复旦大学物理虚拟仿真实验教学中心

申报材料

中心简介

教学体系

虚拟仿真实验开发课

“物理CAI课件设计”和“计算物理模拟实验”是我中心的特色课程。基于这些课程,学生在独立开发虚拟仿真实验的过程中,对哪些是描述物理体系的关键参数的理解更加深入,物理体系随参数演化的物理图像也更清晰。这些课程都受到学生的普遍欢迎。

虚拟仿真(VR)实验开发项目(内部讨论)

虚实结合的实验教学案例

虚实结合的实验教学除了可以补充实验课程内容上的不足(很难可持续地开展易耗、高成本、高危性质的教学实验),或者帮助学生做好实验前的预习准备,提高实验课的效率;更可以借助自主开发的实际实验和虚拟仿真相结合的实验项目,发挥实验操作训练和虚拟仿真各自的优势。

通过“虚实结合”的实验教学新模式,我们可以深入挖掘实验现象背后的物理、清晰直观地展示知识难点、详尽地剖析实验技术的精髓,加深学生对实验的理解,让学生在充分理解的基础上做好实验,还能“无成本”地拓宽和加深实验教学的内容,提高实验综合能力培养的水平。

我们在实验教学中引入的虚拟仿真软件包括:电路仿真软件MultiSim;光学系统设计仿真软件:TracePro、Zemax;机械3D设计软件:SolidWorks、ProE;电子光学仿真软件:SimIon;多物理场模拟软件:Comsol;荷能离子轰击固体表面的模拟软件:SRIM和Trim-DYN;高能粒子和物质相互作用模拟软件:Geant 4等;还有MATLAB、Mathmatica、Python等常用的数学工具软件。

医学物理实验虚拟仿真实验

课程说明

为了揭示人体的物理奥秘,利用物理知识开展精确医学诊疗,我们为医学生开设“医学物理与实验”新课程,自主研制了听觉物理、呼吸物理以及血液循环等的虚拟仿真系统投入教学。研制的苹果手机应用软件“Love-Ears”,可以随时随地进行听觉物理相关的虚拟实验;肺呼吸物理仿真模型,可以模拟肺的粘弹性及病理特征,进行肺顺应性曲线的模拟测量;正在建设的血液循环虚拟仿真系统,可以模拟各种心血管疾病形成的物理因素。

自主开发的实验案例

网络远程控制实验

实验描述

“网络控制牛顿环实验”和“网络控制静电实验”允许学生在任何时间通过网络操作实验设备,得到实验结果;在建的“网络控制单摆实验”则允许实时测量重力加速度随海拔和纬度的变化。

实验案例

其他教学资源

网上视频课件

海外虚拟仿真教学资源

学生提问,讨论区

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