的实验过程，为学生虚拟一种真实实验的环境，同时在仿真实验中的一些实验设施与实际中的实验设施几乎相同，学生在操作的过程中能够真实的感受实验的过程，如同置身真实的实验环境一般。
⑵交互性。与真实的实验环境不同，仿真实验能够提供给学生更多的交流感，使其与计算机之间进行双向的交流，同时可以自由的对实验的设施进行操作和选择，减少了了实际操中的一些束缚。
⑶灵活性。仿真实验最大的特点，在教学改革过程中改变最大的就是他的灵活性，学生在进行传统的物理实验的过程中遇到了很多阻力，其中最常见的就是一些教师不敢放手将实验室开放给学生，当然这里有许多的原因，如设备的维护、购置、费用等等因素。仿真实验的研发就大大解决了这一问题，仿真实验易于扩充维护，操作方便，可以随时开放，反复实践，提高办学效率，而且仿真实验灵活方便，便于实现资源共享。
3 大学物理仿真实验应用于教学的优势
3.1 营造多样化学习环境，打破了时间和空间的局限
与传统的教学模式相比较，仿真物理实验主要结合了网络，建构了多媒体的教学平台，为课堂的教学环境带来了创新点，也大大提高了课堂的新鲜感。同时仿真物理实验也在教学的时间和空间上得到了延伸，在传统的教学模式中，学生在学习过程中，总是苦恼于课前的实验准备和课后的实验复习，实验室的短暂的学习时间，无法满足学生对于实验课的认知需求，仿真实验的出现，大大缓解了这些压力，学生可以自由的选择学习的时间和地点，对于提高自主学习有很大的帮助。
3.2 仿真实验可以节省实验经费，保证实验项目和数量
传统的大学物理实验教学，存在一些实验经费与实验设备置购得难题，特别是一些近代的物理实验，需要的实验器材价格昂贵，同时在操作上也相对复杂，出于对资金的考虑，很多高校无力开设这些实验，实验课程的缩减必然会影响学生的一些正常的学习进度。仿真物理实验的出现大大解决了这一难题，有了好的仿真实验软件，那些耗资大的实验同样可以开设，从而保证了实验的项目和数量。
3.3 实现理论学习与实验学习的结合
实验本身就是一种理论学习的辅助，然而由于一些原因，大型的实验无法与理论的学习很好的结合，也就阻碍了学生对于知识的学习。仿真实验的出现，让实验的辅助功能得到了更好的发挥，特别是一些在物理学发展史上的经典实验，由于设备等原因很难在实际中得以再现，学生对于概念的理解也就很难到位，利用仿真实验，在课堂的教学中完全可以将这类实验重现与学生面前，真正做到了理论与实验的结合，在这一过程中，将一些概念和规律引入学习的过程中，对于理解一些物理现象有很大的帮助，同时提高了学生的实验学习效果。
