实验教学方法
使用目的
我们贯彻以“学”为中心的教学理念,采取了引导式、启发式、同伴讨论式等多种教学方法,激发学生的实验兴趣。如:本虚拟仿真实验设置了学生课前预习、回答问题等环节,帮助其理解实验原理;在虚拟实验过程的关键步骤,设计了原理介绍、注意事项及设问,引导学生对实验原理和过程进行思考,同时可与同学及老师交流讨论,加深对实验原理和物理内涵的理解。只有认真阅读了注意事项,正确回答了问题才能进入下一步,避免了同学在实验过程中依葫芦画瓢。
实施过程
教学实施中,一般在实验之前将仿真实验项目网址通知到学生,让同学们进行网上预习,网上提供了仪器工作原理和结构的详细介绍,以及仪器操作的网络视频,学生能方便地学习实验原理、仪器结构、操作要领及安全规范。实验时,要求学生认真完成仿真实验操作,并改变磁场强度、温度、样品种类等实验条件,测定材料磁性能参数及其变化行为,在线记录数据、绘制实验图线、撰写并提交实验报告。老师根据系统对实验操作的评分和实验报告内容,综合评定实验成绩。
实施效果
该实验在虚拟仿真技术条件下,完成实物实验室难以对本科生全面开展的微纳霍尔器件加工及低温强场条件下的微纳霍尔器件物理参数测量与分析,借助于虚拟仿真技术,直观形象地将微纳器件加工、大型仪器操作方法和实验测试过程展示在学生面前。虚拟仪器画面和操作流程逼真,学生可反复进行“仿真”操作,降低了实验成本,避免了大型昂贵仪器被损坏的风险,使学生在更高层面上加深对知识和实验技能的掌握和理解,激发了实验探究的兴趣。
该虚拟仿真实验项目可实现资源共享,具有较强的综合性和研究性,有助于培养学生的科学思维和创新能力。