虚拟仿真实验在中学科学实验中的应用
——以混沌摆为例
摘要：近十几年来，随着信息技术的不断发展，虚拟仿真作为一种交互性和沉浸性极强的技术为教学提供了一种新的模式。现在许多高校都已经建立了自己的虚拟仿真实验室，一些中小学也在尝试将虚拟仿真技术应用于日常教学。本篇论文中，将通过虚拟仿真技术演示三叉混沌摆运动规律，向学生展示一类局限于有限区域且轨道永不重复、性态复杂的运动。
关键词：虚拟仿真；实验教学；混沌运动；三叉混沌摆
一、背景介绍：
在传统的实验教学模式中，学生能够近距离地观察到最真实的实验现象，从而加深对实验原理的认识，是理论结合实践的有效形式。但传统实验模式也存在着一定的问题。在演示实验的过程中，只有班级前排的部分学生才能看清实验的过程，教师不得不环绕教室向后排学生展示实验仪器，实验效果不太好。有些实验仪器比较笨重，只能让后排学生挤到前排来，学生的观看体验也不佳。部分实验现象不是很明显，比如在电学实验部分，导线细、连接杂，学生很难看清电路的连接，这就给实验教学造成了困难，往往教师讲完实验的步骤，学生仍一头雾水，很大程度上拖累了课堂的效率。
虚拟仿真又称为仿真技术（simulation），利用仿真软件模拟出现实系统，使用者可以通过视觉、听觉或触觉等感官与仿真软件进行自由交互。虚拟仿真实验并不需要准备现实实验时使用的各种器材，只需要一台计算机就可完成整个实验过程。作为一种新的实验教学模式，虚拟仿真实验适应了信息化时代不断深入发展的趋势，以其低成本、强交互性、准确性、可重复性等优点成为了教育工作重点建设的实验项目。
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