国家级物理虚拟仿真实验教学中心建设

国家级物理虚拟仿真实验教学

中心建设

张增明

中国科学技术大学

哈尔滨2014.7.28

国家级物理虚拟仿真实验教学中心

教高司函〔2013〕94号

关于开展国家级虚拟仿真实验教学中心

建设工作的通知

指导思想: 科学规划、共享资源、突出重点、提高效益、持续发展

宗旨: 全面提高高校学生创新精神和实践能

力

核心: 共享优质实验教学资源

重点:建设信息化实验教学资源

建设任务和内容

•虚拟仿真实验教学依托虚拟现实、多媒体、人机交互、数据库和网络通讯等技术，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，学生在虚拟环境中开展实验，达到教学大纲所要求的教学效果。

•实现真实实验不具备或难以完成的教学功能。

–高危或极端的环境、不可及或不可逆的操作，

–高成本、高消耗、大型或综合训练等情况时，提供可靠、安全和经济的实验项目。

•充分体现虚实结合、相互补充、能实不虚的原则。

•虚拟仿真实验教学资源。

•发挥学校学科专业优势，积极利用企业的开发实力和支持服务能力，充分整合学校信息化实验教学资源，以培养学生综合设计和创新能力为出发点，创造性地建设与应用高水平软件共享虚拟实验、仪器共享虚拟实验和远程控制虚拟实验等教学资源，提高教学能力，拓展实践领域，丰富教学内容，降低成本和风险，开展绿色实验教学。

虚拟仿真实验教学的管理和共享平台。

•建设具有扩展性、兼容性、前瞻性的管理和共享平台，高效管理实验教学资源，实现校内外、本地区及更广范围内的实验教学资源共享，满足多地区、多学校和多学科专业的虚拟仿真实验教学的需求。探索校企共建共管的新模式和新途径，建立可持续发展的虚拟仿真实验教学服务支撑体系。

虚拟仿真实验教学和管理队伍。

•建设教学、科研、技术人员结合，核心骨干人员相对稳定，结构合理的虚拟仿真实验教学团队，形成一支教育理念先进，学术水平高，教学科研能力强，实践经验丰富，勇于创新的虚拟仿真实验教学和管理队伍。

虚拟仿真实验教学中心的管理体系。•以虚拟仿真实验教学资源的开放共享和充分使用为目标，系统制定并有效实施保障虚拟仿真实验教学的教师工作绩效考核、经费使用管理、实验教学中心维护与可持续发展等政策措施，建立有利于激励学生学习和提高学生创新能力的教学效果考核、评价和反馈机制。

申报范围

•本次申报单位是普通本科高等学校和军队高等学校，申报对象是国家级或省级实验教学示范中心。每所学校可申报1个项目。

40项基础物理实验

虚拟仿真实验教学平台

•国家级实验教学示范中心信息化建设，教育部（2006-2007）

•国家级精品课程“大学物理实验”，教育部

（2003-2007）

•以学生为主体、培养学生创新能力物理实验教学方法的研究，省重点（2008-2010）

主要用于：课前预习、课后复习、巩固

迈克耳逊干涉仪

掌握迈克尔逊干涉仪的干涉原理

•观察非定域干涉条纹，干涉条纹的形状、疏密随

光程差的变化情况。

•测量He-Ne激光的波长

•测钠黄光波长及钠黄光双线的波长差，

•调节观察白光干涉条纹，

测定透明薄片的折射率.

破解黑盒子

预防精密部件

损伤

《大学物理实验》国家级精品课程升级为教

育部国家级精品资源共享课程

•2013年6月正式首批上线。国内高校师生均可直接上网，获取相关资源。

视频课件：85 件；实验讲义：81 项

101个实验视频课件

•面向大面积学生开设计性、研究性实验创造条件

•突破设备、教学时间和师资力量不足的教学瓶颈

•实验中心组织各实验负责教员精心备课，突出实验难点，关键的实验技术和方法

•制作了适合学生课前准备、课后复习的101个实验视频公开课件.

•通过反馈、研讨，对这些视频课件不断进行了优化，紧扣科研前沿，快速将最新的仪器设备、新建的实验内容视频化，充实内容。

分光计的使用和调整

实验目的：

1、学习掌握分光计的调整技术和技巧；

2、学会利用分光计测量三棱镜的顶角和最小偏

向角

思考题：

已调好的望远镜光轴垂直于

主轴，若将平面镜取下

后，再放到载物台上（放

的位置与取下的位置不

同），发现两镜面又不垂

直望远镜光轴了，为什

么？是否望远镜的光轴还

没有调好？

用椭偏仪测薄膜厚度和折射率

实验目的：

1、了解椭圆偏振测量的基本原理，掌握利用椭偏仪测量薄膜厚度和折射率的基本方法。

2、学会组装椭圆偏振仪，熟悉椭圆偏振仪使用。

思考题：

1、怎样获得等幅椭圆偏振光，等幅椭圆偏振光在实验中有什么作用？

2、椭偏仪测量材料的折射率和薄膜厚度时，对样品有什么要求？

3、简述起偏器、检偏器及1/4波片的作用。

4、如何分辨薄膜样品不同界面的反射光点？

激光散斑测量实验

实验目的：

1、让学生初步了解激光散斑的特性；

2、学习有关散斑光强分布和散射体表面位移的实时测量方法：相关函数法；

3、了解激光光束的基本特点以及CCD光电数据采集系统。

思考题：

1、激光散斑测量的光路参数（P1,P2）选择是根据什么？

2、为什么在本实验中散斑的大小用CCD像元，而毛玻璃与CCD表面的距离可以用卷尺（最小刻度为1毫米）？

3、根据自己的理解说明散斑光强的相关函数的物理意义。

4、毛玻璃上高斯光斑半径W=2.5 mm，想使表征激光散斑大小的参数S在CCD接收面上为50个像元，毛玻璃距CCD接收面的距离P2为多少？