時(shí)間:2022-11-25 22:42:41
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞:物理實(shí)驗(yàn);參與性學(xué)習(xí);獨(dú)立學(xué)院
近年來,隨著各行各業(yè)對創(chuàng)新型應(yīng)用型人才的需求,本科教學(xué)的模式也該隨之變革。多年來中國的教育使得大多數(shù)學(xué)生養(yǎng)成被動的學(xué)習(xí)方式,重理論、輕實(shí)踐,不愿花費(fèi)時(shí)間去找辦法解決實(shí)際問題。而參與性教學(xué)是解決這一現(xiàn)狀的比較好的方式。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)遇到的第一門實(shí)踐性課程。開展好這一門課對學(xué)生的意義重大。除了學(xué)習(xí)操作儀器處理數(shù)據(jù)等一些必需的技能外,還必須讓學(xué)生明白在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)而解決是十分重要的。目前,物理實(shí)驗(yàn)參與性學(xué)習(xí)甚至研究性學(xué)習(xí)在一些大學(xué)中已開展得比較系統(tǒng),如東南大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)皆有自己的一套物理實(shí)驗(yàn)研究性教學(xué)模式。對于這些學(xué)校,一方面,教學(xué)和科研實(shí)驗(yàn)室條件好;另一方面,學(xué)生基礎(chǔ)好,對學(xué)習(xí)有興趣并更具鉆研精神,參與性教學(xué)比較容易開展。而對于獨(dú)立學(xué)院,相對來說實(shí)驗(yàn)室條件有局限性,教師的主要任務(wù)是搞好教學(xué),大部分學(xué)生也是以拿到學(xué)分為目標(biāo)而完成課程。但是,筆者認(rèn)為獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生也是需要進(jìn)行參與性學(xué)習(xí)培養(yǎng)的。本文結(jié)合筆者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)討論在現(xiàn)有條件下如何在獨(dú)立學(xué)院的物理實(shí)驗(yàn)課程中開展參與性學(xué)習(xí)。
一、獨(dú)立學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀
以中國傳媒大學(xué)南廣學(xué)院為例,該學(xué)院對廣播電視工程、通信、電信專業(yè)的學(xué)生開展了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容包括力學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)這幾部分,基本符合對工科電類本科生的培養(yǎng)要求。學(xué)院針對自己所具備的實(shí)驗(yàn)儀器已經(jīng)編寫出配套的實(shí)驗(yàn)教材,并在10年來的教學(xué)中積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),但仍然存在一些問題需要重視和解決。
1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式化。實(shí)驗(yàn)課的流程是教師講解實(shí)驗(yàn)原理,介紹實(shí)驗(yàn)儀器,安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,學(xué)生按部就班測量數(shù)據(jù),撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在這種模式下,學(xué)生往往在原理還比較模糊的情況下就機(jī)械性地測量數(shù)據(jù),最后雖然完成了實(shí)驗(yàn),但很多學(xué)生并沒有去思考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、儀器搭配等基本問題,應(yīng)具備的科學(xué)和工程素養(yǎng)得不到提高。
2.實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式死板。實(shí)驗(yàn)報(bào)告使用的是統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊。上面分為實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理與分析這幾塊。除了最后一塊,大多數(shù)學(xué)生只是不加思考去抄實(shí)驗(yàn)教材。一則浪費(fèi)時(shí)間,二則沒有琢磨和真正理解實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)中的一些實(shí)際問題。
