把实验室搬到电脑中
软件世界
说到把实验室搬到电脑中，可能你马上会告诉我们：“现在在计算机里进行数学计算已经很容易了，但做物理化学仿真试验就可能难了一点。”现在，这个观念应该改变了，而且如果你正在度暑假，并苦于无法找到一个很好的试验环境，我想下面介绍的仿真实验室软件会给你帮上大忙。
教育软件需要互动
说到目前的教育类软件，大家知道的莫过于一些用多媒体软件制作出来的教学课件。在教学过程中，最重要的交互性却不能在这类课件中很好地体现出来。我们到底需要一个什么样的教育软件呢？
一款好的教育软件应该是一种合适的教学平台，这个平台既是教师可以按照预定的教学目标进行教学设计的舞台，又是学生能够直接参与主动学习和锻炼施展他们创造性思维的学习园地。所以，我们需要的教育软件应该是一个交互性很强的软件，也就是说教育软件应该是我们的一个很好的电子实验室，能够模拟一些我们平常学习中的实验环境，并不只是看看教学演示动画而已。
看看仿真实验室
好的教育类软件如果使用大量的数学计算，便能够提供一个教学交互环境，并把计算机的强大计算功能发挥得淋漓尽致。这次笔者要向大家介绍的这些仿真实验室软件，便是突破了目前仅单方面提供演示动画的技术，直接给用户营造出一个真实的实验环境。（图1）
它们使用了现代计算方法中的仿真算法，把现实的物理模型构造成了数学模型，通过复杂的程序运算，把物理过程用计算机表现出来。目前的这一系列仿真实验室软件已经覆盖了数学、物理和化学教学领域。具体包括物理电学、光学、力学、热学实验和化学、数理、地理仿真实验等。那么怎么来使用这些仿真实验室软件，如何利用它们来做好试验和如何得到它们呢？我们在B12的“办公之家”栏目里会给大家详细讲解。
这里我们仅简单介绍一下《仿真物理实验室》的仿真电路学。《仿真物理实验室》的电学部分可以仿真中学阶段电学部分中的所有实验，可以搭建出各种各样的电路图，例如照明电路、串联与并联、用伏安法测量电阻、电磁继电器的控制电路等等。它之所以能仿真这些电路，是因为该软件提供了“解析”和“计算”这些电路图的算法。其他的软件(如化学、几何仿真实验室软件)还能帮助你做很多常见的化学反应实验和几何算法实验，这样便能极大地为用户节约很多实验器材和实验用品，同时还能达到真实的实验效果。（图2）
仿真实验室软件是怎么炼成的？
通常我们见到的教育类软件都是利用多媒体制作软件制作而成，其中用到了大量的教学实例和相关资料。那么这类仿真实验室软件是如何开发出来的呢？我们还是以《仿真物理实验室》为例作一些介绍，该软件和我们常见的多媒体课件不同，《仿真物理实验室》利用了数学上行列式的知识和物理上电路的通用分析方法。在大学里读理科的朋友都应该学过《电路分析》这门专业课，书中介绍了很多通用的电路分析方法，例如“回路法”、“节点法”等等，而且还提到了怎么利用这些方法把复杂的电路转换成行列式。《仿真物理实验室》便是通过程序把书中的方法在计算机中描述出来，这样就完成了一半的工作，剩下的工作就是解行列式，以此来构成一个模拟的实验环境。
编后：或许目前这类仿真实验室类软件在教学中的应用还不是很多，但是在将来应该会有相当广泛的应用。它可以帮助你在无法找到合适的实验环境的情况下，用计算机模拟出仿真实验环境来，以便更直观地学习，并能方便老师的电子课堂教育。面对中国21世纪的素质教育，创造力和想象力的培养已被广泛关注，这些交互性强的教学平台正在给学生提供一个创造和想象空间。我们将在B12版的“暑期实验室”系列里，详细地介绍物理的电学、力学仿真实验室，化学仿真实验室和几何仿真实验室的使用。