光柵衍射實驗是太原工業學院建設的虛擬仿真實驗課程。
基本介紹
- 中文名： 光柵衍射實驗
- 建設院校：太原工業學院
- 授課平台：實驗空間
- 類別：虛擬仿真實驗
課程性質,課程特色,
課程性質
光柵衍射虛擬仿真實驗，可以逼真呈現實際實驗過程中光柵對光路的衍射過程，如果要在實際實驗過程中觀察到具體的衍射實現過程必須使用更加精密的儀器，多次採集觀測數據才能獲得與衍射原理匹配的結果，而通過虛擬實驗平台，實驗的過程、結果都是可逆的，可調節的，所有數據都是直接與基礎理論相互對應，通過虛擬平台亦可以拓展深化光學實驗效果，在實際條件不充分時也可以作為進一步學習、研究光學理論的參考方法。
課程特色
（1）實驗方案設計思路：
在光學實驗中經常會用到光譜測量分光計的使用，如何獲取更好的光柵成像原理，觀察光路的傳播，以及分光計的聚焦、光柵平面與平行光管光軸就垂直、各譜線的衍射角。傳統實驗儀器很難實現實現光路觀察和分光計調整效果、學生操作容易損壞儀器，長時間的觀察容易造成眼睛的傷害，由此通過虛擬實驗軟體的使用能更佳實現以上環節。同學們在實驗過程中，不僅需要學習，還需要自主學習一些相關的理論基礎知識，儀器的調整使用方法，還需要分析實現的現象原理等問題，進一步提高了他們運用所學知識解決實際問題的能力，培養大學生的實踐能力和創新精神，也為後續課程學習奠定基礎。
（2）教學方法創新：
教學中以分光計的調整、使用和平面光柵衍射為導向，採用過程和結果呈現方式進行虛擬演示教學，同學們需要解決實驗中遇到的一系列工藝或結果問題，才能最終完成實驗操作，實驗中展示光柵光路效果呈現，全過程中不斷形成操作和現象觀察，形成學生自主，探究式學習氛圍，提高教學效果，激發學習興趣和熱情。
通過虛擬仿真實驗平台，可以逼真呈現實際實驗過程中光柵對光路的衍射過程，如果要在實際實驗過程中觀察到具體的衍射實現過程必須使用更加精密的儀器，多次採集觀測數據才能獲得與衍射原理匹配的結果，而通過虛擬實驗平台，實驗的過程、結果都是可逆的，可調節的，所有數據都是直接與基礎理論相互對應，通過虛擬平台亦可以拓展深化光學實驗效果，在實際條件不充分時也可以作為進一步學習、研究光學理論的參考方法，進一步培養學生的自主，主動和探究式學習的氛圍。
（3）評價體系創新：
虛擬仿真實驗改變以往的實驗過程單一，評價模式主觀的結果。通過系統可以全程跟蹤、記錄學生操作的過程，幫助學生進行理論知識的預習和對衍射光路的認識、分光計的操作過程都可以作為評價的公正性和權威性。利用平台對學生操作過程，教師可以分析參加實驗的學生學習情況，並指導教師改進和完善實驗教學達到提高教學效果目的。
（4）對傳統教學的延伸與拓展:
（a）線上虛擬仿真實驗和線下實驗教學虛實結合，虛為主，實為輔，為傳統實驗教學開發出新的實驗教學模式，提高實驗效率和學生的參與感。
（b）虛擬仿真實驗可以彌補實驗器材的不足，減少危險品的使用風險，提高安全性，同時減少大型昂貴器材的購入，降低成本。
（c）虛擬仿真實驗開發的標準化技術及標準化接口是虛擬實驗平具備良好的延伸性和擴展性，既能滿足師生的實驗需求，也能服務與相關學科的科研院所及企業。
通過開發實驗教學項目開放網上教學的平台，是傳統模式的延伸與拓展。通過學生提前預習，結合線上和線下的結合實現對教學的時間和空間的突破，虛實結合，驗證衍射的效果，提高講課的效果。通過後期教師的評價和對專業知識的學習，增強了學生對衍射的光譜呈現原理和現象的加深。