3.實(shí)驗(yàn)考核形式單一。目前,實(shí)驗(yàn)成績由兩部分構(gòu)成,出勤和操作占50%,實(shí)驗(yàn)報(bào)告占50%。一方面,學(xué)生是按教師的講解按部就班操作的,很難提高學(xué)生操作技能和解決問題的能力;另一方面,由于實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式死板,實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績相差也不大,不能反映學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的真實(shí)掌握情況,也不能通過實(shí)驗(yàn)成績對學(xué)生實(shí)現(xiàn)成績上的區(qū)分和應(yīng)有的激勵(lì)作用。
二、物理實(shí)驗(yàn)參與型學(xué)習(xí)方案探討
目前,國內(nèi)獨(dú)立性學(xué)院正處于發(fā)展初期,學(xué)校往往由于辦學(xué)條件和生源層次的限制,無法在實(shí)驗(yàn)科研條件和學(xué)生課外科研項(xiàng)目上有太多的投入。在長期的教學(xué)實(shí)踐中,筆者總結(jié)出以下幾種參與性學(xué)習(xí)方案,并取得了較好的效果。
1.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式。實(shí)驗(yàn)報(bào)告采取一份報(bào)告對應(yīng)一個(gè)實(shí)驗(yàn)的形式。報(bào)告上印制好做該實(shí)驗(yàn)前需要作答的問題,用來檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。接著是數(shù)據(jù)表格的填寫、誤差分析、作圖等。最后是實(shí)驗(yàn)完成后需要作答的一些問題。該方法既能大大節(jié)約學(xué)生書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的時(shí)間,又能使他們更加認(rèn)真地進(jìn)行預(yù)習(xí),通過問題不知不覺地對實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行掌握。
2.與學(xué)生一起解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題。當(dāng)學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí),總會碰到一些意想不到的問題。教師可以抓住這些機(jī)會,在排除實(shí)驗(yàn)儀器故障或錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)方法時(shí),讓學(xué)生參與其中觀察,思考甚至動手來一起討論解決這些問題,這樣能夠使得學(xué)生深刻地了解儀器的構(gòu)造,并提高其發(fā)現(xiàn)解決問題的能力。
3.拓展實(shí)驗(yàn)小課題。在常規(guī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,教師還可以建議學(xué)生利用現(xiàn)有儀器去探究其他的物理現(xiàn)象和規(guī)律,自己完成感興趣的實(shí)驗(yàn)小課題。比如分光計(jì)實(shí)驗(yàn)的常規(guī)內(nèi)容是對三棱鏡的頂角和汞光燈綠色譜線折射率的測量,在此基礎(chǔ)上,教師可以啟發(fā)學(xué)生測量汞燈的光譜和色散曲線。再比如,霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中除了常規(guī)的測量線圈軸線上的磁場外,還可以將測量擴(kuò)展到整個(gè)空間的磁場分布。這種擴(kuò)展可以有很多,它既不需要購買新儀器,又可以鍛煉他們科學(xué)研究的能力。本文通過分析獨(dú)立性學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)課程的現(xiàn)狀,探討設(shè)計(jì)了具有較強(qiáng)可行性的參與性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案。希望通過開展上述參與性學(xué)習(xí)方案,利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)條件在規(guī)定的必修課時(shí)內(nèi),促使獨(dú)立學(xué)院工科學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)研究的方法和手段,培養(yǎng)應(yīng)有的科學(xué)研究和工程技術(shù)素養(yǎng)。
參考文獻(xiàn):
[1]陳乾,戴玉蓉,錢鋒.課內(nèi)外相結(jié)合引導(dǎo)低年級學(xué)生自主研學(xué)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2011,30(10).
