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仿真实验在教学中的功能与应用
一、仿真实验的定义
仿真实验（虚拟实验）指的是利用计算机来模拟（ 仿真) 实验的环境及过程，让教师或学生通过计算机操作来“做”某一实验，从中学习和掌握应从实验中获得的知识及训练效果，以代替或加强传统开设的真实实验。
二、仿真实验室研究现状
仿真实验室概念的提出至今仅为10余年的时间，但因其诱人的应用前景，各国均在大力开发，已经取得了很大的进展。
1.美国虚拟实验技术的发展
2.欧洲虚拟实验技术的发展
3.其他国家虚拟实验技术的发展
4.国内研究现状
三、仿真实验在中学教学中的应用概况
仿真实验法以它的众多优点也逐渐渗透到中学教学中。国内外的许多中学陆续将仿真实验法运用到教学中，尤其是在国外的发达国家，不仅将仿真实验用于教学的演示，更多的是让学生利用仿真实验室进行开发和探索式的学习。
我国南方的中学使用仿真实验进行演示教学的逐渐增多，北方的学校相对应用较少。但无论是南方还是北方，对仿真实验的功能开发和利用并不深入。还有相当多的教师认为仿真实验法并不科学。总的说来，仿真实验并没有真正深入到中学的教学中。
四、真实实验的不足
1、真实实验常受到仪器本身的限制，而不能很好地实现。主要体现为以下两点：
(1)真实实验所用的仪器常会受到教学经费的限制而导致一些实验无法开设和进行，例如光电效应，气垫导轨的使用。
(2)真实实验仪器本身的因素会给实验结果带来很大的误差，从而带来不必要的麻烦。例如，探究力的平行四边形定则实验中，弹簧秤的零点误差及规格，所用橡皮条的质量等都会给探究结果带来较大误差。
2、某些真实实验具有一定的危险性，使学生无法直接参与实验。如一些化学反应所产生的燃烧、爆炸所带来的危险。
3、真实实验常受到客观环境中诸多因素的影响，而使得实验结果出现严重偏差，大大冲淡了人们对事物本质的认识，也大大降低了学习和研究的效率，甚至会使实验者丧失信心。
4．抽象的物理现象无法通过真实实验使学生获得感性认识。如：环形电流周围的磁场，静电场周围的等势面分布等。
5．真实实验因为受实验仪器和客观因素的影响有时可重复性不好，效率也较低，这给学生进行探究式学习和自主学习活动带来很大的不便。容易使学生对探究学习和自主学习失去信心和兴趣。
五、仿真实验的优点
上述真实实验存在的不足都可以用仿真实验来改进甚至是取代。首先，仿真实验可以逼真地模拟实际的物理环境，可以逼真地模拟实际的仪器，如小球、磁铁、轨道、斜面、电表以及各种电学元器件等等，因此原则上真实的实验都可以用仿真实验来模拟和再现。其次，仿真实验有着真实实验无法取代的优越性，这体现在：
1.仿真实验具有虚拟可扩展性。
2.仿真实验效果更好
3.仿真现实条件下不可能完成的实验
4.避免真实实验操作的各种危险
5.形象的仿真抽象的物理现象
6.加大实验的分析力度
7.预习实验，考核实验效果
8.仿真实验是学生进行自主研究性学习的很好的途径之一
六、仿真实验的局限性
（1）虚拟实验教学的非真实性
（2）虚拟实验教学的非严谨性
（3）虚拟实验对教师的要求较高
七、仿真实验制作的基本要求
（1）定位要准。
（2）仿真度要高。
（3）交互性要强。
（4）智能化要高。
八、仿真实验的应用
（1）仿真实验在力学中的应用。
（2）仿真实验在电磁学中的应用。
（3）仿真实验在光学中的应用。
九、总结
通过对比仿真实验与真实实验在中学物理教学中的作用，以及仿真实验在中学物理教学中的几个实例应用和它们所带来的良好的学习效果，进一步说明了仿真实验与真实实验一样，在中学物理教学中应得到广泛的应用。它可以突破教学空间、仪器设备等种种因素的限制；可以突破外界环境中不确定因素的影响；可以不受时间和空间的限制。它具有虚拟可扩展性、可控制性和虚拟可实现性，以及可重复性等等，而成为中学物理教学的重要辅助手段，成为学生自主学习、探究式学习和研究性学习的重要工具。随着时代发展、科技进步，人类需要掌握的知识量也日益加大。因此人们的学习方式即获取知识的方式也要相应改变。仿真实验虽不能完全取代真实实验，但它应和真实实验相互补充，相辅相承，共同在中学物理教学和学习中发挥应有的作用。