關(guān)鍵詞:傳感器;檢測技術(shù);實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革;應(yīng)用型人才培養(yǎng);教學(xué)效果
中國分類號:G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
一、引言
《傳感器與檢測技術(shù)》作為自動化、測控技術(shù)與儀器及電子信息工程等專業(yè)的專業(yè)課程,具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性,同時(shí)傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)是整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中的一個(gè)重要組成部分。長期以來,理論教學(xué)重于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的觀念根深蒂固,影響了傳感器教學(xué)的效果,為適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo),傳統(tǒng)的傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)迫切需要改革。
二、傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問題
1.實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目驗(yàn)證性多于設(shè)計(jì)性和綜合性
目前,我院使用的傳感器實(shí)驗(yàn)裝置是由浙江天煌提供的型傳感器實(shí)驗(yàn)箱,所提供的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì)性、綜合性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較少。比如電阻應(yīng)變式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、霍爾式傳感器、熱電阻傳感器和光電式傳感器等,用來驗(yàn)證傳感器的工作原理、被測量與電量之間如何轉(zhuǎn)換;學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)了解傳感器的物理效應(yīng),比如,電阻應(yīng)變式傳感器,當(dāng)施加壓力時(shí),傳感器的電阻發(fā)生變化,通過測量電路,轉(zhuǎn)換成電壓輸出,這樣的實(shí)驗(yàn),與實(shí)際工程相差甚遠(yuǎn)。工程中,需要的是傳感器的參數(shù)、特性和使用方法等,以至于學(xué)生沒有更多的實(shí)踐空間,與工程實(shí)踐脫節(jié)嚴(yán)重。
2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單調(diào)
目前,我院使用的傳感器實(shí)驗(yàn)箱對學(xué)生的開放程度比較低,傳感器的測量電路學(xué)生很少接觸到,不涉及或很少涉及傳感器的安裝、接線和信號處理等,學(xué)生只是進(jìn)行簡單的接線,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對實(shí)驗(yàn)原理和方法根本不去關(guān)心,這種通過實(shí)驗(yàn)箱完成的以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的實(shí)驗(yàn)方式不利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性和動手能力;有時(shí)傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K出現(xiàn)故障時(shí),學(xué)生會比較感興趣,想拆開看看里面到底是什么結(jié)構(gòu),經(jīng)過仔細(xì)研究會發(fā)現(xiàn)里面的電路比實(shí)驗(yàn)本身要有趣得多。而且,大多數(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的都是測量壓力、位移和溫度等,對于振動、轉(zhuǎn)速等不能測量,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目比較單一。根據(jù)目前培養(yǎng)方案的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)分配,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要集中在壓力、位移和溫度的測量,比如位移的測量,雖然不同的傳感器原理不同,但實(shí)驗(yàn)操作步驟及接線相似,對學(xué)生動手能力沒有提高,限制了學(xué)生的創(chuàng)新思維。
3.教學(xué)方式單調(diào)枯燥
傳統(tǒng)的傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)是注入式的,從實(shí)驗(yàn)原理、步驟、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng),都面面俱到地由老師講解,然后學(xué)生被動地按老師的演示方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。這使學(xué)生處于被動的學(xué)習(xí)狀態(tài),甚至有的學(xué)生做完后還不知道做這個(gè)實(shí)驗(yàn)為什么這樣做,扼制了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀性、創(chuàng)造性,阻礙了學(xué)生的全面綜合素質(zhì)的培養(yǎng),實(shí)驗(yàn)效果一般。
4.實(shí)驗(yàn)考核手段單一
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績是按照實(shí)驗(yàn)報(bào)告完成情況進(jìn)行考核,包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理等,存在同學(xué)之間互相抄襲的問題,不能夠真實(shí)反映學(xué)生對實(shí)驗(yàn)掌握的真實(shí)水平。為了激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性,將實(shí)驗(yàn)成績計(jì)入學(xué)生的平時(shí)成績,占30%~40%。
三、傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的應(yīng)對措施
1.深化傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,著力培養(yǎng)學(xué)生動手能力
根據(jù)傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題,對目前的傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行全面改革:從教師的教學(xué)觀念,到學(xué)生的實(shí)驗(yàn)的目的等各方面都要認(rèn)識到傳感器實(shí)驗(yàn)在傳感器教學(xué)中的重要性,在實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不斷培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的操作動手能力。總體上說,注重引導(dǎo),使學(xué)生普遍對實(shí)驗(yàn)重視程度提高,能主動預(yù)習(xí)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn),甚至帶著問題進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。
2.改革傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容及方法
(1)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革
為使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn),掌握傳感器的基本原理,鞏固教學(xué)內(nèi)容;在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中除了要求學(xué)生得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)外,還要求對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,包括非線性誤差、靈敏度的計(jì)算及思考題的分析等。同時(shí),開發(fā)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,如電子秤,對電子秤標(biāo)定時(shí)要反復(fù)調(diào)節(jié)差動放大器增益電位器Rw3及零位電位器 Rw4,直至托盤空時(shí)電壓表顯示為0V,200g砝碼時(shí)顯示為0.2V,反復(fù)調(diào)節(jié)最終是可以達(dá)到要求。
(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法上,要注意因材施教,采用啟發(fā)式教學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)課前要求學(xué)生預(yù)習(xí),課上根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的特點(diǎn),可以不進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn),只簡單介紹傳感器的結(jié)構(gòu)、原理,注意事項(xiàng),讓學(xué)生自己動手操作,發(fā)揮主觀能動性。教師對學(xué)生操作過程中存在的問題進(jìn)行指導(dǎo),并對測量結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)收。比如在做差動變壓器零點(diǎn)殘余電壓測試實(shí)驗(yàn)時(shí),學(xué)生調(diào)不出來零點(diǎn)殘余電壓時(shí)銜鐵對應(yīng)的位置,這時(shí)老師可以提問學(xué)生,差動變壓器銜鐵向兩個(gè)方向移動,輸出電壓的大小和相位都是怎么變化的,明白了移動方向不同,相位不同,就能夠根據(jù)示波器上的波形判斷出什么位置時(shí)的輸出電壓是零點(diǎn)殘余電壓。通過像這個(gè)實(shí)驗(yàn)一樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革,我們認(rèn)識到如果在每次實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)中都能夠采用啟發(fā)式的方法引導(dǎo)學(xué)生,那么學(xué)生就能夠舉一反三,還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3.改革課程考核方法
學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)不僅能很好理解理論知識,還可以培養(yǎng)學(xué)生的動手、創(chuàng)新能力。因此,將實(shí)驗(yàn)成績考核定位在是否理解并靈活應(yīng)用所學(xué)知識以及鼓勵(lì)創(chuàng)新實(shí)踐的過程,而不僅僅是結(jié)果正確與否。以實(shí)驗(yàn)課的上課經(jīng)驗(yàn),采用當(dāng)面驗(yàn)收的方式,通過演示和口頭介紹展示實(shí)驗(yàn)過程,學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)成績包括學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作過程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測量;同時(shí)為了確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性,要求每組學(xué)生提交一份實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),由指導(dǎo)教師確認(rèn)后成績才有效。
四、傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革效果分析
通過傳感器實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革實(shí)踐,改革的目的就是要讓學(xué)生感覺到每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都是一次挑戰(zhàn),必須要有充分的準(zhǔn)備、細(xì)心的操作和靈活的思維。每一次實(shí)驗(yàn)的完成,不僅要讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ玫匠浞值挠?xùn)練和提高,更重要的是要激發(fā)學(xué)生的主觀性和創(chuàng)造性。
實(shí)踐證明:改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法,采用啟發(fā)式教學(xué)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué),能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)的興趣,明顯提高教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:物理實(shí)驗(yàn);教學(xué);新模式
中圖分類號: G4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
基金項(xiàng)目:本文系鄭州輕工業(yè)學(xué)院校級基金項(xiàng)目資助(2014XJJ009)
大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課是工科院校一門非常重要的實(shí)踐課程。隨著時(shí)代的進(jìn)步,面對新時(shí)代的大學(xué)生,傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法受到空前的挑戰(zhàn),本文主要介紹課題組近幾年來針對目前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的幾個(gè)問題,實(shí)踐教學(xué)改革獲得的一些經(jīng)驗(yàn)。
一、教學(xué)中存在的問題
根據(jù)本校學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課情況并結(jié)合一些調(diào)查結(jié)果[1],發(fā)現(xiàn)當(dāng)前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中存在著如下幾個(gè)問題:
1.學(xué)習(xí)積極性不高,預(yù)習(xí)效果較差;
本校實(shí)驗(yàn)課上課環(huán)節(jié)包括課前檢查預(yù)習(xí),但通過檢查發(fā)現(xiàn)20位學(xué)生中真正做預(yù)習(xí)者寥寥無幾,預(yù)習(xí)部分書寫混亂,預(yù)習(xí)思考題答案幾乎雷同,在課堂講解提問時(shí),學(xué)生能回答出問題者也很少。
2.實(shí)驗(yàn)課中缺乏思考, 難以自主獲取知識;
這一問題主要表現(xiàn)在課堂上實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié),學(xué)生碰到困難時(shí)不能積極主動閱讀教材解決問題,而一味讓老師講解或問同學(xué),其實(shí)教材對實(shí)驗(yàn)步驟的描述很清楚,只需認(rèn)真閱讀,實(shí)際操作便可完成,但多數(shù)學(xué)生不愿意動腦筋,缺乏努力探索精神。
3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重。
數(shù)據(jù)處理是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中一個(gè)重要環(huán)節(jié),通過數(shù)據(jù)處理可以培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍的科研態(tài)度和處理問題的能力。但在教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繁雜,處理數(shù)據(jù)中誤差分析要求較高,所以有一大部分學(xué)生不愿意靜下心來花時(shí)間處理數(shù)據(jù),致使出現(xiàn)嚴(yán)重的數(shù)據(jù)抄襲現(xiàn)象。
二、原因分析
1.傳統(tǒng)教學(xué)模式陳舊
傳統(tǒng)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課,一般分為原理講解、操作演示、學(xué)生操作和教師輔導(dǎo)幾個(gè)部分。針對當(dāng)前的大學(xué)生,這種方式可能在第一次上實(shí)驗(yàn)課時(shí)還比較新鮮,但整個(gè)學(xué)期每次實(shí)驗(yàn)課都如此重復(fù),學(xué)生會感到乏味。此種課堂教學(xué)方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代大學(xué)生的思維模式,達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生動手能力,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐探索精神的要求。
2.數(shù)據(jù)處理冗繁
每次實(shí)驗(yàn)課結(jié)束都會留數(shù)據(jù)處理這一項(xiàng)作業(yè),由于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較多,處理時(shí),不僅需要計(jì)算還需要作圖,人工計(jì)算,手繪各種關(guān)系曲線圖費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且容易出錯(cuò)。學(xué)生不愿意花時(shí)間和精力進(jìn)行繁雜的數(shù)據(jù)處理,致使大部分學(xué)生選擇在課前抄襲。
三、教學(xué)探索
基于目前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的諸多問題,提出幾項(xiàng)適合大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的改革措施。
1.因?qū)嶒?yàn)內(nèi)容施教
在本校,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課項(xiàng)目包括力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)和光學(xué)幾類實(shí)驗(yàn)[2]。一般光學(xué)實(shí)驗(yàn)比較難,其它電學(xué)和力學(xué)的實(shí)驗(yàn)相對簡單。在教學(xué)中,根據(jù)實(shí)驗(yàn)的難易程度,采用不同的課堂教學(xué)模式,如轉(zhuǎn)動慣量的測量、金屬比熱容的測量、霍爾效應(yīng)及應(yīng)用這些原理和操作都很簡單的實(shí)驗(yàn),課堂上教師就不做主要講解和演示,讓學(xué)生分組討論后自己動手操作,期間如果有問題教師再及時(shí)輔導(dǎo)補(bǔ)充。但對于分光計(jì)的調(diào)整和使用實(shí)驗(yàn)、邁克爾孫干涉儀的調(diào)整和使用實(shí)驗(yàn)以及多用電表的設(shè)計(jì)與制作等操作較難的實(shí)驗(yàn),在課堂上,教師首先讓學(xué)生分組討論然后講解演示實(shí)驗(yàn)。
2.因?qū)W生層次施教
針對班內(nèi)學(xué)生理論基礎(chǔ)差異和動手能力差異實(shí)行不同的教學(xué)模式,在課堂上,首先根據(jù)學(xué)生情況分組,然后讓每組中實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?qiáng)的學(xué)生帶動基礎(chǔ)差、動手能力差的學(xué)生從理論到操作進(jìn)行討論、分析30分鐘。目的是通過討論調(diào)動每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,通過爭辯,學(xué)生可以盡量把實(shí)驗(yàn)搞懂。預(yù)習(xí)過后,推選其中理解透徹的學(xué)生給大家講解,學(xué)生自己講實(shí)驗(yàn),對于學(xué)生來說更有親和力、吸引力。
3.引入計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理
數(shù)據(jù)處理是實(shí)驗(yàn)中一項(xiàng)重要工作,會包括平均值計(jì)算、標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算、擬合方程和作圖等工作。實(shí)驗(yàn)中會測量出大量數(shù)據(jù),學(xué)生如果手工進(jìn)行這項(xiàng)工作既麻煩又容易出錯(cuò)。現(xiàn)在學(xué)生幾乎每個(gè)人都有電腦,并且也開設(shè)了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)課程,學(xué)生習(xí)慣于使用計(jì)算機(jī)處理一些事務(wù)。而計(jì)算機(jī)的一些軟件如Excell、origin和Matlab等在處理數(shù)據(jù)方面非常便捷,具有明顯優(yōu)勢。
基于此,本課題組教師在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理部分,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用不同的軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,如轉(zhuǎn)動慣量實(shí)驗(yàn),本課題組要求學(xué)生通過Excell軟件做表格,只需在Excell表格中,按照表格的模式修改成相應(yīng)的形狀然后復(fù)制在word中就可以了,另外可以直接通過Excell計(jì)算平均值或求和。
熱導(dǎo)率的測量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中,有一項(xiàng)要求學(xué)生利用T-t數(shù)據(jù)組繪制散熱盤的冷卻曲線(T~s曲線),實(shí)驗(yàn)中引導(dǎo)學(xué)生用origin做關(guān)系曲線如圖1所示,通過使用origin軟件,學(xué)生不僅可以正確處理數(shù)據(jù)還可以學(xué)會一種繪圖軟件。
圖1 散熱盤冷卻曲線
電子逸出功測量實(shí)驗(yàn)中需要測量的數(shù)據(jù)較多,處理計(jì)算量大。如果利用Matlab優(yōu)越的計(jì)算和作圖性能,將簡化實(shí)驗(yàn)處理的工作量并提高數(shù)據(jù)處理的科學(xué)性。考慮到學(xué)生年級較低計(jì)算機(jī)編程能力較差,實(shí)驗(yàn)中教師將編寫好的Matlab代碼給學(xué)生讓回去進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
四、結(jié)論
隨著時(shí)代的進(jìn)步,大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)也面臨諸多挑戰(zhàn),面對不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,不同層次的學(xué)生,如果都采用一種教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)自然不會收到很好的教學(xué)效果,另外,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理還采用傳統(tǒng)處理方法,勢必學(xué)生會感到困難、煩躁并且準(zhǔn)確率不高。本課題組在調(diào)查研究基礎(chǔ)上采取相應(yīng)的教學(xué)措施,活躍了課堂氣氛,調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,并且讓學(xué)生將物理實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來。培養(yǎng)了學(xué)生分析問題解決問題的能力,同時(shí)能促進(jìn)學(xué)生計(jì)算機(jī)水平的提高。
⒖嘉南祝